專利名稱：用于復(fù)合材料的粘合劑添加劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及復(fù)合模制品及其生產(chǎn)方法，所述復(fù)合模制品含有含纖維素、含玻璃、含 礦物、含聚合物和/或含金屬的材料，粘合劑以及至少一種結(jié)構(gòu)I所示的添加劑。這些模制品的生產(chǎn)優(yōu)選地通過涂布有粘合劑的材料的熱壓進(jìn)行，通過添加劑改進(jìn) 了涂布有粘合劑的材料的潤濕性。
背景技術(shù)：
用粘合劑在開放或封閉模具中對通常為壓制、成型的模制品(被稱為組合物，例 如，OSB(定向結(jié)構(gòu)板)、刨花板、纖維板、膠合板或軟木板，以及組合物片材泡沫)的生產(chǎn) 在許多文獻(xiàn)以及專利公開 WO 98/00464、US5, 008，359、US 5，140，086、US 5，204，176、US 3，440，189中所已知。模制品可以由多種類型的含纖維素材料組成，例如，碎片、纖維或顆 粒，以及稻草或亞麻。在生產(chǎn)中，可以任選附隨地使用催化劑、助劑和/或其它添加劑。在生產(chǎn)過程中，為了確保粘合劑與含纖維素材料之間的反應(yīng)以及允許形成給出期 望最終形狀(例如板形)的材料，0到400°C的溫度是必需的。達(dá)到或施加0至IOObar的 壓力。基于模制品的總重量，取決于所使用的粘合劑類型以及組合物的類型，粘合劑的 比例在1到50重量％之間，優(yōu)選5到35重量％，尤其是小于20重量％。所用的粘合劑可以是所有類型的多官能化的異氰酸酯，典型地為芳香族聚異氰酸 酯。使用最廣泛的芳香族聚異氰酸酯是聚二苯基甲烷二異氰酸酯(PMDI)。除了異氰酸酯以 外，還可以使用各種甲醛樹脂作為復(fù)合模制品的粘合劑。最常見的包括尿素/甲醛、苯酚/ 甲醛或三聚氰胺/甲醛樹脂以及它們的混合物。來自可再生原材料的粘合劑例如丹寧酸、 木質(zhì)素或蛋白質(zhì)也可以少量使用。在復(fù)合模制品例如包含含纖維素材料和粘合劑的板的生產(chǎn)中，單個(gè)顆?；蚶w維與 粘合劑之間的界面情況是一個(gè)重要因素。粘合劑的兩個(gè)性質(zhì)在這里起了重要的作用第一、 粘合劑在材料中滲透的深度，但是粘合劑對材料表面例如木材表面的潤濕作用更加重要。 通過添加少量表面活性物質(zhì)形式的添加劑，降低了粘合劑的表面張力，這使得粘合劑在材 料表面上更好地鋪展。同時(shí)，對壓制的模制品的膨脹行為具有積極的影響作用(膨脹更加 不明顯)。因此，本發(fā)明的目的是通過使用組合物提供新型的復(fù)合模制品，所述組合物對所 需的粘合劑進(jìn)行了改性以便在表面上產(chǎn)生更好粘合劑分布，這樣可以改善粘附性并且最小 化復(fù)合模制品的膨脹行為。
發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明涉及使用組合物制備的復(fù)合模制品，所述組合物包含至少一種粘合劑 和至少一種表面活性添加劑。所述表面活性添加劑可以是有機(jī)化合物，優(yōu)選有機(jī)金屬化合物和/或有機(jī)硅化合物，尤其是式(I)的硅氧烷。復(fù)合模制品由含纖維素、含玻璃、含礦物、含聚合物和/或含金屬的材料組成。此外，本發(fā)明還涉及組合物本身，其含有有機(jī)粘合劑和至少一種表面活性物質(zhì)。組 合物中的表面活性物質(zhì)優(yōu)選為式(I)的硅氧烷。本發(fā)明因此還涉及組合物，其特征在于它們含有式(I)的表面活性化合物
R
I
O-
R
R
I
Si~0
R
a
R
I
-^i-Q R4
b
R6
I
-^i-O R6
c
R7
I
-寧一o
R6
d
R
I
-Si—R5 I
R
R6 = 一O-
R
氣i—O
R
a
R
s\-o
R4
b
R6
I
Si-O
I
R6
c
R7 I
-彳 i-0 R6
d
R
I
-Si—R5
I
R其中a彼此獨(dú)立地為O至500，b彼此獨(dú)立地為O至60，c彼此獨(dú)立地為O至10，優(yōu)選為O或> O至5，尤其是1、2或3，d彼此獨(dú)立地為O至10，優(yōu)選為O或> O至5，尤其是1、2或3，條件是，對于每分子式(I)來說，在各種情況下每分子中T單元的平均數(shù)Σ d和Q 單元的平均數(shù)Σ c不大于50，每分子中D單元的平均數(shù)Σ a不大于2000，并且每分子中帶 有R4的甲硅烷氧基單元的平均數(shù)Σ b不大于100，R，彼此獨(dú)立地為至少
枝化的，脂肪族或芳香族，飽和或不飽和烴基，但是優(yōu)選為甲基，
個(gè)選自如下的基團(tuán)具有1至20個(gè)C原子的直鏈、環(huán)狀或
R5，彼此獨(dú)立地為R4或R，
R4，彼此獨(dú)立地為非R的有機(jī)基團(tuán)，或者為選自如下的片段 -CH2-CH2-CH2-O- (CH2-CH2O-) x- (CH2-CH (R1) 0_) y-R2 -CH2-CH2-O- (CH2-CH2O-) x- (CH2-CH (R1) 0_) y-R2 -CH2-R3
-CH2-CH2-(O)x, -R3 -CH2-CH2-CH2-O-CH2-CH (OH) -CH2OH
H
CH0-C-C-O-C-C——CH
H2 H=
H
\ / 2 O
2
-CH2-CH2
或
6
-CH2-CH2-CH2-O-CH2-C (CH2OH) ^CH2-CH3，其中，χ為0至100，優(yōu)選> 0，尤其是1至50，χ'為0或 1，y為0至100，優(yōu)選> 0，尤其是1至50，R1，彼此獨(dú)立地為具有1至12個(gè)C原子的取代或未取代的烷基或芳基，例如取代 的烷基，芳基或鹵代烷基或鹵代芳基，基團(tuán)R4中和/或式I分子中存在的取代基R1可以彼 此不同，并且R2，彼此獨(dú)立地表示氫或具有1至4個(gè)C原子的烷基，基團(tuán)-C(O)-R'其中R'= 烷基，基團(tuán)-CH2-O-R1,烷基芳基，例如，苯甲基，或基團(tuán)-C(O)NH-R1,R3是具有1至50，優(yōu)選9至45，優(yōu)選13至37個(gè)C原子的直鏈、環(huán)狀或枝化的或者 取代的例如鹵素取代的烴基，R7彼此獨(dú)立地可以是R、R4和/或被雜原子取代的官能化的、有機(jī)的、飽和或不
飽和的基團(tuán)，并且選自烷基、芳基、氯代烷基、氯代芳基、氟代烷基、氰基烷基、丙烯酰氧基芳 基、丙烯酰氧基烷基、甲基丙烯酰氧基烷基、甲基丙烯酰氧基丙基或乙烯基。式(硅氧烷鏈或聚氧化烯鏈)中所示構(gòu)建嵌段的各種單體單元可以在其中具有嵌 段組合物，具有任意的嵌段數(shù)目以及任意的序列，或者可以進(jìn)行隨機(jī)的分布。式中所使用的 數(shù)值被認(rèn)為是統(tǒng)計(jì)學(xué)平均值。有利地，在復(fù)合模制品的生產(chǎn)中使用基于粘合劑的量0. 01至70重量％，優(yōu)選0. 01 至50重量％，非常特別優(yōu)選0. 01至10重量％的至少一種根據(jù)本發(fā)明的表面活性添加劑。所述復(fù)合模制品是使用基于總配制物優(yōu)選0. 1至99重量％，尤其是1至99重量％ 的含纖維素的材料制備的?？梢詥为?dú)或者彼此混和地使用聚異氰酸酯、尿素/甲醛樹脂、苯酚/甲醛樹脂和/ 或三聚氰胺/甲醛樹脂作為粘合劑。在復(fù)合模制品中的粘合劑比例為基于復(fù)合模制品總配 制物的1至50重量％，優(yōu)選5至35重量％并且尤其是小于20重量％。根據(jù)本發(fā)明的復(fù)合模制品可以含有其它物質(zhì)。尤其是，根據(jù)本發(fā)明的組合物還可 以含有其它有機(jī)添加劑，表面活性劑和/或乳化劑和/或溶劑。如果根據(jù)本發(fā)明的組合物含有溶劑，尤其是有機(jī)溶劑，優(yōu)選不與異氰酸酯反應(yīng)的 溶劑是有利的。此外，本發(fā)明還涉及通過壓制涂膠材料，尤其是含纖維素材料進(jìn)行復(fù)合模制品制 備的方法。所述方法的特征在于在熱壓期間的壓制溫度為0至400°C，優(yōu)選100至300°C并 且非常特別地優(yōu)選150至250°C。在該方法中，有利地，將表面活性添加劑引入到粘合劑中，然后通過本領(lǐng)域技術(shù)人 員熟知的常規(guī)方法施加該混合物，例如，直接施加到材料或者工程材料上。在壓制方法中所達(dá)到的壓力為0至lOObar，優(yōu)選20至80bar。復(fù)合模制品的制備 是在連續(xù)(輥壓)以及分批(板壓)單元上進(jìn)行的。模制品是以板、塊(blocks)、股(strands)、條(beams)的形式使用的。這些可以 用于各種物品的生產(chǎn)，尤其是用于家具和家具部件的生產(chǎn)中，以及室內(nèi)建筑和內(nèi)部裝修中。本發(fā)明還涉及刨花板、OSB板、纖維板、膠合板和/或軟木板形式的復(fù)合模制品，其是通過一種所述方法使用根據(jù)本發(fā)明的組合物制備的。本發(fā)明的其它構(gòu)造根據(jù)權(quán)利要求是顯而易見的，其公開的內(nèi)容落入此說明書中的 所有部分。以下通過舉例的方式描述了根據(jù)本發(fā)明的復(fù)合模制品，其制備方法，粘合劑組合 物及其用途，但不意味著本發(fā)明受到這些示例性實(shí)施方式的限制。當(dāng)以下示出化合物的范圍、通式或分類時(shí)，這些內(nèi)容意味著其不僅包含明確提到 的化合物的相應(yīng)范圍或組群，還包括通過省略單個(gè)值(范圍)或化合物可以獲得的化合物 的所有部分范圍和部分組群。
實(shí)施例用途實(shí)施例中所使用的化合物結(jié)構(gòu)如表1中所示。表1中所提到的參數(shù)涉及上述 式⑴。表1 實(shí)施例1至5的組合物，其含有式⑴的化合物
權(quán)利要求
使用組合物制備的復(fù)合模制品，所述組合物包含至少一種粘合劑和至少一種表面活性添加劑。
2.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合模制品，其特征在于所述表面活性添加劑是有機(jī)化合物， 優(yōu)選有機(jī)金屬化合物和/或有機(jī)硅化合物。
3.如權(quán)利要求2所述的復(fù)合模制品，其特征在于所述復(fù)合模制品由含纖維素、含玻璃、 含礦物、含聚合物和/或含金屬的材料組成。
4.如權(quán)利要求2和3中至少一項(xiàng)所述的復(fù)合模制品，其特征在于所述表面活性添加劑 是通式(I)化合物
5.如前述權(quán)利要求至少一項(xiàng)所述的復(fù)合模制品，其是使用0.1至99重量％的至少一種 含纖維素的材料制備的。
6.如前述權(quán)利要求至少一項(xiàng)所述的復(fù)合模制品，其是使用1-50重量％的至少一種粘 合劑制備的。
7.如前述權(quán)利要求至少一項(xiàng)所述的復(fù)合模制品，其是使用基于粘合劑的量0.1至70重 量％的至少一種表面活性添加劑制備的。
8.如前述權(quán)利要求至少一項(xiàng)所述的復(fù)合模制品，其是還使用其它添加劑、表面活性劑、 溶劑和/或乳化劑制備的。
9.如前述權(quán)利要求至少一項(xiàng)所述的復(fù)合模制品的制備方法，其是通過連續(xù)或分批壓制 涂膠材料進(jìn)行的。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于壓制溫度是0至400°C，壓力為0至lOObar。
11.如權(quán)利要求9和10至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于單獨(dú)或彼此混和地使用聚異 氰酸酯、尿素/甲醛樹脂、苯酚/甲醛樹脂和/或三聚氰胺/甲醛樹脂作為粘合劑。
12.如權(quán)利要求9至11至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于將所述表面活性添加劑引入 到粘合劑中，然后將混合物施加到基材上。
13.如權(quán)利要求1至8任意一項(xiàng)所述的復(fù)合模制品的用途，其用于生產(chǎn)各種形式，特別 是以板、塊、條或股的形式的物品。
14.如權(quán)利要求13所述的復(fù)合模制品的用途，其用于在室內(nèi)建筑和內(nèi)部裝修中生產(chǎn)家 具和家具部件以及包裝材料。
15.包含有機(jī)粘合劑和至少一種表面活性物質(zhì)的組合物，其用于如權(quán)利要求9至12至少一項(xiàng)所述的方法中。
16.如權(quán)利要求15所述的組合物，其特征在于所述表面活性物質(zhì)是式(I)的硅氧烷。
17.如權(quán)利要求9至12至少一項(xiàng)所述方法所制備的復(fù)合模制品，其形式為刨花板、OSB 板、纖維板、膠合板和/或軟木板。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于復(fù)合材料的粘合劑添加劑。具體地說，本發(fā)明涉及在復(fù)合模制品的生產(chǎn)方法中使用的含有至少一種粘合劑和至少一種表面活性添加劑的組合物，及其用途。
文檔編號B27N3/02GK101948664SQ20101022937
公開日2011年1月19日 申請日期2010年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月10日
發(fā)明者G·布克哈特, M·彼得斯, M·馬吉, T·呂特格 申請人:贏創(chuàng)高施米特有限公司