由具有芯和兩層外層且芯中具有經(jīng)處理紙漿、經(jīng)處理天然纖維、合成纖維或其混合物的木 ...的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及具有芯和兩層外層的木質(zhì)纖維素材料，所述材料包含，優(yōu)選由以下組分組成：在芯中：A)30-98重量％木質(zhì)纖維素顆粒，B)0-25重量％堆積密度為10-150kg/m3的泡沫塑料顆粒，C)1-50重量％一種或多種粘合劑，所述粘合劑選自：氨基塑料樹脂、苯酚-甲醛樹脂和具有至少兩個(gè)異氰酸酯基團(tuán)的有機(jī)異氰酸酯，和D)0-10重量％添加劑，以及在外層中：E)70-99重量％木質(zhì)纖維素顆粒、纖維或其混合物，F(xiàn))1-30重量％一種或多種粘合劑，所述粘合劑選自：氨基塑料樹脂、苯酚-甲醛樹脂和具有至少兩個(gè)異氰酸酯基團(tuán)的有機(jī)異氰酸酯，和G)0-10重量％添加劑，其中2-30％的木質(zhì)纖維素顆粒A)被經(jīng)處理紙漿、經(jīng)處理天然纖維、合成纖維或其混合物替代，還涉及它們的制備及其用途。
【專利說明】由具有芯和兩層外層且芯中具有經(jīng)處理紙漿、經(jīng)處理天然 纖維、合成纖維或其混合物的木質(zhì)纖維素材料組成的多層 輕重量木基材料
[0001] 本發(fā)明涉及具有芯和兩層外層的木質(zhì)纖維素材料，所述芯包含經(jīng)處理紙漿 (pulp)、經(jīng)處理天然纖維、合成纖維或其混合物。
[0002] W0-A-2011/018373公開了重量輕且同時(shí)壓縮力強(qiáng)的壓縮模塑材料，這些材料由木 片或木纖維、粘合劑和充當(dāng)填料的多孔可發(fā)泡或不可發(fā)泡塑料組成。
[0003] 包含木片或木纖維的壓縮模塑材料在其機(jī)械性能如撓曲強(qiáng)度或橫向拉伸方面不 令人滿意。
[0004] EP-A-2 338 676公開了輕重量建筑板，其具有包含含木質(zhì)纖維素材料的頂部外板 和底部外板，和具有蜂窩結(jié)構(gòu)的輕重量中間疊層。在這些板中，外板使用粘合劑粘合在中間 置層上。
[0005] 由于這些輕重量建筑板中僅外板保持螺釘，這些所謂的蜂窩板顯示出螺釘抗拔力 的實(shí)質(zhì)性降低。此外，由于中間疊層的蜂窩結(jié)構(gòu)，邊飾僅可以以復(fù)雜的額外成本以及專門的 機(jī)器實(shí)現(xiàn)。
[0006] 因此，本發(fā)明的目的是補(bǔ)救上述缺點(diǎn)。
[0007] 因此，發(fā)現(xiàn)具有芯和兩層外層的新木質(zhì)纖維素材料，其包含，優(yōu)選由如下組分組 成：在心中：
[0008] A) 30-98重量％木質(zhì)纖維素顆粒，
[0009] B)0-25重量％，優(yōu)選1-25重量％堆積密度為10-150kg/m3的泡沫塑料顆粒，
[0010] C) 1-50重量％-種或多種粘合劑，所述粘合劑選自：氨基塑料樹脂、苯酚
[0011] -甲醛樹脂和具有至少兩個(gè)異氰酸酯基團(tuán)的有機(jī)異氰酸酯，和
[0012] D)0-10重量％添加劑，
[0013] 以及在外層中：
[0014] E) 70-99重量％木質(zhì)纖維素顆粒、纖維或其混合物，
[0015] F) 1-30重量％-種或多種粘合劑，所述粘合劑選自：氨基塑料樹脂、苯酚
[0016] -甲醛樹脂和具有至少兩個(gè)異氰酸酯基團(tuán)的有機(jī)異氰酸酯，和
[0017] G) 0-10重量％添加劑，
[0018] 其中2-30%的木質(zhì)纖維素顆粒A)被經(jīng)處理紙漿、經(jīng)處理天然纖維、合成纖維或其 混合物替代，以及其制備及其用途。
[0019] 組分A、B、C、D、E、F和G的重量百分?jǐn)?shù)描述涉及作為總干重的比例的所述組分的 干重。組分A、B、C和D的重量百分?jǐn)?shù)數(shù)字的總和為100重量％。組分E、F和G的總和也 構(gòu)成100重量％。另外，不僅外層，而且芯包含水，在重量數(shù)字中不考慮這一點(diǎn)。水可源自 存在于木質(zhì)纖維素顆粒中的殘留水分、粘合劑、例如用于粘合劑的稀釋或外層的潤濕而另 外加入的水，源自添加劑，例如固化劑水溶液或含水石蠟乳液，或者如果它們例如使用蒸汽 發(fā)泡的話源自泡沫塑料顆粒。
[0020] 合適的紙漿為壓縮且干燥的纖維素纖維，以及合適的產(chǎn)品例如為紙、紙板、卡片紙 板或其混合物，優(yōu)選紙、紙板或其混合物，更優(yōu)選紙。
[0021] 紙漿可以以任何尺寸，例如條、折疊或彎折條、形成格柵的嵌套條、板、具有剪切塊 的板、折疊或彎折板，或者具有剪切塊的折疊或彎折板；優(yōu)選條、折疊或彎折條或者形成格 柵的嵌套條；更優(yōu)選折疊或彎折條或者形成格柵的嵌套條。
[0022] 合適的天然纖維包括植物纖維，例如種子纖維，例如棉或木棉的那些，韌皮纖維， 例如竹纖維、黃麻、大麻纖維、亞麻、洋麻、蛇麻草、苧麻，或者葉纖維，例如abacd、鳳梨、 carod、curaud、龍舌蘭、macarimba、亞麻、劍麻，或者果實(shí)纖維，例如椰子，或者動(dòng)物來源的 纖維，例如羊毛和動(dòng)物毛發(fā)或絲，或其混合物，優(yōu)選植物纖維、韌皮纖維、葉纖維或其混合 物，更優(yōu)選韌皮纖維、葉纖維或其混合物。
[0023] 合適的合成纖維包括合成聚合物的纖維，例如縮聚纖維，實(shí)例為聚酯、聚酰胺、聚 酰亞胺、聚酰胺酰亞胺和聚苯二硫醚、芳族聚酰胺，或者加聚纖維，例如聚氨酯，或者其它聚 合纖維，實(shí)例為聚丙烯腈、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯；優(yōu)選縮聚纖維，實(shí)例為 聚酯、聚酰胺、聚酰亞胺、聚酰胺酰亞胺和聚苯二硫醚、芳族聚酰胺，或者其它聚合纖維，例 如聚丙烯腈、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯；更優(yōu)選縮聚纖維，實(shí)例為聚酯、聚酰 胺、聚酰亞胺、聚酰胺酰亞胺和聚苯二硫醚，和芳族聚酰胺。
[0024] 天然纖維或合成纖維可以以任何長度和任何直徑或者以將它們紡絲/連接形成 繩、繩索或帶的形式，優(yōu)選作為繩索或帶，更優(yōu)選作為繩索使用。
[0025] 可將紙漿、天然纖維和/或合成纖維以常規(guī)方式用氨基塑料樹脂、苯酚_甲醛樹 月旨、具有至少兩個(gè)異氰酸酯基團(tuán)的有機(jī)異氰酸酯或其混合物浸漬或噴霧。應(yīng)用于紙漿、天然 纖維和/或合成纖維上的量可在寬限度內(nèi)變化，通常處于0. 5:1-5:1，優(yōu)選0. 75:1-4:1，更 優(yōu)選1:1-3:1的氨基塑料樹脂、苯酚-甲醛樹脂、具有至少兩個(gè)異氰酸酯基團(tuán)的有機(jī)異氰酸 酯或其混合物與紙漿或者與天然纖維的重量比。
[0026] 在噴霧或浸漬以后，可使經(jīng)處理紙漿，天然纖維或合成纖維經(jīng)受干燥和/或預(yù)先 固化。
[0027] 在本發(fā)明木質(zhì)纖維素材料中，通常2-30重量％，優(yōu)選3-20重量％，尤其是4-15重 量％的木質(zhì)纖維素顆粒A)被經(jīng)處理紙漿、經(jīng)處理天然纖維、合成纖維或其混合物替代。
[0028] 本發(fā)明木質(zhì)纖維材料（木質(zhì)纖維素材料）可如下制備：
[0029] 通常將用于芯的組分和用于外層的組分彼此分開地混合。
[0030] 對(duì)于芯，可將木質(zhì)纖維素顆粒A與組分B、C和D和/或其中所含組分成分（即多 種成分，例如來自一種組分的組的物質(zhì)或化合物）以任何所需順序混合。組分A、B、C和D 每種情況下可以由一種、兩種（Al、A2或Bl、B2,或者Cl、C2或Dl、D2)或者多種組分成分 (A1、A2、A3、…，或 81、82、83、...、(：1、〇2、〇3、...，或01、02、03、...）組成。
[0031] 如果組分由多種組分成分組成，則這些組分成分可作為混合物或者彼此分開地加 入。在分別加入的情況下，這些組分成分可直接在彼此之后或者在不直接在彼此之后的時(shí) 間的不同點(diǎn)加入。在例如組分C由兩種成分C1和C2組成的情況下，這意指C2在C1以后 立即加入，或者C1在C2以后立即加入，或者一種或多種其它組分或組分成分，組分B例如 在C2和C2的加入之間加入。也可在加入以前將組分和/或組分成分與其它組分或組分成 分預(yù)混合。例如可將添加劑成分D1加入粘合劑C或粘合劑成分C1中，然后將該混合物加 入實(shí)際混合物中。
[0032] 優(yōu)選首先將泡沫塑料顆粒B加入木質(zhì)纖維素顆粒A中，其后將該混合物與粘合劑 C或者與兩種或更多種粘合劑成分Cl、C2等混合。如果使用兩種或更多種粘合劑成分，則 它們優(yōu)選彼此分開地加入。優(yōu)選將添加劑D與粘合劑C或者與粘合劑成分（即多種成分， 例如來自該組分組的物質(zhì)或化合物）部分混合，然后加入。
[0033] 對(duì)于外層，將木質(zhì)纖維素顆粒或纖維E與組分F和G和/或與存在于其中的組分 成分（即多種成分，例如來自一種組分的組的物質(zhì)或化合物）以任何所需順序混合。對(duì)于 兩層外層，可使用相同的混合物或兩種不同的混合物，優(yōu)選相同的混合物。
[0034] 當(dāng)組分由多種組分成分組成時(shí)，這些成分可作為混合物或者彼此分開地加入。在 這種情況下，這些組分成分可直接在彼此之后或者在不直接在彼此之后的時(shí)間的不同點(diǎn)加 入。優(yōu)選將添加劑G與粘合劑F或粘合劑成分部分混合，然后加入。
[0035] 將所得混合物A、B、C、D和E、F、G-層壓一層地層疊，將紙漿、天然纖維、合成纖維 或其混合物并入中間層中，并將該體系通過常規(guī)方法在升高的溫度下壓縮以得到木質(zhì)纖維 豐吳制品。
[0036] 為此，首先將一半的混合物E、F、G散布于載體上。其后將一些混合物A、B、C、D作 為層應(yīng)用于其上，并將紙漿、天然纖維或合成纖維溫和地壓入該混合物中。這些紙漿、天然 纖維或合成纖維以l_2cm的距離彼此平行地排列，彼此疊加形成格柵、以空間方式或者無 序，優(yōu)選以l_2cm的距離平行或者彼此疊加形成格柵，更優(yōu)選彼此疊加形成格柵?，F(xiàn)在，將 其余A、B、C、D混合物，其后E、F、G混合物以層應(yīng)用于紙漿或天然或合成纖維上（"夾層結(jié) 構(gòu)，，）。
[0037] 通常將該墊在80-300 °C，優(yōu)選120-280°C，更優(yōu)選150-250 °C的溫度和1-50 巴，優(yōu)選3-40巴，更優(yōu)選5-30巴的壓力下壓縮以形成模制品。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方 案中，在該熱壓以前使墊經(jīng)受冷預(yù)壓制。壓縮可通過本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何方 法進(jìn)行（參見"TaschenbuchderSpanplattenTechnik，'，H.-J.Deppe，K.Ernst， 第 4 版，2000，DRW-VerlagWeinbrenner，LeinfeldenEchterdingen，第 232-254 頁 和 "MDF-MitteldichteFaserplatten，'H.-J.Deppe，K.Ernst，1996，DRW-Verlag Weinbrenner，Leinfelden-Echterdingen，第93-104頁中的實(shí)施例）。這些方法使用不連 續(xù)壓制技術(shù)，例如在單級(jí)或多級(jí)壓機(jī)上，或者連續(xù)壓制技術(shù)，例如在雙帶壓機(jī)上。
[0038] 本發(fā)明木質(zhì)纖維素材料通常具有300_600kg/m3,優(yōu)選350_590kg/m3,更優(yōu)選 400-570kg/m3,更特別是450-550kg/m3的平均密度。
[0039] 組分A的木質(zhì)纖維素顆粒以30-98重量％，優(yōu)選50-95重量％，更優(yōu)選70-90重 量％的量存在于芯的木質(zhì)纖維材料中，且它們的基礎(chǔ)材料為任何所需木品種或其混合物， 實(shí)例為云杉、山毛櫸、松木、落葉松、酸橙、楊樹、岑樹、栗木和冷杉木或其混合物，優(yōu)選云杉、 山毛櫸或其混合物，更特別是云杉，且可包括例如木部件，例如木板條、木條、木片、木纖維、 木粉或其混合物，優(yōu)選木片、木纖維、木粉及其混合物，更優(yōu)選木片、木纖維或其混合物，例 如用于制備刨花板、MDF(中密度纖維板）和HDF(高密度纖維板）板的那些。木質(zhì)纖維素 顆粒還可來自木質(zhì)植物，例如亞麻、大麻、禾谷類或其它一年生植物，優(yōu)選亞麻或大麻片或 其混合物，更優(yōu)選亞麻或大麻纖維或其混合物，如用于生產(chǎn)MDF和HDF板的那些。
[0040] 木質(zhì)纖維素顆粒的原料為來自森林疏伐的常規(guī)木料、殘余工業(yè)木料和廢木料以及 木質(zhì)植物。加工成所需木質(zhì)纖維素顆粒、木顆粒例如可根據(jù)已知方法進(jìn)行（例如M.Dunky， P. Niemz,Holzwerkstoffe und Leime,第91-156頁，Springer Verlag Heidelberg,2002)〇[0041] 在將木材削片以后，將木片干燥。然后除去任何粗和細(xì)部分。將其余木片通過在 空氣流中篩分或分級(jí)而揀選。較粗的材料用于中間層（組分A)，較細(xì)的材料用于外層（組 分E)。
[0042] 組分E的木質(zhì)纖維素纖維以70-99重量％，優(yōu)選75-97重量％，更優(yōu)選80-95重 量％的量存在于外層的木質(zhì)纖維素材料內(nèi)。可使用的原料為組分A下所列任何木品種 或木質(zhì)植物的木材。在機(jī)械研磨以后，可例如在水熱預(yù)處理以后通過研磨操作產(chǎn)生該纖 維。纖維化方法由例如Dunky，Niemz，Holzwerkstoffe and Leime，Technologie und Einflussfaktoren，Springer，2002,第135-148頁中已知。
[0043] 合適的泡沫塑料顆粒（組分B)包括具有10-150kg/m3,優(yōu)選30-130kg/m3,更優(yōu)選 35-110kg/m3,更特別是40-100kg/m3堆積密度的泡沫塑料顆粒，優(yōu)選泡沫熱塑性塑料顆粒 (通過稱重填充有松散材料的指定體積而測定）。
[0044] 泡沫塑料顆粒B通常以具有0. 01-50mm，優(yōu)選0. 25-10mm，更優(yōu)選0. 4-8. 5mm，更特 別是0. 4-7mm的平均直徑的球或珠粒的形式使用。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，球具有小的表 面積/單位體積，例如為球形或橢圓形顆粒的形式，且有利地為閉孔球。根據(jù)DINISO4590 的開孔比例通常不大于30 %，即0-30 %，優(yōu)選1-25 %，更優(yōu)選5-15 %。
[0045] 可膨脹或泡沫塑料顆粒所基于的合適聚合物通常為可發(fā)泡的所有已知聚合物或 其混合物，優(yōu)選熱塑性聚合物或其混合物。非常合適的這類聚合物的實(shí)例包括聚酮、聚砜、 聚甲醛、PVC(剛性和撓性）、聚碳酸酯、聚異氰脲酸酯、聚碳化二亞胺、聚丙烯酰亞胺和聚甲 基丙烯酰亞胺、聚酰胺、聚氨酯、氨基塑料樹脂和苯酚樹脂、苯乙烯均聚物（下文也稱為"聚 苯乙烯"或"苯乙烯聚合物"）、苯乙烯共聚物、c2-c1(l烯烴均聚物、c2-c1(l烯烴共聚物和聚酯。 為制備所述烯烴聚合物，優(yōu)選使用1-鏈烯烴，實(shí)例為乙烯、丙烯、1-丁烯、1-己烯和1-辛 烯。
[0046] 也可將常規(guī)添加劑與聚合物，優(yōu)選熱塑性塑料混合，形成可膨脹或泡沫塑料顆粒 B)的基礎(chǔ)，這類添加劑的實(shí)例為UV穩(wěn)定劑、抗氧化劑、涂料、疏水劑、成核劑、增塑劑、阻燃 齊IJ、可溶和不可溶有機(jī)和/或無機(jī)染料、顏料，和絕熱顆粒，例如炭黑、石墨或鋁粉，其一起 或者空間分開地作為輔助劑。
[0047] 組分B通?？扇缦碌玫剑?br> [0048] 使用能夠膨脹的介質(zhì)（也稱為"發(fā)泡劑"）或包含能膨脹介質(zhì)的合適聚合物可通過 暴露于微波能、熱能、熱空氣，優(yōu)選蒸汽，和/或壓力變化（該膨脹通常也稱為"發(fā)泡"）下而 膨脹（KunststoffHandbuch1996,第 4 卷，"Polystyrol"，Hanser1996,第 640-673 頁或 US-A-5, 112, 875)。在該程序的過程中，通常發(fā)泡劑膨脹，顆粒粒度提高，且形成孔結(jié)構(gòu)。該 膨脹可以在常規(guī)發(fā)泡設(shè)備，通常稱為"預(yù)發(fā)泡機(jī)"中進(jìn)行。這類預(yù)發(fā)泡機(jī)可永久性安裝或者 可以為便攜式的。膨脹可以在一個(gè)或多個(gè)階段中進(jìn)行。在單階段方法中，通常使可膨脹塑 料顆粒直接膨脹至所需最終粒度。在多階段方法中，通常首先使可膨脹塑料顆粒膨脹至中 間粒度，然后在一個(gè)或多個(gè)其它階段中借助相應(yīng)的中間粒度數(shù)膨脹至所需最終粒度。與泡 沫塑料顆粒相反，在本文中也稱為"可膨脹塑料顆粒"的上述壓實(shí)塑料顆粒通常不具有孔結(jié) 構(gòu)。泡沫塑料顆粒通常僅具有基于塑料和發(fā)泡劑的總質(zhì)量0-5重量％，優(yōu)選0. 5-4重量％， 更優(yōu)選1-3重量％的低殘余發(fā)泡劑含量。這樣得到的泡沫塑料顆粒可置于中間儲(chǔ)存中或者 不經(jīng)其它中間步驟而進(jìn)一步用于制備本發(fā)明組分B。
[0049] 可膨脹塑料顆?？墒褂眉夹g(shù)人員已知的所有發(fā)泡劑膨脹，實(shí)例為脂族C3-C1(l烴， 例如丙烷、正丁烷、異丁烷、正戊烷、異戊烷、新戊烷、環(huán)戊烷和/或己烷及其異構(gòu)體，醇、酮、 酯、醚或鹵代烴，優(yōu)選正戊烷、異戊烷、新戊烷和環(huán)戊烷，更優(yōu)選正戊烷和異戊烷的商業(yè)戊烷 異構(gòu)體混合物。
[0050] 可膨脹塑料顆粒中發(fā)泡劑的量通常為0. 01-7重量％，優(yōu)選0. 01-4重量％，更優(yōu)選 0. 1-4重量％，每種情況下基于包含發(fā)泡劑的可膨脹塑料顆粒。
[0051] 一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案使用苯乙烯均聚物（在本文中也簡稱為"聚苯乙烯"）、苯乙烯 共聚物或其混合物作為組分B中的唯一塑料。
[0052] 這類聚苯乙烯和/或苯乙烯共聚物可通過技術(shù)人員已知的任何聚合技術(shù) 制備；參見例如Ullmann'sEncyclopedia，第 6 版，2000ElectronicRelease或 Kunststoff-Handbuch1996,第 4 卷，"Polystyrol，'，第 567-598 頁。
[0053] 可膨脹聚苯乙烯和/或苯乙烯共聚物通常以常規(guī)方式通過懸浮聚合或通過擠出 方法制備。
[0054] 泡沫塑料顆粒B的總量基于芯的總干質(zhì)量通常為0-25重量％，優(yōu)選1-25重量％, 更優(yōu)選3-20重量％，更特別是5-15重量％。
[0055] 粘合劑C的總量基于芯的總質(zhì)量為1-50重量％，優(yōu)選2-15重量％，更優(yōu)選3-10 重量％。
[0056] 粘合劑F的總量基于外層的總干質(zhì)量為1-30重量％，優(yōu)選2-20重量％，更優(yōu)選 3-15重量％。
[0057] 組分C和組分F的粘合劑可選自氨基塑料樹脂、苯酚-甲醛樹脂和具有至少兩個(gè) 異氰酸酯基團(tuán)的有機(jī)異氰酸酯，其中使用組分C和F的相同或不同粘合劑或粘合劑混合 物，優(yōu)選相同粘合劑，兩種情況下都特別優(yōu)選氨基塑料。在氨基塑料和苯酚-甲醛樹脂的 情況下，重量數(shù)字涉及相應(yīng)組分的固體含量（根據(jù)GiinterZeppenfeld，DirkGrunwald， KlebstoffeinderHolz-undM6be丨industrie，第 2 版，DRW-Verlag,第 268 頁，通過 在120°C下經(jīng)2小時(shí)蒸發(fā)水而測定），其中關(guān)于異氰酸酯，更特別地PMDI(聚二苯基甲烷二 異氰酸酯），它涉及異氰酸酯組分本身，換言之，例如不具有溶劑或乳化介質(zhì)。
[0058] 作為氨基塑料樹脂，可使用技術(shù)人員已知的所有氨基塑料樹脂，優(yōu)選已知用于制 備木基材料的那些。這類樹脂以及它們的制備描述于例如UllmannsEnzyklopSdie dertechnischenChemie，第 4 版，修訂和擴(kuò)展版，VerlagChemie，1973,第 403-424 頁 "Aminoplaste"，和Ullmann'sEncyclopediaofIndustrialChemistry,第A2 卷，VCH Verlagsgesellschaft，1985，第 115-141 頁"AminoResins，'，以及M.Dunky，P.Niemz， HolzwerkstoffeundLeime，Springer20〇2,第 251_259 頁（UF樹脂）和第 3〇3_313 頁（具 有少量三聚氰胺的MUF和UF)中。一般而言，它們?yōu)榫哂兄辽僖粋€(gè)一任選被有機(jī)基團(tuán)部分取 代的一氨基或脲基團(tuán)（脲基團(tuán)也稱為羧酰胺基團(tuán)），優(yōu)選脲基團(tuán)的化合物，優(yōu)選脲或三聚氰 胺，和醛，優(yōu)選甲醛的縮聚產(chǎn)物。優(yōu)選的縮聚產(chǎn)物為脲-甲醛樹脂（UF樹脂）、三聚氰胺-甲 醛樹脂（MF樹脂）或含三聚氰胺脲-甲醛樹脂（MUF樹脂），更優(yōu)選脲-甲醛樹脂，實(shí)例為來 自BASFSE的Kaurit?膠產(chǎn)品。
[0059] 特別優(yōu)選的縮聚產(chǎn)物為其中醛與一任選被有機(jī)基團(tuán)部分取代的一氨基和/ 或脲基團(tuán)的摩爾比為〇. 3:1-1:1，優(yōu)選0. 3:1-0. 6:1，更優(yōu)選0. 3:1-0. 55:1，非常優(yōu)選 0. 3:1-0. 5:1的那些。如果氨基塑料與異氰酸酯組合使用，則醛與一任選被有機(jī)基團(tuán)部分取 代的一氨基和/或脲基團(tuán)的摩爾比為〇. 3:1-1:1，優(yōu)選0. 3:1-0. 6:1，更優(yōu)選0. 3:1-0. 45:1， 非常優(yōu)選〇. 3:1-0. 4:1。
[0060] 苯酚-甲醒樹脂（也稱為PF樹脂）由例如Kunststoff-Handbuch，第2版，Hanser 1988,第 10 卷，"Duroplaste"，第 12-40 頁中已知。
[0061] 所述氨基塑料樹脂通常以液體的形式，通常以溶液，通常作為25-90重量％濃度 溶液，優(yōu)選50-70重量％濃度溶液，優(yōu)選水溶液使用，但也可以以固體形式使用。
[0062] 液體含水氨基塑料樹脂的固體含量可根據(jù)GiinterZeppenfeld,DirkGrunwald， KlebstoffeinderHolz-undMdbelindllStrie，第 2 版，DRW-Verlag,第 268 頁測定。
[0063] 粘合劑C和粘合劑F的成分本身可單獨(dú)使用一即例如氨基塑料樹脂或有機(jī)異氰酸 酯或PF樹脂作為粘合劑C或粘合劑F的唯一成分。然而，粘合劑C和粘合劑F的樹脂組分 也可作為粘合劑C和/或粘合劑F的兩種或更多種成分的組合使用；這些組合優(yōu)選包含氨 基塑料樹脂和/或苯酚-甲醛樹脂。
[0064] 在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，氨基塑料和異氰酸酯的組合可用作粘合劑C。在這種情況 下，粘合劑c中氨基塑料樹脂的總量基于芯的總干質(zhì)量為1-45重量％，優(yōu)選4-14重量％， 更優(yōu)選6-9重量％。粘合劑C中有機(jī)異氰酸酯，優(yōu)選具有2-10,優(yōu)選2-8個(gè)單體單元和平均 至少一個(gè)異氰酸酯基團(tuán)每單體單元的低聚異氰酸酯，更優(yōu)選PMDI的總量基于芯的總干質(zhì) 量為0. 05-5重量％，優(yōu)選0. 1-3. 5重量％，更優(yōu)選0. 5-1. 5重量％。
[0065] 組分D和G各自相互獨(dú)立地包含技術(shù)人員已知的不同或相同，優(yōu)選相同的固化劑 或其混合物。如果粘合劑C和/或F包含氨基塑料或苯酚-甲醛樹脂，則通常使用這些組 分。這些固化劑優(yōu)選以基于氨基塑料樹脂或苯酚-甲醛樹脂的總量例如0. 01-10重量％， 優(yōu)選0. 05-5重量％，更優(yōu)選0. 1-3重量％加入粘合劑C和/或F中。
[0066] 氨基塑料樹脂組分或苯酚-甲醛樹脂組分的固化劑在本文中應(yīng)當(dāng)理解包括促進(jìn) 或產(chǎn)生氨基塑料樹脂或苯酚-甲醛樹脂縮聚的具有任何分子量的所有化合物。用于氨基塑 料樹脂或苯酚-甲醛樹脂的非常合適的一組固化劑為有機(jī)酸、無機(jī)酸、有機(jī)酸的酸性鹽和 無機(jī)酸的酸性鹽，例如銨鹽或有機(jī)胺的酸性鹽。這組組分當(dāng)然也可以以混合物使用。實(shí)例 為硫酸銨或硝酸銨或者有機(jī)或無機(jī)酸，例如硫酸、甲酸或產(chǎn)酸物質(zhì)，例如氯化鋁、硫酸鋁或 其混合物。用于氨基塑料樹脂或苯酚-甲醛樹脂的一組優(yōu)選固化劑為有機(jī)或無機(jī)酸，例如 硝酸、硫酸、甲酸、乙酸，和具有酸基團(tuán)的聚合物，例如丙烯酸或甲基丙烯酸或馬來酸的均聚 物或共聚物。
[0067]苯酚-甲醛樹脂也可以堿性地固化。優(yōu)選使用碳酸鹽或氫氧化物，例如碳酸鉀和 氫氧化鈉。
[0068] 用于氨基塑料樹脂的固化劑的其它實(shí)例由M.Dunky，P.Niemz，Holzwerkstoffe undLeime，Springer2002,第265-269頁已知，用于苯酚-甲醛樹脂的固化劑的其它實(shí)例 由 M.Dunky，P.Niemz，HolzwerkstoffeundLeime，Springer2002,第341-352頁已知。 [0069] 本發(fā)明木質(zhì)纖維素材料可包含其它商業(yè)常規(guī)添加劑和技術(shù)人員已知的添加劑以 0-10重量％，優(yōu)選0. 5-5重量％，更優(yōu)選1-3重量％的量作為組分D和組分G，其相互獨(dú)立 地為相同或不同，優(yōu)選相同的添加劑，實(shí)例為疏水劑，例如石蠟乳液、殺真菌劑、甲醛清除劑 如脲或多胺，和阻燃劑。
[0070] 本發(fā)明木質(zhì)纖維素材料的厚度隨著應(yīng)用領(lǐng)域變化，且通常位于0.5-100mm，優(yōu)選 10_40mm,更特別是15_20mm的范圍內(nèi)。
[0071] 木質(zhì)纖維素材料，例如木基材料是實(shí)木的便宜且資源保護(hù)性替代品，在家具建造、 層壓地板以及作為建筑材料非常特別重要。常用作原料的有具有不同厚度的木顆粒，實(shí)例 為來自多種木的木片或木纖維。通常將這類木顆粒與天然和/或合成粘合劑以及任選隨著 加入其它添加劑而壓縮以形成板或束形式的木基材料。
[0072] 由于以下原因，輕重量木基材料是非常重要的：
[0073] 輕重量木基材料導(dǎo)致最終用戶處理該產(chǎn)品的更大容易性，例如當(dāng)包裝、運(yùn)輸、拆包 或建造家具時(shí)。輕重量木基材料產(chǎn)生運(yùn)輸和包裝的更低成本，當(dāng)生產(chǎn)輕重量木基材料時(shí)也 可節(jié)約材料成本。輕重量木基材料在用于運(yùn)輸工具中時(shí)可例如導(dǎo)致通過那些運(yùn)輸工具的較 低能量消耗。此外，使用輕重量木基材料，也可進(jìn)行例如廚房中材料密集型裝飾部件、相對(duì) 厚操作面和側(cè)板的更具成本效率的生產(chǎn)。
[0074] 存在大量應(yīng)用，例如在浴室或廚房家具片段或內(nèi)部外裝中，其中稍后尋求具有改 進(jìn)機(jī)械性能，例如改進(jìn)撓曲強(qiáng)度的輕重量且經(jīng)濟(jì)的木質(zhì)纖維材料。此外，這類材料具有極好 的表面質(zhì)量，以容許具有良好性能的涂料如油漆或清漆的施涂。 實(shí)施例
[0075]板的制備
[0076] 混合物（A、B、C、D)、（E、F、G)以及浸漬紙漿和天然纖維/合成纖維的制備
[0077] 所用膠為脲-甲醛膠（來自BASFSE的;Kaurit?膠347)。每種情況下將固體含 量用水調(diào)整至67重量％。細(xì)節(jié)從表中獲悉。
[0078]混合物A、B、C、D的制備：
[0079] 在混合機(jī)中，將330g木片（組分A)和33g膨脹聚合物（組分B)根據(jù)表混合。然 后應(yīng)用62. 7g膠液，所述膠液包含100份Kmifit?膠347和4份52 %濃度硝酸銨水溶液、 1. 3份尿素和0. 8份60 %石蠟水分散體。
[0080]混合物E、F、G的制備：
[0081] 此外，在混合機(jī)中，將179.6g的根據(jù)表的木片或纖維（組分E)上應(yīng)用30.4g膠 液，所述膠液包含100份Kaurit?膠347和1份52%濃度硝酸銨水溶液、0. 5份尿素、0. 5 份60 %石蠟水分散體和40份水。
[0082] 浸漬紙條的制備：
[0083] 將標(biāo)準(zhǔn)商業(yè)紙（200g/m2)切成測量為1.3X30cm長的條并在具有三聚氰胺-甲醛 浸漬樹脂的浸漬浴中浸漬兩次，所述浸漬浴由100份Kauramin?浸漬樹脂783、7.1份 水、〇. 35份Kauropal? 930和〇. 3份HMi'ter529固化劑組成，通過兩個(gè)涂布棒刮涂，并 干燥。
[0084] 膠處理木片的壓縮
[0085] 如下將膠處理的木片填充到30X30cm模具中：
[0086] 首先，將一半的混合物（E、F、G)散布到模具中。然后將15-50%的混合物（A、B、 C、D)作為層應(yīng)用于其上。隨后向該木片餅中以表中所述幾何壓入補(bǔ)強(qiáng)元件（紙、繩索、繩； 參見表），并將其余混合物（A、B、C、D)散布于其上。最后，將第二半的混合物（E、F、G)作 為層應(yīng)用于其上，并經(jīng)受冷預(yù)壓制。這之后是在熱壓機(jī)中壓制（壓制溫度210°C，壓制時(shí)間 120秒）。各個(gè)板的目標(biāo)厚度為16mm。
[0087]輕重量含木物質(zhì)的研究
[0088]密度：
[0089] 密度在制備以后24小時(shí)測定。為此，在相同水含量下測定試樣的質(zhì)量與體積的 t匕。正方形試樣具有50mm的邊長，準(zhǔn)確度為0. 1mm。在其中心測量試樣的厚度，至0. 05mm 的準(zhǔn)確度。用于測定試樣質(zhì)量的天平的準(zhǔn)確度為O.Olg。試樣的總密度P(kg/m3)由下式 計(jì)算：
[0090]p=m/(b1*b2*d) *106
[0091]此處：
[0092] m為試樣的質(zhì)量，以g表示，且
[0093]t^、b2和d為試樣的寬度和厚度，以mm表不。
[0094] 程序的精確描述可在例如DINEN323中找到。
[0095] 橫向拉伸強(qiáng)度：
[0096] 橫向拉伸強(qiáng)度垂直于板平面測定。為此，將試樣用均勻分布的拉伸力加載至破裂。 正方形試樣具有50mm的邊長，準(zhǔn)確度為1mm，和恰好90°的角。此外，邊緣是干凈且直的。將 試樣通過合適的膠粘劑，例如環(huán)氧樹脂粘合在軛狀物上，并在可控氣候室中在20°C和65% 大氣濕度下干燥至少24小時(shí)。然后將這樣制備的試樣以兩邊與聯(lián)軸器自對(duì)準(zhǔn)的方式夾在 機(jī)器中，然后以恒定的速率加載至破裂，記錄實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)所需的力。橫向拉伸強(qiáng)度ft (N/mm2) 由下式計(jì)算： _]ft =Ffflax/(a*b)
[0098]此處：
[0099]Fmax為斷裂力，以牛頓表示
[0100] a和b為試樣的長度和寬度，以mm表不。
[0101] 該程序的精確描述可在例如DINEN319中找到。
[0102] 撓曲強(qiáng)度
[0103] 撓曲強(qiáng)度通過將載荷應(yīng)用于鋪展在兩點(diǎn)上的試樣中部而測定。是要那個(gè)具有50mm 的寬度和20倍于額定厚度加50mm，但不大于1050mm且不小于150mm的長度。然后將試樣 平平地置于兩個(gè)軸承安裝點(diǎn)上，其內(nèi)中心距離為試樣厚度的20倍，然后將試樣在中部以力 加載至破裂，記錄該力。撓曲強(qiáng)度fm(N/mm2)由下式計(jì)算：
[0104]fm= (3*Fmax*l)/(2*b*t2)
[0105]此處：
[0106] F_為破裂力，以牛頓表示
[0107] 1為軸承安裝點(diǎn)中心之間的距離，以mm表示
[0108]b為試樣的寬度，以_表不
[0109] t為試樣的厚度，以mm表不。
[0110] 該程序的精確描述可在DINEN310中找到。
[0111] 螺釘抗拔力
[0112] 螺釘抗拔力通過測量將螺釘以軸向平行方式從試樣中拔出所需的力而測定。正 方形試樣具有75mm的邊長，準(zhǔn)確度為1_。首先垂直于試樣表面在表面的中心點(diǎn)鉆出具有 2. 7mm(±0. 1mm)的直徑和19 (± 1mm)的深度的導(dǎo)孔。隨后，對(duì)于試驗(yàn),將具有4. 2mmX38mm 的標(biāo)稱尺寸，具有根據(jù)ISO1478的ST4. 2螺紋和1. 4mm的斜度的鋼螺釘插入試樣中，其中 插入總螺釘?shù)?5mm(±0. 5_)。將試樣固定在金屬架中，并借助鐙形物將力施加在螺釘頭的 下面，記錄將螺釘拔出的最大力。
[0113] 該程序的精確描述可在DINEN320中找到。
[0114] 試驗(yàn)結(jié)果匯總于表中。
[0115] 數(shù)量數(shù)字每種情況下基于干物質(zhì)。當(dāng)描述重量份時(shí)，干木或干木和填料的和為100 份。當(dāng)描述重量％時(shí)，輕重量含木材料的所有干成分的和為100%。
[0116] 表中未加入組分補(bǔ)強(qiáng)的試驗(yàn)用作對(duì)比，并根據(jù)W0-A-2011/018373進(jìn)行。
[0117]
【權(quán)利要求】
1. 具有芯和兩層外層的木質(zhì)纖維素材料，其包含在芯中： A) 30-98重量％木質(zhì)纖維素顆粒， B) 0-25重量％堆積密度為10-150kg/m3的泡沫塑料顆粒， C) 1-50重量％-種或多種粘合劑，所述粘合劑選自：氨基塑料樹脂、苯酚-甲醛樹脂和 具有至少兩個(gè)異氰酸酯基團(tuán)的有機(jī)異氰酸酯，和 D) 0-10重量％添加劑， 以及在外層中： E) 70-99重量％木質(zhì)纖維素顆粒、纖維或其混合物， F) 1-30重量％-種或多種粘合劑，所述粘合劑選自：氨基塑料樹脂、苯酚-甲醛樹脂和 具有至少兩個(gè)異氰酸酯基團(tuán)的有機(jī)異氰酸酯，和 G) 0-10重量％添加劑， 其中2-30%的木質(zhì)纖維素顆粒A)被經(jīng)處理紙漿、經(jīng)處理天然纖維、合成纖維或其混合 物替代。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的具有芯和兩層外層的木質(zhì)纖維素材料，其包含在芯中： B) 1-25重量％堆積密度為10-150kg/m3的泡沫塑料顆粒。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2的具有芯和兩層外層的木質(zhì)纖維素材料，其中3-20%的木質(zhì)纖 維素顆粒A)被經(jīng)處理紙漿、經(jīng)處理天然纖維、合成纖維或其混合物替代。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2的具有芯和兩層外層的木質(zhì)纖維素材料，其中4-15%的木質(zhì)纖 維素顆粒A)被經(jīng)處理紙漿、經(jīng)處理天然纖維、合成纖維或其混合物替代。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)的具有芯和兩層外層的木質(zhì)纖維素材料，其中所述紙漿 包含壓縮且干燥的纖維素纖維。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)的具有芯和兩層外層的木質(zhì)纖維素材料，其中所述紙漿 包含紙、紙板、卡片紙板或其混合物。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)的具有芯和兩層外層的木質(zhì)纖維素材料，其中所述紙漿 包含紙、紙板或其混合物。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)的具有芯和兩層外層的木質(zhì)纖維素材料，其中所述天然 纖維包含植物纖維。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1-4和8中任一項(xiàng)的具有芯和兩層外層的木質(zhì)纖維素材料，其中所述 天然纖維包含種子纖維、韌皮纖維、葉纖維、果實(shí)纖維、動(dòng)物來源的纖維或其混合物。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)的具有芯和兩層外層的木質(zhì)纖維素材料，其中所述合 成纖維適當(dāng)?shù)匕铣删酆衔锏睦w維。
11. 制備根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)的木質(zhì)纖維素材料的方法，其包括將用于芯的組 分A-D作為中間層與外層組分E-G彼此分開地混合，將所得混合物一層在另一層上地以層 應(yīng)用，將紙漿、天然纖維、合成纖維或其混合物引入中間層中，并將所述體系在80-300°C的 溫度下在1-50巴的壓力下壓縮以形成模制品。
12. 制備根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)的木質(zhì)纖維素材料的方法，其包括將用于芯的組 分A-D作為中間層與外層組分E-G彼此分開地混合，將所得混合物一層在另一層上地以層 應(yīng)用，將紙漿、天然纖維、合成纖維或其混合物引入中間層中，并將所述體系在120-280°C的 溫度下在1-50巴的壓力下壓縮以形成模制品。
13. 制備根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)的木質(zhì)纖維素材料的方法，其包括將用于芯的組 分A-D作為中間層與外層組分E-G彼此分開地混合，將所得混合物一層在另一層上地以層 應(yīng)用，將紙漿、天然纖維、合成纖維或其混合物引入中間層中，并將所述體系在80-300°C的 溫度下在3-40巴的壓力下壓縮以形成模制品。
14. 制備根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)的木質(zhì)纖維素材料的方法，其包括將用于芯的組 分A-D作為中間層與外層組分E-G彼此分開地混合，將所得混合物一層在另一層上地以層 應(yīng)用，將紙漿、天然纖維、合成纖維或其混合物引入中間層中，并將所述體系在120-280°C的 溫度下在3-40巴的壓力下壓縮以形成模制品。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)的木質(zhì)纖維素材料在生產(chǎn)所有類型的制品以及在建 筑領(lǐng)域中的用途。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)的木質(zhì)纖維素材料在生產(chǎn)家具和家具部件、包裝材料 中，在住宅建筑或內(nèi)部裝飾中的用途。
【文檔編號(hào)】B32B21/08GK104411491SQ201380035323
【公開日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2013年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月2日
【發(fā)明者】M·沙德, S·魏因克茨, G·施爾 申請(qǐng)人:巴斯夫歐洲公司