專利名稱：具有改進(jìn)的冷黏著性的木質(zhì)纖維素材料的冷壓毯及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及由木質(zhì)纖維素材料和黏合劑體系制成的毯及此毯的制造方法，黏合劑體系包括增黏劑與聚異氰酸酯。本發(fā)明的黏合劑體系提供絕佳的冷黏著性能。在此，“絕佳的冷黏著性能”指由木材顆?；颉芭淞?furnish) ”與黏合劑體系在環(huán)境溫度下制成的毯具有足夠的黏著力，以當(dāng)其在最后壓機(jī)壓縮前沿著運送機(jī)移動時，維持其形狀和完整性。根據(jù)本發(fā)明制成的毯隨后加工成復(fù)合產(chǎn)品，例如夾板、定向粒片板、中密度纖維板或粒塑板。
背景技術(shù)：
多年來，通常用于制造諸如夾板、定向粒片板(OSB)、粒塑板或中密度纖維板的工程復(fù)合木制品的黏合劑為基于脲甲醛、酚甲醛或三聚氰胺甲醛的樹脂。這些基于甲醛的樹脂的成本較低，并在以不同類型生產(chǎn)線構(gòu)造銑切方面提供寬廣的加工容裕度。在許多已知制造木材復(fù)合物的方法中，木塊、木屑、顆?；蚶w維經(jīng)黏合劑處理，然后“冷壓”成毯或餅，其沿著運送機(jī)移動到高溫加壓組件，在此進(jìn)一步將松散的毯壓縮成薄板，及活化黏合劑的黏著性。基于甲醛的樹脂的缺點在于這些樹脂會隨時間釋放甲醛到大氣中，當(dāng)其用于通風(fēng)有限的密閉區(qū)域時，可能會有害健康。2007年，加州空氣資源局(CARB)通過復(fù)合木制品黏合樹脂而制成木料板供內(nèi)部使用時的“有毒空氣污染物控制措施(Airborne Toxic Control Measure ;ATCM) ”要求。ACTM規(guī)定硬木/夾板復(fù)合物、粒塑板和中密度纖維板的要求，其中主要黏合劑是基于甲醛的樹脂。2009年I月的第一階段開始，ACTM限制諸如家具、櫥柜、門或其它建造新房所用品項等成品的甲醛釋放量。2011年I月起，將對粒塑板和中密度纖維板全面執(zhí)行ACTM。視銑切操作形式而定，例如實行連續(xù)或不連續(xù)方法來制造粒塑板，由木材顆粒或“配料”制成的毯在壓縮步驟前沿著運送機(jī)移動時，維持其形狀和完整性所需的黏著程度可能不盡相同。傳統(tǒng)脲甲醛黏合劑已知對毯有足夠的冷黏著或木材粒片黏著力，其可達(dá)較高的生產(chǎn)速率。然而，異氰酸酯黏合劑的黏著性無法與現(xiàn)有商業(yè)體系相比，故在一些更嚴(yán)峻的連續(xù)銑切加工條件下，無法維持毯的完整性。在此情況下，當(dāng)毯沿著運送機(jī)往最后壓機(jī)行進(jìn)而從某一高度降至另一高度時，會有間隙產(chǎn)生。毯必須夠強(qiáng)韌，才不會在接觸下一傳送帶前跨越間隙時，因自身重量而崩塌。已嘗試各種方式來解決以異氰酸酯黏著劑取代木材復(fù)合物中的脲甲醛黏合劑所引起的黏著性不足問題。美國專利第3，931，088號教示由聚乙烯醇(PVA)水溶液與疏水性異氰酸酯化合物溶液組成的組合物可用作制造夾板或粒塑板的粘著劑。此專利所述粘著劑混合物據(jù)稱可提供“絕佳的初始黏著強(qiáng)度”。在美國專利第3，931，088號中采用溶劑來溶解異氰酸酯化合物，使異氰酸酯化合物均勻分散于PVA乳液，及防止異氰酸酯基在熱壓步驟前直接接觸水。此專利未提及“黏著性”，亦無所述含異氰酸酯粘著劑的“初始黏著強(qiáng)度”與任何甲醛樹脂體系的比較數(shù)據(jù)。
美國專利第4，279，788號揭露另一使用異氰酸酯黏合劑取代脲甲醛樹脂的方式，其教示水性聚異氰酸酯-木質(zhì)粘著劑可用于制造木材復(fù)合物。根據(jù)美國專利第4，279，788號的教示，粘著劑組合物中的水提供重要的塑化功能、促進(jìn)碎屑表面間緊密接觸及提供“冷壓毯固化所需的預(yù)壓黏著性”。然而，并無實施例或數(shù)據(jù)來證明這些優(yōu)點。另外，也不清楚所述聚異氰酸酯-木質(zhì)粘著劑的冷黏著性是否比擬或優(yōu)于常規(guī)脲甲醛樹脂到什么程度(若有)。美國專利第5，180，770號和第5，214，081號分別討論聚異氰酸酯黏合劑用于木材復(fù)合物制造所缺乏的足夠“生膠黏著性(green tack)”。這些專利各自揭露由含至少一種聚異氰酸酯的乳液和至少一種乙酰乙烯類樹脂的水性分散體(玻璃轉(zhuǎn)化溫度低于5° C)組成的黏合劑組合物。在此專利所述的一方法具體實例中，將聚異氰酸酯加入水性乙酰乙烯類聚合物分散體內(nèi)，以制造應(yīng)用到木材顆粒的乳液。在一替代方法中，將聚異氰酸酯乳液和水性乙酰乙烯類聚合物分散體分別加到木材顆粒內(nèi)。在任一方法中，聚異氰酸酯乳液與水性乙酰乙烯類聚合物分散體的用量和加工條件為使制成的毯具有大于I公斤的生膠黏著性黏著值。使用30克、經(jīng)乳液處理的木塊或顆粒來形成直徑50毫米的丸劑，及施加500公斤的負(fù)載至已處理丸劑、歷經(jīng)30秒，以測量生膠黏著性。以測力計測試丸劑，并觀察斷裂負(fù)載。然而，沒有所述聚異氰酸酯/乙酰乙烯類黏合劑與已知脲甲醛樹脂的比較實施例。因此，先前技術(shù)尚未揭露聚異氰酸酯黏合劑組合物，其可用來取代制造復(fù)合木制品的含甲醛樹脂，且等同于或優(yōu)于已知含甲醛樹脂的冷黏著性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及由木質(zhì)纖維素材料和黏合劑體系制成的冷壓毯，其推開測試(PushOff Test)(文中將進(jìn)行說明)伸長率是以相同木質(zhì)纖維素材料和脲甲醛樹脂制得的毯的至少85%。本發(fā)明還涉及包括異氰酸酯和增黏劑的黏合劑體系，用以制造由木質(zhì)纖維素材料制成的毯，其等同于或優(yōu)于脲甲醛樹脂的冷黏著性能，且經(jīng)濟(jì)又無添加甲醛(NAF)樹脂。本發(fā)明還涉及制造木質(zhì)纖維素材料毯的方法，其中使用本發(fā)明的黏合劑體系來制造復(fù)合制品，其內(nèi)聚力即便同時將水和異氰酸酯加入含木質(zhì)纖維素的粒片或配料內(nèi)也不會受到不良影響。
具體實施例方式本發(fā)明現(xiàn)將說明于下且不以此為限。除操作實施例或另行指明外，說明書中表示的量、百分比、官能數(shù)等數(shù)字應(yīng)理解為在所有情況下可以“約”字修飾。本發(fā)明的黏合劑體系包括:(I)至少一種多官能異氰酸酯，和(2)至少一種材料的水性分散體，該材料接觸木質(zhì)纖維素材料時具有黏著或增黏特性。在本發(fā)明方法中，木質(zhì)纖維素材料的冷壓毯通過以下步驟形成:(a)分別加入至少一種多官能異氰酸酯和至少一種材料的水性分散體，該材料接觸顆粒、股線或纖維狀木質(zhì)纖維素材料時將展現(xiàn)黏著或增黏特性；(b)混合多官能異氰酸酯、水性分散體和木質(zhì)纖維素材料，直到木質(zhì)纖維素材料涂覆上足夠的多官能異氰酸酯與水性分散體，已涂覆木質(zhì)纖維素材料可制成毯；(C)將已涂覆木質(zhì)纖維素材料制成毯；以及(d)在環(huán)境溫度下，施加足夠的壓力至(C)所制得的已涂覆木質(zhì)纖維素材料，以得到預(yù)定厚度且具有改進(jìn)的冷黏著性能的毯。本發(fā)明黏合劑體系所含用于上述方法的水性分散體可為聚合或非聚合材料的水性分散體。然而，分散于水性分散體中的材料必須有足夠的黏著或增黏特性，根據(jù)本發(fā)明使用制造毯的毯伸長率在推開測試中(此將說明于后)為以常規(guī)脲甲醛樹脂制得的毯的毯伸長率的至少85%至超過100%。材料接觸木質(zhì)纖維素材料時是否有足夠的黏著或增黏特性可通過本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的簡單方法輕松測定。雖然先前技術(shù)教示異氰酸酯乳液和一些水性粘著劑分散體可用作黏合劑，但驚人地發(fā)現(xiàn)，以多官能異氰酸酯(即聚異氰酸酯)與增黏/粘著組合物的水性分散體(它們分別加入木材顆?；蚱渌举|(zhì)纖維素材料內(nèi))制成的毯來制造復(fù)合物時，可獲得具有更大內(nèi)聚強(qiáng)度的復(fù)合物。內(nèi)聚強(qiáng)度是以本發(fā)明黏合劑體系所制冷壓毯制成的復(fù)合板或嵌板的關(guān)鍵規(guī)格，且該值應(yīng)盡量高。除木材顆粒外，落在本發(fā)明保護(hù)范圍內(nèi)的其它木質(zhì)纖維素材料包括樹皮、稻桿、竹
罕坐丁寸ο聚異氰酸酯加入纖維素材料的量按顆粒、股線或纖維的干木材含量計通常為1.5%至10%，較佳為1.6%至6%。水性分散體加入纖維素材料的量按復(fù)合物中顆粒、股線或纖維的干木材含量計通常有0.02%至5%的分散固體，較佳為0.30%至3.0%的分散固體。聚異氰酸酯與水性分散固體加入纖維素材料的總量按方法所用木質(zhì)纖維素材料的干木材含量計通常為1.52%至15.0%，較佳為1.90%至9.0%?？捎糜诒景l(fā)明黏合劑體系的多官能異氰酸酯包括具有至少兩個異氰酸酯基的取代或未取代芳族、脂族和脂環(huán)族聚異氰酸酯化合物。適合的芳族異氰酸酯包括但不限于4，4’ - 二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)、聚合MDI (PMDI)、甲苯二異氰酸酯、脲基甲酸酯改性的異氰酸酯、萘二異氰酸酯、異氰酸酯封端的預(yù)聚物、和碳二亞胺改性的異氰酸酯。適合的脂族和脂環(huán)族異氰酸酯包括但不限于1，6-六亞甲基二異氰酸酯和其異氰脲酸酯、縮二脲、脲二酮與脲基甲酸酯改性物；異佛爾酮二異氰酸酯和其異氰脲酸酯與脲基甲酸酯改性物；2，4-與2，6-六氫甲苯二異氰酸酯與對應(yīng)的異構(gòu)體混合物；4，4’ _、2，2’ -與2，4’ - 二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯；1，3-四亞甲基二甲苯二異氰酸酯、和基于這些二異氰酸酯的預(yù)聚物。較佳的異氰酸酯為MDI的聚合衍生物，其異氰酸酯基(NCO)的平均官能數(shù)為2.2至3.3，黏度為25至2000mPa.s，其預(yù)聚物由多元醇或其它低聚物或聚合物(如含有活性氫原子的聚醚或聚酯多元醇)制備。最佳的PMDI化合物為官能數(shù)2.2至3.0的那些，其黏度在25° C下小于約SOOmPa *s。聚異氰酸酯以黏度低為佳，因為有助于在混合時，使黏合劑體系均勻分散遍及木質(zhì)纖維素顆粒、股線及/或纖維的表面。多官能異氰酸酯量按顆粒、股線或纖維的干木材含量計為1.5重量％至10重量％。對任何特定應(yīng)用而言，黏合劑體系的最佳聚異氰酸酯含量當(dāng)視最終產(chǎn)品性能需求而定。若聚異氰酸酯為聚合二苯基甲烷二異氰酸酯(PMDI)，則聚異氰酸酯量以1.6%至6%尤佳。本發(fā)明黏合劑體系成分包括至少一種聚異氰酸酯，但其也可使用一種以上的聚異氰酸酯。本發(fā)明黏合劑體系的另一成分為至少一種聚合或非聚合化合物的水性分散體，當(dāng)其接觸木質(zhì)纖維素材料時具有黏著或增黏性。適用本發(fā)明的水性分散體包括下列物質(zhì)的分散體:聚氨酯、鹵化乙烯聚合物、乙烯醇及/或乙烯酯聚合物、丙烯酸與其酯類的聚合物、天然橡膠、萜烯酚樹脂、松香酯和烴樹脂。此類材料分散體可取自市售用以黏合二個基板的粘著劑組合物或增黏添加劑的供貨商，且以脂族與芳族聚氨酯、聚乙酸乙烯酯均聚物與共聚物、氯化聚丁二烯、聚氯丁二烯(聚-2-氯丁二烯-1，3)、松香酯和烴樹脂的水性分散體尤佳。適合的代表性分散體實例包括取自拜爾材料科學(xué)公司(Bayer MaterialScience)的基于脂族和/或芳族聚異氰酸酯
與聚醚和/或聚酯多元醇的Dispercoir U系列的聚氨酯分散體、取自拜爾材料科學(xué)公司(Bayer MaterialScience)的Dispercollw C系列的聚氯丁二烯乳膠、取自伊斯特曼化學(xué)公司(Eastman Chemical Company)的Tacolyn樹脂分散體、和取自維克聚合物公司(WackerPolymers)的Vinnapas'"乙酸乙烯酯-乙烯共聚物分散體。本發(fā)明黏合劑體系的水性分散體含量按干木質(zhì)纖維素含量計通常使分散的聚合物或樹脂量占0.02%至5%，較佳占0.30%至3.0%，更佳占0.50%至2.0%，因為此含量的冷黏著性比使用成本較低的常規(guī)脲甲醛樹脂還好。本發(fā)明可采用含有一種以上水性分散體的摻合物。利用本發(fā)明方法，以本發(fā)明包括至少一種聚異氰酸酯和至少一種黏著或增黏化合物的水性分散體的黏合劑體系來形成木質(zhì)纖維素材料的冷壓毯，其冷黏著性比脲甲醛體系高 10% 至 35%。市售供應(yīng)的水性增黏化合物分散體的固含量一般大于約30%。實施本發(fā)明時，將足夠的水加入市售分散體，以促進(jìn)增黏組分最佳地分散遍及木質(zhì)纖維素材料的顆粒表面?？杉尤敫嗯c水性分散體無關(guān)的水分至木材顆粒。水分總添加量按干木材或其它已處理木質(zhì)纖維素材料與水的總重量計等于I重量％至15重量％。水分添加量更佳為2%至10%，最佳為 2.5% 至 5%ο原則上，本發(fā)明黏合劑體系可包括用以加速異氰酸酯加成反應(yīng)的催化劑，但不一定要使用催化劑。若有，則適合的催化劑包括錫化合物(如二月桂酸二丁基錫或辛酸錫
(II))、和叔胺，例如三亞乙基二胺、二甲基乙基胺、吡啶、4-苯基丙基吡啶、雙(N，N- 二甲基氨基乙基)醚、N，N’-二甲基氨基乙基-N-甲基乙醇胺、N，N-二甲基氨基乙基嗎啉、喹啉、嗎啉、N-甲基嗎啉等。其它適合的催化劑描述于“Kunstoff Handbuch”,第七冊,Becker&BraunCarl Hanser出版社發(fā)行，慕尼黑，1983，第92-98頁。催化劑用量(若有)按聚異氰酸酯、水性分散體與任何其它存在的反應(yīng)材料的總量計為約0.001至10重量％，較佳為約0.002至0.1重量％。本發(fā)明黏合劑體系可包括其它任選的添加劑和/或助劑，其包括用以減少水吸收的蠟乳液、防腐劑、表面活性劑(如乳化劑和穩(wěn)定劑)、脫模劑(如硬脂酸鋅)、著色劑或顏料等。減少膨脹及水吸收的穩(wěn)定劑實例為氯化鈉、硫酸鈉、石蠟、脂肪酸與其鹽類(如硬脂酸鋅)和其它類似材料。石蠟、脂肪酸與其鹽類亦可做為脫模劑。黏合劑體系中使用其它活性材料可縮短加壓時間。應(yīng)注意本發(fā)明木材黏合劑體系的成分百分比將視特定應(yīng)用的需求和條件而大不相同。然而，上述用量通常是適合的?？蓱?yīng)用本發(fā)明黏合劑體系的木質(zhì)纖維素材料包括木材、木質(zhì)纖維素、樹皮、軟木、麥桿、稻桿、蔗渣、亞麻、竹子、針茅、稻殼、劍麻纖維和椰子纖維。這些木質(zhì)纖維素材料用于制造復(fù)合材料毯時，其含水量按木質(zhì)纖維素材料的總重量計可為約0.5至約30重量％，較佳為約1.5至約8重量％。在本發(fā)明方法中，分別加入黏合劑體系的各成分至木質(zhì)纖維素材料。較佳地，同時加入至少一種多官能異氰酸酯和接觸木質(zhì)纖維素材料時將具黏著或增黏特性的至少一種水性材料分散體至木質(zhì)纖維素材料。然而，亦可先加入一種黏合劑成分至木質(zhì)纖維素材料，接著再加入另一種黏合劑成分。將各黏合劑成分加入木質(zhì)纖維素材料后，摻合多官能異氰酸酯、水性分散體與木質(zhì)纖維素材料，直到木質(zhì)纖維素材料充分涂覆上黏合劑體系成分，使木質(zhì)纖維素材料得以制成預(yù)定形狀。接著，將已涂覆木質(zhì)纖維素材料制成預(yù)定形狀，例如毯。然后在環(huán)境溫度下，施加壓力至制成的木質(zhì)纖維素材料，以得到預(yù)定厚度。施加至制得的木質(zhì)纖維素材料的壓力通常足以將制得的材料壓縮成其初始厚度的至少20%，較佳為其初始厚度的30%至40%。為證實本發(fā)明，利用由R.J.Leicht 于“Journal of Adhesion, 1998,第 25 卷，第31-44頁”所述設(shè)備改造的裝置，測量冷黏著性，其將預(yù)壓毯推過桌組件邊緣，毯斷裂長度則定義用以制備毯的黏合劑的冷黏著性能。此冷黏著測量測試將說明于后，并稱為“推開測試”。在推開測試中，測量冷黏著性(如以下實施例所述)的改造裝置由連接電動馬達(dá)的汽缸組成，電動馬達(dá)附接木制平臺。聚四氟乙烯“T”固定于汽缸推桿末端。未加壓毯由均勻加入已充分處理的木材顆?；蚺淞?，以于覆蓋平滑聚乙烯膜片的金屬板上形成高度2英寸(5厘米)的木制外形而制備。緊貼外形內(nèi)部的平頂木制插件放在配料頂部，支承外形與配料的金屬板放在取自黑兄弟公司(Black Brothers Company)的Power Pod C壓機(jī)下方。壓機(jī)配有兩個氣箱，其加壓成90psi而產(chǎn)生280psi的計算總力，并施加90秒以形成9” X6” XI” (22.9公分X 15.2公分X2.5公分)的加壓毯。把塑料覆蓋金屬板上的毯放到推桿前，且利用動力汽缸，將毯的邊緣對準(zhǔn)平臺邊緣。同時開始計時及以每分鐘1.67英寸(4.2公分)的速率程序化推動。記錄毯第一次斷裂的時間和掉到天平上的材料重量。110秒后，推桿的最大行進(jìn)總距為3.00英寸。在下列實施例中，直到做為對照組、經(jīng)脲甲醛樹脂處理的毯第一次斷裂為止的時間定義為100%伸長率。直到本發(fā)明各示例黏合劑組合物第一次斷裂為止的時間則依此值標(biāo)準(zhǔn)化。實施例本發(fā)明將以下列實施例進(jìn)一步說明，但不以此為限。除非另行指明，否則所有以“份”和“百分比”表示的量系以重量為基準(zhǔn)。將黏合劑體系應(yīng)用到木材顆粒的一般程序一般用于制造粒塑板核心區(qū)段的配料可經(jīng)商業(yè)銑切及干燥成預(yù)定含水量或如表所列“初始水分”值而得。將足夠的配料運送到Kitchen Aid混合器的碗中，使配料加上混合步驟所添任何水分的總重量等于360克。利用注射器，將黏合劑體系的各成分(即聚異氰酸酯和水性分散體)加入木材粒片，使得均勻分散，同時以混合器的最低速度慢慢混合。在下列實施例中，使用用于異氰酸酯的一注射器和用于水性增黏劑分散體的另一注射器來加入二成分黏合劑體系。異氰酸酯量和分散體中增黏劑的實際固體量按配料的干木材含量計算而以重量百分比表示。來自任何來源的任何添加水量都算在如表所列調(diào)配物的“最終水分”總量內(nèi)。使兩個注射器同時射出，并于混合時均勻覆蓋配料、歷經(jīng)I分鐘。加完黏合劑體系成分后，將混合速度提高至次高設(shè)定并摻合混合物3分鐘。接著用手把已處理配料撒成9英寸(22.9公分)乂6英寸(15.2公分)的木制外形并移除任何過大或大木屑，并層層堆起及鋪平達(dá)約2英寸(5公分)的均勻高度。在依前述測試調(diào)配物的冷黏著性前，立即將毯放到壓機(jī)，且以280psi (19.7公斤/平方厘米)的力加壓毯90秒。脲甲醛樹脂黏合劑對照固含量為60%至65%的水性脲甲醛(UF)樹脂分散體可經(jīng)商業(yè)銑切而得并用于制備加壓毯，按干木材顆粒計，其含有6%的UF和約8%至9%的最終水分總量。應(yīng)注意不同批量或批次的木材顆粒可能與樹脂黏合劑產(chǎn)生不同的交互作用。在此以“困難配料”一詞代表需使用更多樹脂才能得到特定冷黏著程度、或使用相同樹脂量卻產(chǎn)生較低黏著值的情況。每當(dāng)測試新批次配料的冷黏著性時，皆以UF樹脂進(jìn)行新的對照實驗。黏合劑體系A(chǔ)成分1:NC0含量為31.5%且在25° C下黏度為200mPa.s的聚合二苯基甲烷二異氰酸酯，其可取自拜爾材料科學(xué)有限公司(Bayer MaterialScience LLC)出售的商品Mondurli 541。成分2:固含量為40%的水性結(jié)晶脂族聚酯聚氨酯分散體，其可取自拜爾材料科學(xué)有限公司(Bayer MaterialScience LLC)出售的商品 Dispercoll U53。黏合劑體系B成分1:NC0含量為31.5%且在25° C下黏度為200mPa.s的聚合二苯基甲烷二異氰酸酯，其可取自拜爾材料科學(xué)有限公司(Bayer MaterialScience LLC)出售的商品Mondurli 541。成分2:固含量為35%且含有結(jié)晶與無定形聚酯片段的水性脂族聚氨酯分散體，其可取自拜爾材料科學(xué)有限公司(Bayer MaterialScience LLC)出售的商品Dispercoll UXP2673/1。黏合劑體系C成分1:NC0含量為31.5%且在25° C下黏度為200mPa.s的聚合二苯基甲烷二異氰酸酯，其可取自拜爾材料科學(xué)有限公司(Bayer Material Science LLC)出售的商品Mondurv 541。成分2:固含量為58%的水性結(jié)晶聚氯丁二烯分散體，其可取自拜爾材料科學(xué)有限公司(Bayer MaterialScience LLC)出售的商品 Dispercoll C84。黏合劑體系P成分1:NC0含量為31.5%且在25° C下黏度為200mPa.s的聚合二苯基甲烷二異氰酸酯，其可取自拜爾材料科學(xué)有限公司(Bayer Material Science LLC)出售的商品Mondur 541。成分2:固含量為55%的水性松香酯分散體，其可取自伊斯特曼化學(xué)公司(EastmanChemical Company)出售的商品 Tacolyn3100。黏合劑體系E成分1:NC0含量為31.5%且在25° C下黏度為200mPa.s的聚合二苯基甲烷二異氰酸酯，其可取自拜爾材料科學(xué)有限公司(Bayer MaterialScience LLC)出售的商品Mondurx 541。成分2:固含量為40%的水性無定形聚醚聚氨酯分散體，其可取自拜爾材料科學(xué)有限公司(Bayer MaterialScience LLC)出售的商品 Dispercoll'1、U XP2643。黏合劑體系F成分1:NC0含量為31.5%且在25° C下黏度為200mPa.s的聚合二苯基甲烷二異氰酸酯，其可取自拜爾材料科學(xué)有限公司(Bayer MaterialScience LLC)出售的商品M ondurA 541。成分2:固含量為55%且玻璃轉(zhuǎn)化溫度(Tg)為14° C的水性乙酸乙烯酯-乙烯共聚物分散體，其可取自維克聚合物公司(Wacker Polymers)出售的商品Vinnepas@ 320。黏合劑體系G成分1:NC0含量為31.5%且在25° C下黏度為200mPa.s的聚合二苯基甲烷二異氰酸酯，其可取自拜爾材料科學(xué)有限公司(Bayer MaterialScience LLC)出售的商品Mondur* 541。成分2:固含量為55%且Tg為0° C的水性乙酸乙烯酯-乙烯共聚物分散體，其可取自維克聚合物公司(Wacker Polymers)出售的商品Vinne_pas'" 400。黏合劑HNCO含量為31.5%且在25° C下黏度為200mPa *s的聚合二苯基甲烷二異氰酸酯，其可取自拜爾材料科學(xué)有限公司(Bayer MaterialScience LLC)出售的商品Mondur 541。制作熱壓嵌板復(fù)合物的一般程序?qū)⒓s2500克、經(jīng)干燥成如表所列初始水分含量的配料加到Lodige Ploughshare"間歇混合器中，混合器沿著圓筒軸線配有一組固定式金屬槳。經(jīng)由稍微加壓的埠口，單獨將取自拜爾(Bayer)的Mondur541聚異氰酸酯或結(jié)合聚合或非聚合增黏劑的稀釋水性分散體、再將異氰酸酯噴灑到翻滾配料內(nèi)，并摻合約2分鐘。配料經(jīng)干燥成如表所列最終水分含量。在將Mondur541聚異氰酸酯加入稀釋
Vinnepas* 400分散體的實施例中，恰在加入異氰酸酯/聚合物乳液至摻合器中的配料
前，以高剪切力混合黏合劑體系成分。如表所列毯的最終水分含量以干配料加上水的總重量為基準(zhǔn)。如表所列所有毯的異氰酸酯量以干裝重量為基準(zhǔn)。在每個實施例中，依前述推開測試，進(jìn)行已處理配料樣品的冷黏著性測量。一些實施例由溫暖的配料完成，以模擬夏季在南部銑切時的溫度。在這些實施例中，于烤箱內(nèi)，以180° F(82.2° C)加熱配料20分鐘，使木材溫度達(dá)110° F(43.3° C)至115° F(46.1° C)。以黏合劑體系處理配料后，將其放回烤箱且再加熱15分鐘，使木材溫度變回110° F(43.3° C)至115° F(46.1° C)。于熱壓后，將14” (35.6公分)X 14” (35.6公分)外形放在已稍微噴灑上脫模劑的金屬網(wǎng)板上，用手把足夠的配料撒成用以制作厚度0.5英寸(1.25公分)、密度50pcf (0.8克/立方公分)至55pcf(0.88克/立方公分)嵌板的外形。配料層堆成外形時，移除殘渣或大木屑。使用緊貼14” (35.6公分)X 14” (35.6公分)外形內(nèi)部的木制嵌板，用手把配料壓成毯。將噴灑上脫模劑的金屬網(wǎng)板放到毯的頂部，并將整個組件放入加熱的壓機(jī)中。施加足夠的熱和壓力，以確保配料的核心溫度略高于212° F(100° C)、歷經(jīng)至少I分鐘，及確保移出壓機(jī)的復(fù)合嵌板的最終厚度為約0.5英寸(1.25公分)。在此實施例中，熱和壓力施加至毯約185秒。表1:具1.5%增黏劑的黏合劑體系的性能
權(quán)利要求
1.一種木質(zhì)纖維素材料的冷壓毯，其具有等于以脲甲醛樹脂制得的毯的至少85%的推開測試伸長率，該冷壓毯是在環(huán)境溫度下由包含下列步驟的方法制造: (a)分別加入黏合劑體系的各成分，該黏合劑體系包含: (i)至少一種多官能異氰酸酯；以及 ( )至少一種材料的水性分散體，該材料當(dāng)接觸木質(zhì)纖維素材料時將對該木質(zhì)纖維素材料具有黏著或增黏特性； (b)摻混該黏合劑體系的各成分與該木質(zhì)纖維素材料，直到該木質(zhì)纖維素材料充分地被該黏合劑體系成分涂覆，使該木質(zhì)纖維素材料得以制成毯； (C)將已涂覆的該木質(zhì)纖維素材料制成毯；以及 (d)在環(huán)境溫度下，施加足夠的壓力至該毯，以制得具有預(yù)定厚度的毯。
2.如權(quán)利要求1所述的毯，其特征在于，所述多官能異氰酸酯是聚合二苯基甲烷二異氰酸酯。
3.如權(quán)利要求1所述的毯，其特征在于，所述水性分散體包含聚氨酯、鹵化乙烯聚合物、乙烯醇聚合物、乙烯酯聚合物、丙烯酸聚合物、丙烯酸酯聚合物、天然橡膠、萜烯酚樹脂、松香酯或聚烴樹脂的水性分散體。
4.如權(quán)利要求1所述的毯，其特征在于，所述水性分散體的用量按干木質(zhì)纖維素含量計為0.02至5重量％。
5.如權(quán)利要求1所述的毯，其特征在于，步驟⑷中施加的壓力足以將步驟(c)制得的所述毯壓縮成其初始厚度的30%至40%。
6.一種制造木質(zhì)纖維素材料的冷壓毯的方法，該冷壓毯具有等于以脲甲醛樹脂制得的毯的至少85%的推開測試伸長率，該方法包含: (a)分別加入黏合劑體系的各成分，該黏合劑體系包含: (i)至少一種多官能異氰酸酯；以及 ( )至少一種材料的水性分散體，該材料當(dāng)接觸木質(zhì)纖維素材料時將對該木質(zhì)纖維素材料具有黏著或增黏特性； (b)摻混該黏合劑體系的各成分與該木質(zhì)纖維素材料，直到該木質(zhì)纖維素材料充分地被該黏合劑體系成分涂覆，使該木質(zhì)纖維素材料得以制成毯； (C)將已涂覆的該木質(zhì)纖維素材料制成毯；以及 (d)在環(huán)境溫度下，施加足夠的壓力至該毯，以制得具有預(yù)定厚度的毯。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述黏合劑體系成分被同時加入所述木質(zhì)纖維素材料中。
8.一種黏合劑體系，其使通過冷壓木質(zhì)纖維素材料制得的毯具有冷黏著性，該毯具有以脲甲醛樹脂制得的毯的至少85%的推開測試伸長率，該黏合劑體系包含: a)至少一種多官能異氰酸酯；以及 b)至少一種聚合材料或非聚合化合物的水性分散體，該聚合材料或非聚合化合物當(dāng)接觸木質(zhì)纖維素材料時將具有黏著或增黏特性，前提是該聚合材料不是玻璃轉(zhuǎn)化溫度低于約5° C的乙酸乙烯酯聚合物或共聚物分散體。
全文摘要
推開測試伸長率等于以脲甲醛樹脂制得的毯的至少85%的木質(zhì)纖維素材料的冷壓毯由木質(zhì)纖維素材料和黏合劑體系制成。這些毯是在環(huán)境溫度下如下制造將黏合劑體系各成分分別加入木質(zhì)纖維素材料中、摻混木質(zhì)纖維素材料與黏合劑體系，使黏合劑體系涂覆木質(zhì)纖維素材料、將已涂覆木質(zhì)纖維素材料制成預(yù)定形式、以及施加壓力至制成的木質(zhì)纖維素材料而得到預(yù)定厚度。黏合劑體系包括(i)至少一種多官能異氰酸酯、和(ii)至少一種黏著或增黏劑的水性分散體。
文檔編號C08L97/02GK103153563SQ201180047478
公開日2013年6月12日 申請日期2011年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月30日
發(fā)明者G·庫姆斯, N·巴克斯比, J·F·多米什 申請人:拜爾材料科學(xué)有限公司