專利名稱：粘結(jié)劑組合物和使用它生產(chǎn)板材的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適合用于從作為主要原料的木質(zhì)纖維素和/或無機(jī)材料生產(chǎn)熱壓模塑板材的粘結(jié)劑組合物。同時，本發(fā)明還涉及從作為主要原料的木質(zhì)纖維素和/或無機(jī)材料生產(chǎn)熱壓模塑板材的方法。
背景技術(shù)：
在由木質(zhì)纖維素作為主要原料制成的模制品中，其中木質(zhì)纖維素是木屑的那些被稱作碎料板。除了碎料板，還有由大尺寸木屑和取向線條板(OSB)制成的華夫刨花板，其中長而細(xì)的木屑(線材)是在某方向上取向的。同樣，其中木質(zhì)纖維素是木纖維的那些被稱作絕緣板、硬板、或中等密度纖維板(MDF)。此外，由無機(jī)材料作為主要原料制成的那些是通過使用巖綿或shirasu生產(chǎn)的。這些板材可用作地板材料、墻面材料、門材料、隔音材料、隔熱材料、氈片芯材、家具組件、汽車部件、地板原材料等。
作為用于模塑碎料板、華夫刨花板、OSB、絕緣板、硬板、中密度纖維板、由稻谷殼模塑制備的稻谷殼板、由高粱莖桿模塑制備的高粱板、由無機(jī)材料作為原料制成的無機(jī)材料板等(這些板在下文中簡稱作“板材”)的粘結(jié)劑，迄今已經(jīng)廣泛使用熱固型尿素樹脂，三聚氰胺樹脂，尿素-三聚氰胺樹脂，三聚氰胺-尿素樹脂，酚醛樹脂，酚-三聚氰胺樹脂，三聚氰胺-酚樹脂等。(這些粘結(jié)劑在下文中簡稱作“甲醛型粘結(jié)劑”)。甲醛型粘結(jié)劑具有這樣一些特性它們不昂貴，粘合性優(yōu)異且可在較短時間內(nèi)固化。然而，還要求從使用甲醛型粘結(jié)劑由熱壓模塑法獲得的產(chǎn)品中釋放出來的甲醛量進(jìn)一步減少。作為減少甲醛釋放量的一個針對性措施，目前已使用減少甲醛型粘結(jié)劑中游離甲醛量的方法(甲醛型粘結(jié)劑中甲醛與酚、三聚氰胺或尿素的摩爾比降低)和在配混甲醛型粘合劑時添加甲醛捕捉劑(清除劑)的方法。同時，還已經(jīng)建議使用非甲醛型粘結(jié)劑(例如，異氰酸酯型粘結(jié)劑)。
然而，在使用異氰酸酯型粘結(jié)劑作為熱壓模塑板材粘結(jié)劑所進(jìn)行的熱壓模塑的情況下，由于其優(yōu)異的粘合性，粘結(jié)劑將會粘附于熱壓表面(臺板)(金屬)上。結(jié)果，必須十分費(fèi)力地從熱板上除去粘附的物質(zhì)。
為了解決此問題，考察了在有機(jī)多異氰酸酯中添加的用于改進(jìn)從金屬上松脫的性能的添加劑(這些添加劑被稱作“內(nèi)脫模劑”)。例如，建議烷基磷酸酯或焦磷酸酯、磺化物、蠟和液體酯、脂族羧酸、褐煤蠟和/或巴西棕櫚蠟等作為有機(jī)多異氰酸酯的添加劑。另外，本申請人建議脂肪酸的金屬皂可作為聚氨酯化合物的有效脫模劑。
同時，作為另一種方法，建議了一種在熱壓之前將脫模劑直接施涂在熱壓表面(臺板)上的方法(該脫模劑是被稱作“外脫模劑”)。例如存在形成使用金屬皂的脫模劑層的方法和使用帶有官能團(tuán)的聚硅氧烷膜的方法。
然而，物理性能比上述方法獲得的粘結(jié)劑的更優(yōu)異且能夠長時間使用的粘結(jié)劑是所希望的。
發(fā)明的公開本發(fā)明的目的是，在從作為主要原料的木質(zhì)纖維素或無機(jī)材料制備熱壓模塑板材的方法中提供一種異氰酸酯型粘結(jié)劑組合物，用該組合物能夠以改進(jìn)的生產(chǎn)率獲得一種具有持久良好的從熱壓板上松脫的性能、優(yōu)異的物理性能和低吸濕性的板材。
本發(fā)明人對于適合從作為主要原料的木質(zhì)纖維素或無機(jī)材料生產(chǎn)熱壓模塑板材的粘結(jié)劑組合物進(jìn)行了廣泛和深入的研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在粘結(jié)劑組合物中含有作為主要組分的具有至少兩個異氰酸酯基團(tuán)的化合物或其反應(yīng)產(chǎn)物和低分子量聚乙烯是非常有效的，這樣完成了本發(fā)明。同時，也已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在從作為主要原料的木質(zhì)纖維素或無機(jī)材料生產(chǎn)熱壓模塑板材的方法中，當(dāng)?shù)头肿恿烤垡蚁┯米髟谡辰Y(jié)劑中使用的脫模劑組分時，獲得了永久良好的從熱壓表面(臺板)上松脫的性能，從而完成了本發(fā)明。
即，本發(fā)明提供了下列(1)至(24)項(xiàng)。
(1)粘結(jié)劑組合物，其包括(A)具有至少兩個異氰酸酯基團(tuán)的化合物或其反應(yīng)產(chǎn)物，(B)低分子量聚乙烯，和(C)水。
(2)項(xiàng)目(1)中所述的粘結(jié)劑組合物，其中具有至少兩個異氰酸酯基團(tuán)的化合物或其反應(yīng)產(chǎn)物(A)與低分子量聚乙烯(B)的重量比是1∶0.001到1∶1。
(3)項(xiàng)目(1)或(2)中所述的粘結(jié)劑組合物，其中低分子量聚乙烯(B)具有由凝膠滲透色譜法(GPC)測得的數(shù)均分子量(Mn)為500-7，000，以單分散聚苯乙烯作為標(biāo)準(zhǔn)物。
(4)項(xiàng)目(1)或(2)中所述的粘結(jié)劑組合物，其中低分子量聚乙烯(B)具有由凝膠滲透色譜法(GPC)測得的數(shù)均分子量(Mn)為1，000-6，000，以單分散聚苯乙烯作為標(biāo)準(zhǔn)物。
(5)項(xiàng)目(1)或(2)中所述的粘結(jié)劑組合物，其中低分子量聚乙烯(B)具有由凝膠滲透色譜法(GPC)測得的重均分子量(Mw)與數(shù)均分子量(Mn)之比值為1.2-3.0。
(6)項(xiàng)目(1)或(2)中所述的粘結(jié)劑組合物，其中低分子量聚乙烯(B)具有由凝膠滲透色譜法(GPC)測得的重均分子量(Mw)與數(shù)均分子量(Mn)之比值為1.5-3.0。
(7)項(xiàng)目(1)或(2)中所述的粘結(jié)劑組合物，其中低分子量聚乙烯(B)具有支化結(jié)構(gòu)。
(8)項(xiàng)目(1)或(2)中所述的粘結(jié)劑組合物，其中低分子量聚乙烯(B)具有0.800到0.980的密度。
(9)項(xiàng)目(8)中所述的粘結(jié)劑組合物，其中低分子量聚乙烯(B)具有0.800到0.925的密度。
(10)項(xiàng)目(8)中所述的粘結(jié)劑組合物，其中低分子量聚乙烯(B)具有選自-OH，-COOH，或-CHO的官能團(tuán)且具有超過0.940的密度。
(11)項(xiàng)目(1)或(2)中所述的粘結(jié)劑組合物，其中低分子量聚乙烯(B)具有由差示掃描量熱計(jì)(DSC)測得的在30℃到120℃之間的吸熱峰。
(12)項(xiàng)目(1)或(2)中所述的粘結(jié)劑組合物，其中低分子量聚乙烯(B)具有由差示掃描量熱計(jì)(DSC)測得的在40℃到100℃之間的吸熱峰。
(13)項(xiàng)目(1)或(2)中所述的粘結(jié)劑組合物，其中對應(yīng)低分子量聚乙烯(B)中的每100個碳原子，低分子量聚乙烯(B)具有至少三個甲基碳原子。
(14)項(xiàng)目(1)或(2)中所述的粘結(jié)劑組合物，其中對應(yīng)低分子量聚乙烯(B)中的每100個碳原子，低分子量聚乙烯(B)具有至少四個甲基碳原子。
(15)項(xiàng)目(1)或(2)中所述的粘結(jié)劑組合物，其中低分子量聚乙烯(B)是以包括水(C)作為分散介質(zhì)的水乳液或懸浮液形式使用的。
(16)項(xiàng)目(15)中所述的粘結(jié)劑組合物，其中包括水(C)作為分散介質(zhì)的低分子量聚乙烯(B)的水乳液或懸浮液具有100-10，000nm的平均粒度。
(17)項(xiàng)目(1)或(2)中所述的粘結(jié)劑組合物，其中具有至少兩個異氰酸酯基團(tuán)的化合物或其反應(yīng)產(chǎn)物(A)包括(D)含有80-99wt％重復(fù)單元(-CH2CH2-O-)的單官能醇和具有至少兩個異氰酸酯基團(tuán)的化合物的反應(yīng)產(chǎn)物。
(18)項(xiàng)目(1)或(2)中所述的粘結(jié)劑組合物，其中具有至少兩個異氰酸酯基團(tuán)的化合物或其反應(yīng)產(chǎn)物(A)能夠通過使用(E)在其結(jié)構(gòu)中具有5-70wt％重復(fù)單元(-CH2CH2-O-)的二至八官能度多元醇被乳化或分散在水中。
(19)項(xiàng)目(18)中所述的粘結(jié)劑組合物，其中具有至少兩個異氰酸酯基團(tuán)的化合物或其反應(yīng)產(chǎn)物(A)、低分子量聚乙烯(B)、水(C)、和多元醇(E)通過使用在線混合器形成水分散體，然后使用。
(20)項(xiàng)目(1)或(2)中所述的粘結(jié)劑組合物，其中具有至少兩個異氰酸酯基團(tuán)的化合物或其反應(yīng)產(chǎn)物(A)是多亞甲基多苯基二異氰酸酯(聚合MDI)。
(21)通過使用木質(zhì)纖維素類材料和粘結(jié)劑生產(chǎn)板材的方法，其中粘結(jié)劑是項(xiàng)目(1)-(20)中任何一項(xiàng)中所述的粘結(jié)劑組合物。
(22)通過使用無機(jī)材料和粘結(jié)劑生產(chǎn)板材的方法，其中粘結(jié)劑是項(xiàng)目(1)-(20)中任何一項(xiàng)中所述的粘結(jié)劑組合物。
(23)由項(xiàng)目(21)中所述方法獲得的板材。
(24)由項(xiàng)目(22)中所述方法獲得的板材。
附圖簡述在附圖中

圖1是在本發(fā)明中使用的低分子量聚乙烯(商標(biāo)“Mitsui Hiwax22OP”，由Mitsui Chemicals，Inc.制造)的DSC譜圖；圖2是在本發(fā)明中使用的低分子量聚乙烯(商標(biāo)“Mitsui Hiwax22OP”，由Mitsui Chemicals，Inc.制造)的H1-NMR譜圖；圖3是在本發(fā)明中使用的低分子量聚乙烯(商標(biāo)“WEISSEN-0453”，由Nippon Seiro Co.，Ltd.制造)的GPC圖；圖4是在本發(fā)明中使用的低分子量聚乙烯(商標(biāo)“WEISSEN-0453”，由Nippon Seiro Co.，Ltd.制造)的DSC圖；圖5是在本發(fā)明中使用的低分子量聚乙烯(商標(biāo)“WEISSEN-0453”，由Nippon Seiro Co.，Ltd.制造)的H1-NMR譜圖；圖6是在本發(fā)明中使用的低分子量聚乙烯(商標(biāo)“MitsuiHiwax4202E”，由Mitsui Chemicals，Inc.制造)的DSC圖；圖7是在本發(fā)明中使用的低分子量聚乙烯(商標(biāo)“WEISSEN-0252C”，由Nippon Seiro Co.，Ltd.制造)的GPC圖；圖8是在本發(fā)明中使用的低分子量聚乙烯(商標(biāo)“WEISSEN-0252C”，由Nippon Seiro Co.，Ltd.制造)的DSC圖；并且圖9是在本發(fā)明中使用的低分子量聚乙烯(商標(biāo)“WEISSEN-0252C”，由Nippon Seiro Co.，Ltd.制造)的H1-NMR譜圖。
實(shí)施本發(fā)明的最好方式下面詳細(xì)地描述構(gòu)成本發(fā)明的粘結(jié)劑組合物的各組分。
在本發(fā)明中，在粘結(jié)劑組合物的組分當(dāng)中，具有至少兩個異氰酸酯基團(tuán)的化合物或其反應(yīng)產(chǎn)物(A)(在下文中簡稱“具有至少兩個異氰酸酯基團(tuán)的化合物(A)”)是基本的粘結(jié)劑組分，而低分子量聚乙烯(B)是基本的脫模劑組分。此外，水(C)是為了將具有至少兩個異氰酸酯基團(tuán)的化合物(A)加以固化所需要的一種含有活性氫的化合物。另外，單官能醇(D)是用于將具有至少兩個異氰酸酯基團(tuán)的化合物(A)乳化/分散在水中的助劑，并且多元醇(E)不僅是將具有至少兩個異氰酸酯基團(tuán)的化合物(A)乳化/分散在水中的助劑而且改進(jìn)了交聯(lián)密度，從而有利于提高板材的物理性能。
在本發(fā)明中，可以使用具有至少兩個異氰酸酯基團(tuán)的任何化合物，而有機(jī)異氰酸酯化合物是常常使用的。同樣，還可以使用由多個異氰酸酯化合物反應(yīng)得到的化合物。對于多個異氰酸酯化合物反應(yīng)的情況，這些異氰酸酯化合物彼此可相同或不同。具有至少兩個異氰酸酯基團(tuán)的化合物(A)的具體實(shí)例包括下列化合物芳族異氰酸酯或多異氰酸酯，如二苯甲烷二異氰酸酯(MDI)、多亞甲基多苯基異氰酸酯(聚合MDI)、甲苯二異氰酸酯(TDI)、和萘二異氰酸酯；脂肪族異氰酸酯或多異氰酸酯，如六亞甲基二異氰酸酯(HDI)和賴氨酸甲酯二異氰酸酯；及脂環(huán)族的異氰酸酯或多異氰酸酯，如氫化的苯甲烷二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯，降冰片烯二異氰酸酯、和氫化的甲苯二異氰酸酯。從毒性和費(fèi)用考慮，其中優(yōu)選的是聚合MDI。
作為在本發(fā)明中使用的低分子量聚乙烯(B)，具有支化結(jié)構(gòu)的那些是優(yōu)選的。顯示支化程度的因素的例子包括密度、在分子結(jié)構(gòu)中甲基(-CH3)的數(shù)目、和熔點(diǎn)，而且它們彼此緊密相關(guān)。
雖然25℃時的密度沒有特別的限制，但是一般是0.800-0.980，且優(yōu)選0.850-0.95。當(dāng)密度在上述范圍內(nèi)時，能夠獲得良好的脫模效果。當(dāng)聚乙烯在25℃具有0.800到0.925的密度時，不帶諸如-OH，-COOH，和-CHO官能團(tuán)的那些是優(yōu)選的，如果聚乙烯在25℃具有超過0.940的密度，則更優(yōu)選使用在其分子中具有官能團(tuán)如-OH，-COOH，和-CHO的聚乙烯。
如果由差示掃描量熱計(jì)(DSC)測量的吸熱峰的頂部被定義為熔點(diǎn)，則低分子量聚乙烯(B)的熔點(diǎn)優(yōu)選是30℃至120℃，且更優(yōu)選40℃到110℃。當(dāng)熔點(diǎn)在上述范圍內(nèi)時，能夠獲得良好的脫模效果。
分子結(jié)構(gòu)中甲基的數(shù)目可通過H1-NMR測量，在低分子量聚乙烯(B)的每100個碳原子中甲基的數(shù)目優(yōu)選是至少兩個，更優(yōu)選至少三個，且最優(yōu)選至少四個。當(dāng)在低分子量聚乙烯(B)的每100個碳原子中甲基的數(shù)目是至少兩個時，能夠獲得充分的脫模效果。
分子量可通過凝膠滲透色譜法(GPC)測量，且該低分子量聚乙烯(B)的數(shù)均分子量(Mn)為500至7，000，和優(yōu)選1，000到6，000，以單分散聚苯乙烯為標(biāo)準(zhǔn)物。當(dāng)數(shù)均分子量(Mn)在上述范圍內(nèi)時，能夠獲得優(yōu)選的脫模效果。通過凝膠滲透色譜法(GPC)測得的重均分子量(Mw)與數(shù)均分子量(Mn)的比率(Mw/Mn)優(yōu)選是1.2至3.0，且更優(yōu)選1.5到3.0。當(dāng)Mw/Mn比率在上述范圍內(nèi)時，能夠獲得優(yōu)選的脫模效果。
如果低分子量聚乙烯(B)具有以上定義的物理性能，則對生產(chǎn)方法等沒有特殊的限制。例如，通過直接將乙烯聚合或?qū)⒁蚁┖推渌?烯烴共聚合所獲得的那些，將高分子量聚乙烯或高分子量聚乙烯共聚物進(jìn)行熱分解所獲得的那些以及石蠟，都可不受特殊限制地使用。
具有至少兩個異氰酸酯基團(tuán)的化合物(A)與低分子量聚乙烯(B)的適宜重量比是1∶0.001到1∶1。如果(B)的重量低于0.001，則幾乎不能獲得足夠的脫模效果。
對于本發(fā)明的低分子量聚乙烯(B)的使用方法而言，只要在板材和墊板(及熱壓表面(臺板))之間存在(B)，則對該方法和方式?jīng)]有特殊限制。例如，低分子量聚乙烯(B)能夠直接施用在墊板表面(和熱壓表面(臺板))上或能夠與原料基本成分(例如，分別為碎屑，對于碎料板的情況；纖維，對于纖維板如MDF的情況；線材，對于OSB的情況；和無機(jī)粉末，對于無機(jī)板材的情況)混合。對于木質(zhì)纖維素板材的情況，低分子量聚乙烯(B)可以在干燥基本成分之前進(jìn)行混合或?qū)τ贛DF的情況，可在摻混機(jī)或吹管(blow line)中同時混入粘結(jié)劑組合物中。通常，它適合混入粘結(jié)劑組合物中。
為了獲得連續(xù)的脫模效果，優(yōu)選通過使用水作為分散介質(zhì)將低分子量聚乙烯(B)制成水乳液或水分散體并用作內(nèi)含脫模劑。水乳液或分散體的粒徑優(yōu)選是100-10，000nm。利用激光束散射型粒徑測量裝置來測量粒徑。具體而言，通過使用由Coulter Inc.制造的CoulterCounter Model N4來進(jìn)行測量。該測量是通過常規(guī)方式進(jìn)行的將幾滴低分子量聚乙烯(B)的水乳液或分散體滴加到樣品皿中，并在乳液濃度處在該裝置的合適范圍內(nèi)之后進(jìn)行測量。
將水乳液或分散體混合在粘結(jié)劑組合物中，并使用所得到的混合物是一種簡單的方法。
對于低分子量聚乙烯(B)用作內(nèi)含脫模劑的情況，因?yàn)樵陂_始時遷移至墊板表面(和熱壓表面(臺板))上的低分子量聚乙烯(B)的量是不夠的，優(yōu)選將低分子量聚乙烯(B)預(yù)先熔化并施涂到該墊板表面(和熱壓表面(臺板))上。
作為將低分子量聚乙烯(B)分散或乳化在水中的方法，生產(chǎn)蠟乳液的一般方法都適用。例如，在低分子量聚乙烯(B)熔化之后，可以在攪拌下將熔化聚乙烯(B)加入到含有乳化劑或分散劑的水中，據(jù)此進(jìn)行乳化或分散?；蛘?，通過使用粉碎機(jī)如球磨機(jī)，乳化或分散能夠以機(jī)械方式強(qiáng)力進(jìn)行。在這一情況下能夠使用的乳化劑或分散劑包括通常所使用的那些。具體例子包括陰離子表面活性劑，如脂肪酸皂、松香皂、烷基磺酸鹽、烷基苯磺酸鹽、二烷基芳基磺酸鹽、琥珀酸烷基酯磺酸鹽、聚氧化乙烯烷基硫酸鹽、和聚氧化乙烯烷基芳基硫酸鹽；和非離子型表面活性劑如聚氧化乙烯烷基醚、聚氧化乙烯烷基芳基醚、聚氧化乙烯脫水山梨糖醇脂肪酸酯、和氧化乙烯-氧化丙烯嵌段共聚物。然而，應(yīng)該認(rèn)為本發(fā)明并不限為這些乳化劑。這些表面活性劑能夠單獨(dú)使用或以其兩種或多種的混合物使用。
在本發(fā)明中使用的水(C)可預(yù)先存在于板材的原料基本成分(即木質(zhì)纖維素或無機(jī)粉末)中。優(yōu)選水(C)用作將具有至少兩個異氰酸酯基團(tuán)的化合物(A)或低分子量聚乙烯(B)乳化或分散的水。因此，水(C)是以足以使具有至少兩個異氰酸酯基團(tuán)的化合物固化的量使用的。
在本發(fā)明中使用的單官能醇的實(shí)例包括從醇如甲醇起始的環(huán)氧乙烷或環(huán)氧丙烷的加聚物。在單官能醇(D)中環(huán)氧乙烷的重復(fù)單元(-CH2CH2-O-)優(yōu)選占80-99wt％，且更優(yōu)選90-98wt％。從具有至少兩個異氰酸酯基團(tuán)的化合物和單官能醇(D)的反應(yīng)的乳化性能考慮，重復(fù)單元的量優(yōu)選至少為80wt％。另一方面，從反應(yīng)產(chǎn)物的穩(wěn)定性考慮，重復(fù)單元的量優(yōu)選至多為99wt％。此外，優(yōu)選單官能醇(D)具有200-2，000的分子量。如果單官能醇(D)的分子量是200或更高，則乳化作用是優(yōu)越的。另一方面，從與MDI的相容性考慮優(yōu)選單官能醇(D)的分子量是2，000或更少。
對于在具有至少兩個異氰酸酯基團(tuán)的化合物(A)中含有單官能醇(D)的情況，(D)在(A)中的含量優(yōu)選是0.5-10wt％，且更優(yōu)選2-5wt％?？紤]到作為與具有至少一個異氰酸酯基團(tuán)的化合物的反應(yīng)產(chǎn)物所獲得的(A)的乳化性能，所要使用的(D)的含量優(yōu)選至少為0.5wt％，而考慮到防水強(qiáng)度，(D)的含量優(yōu)選至多是10wt％。
作為在本發(fā)明中使用的多元醇(E)，各種多元醇能夠單獨(dú)或以兩種或多種混合物使用。具體實(shí)例包括單獨(dú)的多元醇，如丙二醇、乙二醇、甘油、季戊四醇、三羥甲基丙烷、山梨糖醇、聚丙二醇、二甘醇、聚乙二醇、丁二醇、三乙醇胺、己烷三醇、砂糖、和聚乙烯醇；由這些多元醇與烯化氧如環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷和環(huán)氧丁烷的加聚反應(yīng)獲得的聚醚多元醇；由胺類如乙二胺和鄰甲苯二胺與烯化氧如環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷、和環(huán)氧丁烷的加聚反應(yīng)獲得的聚醚多元醇；由上述多元醇與脂族飽和脂肪酸如己二酸、庚二酸、癸二酸、和壬二酸，不飽和脂肪酸如馬來酸、衣康酸和富馬酸，或芳族脂肪酸如鄰苯二甲酸和對苯二甲酸，或它們的酸酐中單獨(dú)一種或其中多種的混合物反應(yīng)所獲得的聚酯多元醇。
能夠單獨(dú)或以兩種或多種的混合物形式使用的多元醇(E)優(yōu)選具有20-900的OH值。如果該OH值低于20，則板材缺乏彈性。另一方面，如果該OH值超過900，則與異氰酸酯的反應(yīng)進(jìn)行得過度。因?yàn)檫@些理由，多元醇的OH值優(yōu)選是20至900，且更優(yōu)選25到600。從后處理和費(fèi)用考慮，優(yōu)選使用由多元醇如丙二醇、乙二醇、甘油、和季戊四醇與烯化氧如環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷、和環(huán)氧丁烷的加聚反應(yīng)獲得的聚醚多元醇。
對于使用由作為起始物質(zhì)的胺類如乙二胺和鄰甲苯二胺與烯化氧如環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷、和環(huán)氧丁烷的加聚反應(yīng)獲得的多元醇的情況，因?yàn)樵摱嘣己惺灏?，改進(jìn)了有機(jī)多異氰酸酯的反應(yīng)活性，據(jù)此能夠縮短加壓時間。還有，在這種情況下，因?yàn)樵摦惽杷狨セ贿m度減活，使得對金屬的粘合性降低，因此脫模劑的用量能夠減少。
在具有至少兩個異氰酸酯基團(tuán)的化合物(A)和多元醇(E)中，異氰酸酯基團(tuán)(-NCO)與羥基(-OH)的摩爾比(NCO/OH)優(yōu)選是2-60，000?？紤]到板材模制品的物理強(qiáng)度(即，在熱壓法加壓之后粘附性變差，芯層部分中的一部分剝離，或所謂的防起泡)，NCO/OH摩爾比率優(yōu)選至少是2。另一方面，從獲得良好的乳液或分散液性能考慮，該NCO/OH摩爾比優(yōu)選至多是60，000。該NCO/OH摩爾比率更優(yōu)選是5至50，000，且最優(yōu)選是6到40，000。
多元醇的官能團(tuán)數(shù)目優(yōu)選是2-8。當(dāng)使用具有多個官能團(tuán)的醇時，可能由于交聯(lián)密度容易升高的原因，容易獲得板材的強(qiáng)度。為了改進(jìn)具有至少兩個異氰酸酯基團(tuán)的化合物(A)的乳化性能并提高板材的強(qiáng)度，多元醇的官能團(tuán)數(shù)目優(yōu)選是2至8，且更優(yōu)選3到6。
在用于本發(fā)明中的多元醇(E)中，優(yōu)選在該結(jié)構(gòu)中重復(fù)單元(-CH2CH2-O-)的含量為5-70wt％，基于多元醇(E)的重量。從乳化性能考慮，重復(fù)單元(-CH2CH2-O-)的量優(yōu)選至少是5wt％，而考慮到與多異氰酸酯的相容性，它優(yōu)選至多是70wt％，基于該多元醇(E)的重量。
在本發(fā)明中使用的木質(zhì)纖維素型材料的實(shí)例包括用作碎料板、OSB(取向線條板材)、華夫刨花板或LSL(層壓的線條木料)的木碎片的線材削片、粉狀碎片或薄片狀碎片；用于硬質(zhì)纖維板、MDF或絕緣板的纖維；和農(nóng)業(yè)產(chǎn)品如高粱莖桿、蔗渣和稻谷殼。這些原料能夠單獨(dú)使用或以其兩種或多種結(jié)合物使用。
在本發(fā)明中使用的無機(jī)材料的實(shí)例包括由巖綿、珍珠巖、黑曜巖、蛭石或shirasu熱膨脹所獲得的多孔性珍珠巖或蛭石，以及從膨脹的shirasu、氧化鋁、飛灰、硅石砂、頁巖等得到的細(xì)小中空玻璃微球、shirasu微球等。為了制備輕質(zhì)模制品，含有無機(jī)泡沫的制品的體積密度優(yōu)選至多是0.3g/cm3。為了改進(jìn)對粘結(jié)劑的粘合性，可用硅烷偶聯(lián)劑等對含有無機(jī)泡沫的顆粒進(jìn)行表面處理。
對于粘結(jié)劑和木質(zhì)纖維素型材料或無機(jī)材料之間的比率而言，具有至少兩個異氰酸酯基團(tuán)的化合物(A)與木質(zhì)纖維素型材料或無機(jī)材料的比率在1∶100至30∶100(重量)范圍內(nèi)，且優(yōu)選在2∶100至20∶100范圍內(nèi)。當(dāng)具有至少兩個異氰酸酯基團(tuán)的化合物(A)的量基于100重量份木質(zhì)纖維素型材料或無機(jī)材料是1重量份或更多時，能夠獲得作為粘結(jié)劑的效果，當(dāng)具有至少兩個異氰酸酯基團(tuán)的化合物(A)是以基于100重量份木質(zhì)纖維素型材料或無機(jī)材料30重量份的量使用時，獲得了板材的足夠物理性能。
在本發(fā)明中，對于形成具有至少兩個異氰酸酯基團(tuán)的化合物(A)、低分子量聚乙烯(B)、水(C)和多元醇(E)的乳液或分散體的情況，作為乳化或混合用的機(jī)器，可以使用已知的那些。然而，在本發(fā)明中，優(yōu)選使用下面的乳化或混合機(jī)器。
在本發(fā)明中使用的在線混合器可以是靜態(tài)型混合機(jī)或在管路中有轉(zhuǎn)子/定子的專用型混合器。此外，可以使用其中各路液體相互碰撞并混合的類型。具體實(shí)例包括Kenics型，由A.P.V.Gaulin Inc.制造的Hydroshear和由Ramond Inc.制造的屬于靜態(tài)型的Ramond混合器；及由Tokushu Kika Kogyo Co.，Ltd.制造的TK Homomic linemill，和由Ebara Kikai K.K制造的Ebara Milder。對于高壓碰撞型，供聚氨酯用的常用高壓裝料機(jī)或高壓膨脹機(jī)，或供聚氨酯用的高壓噴涂機(jī)能夠作為替代品使用。此外，也可以使用低壓膨脹機(jī)。具體實(shí)例包括由Maruka Kakoki K.K.制造的MEGHK系列，由GUSMER Inc.制造的H-2000，和由Toho Kikai K.K.制造的Toho A-250。然而，還有許多類型的乳化或混合機(jī)器，而且本發(fā)明并不限于以上列舉的乳化和混合機(jī)器。同樣，對于使用廢棄碎木片作為原料的木質(zhì)纖維素板材如碎料板的情況，雖然沒有從粘結(jié)劑組合物中產(chǎn)生甲醛，但從作為原料的廢棄碎木片中產(chǎn)生甲醛。
另外，存在著普通甲醛型粘結(jié)劑與本發(fā)明的粘結(jié)劑組合物結(jié)合使用的情況。在這種情況下，在表層和/或芯層部分中使用甲醛捕捉劑(清除劑)是有效的。作為甲醛捕捉劑(清除劑)，可與甲醛反應(yīng)的任何物質(zhì)都能夠有效使用，而酸的銨鹽、堿金屬亞硫酸鹽等是有效的。另外，這些材料中優(yōu)選的是各自帶有氨基的脲、脒基脲、蜜胺和氨。
作為添加方法，該甲醛捕捉劑(清除劑)可在板材生產(chǎn)時存在于板材中而且也能夠加入到粘結(jié)劑組合物中。而且，也可有效地在干燥之前將甲醛捕捉劑(清除劑)加到原料基本成分中，或加入到摻混機(jī)中的原料基本成分中。
只要沒有抑制所希望的效果，根據(jù)本發(fā)明的具有至少兩個異氰酸酯基團(tuán)的化合物(A)可與紫外線吸收劑、抗氧化劑、增塑劑、硅烷偶聯(lián)劑、金屬催化劑、合成或天然橡膠膠乳、丙烯酸乳液、乙酸乙烯酯乳液、聚乙烯醇、拒水劑、消泡劑等一起使用。
低分子量聚乙烯(B)能夠與不會抑制脫模效果的常規(guī)脫模組分如天然蠟、金屬皂、有機(jī)聚硅氧烷化合物，含磷化合物，和含氟化合物中的至少一種結(jié)合使用。
參考下面的制備實(shí)施例、實(shí)施例和對比實(shí)施例來更詳細(xì)地描述本發(fā)明。有關(guān)內(nèi)容顯示于表1中。在這些實(shí)施例中，除非另外指明全部的比率和百分比是以重量為基礎(chǔ)的。然而，不應(yīng)該認(rèn)為本發(fā)明限于這些制備實(shí)施例和實(shí)施例。
在實(shí)施例和表1中使用的術(shù)語具有以下含義。比率在成品板材中以非揮發(fā)性物質(zhì)計(jì)的組成比率。板材的原料類型用于板材生產(chǎn)的原料名稱。板材原料的水含量(％)按照在板材生產(chǎn)之前干物質(zhì)計(jì)的原料的水含量。脫模性能在板材生產(chǎn)之后從墊板上的松脫性能。板材的物理性能
斷裂模量根據(jù)JIS(日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn))-5905和JIS-5908等在正常狀態(tài)下測量彎曲強(qiáng)度。
密度密度是在21℃和65％相對濕度下測量的。
制備實(shí)施例1將300g低分子量聚乙烯(商標(biāo)“Mitsui Hiwax 22OP”，由MitsuiChemicals，Inc.制造，具有下面所列性能，它的DSC譜圖和H1-NMR譜圖分別顯示在圖1和圖2中)加入到1升燒瓶中并在油浴中在115℃下加熱熔化。將685g蒸餾水另加入到一個1升的塑料杯子中并加熱至95℃，向其中添加15g的烷基硫酸鈉(商標(biāo)“Emal 10”，由KaoCorporation制造)并在攪拌下使之溶解。其后，在攪拌已熔化的“Mitsui Hiwax”的同時，借助于計(jì)量泵以20ml/min速率在燒瓶中加入“Emal 10”水溶液。在“Emal 10”水溶液加料結(jié)束后，將乳液逐漸冷卻獲得了“Mitsui Hiwax 220P”的水乳液分散體。通過粉碎機(jī)(商標(biāo)“Homomicline mill”，由Tokushu Kika KogyoCo.，Ltd.制造的)將該分散體進(jìn)一步粉碎獲得精細(xì)分散體。根據(jù)粒度的測量結(jié)果(使用商標(biāo)“Coulter Counter N4型”，由Coulter Inc.制造)，該精細(xì)分散體被測得具有500nm的平均粒徑。此外，該精細(xì)分散體被加入水中以使具有10％的活性成分含量，然后提供給實(shí)施例1的試驗(yàn)用。
由凝膠滲透色譜法(GPC)測得的分子量，以單分散聚苯乙烯為標(biāo)準(zhǔn)物Mn=2，000，Mw/Mn=2.5由差示掃描量熱計(jì)(DSC)測得的熔點(diǎn)110℃密度(在25℃)0.92在分子中每100個碳原子中的甲基數(shù)約4.8制備實(shí)施例2將200g低分子量聚乙烯(商標(biāo)“WEISSEN-0453”，由NipponSeiro Co.，Ltd.制造，具有下面所列性能，它的GPC圖，DSC圖和H1-NMR譜圖分別顯示在圖3、圖4和圖5中)加入到1升燒瓶中并在油浴中在70℃下加熱熔化。將785g蒸餾水另加入到1升塑料杯子中，向其中添加15g的烷基硫酸鈉(商標(biāo)“Emal 10”，由KaoCorporation制造)并在攪拌下使之溶解。其后，在攪拌已熔化的“WEISEEN-0453”的同時，借助于計(jì)量泵以50ml/min速率在燒瓶中加入“Emal 10”水溶液。在“Emal 10”水溶液加料結(jié)束后，將所得水乳液分散體借助于粉碎機(jī)(商標(biāo)“Homomixer”，由Tokushu KikaKogyoCo.，Ltd.制造)粉碎而獲得精細(xì)的分散體，然后冷卻。根據(jù)粒度的測量結(jié)果(使用商標(biāo)“Coulter Counter N4型”，由Coulter Inc.制造)，該精細(xì)分散體被測得具有5μm的平均粒徑。此外，該精細(xì)分散體被加入水中以使具有20％的活性成分含量，然后提供給實(shí)施例5和6的試驗(yàn)用。在實(shí)施例2中，該粒料在被分散在水中之前原樣提供給該試驗(yàn)用。
由凝膠滲透色譜法(GPC)測得的分子量，以單分散聚苯乙烯為標(biāo)準(zhǔn)物Mn=3，390，Mw=8，480，Mw/Mn=250由差示掃描量熱計(jì)(DSC)測得的熔點(diǎn)41.2℃密度(在25℃)0.89在分子中每100個碳原子中的甲基數(shù)目(來自譜圖4)約6.3制備實(shí)施例3將1，000g聚合MDI(商標(biāo)“Cosmonate M400”，由MitsuiChemicals，Inc.制造)加入到1升燒瓶中并在攪拌下加熱至80℃。在溫度升高之后，將50g聚氧聚乙烯單醇(商標(biāo)“Uniox M-1000”，由NOF corporation制造)加入到燒瓶中，該混合物在氮?dú)饬髦羞M(jìn)行加成反應(yīng)。在兩個小時之后，將該反應(yīng)混合物逐漸冷卻并隨后提供給制備實(shí)施例4按照與制備實(shí)施例1中同樣的操作程序，只是使用低分子量聚乙烯(商標(biāo)“Mitsui Hiwax 4202E”，由MitsuiChemicals，Inc.制造，具有以下所列性能，它的DSC譜圖顯示在圖6中)。將所得水乳液分散體借助于粉碎機(jī)(商標(biāo)“Homomixer”，由Tokushu Kika Kogyo Co.，Ltd.制造)粉碎而獲得精細(xì)的分散體，然后冷卻。根據(jù)粒度的測量結(jié)果(使用商標(biāo)“Coulter Counter N4型”，由Coulter Inc.制造)，該精細(xì)分散體被測得具有10μm的平均粒徑。此外，該精細(xì)分散體被加入水中以使具有30％的活性成分含量，然后提供給實(shí)施例3的試驗(yàn)用。

由凝膠滲透色譜法(GPC)測得的分子量，以單分散聚苯乙烯為標(biāo)準(zhǔn)物Mn=2，600，Mw/Mn=2.50由差示掃描量熱計(jì)(DSC)測得的熔點(diǎn)105℃密度(在25℃)0.95在分子中每100個碳原子中的甲基數(shù)約4.7制備實(shí)施例5將300g低分子量低密度聚乙烯(商標(biāo)“WEISSEN-0252C”，由Nippon Seiro Co.，Ltd.制造，具有下面所列性能，它的GPC圖、DSC圖和H1-NMR譜圖分別顯示在圖7、圖8和圖9中)加入到1升燒瓶中并在油浴中在95℃下加熱熔化。將685g蒸餾水另加入到1升塑料杯子中，向其中添加15g烷基硫酸鈉(商標(biāo)“Emal 10”，由KaoCorporation制造)并在攪拌下使之溶解。其后，在攪拌已熔化的“WEISEEN-0252C”的同時，借助于計(jì)量泵以20ml/min速率在燒瓶中加入“Emal 10”水溶液。在“Emal 10”水溶液加料結(jié)束后，將所制備的乳液逐漸冷卻獲得了“WEISEEN-0252C”的水乳液分散體。這一分散體借助于粉碎機(jī)(商標(biāo)“Homomic line mill”，由Tokushu KikaKogyoCo.，Ltd.制造)粉碎而獲得精細(xì)的分散體，然后冷卻。根據(jù)粒度的測量結(jié)果(使用商標(biāo)“Coulter Counter N4型”，由Coulter Inc.制造)，該精細(xì)分散體被測得具有350nm的平均粒徑。此外，該精細(xì)分散體被加入水中以使具有30％的活性成分含量，然后提供給實(shí)施例4的試驗(yàn)用。
由凝膠滲透色譜法(GPC)測得的分子量，以單分散聚苯乙烯為標(biāo)準(zhǔn)物Mn=3，830，Mw=8，930，Mw/Mn=2.33由差示掃描量熱計(jì)(DSC)測得的熔點(diǎn)65℃密度(在25℃)0.91在分子中每100個碳原子中的甲基數(shù)目(來自譜圖2)約4.2實(shí)施例1[板材的制備]將1，560g鋸末狀細(xì)木碎片(水分含量約9％)加入到裝有攪拌槳的摻混機(jī)中。然后，多元醇(商標(biāo)“EP-280”，由Mitsui Chemicals，Inc.制造)和在制備實(shí)施例1中制得的低分子量聚乙烯精細(xì)分散體(活性成分含量10％)兩者原樣按0.1∶100的比率進(jìn)行混合，并借助于高壓碰撞和混合式噴涂器(商品名“H2000”，由Gusmer Corp制造)在120 kgf/cm2壓力下進(jìn)行高壓碰撞以便與聚合MDI(商標(biāo)“CosmonateM-200”，由Mitsui Chemicals，Inc.制造)按照1∶1的重量比混合。在混合之后，按照表1中所示的比率立即將混合物吹入摻混機(jī)內(nèi)的碎木片中。之后，將已施加了粘結(jié)劑組合物的碎木片取出并稱重以使模塑加工后的板材具有預(yù)定的密度，隨后在墊板(由鐵制成)上均勻成形以具有30cm×30cm的尺寸。在所制備的板材上進(jìn)一步覆蓋具有同樣配制料的墊板，組合體在下面所列條件下進(jìn)行熱壓處理。結(jié)果，脫模性非常好，甚至在連續(xù)制備50次之后根本沒有觀察到對墊板的粘附。如此制備的板材根據(jù)JIS標(biāo)準(zhǔn)測量所制得的板材在正常狀態(tài)下的彎曲強(qiáng)度。
預(yù)定厚度15mm預(yù)定密度0.76氈片的水含量14.3％熱壓溫度180℃加壓壓力30 kgf/cm2加壓時間3分30秒NCO/OH值14，700[EP-280的性能]官能團(tuán)的數(shù)目3分子量約6，000OH值28(-CH2CH2-O-)結(jié)構(gòu)的含量40％實(shí)施例2[板材的制備]將針葉樹和闊葉樹的混合木碎片(5/5)和低分子量聚乙烯(商標(biāo)“WEISSEN-0453”，由Nippon Seiro Co.，Ltd.制造)按照重量比100∶1.2加入到MDF制造設(shè)備中，并借助于蒸汽加壓的盤式精煉操作(disk refining operation)進(jìn)行解原纖的加工處理。通過使用齒輪泵借助于所謂的“吹管(blow line)”在加壓下以100重量份/1，250重量份(干燥)原料纖維的量施用聚合MDI(商標(biāo)“Cosmonate M-300”，由Mitsui Chemicals，Inc.制造)。之后，將纖維干燥直到水含量變成約12％為止并稱重以使在模塑加工之后板材具有預(yù)定的密度，隨后在墊板(由鐵制成)上均勻成形以具有30cm×30cm的尺寸。將具有同樣配制料的墊板進(jìn)一步覆蓋在所獲得的板材上，組合體在下面所列條件下進(jìn)行熱壓處理。結(jié)果，脫模性非常好，甚至在連續(xù)制備50次之后根本沒有觀察到對墊板的粘附。根據(jù)JIS標(biāo)準(zhǔn)測量如此制備的板材在正常狀態(tài)下的彎曲強(qiáng)度。
預(yù)定厚度12mm預(yù)定密度0.72氈片的水含量約12％熱壓溫度200℃加壓壓力30 kgf/cm2加壓時間3分30秒實(shí)施例3[板材的制備]甘蔗渣(它是在提取甘蔗的蔗糖之后留下的農(nóng)業(yè)廢產(chǎn)物纖維)經(jīng)受太陽光照干燥得到纖維(水含量約13％)。然后，該纖維借助于錘磨機(jī)加以粉碎而獲得了細(xì)的甘蔗渣纖維。在裝有攪拌槳的摻混機(jī)中加入3，729g纖維。隨后，將在制備實(shí)施例4中制備的氧化改性低分子量聚乙烯(商標(biāo)“Mitsui Hiwax 4202E”，由Mitsui Chemicals，Inc.制造)的精細(xì)分散體(活性成分含量30％)用水稀釋11倍。在300ml塑料杯子添加110g稀釋溶液并進(jìn)一步添加100g在制備實(shí)施例3中制備的可以自乳化的聚合MDI以制備粘結(jié)劑組合物。在摻混機(jī)中借助于氣流噴涂器，將全部的粘結(jié)劑組合物混合并施用到以上所述的細(xì)甘蔗渣纖維中。將其上已施加了粘結(jié)劑組合物的纖維取出并稱重以使模塑加工后的板材具有預(yù)定的密度，隨后在墊板(由鐵制成)上均勻成形以具有30cm×30cm的尺寸。在所制備的板材上進(jìn)一步覆蓋具有同樣配制料的墊板，組合體在下面所列條件下進(jìn)行熱壓處理。結(jié)果，脫模性非常好，甚至在連續(xù)制備50次之后根本沒有觀察到對墊板的粘附。根據(jù)JIS標(biāo)準(zhǔn)測量如此制備的板材在正常狀態(tài)下的彎曲強(qiáng)度。
預(yù)定厚度7mm預(yù)定密度0.72墊片的水含量15.8％熱壓溫度190℃加壓壓力30 kgf/cm2加壓時間2分30秒實(shí)施例4[板材的制備]用環(huán)形刨片機(jī)將白楊木材料刨成片狀(0.5mm×40mm×80mm)并在烘箱中干燥(水含量約4％)。將2，500g薄片加入到轉(zhuǎn)鼓型摻混機(jī)中。然后，將根據(jù)制備實(shí)施例5制備的低分子量聚乙烯(商標(biāo)“WEISSEN-0252C”，由Nippon Seiro Co.，Ltd.制造)的精細(xì)分散體(活性成分含量30％)用水稀釋13倍，并借助于氣流噴涂器將216.7g稀釋溶液噴涂到薄片料上。隨后，借助于高壓噴涂器，將100g聚合MDI(商標(biāo)“Cosmonate M-200”，由MitsuiChemicais，Inc.制造)噴霧并施涂在其上。將已施加了粘結(jié)劑組合物的薄片取出并稱重以使模塑加工后的板材具有預(yù)定的密度，隨后在墊板(由鐵制成)上均勻成形以具有30cm×30cm的尺寸。在成形時，使用三層結(jié)構(gòu)，且表層與芯層與表層的重量比設(shè)定為2∶6∶2。順便說一句，成形時應(yīng)該要求表層的纖維方向垂直于芯層的纖維方向。然后，將具有同樣配制料的墊板進(jìn)一步覆蓋在所獲得的板材上，組合體在下面所列條件下進(jìn)行熱壓處理。結(jié)果，脫模性非常好，甚至在連續(xù)制備50次之后根本沒有觀察到對墊板的粘附。根據(jù)JIS標(biāo)準(zhǔn)測量如此制備的板材在正常狀態(tài)下的彎曲強(qiáng)度。
預(yù)定厚度20mm預(yù)定密度0.64墊片的水含量12.0％熱壓溫度200℃加壓壓力30 kgf/cm2加壓時間3分30秒實(shí)施例5[板材的制備]向轉(zhuǎn)鼓型摻混機(jī)中加入1，672g所謂的“shirasuballoon(shirasu微球)”(體積密度約0.3g/cm3，含水率0.1％)，它是通過將shirasu熱膨脹所制備的細(xì)中空顆粒。隨后，將多元醇(商標(biāo)“EP-3033”，由Mitsui Chemicals，Inc.制造)和在制備實(shí)施例2中制備的低分子量聚乙烯(商標(biāo)“WEISSEN-0453”，由Nippon SeiroCo.，Ltd.制造)的精細(xì)分散體(活性成分含量20％)用水稀釋3倍。150g該稀釋溶液借助于氣流噴涂器施用到shirasu微球上。隨后，將聚合MDI(商標(biāo)“Cosmonate M-700”，由MitsuiChemicals，Inc.制造)進(jìn)一步噴霧和施涂在其上。將已施加了粘結(jié)劑組合物的shirasu微球取出并稱重以使模塑加工后的板材具有預(yù)定的密度，隨后在墊板(由鐵制成)上均勻成形以具有30cm×30cm的尺寸。將具有同樣配制料的墊板進(jìn)一步覆蓋在所獲得的板材上，組合體在下面所列條件下進(jìn)行熱壓處理。結(jié)果，脫模性非常好，甚至在連續(xù)制備50次之后根本沒有觀察到對墊板的粘附。根據(jù)JIS標(biāo)準(zhǔn)測量如此制備的板材在正常狀態(tài)下的撓曲強(qiáng)度。
預(yù)定厚度20mm預(yù)定密度0.40墊片的水含量8.0％初始加壓壓力25 kgf/cm2初始加壓溫度80℃加壓壓力打開加壓溫度160℃加壓時間20分[EP-3033的性能]官能團(tuán)的數(shù)目4分子量約6，600OH值34(-CH2CH2-O-)結(jié)構(gòu)的含量14％實(shí)施例6 將針葉樹和闊葉樹的混合木碎片(5/5)借助于蒸汽增壓的盤式精煉操作來進(jìn)行解原纖的加工處理。如此獲得的纖維被裝入MDF制造設(shè)備中并用氣流噴涂器按100∶0.5的重量比率噴涂上在制備實(shí)施例2中制備的低分子量聚乙烯(商標(biāo)“WEISSEN-0453”，由Nippon SeiroCo.，Ltd.制造)。另外，借助于無空氣噴霧槍，以100重量份/1，250重量份(干燥)原料纖維的用量將聚合MDI(商標(biāo)“Cosmonate M-200”，由Mitsui Chemicals，Inc.制造)施涂在其上。之后，將纖維干燥直到水含量變成約12％為止并稱量以使在模塑加工之后板材具有預(yù)定的密度，隨后在墊板(由鐵制成)上均勻成形以具有30cm×30cm的尺寸。在所制備的板材上進(jìn)一步覆蓋具有同樣配制料的墊板，組合體在下面所列條件下進(jìn)行熱壓處理。結(jié)果，脫模性非常好，甚至在連續(xù)制備50次之后根本沒有觀察到對墊板的粘附。根據(jù)JIS標(biāo)準(zhǔn)測量如此制備的板材在正常狀態(tài)下的彎曲強(qiáng)度。
預(yù)定厚度12mm預(yù)定密度0.72氈片的水含量約12％熱壓溫度180℃加壓壓力30 kgf/cm2加壓時間3分30秒對比實(shí)施例1[板材的制備]將1，430g鋸末狀細(xì)木碎片(水分含量約0.0％)加入到裝有攪拌槳的摻混機(jī)中。然后，將10g低分子量聚乙烯(商標(biāo)“WEISSEN0252C”，由Nippon Seiro Co.，Ltd.制造)粉末與其混合。其后，借助于噴涂器將100g聚合MDI(商標(biāo)“Cosmonate M-200”，由MitsuiChemicals，Inc.制造)吹入到摻混機(jī)內(nèi)的碎木片上。將碎木片取出并稱重以使模塑加工后的板材具有預(yù)定的密度，隨后在墊板(由鐵制成)上均勻成形以具有30cm×30cm的尺寸。將具有同樣配制料的墊板進(jìn)一步覆蓋在所獲得的板材上，組合體在下面所列條件下進(jìn)行熱壓處理。結(jié)果，由于不充分的固化，沒有模塑成板材。因此，板材的評價無法進(jìn)行。
預(yù)定厚度15mm預(yù)定密度0.76墊片的水含量0.0％熱壓溫度180℃加壓壓力30 kgf/cm2加壓時間3分30秒對比實(shí)施例2[板材的制備]將針葉樹和闊葉樹的混合木碎片(5/5)借助于蒸汽增壓的盤式精煉操作來進(jìn)行解原纖的加工處理。通過使用高壓泵借助于所謂的“吹塑管(blow line)”在加壓下以100重量份/1，250重量份(干燥)原料纖維的量施用聚合MDI(商標(biāo)“Cosmonate M-200”，由MitsuiChemicals，Inc.制造)。之后，將纖維干燥直到水含量變成約12％為止并稱量以使在模塑加工之后板材具有預(yù)定的密度，隨后在墊板(由鐵制成)上均勻成形以具有30cm×30cm的尺寸。在所制備的板材上進(jìn)一步覆蓋具有同樣配制料的墊板，組合體在下面所列條件下進(jìn)行熱壓處理。結(jié)果，板材牢固地粘附于墊板上。因此，板材的評價無法進(jìn)行。
預(yù)定厚度12mm預(yù)定密度0.72氈片的水含量約12％熱壓溫度200℃加壓壓力30 kgf/cm2加壓時間3分30秒結(jié)果總結(jié)在表1中。
表1

在通過使用本發(fā)明的粘結(jié)劑組合物和生產(chǎn)方法由作為主要原料的木質(zhì)纖維素和/或無機(jī)材料形成的熱壓模塑板材的生產(chǎn)中，雖然有異氰酸酯粘結(jié)劑用于熱壓模塑，但板材從熱壓板上的松脫性能是持久良好的，并且顯著改進(jìn)了系統(tǒng)的生產(chǎn)率。同時，所制備板材具有優(yōu)異的物理性能和低的吸濕線性膨脹系數(shù)。此外，因?yàn)闆]有使用普通的甲醛型粘結(jié)劑，有可能減少從模塑板材中釋放甲醛或從中沒有釋放甲醛，使得不會污染環(huán)境。
權(quán)利要求
1．粘結(jié)劑組合物，其包括(A)具有至少兩個異氰酸酯基團(tuán)的化合物或其反應(yīng)產(chǎn)物，(B)低分子量聚乙烯，和(C)水。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所要求的粘結(jié)劑組合物，其中具有至少兩個異氰酸酯基團(tuán)的化合物或其反應(yīng)產(chǎn)物(A)與低分子量聚乙烯(B)的重量比是1∶0.001至1∶1。
3．根據(jù)權(quán)利要求1或2所要求的粘結(jié)劑組合物，其中低分子量聚乙烯(B)具有由凝膠滲透色譜法測得的數(shù)均分子量(Mn)為500-7，000，以單分散聚苯乙烯作為標(biāo)準(zhǔn)物。
4．根據(jù)權(quán)利要求1或2所要求的粘結(jié)劑組合物，其中低分子量聚乙烯(B)具有由凝膠滲透色譜法測得的數(shù)均分子量(Mn)為1，000-6，000，以單分散聚苯乙烯作為標(biāo)準(zhǔn)物。
5．根據(jù)權(quán)利要求1或2所要求的粘結(jié)劑組合物，其中低分子量聚乙烯(B)具有由凝膠滲透色譜法測得的重均分子量(Mw)與數(shù)均分子量(Mn)之比值為1.2-3.0。
6．根據(jù)權(quán)利要求1或2所要求的粘結(jié)劑組合物，其中低分子量聚乙烯(B)具有由凝膠滲透色譜法測得的重均分子量(Mw)與數(shù)均分子量(Mn)之比值為1.5-3.0。
7．根據(jù)權(quán)利要求1或2所要求的粘結(jié)劑組合物，其中低分子量聚乙烯(B)具有支化結(jié)構(gòu)。
8．根據(jù)權(quán)利要求1或2所要求的粘結(jié)劑組合物，其中低分子量聚乙烯(B)具有0.800到0.980的密度。
9．根據(jù)權(quán)利要求8所要求的粘結(jié)劑組合物，其中低分子量聚乙烯(B)具有0.800到0.925的密度。
10．根據(jù)權(quán)利要求8所要求的粘結(jié)劑組合物，其中低分子量聚乙烯(B)具有選自-OH，-COOH，和-CHO的官能團(tuán)并且具有超過0.940的密度。
11．根據(jù)權(quán)利要求1或2所要求的粘結(jié)劑組合物，其中低分子量聚乙烯(B)具有由差示掃描量熱計(jì)(DSC)測得的吸熱峰在30℃到120℃之間。
12．根據(jù)權(quán)利要求1或2所要求的粘結(jié)劑組合物，其中低分子量聚乙烯(B)具有由差示掃描量熱計(jì)(DSC)測得的吸熱峰在40℃到110℃之間。
13．根據(jù)權(quán)利要求1或2所要求的粘結(jié)劑組合物，其中對于低分子量聚乙烯(B)中的每100個碳原子，低分子量聚乙烯(B)具有至少兩個甲基碳原子。
14．根據(jù)權(quán)利要求1或2所要求的粘結(jié)劑組合物，其中對于低分子量聚乙烯(B)中的每100個碳原子，低分子量聚乙烯(B)具有至少三個甲基碳原子。
15．根據(jù)權(quán)利要求1或2所要求的粘結(jié)劑組合物，其中低分子量聚乙烯(B)是作為包括水(C)作為分散介質(zhì)的水分散體使用的。
16．根據(jù)權(quán)利要求15所要求的粘結(jié)劑組合物，其中包括水(C)作為分散介質(zhì)的低分子量聚乙烯(B)的水乳液或懸浮液具有100-10，000nm的平均粒度。
17．根據(jù)權(quán)利要求1或2所要求的粘結(jié)劑組合物，其中具有至少兩個異氰酸酯基團(tuán)的化合物或其反應(yīng)產(chǎn)物(A)包括(D)具有80-99wt％重復(fù)單元(-CH2CH2-O-)的單官能醇和具有至少兩個異氰酸酯基團(tuán)的化合物的反應(yīng)產(chǎn)物。
18．根據(jù)權(quán)利要求1或2所要求的粘結(jié)劑組合物，其中具有至少兩個異氰酸酯基團(tuán)的化合物或其反應(yīng)產(chǎn)物(A)可通過使用(E)在其結(jié)構(gòu)中含有5-70wt％重復(fù)單元(-CH2CH2-O-)的二至八官能度多元醇被乳化或分散在水中。
19．根據(jù)權(quán)利要求18所要求的粘結(jié)劑組合物，其中具有至少兩個異氰酸酯基團(tuán)的化合物或其反應(yīng)產(chǎn)物(A)、低分子量聚乙烯(B)、水(C)、和多元醇(E)通過使用在線混合器形成水分散體，然后使用。
20．根據(jù)權(quán)利要求1或2所要求的粘結(jié)劑組合物，其中具有至少兩個異氰酸酯基團(tuán)的化合物或其反應(yīng)產(chǎn)物(A)是聚合MDI(多亞甲基多苯基二異氰酸酯)。
21．通過使用木質(zhì)纖維素類材料和粘結(jié)劑生產(chǎn)板材的方法，其中粘結(jié)劑是在權(quán)利要求1-20中任何一項(xiàng)所要求的粘結(jié)劑組合物。
22．通過使用無機(jī)材料和粘結(jié)劑生產(chǎn)板材的方法，其中粘結(jié)劑是在權(quán)利要求1-20中任何一項(xiàng)所要求的粘結(jié)劑組合物。
23．由權(quán)利要求21所要求方法獲得的板材。
24．由權(quán)利要求22所要求方法獲得的板材。
全文摘要
用于從作為主要原料的木質(zhì)纖維素和無機(jī)材料制造熱壓模塑板材的方法中的異氰酸酯型粘結(jié)劑組合物,其中板材從熱板上的脫模性能夠很好地長時間保持且系統(tǒng)生產(chǎn)率顯著改進(jìn),因此,提供了各種性能優(yōu)異并減少了吸濕膨脹系數(shù)的板材。粘結(jié)劑組合物含有具有至少兩個異氰酸酯基團(tuán)的化合物(A)、低分子量聚乙烯(B)和水(C)作為主要組分。
文檔編號C08L97/02GK1284972SQ98813580
公開日2001年2月21日 申請日期1998年10月13日 優(yōu)先權(quán)日1998年10月13日
發(fā)明者高橋昭博, 菅原正紀(jì), 伊藤武志, 鉾之原久, 轟秀樹, 坂口博英 申請人:三井化學(xué)株式會社