木材粘合劑配制劑的制作方法

木材粘合劑配制劑的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種配制劑，包含：-由至少一種異氰酸酯和至少一種氨基樹脂形成的第一組分，其中所述氨基樹脂為醛與選自脲、三聚氰胺、苯并胍胺、甘脲、乙酰胍胺及其混合物的化合物的縮合產物；和-包含至少一種聚醚的第二組分，其中所述聚醚包含至少一個氧化乙烯結構部分和至少一個選自羥基、氨基、環氧基和硫醇基，優選羥基的異氰酸酯反應性基團。
【專利說明】木材粘合劑配制劑
[0001]本發明涉及適用作木材粘合劑的氨基樹脂/異氰酸酯配制劑或組合物。
[0002]由于其低成本、高固化速度和良好的性能，氨基樹脂(例如脲醛樹脂(UF))是最廣泛使用的木材粘合劑，特別用于碎木板(particle board)制備。通常將異氰酸酯(例如亞甲基二苯基二異氰酸酯(MDI))添加到UF樹脂中以提高后者在水解穩定性和機械性能(例如最低強度、模量、壓縮硬度和厚度膨脹(thickness swells)和甲醛排放量)方面的性能。
[0003]脲醛樹脂是水性膠系統，在共混/混合時表現出與異氰酸酯較差的混溶性特征。因此，在該混合物中可能會發生相分離，導致異氰酸酯富集的區域。例如，已經報道了(ffieland et al, Journal of Applied Polymer Science, 104, 2633-2636，2007)在UF和聚合亞甲基二苯基二異氰酸酯(pMDI)固化之后形成群聚物(clusters)和膠狀聚集物。顯然這種相容性控制形態影響了最終的膠性能。
[0004]組分較差的混溶性也可能導致膠具有增大的表面積(不同的形態，液滴狀形貌)。此外，由于具有較低的轉化/交聯程度，這些材料還顯示高溶膠含量。
[0005]相分離也可能影響膠合的動力學。更好的相容性可能改進(即降低)氨基樹脂/異氰酸酯混合粘合劑的膠凝時間。
[0006]在共混時相分離的問題迄今仍維持未解決。目前，本領域中的部分方案包括以下方法:
-使用表面活性劑(例如有機硅)以改進相容性。由于增塑問題、表面活性劑的移動性(fugitivity)(遷移到表面)、制備后的可涂飾性和可能的粘合/釋放(release)問題，該方案不是優選的。
-用類似UF的化合物改性(例如化學改性)MDI以提高相容性。例如，GB 1223320描述了用于醛類型熱固性樹脂中的脲基封端的聚氨酯的合成。由于穩定性問題(例如有限的使用壽命)，該方案不是優選的。
-使用專門的混合構造(高剪切、超聲混合等)和/或使用較高的混合能以將異氰酸酯液滴更好地均化在該氨基樹脂基質內。由于需要特定的混合設備/構造，因此該方案不是優選的。而且，在建立熱力學優選的性質之前，該混合物可能僅具有有限的適用期。
[0007]因此，仍需要克服一個或多個上述問題的配制劑或組合物。本發明的目的是克服上述一個或多個問題。更特別地，本發明的目的是提高氨基樹脂/異氰酸酯混合物的混溶性。
[0008]本發明人現在令人驚奇地發現通過包括氨基樹脂、異氰酸酯和聚醚的配制劑或組合物能夠獲得這些一個或多個目的。該配制劑能夠提供大大提高的混溶性。混溶性更好和相容性更高的系統可以改進該混合粘合劑系統的整體性能。
[0009]與使用有機硅表面活性劑相比，添加聚醚作為增容劑避免了任何粘合/釋放問題和/或制備后的可涂飾性問題。而且，聚醚還具有為無移動性添加劑的優點。
[0010]依照本發明的第一方面，提供了適用作木材粘合劑的配制劑。依照本發明的第一方面的配制劑包含:-由至少一種異氰酸酯和至少一種氨基樹脂形成的第一組分，其中所述氨基樹脂為醛與選自脲、三聚氰胺、苯并胍胺、甘脲、乙酰胍胺及其混合物的化合物的縮合產物；和
-包含至少一種聚醚的第二組分，其中所述聚醚包含至少一個氧化乙烯結構部分和至少一個選自羥基、氨基、環氧基和硫醇基的異氰酸酯反應性基團。
[0011]依照第二方面，本發明還包括通過將依照本發明的第一方面的配制劑的第一組分與第二組分混合得到的組合物。
[0012]依照第三方面，本發明還包括用于制備依照本發明的第二方面的組合物的方法，包括以下步驟:
將至少一種異氰酸酯與至少一種氨基樹脂混合以制備如依照本發明的第一方面中所述的第一組分；和
將如依照本發明的第一方面中所述的包括至少一種聚醚的第二組分添加到第一組分中，并混合由此得到依照本發明的第二方面的組合物。
[0013]依照第四方面，本發明還包括依照本發明的第一方面的配制劑或依照本發明的第二方面的組合物用作粘合劑的用途。
[0014]依照第五方面，本發明還包括使用依照本發明的第一方面的配制劑或依照本發明的第二方面的組合物制備的木質纖維體。
[0015]獨立和從屬權利要求提出了本發明的特別的和優選的特征。如果適合的話，從屬權利要求的特征可與獨立權利要求或其他從屬權利要求的特征相結合。
[0016]從以下詳細描述中本發明的上述和其他特征、特點和優點將變得顯而易見，其通過實施例的方式示例描述了本發明的原理。
[0017]在描述本發明的該配制劑之前，應當認識到本發明并不限制于所描述的特定的配制劑，因為該配制劑當然可能變化。還應當認識到本文中所用的術語并不意于是限制性的，因為本發明的范圍將僅由后附權利要求限定。
[0018]除非上下文以其他方式明確指明，本文所用的單數形式〃 一個(a) 〃、〃 一種(an)〃和〃該(the) 〃包括單數和復數個所述對象。作為實例，〃 一種異氰酸酯〃表示一種異氰酸酯或多于一種異氰酸酯。
[0019]本文所用的術語〃包含〃與〃包括〃或〃含有〃具有相同的含義，其是包括性的或開放性的，并不排除其他未列舉的元件、要素或方法步驟。將認識到本文所用的術語"包含〃包含術語〃由……組成〃。
[0020]在整個本申請中，術語〃約〃用于表示包括對于用于測定該數值的設備或方法的誤差的標準偏差的數值。
[0021]用端點描述數值范圍包括該范圍內包含的所有整數和分數(在適當時)(例如在表示例如多種要素時，I至5能夠包括1、2、3、4，在表示例如測量值時，也能夠包括1.5、2、
2.75和3.80)。端點描述也包括端點值本身(例如1.0至5.0包括1.0和5.0)。本文所述的任意數值范圍都意于包括其中包含的所有子范圍。
[0022]本申請中引用的所有參考文獻由此通過參考將其全文引入。特別地，本文特別引用的所有參考文獻的教導都通過參考引入。
[0023] 除非以其他方式定義，本發明的公開中所用的所有術語(包括技術術語和科學術語)都具有本發明所屬領域的普通技術人員常規理解的含義。通過進一步指導，包括術語定義以更好地理解本發明的教導。
[0024]在以下段落中，更詳細地限定了本發明的不同方面。除非有明確的相反指示，如此限定的各方面可以與任意其他一個或多個方面相結合。特別地，指示為優選或有利的任何特征都可以與指示為優選或有利的任意其他一個或多個特征相結合。
[0025]整個說明書中對〃 一種實施方案〃或〃實施方案〃的提及表示在本發明的至少一種實施方案中包括與該實施方案結合描述的特定的特點、結構或特征。因此，在整個說明書中多個位置中出現的術語〃在一種實施方案中〃或〃在實施方案中〃并不必然都表示同一種實施方案，而是可以表示同一種實施方案。進一步地，該特定的特點、結構或特征可以如本領域技術人員從本申請中將會顯而易見地那樣以任意適合的方式結合到一種或多種實施方案中。進一步地，盡管本文所述的一些實施方案包括其他實施方案中包括的一些特征但未包括其中包括的其他特征，但不同實施方案的特征的組合都意于在本發明的范圍內，如本領域技術人員將認識的那樣形成不同的實施方案。例如，在后附權利要求書中，任意要求保護的實施方案都能夠以任意組合使用。
[0026]本文所用的術語〃烷基〃本身或作為另外取代基的一部分，表示具有I個或更多個碳原子(例如1-12個碳原子，例如1-6個碳原子，例如1-4個碳原子，例如2-3個碳原子)的由碳碳單鍵連接的直鏈或支化的飽和烴基。CV12烷基的實例是甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、仲丁基、特丁基、戊基及其鏈異構體、己基及其鏈異構體、庚基及其鏈異構體、辛基及其鏈異構體、壬基及其鏈異構體、癸基及其鏈異構體、十一烷基及其鏈異構體、十二烷基及其鏈異構體。
[0027]本文所用的術語"C6_1(l芳基"本身或作為另外取代基的一部分，表示苯基、萘基、茚滿基或1，2，3,4-四氫-萘基。
[0028]本文所用的術語"C6,芳基Cu烷基〃本身或作為另外取代基的一部分，表示其中一個或多個氫原子被本文定義的C6_1(l芳基取代的本文定義的CV6烷基。c6_1(l芳基Cu烷基的實例包括苯甲基、苯乙基、二苯甲基甲基、甲基苯基甲基、3-(2-萘基)_ 丁基等。
[0029]本發明涉及配制劑，其包含:
-包含至少一種異氰酸酯和至少一種氨基樹脂的第一組分，其中所述氨基樹脂為醛與選自脲，三聚氰胺，苯并胍胺，甘脲，乙酰胍胺及其混合物的化合物的縮合產物；和
-包含至少一種聚醚的第二組分，其中所述聚醚包含至少一個氧化乙烯結構部分和至少一個選自羥基、氨基、環氧基和硫醇基的異氰酸酯反應性基團。
[0030]特別地，本發明涉及配制劑，其包含:
-由至少一種異氰酸酯和至少一種氨基樹脂形成的第一組分，其中所述氨基樹脂為醛與選自脲、三聚氰胺、苯并胍胺、甘脲、乙酰胍胺及其混合物的化合物的縮合產物；和
-包含至少一種聚醚的第二組分，其中所述聚醚包含至少一個氧化乙烯結構部分和至少一個選自羥基、氨基、環氧基和硫醇基的異氰酸酯反應性基團；優選所述聚醚包含至少一個氧化乙烯結構部分和至少一個羥基。
[0031 ]在一個實施方案中，本發明的配制劑包含至少兩種組分。
[0032]依照本發明的配制劑的第一組分包括至少一種異氰酸酯。在一個實施方案中，該至少一種異氰酸酯包括多異氰酸酯化合物。適合的能夠用于本發明中的多異氰酸酯的非限制實例能夠是任意有機多異氰酸酯化合物或有機多異氰酸酯化合物的混合物，優選其中該化合物具有至少兩個異氰酸酯基團。有機多異氰酸酯的非限制實例包括二異氰酸酯(特別是芳香族二異氰酸酯)和官能度更高的異氰酸酯。可用于本發明的配制劑中的有機多異氰酸酯的非限制實例包括脂肪族異氰酸酯，例如六亞甲基二異氰酸酯；和芳香族異氰酸酯，例如以其2，4’ _、2，2’ -和4，4’ -異構體及其混合物形式的二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)(也稱作純MDI)、二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)與其低聚物(在現有技術中稱作〃粗〃或聚合MDI)的混合物、m-和p-亞苯基二異氰酸酯、以任意適合的異構體混合物形式的甲苯-2，4-和甲苯-2，6- 二異氰酸酯(也稱作甲苯二異氰酸酯，并稱作TDI，例如2，4-TDI和2，6-TDI)、氯亞苯基-2，4- 二異氰酸酯、亞萘基-1，5- 二異氰酸酯、亞聯苯基-4，4’ - 二異氰酸酯、4，4’ - 二異氰酸酯_3，3’ - 二甲基-聯苯、3-甲基-二苯基甲烷-4，4’ - 二異氰酸酯和二苯基醚二異氰酸酯；和環脂族二異氰酸酯，例如環己烷_2，4-和-2，3-二異氰酸酯、1-甲基環己基_2，4-和-2，6- 二異氰酸酯及其混合物和二 _(異氰酸根合環己基)甲烷(例如4，4’ - 二異氰酸根合二環己基甲烷(H12MDI))、三異氰酸酯(例如2，4，6-三異氰酸根合甲苯和2，4，4-三異氰酸根合二苯基醚、異佛樂酮二異氰酸酯(iroi)、亞丁基二異氰酸酯、三甲基六亞甲基二異氰酸酯、異氰酸根合甲基-1，8-辛烷二異氰酸酯、四甲基亞二甲苯基二異氰酸酯(TMXDI)、1，4-環己烷二異氰酸酯(⑶I)和聯甲苯胺二異氰酸酯(TODI)。
[0033]也可以使用包含異氰脲酸酯、碳二亞胺或脲酮亞胺(uretonimine)基團的改性多異氰酸酯。可以使用進一步封閉的多異氰酸酯，例如苯酚或肟和多異氰酸酯的反應產物，優選其中該封閉型多異氰酸酯具有低于在使用該多異氰酸酯組合物時施加的溫度的解封閉溫度。可以使用異氰酸酯的混合物，例如甲苯二異氰酸酯異構體的混合物，例如市場上可得到的2，4-和2，6-異構體的混合物，以及還例如由苯胺/甲醛縮合產物的光氣化生成的二異氰酸酯和更高官能的多異氰酸酯的混合物。這種混合物是現有技術中公知的，且包括包含亞甲基橋接的聚苯基多異氰酸酯(包括二異氰酸酯、三異氰酸酯和更高官能的多異氰酸酯)與任意光氣化副產物一起的粗光氣化產物。優選用于本發明中的異氰酸酯是其中該異氰酸酯是芳香族二異氰酸酯或更高官能度的多異氰酸酯的那些，例如純二苯基甲烷二異氰酸酯或亞甲基橋接的聚苯基多異氰酸酯(包含二異氰酸酯、三異氰酸酯和更高官能度的多異氰酸酯)。亞甲基橋接的聚苯基多異氰酸酯能夠由苯胺和甲醛的縮合得到的聚胺的相應混合物的光氣化制備。
[0034]在實施方案中，該至少一種異氰酸酯是可乳化的多異氰酸酯。適合的可乳化的多異氰酸酯能夠是任意種類的可乳化的MDI，例如以下專利公開文件中公開的那些:EP18061、EP 516361、GB 1523601、GB 1444933、GB 2018796，所有這些都通過參考并入本文。適合種類的可乳化的MDI包括通過多異氰酸酯(尤其聚合MDI)與較少比例的烷氧基聚亞烷基二醇(例如其中該二醇-OH基團中的一個通過例如與低級醇(例如甲醇和/或乙醇)反應而轉化為烷氧基的烷氧基聚亞烷基二醇)進行預反應獲得的那些產物，該產物是多異氰酸酯和較少比例的由多異氰酸酯和烷氧基聚亞烷基二醇之間反應形成的非離子表面活性劑的混合物。該可自乳化的多異氰酸酯可以基于任何有機多異氰酸酯，例如低官能度的MDI變型(例如脲酮亞胺改性的MDI)，但優選基于稱作聚亞甲基聚苯基多異氰酸酯或聚合MDI的混合物。可與多異氰酸酯反應生成可自乳化的多異氰酸酯的烷氧基聚亞烷基二醇包括烷氧基聚乙二醇，例如具有在250-4000(特別為600-2000)范圍內的分子量的那些。該烷氧基適宜地包含1-6個碳原子，優選該甲氧基聚乙二醇。適合的可乳化的多異氰酸酯在市場上可以商品名稱 Suprasec 1042、Suprasec 2405、Suprasec 2408 和 Suprasec 2419(Suprasec 是 Huntsman LLC 的商標)獲自 Huntsman。
[0035]在一個實施方案中，該至少一種異氰酸酯能夠選自2，4’ _、2，2’ -和4，4’ -MDI異構體、其均聚物和混合物、2，4’ _、2，2’ -和4，4’ -亞甲基二苯基二異氰酸酯及其低聚物的混合物。在一個實施方案中，該至少一種異氰酸酯選自2，2’ -或4，4’ -MD1、其均聚物和混合物、或2，2’ -和4，4’ -亞甲基二苯基二異氰酸酯及其低聚物的混合物。在一個實施方案中，該至少一種異氰酸酯選自4，4’ -MDI或其均聚物。
[0036]該多異氰酸酯混合物可以依照現有技術中已知的任意技術制備。如果需要，可以通過本領域公知的技術將該二苯基甲烷二異氰酸酯的異構體含量落入所需范圍內。改變異構體含量的一種技術是在包含比所需量更高的量的聚合MDI的MDI的混合物加入單體MDI中。
[0037]在一個實施方案中，該至少一種異氰酸酯包括上述任意多異氰酸酯的任意適合的混合物或上述一種或多種多異氰酸酯與MDI型多異氰酸酯的任意適合的混合物。
[0038]在一些實施方案中，基于100被％的總配制劑，該至少一種異氰酸酯能夠以至少
0.5wt%的量存在。例如，基于該配制劑的總重量(100%)，該至少一種異氰酸酯能夠以至少5wt%的量,例如至少10wt%的量,例如至少15wt%的量存在于該配制劑中。例如，基于100wt%的總配制劑，該至少一種異氰酸酯能夠以0.5-60wt%,例如5-40wt%，例如10_30wt%，例如15-25wt%的量存在。
[0039]本發明的配制劑的第一組分還包含至少一種氨基樹脂，其中所述樹脂為醛與至少一種選自脲，三聚氰胺，苯并胍胺，甘脲，乙酰胍胺及其混合物的化合物的縮合產物。
[0040]合適的醛的非限制實例包含甲醒，乙醒，巴豆醛，丙烯醛，苯甲醛，和糠醛；優選該醛為甲醛。
[0041] 合適的氨基樹脂的非限制實例包含脲-甲醛樹脂，三聚氰胺-甲醛樹脂，三聚氰胺-脲-甲醛樹脂，三聚氰胺-脲-苯酚-甲醛樹脂，三聚氰胺-苯酚-甲醛樹脂，苯并胍胺-甲醛樹脂，甘脲-甲醛樹脂和乙酰胍胺-甲醛樹脂。
[0042]根據一些實施方案,至少一種氨基樹脂以基于100 wt%的總配制劑至少30 wt%的量存在。例如，至少一種氨基樹脂可以以基于100 ￥七％的總配制劑至少40 wt%，例如至少50 wt%的量存在。例如，至少一種氨基樹脂可以以基于100 ?七％的配制劑30至95 wt%，例如40至90 wt%，例如50至85 wt%的量存在于配制劑中。
[0043]本配制劑還包含第二組分，其包含至少一種聚醚，其中該聚醚包括至少一個氧化乙烯結構部分和至少一個選自包括羥基、氨基、環氧基和硫醇基的組的異氰酸酯反應性基團(優選羥基)。
[0044]本文所用的聚醚能夠表示多元醇的不同烷氧基化產物的混合物。優選的聚醚多元醇包括其中存在聚合的氧化丙烯單元和/或聚合的氧化乙烯單元的那些。這些單元可以以統計學分布，以聚氧乙烯嵌段位于該鏈內和/或位于端部的形式排列。
[0045] 在一個實施方案中，該聚醚具有1-6的平均標稱官能度，更優選地1-4的官能度，更優選I或2的官能度。術語“平均標稱官能度”在本文中用于表示該聚醚的數均官能度(每個分子的官能團數量)，假設其是在它們的制備中使用的引發劑的數均官能度，盡管在實踐中由于一些端部不飽和部分，其通常將略微更小。
[0046]除非以其他方式指明，本文所用的術語“平均”表示數量平均。優選地，該官能團是異氰酸酯反應性官能團。異氰酸酯反應性基團的非限制實例能夠選自包括羥基、氨基、環氧基和硫醇基的組。
[0047]用于該配制劑中的該至少一種聚醚包括至少一個氧化乙烯結構部分。優選地，基于100wt%至少一種聚醚,可用于制備本發明的配制劑的聚醚包含至少約15wt%氧化乙烯基團，更優選地50_100wt%氧化乙烯基團。
[0048]本文所用的術語“包括至少一個氧化乙烯結構部分的聚醚”、“包含氧化乙烯的聚醚”和“包含EO的聚醚”可互換使用。本文所用的術語“氧化乙烯結構部分”、“氧化乙烯基團”和“氧化乙烯單兀”可互換使用，表不式(-CH2-CH2-O-)的部分，不包括形成由式(-CH2-CH2-CH2-O-)所示的氧化丙烯部分的一部分的這種部分。
[0049]能夠用于制備依照本發明的配制劑的聚醚的非限制實例包括由氧化乙烯聚合得到的產物，包括由氧化乙烯與另外環狀氧化物(例如氧化丙烯)在引發劑化合物存在下(優選在一種或多種多官能引發劑存在下)共聚得到的產物。
[0050]適合的引發劑化合物包含多個活性氫原子，且包括水和低分子量聚醚，例如乙二醇、丙二醇、二乙二醇、二丙二醇、環己烷二甲醇、間苯二酚、雙酚A、甘油、三羥甲基丙烷、1，2，6-己三醇、季戊四醇等。可以使用引發劑和/或環狀氧化物的混合物。
[0051]尤其可適用于本發明的有用的聚醚包括通過如現有技術中充分描述的那樣將氧化丙烯和氧化乙烯連續添加到雙官能或三官能引發劑中得到的聚(氧乙烯-氧丙烯)二醇和/或三醇。也可以使用該二醇和三醇的混合物。非常優選一元醇和二元醇。
[0052]依照本發明的實施方案，該至少一種聚醚能夠選自包括以下的組:聚乙二醇、聚乙二醇單甲基醚、聚乙二醇單乙基醚、聚乙二醇單丙基醚、聚乙二醇單異丙基醚、聚乙二醇單丁基醚、聚乙二醇單戊基醚、聚乙二醇單己基醚、聚乙二醇單苯基醚、聚乙二醇單苯甲基醚及其混合物。優選地，該至少一種聚醚能夠選自包括聚乙二醇單甲基醚、聚乙二醇或其混合物的組。
[0053]在本發明的實施方案中，該聚醚具有約700-約5000的數均分子量，優選的當量重量在約1000-約4000范圍內，更優選在約1200-約3500范圍內，最優選在約1500-約3000范圍內。依照一些實施方案，該聚醚能夠具有62-40000(優選100-20000，更優選200-10000，最優選400-6000)的平均分子量Mw。
[0054]在一些實施方案中，基于100wt%的總配制劑,該聚醚能夠以至少0.01wt%的量存在。例如，基于100wt%的配制劑,該聚醚能夠以至少0.03wt%的量,例如至少0.lwt%的量，例如至少0.3wt%的量,優選至少0.5wt%的量存在。
[0055]本文所用的術語“重量％”、“wt%”、“重量百分比”或“以重量計的百分比”可互換使用。
[0056]在一些實施方案中，基于100?七％的配制劑，該聚醚能夠以在0.01_50wt%(例如
0.03-40wt%，適宜地0.l-30wt%，優選0.3_25wt%，優選0.5_20wt%)的量存在于該配制劑中。
[0057]依照一些實施方案，基于100%的該至少一種異氰酸酯和該至少一種聚醚的總重量，該配制劑能夠具有至少lwt%的氧化乙烯(EO)含量。例如,基于100%的該至少一種異氰酸酯和該至少一種聚醚的總重量，該EO含量能夠為至少2wt%，例如至少3wt%，例如至少5wt%,例如至少10wt%,例如至少15wt%,例如至少20wt%,例如至少25wt%,例如至少30wt%,例如至少40wt%。
[0058]本文所用的術語〃EO含量/異氰酸酯(E0 content to isocyanate) 〃表示與該至少一種異氰酸酯和至少一種聚醚的總重量相比，以重量百分比計的氧化乙烯的份數。
[0059]在一些實施方案中，該配制劑能夠進一步包括至少一種選自包括硬化劑、表面活性劑、隔離劑(release agent)、臘或顏料的組的添加劑。
[0060]在一些實施方案中，基于該配制劑的總重量(100%)，該添加劑能夠以至少
0.01wt%,例如至少0.03wt%,例如至少0.lwt%,優選至少0.3wt%,優選至少lwt%的量存在。
[0061]在實施方案中，該添加劑是硬化劑。適合的硬化劑的非限制實例包括銨鹽、酸酐和胺。在一些實施方案中，該硬化劑能夠是有機或無機酸的銨鹽。銨鹽的非限制實例是硫酸銨、氯化銨、碳酸銨、磷酸一銨和磷酸二銨、硼酸銨、檸檬酸銨和硝酸銨。優選地，該硬化劑選自硫酸銨或氯化銨，優選該硬化劑是硫酸銨。表面活性劑的非限制實例是有機硅。蠟的非限制實例是疏松石蠟或乳蠟。適合的顏料的非限制實例包括二氧化鈦、鋅硼砂(zinc borax),草酸鹽、云母、珍珠巖、粘土和二氧化硅。
[0062]本發明還包括通過將依照本發明的配制劑的第一組分與第二組分混合得到的組合物。
[0063]本發明還包括上述組合物的制備方法，包括以下步驟:
將至少一種異氰酸酯與至少一種氨基樹脂混合以制備如上所述的第一組分；和將如上所述的包括至少聚醚的第二組分添加到第一組分中，并混合由此得到如上所述的組合物。
[0064]本發明的配制劑和組合物提供了特別好的粘合劑。
[0065]本發明還包括依照本發明的配制劑或組合物用作粘合劑的用途。該配制劑或組合物能夠特別可用作包含木質纖維素的材料(本文也稱作“木質纖維材料”)的粘合劑。
[0066]木質纖維材料的非限制實例包括:木條、木片、木纖維、刨花、薄板、木絲、軟木、樹皮、鋸屑和木工工業的類似廢產物以及其他具有木質纖維基礎的材料例如紙、甘蔗渣、稻草、亞麻、劍麻、竹子、椰子纖維、大麻、燈芯草、蘆葦、稻殼、苧麻殼、草、堅果殼等。此外，該木質纖維材料可以與其他顆粒狀或纖維狀材料(例如磨碎的廢泡沫(例如磨碎的聚氨酯廢泡沫)、無機填料、玻璃纖維、云母、橡膠、廢織物(例如塑料纖維和織物))混合。該木質纖維材料可以以顆粒物、刨花或碎片、纖維、條、球或粉末的形式使用。優選地，該木質纖維材料包括木材。
[0067]本發明還包括依照本發明的配制劑或組合物用于粘合至少一種含木質纖維的產品(本文還稱作“木質纖維體”)的用途。該依照本發明的配制劑或組合物還可以特別用于制備木質纖維體。
[0068]本發明還包括用于粘合木質纖維材料的方法，包括用依照本發明的配制劑或組合物涂覆該木質纖維材料并固化該配制劑或組合物。
[0069]本發明還包括含有依照本發明的配制劑或組合物的基材。
[0070]本發明還包括使用依照本發明的配制劑或組合物制備的木質纖維體。
[0071]該木質纖維體能夠通過以下制備:將該木質纖維材料與依照本發明的配制劑或組合物接觸，例如通過將該配制劑或組合物與該木質纖維材料混合、將該配制劑或組合物噴霧和/或鋪展到該木質纖維材料上；和壓制該木質纖維材料(優選通過熱壓，例如在1200C -300°c，優選在140°C _270°C的溫度和例如在2_6 MPa的比壓下)。在用依照本發明的配制劑或組合物處理之后，該木質纖維材料能夠置于由鋁或鋼構成的墊板(caul plate)上，該墊板用于將furnish運送到壓機中，在該壓機中將其壓制到所需的程度，通常在1200C _300°C、優選140°C -270°C的溫度下。在制備試驗開始時，通過用外隔離劑(externalrelease agent )噴霧其表面而調節該壓板或提高該第一壓制負荷的循環時間可能是有幫助的，但其并不是必需的。然后該經過預調節的壓機能夠在不經進一步處理的情況下多次用于本發明的工藝中。
[0072]木質纖維體的非限制實例包括定向碎料板(OSB)、結構復合木材(SCL)、華夫刨花板、纖維板、碎木板、刨花板、中密度纖維板(MDF)、硬質纖維板(也稱作高密度纖維板或HDF)、膠合板、和為木條和單層板(ply veneer)的復合材料的板。
[0073]通過以下實施例示例本發明，但本發明并不被其限制。
[0074]下面描述的實施例示例了依照本發明的實施方案的配制劑和組合物的效果。除非以其他方式指明，以下實施例以及整個說明書中的所有份數和所有百分比分別為重量份或重量百分比。本文使用的術語“E0含量/MDI ”表示至少一種聚醚的氧化乙烯含量與該至少一種異氰酸酯和至少一種聚醚的總重量相比的重量百分比，其中該異氰酸酯是MDI或pMDL.
[0075]在實施例中使用以下化合物:
Suprasec 5025是數均分子量Mn為375的聚合亞甲基二苯基異氰酸酯(pMDI)(Huntsman)。
[0076]DME 500是重均分子量Mw為500的二甲氧基聚氧化乙烯(Huntsman)。
[0077]MoPEG 500是重均分子量Mw為500的聚乙二醇單甲基醚(Huntsman)。
[0078]Daltocel F442是氧化乙烯含量為73.5%且重均分子量Mw為3500的聚(氧乙基/氧丙基)聚醚(Huntsman)。該EO含量是由IH-NMR測定的。
[0079]該實施例的配制劑或組合物的膠凝時間是通過將5g該配制劑或組合物轉移到玻璃管中測定的。然后將該管浸沒在100°c的油浴中，使用玻璃刮鏟用連續垂直運動攪拌。記錄從浸沒時直到該混合物膠凝的時間。該膠凝點定義為其中該粘度升高到該混合物阻礙進一步攪拌的程度的時間點。
[0080]對于所有實施例，該異氰酸酯反應放熱是用差分掃描量熱法(DSC)在邊材存在下測定的(55/45 w/w膠/邊材；20mg樣品；以5°C /min從_20°C升溫到200°C )。
[0081]對比例I
將1.1Og聚合亞甲基二苯基異氰酸酯pMDI (Suprasec 5025)與?.90g UF和0.2g硫酸銨(硬化劑)在25 °C下混合。
[0082]沒有聚醚添加劑，EO含量/MDI為0.0%。膠凝時間為I分鐘40秒，膠凝放熱(gelat1n exotherm)為 100.(TC。
[0083]對比例2
在25°C下將1.80 g的聚合亞甲基二苯基異氰酸酯pMDI (Suprasec 5025)與8.00 g的UF和0.2 g的硫酸銨(固化劑)混合。然后，在25°C下向該混合物中添加0.20 g的二甲氧基聚氧化乙烯Mw 500 (DME 500)并攪拌。
[0084]添加的聚醚不包含異氰酸酯反應性官能團，EO含量/MDI為10.0%。膠凝時間為I分55秒，膠凝放熱為100.(TC。
[0085]實施例3
在25°C下將1.80 g的聚合亞甲基二苯基異氰酸酯pMDI (Suprasec 5025)與8.00 g的UF和0.2 g的硫酸銨(固化劑)混合。然后，在25 °C下向該混合物中添加0.20 g的聚乙二醇單甲基醚Mw 500 (MoPEG 500)并攪拌。
[0086]添加的聚醚為單反應性聚醚，EO含量/MDI為10.0%。膠凝時間為I分40秒，膠凝放熱為90.(TC。
[0087]實施例4
在25°C下將1.90 g的聚合亞甲基二苯基異氰酸酯pMDI (Suprasec 5025)與6.50 g的UF和0.2 g的硫酸銨(固化劑)混合。然后在25°C下向該混合物中添加0.80 g的聚(氧乙基/氧丙基)聚醚Mw 3500 (Daltocel F442)并攪拌。
[0088]添加的聚醚為雙反應性聚醚(d1-reactive polyether), EO含量/MDI為22.0%。膠凝時間為I分26秒，膠凝放熱為79.(TC。
[0089]實施例5
在25°C下將1.90 g的聚合亞甲基二苯基異氰酸酯pMDI (Suprasec 5025)與6.50 g的UF和0.2 g的硫酸銨(固化劑)混合。然后在25°C下向該混合物中添加1.60 g的聚(氧乙基/氧丙基)聚醚Mw 3500 (Daltocel F442)并攪拌。
[0090]添加的聚醚為雙反應性聚醚，EO含量/MDI為33.0%。膠凝時間為I分26秒，膠凝放熱為60.(TC。
[0091]與對比例I和2相比，根據本發明實施方案的實施例中獲得的結果顯示UF和MDI與聚醚的組合改善了混合物的混溶性。另外，聚醚或最終混合物中的氧化乙烯含量顯著減低了膠凝時間和/或開始固化反應所需的溫度。因此，可以通過選擇請求保護的組合物中的聚醚來控制膠(粘合劑)性能。
[0092]應理解雖然已經論述了用于提供本發明實施方案的優選實施方案和/或材料，但是在不脫離本發明的范圍和精神的基礎上，可以做出各種改進或變化。
【權利要求】
1.配制劑，其包含: -由至少一種異氰酸酯和至少一種氨基樹脂形成的第一組分，其中所述氨基樹脂為醛與選自脲、三聚氰胺、苯并胍胺、甘脲、乙酰胍胺及其混合物的化合物的縮合產物；和 -包含至少一種聚醚的第二組分，其中所述聚醚包含至少一個氧化乙烯結構部分和至少一個選自羥基、氨基、環氧基和硫醇基，優選羥基的異氰酸酯反應性基團。
2.根據權利要求1的配制劑，其中該氨基樹脂是權利要求1中限定的化合物與選自包括甲醛、乙醛、巴豆醛、丙烯醛、苯甲醛和糠醛的組的醛的縮合產物。
3.根據權利要求1或2的配制劑，其中基于100%的該至少一種異氰酸酯和至少一種聚醚的總重量，該配制劑具有至少lwt%的氧化乙烯含量。
4.根據權利要求1-3中任一項的配制劑，其中該至少一種聚醚包含，在選自包括乙二醇、丙二醇、二乙二醇、二丙二醇、環己烷二甲醇、間苯二酚、雙酚A、甘油、三羥甲基丙烷、1,2,6-己三醇、季戊四醇及其混合物的組的至少一種多官能引發劑存在下，由氧化乙烯的聚合得到的反應產物或由氧化乙烯與至少一種其他環狀氧化物，例如氧化丙烯，共聚得到的反應產物。
5.根據權利要求1-4中任一項的配制劑，其中該至少一種聚醚具有62-40000的重均分子量MwO
6.根據權利要求1-5中任一項的配制劑，其中該至少一種異氰酸酯選自包括以下的組:六亞甲基二異氰酸酯、m-和P-亞苯基二異氰酸酯、甲苯_2，4-和甲苯-2，6- 二異氰酸酯、以其2，4’ _、2，2’ -和4，4’ -異構體及其混合物形式的二苯基甲烷二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯及其低聚物的混合物、氯亞苯基_2，4- 二異氰酸酯、亞萘基-1，5- 二異氰酸酯、亞聯苯基-4，4’ - 二異氰酸酯、4，4’ - 二異氰酸酯_3，3’ - 二甲基-聯苯、3-甲基-二苯基甲烷_4，4’ - 二異氰酸酯、二苯基醚二異氰酸酯、環己烷_2，4-和-2，3- 二異氰酸酯、1-甲基環己基_2，4-和-2，6- 二異氰酸酯、二 _(異氰酸根合環己基)甲烷、2，4，6-三異氰酸根合甲苯、2，4，4-三異氰酸根合二苯基醚、異佛樂酮二異氰酸酯、亞丁基二異氰酸酯、三甲基六亞甲基二異氰酸酯、異氰酸根合甲基-1，8-辛烷二異氰酸酯、四甲基亞二甲苯基二異氰酸酯、1，4-環己烷二異氰酸酯、聯甲苯胺二異氰酸酯及其混合物。
7.根據權利要求1-6中任一項的配制劑，其中基于100wt%的總配制劑，該至少一種氨基樹脂以至少30wt%的量存在。
8.根據權利要求1-7中任一項的配制劑，其中基于100wt%的總配制劑，該至少一種異氰酸酯以至少0.5wt%的量存在。
9.根據權利要求1-8中任一項的配制劑，其中基于100wt%的總配制劑，該至少一種聚醚以至少0.01wt%的量存在。
10.根據權利要求1-9中任一項的配制劑，其中該配制劑包含至少一種選自包括硬化劑、表面活性劑、隔離劑、蠟和顏料的組的添加劑。
11.通過將根據權利要求1-10中任一項的配制劑的第一組分與第二組分反應得到的組合物。
12.根據權利要求1-10中任一項的配制劑或根據權利要求11的組合物用作粘合劑的用途。
13.根據權利要求12的用途，用于粘合至少一種木質纖維體。
14.使用根據權利要求1-10中任一項的配制劑或根據權利要求11的組合物制備的木質纖維體。
15.根據權利要求11的組合物的制備方法，其包括以下步驟: -將如權利要求1所述的至少一種異氰酸酯和至少一種氨基樹脂混合；和 -添加如權利要 求1中所述的至少一種聚醚并混合，由此獲得根據權利要求11的組合物。
【文檔編號】C08G18/48GK104169320SQ201380006240
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2013年1月8日 優先權日:2012年1月26日
【發明者】S.霍沃伊特, D.普拉特里, C.普哈諾波洛斯 申請人:亨茨曼國際有限公司