專利名稱：多異氰酸酯組合物作為復(fù)合木素纖維材料的粘合劑的用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的領(lǐng)域本發(fā)明涉及多異氰酸酯組合物用作制備復(fù)合木素纖維材料，尤其含有木素纖維線材的復(fù)合材料如取向線材板(strand board)的粘合劑的用途。本發(fā)明的多異氰酸酯組合物包括任選共混到基礎(chǔ)多異氰酸酯中的特殊多異氰酸酯預(yù)聚物。
本發(fā)明的背景有機(jī)多異氰酸酯在生產(chǎn)片材或模塑體如圓片板，刨花板，纖維板和膠合板中作為木素纖維材料的粘合劑的用途是公知的，并且在工業(yè)上是理想的，因?yàn)樗脧?fù)合材料具有高粘合和內(nèi)聚強(qiáng)度，對(duì)木材種類變化的靈活性，對(duì)固化溫度和速度的通用性，所得復(fù)合材料的優(yōu)異結(jié)構(gòu)性能和與水含量高于通常用于縮合樹(shù)脂如酚醛樹(shù)脂的那些木素纖維材料粘結(jié)的能力。
然而，使用標(biāo)準(zhǔn)異氰酸酯粘合劑在能夠不利影響復(fù)合材料加工的高配料水分含量下遇到了加工困難。用于將這些困難減至最低的一種方法是僅使用具有低水分含量的木素纖維材料(即大約3至大約8％的水分含量)。該低水分含量一般通過(guò)干燥纖維素原料以降低水分含量來(lái)實(shí)現(xiàn)。然而，這種干燥是高花費(fèi)的和對(duì)該方法的經(jīng)濟(jì)效益具有顯著影響。使用水分含量低的材料也是不利的，因?yàn)楫?dāng)在濕環(huán)境中使用時(shí)，產(chǎn)物復(fù)合材料的板材往往吸收水分和溶脹。
因此，顯然需要提供具有利用較高水分含量的木素纖維原料，從而顯著減少在生產(chǎn)設(shè)施內(nèi)用于干燥的總能量需求的能力的多異氰酸酯粘合劑組合物。同時(shí)，這些多異氰酸酯粘合劑應(yīng)該能夠?yàn)閺?fù)合材料提供優(yōu)異尺寸穩(wěn)定性(當(dāng)該產(chǎn)品脫離擠壓操作時(shí))，因此經(jīng)受了較少的收縮/再平衡。多異氰酸酯粘合劑組合物還應(yīng)該提供更高的氈片(mat)粘合性，從而確保在擠壓操作前的更好的氈片穩(wěn)定性。
當(dāng)使用普通聚合二苯基甲烷二異氰酸酯(pMDI)壓制復(fù)合材料板時(shí)遇到的另一困難是pMDI中的低級(jí)同系物能夠在加工過(guò)程中在減壓步驟中從壓制機(jī)中以過(guò)量蒸汽形式放出。因此，進(jìn)一步要求能夠在低壓和減少的壓制周期下操作。較低的壓力溫度導(dǎo)致在減壓步驟中的釋放物減少，這是由于在降低溫度或減少的壓制周期下在壓制過(guò)程中產(chǎn)生的蒸汽的量少而在復(fù)合材料內(nèi)產(chǎn)生的氣壓明顯較低。壓制周期減少確?，F(xiàn)有工廠的生產(chǎn)能力能夠增加，沒(méi)有新設(shè)施所需的大量資金投入。
通過(guò)在較高的配料水分含量下操作復(fù)合材料加工設(shè)施而降低所需的壓制壓力將導(dǎo)致動(dòng)力需求降低，可能對(duì)于希望投資新資產(chǎn)的那些人來(lái)說(shuō)，在壓制機(jī)整個(gè)長(zhǎng)度所需壓力的下降顯著減少了資本支出。獲取目標(biāo)厚度所需液壓的降低使得可以生產(chǎn)更高密度的木素纖維復(fù)合材料，不需改良目前的壓制設(shè)備。另外，較低的壓力溫度和周期次數(shù)導(dǎo)致具有明顯更少的由于使用外防粘劑而產(chǎn)生的表面降解或炭化和因此外觀優(yōu)異，很少需要壓制后加工如接觸-砂磨的產(chǎn)物。
異氰酸酯預(yù)聚物是在已于粘合劑組合物中使用，以解決各種加工問(wèn)題的異氰酸酯材料之列。例如U.S.Pat.No.4,100,328公開(kāi)了異氰酸酯終端的預(yù)聚物，它改進(jìn)了產(chǎn)物從模具中脫模。U.S.Pat.No.4,609,513還公開(kāi)了屬于異氰酸酯終端的預(yù)聚物的粘合劑，以改進(jìn)產(chǎn)物脫模。U.S.Pat.No.5,179,143公開(kāi)了一種粘合劑組合物，其中使用特定類型的異氰酸酯預(yù)聚物來(lái)改進(jìn)室溫下的粘合性。
所有以上目的和益處現(xiàn)在已通過(guò)本發(fā)明的多異氰酸酯組合物而實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明涉及多異氰酸酯組合物用作制備復(fù)合木素纖維材料，尤其含有木素纖維線材的復(fù)合材料如取向線材板的粘合劑的用途。本發(fā)明的多異氰酸酯組合物包含任選共混到基礎(chǔ)多異氰酸酯中的特殊多異氰酸酯預(yù)聚物。
本發(fā)明的多異氰酸酯組合物獲得了能夠被調(diào)節(jié)，以提供顧客所希望的加工/最終復(fù)合材料性能益處的材料。該多異氰酸酯預(yù)聚物通過(guò)使用含羥基的體系，以便引入增強(qiáng)最終多異氰酸酯組合物對(duì)木素纖維材料的粘結(jié)的功用的預(yù)聚物鍵來(lái)制備。因此本發(fā)明的組合物能夠在比甚至用催化異氰酸酯粘合劑可能使用的那些明顯更少的壓制周期下，在比曾經(jīng)在木素纖維復(fù)合材料的傳統(tǒng)加工過(guò)程中更低壓制溫度和壓力及在更高的輸入木素纖維材料的水分含量下生產(chǎn)木制復(fù)合材料。還已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的多異氰酸酯組合物提供了增強(qiáng)的防粘性能，相對(duì)于目前用于粘結(jié)木素纖維材料的標(biāo)準(zhǔn)多異氰酸酯而言。該增強(qiáng)的性能特征在于使用明顯更低水平的外防粘劑，如蠟或皂，以獲得與更高載量的相同外防粘劑結(jié)合使用的標(biāo)準(zhǔn)多異氰酸酯體系相同的防粘性能。從全部以上描述顯然可以看出，根據(jù)本發(fā)明的組合物為木素纖維型復(fù)合材料的生產(chǎn)商提供了許多顯著的好處。
本發(fā)明的詳細(xì)描述用于粘結(jié)木素纖維材料的本發(fā)明的多異氰酸酯粘合劑組合物包含任選共混到基礎(chǔ)多異氰酸酯中的異氰酸酯終端的預(yù)聚物。根據(jù)本發(fā)明的多異氰酸酯組合物含有多異氰酸酯預(yù)聚物，所述預(yù)聚物是由包括二苯基甲烷二異氰酸酯的異構(gòu)體混合物的多異氰酸酯和具有2-8個(gè)羥基的至少一種聚醚多元醇獲得的反應(yīng)產(chǎn)物，其中聚醚多元醇包括含有至少15％環(huán)氧乙烷單元的聚合亞烷基單元。
優(yōu)選，多異氰酸酯粘合劑組合物具有15到大約30wt％和更優(yōu)選20-30wt％的游離NCO值。如本文所述，它包括異氰酸酯終端的預(yù)聚物。該預(yù)聚物是過(guò)量有機(jī)多異氰酸酯和聚醚多元醇的反應(yīng)產(chǎn)物。
用于制備本發(fā)明的預(yù)聚物的有機(jī)多異氰酸酯優(yōu)選是二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)，例如，4，4’-MDI，2，4’-MDI，聚合MDI，MDI變體和它們的混合物。
最優(yōu)選用于制備該預(yù)聚物的MDI是4，4’-MDI或4，4’-MDI和2，4’-MDI的混合物，其中該混合物包括至少50％的4，4’-MDI，優(yōu)選它的量高于大約75wt％，更優(yōu)選高于大約90wt％和最優(yōu)選高于大約95wt％。另外，可以添加“聚合MDI”。所謂“聚合MDI”是指多亞甲基多亞苯基多異氰酸酯，它包括在多異氰酸酯組合物中和具有至少2.5的官能度。聚合MDI可以商購(gòu)，并且可通過(guò)由適當(dāng)比例的苯胺和甲醛的縮合獲得的多胺混合物的光氣化生產(chǎn)。對(duì)于本發(fā)明來(lái)說(shuō)，具有在2.5-3.5和優(yōu)選2.5-3.1范圍內(nèi)的官能度的聚合MDI是尤其適合的。
所用多元醇是聚醚多元醇。
術(shù)語(yǔ)“聚醚多元醇”也能夠表示不同的這種烷氧基化產(chǎn)物的混合物。優(yōu)選的多元醇包括其中存在聚合環(huán)氧丙烷單元和/或聚合環(huán)氧乙烷單元的那些。這些單元可以統(tǒng)計(jì)分布，以在鏈內(nèi)的聚環(huán)氧乙烷嵌段的形式，和/或在端部布置。
用于制備本發(fā)明的異氰酸酯終端的預(yù)聚物的聚醚多元醇含有至少大約15wt％環(huán)氧乙烷基團(tuán)，和更優(yōu)選在50和100wt％之間的環(huán)氧乙烷基團(tuán)。該聚醚多元醇具有2-6，和優(yōu)選2-4的平均標(biāo)稱官能度，最優(yōu)選官能度2。它們具有大約700到大約5,000的數(shù)均當(dāng)量，和優(yōu)選大約1000到大約4,000，和更優(yōu)選大約1200到大約3500和最優(yōu)選大約1500到大約3000的當(dāng)量。
用于制備異氰酸酯終端的預(yù)聚物的聚醚多元醇包括通過(guò)環(huán)氧乙烷與另一環(huán)狀氧化物，例如環(huán)氧丙烷在多官能引發(fā)劑的存在下的聚合獲得的產(chǎn)物；然而，該產(chǎn)物必須維持上文所述的要求。適合的引發(fā)劑化合物含有許多活性氫原子，包括水和低分子量多元醇，例如乙二醇，丙二醇，二甘醇，二丙二醇，環(huán)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?？梢允褂靡l(fā)劑和/或環(huán)狀氧化物的混合物。
尤其有用的聚醚多元醇包括通過(guò)將環(huán)氧丙烷和環(huán)氧乙烷順序加成到二或三官能引發(fā)劑上獲得的聚(氧化亞乙基氧化亞丙基)二醇和/或三醇，如在現(xiàn)有技術(shù)充分描述的那樣。所述二醇和三醇的混合物也是有用的。高度優(yōu)選的是二醇。
異氰酸酯終端的預(yù)聚物通過(guò)過(guò)量的多異氰酸酯與聚醚多元醇的反應(yīng)來(lái)制備。多異氰酸酯和聚醚多元醇的用量是已知可有效利用本領(lǐng)域中已知技術(shù)獲得具有所述NCO值的預(yù)聚物的量。例如，該預(yù)聚物可以通過(guò)使有機(jī)多異氰酸酯與聚醚多元醇反應(yīng)，隨后用如這里規(guī)定的改性多異氰酸酯(如果存在)稀釋來(lái)制備。另外，改性多異氰酸酯可以與未改性的多異氰酸酯在與多元醇反應(yīng)之前混合。讓這種反應(yīng)在有效形成該預(yù)聚物的溫度，如大約40℃到大約100℃下進(jìn)行，并且一般使用任選的催化劑。有機(jī)多異氰酸酯和多元醇的相對(duì)量取決于所需的預(yù)聚物的NCO值，多異氰酸酯的NCO值和多元醇的OH值，并且能夠容易地由本領(lǐng)域的技術(shù)人員計(jì)算出來(lái)。
在制備該預(yù)聚物時(shí)由多異氰酸酯和聚醚多元醇的反應(yīng)獲得的至少90％的基團(tuán)是脲烷基團(tuán)。向這樣制備的預(yù)聚物可以添加少量(至多30wt％)的多異氰酸酯或它的變體，只要NCO值保持在上面指出的范圍內(nèi)。添加量一般優(yōu)選少于20wt％，基于多異氰酸酯組合物的總重量。基礎(chǔ)多異氰酸酯或變體可以選自上述那些。芳族多異氰酸酯，和尤其MDI型多異氰酸酯是優(yōu)選的。還更優(yōu)選的是，添加改性多異氰酸酯，以及還更優(yōu)選基礎(chǔ)多異氰酸酯是在與該多元醇反應(yīng)中利用的MDI的變體。基礎(chǔ)多異氰酸酯用作基礎(chǔ)多異氰酸酯的多異氰酸酯可以是任何有機(jī)多異氰酸酯化合物，或有機(jī)多異氰酸酯化合物的混合物，前提是所述化合物具有至少2個(gè)異氰酸酯基。有機(jī)多異氰酸酯包括二異氰酸酯，尤其芳族二異氰酸酯，和更高官能度的異氰酸酯?？梢栽诒景l(fā)明的組合物中使用的有機(jī)多異氰酸酯的實(shí)例包括脂族異氰酸酯如六亞甲基二異氰酸酯；和芳族異氰酸酯如間-和對(duì)-亞苯基二異氰酸酯，甲苯-2，4-和甲苯-2，6-二異氰酸酯，二苯基-甲烷-4，4’-二異氰酸酯，氯亞苯基-2，4-二異氰酸酯，亞萘基-1，5-二異氰酸酯，二亞苯基-4，4’-二異氰酸酯，4，4’-二異氰酸酯-3，3’-二甲基-聯(lián)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(huán)脂族二異氰酸酯如環(huán)己烷-2，4-和-2，3-二異氰酸酯，1-甲基環(huán)己基-2，4-和-2，6-二異氰酸酯和它們的混合物，以及雙(異氰酸基環(huán)己基)甲烷和三異氰酸酯如2，4，6-三異氰酸基甲苯和2，4，4-三異氰酸基二苯基醚。還可以使用含有異氰脲酸酯，碳二亞胺或脲酮亞胺(uretonimine)基團(tuán)的改性多異氰酸酯?？梢允褂闷渌舛硕喈惽杷狨?，如苯酚或肟和多異氰酸酯的反應(yīng)產(chǎn)物，它們具有在當(dāng)使用多異氰酸酯組合物時(shí)應(yīng)用的溫度以下的解封溫度。可以使用異氰酸酯的混合物，例如甲苯二異氰酸酯異構(gòu)體的混合物如商購(gòu)2，4-和2，6-異構(gòu)體的混合物，以及通過(guò)苯胺/甲醛縮合物的光氣化產(chǎn)生的二和更高多異氰酸酯的混合物。這些混合物在本領(lǐng)域中是公知的，包括含有亞甲基橋連的多苯基多異氰酸酯的粗光氣化產(chǎn)物，包括二異氰酸酯，三異氰酸酯和更高多異氰酸酯與任何光氣化副產(chǎn)物。用于本發(fā)明的優(yōu)選異氰酸酯是其中異氰酸酯是芳族二異氰酸酯或更高官能度的多異氰酸酯的那些，如純二苯基甲烷二異氰酸酯或含有二異氰酸酯，三異氰酸酯和更高官能度多異氰酸酯的亞甲基橋連的多苯基多異氰酸酯的混合物。亞甲基橋連的多苯基多異氰酸酯在本領(lǐng)域中是公知的。它們通過(guò)苯胺和甲醛的縮合獲得的多胺的相應(yīng)混合物的光氣化來(lái)制備。為了方便起見(jiàn)，含有二異氰酸酯，三異氰酸酯和更高官能度多異氰酸酯的亞甲基橋連的多苯基多異氰酸酯的聚合混合物在下文中被稱之為聚合MDI。適合的多異氰酸酯包括SUPRASECTMDNR，SUPRASECTM2185，RUBINATETMM和RUBINATETM1840，全部購(gòu)自HuntsmanPolyurethanes。優(yōu)選，該多異氰酸酯在室溫下是液體。該多異氰酸酯混合物可以根據(jù)本領(lǐng)域已知的任何技術(shù)來(lái)生產(chǎn)。如果必要，二苯基甲烷二異氰酸酯的異構(gòu)體含量可以通過(guò)本領(lǐng)域公知的技術(shù)來(lái)達(dá)到所需范圍。改變異構(gòu)體含量的一種技術(shù)是將單體MDI加入到含有高于所需量的聚合MDI的MDI混合物中。
如本發(fā)明所述的以一種規(guī)定異構(gòu)體混合物為基礎(chǔ)的多異氰酸酯預(yù)聚物通過(guò)引入含羥基的物料以引入預(yù)聚物型鍵來(lái)制備。該反應(yīng)通過(guò)有效的混合和取決于該物料的性質(zhì)施加或不施加熱來(lái)進(jìn)行，并且通常是在惰性氣氛(氮?dú)饣蚋稍锟諝?中完成。然后在添加或不添加稀釋劑物料/施加或不施加熱以降低施涂前的該物料的粘度的情況下，將該特殊預(yù)聚物施涂于木素纖維材料。然后通過(guò)施加壓力和溫度達(dá)規(guī)定時(shí)間以將該物料固化成最終復(fù)合材料。
本發(fā)明的預(yù)聚物特征在于粘度低于1000cps(50℃)，和優(yōu)選粘度低于500cps(50℃)。本發(fā)明的預(yù)聚物特征在于NCO含量(即異氰酸酯基)為6-32％，優(yōu)選NCO含量為6-30％和最優(yōu)選NCO含量為7-30％。
另外，首先通過(guò)引入含羥基的物料以引入預(yù)聚物型鍵來(lái)制備根據(jù)本發(fā)明的以一種規(guī)定異構(gòu)體混合物為基礎(chǔ)的特定預(yù)聚物。這在有效的混合和根據(jù)該物料的性質(zhì)施加或不施加熱來(lái)進(jìn)行，通常是在惰性氣氛(氮?dú)饣蚋稍锟諝?中完成。然后通過(guò)將所需量的如由本發(fā)明定義的預(yù)聚物引入到如由本發(fā)明定義的另一多異氰酸酯中來(lái)制備用作木素纖維粘合劑的最終多異氰酸酯體系。這能夠用或不用“在線”混合設(shè)備或本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何其它技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。然后在添加或不添加稀釋劑物料/施加或不施加熱以降低施涂前的該物料的粘度的情況下，將該最終多異氰酸酯組合物施涂于木素纖維材料。然后通過(guò)施加壓力和溫度達(dá)規(guī)定時(shí)間以將該物料固化成最終復(fù)合材料。
為了進(jìn)一步改進(jìn)本發(fā)明的多異氰酸酯組合物的或是儲(chǔ)存穩(wěn)定性或本發(fā)明的成本效率，可以將稀釋劑加入到該組合物中。適合的稀釋劑包括在R.Gachter和H.Muller編輯的“ Taschenbuch derKunststoff-Additive”，Carl Hanser Verlag Munchen，第3版，1989中所述的那類增塑劑。優(yōu)選的稀釋劑是鄰苯二甲酸酯，脂族羧酸酯，脂肪酸酯，亞麻子油，大豆油和碳酸丙烯酯。這些稀釋劑以1-40重量份/100重量份的多異氰酸酯和優(yōu)選以1-15重量份/100重量份的多異氰酸酯的量添加。該組合物進(jìn)一步可以包含普通添加劑如阻燃劑，木素纖維防腐劑，殺真菌劑，蠟，施膠劑，填料，表面活性劑，觸變劑和其它粘合劑如甲醛縮合物粘合樹(shù)脂和木質(zhì)素(任選與木質(zhì)素溶劑如在PCT專利申請(qǐng)No.EP 96/00924中所述的那些結(jié)合使用)。尤其優(yōu)選用于本發(fā)明的多異氰酸酯組合物的添加劑是偶聯(lián)劑如有機(jī)官能化硅烷。將這種偶聯(lián)劑加到多異氰酸酯組合物中導(dǎo)致了改進(jìn)的板材性能。有機(jī)官能化硅烷偶聯(lián)劑以0.01-3wt％，優(yōu)選以0.1-2wt％的量使用，基于多異氰酸酯。本發(fā)明的多異氰酸酯組合物能夠通過(guò)在將該多異氰酸酯施涂于木素纖維素之前在室溫下簡(jiǎn)單混合各成分來(lái)制備。木素纖維材料的描述可以用本發(fā)明的多異氰酸酯預(yù)聚物粘結(jié)的木素纖維材料包括木材，樹(shù)皮，軟木，甘蔗渣，秸稈，亞麻，竹子，細(xì)莖針茅，稻殼，劍麻纖維，椰子纖維，木屑，木材纖維，刨花，木塵，木粉，洋麻，堅(jiān)果殼，來(lái)自谷粒如水稻和燕麥的殼。木材，秸稈和甘蔗渣是特別優(yōu)選的?？梢允褂们懊嫠鑫锪系娜魏位旌衔锱c本發(fā)明的多異氰酸酯一起形成復(fù)合材料。另外，可以將木素纖維材料與其它顆?；蚶w維材料如磨碎的泡沫廢料(例如，磨碎的聚氨酯泡沫廢料)，無(wú)機(jī)填料，玻璃纖維，云母，橡膠，紡織品廢料如塑料纖維和織物混合。這些材料可以以顆粒，削片或碎片，纖維，線材，球形或粉末的形式使用。這些材料可以具有2-50％，優(yōu)選大約5-20％和最優(yōu)選8-20％的水分含量。當(dāng)將本發(fā)明的多異氰酸酯組合物施涂于木素纖維材料時(shí)，多異氰酸酯/木素纖維材料的重量比將根據(jù)所用木素纖維材料的堆密度而變化。因此，該多異氰酸酯組合物可以提供在0.1∶99.9到20∶80的范圍內(nèi)，優(yōu)選在0.5∶99.5到10∶90的范圍內(nèi)，最優(yōu)選在3∶97到8∶92的范圍內(nèi)的多異氰酸酯/木素纖維材料的重量比的這種量應(yīng)用。如果需要，其它普通粘合劑，如甲醛縮合物粘合樹(shù)脂可以與本發(fā)明的多異氰酸酯組合物聯(lián)合使用。
本發(fā)明的組合物可以進(jìn)一步包括普通添加劑如防粘劑如蠟，催化劑，阻燃劑，木素纖維防腐劑，填料，表面活性劑。木素纖維復(fù)合材料的制備方法的描述1、木素纖維素的制備在本發(fā)明的方法中，首先將制備的木素纖維材料干燥到所需水分含量。因?yàn)槭褂帽景l(fā)明的芳族多異氰酸酯的所需水分含量明顯更高，所以在任何干燥裝置中所需的停留時(shí)間明顯更少，這樣導(dǎo)致在復(fù)合材料生產(chǎn)設(shè)施中干燥設(shè)備的生產(chǎn)能力顯著增加。另外，本發(fā)明的多異氰酸酯耐受的較高水分含量意味著，顯著減少了由典型生產(chǎn)設(shè)施的干燥器放出的VOC。
2、將多異氰酸酯粘合劑組合物施涂于木素纖維素在本發(fā)明的方法中，以大約1到大約20wt％，優(yōu)選大約2到大約10wt％的量將多異氰酸酯粘合劑組合物加入到所要粘結(jié)的木素纖維材料中，基于粘合劑加木素纖維材料的總重量。
3、預(yù)氈片/預(yù)成型物的形成然后可以將所得木素纖維素和多異氰酸酯的混合物成型為用于生產(chǎn)板材的“預(yù)氈片”或任何其它所需形狀。本發(fā)明的多異氰酸酯的使用增加了‘粘性’量，因此由于壓制前的氈片/型材完整性的一致性的改進(jìn)，使得最終制品的生產(chǎn)更有效。這樣使得由于木素纖維素分布不良導(dǎo)致的廢物很少。
4、壓制預(yù)氈片/預(yù)成型物然后可以壓制預(yù)氈片/預(yù)成型物，在熱和壓力下形成板材或三維成型模塑制品。壓制方法的適合溫度一般是在大約70到大約250℃，優(yōu)選大約130到大約205℃，和最優(yōu)選140-180℃的范圍內(nèi)。用于獲得所需產(chǎn)品尺寸范圍的在壓制方法中使用的壓力是大約50到大約300巴，顯著低于生產(chǎn)正常復(fù)合材料所需的壓力。壓制時(shí)間當(dāng)然將取決于所生產(chǎn)的產(chǎn)品的厚度。由于使用本發(fā)明的多異氰酸酯的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)不需要使用蒸汽注射方法，即使對(duì)于厚度25mm或25mm以上的制品。多層板或模塑部件可以類似方式通過(guò)如上所述用該粘合劑處理各層，隨后通常在升高的溫度和壓力下壓制它們而由單板，紙或紡織織物生產(chǎn)。在這些方法中，100到大約220℃的由該復(fù)合材料的表面直接經(jīng)受的溫度一般是優(yōu)選的，大約140到220℃的溫度是最優(yōu)選的。當(dāng)使用本發(fā)明的多異氰酸酯組合物時(shí)，用于確保生產(chǎn)出具有所需尺寸穩(wěn)定性和物理性能的由復(fù)合材料芯所經(jīng)受的溫度可以是70到大約140℃，80-130℃的溫度是優(yōu)選的和85-120℃的溫度是最優(yōu)選的。初始?jí)褐茐毫?yōu)選是在大約50到300巴的范圍內(nèi)，初始?jí)褐茐毫ψ顑?yōu)選是在50到200巴的范圍內(nèi)。另外，本發(fā)明的多異氰酸酯組合物在將對(duì)聯(lián)合使用外防粘體系時(shí)處理的木素纖維材料可以接觸的墊板，壓板和其它表面的有害的粘合減至最小中是極有效的。
5、后壓制/最終產(chǎn)品用本發(fā)明的粘合劑生產(chǎn)的復(fù)合木材產(chǎn)品特征在于優(yōu)異的外觀，這是由于壓制溫度明顯更低和周期次數(shù)減少，導(dǎo)致表面降解或外防粘劑的炭化顯著減少。另外，所得材料獲得了優(yōu)異的內(nèi)粘結(jié)性能，良好的尺寸穩(wěn)定性和優(yōu)異的室外耐久性，它們因此可以用于其中通常使用這些制品的任何場(chǎng)合。
制造以木素纖維材料為基礎(chǔ)的產(chǎn)品的方法的更詳細(xì)的描述可以在現(xiàn)有技術(shù)中獲得。通常使用的技術(shù)和設(shè)備能夠適應(yīng)使用本發(fā)明的多異氰酸酯組合物。
以下實(shí)施例舉例說(shuō)明本發(fā)明，但不構(gòu)成限制。
結(jié)果表明能夠在較高水分含量下加工板材對(duì)獲得最終氈片厚度所需的液壓的顯著影響。在用本發(fā)明的組合物制備板材的過(guò)程中在壓制循環(huán)的最后也記錄在板材中達(dá)到的最高芯溫度。用連接Siempelkamp壓制機(jī)的ATR軟件的測(cè)溫探頭進(jìn)行記錄。用壓板在100℃下制備的板材在剛剛減壓前的芯中達(dá)到了最高90℃。
結(jié)果表明，本發(fā)明的組合物可以制備其中內(nèi)部溫度沒(méi)有達(dá)到100℃的復(fù)合材料。這對(duì)于復(fù)合材料制備的領(lǐng)域中的任何一個(gè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)都是令人驚奇的；因?yàn)樵诂F(xiàn)有技術(shù)中，在減壓前的最高芯溫度超過(guò)100℃對(duì)于確保生產(chǎn)出具有適合性能的復(fù)合材料被假定是必要的。
5 完美的防粘，板自發(fā)防粘
權(quán)利要求
1.用于粘結(jié)木素纖維材料的多異氰酸酯組合物，包括多異氰酸酯預(yù)聚物，所述預(yù)聚物是來(lái)自包括二苯基甲烷二異氰酸酯的異構(gòu)體混合物的多異氰酸酯和至少一種具有2-8個(gè)羥基的聚醚多元醇的反應(yīng)產(chǎn)物，其中該聚醚多元醇包括含有至少15％的環(huán)氧乙烷單元的聚合亞烷基單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的多異氰酸酯組合物，其中該聚醚多元醇包括含有50-100％環(huán)氧乙烷單元的聚合亞烷基單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求1-2的多異氰酸酯組合物，其中異構(gòu)體混合物包括至少50wt％的4，4’-二苯基甲烷二異氰酸酯。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的多異氰酸酯組合物，其中異構(gòu)體混合物包括至少75％的4，4’-二苯基甲烷二異氰酸酯。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4的多異氰酸酯組合物，其中所述多異氰酸酯進(jìn)一步包括多苯基多亞甲基多異氰酸酯。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4的多異氰酸酯組合物，其中所述多異氰酸酯組合物還包括多苯基多亞甲基多異氰酸酯。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6的多異氰酸酯組合物，其中總多異氰酸酯組合物具有20到大約30％的NCO含量。
8.用于粘結(jié)木素纖維材料的方法，包括以下步驟a)讓木素纖維材料與根據(jù)權(quán)利要求1-7的多異氰酸酯組合物接觸，b)將蠟基防粘劑或金屬皂溶液施涂于木素纖維復(fù)合材料的表面上或壓制設(shè)備的金屬板上c)隨后使所述材料粘結(jié)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中使權(quán)利要求1-6的多異氰酸酯組合物與木素纖維材料接觸，如此形成的結(jié)合物在金屬板之間在100-250℃范圍內(nèi)的溫度和1-8Mpa范圍內(nèi)的比壓下熱壓制，從而獲得密度在500kg/m3和900kg/m3之間的復(fù)合材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中使權(quán)利要求1-6的多異氰酸酯組合物與木素纖維材料接觸，如此形成的結(jié)合物在金屬板之間在150-200℃范圍內(nèi)的溫度和2-6Mpa范圍內(nèi)的比壓下熱壓制，從而獲得密度在590kg/m3和750kg/m3之間的復(fù)合材料。
11.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中使權(quán)利要求1-6的多異氰酸酯組合物與木素纖維材料接觸，如此形成的結(jié)合物在金屬板之間在100-250℃范圍內(nèi)的溫度和1-8Mpa范圍內(nèi)的比壓下熱壓制，其中在壓制過(guò)程中該復(fù)合材料的測(cè)定芯溫度是80-130℃。
12.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中使權(quán)利要求1-6的多異氰酸酯組合物與木素纖維材料接觸，如此形成的結(jié)合物在金屬板之間在100-250℃范圍內(nèi)的溫度和1-8Mpa范圍內(nèi)的比壓下熱壓制，其中在壓制過(guò)程中該復(fù)合材料的測(cè)定芯溫度是85-120℃。
13.根據(jù)權(quán)利要求8-10的方法，其中該多異氰酸酯組合物以使得提供在0.1∶99.9到20∶80范圍內(nèi)的多異氰酸酯組合物與木素纖維材料的重量比的這樣一種量來(lái)應(yīng)用。
全文摘要
用于粘結(jié)木素纖維材料的多異氰酸酯組合物，其包括多異氰酸酯預(yù)聚物，所述預(yù)聚物是來(lái)自包括二苯基甲烷二異氰酸酯的異構(gòu)體混合物的多異氰酸酯和至少一種具有2－8個(gè)羥基的聚醚多元醇的反應(yīng)產(chǎn)物，其中該聚醚多元醇包括含有至少15％的環(huán)氧乙烷單元的聚合亞烷基單元。
文檔編號(hào)C08G18/10GK1481403SQ01820519
公開(kāi)日2004年3月10日 申請(qǐng)日期2001年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月23日
發(fā)明者P·F·E·M·斯特羅班茨, C·J·斯金納, P F E M 斯特羅班茨, 斯金納 申請(qǐng)人:亨茨曼國(guó)際有限公司