調(diào)節(jié)粘合劑組合物粘性值的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及調(diào)節(jié)由含乳液的組合物形成的粘合劑材料的粘性值的方法，其中乳液包括水和可乳化的預(yù)聚物，和其中可乳化的預(yù)聚物是(i)異氰酸酯化合物，(ii)多元醇化合物，和(iii)一元醇化合物的反應(yīng)產(chǎn)物，該方法包括調(diào)節(jié)組分(i)對(ii)的反應(yīng)性基團之比，以實現(xiàn)范圍為1-4的粘性值，這通過TACK?TEST?METHOD來測量。
【專利說明】調(diào)節(jié)粘合劑組合物粘性值的方法
[0001]發(fā)明背景【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明一般地涉及調(diào)節(jié)粘合劑組合物粘性值分布的方法。
【背景技術(shù)】
[0003]典型地通過施加粘合劑到多個顆粒上，所述多個顆粒在回轉(zhuǎn)混合器內(nèi)翻滾，形成混合物，從而制造木質(zhì)纖維素復(fù)合面板，例如“刨花板”。之后，該混合物經(jīng)歷擠壓段，所述擠壓段利用熱和壓力固化該混合物，和最終形成復(fù)合材料。
[0004]盡管脲醛(UF)基粘合劑典型地用于復(fù)合面板工業(yè)中，但UF基粘合劑具有數(shù)個缺點，這些缺點迫使制造者在工業(yè)上尋求備選的粘合劑體系。例如，一個缺點是在該面板在加熱環(huán)境中使用之后，可能從復(fù)合面板中釋放甲醛。因此，制造者嘗試在復(fù)合面板的制造中使用多亞苯基多亞甲基多異氰酸酯(PMDI)基粘合劑。盡管PDMI基粘合劑不具有與UF基粘合劑有關(guān)的許多缺點，但在制造工藝中使用PMDI基粘合劑，仍然可能產(chǎn)生潛在的問題。例如，盡管PMDI基粘合劑典型地擁有UF基粘合劑顯示出的許多粘合特征，但PMDI基粘合劑可顯示出較低的粘性值，當與UF基粘合劑體系相比時。例如，在刨花板的制造工藝過程中，該粘合劑較低的粘性值可引起各種問題，因為在該制造工藝過程中，由PMDI基粘合劑和木 質(zhì)纖維素材料的混合物形成的"預(yù)制墊(pre-mat)"僅僅可在有限的環(huán)境中使用。為了補償較低的粘性值，制造者尋求使用增粘劑。然而，使用這些增粘劑具有數(shù)個缺點，例如增加制造復(fù)合面板的成本和復(fù)雜性。例如，不時地，制造工藝將不得不終止，以便從制造工藝中使用的設(shè)備上除去“增粘劑累積物”。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明涉及調(diào)節(jié)由含乳液的組合物形成的粘合劑材料的粘性值的方法，其中該乳液包括水和可乳化的預(yù)聚物，和其中可乳化的預(yù)聚物是(i)異氰酸酯化合物，(ii)多元醇化合物，和(iii) 一元醇化合物的反應(yīng)產(chǎn)物，該方法包括調(diào)節(jié)組分Q)對(ii)的反應(yīng)性基團之比，以實現(xiàn)范圍為1-4的粘性值，這通過TACK TEST METHOD測量。
[0006]含水和可乳化的預(yù)聚物的乳液組合物，其中所述可乳化的預(yù)聚物是含(i)異氰酸酯化合物，(?)多元醇化合物，和(iii) 一元醇化合物的試劑的反應(yīng)產(chǎn)物，和其中調(diào)節(jié)組分
(i)對(ii)的反應(yīng)性基團之比，以實現(xiàn)范圍為1-4的粘性值，這通過TACK TEST METHOD測量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]當結(jié)合附圖閱讀時，可根據(jù)本發(fā)明一些實施方案的下述說明，獲得本發(fā)明的全面理解，其中:
[0008]圖1是描繪對于根據(jù)本發(fā)明的各種制劑來說，時間對粘性值影響的圖表。【具體實施方式】
[0009]除非另有說明，本文中所使用的所有值，例如表達數(shù)值，范圍，用量或百分比的那些可以如同前面冠以措辭“約”來閱讀一樣，即使該術(shù)語沒有明確地出現(xiàn)。復(fù)數(shù)包括單數(shù)和反之亦然。例如，盡管本文提到“一種(a)”聚合的異氰酸酯化合物，“一種”多元醇，“一種”一元醇，但在本發(fā)明中可使用這些組分的組合(多種)。
[0010]本文中所使用的“多種”是指兩種或更多種。
[0011 ] 本文中所使用的“包括”和類似術(shù)語是指“沒有限制地包括”。
[0012]當提到數(shù)值的任何數(shù)量范圍時，這些范圍要理解為包括在所述的范圍最小值和最大值之間的每一個數(shù)值和/或分數(shù)。例如，范圍“1-10”擬包括在引述的最小值I和引述的最大值10之間的(且包括)所有子范圍，也就是說，具有等于或大于I的最小值和等于或小于10的最大值。
[0013]本文中所使用的“分子量”是指通過凝膠滲透色譜法測定的重均分子量(Mw)。
[0014]正如以下更加詳細地討論的，本發(fā)明涉及調(diào)節(jié)由含乳液的組合物形成的粘合劑材料粘性值的方法，其中該乳液包括水和可乳化的預(yù)聚物。本文中所使用的“粘性值(tackvalue) ”是指顆粒形成內(nèi)聚結(jié)合物料的物理性能，當施加低的壓縮力到該物料上時，這通過在實施例中更加詳細地描述的TACK TEST METHOD來測量。
[0015]可乳化的預(yù)聚物是(i)異氰酸酯化合物，(ii)多元醇，和(iii) 一元醇的反應(yīng)產(chǎn)物。 [0016]異氰酸酯官能的預(yù)聚物("ePrepolymer")
[0017]組分⑴
[0018]用于制造本發(fā)明預(yù)聚物的用作組分(i)的異氰酸酯化合物包括有機多異氰酸酯化合物，例如二苯甲烷二異氰酸酯(MDI)。合適的MDI化合物沒有限制地包括4，4’ -MDI,2，4’ -MDI，聚合的MDI，MDI變體，或其混合物。
[0019]在一些實施方案中，組分(i)包括4，4’ -MDI，或者4，4’ -MDI和2，4’ -MDI混合物，其中該混合物包括至少50 %的4，4’ -MDI，優(yōu)選用量大于約75wt %，例如大于約90wt %或大于約95被％的4，4’-1?1。在某些實施方案中，組分(i)包括〃聚合的MDI"。本文中所使用的〃聚合的MDI"是指多亞甲基多亞苯基多異氰酸酯組合物包括至少2.5，例如2.5-3.5或
2.5-3.1的官能度。例如，含有二異氰酸酯，三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，和高官能度的多異氰酸酯可稱為"聚合的MDI"。
[0020]可用作組分(i)的其他合適的多異氰酸酯包括任何有機多異氰酸酯化合物，或者有機多異氰酸酯化合物的混合物，條件是所述化合物具有至少2個異氰酸酯基。有機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。可在本發(fā)明的組合物中使用的有機多異氰酸酯的實例包括脂族異氰酸酯，例如，六亞甲基二異氰酸酯；和芳族異氰酸酯，例如間-和對-苯二異氰酸酯，甲苯_2，4-和甲苯-2，6- 二異氰酸酯，二苯甲烷-4，4’ - 二異氰酸酯，氯苯-2，4- 二異氰酸酯，萘-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-甲基二苯甲烷-4，4’ - 二異氰酸酯和二苯醚二異氰酸酯；和脂環(huán)族二異氰酸酯，例如環(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- 二異氰酸酯及其混合物，和雙-(異氰酸根合環(huán)己基)甲烷和三異氰酸酯，例如2，4，6-三異氰酸甲苯和2，4，4-三異氰酸二苯醚。同樣可使用含有異氰脲酸酯、碳二酰亞胺或脲酮亞胺基的改性多異氰酸酯。可在本發(fā)明中使用進一步的封閉(blocked)的多異氰酸酯，例如苯酚或肟和多異氰酸酯或多異氰酸酯與酸，例如芐氯，鹽酸，亞硫酰氯或其結(jié)合物的反應(yīng)產(chǎn)物，條件是它們具有低于當使用多異氰酸酯組合物時采用的溫度的解封閉(deblocking)溫度。在某些實施方案中，在引入到形成本發(fā)明乳液預(yù)聚物所使用的試劑內(nèi)之前，可用前述化合物封閉多異氰酸酯?？墒褂卯惽杷狨サ幕旌衔?，例如甲苯二異氰酸酯異構(gòu)體的混合物，例如2，4-和2，6-異構(gòu)體的可商購的混合物，以及通過光氣化苯胺/甲醛縮合物生產(chǎn)的二 -和更高的多異氰酸酯的混合物。在某些實施方案中，在本發(fā)明中使用的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，例如純的二苯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。因此，在一些實施方案中，合適的多異氰酸酯包括
SUPRASEC? DNR異氰酸酯，SUPMSIC? 2185異氰酸酯，Ι?ΒΙΜΤΕ? M異氰酸酯，和RUBINATE? 1840異氰酸酯,所有均可獲自Huntsman Polyurethanes。在一些實施方
案中，多異氰酸酯在室溫 下為液體?？筛鶕?jù)本領(lǐng)域已知的任何技術(shù)，生產(chǎn)多異氰酸酯混合物。可視需要，通過本領(lǐng)域熟知的技術(shù)，使二苯甲烷二異氰酸酯中異構(gòu)體的含量在所要求的范圍內(nèi)。例如，改變異構(gòu)體含量的一種技術(shù)是添加單體MDI到含有用量比期望更高的聚合MDI的MDI混合物中。
[0021]組分(ii)
[0022]用于制造本發(fā)明預(yù)聚物的用作組分(ii)的多元醇化合物可包括本領(lǐng)域已知的任何多元醇化合物。合適的多元醇沒有限制地包括以數(shù)均為基礎(chǔ)，約1.2-約10個活性氫基/分子，例如1.4-8或1.6-約8或1.8-6個活性氫基/分子的那些多元醇化合物。合適的活性氫基的非限制性實例包括脂族醇基，酚類，伯胺類，仲胺類，或其結(jié)合物。在某些實施方案中，多元醇化合物含有至少兩個活性氫基/分子。
[0023]在某些實施方案中，所使用的多元醇是在多元醇的聚合物結(jié)構(gòu)內(nèi)包括環(huán)氧丙烷(PO)，環(huán)氧乙烷(EO)或PO和EO基團或部分的組合的聚醚多元醇。這些PO和EO單元可無規(guī)地排列或者以嵌段部分排列在聚合物結(jié)構(gòu)當中。在某些實施方案中，多元醇中的EO含量范圍為0-100%。在一些實施方案中，多元醇中的PO含量范圍為100-0%。因此，在一些實施方案中，多元醇中的EO含量范圍可以是99-33%，而PO含量范圍為1-66%。而且，在一些實施方案中，這些單元可以或者位于聚合物結(jié)構(gòu)的端部或者在聚合物主鏈結(jié)構(gòu)的內(nèi)部部分中。因此，合適的聚醚多元醇沒有限制地包括通過順序添加環(huán)氧丙烷和環(huán)氧乙烷到本領(lǐng)域已知的二-或三官能引發(fā)劑中獲得的聚(氧亞乙基氧亞丙基)二醇和三元醇。在某些實施方案中，組分(ii)包括前述二元醇或三元醇，或者組分(ii)可包括這些二元醇和三元醇的混合物。
[0024]在某些實施方案中，制備異氰酸酯封端的預(yù)聚物所使用的聚醚多元醇包括在多官能引發(fā)劑，例如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，季戊四醇或其結(jié)合物存在下，通過聚合環(huán)氧乙烷與另一環(huán)狀氧化物，例如環(huán)氧丙烷獲得的產(chǎn)物。
[0025]在一些實施方案中，用作組分(ii)的多元醇包括至少15wt% (基于多元醇的總重量)的環(huán)氧乙烷基，例如50%-100wt%。聚醚多元醇典型地具有范圍為2-6，例如2-4或2的平均標稱官能度。它們的數(shù)均當量范圍為700-5，000，例如1000-4，000,1200-3500，或1500-3000，例如，在某些實施方案中，多元醇包括含10-2000 (如，100-1500或500-1000)個碳原子的烴主鏈，其中在這些碳原子之間沒有散布任何雜原子。
[0026]組分(iii)
[0027]用于制造本發(fā)明預(yù)聚物的用作組分(iii)的一元醇化合物包括可以是分子量范圍為200-1500的一元醇。在一些實施方案中，一元醇包括在式(I)中描繪的化學(xué)結(jié)構(gòu):
[0028](I)
[0029]R1- (OCH2CH2) n_ (CH2CHR2O) m-OH
[0030]其中R1是不含活性氫且不否定(negate)氧基亞乙基單元親水性的基團；R2是或者氫或者具有1-4個碳原子的烷基；11是1-34的數(shù)值，和m是使得氧基亞乙基單元與其他氧基亞烷基的重量比為100:0至50:50而選擇的數(shù)值。
[0031 ] 在某些實施方案中，R1是C1-C4烷基，R2是或者氫或者甲基，η是數(shù)值4_25，和m是使得氧基亞乙基單元與其他氧基亞烷基的重量比為100:0至60:40而選擇的數(shù)值。
[0032]在其他實施方案中，R1是甲基，R2是氫，η是數(shù)值6-20,和m是使得氧基亞乙基單元與其他氧基亞烷 基的重量比為100:0至80:20而選擇的數(shù)值。
[0033]在再一其他實施方案中，R1是甲基，R2是氫，η是6-20的數(shù)值和m是O。
[0034]可使用的其他合適的一元醇包括甲氧基聚氧亞乙基，例如獲自DowChemical Company, Midlands, Michigan 的 CARBOWAX,和獲自 Dow ChemicalCompany, Midlands, Michigan 的 UC0N50-HB Fluids。例如，諸如 CARBOWAX? MPEG350，MPEG550, MPEG750之類的產(chǎn)品是可在本發(fā)明中使用的一元醇的實例。
[0035]通過使當與組分(ii)或(iii)相比時過量的組分⑴反應(yīng)，制備異氰酸酯封端的預(yù)聚物。例如，在一些實施方案中，組分Q)占60wt %-90wt %,組分(ii)占35wt%-lwt%,和組分(iii)占20wt% _lwt%，基于形成異氰酸酯官能的預(yù)聚物所使用的組分(i)，(ii)，和(ii)的總重量。
[0036]本發(fā)明的預(yù)聚物的特征在于在50°C下的粘度小于lOOOcps，和優(yōu)選在50°C下的粘度小于500cps。本發(fā)明的預(yù)聚物的特征在于異氰酸酯的含量范圍為6% -32%，例如6% -30%，或7% -30%，基于預(yù)聚物的總重量。
[0037]在一些實施方案中，在制備該預(yù)聚物中，至少90 %由多異氰酸酯和聚醚多元醇反應(yīng)獲得的基團是氨基甲酸酯基。在某些實施方案中，低用量的額外的多異氰酸酯化合物或其變體可添加提供到預(yù)聚物中，條件是異氰酸酯(NCO)值保留在以上所述的指定范圍內(nèi)。添加量一般地優(yōu)選小于約20wt%，基于預(yù)聚物和額外的多異氰酸酯化合物的總重量。額外的多異氰酸酯化合物或變體可選自以上所述的異氰酸酯化合物。
[0038]制備異氰酸酯官能的預(yù)聚物的方法可以是本領(lǐng)域已知的形成預(yù)聚物的任何方法。例如，可通過使異氰酸酯化合物與含羥基的組分(即，組分(ii)和(iii))反應(yīng)，制備預(yù)聚物。在一些實施方案中，在引入含羥基的組分之前或之后，改性多異氰酸酯化合物(它典型地不同于異氰酸酯化合物)可作為試劑添加。典型地采用有效的混合，在有或無施加熱量的情況下進行反應(yīng)，且通常在惰性氛(例如氮氣或干燥空氣)內(nèi)制備。若使用加熱，則可使用本領(lǐng)域已知的加熱方法，加熱混合物到范圍為40°C _90°C的溫度。在其他情況下，典型地在環(huán)境溫度(即，室溫，25°C)下進行反應(yīng)。在一些實施方案中，在混合各試劑之后，施加熱量。催化該反應(yīng)的催化劑，例如獲自Huntsman Corp.的JEFFCAT ZF-20，一種雙-(2- 二甲基氨乙基)醚膠凝催化劑的使用是任選的。
[0039]形成預(yù)聚物所使用的每一試劑，組分(i)，(ii)，和(iii)的相對用量將取決于異氰酸酯官能預(yù)聚物的所需的NCO值。例如，可改性組分⑴和(ii)的反應(yīng)性基團比，以便以下討論的乳液組合物或粘合劑組合物顯示出特殊的“粘性值分布”。本文中所使用的“粘性值分布”包括對于給定的時間段或時間值來說，通過TACK TEST METHOD測量的范圍為1_4的“粘性值”。例如，參考到圖1中的制劑B，該材料的“粘性值分布”包括在時間段或時間值〃!!!!!^?〃處的“粘性值”〗』。本文中所使用的“反應(yīng)性基團之比”是指組分(i)中的異氰酸酯官能團數(shù)量與組分(ii)中的羥基反應(yīng)性基團數(shù)量之比。在某些實施方案中，組分(i)和
(ii)的反應(yīng)性基團之比范圍可以是400:1至4:1，例如200:1至20:1和80:1至8:1。已發(fā)現(xiàn)增加異氰酸酯化合物對多元醇化合物的反應(yīng)性基團之比將得到具有降低的“粘性值”(在實施例中定義)的乳液組合物?；蛘撸档彤惽杷狨セ衔锱c多元醇化合物的反應(yīng)性基團之比將得到具有增加的“粘性值”的乳液組合物。通過具有增加或降低最終形成的乳液組合物的“粘性值”的能力，本發(fā)明的用戶可具有能力實現(xiàn)“粘性值”類似于或大于典型地在UF基粘合劑中看到的“粘性值”。本發(fā)明因此可解決以上所述的異氰酸酯，例如PMDI，基粘合劑固有缺點的至少一個。
[0040]由于可調(diào)節(jié)乳液組合物的“粘性值”，因此用戶可實現(xiàn)特定目標的數(shù)值或目標分布。例如，在一些情況下，可期望具有I的〃粘性值"，當在“共混段”中(例如，圖1中的"TimeO")，最初共混乳液組合物與目標基底，例如多種木質(zhì)纖維素材料時。然而，當在“成形段”期間(例如，在圖1中，"TimelO")，木質(zhì)纖維素材料形成為特定物體時，則在一些實施方案中，可期望具有高 于I的〃粘性值〃。而且，取決于所使用的方法，在"mat on line stage"或"擠壓段"中，粘合劑材料的"粘性值"可以相同或不同于以上提及的那些。應(yīng)當注意，前述各段(例如，“共混段”，“成形段”等)是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的，且關(guān)于每一特定段的討論對于本發(fā)明的目的來說是不必要的。
[0041]圖1中的制劑B和C顯示出可調(diào)節(jié)本發(fā)明的乳液組合物，以便它顯示出與“靜態(tài)粘性”相反的“動態(tài)粘性”，和因此可微調(diào)本發(fā)明的乳液或粘合劑組合物，以實現(xiàn)所需的"粘性值分布"，進而允許用戶優(yōu)化乳液組合物在其內(nèi)使用的工藝。本文中所使用的“動態(tài)粘性”是指組合物的"粘性值"可在給定時間段內(nèi)變化。換句話說，該組合物可具有不是平坦，而是變化的〃粘性值分布"，這取決于何時測量組合物的〃粘性值"(參見圖1中制劑B和C的"Tack Level's."Time"值)。另一方面，具有“靜態(tài)粘性”的組合物具有在給定時間段內(nèi)沒有變化的恒定"粘性值〃。也就是說，具有“靜態(tài)粘性”的組合物具有基本上平坦的"粘性值分布"(參見圖1的制劑A)。
[0042]乳液組合物
[0043]在形成異氰酸酯官能的預(yù)聚物之后，通過引入水到預(yù)聚物，或者若可采用的話，含預(yù)聚物和額外的多異氰酸酯化合物的組合物中，形成乳液?；蛘?，在某些實施方案中，通過引入預(yù)聚物，或者若可采用的話，含預(yù)聚物和多異氰酸酯化合物的組合物到水中，形成乳液。這一乳液變?yōu)橐陨纤龅恼澈蟿┎牧?，且被施加到本文公開的各種基底上。
[0044]同時預(yù)期可使用任何類型的水(例如，去離子水，自來水或市政水，過濾水，或“軟化”水)，形成本文描述的乳液。
[0045]形成乳液所使用的方法可以是本領(lǐng)域已知的任何方法。在一些實施方案中，通過引入預(yù)聚物和水二者到管道靜態(tài)混合器(inline static mixer),例如獲自KoflowCorporation的Model275，和徹底混合該混合物0.5秒-30秒的時間段范圍，形成乳液。盡管結(jié)合管道靜態(tài)混合器描述了預(yù)聚物和水的引入，但也可使用本領(lǐng)域已知的制備乳液的其他間歇或連續(xù)方法。可在有或無施加熱量的情況下，進行乳液的形成。若使用熱，則可使用本領(lǐng)域已知的加熱方法，加熱該混合物到范圍為15°C _65°C的溫度。在其他情況下，典型地在環(huán)境溫度(即，室溫，25°C )下進行乳液的形成。
[0046]本發(fā)明的異氰酸酯官能的預(yù)聚物以90wt% _10wt%的用量范圍存在于乳液內(nèi)，同時水以10wt% _90被％的用量范圍存在，基于乳液內(nèi)預(yù)聚物和水的總重量。在一些實施方案中，預(yù)聚物和水二者各自占乳液的50wt%，基于乳液內(nèi)這兩種組分的總重量。
[0047]為了進一步改進乳液組合物的儲存穩(wěn)定性，可添加稀釋劑到乳液組合物中。合適的稀釋劑包括在 〃Taschenbuch der Kunststoff-Additive^, R.Gachter 和 H.Muller 編輯，Carl Hanser Verlag Munchen,第3版，1989中提及的增塑劑類型。優(yōu)選的稀釋劑是鄰苯二甲酸酯類，脂族羧酸酯類，脂肪酸酯類，亞麻籽油，大豆油和碳酸亞丙酯?？商砑佑昧糠秶鸀?.5wt% -50wt%的這些稀釋劑，基于乳液的總重量。乳液組合物可包括常規(guī)的添加劑，例如阻燃劑，木質(zhì)纖維素防腐劑，殺真菌劑，蠟，施膠劑，填料，表面活性劑，觸變劑和其他粘合劑，例如甲醛縮合粘合劑樹脂和木質(zhì)素(任選地結(jié)合木質(zhì)素溶劑，例如在PCT專利申請N0.EP96/00924 中描述的)。
[0048]除了前述添加劑以外，在一些實施方案中，乳液組合物可包括催化劑，例如金屬催化劑?？稍诒景l(fā)明中使 用的合適的金屬催化劑沒有限制地包括有機基金屬化合物，例如包括至少一種過渡金屬的那些。過渡金屬可選自元素周期表第IVB，VB，VIIB，VIIB JPVIIIB族。在一些實施方案中，金屬催化劑包括含選自周期表中第VIIIB族的金屬中的一種或更多種金屬，例如鐵的有機基金屬化合物。在某些實施方案中，有機金屬化合物包括一種或更多種螯合配體。這種螯合配體的非限制性實例沒有限制地包括乙?；?，烷基或芳基乙酰乙酸酯，葡萄糖酸鹽，環(huán)戊二烯基或其結(jié)合物。在一些實施方案中，可用作組分(ii)的金屬催化劑可以是在下述美國專利中描述的那些中的任何一篇:美國專利N0.5，587，414，美國專利N0.6，288，200，美國專利N0.6，908，875，美國專利N0.6，750，310，美國專利N0.6，288，255，和美國專利N0.6，762，314，在此通過參考全文引入。
[0049]可用作組分(ii)的其他合適的催化劑沒有限制地包括有機錫化合物，例如二羧酸二烷基錫(例如，二月桂酸二甲錫，二月桂酸二丁錫，二 -2-乙基己酸二丁錫，二乙酸二丁錫，二月桂酸二辛錫，馬來酸二丁錫，二異辛基馬來酸二丁錫)；羧酸的亞錫鹽(例如，辛酸亞錫，二乙酸亞錫，二油酸亞錫)；硫醇單-和二有機錫(例如，二硫醇二丁錫，二硫醇二辛錫，二異辛基巰基乙酸二丁錫)；β -diletone的二有機錫衍生物(例如，雙-乙?；岫″a)；氧化二有機錫(例如，氧化二丁錫)；和單-或二有機錫鹵化物(例如，二氯化二甲錫和二氯化二丁錫)?？捎米鹘M分(ii)的其他合適的催化劑也沒有限制地包括有機鉍化合物，例如羧酸鉍(例如，三(2-乙基己酸)鉍，新癸酸鉍和環(huán)烷酸鉍)。
[0050]因此，在某些實施方案中，金屬催化劑可沒有限制地包括衍生于鐵的有機金屬化合物(例如，乙?；徼F)，乙?；徕?，乙?；徭嚕鹿鹚岫″a，硫醇二丁錫，三(2-乙基己酸)鉍或其結(jié)合物。在某些實施方案中，金屬催化劑是為鐵的衍生物的有機金屬化合物。本領(lǐng)域技術(shù)人員要意識到，在某些實施方案中，乙?；徼F，乙?；徕?，乙?；徭嚳杀幻枋鰹榘吓潴w和過渡金屬。
[0051]在某些實施方案中，可添加剝離劑到形成預(yù)聚物所使用的反應(yīng)性成分或者形成以上所述的乳液所使用的成分中。可使用的合適的剝離劑沒有限制地包括脂肪酸，蠟，有機硅類，和各種皂類和洗滌劑?？墒褂糜昧糠秶鸀?.33wt% -33% Wt %，例如0.66wt% -16.5wt%的這些剝離劑，基于乳液的總重量。
[0052]目標基底材料的說明
[0053]典型地，將本發(fā)明的乳液組合物施加到目標基底材料上。在某些實施方案中，目標基底材料包括木質(zhì)纖維素材料，它可沒有限制地包括木材，木材樹皮(woodbark)，軟木，甘蔗渣，稻草，亞麻，竹子，針茅纖維，米糠，劍麻纖維，椰子纖維，木屑，木纖維，刨花，木塵，木粉，洋麻，堅果殼，來自谷粒的殼(例如大米和燕麥)或其結(jié)合物。另外，其他粒狀或纖維材料，例如粉狀泡沫廢料(例如，粉化聚氨酯泡沫廢料)，礦物填料，玻璃纖維，云母，橡膠，紡織品廢料，例如塑料纖維和織物可與木質(zhì)纖維素材料混合?？墒褂昧?、刨花或小片，纖維，繩股、球形或粉末形式的這些材料。在某些實施方案中，這些材料可具有范圍為2% -50%,例如約5% -20%或8% -20%的含濕量。當本發(fā)明的乳液組合物施加到木質(zhì)纖維素材料上時，乳液組合物與木質(zhì)纖維素材料的重量比將隨所使用的木質(zhì)纖維素材料的堆密度而變化?？墒┘尤橐航M合物，其用量使得得到乳液組合物與木質(zhì)纖維素材料的重量比范圍為1:99至1:4，例如1:40至1:8。視需要，其他常規(guī)的粘合劑，例如本領(lǐng)域已知的甲醛縮合粘合劑樹脂可與本發(fā)明的乳液組合物結(jié)合使用。
[0054]木質(zhì)纖維素復(fù)合材料制備方法的說明 [0055]1.制備木質(zhì)纖維素目標基底
[0056]在本發(fā)明的某些實施方案中，首先干燥木質(zhì)纖維素目標材料到所要求的含濕量。所要求的含濕量范圍可以是Iwt% -20wt%。
[0057]2.施加乳液組合物到目標基底上
[0058]然后可添加乳液組合物到目標材料上，其用量范圍為lwt% -25wt%，基于該乳液和目標材料的總重量。
[0059]3.形成預(yù)墊/預(yù)成型體(Pre-Shape)
[0060]然后可將目標材料和乳液組合物的所得混合物形成為〃預(yù)墊〃以供制造面板或任何其他所要求的形狀。使用本發(fā)明的乳液組合物可增加預(yù)墊的粘性值，從而允許因擠壓之前墊子/成型體完整度的一致性改進導(dǎo)致的更加有效地生產(chǎn)最終制品，和因此可造成較少的因差的木質(zhì)纖維素分布導(dǎo)致的損耗。
[0061]4.擠壓預(yù)墊/預(yù)成型體
[0062]然后可在熱和壓力下，壓縮預(yù)墊/預(yù)成型體，形成面板或三維、成型、模塑制品。用于壓縮工藝的合適溫度范圍通常是70°C _250°C，例如120°C _220°C或140°C _205°C。為了實現(xiàn)所要求的產(chǎn)品尺寸，在壓縮工藝中所使用的壓力范圍可以是15bar-300bar。壓縮時間將取決于所生產(chǎn)的產(chǎn)品的厚度與密度。在一些實施方案中，使用本發(fā)明的乳液組合物可允許用戶在沒有使用蒸汽注射預(yù)熱器、射頻預(yù)熱器和蒸汽壓注的情況下，形成厚度大于25_或更大的制品。[0063]可按照類似的方式，通過用以上所述的乳液組合物處理各層，和隨后通常在升高的溫度和壓力下，擠壓它們，由薄板(veneers)、紙張或織造織物生產(chǎn)多層板或模塑部件。通過復(fù)合材料表面直接經(jīng)歷的溫度范圍可以是100°C _205°C，例如140°C _220°C。當使用本發(fā)明的多異氰酸酯組合物時，為了確保生產(chǎn)具有所需尺寸穩(wěn)定性和物理性能的復(fù)合材料，復(fù)合材料的芯經(jīng)歷的溫度范圍可以是70°C _140°C，例如80°C -130°C或85°C _120°C。起始的壓縮壓力范圍可以是15bar_300bar,例如50bar-200bar。
[0064]要注意，在這一步驟中，乳液或粘合劑組合物基本上固化。
[0065]5.后擠壓/成品
[0066]采用本發(fā)明的粘合劑生產(chǎn)的復(fù)合材料木材產(chǎn)品可顯示出優(yōu)良的外觀，這是因為顯著降低擠壓溫度外加減少循環(huán)時間，這導(dǎo)致顯著減少的表面劣化或外剝離劑的燒焦。另外，獲得所得材料的優(yōu)良的內(nèi)部粘結(jié)性能，良好的尺寸穩(wěn)定性和優(yōu)良的外部耐久性，且它們因此可在其中常規(guī)地使用這些制品的任何情況中使用。
[0067]盡管詳細地描述了本發(fā)明的具體實施方案，但本領(lǐng)域技術(shù)人員要理解，鑒于本發(fā)明公開內(nèi)容的總體教導(dǎo)，可開發(fā)這些細節(jié)的各種改性和替代。因此，所公開的特定排列是指僅僅舉例說明性而不限制本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的范圍將通過所附權(quán)利要求的全部寬度及其任何和所有等價方案給出。因此，以上列舉的任何特征和/或要素可以彼此以任何組合方式結(jié)合且仍然在本發(fā)明公開內(nèi)容的寬度以內(nèi)。
[0068]實施例
[0069]實施例1:制備預(yù)聚物(ePrepolymer)
[0070]在600ml玻璃瓶內(nèi)混合含有總計500g的批料(Batches)。將根據(jù)制劑用量的pMDI (單位:g)(參見表1)加入到600ml玻璃瓶內(nèi)。將根據(jù)制劑用量的多元醇和一元醇(單位:g))加入到PMDI中。玻璃瓶內(nèi)的塔頂空間然后用氮氣覆蓋，并用蓋子密封。然后手搖該混合物2分鐘，并置于60°C的通風(fēng)烘箱內(nèi)。I小時之后再次搖動該混合物，并保留在烘箱中12小時過夜。在測試之前，允許所得預(yù)聚物冷卻到室溫。
[0071]表1.制劑A-C:(重量，單位g)
[0072]
【權(quán)利要求】
1.調(diào)節(jié)由含乳液的組合物形成的粘合劑材料的粘性值的方法，其中該乳液包括水和可乳化的預(yù)聚物，和其中可乳化的預(yù)聚物是α)異氰酸酯化合物，αυ多元醇化合物，和(--) 一元醇化合物的反應(yīng)產(chǎn)物，該方法包括測定乳液的所需的粘性分布，其中粘性分布包括對于特定的時間值來說范圍為1-4的粘性值，這通過TACK TEST METHOD測量，和調(diào)節(jié)組分(i)對(ii)的反應(yīng)性基團之比，以實現(xiàn)所需的粘性值分布。
2.權(quán)利要求1的方法，進一步包括在木質(zhì)纖維素基底上沉積粘合劑材料以形成混合物并固化該混合物。
3.權(quán)利要求2的方法，進一步包括在固化混合物之前，共混粘合劑材料和木質(zhì)纖維素基底。
4.權(quán)利要求3的方法，其中在固化該混合物之前，添加輔助的添加劑化合物到該混合物中。
5.權(quán)利要求4的方法，其中輔助的添加劑是剝離劑，稀釋劑，或其結(jié)合物。
6.權(quán)利要求1的方法，其中多元醇化合物包括含4-2000個碳原子的烴主鏈，和其中在這些碳原子之間沒有散布任何雜原子。
7.權(quán)利要求1的方法，其中多元醇化合物包括環(huán)氧乙烷部分，環(huán)氧丙烷部分，或其組 口
8.權(quán)利要求1的方法，其中組分(i)占60wt%-90wt%,組分(ii)占lwt% -35wt%,和若存在的話，則組分(iii)占lwt% -20wt%,基于組分(i), (ii),和(iii)的總重量。
9.權(quán)利要求1的方法，其中可乳化的預(yù)聚物占IOwt% -90wt %，和水占90wt % -1 Owt %，基于可乳化的預(yù)聚物和水的總重量。
10.權(quán)利要求1的方法，其中組分(iii)包括下述化學(xué)結(jié)構(gòu):
CH3- (OCH2CH2)n-OH 其中η是1-34。
11.形成木質(zhì)纖維素制品的方法，其中由含多種木質(zhì)纖維素基底的反應(yīng)性混合物和含乳液的組合物形成木質(zhì)纖維素制品，所述乳液包括水和可乳化的預(yù)聚物，所述可乳化的預(yù)聚物是Q)異氰酸酯化合物，(?)多元醇化合物，和(iii) 一元醇化合物的反應(yīng)產(chǎn)物，該方法包括:測定乳液的所需的粘性分布，其中粘性分布包括對于特定的時間值來說根據(jù)TACKTEST METHOD測量的范圍為1_4的粘性值，和調(diào)節(jié)組分⑴對(ii)的反應(yīng)性基團之比，以實現(xiàn)所需的粘性值分布；施加乳液到至少一部分木質(zhì)纖維素基底上；和固化該乳液。
12.權(quán)利要求12的方法，其中在固化之前和在施加乳液到木質(zhì)纖維素基底上之后，將木質(zhì)纖維素基底形成為預(yù)成型體。
13.權(quán)利要求13的方法，其中固化步驟包括在擠壓步驟過程中擠壓預(yù)成型體。
【文檔編號】C08G18/28GK103998482SQ201280063175
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2012年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月20日
【發(fā)明者】C·J·莫里亞蒂 申請人:亨斯邁國際有限責(zé)任公司