Клеящие композиции и их применение
Группа изобретений относится к составам для клеящих композиций и к клеящим композициям, в частности для комбинированного клеящего вещества, а также к применению клеящей композиции для изготовления изделий на основе дерева, а также к применению полимеров простых эфиров в клеящих веществах на основе аминосмол. Композиция содержит по меньшей мере одну смесь аминосмолы и по меньшей мере одного полимера простого эфира, и комбинацию смеси с изоцианатом. Клеящие композиции являются особенно подходящими для применения в качестве клеящих веществ для материалов на основе дерева, в частности плит ОСП, древесно-волокнистых плит, или древесно-стружечных плит. В еще одном аспекте изобретение относится к способам изготовления таких материалов на основе дерева из лигноцеллюлозных продуктов измельчения, в частности к способам изготовления плит ОСП, древесно-волокнистых плит, или древесно-стружечных плит, где лигноцеллюлозные продукты измельчения контактируют с клеящей композицией в соответствии с изобретением, а затем посредством прессования и термической обработкой получают материалы на основе дерева. Наконец, изобретение относится к материалам на основе дерева, получаемым таким образом. 7 н. и 10 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.
Настоящее изобретение относится к новым составам для клеящих композиций, а также к клеящим композициям, в частности для комбинированных клеящих веществ, которые содержат по меньшей мере одну смесь аминосмолы и по меньшей мере одного полимера простого эфира, и комбинацию указанной смеси с изоцианатами, а также к применению полимеров простых эфиров в клеящих веществах на основе аминосмол. Указанные клеящие композиции являются особенно подходящими для применения в качестве клеящих веществ для материалов на основе дерева, в частности для плит ОСП (ориентированно-стружечных плит), древесно-волокнистых плит, или древесностружечных плит. В еще одном аспекте настоящее изобретение относится к способам изготовления таких материалов на основе дерева из лигноцеллюлозных продуктов измельчения, в частности к способам изготовления плит ОСП, древесно-волокнистых плит, или древесно-стружечных плит, где лигноцеллюлозные продукты измельчения контактируют с клеящей композицией в соответствии с изобретением и затем посредством прессования с термической обработкой получают материалы на основе дерева.
Наконец, настоящее изобретение относится к материалам на основе дерева, получаемым таким образом.
Предшествующий уровень техники
При склеивании материалов на основе дерева в течение многих лет использовали в основном три разных вида клеящих веществ. Указанные клеящие вещества представляют собой клеящие вещества на основе аминосмолы, такие как клеящие вещества на основе мочевинного формальдегида; клеящие вещества на основе фенолформальдегида; и диизоцианатные клеящие вещества. Мочевинные смолы в соответствии с DIN 7728 представляют собой аминопласты, которые могут быть изготовлены в качестве продуктов конденсации из мочевины и/или производных мочевины и альдегидов, и в частности формальдегида, и обычно могут быть термически отверждены. Указанные мочевинные смолы, также упоминаемые как карбамидоформальдегидные смолы, применяют как в виде сухих порошкообразных клеящих веществ, так и в жидком виде.
За счет низкой стоимости, мочевинные смолы нашли широкое применение в области изготовления материалов на основе дерева. Более того, мочевинные смолы демонстрируют хорошую связующую способность в сухом состоянии. Мочевинные смолы, такие как мочевино-формальдегидные смолы, а также феноло-формальдегидные смолы, усиливают меламиновыми смолами для того, чтобы улучшить механические характеристики и/или водостойкость.
Мочевинные смолы образуют часть группы термоотверждаемых материалов, которые отверждаются посредством реакции поликонденсации. Их реакция, хотя и быстрая, приводит к очень твердым и хрупким макромолекулам. Кроме того, растворимость в воде двух указанных клеящих веществ не является особенно хорошей, что означает, что указанные клеящие вещества должны быть применены в диапазоне концентраций, который составляет 50 мас. % - 70 мас. % от содержания твердых веществ. Указанные характеристики клеящих веществ, тем не менее, в случае применения к дереву, например, являются негативными с точки зрения распределения клеящих веществ и смачивания материала, который должен быть склеен. Другими словами, как правило, распределение клеящих веществ, которого достигают с помощью распыления, например, улучшается в зависимости от степени разбавления клеящих веществ. Хотя и мочевинные смолы обеспечивают наиболее выгодное решение с точки зрения стоимости изготовления материалов на основе дерева, результаты, которые они предоставляют, являются хуже, чем в случае других клеящих веществ, что касается качества склеивания. Более того, в отношении их химической активности, указанные клеящие вещества являются менее подверженными воздействию, чем другие клеящие вещества, такие как изоцианатные клеящие вещества, например.
Когда мочевинные клеящие вещества комбинируют с другими немочевинными смоляными клеящими веществами, фенольными смоляными клеящими веществами или меламиновыми смоляными клеящими веществами, для того, чтобы, например, преодолеть описанные выше неблагоприятные характеристики мочевинных смол, то часто возникает проблема несовместимости между отдельными клеящими веществами, или проблемы смешивания. Соответствующим образом, смеси отдельных клеящих компонентов не могут быть получены без труда. Вместо этого, могут возникать случаи разделения фаз, что приводит к неоднородности в склеенных областях. Кроме того, характеристики склеивания могут быть очень различными, включая кинетику, структуру, и морфологию. Для того чтобы преодолеть указанную проблему, было предложено много разных усовершенствований:
Применение поверхностно-активных веществ предназначено для того, чтобы улучшить смешиваемость. Модифицирование аминосмолы или, в частности изоцианата предназначено для того, чтобы улучшить совместимость. Особые методы смешивания предназначены для обеспечения улучшенного смешивания отдельных компонентов. Тем не менее, все из предложений продемонстрировали как технические, так и экономические недостатки. Например, WO 02/22332 описывает комбинированную смолу, состоящую из фенольно-формальдегидных смол и изоцианатных смол, где фенольно-формальдегидные смолы защищены с целью улучшения устойчивости. US 6,465,104 B1 описывает термоплавкие клеящие вещества с модифицированными полиуретанами, которые в основном содержат сложные поликарбоксиловые эфиры, полиолы, и полиизоцианаты. Указанные отдельные компоненты смешивают как твердые вещества.
Мочевинные смолы, указанные выше, нашли применение, в частности, в качестве клеящих веществ в сфере древесно-волокнистых плит. В регионах с высокой влажностью или даже при непосредственном воздействии воды, тем не менее, применение таких древесно-волокнистых плит с клеящими веществами на основе мочевины едва возможно, поскольку указанные клеящие вещества не являются устойчивыми к гидролизу.
По этой причине существует потребность в новых клеящих композициях, которые преодолевают указанные выше недостатки. Вследствие указанного, целью является предоставление клеящих веществ на основе мочевины, которые имеют более высокую устойчивость к воздействию влаги и обеспечивают улучшенную реакцию с другими клеящими веществами. Более того, клеящие вещества, должны демонстрировать более высокую эластичность и пониженную хрупкость. Химическую устойчивость предпочтительно усиливают, и в дополнение достигают пониженного выделение формальдегидов и других летучих или высоко летучих органических соединений.
Настоящее изобретение, соответствующим образом, основано на задаче обеспечения таких клеящих веществ. Следующий аспект представляет собой применение указанных клеящих веществ при изготовлении соответствующих материалов на основе дерева, а также указанные материалы на основе дерева как таковые. Кроме того, изобретение обеспечивает применение полимеров простых эфиров для улучшения смешиваемости аминосмол с другими клеящими веществами, а также способы изготовления клеящих веществ, содержащих аминосмолу, в частности клеящих веществ, содержащих мочевину, где полимер простого эфира подмешивают к аминосмоле. Наконец, изобретение относится к способам, в которых применяют новые клеящие вещества.
Описание изобретения
Задачу настоящего изобретения достигают посредством обеспечения новых составов для клеящих композиций, и клеящих композиций, которые, в частности, являются подходящими для комбинированных клеящих веществ, с первым компонентом, образованным по меньшей мере из одной аминосмолы, такой как мочевинная смола, и по меньшей мере из одного полимера простого эфира.
Выражение "аминосмолы" относится к продуктам конденсации альдегидов, в частности формальдегиду, и к соединениям, содержащим аминогруппы, в частности, к мочевине, меламину, бензогуанамину, гликолурилу, ацетогуанамину, биурету, и к их смесям.
Выражение "мочевинная смола" в настоящее время понимается как относящееся к продукту конденсации мочевины и/или производных мочевины с альдегидами, в частности формальдегидом, который может быть отвержден химически и/или термически. Мочевинные смолы, также упоминаемые как карбамидоформальдегидные смолы, могут дополнительно иметь дополнительные составляющие, такие как меламин, для того, чтобы получить меламино-мочевино-формальдегидные смолы, и/или такие как фенол, для того, чтобы получить мочевино-феноло-формальдегидные смолы, и/или их комбинации, для того, чтобы получить меламино-мочевино-феноло-формальдегидные смолы.
Выражение "полимеры простых эфиров" в настоящее время понимается как относящееся к соединениям, которые имеют по меньшей мере одно звено этиленоксида или одно звено пропиленоксида и по меньшей мере одну изоцианатную реактивно-способную группу, при этом указанную изоцианатную реактивно-способную группу выбирают из группы, которая включает гидроксил, амино, эпокси, и тиол, предпочтительно гидроксил.
Выражение "изоцианаты" в настоящее время понимается как относящееся к мономерным, димерным, олигомерным, а также полимерным изоцианатам, если не указано иное.
Полимер простого эфира, который применяют здесь, может быть смесью разных продуктов алкоксилирования полиолов. Предпочтительные полиолы включают те полиолы, в которых присутствуют полимеризованные звенья пропиленоксида и/или полимеризованные звенья этиленоксида. Указанные звенья могут быть распределены в случайном порядке в виде полиэтиленоксидных блоков в пределах указанных цепей и/или концевых групп.
Выражение "полимер простого эфира" включает по меньшей мере одно звено этиленоксида или одно звено пропиленоксида. Оно относится к звеньям формулы (-CH2-CH2-O-, этиленоксид, и/или -CH2-CH2-CH2-O-, пропиленоксид). Полимеры простых эфиров, которые применяют в соответствии с изобретением, предпочтительно представляют собой полиолы.
Выражение "полиол" в настоящее время относится к соединениям, которые содержат две или более гидроксильных групп (OH). Полиолы могут также упоминаться как полиспирты. Полиолы могут быть представлены как в линейном, так и в циклическом видах. Полиолами, в частности являются те спирты, которые представляют олигомер или полимер короткоцепочечных спиртов, таких как полиалкиленгликоли или олигомерные глицероли.
Выражение "комбинированные клеящие вещества" относится к клеящим веществам или смолам, которые состоят по меньшей мере из двух компонентов.
Выражения "включают" или "включающие", а также "содержат " или "содержащие", которые применяют здесь в качестве синонимов, должны пониматься как открытые формулировки и не исключают присутствия дополнительных составляющих. Понятно, что указанные выражения включают вариант исключающих выражений "состоит из" или "состоящий из".
В одном предпочтительном варианте осуществления, клеящая композиция в соответствии с изобретением представляет собой композицию, где полиол представляет собой полиалкиленгликоль, олигомерный глицерол, или олиго- или полисахарид.
В одном, в частности предпочтительном варианте осуществления, полимер простого эфира в клеящей композиции в соответствии с изобретением представляет собой полиол с общей формулой (I):
R3O-[(CHR1)x-O]n-R2
где R1 в каждом случае независимо выбирают из H, OH, OR4, или C(O)-R5;
где
R4 в каждом случае независимо выбирают из водорода или группы C1-C6алкила;
R5 в каждом случае независимо выбирают из водорода, OH, OR4, или N(R4)2;
R2 и R3 независимо друг от друга выбирают из водорода или углеводорода, которые могут содержать гетероатомы;
x в каждом случае независимо представляет собой целое число от 1 до 10;
n представляет собой целое число от 1 до 30; предпочтительно 1-20.
Указанный полиол имеет по меньшей мере две гидроксильные группы, например, по меньшей мере три гидроксильные группы.
В частности, полиол представляет собой, например, полиэтиленгликоль или полипропиленгликоль, предпочтительно со средними молекулярными массами, которые составляют 62-4000 г/моль, предпочтительно со средней молекулярной массой, которая составляет 100-2000 г/моль.
Другими словами, для полиольного компонента является особенно предпочтительным составлять короткоцепочечный полидиол или триол, такой как этиленгликоль, пропиленгликоль, бутиленгликоль, или их олигомеры или полиолы. Он дополнительно содержит соответствующие олигомеры или полимеры смесей указанных компонентов. Указанные компоненты могут быть представлены сами по себе или в виде смесей.
Примеры полимеров простых эфиров типа, который может быть применен в соответствии с изобретением, предпочтительно включают те полимеры, которые получены с помощью полимеризации этиленоксида, включая продукты, полученные с помощью сополимеризации этиленоксида с другими циклическими оксидами, например, пропиленоксидом, в присутствие соединения инициатора, предпочтительно в присутствие по меньшей мере одного или более полифункциональных инициаторов. Подходящие соединения инициаторов, содержащие ряд активных атомов водорода, и которые включают воду и полиэтан с низкой молекулярной массой, например, этиленгликоль, пропиленгликоль, диэтиленгликоль, дипропиленгликоль, циклогександиметанол, ресорцинол, бисфенол А, глицерол, триметилолпропан, 1,2,6-гексантриол, пентаэритритол, и подобные. При этом могут применяться их смеси и соответствующие циклические оксиды.
Неожиданно было выявлено, что полимеры простых эфиров улучшают смешиваемость аминосмол, таких как мочевинные смолы, с другими клеящими веществами. Указанное означает то, что когда аминосмолы, такие как мочевинные смолы, смешивают с другими клеящими веществами, такими как клеящие вещества на основе изоцианата, то является возможным предварительное смешивание с полиолом для того, чтобы улучшить смешиваемость с дополнительным клеящим веществом.
Является предпочтительным, чтобы аминосмола представляла собой мочевинную смолу, в частности мочевинную смолу, выбранную из мочевино-формальдегидной смолы, меламино-мочевино-формальдегидной смолы, меламино-мочевино-фенолр-формальдегидной смолы, или их смесей.
Количество полимера простого эфира, в частности полиола, из расчета количества аминосмолы, предпочтительно находится в диапазоне от 0,1 до
20 мас. %, как например 0,1-15 мас. %, например, 0,5-10 мас. %, как например 2-8 мас. %, например, до 9, 8, 7, 6, 5 или 4 мас. %, и минимально по меньшей мере 0,5, 1, 2 или 3 мас. %.
В определенных вариантах осуществления, полимер простого эфира может присутствовать в количестве, которое составляет по меньшей мере 0,01 мас. %, из расчета 100 мас. % клеящей композиции с первым и вторым компонентами. Предпочтительно полимер простого эфира присутствует в количестве, которое составляет по меньшей мере 0,05, как например 0,1 мас. %, предпочтительно 0,3 мас. %, как например предпочтительно 0,5 мас. %, из расчета 100 мас. % композиции.
Принимая во внимание присутствие в аминосмоле, в частности в мочевинной смоле, полимера простого эфира, такого как полиол, является возможным смешивать аминосмолу с другими клеящими веществами, такими как изоцианаты и эпоксидные смолы, а также необязательно с фенольными смолами, меламиновыми смолами, полиуретановыми смолами, белково-фенольными клеящими веществами, полиакрилатами, свободными от формальдегида клеящими веществами на основе полимеризованных акриловых кислот, и другими клеящими смесями на водной основе, для того, чтобы получить - среди прочего - комбинированные клеящие вещества.
Второе клеящее вещество здесь предпочтительно представляет собой по меньшей мере один эпоксид или изоцианат, в частности изоцианат, выбранный из группы, содержащей алифатические и ароматические изоцианаты.
Другими словами, в соответствии с изобретением, клеящая композиция или состав для клеящей композиции включает изоцианат в качестве второго компонента. В одном варианте осуществления, изоцианат включает по меньшей мере одно полицианатное соединение.
Указанные ниже в качестве примера, представляют собой подходящие полиизоцианаты, которые могут быть применены в соответствии с изобретением: органические соединения полиизоцианата или смеси органических соединений полиизоцианата, предпочтительно, где указанные соединения имеют по меньшей мере две изоцианатные группы. Примеры органических полиизоцианатов включают: диизоцианаты, в частности ароматические диизоцианаты и изоцианаты с более высокой функциональностью. Их примеры дополнительно включают алифатические изоцианаты, такие как гексаметилендиизоцианат и ароматические диизоцианаты, такие как дифенилметандиизоцианат (МДИ) в виде 2,4', 2,2', и 4,4' изомеров и их смесей (также упоминаемых как чистые МДИ), смеси дифенилметандиизоцианата (МДИ) и их олигомеров (упоминаемых как полимерные МДИ), м- и п-фенилендиизоцианат, толилен-2,4- и толилен-2,6-диизоцианат (также известный как толуолдиизоцианат ТДИ), такой как 2,4-ТДИ и 2,6-ТДИ в подходящей изомерной смеси, хлорфенилен-2,4-диизоцианат, нафталин-1,5-диизоцианат, дифенилен-4,4'-диизоцианат, 4,4'-диизоцианат-3,3'-диметилбифенил, 3-метилдифенилметан 4,4'-диизоцианаты, и дифенилэтадиизоцианат, и также циклоалифатические диизоцианаты, такие как циклогексан-2,4- и 2,3-диизоцианат, 1-метилциклогексил-2,4- и 2,6-диизоцианат, и их смеси, и бис-изоцианатоциклогексил)метан (например, 4,4'-диизоцианатодициклогексилметан (Н12МДИ), триизоцианаты, такие как 2,4,6-триизоцианатотолуол и простой 2,4,4-триизоцианатодифениловый эфир, изофорондиизоцианат (ИФДИ), бутилендиизоцианат, триметилгексаметилендиизоцианат, изоцианатометил-1,8-октандиизоцианат, тетраметилксилолдиизоцианат (ТМКДИ), 1,4-циклогександиизоцианат (ЦДИ), а также толидиндиизоцианат (ТОДИ).
Модифицированные полиизоцианаты, содержащие изоцианурат, карбодиимидные или уретониминовые группы также могут применяться. В дополнение, могут быть применены блокированные полиизоцианаты, такие как продукты реакции фенола или оксима в полиизоцианате, предпочтительно блокированный полиизоцианат, который имеет температуру разблокирования, которая является ниже применяемой температуры, в случае если применяют полиизоцианатную композицию. Смеси изоцианатов также могут применяться.
В одном варианте осуществления, изоцианат также может представлять собой эмульгируемый полиизоцианат. Подходящие эмульгируемые изоцианаты, например, могут представлять собой эмульгируемые МДИ, как раскрыто в EP 18061, EP 516361, GB 1523601, GB 1444933 или GB 2018796. Подходящие эмульгируемые полиизоцианаты являются коммерчески доступными inter alia от компании Huntsman под торговой маркой Suprasec, например, Suprasec 1042, Suprasec 2405, Suprasec 2408, и Suprasec 2419 от компании Huntsman, США.
Предпочтительными представителями алифатических изоцианатов являются, например, гексаметилендиизоцианат (ГДИ), изофорондиизоцианат (ИФДИ), и 1,4-циклогексилдиизоцианат (ЦГДИ). Предпочтительные ароматические полиизоцианаты включают полимерный дифенилметандиизоцианат (ПМДИ), толилендиизоцианат (ТДИ), и дифенилметандиизоцианат (МДИ). При этом особое предпочтение в качестве второго клеящего вещества, присутствующего в клеящей композиции, в соответствии с изобретением, предоставляется клеящему веществу на основе диизоцианатов, в частности ПМДИ.
Количество изоцианата относительно мочевинной смолы предпочтительно находится в диапазоне от 0,5 мас. % до 40 мас. %., в частности предпочтительными являются количества, находящиеся в диапазоне от 10 до 30 мас. %, как например 15-25 мас. %, в частности 20 мас. %, из расчета количества мочевинной смолы.
В определенных вариантах осуществления, по меньшей мере один изоцианат может быть представлен в количестве, которое составляет по меньшей мере 0,5 мас. %, из расчета 100 мас. % от всего состава, например, в количестве, которое составляет по меньшей мере 10 мас. % как например по меньшей мере 15 мас. %, из расчета общего количества состава или клеящей композиции. По меньшей мере один изоцианат может быть представлен, например, в количестве, которое составляет 0,5-60 мас. %, как например 5-40 мас. %, например, 10-30 мас. %, из расчета 100 мас. % всего состава.
В одном варианте осуществления, состав или комбинированная клеящая композиция состоит из смешанного компонента, содержащего аминосмолу, как определено выше, и полимер простого эфира, как определено выше, а также дополнительный компонент, содержащий изоцианат, как определено выше.
В этом случае, клеящая композиция в соответствии с изобретением может быть представлена таким образом, что при ее изготовлении вначале смешивают полимер простого эфира с аминосмолой, и затем добавляют возможный дополнительный компонент, перед тем, как композиция будет применена в качестве клеящей композиции. В соответствии с настоящим изобретением клеящая композиция предпочтительно представлена в виде комбинированной клеящей композиции по меньшей мере из двух отдельных компонентов или в виде состава из двух компонентов. В указанном случае, один компонент состоит из аминосмолы и полимера простого эфира, смешанных друг с другом, и по меньшей мере второй компонент состоит из дополнительного клеящего вещества, такого как изоцианатное клеящее вещество. Является особенно предпочтительным, если при изготовлении клеящей композиции, полимер простого эфира сначала смешивают с аминосмолой. Затем может быть подмешано дополнительное клеящее вещество, например, изоцианатное клеящее вещество. Подмешивание дополнительного клеящего вещества осуществляют предпочтительно непосредственно перед отверждением для того, чтобы предотвратить реакцию второго клеящего вещества, такого как изоцианат, с полимером простого эфира. Иными словами, указанное действие осуществляют предпочтительно как можно позже, для того, чтобы избежать случаев неполного отверждения.
По этой причине, в одном предпочтительном варианте осуществления, вначале применяют смесь аминосмолы и полимера простого эфира отдельно или, предпочтительно, в виде смеси, и второй компонент применяют с изоцианатом непосредственно перед отверждением клеящего вещества.
В определенных вариантах осуществления, состав в соответствии с изобретением или клеящая композиция в соответствии с изобретением могут включать по меньшей мере одну дополнительную добавку. Указанные добавки могут быть представлены в виде, выбранном из группы отвердителя, поверхностно-активного вещества, воска, или пигмента. Подходящие соответствующим образом адъюванты являются известными специалисту в данной области. Специалисту в данной области также известны количества, подходящие для добавления указанных адъювантов в общий состав.
Было выявлено, что смесь полимера простого эфира с аминосмолой позволяет осуществлять смешивание с дополнительными клеящими веществами, с небольшим фазообразованием или без фазообразования в смеси.
В одном варианте осуществления в соответствии с изобретением, компонент здесь присутствует по меньшей мере частично, или например полностью, в жидком виде. Смешивание компонента с аминосмолой и полимера простого эфира с дополнительным компонентом, таким как изоцианатный компонент, в одном варианте осуществляют таким образом, что компоненты присутствуют в жидком виде, например, в жидком виде при комнатной температуре.
Неожиданно дополнительно наблюдалось, что по сравнению с клеящими композициями без фракции полимера простого эфира, отверждение происходит намного быстрее. Так, было выявлено, например, что отверждение является медленным в случае смеси изоцианата с мочевинной смолой, при этом отверждение является очень быстрым в результате добавления фракции полимера простого эфира в соответствии с изобретением, такого как полиол.
Указанное выявленное свойство полимера простого эфира не могло ожидаться, и по этой причине должно считаться удивительным. Применение комбинированной клеящей композиции в соответствии с изобретением позволяет изготавливать материалы на основе дерева, которые имеют улучшенные характеристики. В частности, применение клеящих веществ в соответствии с изобретением при изготовлении материалов на основе дерева является преимущественным, по сравнению с клеящими веществами, которые применяли до настоящего времени. На основании лучшей смачиваемости материалов на основе дерева и лучшей смешиваемости с другими клеящими веществами, клеящие вещества в соответствии с изобретением демонстрируют преимущества. Указанные преимущества включают лучшую смешиваемость с другими клеящими веществами, а также улучшенное отверждение во время изготовления, и следовательно улучшение качества склеивания. Клеящее вещество в соответствии с изобретением показало лучшую реакцию между отдельными компонентами. После отверждения, клеящее вещество является более устойчивым в отношении воздействия влаги. Более того, оно демонстрирует более высокую эластичность и меньшую хрупкость, а также улучшенную химическую устойчивость. Наконец, выделение формальдегида и других летучих и высоко летучих органических соединений может быть уменьшено. Клеящая композиция в соответствии с настоящим изобретением является особенно подходящей при изготовлении материалов на основе дерева, таких как ОСП (ориентированно-стружечные плиты), древесно-волокнистые плиты или древесно-стружечные плиты.
В еще одном аспекте, настоящая заявка относится к способу изготовления материалов на основе дерева из лигноцеллюлозных продуктов измельчения, в частности плит ОСП, древесно-волокнистых плит или древесно-стружечных плит, содержащему следующие стадии:
а) контактирование лигноцеллюлозных продуктов измельчения с составом для клеящей композиции и/или с клеящей композицией в соответствии с настоящим изобретением; и
б) прессование смеси стадии а) с термической обработкой.
Здесь, компоненты состава для клеящей композиции, или клеящей композиции, содержащей в качестве первой композиции аминосмолу и полимер простого эфира и необязательно, в качестве второй композиции, другое клеящее вещество, в частности изоцианат, могут быть дозированы на стадии а), т.е., в течение контактирования с лигноцеллюлозными продуктами измельчения, в лигноцеллюлозные продукты измельчения.
Указанное дозированное добавление могут осуществлять в соответствии с известными методами. Состав или клеящую композицию предпочтительно подмешивают с помощью продувного трубопровода, смесителя, или змеевиков. В качестве альтернативы, клеящая композиция в соответствии с изобретением может применяться в качестве конечной смеси или в качестве отдельных компонентов, с помощью распыления или нанесения с помощью сопла. Специалисту в данной области известны подходящие методы.
Является также возможным приводить в контакт композицию в соответствии с изобретением с лигноцеллюлозными продуктами измельчения с помощью сухого склеивания. В этом случае композицию наносят посредством чрезвычайно тонкого нанесения с помощью сопла на высушенные, лигноцеллюлозные продукты измельчения. Поскольку интенсивный термический процесс сушки осуществляют, как правило, перед склеиванием с помощью клеящего вещества, то расход клеящего вещества является значительно меньшим, чем в случае склеивания с помощью продувного трубопровода, с преимущественно однородным распределением клеящего вещества.
Дальнейшая обработка лигноцеллюлозных продуктов измельчения клеящей композицией может осуществляться в соответствии с известными способами изготовления материалов на основе дерева, например, плит из материала на основе дерева, таких как плит ОСП, древесно-волокнистых плит, и древесностружечных плит. Таким образом, после распределения стружки или волокон, с использованием предварительного прессования, если это является желательным, смесь может быть подвержена прессованию с термической обработкой. Указанное тепловое прессование осуществляют в соответствии с известными методами и в известных условиях.
Лигноцеллюлозные продукты измельчения предпочтительно выбирают из древесной щепы, древесной стружки и древесных волокон.
Таким образом, является возможным изготавливать материалы на основе дерева в соответствии с изобретением. Указанные материалы на основе дерева представляют собой, в частности, древесно-волокнистые плиты, такие как плиты ДВП повышенной плотности (древесно-волокнистая плита повышенной плотности) и ДВП средней плотности (древесно-волокнистая плита средней плотности), а также плиты ОСП и древесно-стружечные плиты.
При этом материалы на основе дерева склеивают, применяя клеящую композицию в соответствии с изобретением, и/или изготавливают с помощью способа в соответствии с изобретением.
В еще одном аспекте, настоящее изобретение относится к применению полимеров простых эфиров для улучшения смешиваемости аминосмол с другими клеящими веществами, в частности с клеящими веществами на основе изоцианата или на основе эпоксидной смолы. Применение полимера простого эфира в таких клеящих композициях смесей, содержащих аминосмолу и другие клеящие вещества, демонстрирует улучшение смешиваемости указанных аминосмол с дополнительными клеящими веществами. Кроме того, было выявлено улучшенные свойства отверждения и, связанные с ними, улучшенные характеристики склеивания. Вследствие применения полимера простого эфира является возможным модифицировать смешиваемость аминосмол при последующем подмешивании других клеящих веществ и, вследствие этого, улучшать скорость отверждения, а также однородность склеивания, применяя клеящие композиции, которые включают аминосмолу и дополнительное клеящее вещество.
Наконец, настоящее изобретение обеспечивает способ изготовления клеящих композиций, содержащих клеящее вещество на основе аминосмолы. Указанный способ включает смешивание на первой стадии клеящего вещества на основе аминосмолы с полимером простого эфира, как описано здесь. Затем указанную смесь аминосмолы с полимером простого эфира смешивают по меньшей мере со вторым клеящим веществом для того, чтобы получить клеящую композицию с клеящим веществом на основе аминосмолы, полимером простого эфира, и по меньшей мере вторым клеящим веществом. При этом по меньшей мере указанное второе клеящее вещество предпочтительно представляет собой изоцианатное клеящее вещество.
Изобретение проиллюстрировано ниже с помощью рабочего примера, без ограничения изобретения указанным примером.
Пример
Мочевинные смолы смешивали с разными количествами полиола (полиол 200, средняя молярная масса 200 г/моль) и затем добавляли изоцианатное клеящее вещество типа, который применяют в промышленности изготовления материалов на основе дерева. Компоненты тщательно смешивали друг с другом. Для сравнения, изготавливали клеящую композицию, содержащую смесь изоцианата и мочевинной смолы, без добавление полиола. Как проиллюстрировано в таблице 1 ниже, добавление полиола в небольших количествах приводит к уменьшению фазообразования в смеси. Тенденция к образованию фаз в случае с повышенным содержанием полиола значительно понижается, как представлено на фигуре 1. Фигура 1 демонстрирует образцы представленные в таблице 1, после смешивания.
Можно было также неожиданно наблюдать, что отверждение смеси происходило намного быстрее в присутствие полиольного компонента.
1. Состав для комбинированной клеящей композиции с компонентом, образованным из I) по меньшей мере одной аминосмолы, которая представляет собой продукт конденсации альдегида с соединением из группы мочевины, меламина, бензогуанамина, гликолурила, ацетогуанамина, биурета, или их смесями, и II) по меньшей мере одного полимера простого эфира, который содержит по меньшей мере одно звено этиленоксида или звено пропиленоксида и по меньшей мере одну изоцианатную реактивно-способную группу, выбранную из группы, которая включает гидроксил, амино, эпокси, и тиол, при этом указанный компонент представлен с I) и II) в виде смеси, и по меньшей мере с одним дополнительным компонентом, содержащим дополнительное клеящее вещество.
2. Состав для комбинированной клеящей композиции по п. 1, где полимер простого эфира представляет собой полиол, в частности полиалкиленгликоль, олигомерный глицерол, или олиго- или полисахарид, в частности, где полиол представлен общей формулой (I):
где R1 в каждом случае независимо выбирают из Н, ОН, OR4, или C(O)-R5, где
R4 в каждом случае независимо выбирают из водорода или группы C1-С6 алкила;
R5 в каждом случае независимо выбирают из водорода, ОН, OR4, или N(R4)2;
R2 и R3 выбирают независимо друг от друга из водорода или углеводорода, которые могут содержать гетероатомы;
x в каждом случае независимо представляет собой целое число от 1 до 10;
n представляет собой целое число от 1 до 30;
в частности, полиол представляет собой полиэтиленгликоль или полипропиленгликоль, которые имеют средние молекулярные массы, которые составляют 62-4000 г/моль.
3. Состав для комбинированной клеящей композиции по любому из пп. 1 и 2, где количество полимера простого эфира, из расчета аминосмолы, находится в диапазоне от 0,1 до 20 мас.%, как, например, 0,1-15 мас.%, предпочтительно 1-10 мас.%.
4. Состав для комбинированной клеящей композиции по п. 1 или 2, где аминосмола представляет собой мочевинную смолу, в частности мочевинную смолу, выбранную из мочевино-формальдегидной смолы, меламино-мочевино-формальдегидной смолы, меламино-мочевино-феноло-формальдегидной смолы, белково-фенольных смол, полиакрилатов, свободных от формальдегида смол на основе полимеризованных акрилатов, или их смесей.
5. Состав для комбинированной клеящей композиции по п. 1 или 2, по меньшей мере с одним дополнительным компонентом, содержащим дополнительное клеящее вещество, причем дополнительное клеящее вещество представляет собой клеящее вещество на основе изоцианатов.
6. Состав для комбинированной клеящей композиции по п. 1, состоящий из первого компонента, содержащего по меньшей мере одну аминосмолу, смешанную по меньшей мере с одним полимером простого эфира, как установлено в любом из пп. 1-4, и второго компонента, который представляет собой клеящее вещество на основе изоцианатов.
7. Состав для комбинированной клеящей композиции по п. 5, где по меньшей мере один изоцианат выбирают из группы, состоящей из гексаметилендиизоцианата, м- и п-фенилендиизоцианата, толилен-2,4- и толилен-2,6-диизоцианата, дифенилметандиизоцианата в виде 2,4', 2,2', и 4,4' изомеров и их смесей, смесей дифенилметандиизоцианатов и их олигомеров, хлорфенилен-2,4-диизоцианата, нафтилен-1,5-диизоцианата, дифенилен-4,4'-диизоцианата, 4,4'-диизоцианат-3,3'-диметилфенила, 3-метилдифенилметан 4,4'-диизоцианата, диизоцианата простого дифенилового эфира, циклогексан-2,4- и 2,3-диизоцианата, 1-метилциклогексил-2,4- и 2,6-диизоцианата, бис(изоцианатоциклогексил)метана, 2,4,6-триизоцианатотолуола, простого 2,4,4-триизоцианатодифенилового эфира, изофорондиизоцианата, бутилендиизоцианата, триметилгексаметилендиизоцианата, изоцианатометил-1,8-октандиизоцианата, тетраметилксилолдиизоцианата, 1,4-циклогександиизоцианата, толуолдиизоцианата, и их смесей.
8. Состав для комбинированной клеящей композиции по любому из пп. 1, 2, 6, 7, где количество аминосмолы составляет по меньшей мере 30 мас.%, из расчета 100 мас.% всего состава.
9. Состав для комбинированной клеящей композиции по п. 6 или 7, где по меньшей мере один изоцианат присутствует в количестве, которое составляет по меньшей мере 0,5 мас.%, предпочтительно по меньшей мере 10 мас.%, из расчета 100 мас.% всего состава.
10. Комбинированная клеящая композиция, содержащая состав по любому из пп. 1-9, которую получают посредством смешивания компонента, как определено в пп. 1-4, с дополнительным компонентом, как определено в пп. 1, 5 или 7.
11. Применение состава по любому из пп. 1-9 для изготовления материалов на основе дерева, в частности плит ОСП, древесно-волокнистых плит, или древесно-стружечных плит.
12. Применение комбинированной клеящей композиции по п. 10 для изготовления материалов на основе дерева, в частности плит ОСП, древесно-волокнистых плит, или древесно-стружечных плит.
13. Применение полимера простого эфира, определенного в соответствии с любым из пп. 1-3, в комбинированной клеящей композиции, где полимер простого эфира смешивают на первой стадии с аминосмолой, для улучшения смешиваемости аминосмол с другими клеящими веществами, которые затем добавляют к комбинированной клеящей композиции.
14. Способ изготовления материалов на основе дерева из лигноцеллюлозных продуктов измельчения, в частности изготовления плит ОСП, древесно-волокнистых плит, или древесно-стружечных плит, содержащий следующие стадии:
а) контактирование лигноцеллюлозных продуктов измельчения с составом для комбинированной клеящей композиции по любому из пп. 1-9 или комбинированной клеящей композицией по п. 10;
б) прессование смеси стадии а) с термической обработкой.
15. Способ по п. 14, отличающийся тем, что компоненты состава или комбинированной клеящей композиции, содержащей в качестве первой композиции смесь аминосмолы и полимера простого эфира и необязательно, в качестве второй композиции, другое клеящее вещество, в частности клеящее вещество на основе изоцианата, дозируют на стадии а) в лигноцеллюлозные продукты измельчения, в частности комбинированную клеящую композицию применяют с помощью продувного трубопровода, смесителя, или змеевика.
16. Материал на основе дерева, содержащий комбинированную клеящую композицию по п. 10, и/или который получают посредством способа по любому из пп. 14 и 15, предпочтительно в виде древесно-волокнистых плит, в частности ДВП повышенной плотности и ДВП средней плотности, или в виде плит ОСП.
17. Способ изготовления комбинированных клеящих композиций, содержащих аминосмолу, которая представляет собой продукт конденсации альдегида с соединением из группы мочевины, меламина, бензогуанамина, гликолурила, ацетогуанамина, биурета, или их смесями, и дополнительное клеящее вещество, в частности изоцианаты, содержащий стадию смешивания аминосмолы с полимером простого эфира, как определено в любом из пп. 1-3, и затем смешивание указанной получаемой в результате смеси аминосмолы/полимера простого эфира с дополнительным клеящим веществом.
18. Способ по п. 17, в котором изготавливают комбинированную клеящую композицию из смеси, содержащей аминосмолу и полимер простого эфира, а также изоцианат, где на первой стадии используют аминосмолу, как определено в п. 1, смешивают с полимером простого эфира, как определено в любом из пп. 1-3, и затем указанную смесь аминосмолы и полимера простого эфира смешивают с изоцианатом, как определено в любом из пп. 5 и 7.
