BR112020016087B1 - Composição adesiva livre de formaldeído, método para produzir compensado, e, compensado - Google Patents

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Abstract

composição adesiva livre de formaldeído, método para produzir compensado, e, compensado. é fornecida uma composição adesiva livre de formaldeído e um compensado obtido pela composição adesiva e o compensado retém desempenhos desejados, tal como resistência à água e trabalhabilidade.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO
[001] A presente divulgação se refere a uma composição adesiva aquosa, em particular uma composição adesiva livre de formaldeído para compensado.
INTRODUÇÃO
[002] Compensado é um material em folha fabricado de camadas finas ou “camadas” de folha de madeira que são coladas juntas com camadas adjacentes. É uma madeira engenheirada da família de painéis à base de madeira que inclui painel de fibra e painel de partículas (aglomerado).
[003] Adesivo é usado para colar camadas de madeira juntas para fabricar compensado. A maioria dos adesivos usados são formulações de cura à base de formaldeído, tal como resina de ureia formaldeído (UF), resina de melamina formaldeído (MF) e resina de fenol formaldeído (PF). Embora existam várias formulações de cura livres de formaldeído (tal como adesivo de emulsão polímero-isocianato (EPI)), elas sofrem de desvantagens significativas, tal como: - Janela de trabalho curta. Reatividade mais alta e velocidade de cura rápida resultam em janela de trabalho curta, isto é, um trabalhador tem que usar um adesivo tão rápido quanto possível, depois de abrir uma embalagem do adesivo. Em certos casos, seria necessário investimento adicional em novos equipamentos e redesenho do processo de trabalho para acomodar essa janela de trabalho tão curta.
[004] - Alto custo. Matérias de poli-isocianato à base de difenilmetano di-isocianato (MDI) ou hexametileno di-isocianato (HDI) são mais caras que as embalagens de adesivos à base de PF/ME/UF.
[005] Recentemente, alguns sistemas de adesivos à base de biomateriais, tal como adesivos à base de farinha ou à base de soja, foram relatados para serem utilizados para compensado, mas eles todos mostram desempenho fraco na trabalhabilidade e resistência à água.
[006] Regulamentos governamentais estão avançando em direção a níveis de emissão de formaldeído permissíveis ainda mais baixos para a indústria de painéis à base de madeira (E0 <=0,5mg/L vs. E1 <=1,5mg/L, em que E0 e E1 se referem ambos ao padrão de emissão de formaldeído na China, GB/T 18102-2007) e o público está se tornando cada vez mais consciente de riscos à saúde decorrentes do formaldeído, tal como irritação, alergia e mesmo câncer e má formação. Atualmente nos EUA, há uma certificação para fabricantes de produtos sem adição de formaldeído (NAF) pelo California Air Resources Board (CARB). Na China, foi recentemente lançado um padrão de associação industrial de painéis compósitos à base de biomateriais e produtos finais sem adição de formaldeído. Portanto, há uma forte necessidade na indústria de painéis à base de madeira de composições adesivas alternativas livres de formaldeído para compensado que tenham desempenhos desejáveis, tal como resistência à água e boa trabalhabilidade.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
[007] A presente divulgação fornece uma nova composição adesiva livre de formaldeído para compensado que tem desempenhos desejáveis, tal como resistência à água e boa trabalhabilidade.
[008] Em um primeiro aspecto, a presente divulgação fornece uma composição adesiva livre de formaldeído compreendendo: (a) uma emulsão aquosa de polímero acrílico; (b) uma ou mais dispersões de compostos de epóxi ou dispersões híbridas acrílico-epóxi; (c) pelo menos um agente de cura de epóxi solúvel em água, emulsificável em água ou dispersível em água selecionado do grupo que consiste em poliaminas, poliamidas, amidoaminas, poliésteres funcionais carboxílicos, poliacrilatos funcionais carboxílicos, anidridos, mercaptanos, polimerocaptanos, amidinas cíclicas e combinações dos mesmos; e (d) uma fase contínua aquosa; em que o referido polímero acrílico tem pelo menos uma unidade estrutural de um ou mais monômeros etilenicamente insaturados transportando pelo menos um grupo de função de solicitação de adesão e o referido polímero acrílico tem uma temperatura de transição vítrea de -40°C a 15°C.
[009] Em um segundo aspecto, a presente divulgação fornece um método para produzir compensado compreendendo: (a) fornecer uma composição adesiva livre de formaldeído de acordo com esta divulgação; (b) fornecer duas ou mais camadas de madeira; (c) aplicar a composição adesiva livre de formaldeído em uma ou duas superfícies das referidas duas ou mais camadas de madeira; (d) empilhar duas ou mais camadas de madeira e prensar as duas ou mais camadas empilhadas de madeira à temperatura ambiente; e (e) prensar as duas ou mais camadas empilhadas de madeira a uma temperatura elevada de 50-200°C.
[0010] Em um terceiro aspecto, a presente divulgação fornece um compensado obtido por uma composição adesiva livre de formaldeído de acordo com a presente divulgação.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
[0011] Como aqui divulgado, o termo “composição”, “formulação” ou “mistura” se refere a uma mistura física de componentes diferentes, que é obtida misturando componentes simplesmente diferentes por um meio físico.
[0012] Como aqui divulgado, o termo “livre de formaldeído” significa que a composição não tem nenhum formaldeído adicionado e/ou nenhum gerador de formaldeído adicionado.
[0013] Como aqui divulgado, o termo “temperatura de transição vítrea” ou “Tg” é determinado por calorimetria de varredura diferencial (DSC).
[0014] Como aqui divulgado, o termo “alquil” ou “alcóxi” se refere a um alquil ou alcóxi tendo 1 a 20 átomos de carbono, preferencialmente 1-10 átomos de carbono, mais preferencialmente 1-6 átomos de carbono.
[0015] A presente divulgação fornece uma nova composição adesiva livre de formaldeído para compensado, embora retendo desempenhos desejáveis, tal como resistência à água e boa trabalhabilidade. A composição adesiva pode ser usada para produzir compensado econômico, sem impactar o processo de fabricação atual. A composição adesiva livre de formaldeído, de acordo com a presente divulgação, também é livre de compostos de poli- isobutileno, polímeros à base de acetato de vinila e polímeros compreendendo 80 por cento ou mais de comonômeros de ácido etilenicamente insaturado.
[0016] A presente divulgação fornece uma composição adesiva livre de formaldeído compreendendo: (a) uma emulsão aquosa de polímero acrílico; (b) uma ou mais dispersões de compostos de epóxi ou dispersões híbridas acrílico-epóxi; (c) pelo menos um agente de cura de epóxi solúvel em água, emulsificável em água ou dispersível em água selecionado do grupo que consiste em poliaminas, poliamidas, amidoaminas, poliésteres funcionais carboxílicos, poliacrilatos funcionais carboxílicos, anidridos, mercaptanos, polimerocaptanos, amidinas cíclicas e combinações dos mesmos; e (d) uma fase contínua aquosa; em que o referido polímero acrílico tem pelo menos uma unidade estrutural de um ou mais monômeros etilenicamente insaturados transportando pelo menos um grupo de função de solicitação de adesão e o referido polímero acrílico tem uma temperatura de transição vítrea de -40°C a 15°C.
[0017] A emulsão aquosa de polímero acrílico pode ser preparada por meio de polimerização de adição de emulsão ou suspensão de radical livre ou por dispersão de um polímero pré-formado sob cisalhamento em um meio aquoso. Monômeros adequados para a preparação do polímero acrílico incluem, mas não estão limitados a, ácido (met)acrílico e (met)acrilatos, tal como alquil (met)acrilatos. Exemplos de alquil (met)acrilatos são, mas não se limitam a, metil acrilato, etil acrilato, butil acrilato, glicidil metacrilato, 2- etilhexil acrilato, metil metacrilato, etil metacrilato, butil metacrilato e 2- etilhexil metacrilato e combinações dos mesmos.
[0018] O polímero acrílico pode ainda compreender unidades estruturais de um ou mais monômeros de estireno. Os monômeros de estireno podem incluir, por exemplo, estireno, estireno substituído ou misturas dos mesmos. O estireno substituído pode incluir, por exemplo, acrilato de benzila, 2-fenoxietil acrilato, butilestireno, metilestireno, p-metoxiestireno ou misturas dos mesmos. O monômero de estireno preferido é estireno. O polímero pode compreender, em peso do polímero, 5% ou mais, 10% ou mais, 15% ou mais, 17% ou mais, 19% ou mais, ou mesmo 21% ou mais e, ao mesmo tempo, 40% ou menos, 35% ou menos, 30% ou menos, 28% ou menos ou mesmo 26% ou menos de unidade(s) estrutural(is) do monômero(s) de estireno.
[0019] O polímero acrílico na presente divulgação pode compreender unidades estruturais de um ou mais monômeros etilenicamente insaturados, portando pelo menos um grupo de função de solicitação de adesão. O grupo de função de solicitação de adesão pode ser selecionado do grupo consistindo em grupos ureído, alcoxissilano (de preferência alcoxissilano hidrolisável), nitrila, hidroxil ou fósforo. O monômero funcional de ureído adequado inclui, por exemplo, grupo ureído contendo ésteres alquílicos de ácido (met)acrílico. Exemplos de monômeros de ureído adequados são ilustrados abaixo ou misturas dos mesmos. Monômeros funcionais de alcoxissilano adequados incluem, por exemplo, viniltrialcoxissilanos, tal como viniltrimetoxissilano; alquilvinildialcoxissilanos; (met)acriloxialquiltrialcoxissilanos, tal como (met)acriloxietiltrimetoxissilano e (met)acriloxipropiltrimetoxissilano; derivados dos mesmos e combinações dos mesmos. Monômero funcional de nitrila adequado inclui, por exemplo, (alquil)acrilonitrila, tal como (met)acrilonitrila. Monômero hidroxil funcional adequado inclui, por exemplo, éster alquílico de ácido (met)acrílico hidroxi funcional, tal como hidroxietil metacrilato e hidroxipropil metacrilato, ou misturas dos mesmos. Monômeros funcionais de fósforo adequados incluem, por exemplo, (met)acrilatos contendo fósforo, tal como (met)acrilato de fosfoetila, (met)acrilato de fosfopropila, (met)acrilato de fosfobutila, sais dos mesmos e misturas dos mesmos; CH2=C(R)-C(O)-O-(RlO)n-P(O)(OH)2, em que R=H ou CH3, R1=alquil e n=2-6, tal como SIPOMER PAM-100, SIPOMER PAM-200 e SIPOMER PAM-300, todos disponíveis de Solvay; (met)acrilatos de fosfoalcóxi, tal como fosfo etileno glicol (met)acrilato, fosfo dietileno glicol (met)acrilato, fosfo trietileno glicol (met)acrilato, fosfo propileno glicol (met)acrilato, fosfo dipropileno glicol (met)acrilato, fosfo tripropileno glicol (met)acrilato, sais dos mesmos e misturas dos mesmos. O polímero acrílico pode compreender, com base no peso do polímero, de 0,1 a 20% em peso, de 0,3% a 10% em peso, de 0,5% a 5% em peso, ou de 1% a 3% em peso de unidades estruturais de unidades estruturais de um ou mais monômeros etilenicamente insaturados carregando pelo menos um grupo funcional.
[0020] O polímero acrílico na presente divulgação pode compreender unidades estruturais de um ou mais monômeros adicionais. Os monômeros adicionais incluem, mas não se limitam a, ácido itacônico ou ácido fumárico; ou um monômero portando um grupo formador de ácido que produz ou é subsequentemente convertível em tal grupo ácido (tal como um hidreto, anidrido (met)acrílico ou anidrido maleico); sal de sódio de ácido p- estirenossulfônico (SSS); acrilamida; ou misturas dos mesmos.
[0021] O polímero acrílico na presente divulgação pode ter um peso molecular médio ponderal de 10.000 a 1.000.000, de 20.000 a 200.000, ou de 40.000 a 150.000. O peso molecular médio ponderal pode ser medido por cromatografia de permeação de gel (GPC) calibrada pelo padrão de poliestireno.
[0022] O polímero acrílico na presente divulgação tem uma temperatura de transição vítrea de -40°C a 15°C, preferencialmente, -40°C a 10°C, mais preferencialmente -40°C a 7°C.
[0023] Em uma modalidade, a emulsão aquosa de polímero acrílico é PRIMALTM EC2848ER, ELASTENETM 2468M, PRIAMLTM AC261p, MAINCOTETM PR-71K, PRIMALTM SF-155, ROBONDTM PS-90, PRIMALTM EC-2540, ELASTENETM 2468, PRIMALTM EC-2949, PRIMALTM EC-4811, PRIMALTM EC-4642 ME, PRIMALTM EC-1791, ROBONDTM L-168, TIANBATM 2012, ELASTENETM 2475 disponíveis de The Dow Chemical Company.
[0024] Na composição adesiva da presente divulgação, o componente (a) compreende 5 a 70%, preferencialmente, 10 a 60%, mais preferencialmente, 20 a 50% em peso da composição, com base nos sólidos da composição.
[0025] Exemplos de compostos epóxi adequados incluem, mas não estão limitados a, resinas epóxi alifáticas, resinas epóxi cicloalifáticas e resinas epóxi aromáticas. Exemplos mais específicos incluem, mas sem limitação, 1,2-propanodiol diglicidl éter, 1,4-butanodiol diglicidil éter, 1,6- hexanodiol diglicidil éter, poli(propileno glicol) diglicidil éter, 1,4-ciclo- hexanodimetílico diglidicil éter, 1,3-ciclo-hexanodimetanol diglicidil éter, 3',4'-epoxiciclo-hexilmetil-3,4-epoxiciclo-hexanocarboxilato, 3,4-epoxiciclo- hexiloxirano, 2-(3',4'-epoxiciclo-hexil)-5,1"-espiro-3", 4"-epoxiciclohexano- 1,3-dioxano, monóxido de vinil ciclo-hexeno, bis(3,4-epoxiciclo-hexilmetil) adipato, o éster diglicidílico do ácido ftálico, o éster diglicidílico do ácido hexa-hidroftálico, éter diglicidílico de bisfenol A (DGEBA), resinas epóxi sólidas à base de DGEBA, resinas fenóxi, o éter diglicidílico de bisfenol F, uma resina novolac epóxi, novolacs epóxi cresol e misturas dos mesmos. De preferência, um método para preparar uma dispersão de composto de epóxi é misturar um composto de epóxi com água para formar uma dispersão de epóxi, em que a dispersão de composto de epóxi compreende partículas de epóxi tendo um tamanho na faixa de 50 nanômetros a 10 mícrons. Em várias modalidades, a mistura ocorre a uma temperatura na faixa de 10°C a 90°C, preferencialmente de 20°C a 60°C e um misturador de alta velocidade ou um homogeneizador é usado. Em várias modalidades, surfactantes podem ser usados na preparação da dispersão de composto de epóxi. Surfactantes adequados incluem, mas não estão limitados a, surfactantes não iônicos, tal como livre de APEO; agentes umectantes não iônicos, tal como copolímeros em bloco de óxido de polialquileno, éteres alquílicos de polioxietileno glicol, éteres alquílicos de glicosídeo, ésteres de ácidos graxos, ésteres alquílicos de glicerol, ésteres alquílicos de sorbitano e éteres de alquilfenol de polioxietileno glicol. Os agentes umectantes não iônicos preferidos incluem agentes umectantes disponíveis comercialmente, tal como o Octilfenol Etoxilato TRITON™ X-405 disponível de The Dow Chemical Company. Se um surfactante for usado, ele geralmente é usado em uma concentração na faixa de 0,5 por cento em peso a 5 por cento em peso. A dispersão de composto de epóxi preferida é XCM-38 disponível de The Dow Chemical Company.
[0026] Exemplos de híbrido acrílico-epóxi adequado incluem, mas sem limitação, aqueles divulgados em WO2017112018A1. Numa modalidade, o híbrido acrílico-epóxi é preparado misturando a dispersão de composto epóxi acima mencionada com uma dispersão de acrilato para formar um látex acrílico/epóxi tendo partículas acrílicas totalmente embebidas com epóxi. Essa mistura tipicamente ocorre a uma temperatura na faixa de 20°C a 80°C, de preferência de 40°C a 60°C. A dispersão de acrilato pode ser preparada por polimerização de adição de emulsão ou suspensão de radical livre ou por dispersão de um polímero pré-formado sob cisalhamento em meio aquoso. Monômeros adequados para a preparação da dispersão de acrilato incluem, mas sem limitação, acrilatos e metacrilatos, tal como, metil acrilato, etil acrilato, butil acrilato, glicidil metacrilato, 2-etilhexil acrilato, metil metacrilato, etil metacrilato, butil metacrilato e 2-etilhexil metacrilato e combinações dos mesmos. O híbrido acrílico-epóxi preferido é o EcogroundTM AEH-2014 disponível de The Dow Chemical Company.
[0027] Na composição adesiva da presente divulgação, o componente (b) compreende 3 a 50%, preferencialmente, 5 a 40%, mais preferencialmente, 10 a 20% em peso da composição, com base nos sólidos da composição.
[0028] A composição adesiva de acordo com a presente divulgação pode ainda compreender um modificador de reologia. O modificador de reologia pode incluir, mas sem limitação, um polímero de uretano não iônico, celulose, polietileno glicol, éter de amido, álcool polivinílico, poli-imida, goma, farinha e misturas dos mesmos. O modificador de reologia pode estar presente, com base no peso de sólidos total da composição adesiva, em uma quantidade geralmente de 0,1 a 5,0% em peso, de 0,2% a 3% em peso ou de 0,5% a 2,0% em peso.
[0029] A composição adesiva de acordo com a presente divulgação pode ainda compreender um ou mais desespumantes. “Desespumantes” no presente documento se referem a aditivos químicos que reduzem e impedem a formação de espuma. Desespumantes podem ser desespumantes à base de silicone, desespumantes à base de óleo mineral, desespumantes à base de óxido de etileno/óxido de propileno ou misturas dos mesmos. Desespumantes adequados comercialmente disponíveis incluem, por exemplo, emulsões de copolímero de poliéter siloxano TEGO Airex 902 W e TEGO Foamex 1488, ambas disponíveis de TEGO, desespumante de silicone BYK-024 disponível de BYK, desespumante NOPCO® NXZ disponível de NOPCO ou misturas dos mesmos. O desespumante pode estar presente, em peso dos sólidos totais da composição adesiva, em uma quantidade de geralmente de 0,1 a 2%, de 0,2% a 1,5% ou de 0,5% a 1,0%.
[0030] A composição adesiva de acordo com a presente divulgação pode ainda compreender um ou mais enchimentos. Os enchimentos podem incluir, mas não se limitam a, carbonato de cálcio, sílica, silicato, gesso, polpa, pó de madeira, pó de farinha e misturas dos mesmos. O material de enchimento pode estar presente, em peso dos sólidos totais da composição adesiva, em uma quantidade geralmente de 1 a 75%, de 10% a 70%, ou de 20% a 60%, ou de 30 a 60%.
[0031] A composição adesiva de acordo com a presente divulgação pode ainda compreender pelo menos um agente de cura de epóxi solúvel em água, emulsificável em água ou dispersível em água. Exemplos de agentes de cura adequados incluem, mas não estão limitados a, poliaminas, poliamidas, amidoaminas, poliésteres funcionais carboxílicos, poliacrilatos funcionais carboxílicos, anidridos, mercaptanos, polimerocaptanos, amidinas cíclicas e combinações dos mesmos. Exemplos mais específicos incluem, mas sem limitação, dietilenotriamina, trietilenotetramina, tetraetilenopentamina, 2,2,4- trimetilhexametilenodiamina, 2,4,4-trimetilhexametilenodiamina, 1,6- hexanodiamina, l-etil-l,3-propanodiamina, bis(3-aminopropil) piperazina, N- aminoetilpiperazina, N,N-bis(3-aminopropil)etilenodiamina, 2,4- toluenediamina, 2,6-toluenediamina, 1,2-diaminociclo-hexano, l,4-diamino- 3,6-dietilciclo-hexano, l,2-diamino-4-etilciclo-hexano, l,4-diamino-3,6- dietilciclo-hexano, 1-ciclo-hexil-3,4-diaminociclo-hexano, isoforona-diamina, norboranodiamina, 4,4’-diaminodiciclo-hexilmetano, 4,4’-diaminodiciclo- hexilmetano, 4,4’-diaminodiciclo-hexil-propano, 2,2-bis(4-aminociclo- hexil)propano, 3,3’-dimetil-4,4’-diaminodiciclo-hexilmetano, 3-amino-l- ciclo-hexano-amino-propano, 1,3- e 1,4-bis(aminometil)ciclo-hexano, m- xililenodiamina, p-xililenodiamina, polioxipropilenodiaminas, poliamidoaminas, e resinas aminoplásticas formadas pela reação de ureias e melaminas com aldeídos. Na composição adesiva da presente divulgação, a quantidade do agente de cura depende da dosagem de epóxi. A razão estequiométrica do hidrogênio ativo do agente de cura para epóxi é de 0,25 a 2, preferencialmente 0,5 a 1,5, mais preferencialmente, 0,8 a 1,2. Geralmente, o agente de cura pode estar presente, em peso dos sólidos totais da composição adesiva, em uma quantidade de 0,5 a 20%, de 1% a 15% ou de 1% a 10% ou de 1 a 8%.
[0032] Além dos componentes descritos acima, a composição adesiva da presente invenção pode compreender adicionalmente qualquer um ou uma combinação dos seguintes aditivos: tampões dispersantes, neutralizantes, umectantes, mildicidas, biocidas, colorantes, agentes de fluxo, reticuladores, antioxidantes, plastificantes, agentes de nivelamento, agentes tixotrópicos, promotores de adesão e veículos de moagem. Numa modalidade, o aditivo é selecionado do grupo que consiste em pré-polímero de silano e isocianato. Quando presentes, esses aditivos podem estar presentes em uma quantidade combinada de 0 a 5% em peso, ou de 0,1% a 3% em peso ou de 0,5% a 1,5% em peso, com base no peso de sólido total da composição adesiva.
[0033] Em um segundo aspecto, a presente divulgação fornece um método para produzir compensado compreendendo: (a) fornecer uma composição adesiva livre de formaldeído de acordo com esta divulgação; (b) fornecer duas ou mais camadas de madeira; (c) aplicar a composição adesiva livre de formaldeído em uma ou duas superfícies das referidas duas ou mais camadas de madeira; (d) empilhar duas ou mais camadas de madeira e prensar as duas ou mais camadas empilhadas de madeira à temperatura ambiente; e (e) prensar as duas ou mais camadas empilhadas de madeira a uma temperatura elevada de 50-200°C.
[0034] O compensado obtido pelo método acima compreende geralmente, não se limitando a, 3 a 11 camadas de madeira, preferencialmente 5 a 9 camadas de madeira, mais preferencialmente 5 a 7 camadas de madeira.
[0035] Na etapa acima (d), a prensagem é realizada a uma pressão preferida de 0,5 a 20MPa, mais preferencialmente 1 a 10MPa, mais preferencialmente 1 a 5MPa.
[0036] Na etapa (d) acima, a prensagem é realizada por 1 a 120 minutos, preferencialmente 10 a 80 minutos, e mais preferencialmente 20 a 40 minutos.
[0037] Na etapa (e) acima, a prensagem é realizada a uma pressão preferida de 0,5 a 20MPa, mais preferencialmente 1 a 10MPa, mais preferencialmente 1 a 5MPa.
[0038] Na etapa (e) acima, a prensagem é realizada a uma temperatura preferida de 60 a 180°C, mais preferencialmente 80 a 150°C, mais preferencialmente 100 a 120°C.
[0039] Na etapa (e) acima, a prensagem é realizada por 1 a 80 minutos, preferencialmente 5 a 40 minutos, e mais preferencialmente 10 a 20 minutos.
[0040] Em um terceiro aspecto, a presente divulgação fornece um compensado obtido por uma composição adesiva livre de formaldeído de acordo com a presente divulgação.
EXEMPLOS
[0041] Algumas modalidades da invenção serão agora descritas nos Exemplos seguintes, em que todas as partes e percentagens são em peso, a menos que especificado de outro modo. Tabela 1. Matérias-primas
Medições de temperatura de transição vítrea
[0042] 10 gramas de emulsão foram colocados em um prato de plástico e deixados secar por 24 horas à temperatura ambiente. O filme resultante foi, então, submetido a 50°C por 48 horas para secar ainda mais o filme. Um pequeno pedaço do filme foi cortado e colocado em uma panela hermética de alumínio padrão da TA Instruments que foi selada. A amostra foi submetida a dois ciclos de -60°C a 100°C a uma taxa de rampa de aquecimento de 10°C/min. A temperatura de transição vítrea para o polímero é medida no ponto médio da inflexão usando o método da meia altura.
Teste de água fervente
[0043] Um dos requisitos mais importantes do compensado é a resistência à água. De acordo com o código Chinês GB/T18259-2009, para compensado de classe I, ele precisa passar no teste de água fervente. Um método de teste detalhado é descrito abaixo, de acordo com o código Chinês GB/T17657-2013: 1) Seis amostras de teste (75 mm*75 mm) foram cortadas da amostra de compensado (300 mm*300 mm). 2) As amostras de teste foram imersas em água fervente por 4 horas. 3) Em seguida, as amostras de teste foram retiradas da água fervente e colocadas em forno (63°C) para secar por 20 horas. 4) Em seguida, as amostras de teste secas foram imersas em água fervente por outras 4 horas. 5) As amostras de teste foram retiradas e colocadas em forno (63°C) para secar por 3 horas. 6) Então, a interface entre diferentes camadas foi cuidadosamente observada. O comprimento de separação de cada camada de cada amostra deve ser inferior a 25 mm.
[0044] Devido à expansão de volume da madeira quando ela absorvia água, isso causaria tensão interna entre as diferentes camadas de madeira. Portanto, o teste de água fervente avalia não apenas o desempenho de resistência à água do adesivo, mas também o desempenho de adesão em condições úmidas. No teste de laboratório, o teste de água fervente foi utilizado para avaliar o desempenho do adesivo.
Exemplo 1: Exemplo de Controle e Exemplos Inventivos
[0045] Emulsão acrílica, dispersão híbrida epóxi ou acrílico-epóxi e água foram misturadas de acordo com a formulação e também foi adicionado desespumante. Foi adicionado enchimento e disperso por agitação. Foi adicionado modificador de reologia para ajustar a viscosidade para em torno de 20.000 cp (Brookfield, 5#, 30rpm). Um agente de cura foi adicionado e disperso por agitação. Aditivo (se houver) pode ser adicionado. A composição adesiva estava pronta para uso. Os componentes acima e suas quantidades foram listados na Tabela 2 abaixo
[0046] A fim de simular a condição na fábrica, a composição adesiva aguardou 4 horas antes para ser aplicada na superfície da camada de madeira. Após 4 horas, o adesivo foi aplicado na camada de madeira (30cm * 30cm). As quantidades de carregamento foram de 200 g/m2. Aqui a madeira era eucalipto, que foi amplamente utilizada no mercado. As camadas de madeira com adesivo foram deixadas por outras 4 horas antes de serem empilhadas camada por camada para prensagem à temperatura ambiente. As camadas de madeira empilhadas (7 camadas) foram retiradas para prensagem à temperatura ambiente por 40 minutos. A pressão estava em torno de 2 MPa. Em seguida, as camadas de madeira empilhadas foram retiradas para prensagem a 110°C. O tempo de prensagem foi de 1 min/mm e a pressão estava em torno de 2MPa. O compensado ficou pronto após prensagem a quente e ele foi deixado por mais 24 horas em temperatura ambiente antes de ele ser testado em água fervente por 4 horas. Os resultados do teste de água fervente do compensado foram listados na Tabela 2 abaixo. Tabela 2. Formulação básica do adesivo e desempenho de resistência à água CE: Exemplo de controle IE: Exemplo inovador
[0047] Nota: o teor de sólido de 2468M é de 50,5%, o teor de sólido de XCM38 é de 64%, o teor de sólido de AEH-2014 é de 50,5%, o teor de sólido de Aradur® 36 BD é de 80%. Os números nos parênteses são o teor de sólido dos materiais na formulação.
[0048] Se a composição adesiva continha emulsão acrílica, o desempenho de resistência à água não era bom o suficiente para passar no teste de água fervente (CE-1). Enquanto a dispersão epóxi ou a dispersão híbrida acrílico-epóxi era adicionada à formulação, as composições adesivas, IE-1 a IE-4, apresentaram boa adesão e bom desempenho de resistência à água. Diferentes agentes de cura de amina poderiam ser adotados, como pentaetilenoheamina e Aradur® 36BD (um agente de cura de amina emulsionável em água). Também foi possível adicionar algum aditivo, tal como silano, que poderia dar melhor desempenho (IE-5 e IE-6).
Exemplo 2
[0049] A amostra do IE-4 foi levada ao Wood Products Quality Test & Inspection Center of State Forestry Administration (Nanjing, China) para avaliar o valor de formaldeído. O valor de formaldeído era indetectável, o que havia provado o conceito de livre de formaldeído.
Exemplo 3
[0050] A fim de ainda estudar o fator de látex acrílico que beneficiaria o desempenho de adesivo, uma série de trabalhos de comparação foi realizada. A formulação do IE-4 foi usada para fazer os trabalhos de comparação. Primeiro, Tg (temperatura de transição vítrea) do látex acrílico foi investigada. Se o látex tinha alta Tg, a formulação perdia sua pegajosidade à temperatura ambiente. Isso causou problema de prensagem a frio que as camadas de madeira não poderiam ser inicialmente coladas juntas. Se o látex tinha Tg muito baixo, a formulação careceria de desempenho de coesão, o que causaria um problema de adesão final. Tabela 3. Avaliação Tg de látex acrílico
Exemplo 4
[0051] Neste exemplo, os monômeros funcionais no látex acrílico também foram cuidadosamente avaliados. Os resultados foram resumidos na Tabela 4 abaixo. A formulação do IE-4 foi usada para fazer os trabalhos de comparação. Com base nos dados abaixo, os monômeros funcionais mostraram um efeito significativo no desempenho final. Com Tg semelhante, quando os látexes possuíam monômeros funcionais, eles apresentavam bom desempenho mecânico. Tabela 4. Avaliação de monômero functional

Claims (8)

1. Composição adesiva livre de formaldeído, caracterizada pelo fato de que compreende: (a) uma emulsão aquosa de polímero acrílico; (b) uma ou mais dispersões de compostos de epóxi ou dispersões híbridas acrílico-epóxi; (c) pelo menos um agente de cura de epóxi solúvel em água, emulsificável em água ou dispersível em água selecionado do grupo que consiste em poliaminas, poliamidas, amidoaminas, poliésteres funcionais carboxílicos, poliacrilatos funcionais carboxílicos, anidridos, mercaptanos, polimerocaptanos, amidinas cíclicas e combinações dos mesmos; e (d) uma fase contínua aquosa; em que o referido polímero acrílico tem pelo menos uma unidade estrutural de um ou mais monômeros etilenicamente insaturados transportando pelo menos um grupo de função de solicitação de adesão e o referido polímero acrílico tem uma temperatura de transição vítrea de -40°C a 15°C, conforme determinado por calorimetria de varredura diferencial, e em que o grupo de função de solicitação de adesão é selecionado do grupo que consiste em grupos ureído, alcoxissilano e fósforo.
2. Composição adesiva de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o polímero acrílico tem uma temperatura de transição vítrea de -40°C a 10°C.
3. Composição adesiva de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que as uma ou mais dispersões de composto de epóxi são selecionadas independentemente do grupo que consiste em dispersões de resina epóxi cicloalifática e dispersões de resina epóxi aromática.
4. Composição adesiva de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que as dispersões híbridas acrílico-epóxi são preparadas misturando dispersão de composto de epóxi com uma dispersão de acrilato para formar um látex acrílico/epóxi tendo partículas acrílicas totalmente embebidas com epóxi.
5. Composição adesiva de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a composição adesiva compreende ainda um ou mais de um enchimento, um desespumante, um modificador de reologia e um aditivo.
6. Composição adesiva de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a composição adesiva compreende os seguintes componentes: 1) 10 a 70% de uma emulsão aquosa de polímero acrílico, 2) 3 a 70% de uma ou mais dispersões de compostos de epóxi ou dispersões híbridas acrílico-epóxi, 3) 0 a 75% de um enchimento, 4) 0,1 a 2% de desespumante, 5) 0,1 a 2% de modificador de reologia, 6) 0,5 a 20% de pelo menos um agente de cura de epóxi solúvel em água, emulsionável em água ou dispersível em água, 7) 0 a 5% de um aditivo, 8) água, as percentagens acima são calculadas com base no peso de sólido total da composição adesiva.
7. Método para produzir compensado, caracterizado pelo fato de que compreende as seguintes etapas: (a) fornecer uma composição adesiva livre de formaldeído conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 5; (b) fornecer duas ou mais camadas de madeira; (c) aplicar a composição adesiva livre de formaldeído em uma ou duas superfícies das referidas duas ou mais camadas de madeira; (d) empilhar duas ou mais camadas de madeira e prensar as duas ou mais camadas empilhadas de madeira à temperatura ambiente; e (e) prensar as duas ou mais camadas empilhadas de madeira a uma temperatura elevada de 50-200°C.
8. Compensado, caracterizado pelo fato de que é obtido por uma composição adesiva livre de formaldeído conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 6.
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