CN102812064B - 木质纤维产品的制备 - Google Patents

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Abstract

一种制备聚亚甲基二苯基二异氰酸酯-聚二烷基硅氧烷树脂的方法，所述方法是通过在25℃至100℃之间的温度下，任选地在溶剂的存在下，以使得按重量计(i)和(ii)的总重量的1％至99％是组分(ii)的量来混合：(i)聚亚甲基二苯基二异氰酸酯与(ii)聚二烷基硅氧烷，所述聚二烷基硅氧烷选自具有25℃下从5至500000cSt的粘度的羟基烷基二烷基封端的聚二烷基硅氧烷或者具有25℃下从5至500000cSt的粘度的(羟基烷氧基)烷基二烷基封端的聚二烷基硅氧烷；且然后，如果存在溶剂则提取所述溶剂。

Description

木质纤维产品的制备
本发明大体涉及包括多个木质纤维片和接合剂的木质纤维产品、由其形成的木质纤维复合材料制品，以及形成木质纤维产品和/或木质纤维复合材料制品的方法。
在合适的混合器或类似的装置中混合木质纤维片的过程中，通常通过将木质纤维片与接合剂共混或用接合剂喷涂木质纤维片来生产木质纤维复合材料制品诸如定向刨花板(OSB)、定向刨花方材(oriented strandlumber)(OSL)、木屑板(PB)、重组木、农业纤维板(agrifiber board)、硬纸板、刨花板及纤维板例如中密度纤维板(MDF)。初始混合后制备出接合剂/木质纤维片的混合物，其中木质纤维片通常涂布由接合剂。之后，这种得到的混合物被形成为可适合地描述为松散结合的底板(platter)的产品。然后，在从约100℃至约250℃的温度下，任选地在蒸汽(其可作为过程的一部分被引入或者由从松散结合的底板中的木质纤维片中提取出来的水分产生)的存在下压缩这种松散结合的板。利用压缩步骤以固定接合剂并以致密的形式(即，板或平板(panel)或类似物的形式)将木质纤维片结合在一起。
以上过程中使用的木质纤维片可以是碎片、刨花、丝条、平纹棉麻织物、圆片、纤维、锯屑、甘蔗渣、稻草和木丝的形式。在包含在其中的木质纤维片的尺寸相对较大的情况下(例如从2至20cm)，通过该过程生产的“工程木材”的总括之下的木质纤维复合材料制品是本领域中已知的。工程木材以多种名称制造，为了举例，包括，华夫刨花板、刨花层积材(laminated strand lumber)、OSB、OSL、重组木、平行胶合材(parallel strandlumber)，及单板层积材(laminated veneer lumber)。
较小的木质纤维片诸如，例如，锯屑及类似物被用于制备例如木屑板和不同类型的纤维板诸如MDF，并且重组木是具有约2至10mm的范围的平均直径和几英寸长度的薄的、长的且不规则的木片。
由于切割木料(lumber)的合适大小的树干日益缺乏，因此开采工程木材。这种工程木材可具有有利的物理性质诸如强度和稳定性。工程木材的另一个优势是其可由通过加工其它木材和木质纤维材料而产生的废料制成。这从回收过程中产生了功效并且节能，而且节省填埋空间。
接合剂可包括多种替换物，为了举例，包括苯酚甲醛(PF)树脂、尿素甲醛(UF)树脂、三聚氰胺-甲醛树脂、间苯二酚甲醛树脂、异氰酸酯/聚氨酯树脂、聚(醋酸乙烯酯)(PVA)、聚亚甲基二苯基二异氰酸酯(polymeric methylene diphenyl diisocyanate)(pMDI)及类似物。
基于异氰酸酯的接合剂是商业上期望的，因为它们具有低吸水性、高胶粘性和粘合强度、剂型灵活性、对固化温度和速率的通用性、极好的结构性能、与具有高含水量的木质纤维材料结合的能力，并且重要地是零甲醛排放。为了改善所得到的复合材料制品的强度的目的，聚亚甲基二苯基二异氰酸酯(即，聚合的MDI或pMDI)被广泛用于处理木质纤维材料。
通常，这种处理包括将异氰酸酯涂布(apply)到木质纤维材料并通过例如施加热和压力或在室温下使异氰酸酯固化。虽然可以使pMDI在周围条件下固化，但是在一些情况下残留的异氰酸酯(NCO)基团在处理的制品上保留几星期或甚至几个月。这也是已知的，但是从环境角度来看，为了这样的目的而利用甲苯二异氰酸酯(TDI)通常是不可接受的。
在包括定向刨花板(OSB)的基于木材的复合材料的制造中聚亚甲基二苯基二异氰酸酯(pMDI)已被用作结构粘合剂。与其它木材结构粘合剂诸如苯酚甲醛(PF)树脂相比，pMDI树脂具有较低的极性和粘度，并且即使在高水平的水的存在下也可在较低的温度下充分地固化。这些优良的性质使pMDI树脂快速地渗透到多孔的木材结构中并在热压过程中形成牢固的胶层(bondline)。然而，当仅由成本有效的加载量程度的树脂制成的复合材料暴露于液态水时，其缺乏足够的防水性和尺寸稳定性。为了改善防水性和尺寸稳定性，在复合材料的制造中，将蜡作为疏水性成分与树脂一起加入。例如，当用3wt％的pMDI和1.5wt％的蜡处理木片时制得具有良好的防水性和尺寸稳定性的OSB。
这些产品的一个显著的问题是，由于其多孔的结构使这些工程木材材料经受高的吸水性而导致不可接受的溶胀。当被暴露于水分或液态水时，板将溶胀而引起美学问题和结构问题，可见的是，例如，边缘处增加的厚度，板的表面粗糙，以及强烈降低的机械强度，等等。
通常，将蜡加到木质纤维复合材料制品中以在暴露于液态水和/或水蒸气时提供防水性并降低木质纤维复合材料制品的溶胀。利用了多种蜡。实例包括精炼石蜡或未精炼石蜡(其可以是熔体或乳化的悬浮液)。未精炼石蜡(通常被称为疏松石蜡)由于其相对低的成本而被用于OSB和MDF的生产。它们通常是高熔点烃类的未精致的混合物，主要是含有相当高百分比的油的标准直链型的未精致的混合物，并且通常通过从高沸点蒸馏物或残油(residual oils)中过滤而获得。在制造过程中将选择的蜡加到木质纤维复合材料制品中，并将其用于覆盖木质纤维复合材料制品中所存在的亲水性表面，从而对制品提供一定程度的防水性并通过阻滞水的吸收而降低木质纤维复合材料制品的溶胀。然而，特别是在延长暴露于水的过程中，含蜡的板显示出不可接受程度的吸水性，导致应用中的美学问题或结构问题。
关于这些蜡的另一个问题是，由于用于其生产的原料的变化性而使其质量可能随着组合物的变化而不可接受地变化。用户对这种蜡的额外的关注是可用性，因为至少部分地由于催化剂等等的改进，现代的精炼厂生产出比历史上明显少的蜡。
而且，通常为此目的而选择的蜡对应用于木质纤维复合材料制品中的其它组分基本上是惰性的，并且这样与应用于木质纤维复合材料制品中的其它组分不发生反应。这表明所选择的蜡没有增强例如木质纤维复合材料制品的内部结合(IB)强度，并且在一些情况下实际上可以降低这种强度。类似地，在施加压力和热之前蜡没有促使木质纤维复合材料制品保持在一起，即，虽然是松散结合的底板的形式，但是产品是块或“配料(furnish)”的形式，如本领域中所理解的。而且，在制造木质纤维复合材料制品诸如以上所描述的那些的过程中，例如在挤压过程中或在蒸汽注射过程中需要高温，这可导致蜡从木质纤维复合材料制品中升华和/或蒸发。蜡从木质纤维复合材料制品中的这种损失可引起很多问题。例如，随着蜡积累并沉积在装置(equipment)的表面上，蜡的积累可造成可能的火灾。蜡衍生的蒸气也可促使在制造设施中产生烃的烟雾(haze)。另外，不但由于木质纤维复合材料制品中的蜡的物理损失(例如按重量计50％以上)，而且由于维持用于制造木质纤维复合材料制品的制造装置(apparatus)和周围区域的清洁、安全以及保管成本(housekeeping costs)而使得制造成本增加。
聚二甲基硅氧烷(PDMS)因其优良的疏水性而众所周知，并且被用作后处理浸渍以改善木材制品的疏水性。JP2004142155A也公开了在热压木材复合材料之后PDMS用于改善模具释放能力的用途。然而，这种材料没有作为用于改善OSB的防水性和尺寸稳定性的附加的疏水物被用于OSB的制造中。与蜡相比，PDMS具有期望的较高的疏水性和润湿能力，但具有不期望的较高的透水性。PDMS的高的透水性可使PDMS处理的OSB产生有问题的防水性。虽然PDMS的透水性可通过增加PDMS交联度或将烷基结合到PDMS中而降低，但是这些改良通常对PDMS的疏水性和润湿能力是不利的。为了影响(leverage)用于OSB应用的PDMS的期望的性能并改善不期望的性能，认为应使用pMDI和PDMS混合树脂，其中PDMS通过稳定的共价化学键连接到pMDI。
EP230666A2描述了由pMDI、硅酮聚甲醇(polycarbinol)和多元醇制备聚氨酯预聚物的方法，以及该预聚物用于制备共聚物网状物的用途。EP679670Al声明了包括有机芳族异氰酸酯及用第二羟基官能化的甲醇聚硅氧烷的组合物，以及该组合物在可作热压成形的层压制件中的用途。WO2008088733A2描述了广泛范围的包括pMDI-PDMS复合树脂的异氰酸酯硅酮共聚物。异氰酸酯预聚物在优选的异氰酸酯材料之中，其已被用于接合剂组合物以解决多种加工问题，特别是减小对压板的粘合以及用于降低异氰酸酯的反应性。
适合用于当前的木质纤维片例如OSB的制造过程中以制备例如木质纤维复合材料制品的pMDI-PDMS复合树脂应具备以下这些基本特征：
1)是可喷涂的(sprayable)，以便复合树脂可以以小于5wt％的加载量均匀地涂覆在小木块例如碎片上。复合树脂的粘度优选地是在25℃下大约1000cSt或更小，或者与pMDI树脂的粘度近似。
2)在热压过程中是可固化的，以便PDMS可被固定在成形的板的每个木片上。复合树脂应包含足够的用于交联的异氰酸酯基团。
3)是稳定的。复合树脂不应经受组成或流变改变以便在合理的时间段内保持一致的性能。
4)与基准pMDI和蜡的组合相比是成本有效的。
文献中所报道的pMDI-PDMS复合树脂没有一个满足全部这些标准。EP230666A2和EP679670Al中公开的聚氨酯预聚物由于高粘度而不适合于喷涂。WO2008088733A2中描述的异氰酸酯硅酮共聚物由脂族异氰酸酯制得，其不具有期望的固化速率。为了合成这种pMDI-PDMS复合树脂，评价了硅烷醇、氨基或甲醇官能的PDMS。大部分产品具有凝胶形成、相分离或高粘度(难以喷涂)的问题。
根据本发明，提供了通过以下制备聚亚甲基二苯基二异氰酸酯-聚二烷基硅氧烷树脂的方法，即在25℃至100℃之间的温度下，任选地在溶剂的存在下，以使得按重量计(i)和(ii)的总重量的1％至99％是组分(ii)的量来混合：
(i)聚亚甲基二苯基二异氰酸酯与
(ii)聚二烷基硅氧烷，所述聚二烷基硅氧烷选自具有25℃下从5至500000cSt的粘度的羟基烷基二烷基封端的聚二烷基硅氧烷或者具有25℃下从5至500000cSt的粘度的(羟基烷氧基)烷基二烷基封端的聚二烷基硅氧烷；且然后，如果存在溶剂则提取所述溶剂。
所有粘度测量均利用校准的Cannon粘度计在25℃下测量(除非另外表面)。
此外，根据本发明，提供了聚亚甲基二苯基二异氰酸酯-聚二烷基硅氧烷树脂，所述聚亚甲基二苯基二异氰酸酯-聚二烷基硅氧烷树脂可通过以下过程来获得：在25℃至100℃之间的温度下，任选地在溶剂的存在下，以使得按重量计(i)和(ii)的总重量的1％至99％，可选择地20％至60％是组分(ii)的量来混合：
(i)聚亚甲基二苯基二异氰酸酯与
(ii)聚二烷基硅氧烷，所述聚二烷基硅氧烷选自具有25℃下从5至500000cSt的粘度的羟基烷基二烷基封端的聚二烷基硅氧烷或者具有25℃下从5至500000cSt的粘度的(羟基烷氧基)烷基二烷基封端的聚二烷基硅氧烷，且然后，如果存在溶剂则提取溶剂。
根据本发明，提供了以下组分的反应产物：
(i)聚亚甲基二苯基二异氰酸酯，及
(ii)聚二烷基硅氧烷，所述聚二烷基硅氧烷选自具有25℃下从5至500000cSt的粘度的羟基烷基二烷基封端的聚二烷基硅氧烷或者具有25℃下从5至500000cSt的粘度的(羟基烷氧基)烷基二烷基封端的聚二烷基硅氧烷，其中反应混合物所含有的按重量计(i)和(ii)的总重量的1％至99％，可选择地20％至60％是组分(ii)。
聚亚甲基二苯基二异氰酸酯(i)优选地具有如下一般结构：
其中n的平均值是从0至10。
如前所述，虽然按重量计(i)和(ii)的总重量的1至99％，可选择地20至60％是组分(ii)，但是优选地是，聚亚甲基二苯基二异氰酸酯(i)以40至80重量％的量存在，优选地是过量的，即，以大于(i)和(ii)的总重量的50％的量存在，即，最优选地是在50至80％的范围内。
聚二烷基硅氧烷(ii)选自具有25℃下从5至500000cSt的粘度的羟基烷基二烷基封端的聚二烷基硅氧烷或者具有25℃下从5至500000cSt的粘度的(羟基烷氧基)烷基二烷基封端的聚二烷基硅氧烷。
羟基烷基二烷基封端的聚二烷基硅氧烷可包括任何合适的羟基烷基，例如，2-羟基乙基、3-羟基丙基或4-羟基丁基。羟基烷基二烷基封端的聚二烷基硅氧烷具有25℃下从5至500000cSt的粘度，可选择地具有25℃下从5至10000cSt的粘度，可选择地具有25℃下从5至1500cSt的粘度。一种羟基烷基二烷基封端的聚二烷基硅氧烷是具有25℃下从5至500000cSt的粘度，可选择地具有25℃下从5至10000cSt的粘度，可选择地具有25℃下从5至1500cSt的粘度的3-羟基丙基二烷基封端的聚二烷基硅氧烷。在羟基烷基二烷基封端的聚二烷基硅氧烷中每个烷基可以是相同的或不同的，但是含有1至8个之间的碳原子，并可以是直链的或支链的，诸如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、戊基、己基、庚基或辛基。通常，大部分烷基且优选地全部烷基是甲基，并且，这样3-羟基丙基二烷基封端的聚二烷基硅氧烷可具有通式：
其中m是使粘度在以上指定范围内的数。优选地，m的值在0和500之间，可选择地m的值在0和50之间，可选择地m的值在1和25之间，可选择地m的值在5和15之间。
(i)和羟基烷基二烷基封端的聚二烷基硅氧烷诸如3-羟基丙基二烷基封端的聚二甲基硅氧烷之间的反应的最终产物是树脂，并且这是很复杂的结构，但是认为，一般的聚合物结构将包括以下结构：
其中n和m如以上所描述。
具有25℃下从5至500000cSt的粘度的(羟基烷氧基)烷基二烷基封端的聚二烷基硅氧烷可包括任何合适的(羟基烷氧基)烷基，例如，可选自2-(羟基乙氧基)烷基、(3-羟基丙氧基)烷基、(2-羟基异丙氧基)烷基、(4-羟基丁氧基)烷基、(5-羟基戊氧基)和(6-羟基己氧基)烷基。(羟基烷氧基)烷基二烷基封端的聚二烷基硅氧烷具有25℃下从5至500000cSt的粘度，可选择地具有25℃下从5至10000cSt的粘度，可选择地具有25℃下从5至1500cSt的粘度。优选的实例是3-(2-羟基乙氧基)丙基二烷基封端的聚二烷基硅氧烷，其具有25℃下从5至500000cSt的粘度，可选择地具有25℃下从5至10000cSt的粘度，可选择地具有25℃下从5至1500cSt的粘度。在(羟基烷氧基)烷基二烷基封端的聚二烷基硅氧烷中每个烷基含有1至8个之间的碳原子，并可以是直链的或支链的，诸如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、戊基、己基、庚基或辛基。通常，大部分烷基且优选地全部烷基是甲基，并且，这样3-(2-羟基乙氧基)丙基二烷基封端的聚二烷基硅氧烷可具有通式：
其中z是使粘度在以上指定范围内的数。优选地，z的值在0和500之间，可选择地z的值在0和50之间，可选择地z的值在1和25之间，可选择地z的值在5和15之间。
(i)和(羟基烷氧基)烷基二烷基封端的聚二烷基硅氧烷诸如3-(2-羟基乙氧基)丙基二烷基封端的聚二甲基硅氧烷之间的反应的最终产物是树脂，并且这是很复杂的结构，但认为是与上段中类似的一般的聚合物结构，其中n和z如以上所述。
可利用任何合适的溶剂。优选地，溶剂是反应的两种组分在其中可混溶的溶剂。实例包括，例如，苯、甲苯、二甲苯、四氢呋喃(THF)和丙酮。
优选地，制备聚亚甲基二苯基二异氰酸酯-聚二烷基硅氧烷树脂的方法在室温(即从25℃至100℃)以上的温度下进行，例如在50℃和100℃之间的温度下，可选择地在60℃和80℃之间的温度下进行。可利用任何合适的过程。在一个优选的方法中，将组分(i)与溶剂(例如，甲苯)混合并加热至50℃和100℃之间的温度，然后引入组分(ii)在相同溶剂中的溶液，并且在除去溶剂和回收反应产物之前将反应混合物搅动(例如，搅拌)预定的时间段，例如，5分钟至2小时，可选择地在15分钟和1.5小时之间。通常，已发现，以上所描述和制备的聚亚甲基二苯基二异氰酸酯-聚二烷基硅氧烷树脂是均匀且稳定的产物，其具有适合用于喷涂操作(诸如，如以下将讨论的，在涂覆木质纤维片以形成复合材料产品的情况下)的粘度，例如在25℃下从5至10000cSt的粘度，可选择地在25℃下从5至1500cSt的粘度。然而，还认为，树脂可通过引入pMDI并将其与更加粘稠的有机聚硅氧烷(即，具有25℃下最多至500000cSt的粘度的有机聚硅氧烷)共混来制备。
溶剂可通过任何合适的方法来除去，但是优选地在完成后通过真空汽提从反应混合物中除去。
根据本发明制备的pMDI-PDMS复合树脂优选地具有以下性能：
1)可喷涂的，以便复合树脂可以以小于5wt％的加载量均匀地涂覆在木片上。复合树脂的粘度在25℃下在5和10000cSt之间，可选择地在25℃下在5和2000cSt之间，可选择地在25℃下在5和1500cSt之间，可选择地在25℃下在200和1500cSt之间。
2)在热压过程中是可固化的，以便PDMS可被固定在成形的板中的每一个木质纤维片上，复合树脂包含足够的用于交联的异氰酸酯基团。
3)稳定的。复合树脂未显示出经受组成或流变改变，且因此具有在至少3个月内保持一致的性能的能力，并且
4)与基准pMDI和蜡的组合相比是成本有效的。
所得到的产品可被用于多种应用，包括，例如，硬质泡沫或软质泡沫、粘合剂、密封剂、微孔产品、浇注弹性体、热塑性弹性体、表面涂层和纤维。然而，用作粉刷(render)木质纤维复合材料制品诸如定向刨花板(OSB)、定向刨花方材(OSL)、木屑板(PB)、重组木、农业纤维板、硬纸板、刨花板及纤维板例如中密度纤维板(MDF)的添加剂，特别优选地使用疏水性的。
根据本发明，提供了包括以下组分的木质纤维复合材料组合物：
a)木质纤维片
b)接合剂
c)如以上所描述的聚亚甲基二苯基二异氰酸酯-聚二烷基硅氧烷树脂，及任选地
d)蜡。
在本发明的另一个实施方案中，提供了制备包括以下组分的木质纤维复合材料产品的方法：
a)木质纤维片
b)接合剂
c)如以上所描述可获得的聚亚甲基二苯基二异氰酸酯-聚二烷基硅氧烷树脂，及任选地
d)蜡
所述方法包括如下步骤：将接合剂(b)和组分(c)引入木质纤维片(a)的容器中，任选地加入合适的交联剂，由其形成部分粘附的块(partiallyadhered mass)，并将所述块热压成木质纤维复合材料产品。
在本发明的另一个实施方案中，提供了从包括以下组分的组合物中可获得的木质纤维复合材料产品：
a)木质纤维片
b)接合剂
c)如以上所描述可获得的聚亚甲基二苯基二异氰酸酯-聚二烷基硅氧烷树脂；及任选地
d)蜡
所述方法包括如下步骤：将接合剂(b)及组分(c)和组分(d)引入木质纤维片(a)的容器中，任选地加入合适的交联剂，由其形成部分粘附的块，并将所述块热压成木质纤维复合材料产品。
木质纤维片(a)可以是碎片、刨花、丝条、平纹棉麻织物、圆片、纤维、锯屑、甘蔗渣、稻草和木丝的形式。优选地，木质纤维片(a)将以从总的木质纤维复合材料组合物的70至99重量(wt)％的量存在。
有机接合剂(b)可以是任何合适的接合剂，但是优选地选自苯酚甲醛(PF)树脂、尿素甲醛(UF)树脂、三聚氰胺-甲醛树脂、间苯二酚甲醛树脂、异氰酸酯/聚氨酯树脂、聚(醋酸乙烯酯)(PVA)、聚亚甲基二苯基二异氰酸酯(pMDI)及类似物，但优选地是pMDI。优选地，有机接合剂(b)将以从总的木质纤维复合材料组合物的0.1至30wt％的量存在。应理解，当就％wt讨论总的木质纤维复合材料组合物时，总的组合物的重量将一直是100％。
蜡，例如全精炼石蜡或半精炼石蜡即疏松石蜡可以以低水平存在，例如可以以按重量计最多至组合物的3％，可选择地按重量计最多至组合物的1.5％，可选择地按重量计最多至组合物的1％，可选择地按重量计最多至组合物的0.5％存在于组合物中。可选择地，以上所描述的组合物是不含蜡的，即它们含有按重量计总的木质纤维复合材料组合物的0％的蜡。
显然，应理解，对于根据本发明的所有组合物，按重量计组合物的总量应为按重量计100％，即，存在于组合物中的所有组分的累积量应合计最多至按重量计100％。
任选地，如以上所讨论的，可将交联剂引入复合材料中。可以利用任何合适的交联剂材料，即交联催化剂，但是双(2-二甲基氨基乙基)醚(BDMAEE)是特别优选的。替代物包括N，N，N’，N’，N”-五甲基二亚乙基三胺和其它发泡催化剂。在BDMAEE的情况下，交联催化剂可以水溶液形式被加入。
现将在以下实施例中描绘根据本发明的发明，在所述实施例中所有粘度均在25℃下测量，除非另外表明。：
实施例1选择的pMDI-PDMS复合树脂(含22.2wt％的聚二甲基硅氧烷 (PDMS))的合成
在1L的烧瓶中装载有80.0g的pMDI和80.0g的甲苯，并加热至70℃。向烧瓶中快速加入在搅动下预溶解于22.8g的甲苯中的22.8g的具有下式的3-羟基丙基二甲基封端的聚二甲基硅氧烷的溶液：
其中m等于12。在70℃下30分钟之后，将反应混合物真空汽提以除去甲苯。以96.9％的收率回收了99.6g为几乎澄清的褐色液体的含22.2wt％PDMS的复合树脂。液体具有2050的数均分子量，1.5的多分散度，以及1000cSt的粘度。利用1H NMR确认产物的结构。
利用校准的Cannon粘度计在25℃下测量粘度。利用凝胶渗透色谱法(GPC)测量数均分子量和多分散度。
实施例2另一选择的pMDI-PDMS复合树脂(含55.5wt％的PDMS)的 合成
在500mL的烧瓶中装载有30.0g的pMDI和30.0g的甲苯，并加热至70℃。向烧瓶中快速加入在搅动下预溶解于37.4g的甲苯中的37.4g的具有下式3-(2-羟基乙氧基)丙基二甲基封端的聚二甲基硅氧烷的溶液：
其中z等于18。在70℃下进行30分钟之后，将反应混合物真空汽提以除去甲苯。以98.0％的收率回收了66.1g为几乎澄清的褐色液体的含55.5wt％PDMS的复合树脂。利用1H NMR确认产物的结构。
实施例3利用实施例1的pMDI-PDMS复合树脂来制备OSB板
在滚筒(混合器)中装载有300.0g的木片。在翻滚(即混合)下(即，在滚筒中翻滚木片时)，将1.7g的实施例1中制备的选择的pMDI-PDMS复合树脂、3.0g的含2.5wt％的双(2-二甲基氨基乙基)醚(BDMAEE)的水溶液以及13.3g的pMDI顺序地喷涂到木片上。在第二次和第三次喷涂之间将木片静置10分钟。BDMAEE被用于促进复合树脂的部分交联。处理过的木片具有(基于总的木质纤维复合材料组合物)大约0.12wt％的PDMS加载量和4.9wt％的pMDI加载量。然后，在150℃下在500psi(3447000Pa)的压力下在10分钟内将处理过的木片热压成相等重量的两块OSB板。认为所得到的板具有大约0.12wt％的PDMS。
实施例4成形的OSB板的防水性和尺寸稳定性的测试
将来自实施例3的成形的OSB板修剪成5”×5”大小并放置2天。将修剪的板浸在1”水下24小时。根据ASTM标准1037中的方法23“用于评价基于木材的纤维和颗粒板材料的性能的标准测试方法”在2小时和24小时时测量厚度溶胀和吸水性。由厚度溶胀确定尺寸稳定性。利用ASTM标准1037中的方法23测得的大的厚度溶胀表明低的尺寸稳定性，或者小的厚度溶胀表明高的尺寸稳定性。高的尺寸稳定性(或小的厚度溶胀)是OSB板所期望的。
当选择的含22.2wt％的PDMS的复合树脂被用于处理木片时，具有0.12wt％PDMS的成形的OSB比具有较低或较高的PDMS加载量的其它OSB具有更好的防水性和尺寸稳定性(表1和表2)。可由2小时的水吸收和24小时的水吸收来评价防水性。可由24小时的ETS和24小时的边缘+1″溶胀来评价尺寸稳定性。选择的复合树脂的平均2小时的ETS和平均24小时的ETS分别是13％和16％。与基准蜡处理的OSB的分别为8％和17％的平均2小时的ETS和平均24小时的ETS相比，选择的复合树脂给出比蜡更好的24小时的ETS。
表1
由选择的pMDI-PDMS复合树脂所提供的具有(总的木质纤维复合材料组合物的)0.12wt％、0.25wt％和1.1wt％的PDMS加载量的OSB板的水测试结果，在总的木质纤维复合材料组合物的0.12wt％的PDMS加载量时显示出最低的溶胀和吸收。
  总的木质纤维复合材料组合物中的硅酮存在量(wt％)
  0.12   0.25   1.1
2小时ETS (％)   11   11   14
2小时边缘+1”溶胀(％)   6   6   10
24小时ETS (％)   14   16   20
24小时边缘+1”溶胀(％)   13   14   21
2小时水吸收(％)   14   14   23
24小时水吸收(％)   38   39   58
表2
由选择的pMDI-PDMS复合树脂所提供的具有0.12wt％、0.06wt％和0wt％的PDMS加载量的OSB板的水测试结果，在0.12wt％的PDMS加载量时显示出最低的溶胀和吸收。
  总的木质纤维复合材料组合物中的硅酮存在量(wt％)
  0.12   0.06   0.0
2小时ETS (％)   13   16   21
2小时边缘+1”溶胀(％)   7   10   18
24小时ETS (％)   17   21   22
24小时边缘+1”溶胀(％)   17   21   21
2小时水吸收(％)   23   27   75
24小时水吸收(％)   63   76   95

Claims (17)

1.聚亚甲基二苯基二异氰酸酯-聚二烷基硅氧烷树脂作为木质纤维复合材料组合物和/或产品中的疏水剂的用途，其中所述聚亚甲基二苯基二异氰酸酯-聚二烷基硅氧烷树脂作为以下组分的反应产物而被形成：
(i)聚亚甲基二苯基二异氰酸酯，及
(ii)聚二烷基硅氧烷，所述聚二烷基硅氧烷选自具有25℃时从5至500000cSt的粘度的羟基烷基二烷基封端的聚二烷基硅氧烷或者具有25℃时从5至500000cSt的粘度的(羟基烷氧基)烷基二烷基封端的聚二烷基硅氧烷，其中反应混合物含有按重量计(i)和(ii)的总重量的1重量％至99重量％的组分(ii)。
2.根据权利要求1所述的用途，其中组分(i)以(i)和(ii)的总重量的40％至80％的量存在。
3.根据权利要求1或2所述的用途，其中所述羟基烷基二烷基封端的聚二烷基硅氧烷中的羟基烷基选自2-羟基乙基、3-羟基丙基或4-羟基丁基。
4.根据权利要求1或2所述的用途，其中所述羟基烷基二烷基封端的聚二烷基硅氧烷是具有以下通式的3-羟基丙基二甲基封端的聚二甲基硅氧烷：
其中m是在0和500之间的值。
5.根据权利要求1所述的用途，其中所述(羟基烷氧基)烷基二烷基封端的聚二烷基硅氧烷中的(羟基烷氧基)烷基选自2-(羟基乙氧基)烷基、(3-羟基丙氧基)烷基、(2-羟基异丙氧基)烷基、(4-羟基丁氧基)烷基、(5-羟基戊氧基)和(6-羟基己氧基)烷基。
6.根据权利要求5所述的用途，其中所述(羟基烷氧基)烷基二烷基封端的聚二烷基硅氧烷是具有以下通式的3-(2-羟基乙氧基)丙基二甲基封端的聚二甲基硅氧烷：
其中z是在0和500之间的值。
7.根据权利要求4或6所述的用途，其中所述m或z的值分别在5和25之间。
8.根据权利要求1所述的用途，其中所述聚亚甲基二苯基二异氰酸酯-聚二烷基硅氧烷树脂是稳定的且可喷涂的。
9.根据权利要求1所述的用途，其中所述木质纤维复合材料组合物包括：
a)木质纤维片
b)接合剂，及
c)按重量计(a)、(b)和(c)的总重量的最多至5％的所述聚亚甲基二苯基二异氰酸酯-聚二烷基硅氧烷树脂。
10.根据权利要求9所述的用途，其中所述木质纤维片(a)选自碎片、刨花、丝条、平纹棉麻织物、圆片、纤维、锯屑、甘蔗渣、稻草和木丝。
11.根据权利要求9所述的用途，其中所述有机接合剂(b)选自苯酚甲醛(PF)树脂、尿素甲醛(UF)树脂、三聚氰胺-甲醛树脂、间苯二酚甲醛树脂、异氰酸酯/聚氨酯树脂、聚(醋酸乙烯酯)(PVA)及聚亚甲基二苯基二异氰酸酯(pMDI)。
12.根据权利要求11所述的用途，其中有机接合剂(b)是pMDI。
13.根据权利要求1所述的用途，其中所述木质纤维复合材料产品选自木屑板(PB)、重组木、硬纸板、刨花板及纤维板。
14.根据权利要求13所述的用途，其中所述纤维板是中密度纤维板(MDF)。
15.根据权利要求1所述的用途，其中所述木质纤维复合材料产品选自定向刨花板(OSB)、定向刨花方材(OSL)和农业纤维板。
16.根据权利要求1所述的用途，其中在所述木质纤维复合材料产品中，存在按重量计0％的蜡。
17.根据权利要求1所述的用途，其中所述聚亚甲基二苯基二异氰酸酯(i)优选地具有以下一般结构
其中n的平均值是从0至10。
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