CN103998482A - 调节粘合剂组合物粘性值的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及调节由含乳液的组合物形成的粘合剂材料的粘性值的方法，其中乳液包括水和可乳化的预聚物，和其中可乳化的预聚物是(i)异氰酸酯化合物，(ii)多元醇化合物，和(iii)一元醇化合物的反应产物，该方法包括调节组分(i)对(ii)的反应性基团之比，以实现范围为1-4的粘性值，这通过TACK TEST METHOD来测量。

Description

调节粘合剂组合物粘性值的方法
发明背景
技术领域
本发明一般地涉及调节粘合剂组合物粘性值分布的方法。
背景技术
典型地通过施加粘合剂到多个颗粒上，所述多个颗粒在回转混合器内翻滚，形成混合物，从而制造木质纤维素复合面板，例如“刨花板”。之后，该混合物经历挤压段，所述挤压段利用热和压力固化该混合物，和最终形成复合材料。
尽管脲醛(UF)基粘合剂典型地用于复合面板工业中，但UF基粘合剂具有数个缺点，这些缺点迫使制造者在工业上寻求备选的粘合剂体系。例如，一个缺点是在该面板在加热环境中使用之后，可能从复合面板中释放甲醛。因此，制造者尝试在复合面板的制造中使用多亚苯基多亚甲基多异氰酸酯(PMDI)基粘合剂。尽管PDMI基粘合剂不具有与UF基粘合剂有关的许多缺点，但在制造工艺中使用PMDI基粘合剂，仍然可能产生潜在的问题。例如，尽管PMDI基粘合剂典型地拥有UF基粘合剂显示出的许多粘合特征，但PMDI基粘合剂可显示出较低的粘性值，当与UF基粘合剂体系相比时。例如，在刨花板的制造工艺过程中，该粘合剂较低的粘性值可引起各种问题，因为在该制造工艺过程中，由PMDI基粘合剂和木质纤维素材料的混合物形成的"预制垫(pre-mat)"仅仅可在有限的环境中使用。为了补偿较低的粘性值，制造者寻求使用增粘剂。然而，使用这些增粘剂具有数个缺点，例如增加制造复合面板的成本和复杂性。例如，不时地，制造工艺将不得不终止，以便从制造工艺中使用的设备上除去“增粘剂累积物”。
发明内容
本发明涉及调节由含乳液的组合物形成的粘合剂材料的粘性值的方法，其中该乳液包括水和可乳化的预聚物，和其中可乳化的预聚物是(i)异氰酸酯化合物，(ii)多元醇化合物，和(iii)一元醇化合物的反应产物，该方法包括调节组分(i)对(ii)的反应性基团之比，以实现范围为1-4的粘性值，这通过TACK TEST METHOD测量。
含水和可乳化的预聚物的乳液组合物，其中所述可乳化的预聚物是含(i)异氰酸酯化合物，(ii)多元醇化合物，和(iii)一元醇化合物的试剂的反应产物，和其中调节组分(i)对(ii)的反应性基团之比，以实现范围为1-4的粘性值，这通过TACK TEST METHOD测量。
附图说明
当结合附图阅读时，可根据本发明一些实施方案的下述说明，获得本发明的全面理解，其中：
图1是描绘对于根据本发明的各种制剂来说，时间对粘性值影响的图表。
具体实施方式
除非另有说明，本文中所使用的所有值，例如表达数值，范围，用量或百分比的那些可以如同前面冠以措辞“约”来阅读一样，即使该术语没有明确地出现。复数包括单数和反之亦然。例如，尽管本文提到“一种(a)”聚合的异氰酸酯化合物，“一种”多元醇，“一种”一元醇，但在本发明中可使用这些组分的组合(多种)。
本文中所使用的“多种”是指两种或更多种。
本文中所使用的“包括”和类似术语是指“没有限制地包括”。
当提到数值的任何数量范围时，这些范围要理解为包括在所述的范围最小值和最大值之间的每一个数值和/或分数。例如，范围“1-10”拟包括在引述的最小值1和引述的最大值10之间的(且包括)所有子范围，也就是说，具有等于或大于1的最小值和等于或小于10的最大值。
本文中所使用的“分子量”是指通过凝胶渗透色谱法测定的重均分子量(Mw)。
正如以下更加详细地讨论的，本发明涉及调节由含乳液的组合物形成的粘合剂材料粘性值的方法，其中该乳液包括水和可乳化的预聚物。本文中所使用的“粘性值(tack value)”是指颗粒形成内聚结合物料的物理性能，当施加低的压缩力到该物料上时，这通过在实施例中更加详细地描述的TACK TEST METHOD来测量。
可乳化的预聚物是(i)异氰酸酯化合物，(ii)多元醇，和(iii)一元醇的反应产物。
异氰酸酯官能的预聚物("ePrepolymer")
组分(i)
用于制造本发明预聚物的用作组分(i)的异氰酸酯化合物包括有机多异氰酸酯化合物，例如二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)。合适的MDI化合物没有限制地包括4,4'-MDI，2,4'-MDI，聚合的MDI，MDI变体，或其混合物。
在一些实施方案中，组分(i)包括4,4'-MDI，或者4,4'-MDI和2,4'-MDI混合物，其中该混合物包括至少50％的4,4'-MDI，优选用量大于约75wt％，例如大于约90wt％或大于约95wt％的4,4'-MDI。在某些实施方案中，组分(i)包括"聚合的MDI"。本文中所使用的"聚合的MDI"是指多亚甲基多亚苯基多异氰酸酯组合物包括至少2.5，例如2.5-3.5或2.5-3.1的官能度。例如，含有二异氰酸酯，三异氰酸酯的亚甲基桥连的多苯基多异氰酸酯的聚合混合物，和高官能度的多异氰酸酯可称为"聚合的MDI"。
可用作组分(i)的其他合适的多异氰酸酯包括任何有机多异氰酸酯化合物，或者有机多异氰酸酯化合物的混合物，条件是所述化合物具有至少2个异氰酸酯基。有机多异氰酸酯包括二异氰酸酯，尤其芳族二异氰酸酯，和更高官能度的异氰酸酯。可在本发明的组合物中使用的有机多异氰酸酯的实例包括脂族异氰酸酯，例如，六亚甲基二异氰酸酯；和芳族异氰酸酯，例如间-和对-苯二异氰酸酯，甲苯-2,4-和甲苯-2,6-二异氰酸酯，二苯甲烷-4,4'-二异氰酸酯，氯苯-2,4-二异氰酸酯，萘-1,5-二异氰酸酯，二亚苯基-4,4'-二异氰酸酯，4,4'-二异氰酸酯-3,3'-二甲基-联苯，3-甲基二苯甲烷-4,4'-二异氰酸酯和二苯醚二异氰酸酯；和脂环族二异氰酸酯，例如环己烷-2,4-和-2,3-二异氰酸酯，1-甲基环己基-2,4-和-2,6-二异氰酸酯及其混合物，和双-(异氰酸根合环己基)甲烷和三异氰酸酯，例如2,4,6-三异氰酸甲苯和2,4,4-三异氰酸二苯醚。同样可使用含有异氰脲酸酯、碳二酰亚胺或脲酮亚胺基的改性多异氰酸酯。可在本发明中使用进一步的封闭(blocked)的多异氰酸酯，例如苯酚或肟和多异氰酸酯或多异氰酸酯与酸，例如苄氯，盐酸，亚硫酰氯或其结合物的反应产物，条件是它们具有低于当使用多异氰酸酯组合物时采用的温度的解封闭(deblocking)温度。在某些实施方案中，在引入到形成本发明乳液预聚物所使用的试剂内之前，可用前述化合物封闭多异氰酸酯。可使用异氰酸酯的混合物，例如甲苯二异氰酸酯异构体的混合物，例如2,4-和2,6-异构体的可商购的混合物，以及通过光气化苯胺/甲醛缩合物生产的二-和更高的多异氰酸酯的混合物。在某些实施方案中，在本发明中使用的异氰酸酯是其中异氰酸酯是芳族二异氰酸酯或更高官能度的多异氰酸酯的那些，例如纯的二苯甲烷二异氰酸酯或含有二异氰酸酯，三异氰酸酯和更高官能度多异氰酸酯的亚甲基桥连的多苯基多异氰酸酯的混合物。因此，在一些实施方案中，合适的多异氰酸酯包括DNR异氰酸酯，2185异氰酸酯，M异氰酸酯，和1840异氰酸酯，所有均可获自HuntsmanPolyurethanes。在一些实施方案中，多异氰酸酯在室温下为液体。可根据本领域已知的任何技术，生产多异氰酸酯混合物。可视需要，通过本领域熟知的技术，使二苯甲烷二异氰酸酯中异构体的含量在所要求的范围内。例如，改变异构体含量的一种技术是添加单体MDI到含有用量比期望更高的聚合MDI的MDI混合物中。
组分(ii)
用于制造本发明预聚物的用作组分(ii)的多元醇化合物可包括本领域已知的任何多元醇化合物。合适的多元醇没有限制地包括以数均为基础，约1.2-约10个活性氢基/分子，例如1.4-8或1.6-约8或1.8-6个活性氢基/分子的那些多元醇化合物。合适的活性氢基的非限制性实例包括脂族醇基，酚类，伯胺类，仲胺类，或其结合物。在某些实施方案中，多元醇化合物含有至少两个活性氢基/分子。
在某些实施方案中，所使用的多元醇是在多元醇的聚合物结构内包括环氧丙烷(PO)，环氧乙烷(EO)或PO和EO基团或部分的组合的聚醚多元醇。这些PO和EO单元可无规地排列或者以嵌段部分排列在聚合物结构当中。在某些实施方案中，多元醇中的EO含量范围为0-100％。在一些实施方案中，多元醇中的PO含量范围为100-0％。因此，在一些实施方案中，多元醇中的EO含量范围可以是99-33％，而PO含量范围为1-66％。而且，在一些实施方案中，这些单元可以或者位于聚合物结构的端部或者在聚合物主链结构的内部部分中。因此，合适的聚醚多元醇没有限制地包括通过顺序添加环氧丙烷和环氧乙烷到本领域已知的二-或三官能引发剂中获得的聚(氧亚乙基氧亚丙基)二醇和三元醇。在某些实施方案中，组分(ii)包括前述二元醇或三元醇，或者组分(ii)可包括这些二元醇和三元醇的混合物。
在某些实施方案中，制备异氰酸酯封端的预聚物所使用的聚醚多元醇包括在多官能引发剂，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，环己烷二甲醇，间苯二酚，双酚A，甘油，三羟甲基丙烷，1,2,6-己三醇，季戊四醇或其结合物存在下，通过聚合环氧乙烷与另一环状氧化物，例如环氧丙烷获得的产物。
在一些实施方案中，用作组分(ii)的多元醇包括至少15wt％(基于多元醇的总重量)的环氧乙烷基，例如50％-100wt％。聚醚多元醇典型地具有范围为2-6，例如2-4或2的平均标称官能度。它们的数均当量范围为700-5,000，例如1000-4,000，1200-3500，或1500-3000，例如，在某些实施方案中，多元醇包括含10-2000(如，100-1500或500-1000)个碳原子的烃主链，其中在这些碳原子之间没有散布任何杂原子。
组分(iii)
用于制造本发明预聚物的用作组分(iii)的一元醇化合物包括可以是分子量范围为200-1500的一元醇。在一些实施方案中，一元醇包括在式(I)中描绘的化学结构：
(I)
R1-(OCH2CH2)n-(CH2CHR2O)m-OH
其中R1是不含活性氢且不否定(negate)氧基亚乙基单元亲水性的基团；R2是或者氢或者具有1-4个碳原子的烷基；n是1-34的数值，和m是使得氧基亚乙基单元与其他氧基亚烷基的重量比为100:0至50:50而选择的数值。
在某些实施方案中，R1是C1-C4烷基，R2是或者氢或者甲基，n是数值4-25，和m是使得氧基亚乙基单元与其他氧基亚烷基的重量比为100:0至60:40而选择的数值。
在其他实施方案中，R1是甲基，R2是氢，n是数值6-20，和m是使得氧基亚乙基单元与其他氧基亚烷基的重量比为100:0至80:20而选择的数值。
在再一其他实施方案中，R1是甲基，R2是氢，n是6-20的数值和m是0。
可使用的其他合适的一元醇包括甲氧基聚氧亚乙基，例如获自Dow Chemical Company,Midlands,Michigan的CARBOWAX，和获自Dow Chemical Company,Midlands,Michigan的UCON50-HB Fluids。例如，诸如CARBOWAXTM MPEG350，MPEG550，MPEG750之类的产品是可在本发明中使用的一元醇的实例。
通过使当与组分(ii)或(iii)相比时过量的组分(i)反应，制备异氰酸酯封端的预聚物。例如，在一些实施方案中，组分(i)占60wt％-90wt％，组分(ii)占35wt％-1wt％，和组分(iii)占20wt％-1wt％，基于形成异氰酸酯官能的预聚物所使用的组分(i)，(ii)，和(ii)的总重量。
本发明的预聚物的特征在于在50℃下的粘度小于1000cps，和优选在50℃下的粘度小于500cps。本发明的预聚物的特征在于异氰酸酯的含量范围为6％-32％，例如6％-30％，或7％-30％，基于预聚物的总重量。
在一些实施方案中，在制备该预聚物中，至少90％由多异氰酸酯和聚醚多元醇反应获得的基团是氨基甲酸酯基。在某些实施方案中，低用量的额外的多异氰酸酯化合物或其变体可添加提供到预聚物中，条件是异氰酸酯(NCO)值保留在以上所述的指定范围内。添加量一般地优选小于约20wt％，基于预聚物和额外的多异氰酸酯化合物的总重量。额外的多异氰酸酯化合物或变体可选自以上所述的异氰酸酯化合物。
制备异氰酸酯官能的预聚物的方法可以是本领域已知的形成预聚物的任何方法。例如，可通过使异氰酸酯化合物与含羟基的组分(即，组分(ii)和(iii))反应，制备预聚物。在一些实施方案中，在引入含羟基的组分之前或之后，改性多异氰酸酯化合物(它典型地不同于异氰酸酯化合物)可作为试剂添加。典型地采用有效的混合，在有或无施加热量的情况下进行反应，且通常在惰性氛(例如氮气或干燥空气)内制备。若使用加热，则可使用本领域已知的加热方法，加热混合物到范围为40℃-90℃的温度。在其他情况下，典型地在环境温度(即，室温，25℃)下进行反应。在一些实施方案中，在混合各试剂之后，施加热量。催化该反应的催化剂，例如获自Huntsman Corp.的JEFFCAT ZF-20，一种双-(2-二甲基氨乙基)醚胶凝催化剂的使用是任选的。
形成预聚物所使用的每一试剂，组分(i)，(ii)，和(iii)的相对用量将取决于异氰酸酯官能预聚物的所需的NCO值。例如，可改性组分(i)和(ii)的反应性基团比，以便以下讨论的乳液组合物或粘合剂组合物显示出特殊的“粘性值分布”。本文中所使用的“粘性值分布”包括对于给定的时间段或时间值来说，通过TACK TEST METHOD测量的范围为1-4的“粘性值”。例如，参考到图1中的制剂B，该材料的“粘性值分布”包括在时间段或时间值"Time20"处的“粘性值”3.5。本文中所使用的“反应性基团之比”是指组分(i)中的异氰酸酯官能团数量与组分(ii)中的羟基反应性基团数量之比。在某些实施方案中，组分(i)和(ii)的反应性基团之比范围可以是400:1至4:1，例如200:1至20:1和80:1至8:1。已发现增加异氰酸酯化合物对多元醇化合物的反应性基团之比将得到具有降低的“粘性值”(在实施例中定义)的乳液组合物。或者，降低异氰酸酯化合物与多元醇化合物的反应性基团之比将得到具有增加的“粘性值”的乳液组合物。通过具有增加或降低最终形成的乳液组合物的“粘性值”的能力，本发明的用户可具有能力实现“粘性值”类似于或大于典型地在UF基粘合剂中看到的“粘性值”。本发明因此可解决以上所述的异氰酸酯，例如PMDI,基粘合剂固有缺点的至少一个。
由于可调节乳液组合物的“粘性值”，因此用户可实现特定目标的数值或目标分布。例如，在一些情况下，可期望具有1的"粘性值"，当在“共混段”中(例如，图1中的"Time0")，最初共混乳液组合物与目标基底，例如多种木质纤维素材料时。然而，当在“成形段”期间(例如，在图1中，"Time10")，木质纤维素材料形成为特定物体时，则在一些实施方案中，可期望具有高于1的"粘性值"。而且，取决于所使用的方法，在"mat on line stage"或"挤压段"中，粘合剂材料的"粘性值"可以相同或不同于以上提及的那些。应当注意，前述各段(例如，“共混段”，“成形段”等)是本领域技术人员已知的，且关于每一特定段的讨论对于本发明的目的来说是不必要的。
图1中的制剂B和C显示出可调节本发明的乳液组合物，以便它显示出与“静态粘性”相反的“动态粘性”，和因此可微调本发明的乳液或粘合剂组合物，以实现所需的"粘性值分布"，进而允许用户优化乳液组合物在其内使用的工艺。本文中所使用的“动态粘性”是指组合物的"粘性值"可在给定时间段内变化。换句话说，该组合物可具有不是平坦，而是变化的"粘性值分布"，这取决于何时测量组合物的"粘性值"(参见图1中制剂B和C的"Tack Level"vs."Time"值)。另一方面，具有“静态粘性”的组合物具有在给定时间段内没有变化的恒定"粘性值"。也就是说，具有“静态粘性”的组合物具有基本上平坦的"粘性值分布"(参见图1的制剂A)。
乳液组合物
在形成异氰酸酯官能的预聚物之后，通过引入水到预聚物，或者若可采用的话，含预聚物和额外的多异氰酸酯化合物的组合物中，形成乳液。或者，在某些实施方案中，通过引入预聚物，或者若可采用的话，含预聚物和多异氰酸酯化合物的组合物到水中，形成乳液。这一乳液变为以上所述的粘合剂材料，且被施加到本文公开的各种基底上。
同时预期可使用任何类型的水(例如，去离子水，自来水或市政水，过滤水，或“软化”水)，形成本文描述的乳液。
形成乳液所使用的方法可以是本领域已知的任何方法。在一些实施方案中，通过引入预聚物和水二者到管道静态混合器(inlinestatic mixer)，例如获自Koflow Corporation的Model275，和彻底混合该混合物0.5秒-30秒的时间段范围，形成乳液。尽管结合管道静态混合器描述了预聚物和水的引入，但也可使用本领域已知的制备乳液的其他间歇或连续方法。可在有或无施加热量的情况下，进行乳液的形成。若使用热，则可使用本领域已知的加热方法，加热该混合物到范围为15℃-65℃的温度。在其他情况下，典型地在环境温度(即，室温，25℃)下进行乳液的形成。
本发明的异氰酸酯官能的预聚物以90wt％-10wt％的用量范围存在于乳液内，同时水以10wt％-90wt％的用量范围存在，基于乳液内预聚物和水的总重量。在一些实施方案中，预聚物和水二者各自占乳液的50wt％，基于乳液内这两种组分的总重量。
为了进一步改进乳液组合物的储存稳定性，可添加稀释剂到乳液组合物中。合适的稀释剂包括在"Taschenbuch derKunststoff-Additive",R.Gachter和H.Muller编辑，Carl HanserVerlag Munchen，第3版，1989中提及的增塑剂类型。优选的稀释剂是邻苯二甲酸酯类，脂族羧酸酯类，脂肪酸酯类，亚麻籽油，大豆油和碳酸亚丙酯。可添加用量范围为0.5wt％-50wt％的这些稀释剂，基于乳液的总重量。乳液组合物可包括常规的添加剂，例如阻燃剂，木质纤维素防腐剂，杀真菌剂，蜡，施胶剂，填料，表面活性剂，触变剂和其他粘合剂，例如甲醛缩合粘合剂树脂和木质素(任选地结合木质素溶剂，例如在PCT专利申请No.EP96/00924中描述的)。
除了前述添加剂以外，在一些实施方案中，乳液组合物可包括催化剂，例如金属催化剂。可在本发明中使用的合适的金属催化剂没有限制地包括有机基金属化合物，例如包括至少一种过渡金属的那些。过渡金属可选自元素周期表第IVB，VB，VIIB，VIIB，和VIIIB族。在一些实施方案中，金属催化剂包括含选自周期表中第VIIIB族的金属中的一种或更多种金属，例如铁的有机基金属化合物。在某些实施方案中，有机金属化合物包括一种或更多种螯合配体。这种螯合配体的非限制性实例没有限制地包括乙酰基丙酮，烷基或芳基乙酰乙酸酯，葡萄糖酸盐，环戊二烯基或其结合物。在一些实施方案中，可用作组分(ii)的金属催化剂可以是在下述美国专利中描述的那些中的任何一篇：美国专利No.5,587,414，美国专利No.6,288,200，美国专利No.6,908,875，美国专利No.6,750,310，美国专利No.6,288,255，和美国专利No.6,762,314，在此通过参考全文引入。
可用作组分(ii)的其他合适的催化剂没有限制地包括有机锡化合物，例如二羧酸二烷基锡(例如，二月桂酸二甲锡，二月桂酸二丁锡，二-2-乙基己酸二丁锡，二乙酸二丁锡，二月桂酸二辛锡，马来酸二丁锡，二异辛基马来酸二丁锡)；羧酸的亚锡盐(例如，辛酸亚锡，二乙酸亚锡，二油酸亚锡)；硫醇单-和二有机锡(例如，二硫醇二丁锡，二硫醇二辛锡，二异辛基巯基乙酸二丁锡)；β-diletone的二有机锡衍生物(例如，双-乙酰基丙酮酸二丁锡)；氧化二有机锡(例如，氧化二丁锡)；和单-或二有机锡卤化物(例如，二氯化二甲锡和二氯化二丁锡)。可用作组分(ii)的其他合适的催化剂也没有限制地包括有机铋化合物，例如羧酸铋(例如，三(2-乙基己酸)铋，新癸酸铋和环烷酸铋)。
因此，在某些实施方案中，金属催化剂可没有限制地包括衍生于铁的有机金属化合物(例如，乙酰基丙酮酸铁)，乙酰基丙酮酸钴，乙酰基丙酮酸镍，二月桂酸二丁锡，硫醇二丁锡，三(2-乙基己酸)铋或其结合物。在某些实施方案中，金属催化剂是为铁的衍生物的有机金属化合物。本领域技术人员要意识到，在某些实施方案中，乙酰基丙酮酸铁，乙酰基丙酮酸钴，乙酰基丙酮酸镍可被描述为包括螯合配体和过渡金属。
在某些实施方案中，可添加剥离剂到形成预聚物所使用的反应性成分或者形成以上所述的乳液所使用的成分中。可使用的合适的剥离剂没有限制地包括脂肪酸，蜡，有机硅类，和各种皂类和洗涤剂。可使用用量范围为0.33wt％-33％wt％，例如0.66wt％-16.5wt％的这些剥离剂，基于乳液的总重量。
目标基底材料的说明
典型地，将本发明的乳液组合物施加到目标基底材料上。在某些实施方案中，目标基底材料包括木质纤维素材料，它可没有限制地包括木材，木材树皮(woodbark)，软木，甘蔗渣，稻草，亚麻，竹子，针茅纤维，米糠，剑麻纤维，椰子纤维，木屑，木纤维，刨花，木尘，木粉，洋麻，坚果壳，来自谷粒的壳(例如大米和燕麦)或其结合物。另外，其他粒状或纤维材料，例如粉状泡沫废料(例如，粉化聚氨酯泡沫废料)，矿物填料，玻璃纤维，云母，橡胶，纺织品废料，例如塑料纤维和织物可与木质纤维素材料混合。可使用粒状、刨花或小片，纤维，绳股、球形或粉末形式的这些材料。在某些实施方案中，这些材料可具有范围为2％-50％，例如约5％-20％或8％-20％的含湿量。当本发明的乳液组合物施加到木质纤维素材料上时，乳液组合物与木质纤维素材料的重量比将随所使用的木质纤维素材料的堆密度而变化。可施加乳液组合物，其用量使得得到乳液组合物与木质纤维素材料的重量比范围为1:99至1:4，例如1:40至1:8。视需要，其他常规的粘合剂，例如本领域已知的甲醛缩合粘合剂树脂可与本发明的乳液组合物结合使用。
木质纤维素复合材料制备方法的说明
1.制备木质纤维素目标基底
在本发明的某些实施方案中，首先干燥木质纤维素目标材料到所要求的含湿量。所要求的含湿量范围可以是1wt％-20wt％。
2.施加乳液组合物到目标基底上
然后可添加乳液组合物到目标材料上，其用量范围为1wt％-25wt％，基于该乳液和目标材料的总重量。
3.形成预垫/预成型体(Pre-Shape)
然后可将目标材料和乳液组合物的所得混合物形成为"预垫"以供制造面板或任何其他所要求的形状。使用本发明的乳液组合物可增加预垫的粘性值，从而允许因挤压之前垫子/成型体完整度的一致性改进导致的更加有效地生产最终制品，和因此可造成较少的因差的木质纤维素分布导致的损耗。
4.挤压预垫/预成型体
然后可在热和压力下，压缩预垫/预成型体，形成面板或三维、成型、模塑制品。用于压缩工艺的合适温度范围通常是70℃-250℃，例如120℃-220℃或140℃-205℃。为了实现所要求的产品尺寸，在压缩工艺中所使用的压力范围可以是15bar-300bar。压缩时间将取决于所生产的产品的厚度与密度。在一些实施方案中，使用本发明的乳液组合物可允许用户在没有使用蒸汽注射预热器、射频预热器和蒸汽压注的情况下，形成厚度大于25mm或更大的制品。
可按照类似的方式，通过用以上所述的乳液组合物处理各层，和随后通常在升高的温度和压力下，挤压它们，由薄板(veneers)、纸张或织造织物生产多层板或模塑部件。通过复合材料表面直接经历的温度范围可以是100℃-205℃，例如140℃-220℃。当使用本发明的多异氰酸酯组合物时，为了确保生产具有所需尺寸稳定性和物理性能的复合材料，复合材料的芯经历的温度范围可以是70℃-140℃，例如80℃-130℃或85℃-120℃。起始的压缩压力范围可以是15bar-300bar，例如50bar-200bar。
要注意，在这一步骤中，乳液或粘合剂组合物基本上固化。
5.后挤压/成品
采用本发明的粘合剂生产的复合材料木材产品可显示出优良的外观，这是因为显著降低挤压温度外加减少循环时间，这导致显著减少的表面劣化或外剥离剂的烧焦。另外，获得所得材料的优良的内部粘结性能，良好的尺寸稳定性和优良的外部耐久性，且它们因此可在其中常规地使用这些制品的任何情况中使用。
尽管详细地描述了本发明的具体实施方案，但本领域技术人员要理解，鉴于本发明公开内容的总体教导，可开发这些细节的各种改性和替代。因此，所公开的特定排列是指仅仅举例说明性而不限制本发明的范围，本发明的范围将通过所附权利要求的全部宽度及其任何和所有等价方案给出。因此，以上列举的任何特征和/或要素可以彼此以任何组合方式结合且仍然在本发明公开内容的宽度以内。
实施例
实施例1：制备预聚物(ePrepolymer)
在600ml玻璃瓶内混合含有总计500g的批料(Batches)。将根据制剂用量的pMDI(单位：g)(参见表1)加入到600ml玻璃瓶内。将根据制剂用量的多元醇和一元醇(单位：g))加入到pMDI中。玻璃瓶内的塔顶空间然后用氮气覆盖，并用盖子密封。然后手摇该混合物2分钟，并置于60℃的通风烘箱内。1小时之后再次摇动该混合物，并保留在烘箱中12小时过夜。在测试之前，允许所得预聚物冷却到室温。
表1.制剂A-C：(重量，单位g)
组分 制剂A 制剂B 制剂C
pMDI(Rub M) 475 400 400
Carbowax550(一元醇) 25 25 25
Jeffol G32-170 0 75 0
Jeffol G31-55 0 0 75
总重量(g) 500 500 500
TACK TEST METHOD:
在与实施例1制备的粘合剂共混的木材颗粒上进行粘性测试。根据如下所述的TACK TEST METHOD，进行测试：
使用Cason筛选机，筛选从商业刨花板工艺中获得的木材颗粒，除去小和大的颗粒。然后在湿度箱内，平衡颗粒2周到10％的平衡含湿量(EMC)。将30g所制备的木材颗粒加入到小的食品处理器机器内。通过在250ml玻璃瓶内混合50g每一种水和ePrepolymer，并手摇约30秒，直到形成一致的乳白色乳液，从而制备预聚物的乳液。在食品处理器内共混颗粒约60秒，同时在混合下，滴落添加粘合剂乳液到木材颗粒中。在混合之后，从食品处理器中取出共混的材料，并置于实验者的手内(把持手)。接下来，通过压缩该材料3秒，尝试在手中制造球。通过用把持的手和另一自由的手挤压该球，实现压缩。然后在把持的手中使球弹跳，评价所得材料“球”(或缺少球)。然后基于所形成的球的完整性，对材料球给出了粘性等级("粘性值")。下表2中示出了这一等级体系。在粘性评估之后，然后将该材料纯粹堆积地置于实验室台面上，并且每10分钟再次测试粘性，直到从共混时间起过去了40分钟。
表2：粘性等级体系(粘性值或粘性水平)：
粘性等级* 描述
1 没有粘性(没有形成球)
2 轻微的粘性(形成弱球，在弹跳时落下分开)
3 粘(形成球，在弹跳下它是大多数保持在一起)
4 高度粘(形成致密的球且在弹跳下同时保持完整)
*1/2等级用于其中在粘性等级量表中结果落在两个等级之间。
表3显示出根据表1制备和"Method to Determine WoodParticle's Tack Properties"的粘合剂制剂的粘性测试结果。
表3：粘性测试结果(粘性等级1-4)
时间(从共混起，min) A(对照1) B(100％EO/15％) C(10％EO/15％)
0 1 2 1
5 1 4 1
10 1 4 2
20 1 3.5 2.5
30 1 1 3
40 1 1 3
参考图1和表3，数据表明制剂A(它是一种pMDI乳液)显示出不仅“静态粘性”性能，而且它不具有所谓的粘性性能(即，它的粘性值为1)。相反，制剂B和C二者显示出“动态粘性”性能。因此，粘性性能可赋予给本发明中公开的pMDI基ePrepolymer。而且，根据图1和表3可看出，可通过改性多元醇的类型和/或在本发明中所使用的多元醇与异氰酸酯化合物之间的反应性基团之比，控制粘性值，从而赋予本发明的粘合剂材料动态粘性性能。因此，通过使用本发明，可实现基本上模拟了典型地在工业上使用的脲醛树脂的粘性分布的乳液。因此，本发明可允许使用不含甲醛的乳液作为木质纤维素材料的粘合剂。

Claims (13)

1.调节由含乳液的组合物形成的粘合剂材料的粘性值的方法，其中该乳液包括水和可乳化的预聚物，和其中可乳化的预聚物是(i)异氰酸酯化合物，(ii)多元醇化合物，和(iii)一元醇化合物的反应产物，该方法包括测定乳液的所需的粘性分布，其中粘性分布包括对于特定的时间值来说范围为1-4的粘性值，这通过TACK TEST METHOD测量，和调节组分(i)对(ii)的反应性基团之比，以实现所需的粘性值分布。
2.权利要求1的方法，进一步包括在木质纤维素基底上沉积粘合剂材料以形成混合物并固化该混合物。
3.权利要求2的方法，进一步包括在固化混合物之前，共混粘合剂材料和木质纤维素基底。
4.权利要求3的方法，其中在固化该混合物之前，添加辅助的添加剂化合物到该混合物中。
5.权利要求4的方法，其中辅助的添加剂是剥离剂，稀释剂，或其结合物。
6.权利要求1的方法，其中多元醇化合物包括含4-2000个碳原子的烃主链，和其中在这些碳原子之间没有散布任何杂原子。
7.权利要求1的方法，其中多元醇化合物包括环氧乙烷部分，环氧丙烷部分，或其组合。
8.权利要求1的方法，其中组分(i)占60wt％-90wt％，组分(ii)占1wt％-35wt％，和若存在的话，则组分(iii)占1wt％-20wt％，基于组分(i)，(ii)，和(iii)的总重量。
9.权利要求1的方法，其中可乳化的预聚物占10wt％-90wt％，和水占90wt％-10wt％，基于可乳化的预聚物和水的总重量。
10.权利要求1的方法，其中组分(iii)包括下述化学结构：
CH3-(OCH2CH2)n-OH
其中n是1-34。
11.形成木质纤维素制品的方法，其中由含多种木质纤维素基底的反应性混合物和含乳液的组合物形成木质纤维素制品，所述乳液包括水和可乳化的预聚物，所述可乳化的预聚物是(i)异氰酸酯化合物，(ii)多元醇化合物，和(iii)一元醇化合物的反应产物，该方法包括：测定乳液的所需的粘性分布，其中粘性分布包括对于特定的时间值来说根据TACK TEST METHOD测量的范围为1-4的粘性值，和调节组分(i)对(ii)的反应性基团之比，以实现所需的粘性值分布；施加乳液到至少一部分木质纤维素基底上；和固化该乳液。
12.权利要求12的方法，其中在固化之前和在施加乳液到木质纤维素基底上之后，将木质纤维素基底形成为预成型体。
13.权利要求13的方法，其中固化步骤包括在挤压步骤过程中挤压预成型体。
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