CN109247019B - 硼络合物到树脂的引入 - Google Patents
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Abstract
本文中提供了络合物、组合物、制品和用于制备它们的方法。在一个实施方案中可以通过使含硼的化合物与多元醇反应以形成反应混合物，然后中和所述反应混合物以形成经中和的硼酸盐‑多元醇络合物来制备硼酸盐‑多元醇络合物。然后可以将经中和的硼酸盐‑多元醇络合物与聚合物树脂组合使用以形成粘合剂产品以及其它材料产品，所述产品可以制造制品。
Description
相关申请数据
本申请要求于2016年4月19日提交的美国临时申请第62/324,757号的权益，通过引用将所述申请全部内容引入本文。
技术领域
本发明涉及含硼的组合物。本发明特别涉及含硼的粘合剂组合物以及其制备方法。
背景技术
历史上已将硼化学品用于木材防腐、防火和白蚁防护以及其它益处的目的。然而，硼化学品有限地渗透至各种木质制品中。另外，对于涂漆的实木或单板层级材(LVL)制品、胶合板制品，硼化学品由于存在粘合剂胶合线而甚至可能更有限地渗透。因此，对于工业而言有价值和感兴趣的是获得允许硼比工业中的目前的标准更彻底地渗透至薄板中的硼化学品/方法。实现此目的的一种途径是将硼引入粘合剂混合物中。这允许处理化学品渗透至周围木材/薄板中。
工业中存在特定的化学品，可以将其添加至酚醛树脂来尝试经由施加至每个薄板的表面的粘合剂将处理化学品引入胶合板和LVL。在过去，将硼化合物添加至用于胶合板和LVL中的碱性甲阶酚醛树脂由于许多技术问题而失败。然而，当将酚醛树脂与硼化合物如硼酸，硼盐或单乙醇胺硼酸混合物混合时，形成硼酚系络合物。重要的是，已知该类型的络合物具有一系列不期望的作用，如大的粘度累积至酚醛树脂的凝胶点和降低的木材纤维失效/较差的粘合剂结合质量(当以非常小的量(大于0.02wt.％)添加硼时)。还报道硼化合物阻碍酚缩合反应，这在将其用于木材粘合剂中时也是不期望的。
本领域中将会期望提供含硼的化合物和组合物及其制备方法，这允许充分渗透木材制品而没有对木材制品的不期望的性质改变。
发明内容
本发明的实施方案涉及硼络合物，含硼的组合物，包括粘合剂组合物，和用于制备所述络合物和组合物的方法以及它们的应用。
在一个方面，本发明是经中和的硼酸盐-多元醇络合物。经中和的硼酸盐-多元醇络合物可以在具有比中和硼所需过量的碱的组合物中。
在另一个方面，本发明提供了粘合剂组合物，其包括经中和的硼酸盐-多元醇络合物、聚合物材料和水。聚合物材料可以为苯酚-甲醛或间苯二酚-甲醛树脂。
在另一个方面，本发明提供了制品，其包括粘合剂组合物和纤维素基基材，所述粘合剂组合物包含经中和的硼酸盐-多元醇络合物、聚合物材料和水。聚合物材料可以为苯酚-甲醛或间苯二酚-甲醛树脂。
在另一个方面，本发明提供了用于形成络合物的方法，包括使含硼的化合物与多元醇反应以形成反应混合物，和中和反应混合物以形成经中和的硼酸盐-多元醇络合物。
在另一个方面，本发明提供了用于形成粘合剂组合物的方法，包括使含硼的化合物与多元醇反应以形成反应混合物，中和反应混合物以形成经中和的硼酸盐-多元醇络合物，和将经中和的硼酸盐-多元醇络合物与至少一种聚合物材料混合。聚合物材料可以为苯酚-甲醛或间苯二酚-甲醛树脂。
在另一个方面，本发明提供了用于由木材制备制品的方法，包括通过以下形成粘合剂组合物和将粘合剂组合物施加至纤维素基基材：使含硼的化合物与多元醇反应以形成反应混合物，中和反应混合物以形成经中和的硼酸盐-多元醇络合物，和将经中和的硼酸盐-多元醇络合物与至少一种聚合物材料混合。聚合物材料可以为苯酚-甲醛或间苯二酚-甲醛树脂。
具体实施方式
本发明的实施方案涉及含硼的络合物和组合物以及用于制备含硼的络合物和组合物的方法。已观察到本文中所描述的含硼的化合物显示出比现有技术的含硼的组合物改进的稳定性，特别是当与酚醛树脂混合时。
在一个实施方案中，含硼的组合物为粘合剂组合物，其包括经中和的硼酸盐-多元醇络合物、聚合物材料和水。在另一实施方案中，经中和的硼酸盐-多元醇络合物可以在具有比中和硼所需过量的碱的组合物中。
如本文中所定义，“碱”为碱金属(第I族)或碱土金属(第2族)化学元素的碱性的离子型盐。合适的碱为碱氢氧化物。碱氢氧化物的实例包括氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化镁及其组合。优选地，将氢氧化钠用作碱。在本文中还可以将碱称为碱物质。虽然本文中的实例以及本文中的一些描述参考氢氧化钠，但是本发明考虑使用所有潜在的碱氢氧化物，因为这样的碱具有与所述组中的其它碱相同或类似的化学相互作用，如本领域技术人员已知和理解那样。
可以通过如下形成经中和的硼酸盐-多元醇络合物：使含硼的组分与多元醇反应以形成硼酸盐-多元醇络合物，以及中和反应混合物以形成经中和的硼酸盐-多元醇络合物。
含硼的组分可以包括选自硼酸、硼酸钠、硼砂、偏硼酸钠(其还包括硼的任意其它金属或胺盐)的化合物及其组合。含硼的组分占经中和的硼酸盐-多元醇络合物的约2重量％(wt.％)至约50wt.％，如约5wt.％至约30wt.％(如约10wt.％至约30wt.％)，例如约8wt.％至约17.5wt.％(例如约16.5wt.％至约17.5wt.％)。
多元醇可以为二元醇、三元醇或具有4个或更多个羟基的其它多元醇。合适的多元醇可以选自甘油、乙二醇和丙二醇及其组合。多元醇占经中和的硼酸盐-多元醇络合物的约1wt.％至约90wt.％，如约20wt.％至约75wt.％(如约40wt.％至约75wt.％)，例如约25wt.％至约60wt.％(例如约56wt.％至约60wt.％)。
中和反应混合物以形成经中和的硼酸盐-多元醇络合物可以通过将中和物质添加至硼酸盐-多元醇络合物来实现。中和物质可以为氢氧化物，选自氢氧化钠(苛性钠)、氢氧化钾、氢氧化铵及其组合。氢氧化物占经中和的硼酸盐-多元醇络合物的约1wt.％至约75wt.％(约1wt.％至约35wt.％)，如约15wt.％至约70wt.％(如约15wt.％至约30wt.％)，例如约23wt.％至约60wt.％(例如约23wt.％至约25wt.％)。优选地，以对硼酸盐-多元醇络合物过量添加中和物质。替代地，添加中和物质以避免过量的碱，因为络合物可以沉淀一些碱盐。
含硼的组分、多元醇以及中和物质的总量占经中和的硼酸盐-多元醇络合物的100wt.％。
硼酸盐-多元醇络合物可以具有约1至小于7，例如约1至约2的酸性pH水平。
经中和的硼酸盐-多元醇络合物可以具有大于7，如大于7至约13(大于7至约12)，例如约8至约11.5(约8至约10)的碱性pH水平。
经中和的硼酸盐-多元醇络合物可以具有约1.3至约1.6，如约1.43至约1.46，例如1.4485的在25℃时的折射率(RI)。
经中和的硼酸盐-多元醇络合物可以具有约1.1至约1.5，如约1.3至约1.4，例如1.3475的在20℃时的比重。
经中和的硼酸盐-多元醇络合物可以具有约100至约2000cPs(厘泊)，如约200至约1500cPs，例如830cPs的在25℃时的粘度。
在一个实施方案中，经中和的硼酸盐-多元醇络合物可以通过包括以下的方法形成：在约20℃至约90℃，如约65℃至约80℃的温度混合1,2-二元醇和含硼的组分并且使其反应，直至将含硼的组分溶解，产生具有约1至约2的pH的硼酸盐-多元醇络合物溶液。然后将该硼酸盐-多元醇络合物溶液用中和物质中和。中和过程为放热反应，反应结束温度为约20℃至约120℃，通常70-110℃。
在本发明的一个实施方案中，采用经中和的硼酸盐-多元醇络合物形成粘合剂组合物。
粘合剂组合物可以包括经中和的硼酸盐-多元醇络合物、聚合物材料和水。粘合剂组合物可以另外包括选自无机填料材料、增量剂、有机填料材料、碱物质及其组合的一种或更多种物质。
聚合物材料可以为选自酚树脂(酚醛树脂)、间苯二酚树脂、木质素、鞣质、多酚及其组合的材料。合适的树脂可以选自间苯二酚-甲醛树脂、苯酚-间苯二酚-甲醛树脂、苯酚-甲醛树脂及其组合。优选地，聚合物材料包含苯酚-甲醛或间苯二酚-甲醛树脂。还可以使用纯的聚合物树脂来制备胶水混合物，其为即用体系(RTU)形式或作为反应器完成粘合剂(reactor complete adhesive，RCA)施加。
对于粘合剂组合物，聚合物材料可以占42％固体的粘合剂组合物的约20wt.％至约50wt.％，如约25wt.％至约40wt.％，例如约70wt.％至约75wt.％。可以以溶液形式提供聚合物材料，其中形成固体的聚合物材料的量为溶液的介于30wt.％与45wt.％之间。
对于粘合剂组合物，经中和的硼酸盐-多元醇络合物可以占粘合剂组合物的约0.5wt.％至约10wt.％，如约1.0wt.％至约6.0wt.％，例如约2wt.％至约5wt.％。
粘合剂组合物可以包括一种或更多种任选的物质，选自无机填料、增量剂、有机填料及其组合。无机填料的实例包括碳酸钙、滑石及其组合。增量剂的实例包括小麦粉、淀粉、麸质及其组合。有机填料的实例包括椰壳粉、胡桃壳粉、纯的干玉米芯(PDC)、玉米芯渣(CCR)(糠醛残余物)及其组合。
如果存在于粘合剂组合物中，则一种或更多种任选的物质的总和可以占粘合剂组合物的约1wt.％至约30wt.％，如约1wt.％至约25wt.％，例如约19wt.％至约21wt.％。
替代地，一种或更多种任选的物质可以各自占粘合剂组合物中的单独的量。无机填料可以占粘合剂组合物的约0wt.％至约16wt.％，并且如果存在于粘合剂组合物中，则无机填料可以占粘合剂组合物的约0.01wt.％至约16wt.％，如约2wt.％至约15wt.％，例如约10wt.％至约14wt.％。增量剂可以占粘合剂组合物的约0wt.％至约25wt.％，并且如果存在于粘合剂组合物中，则增量剂可以占粘合剂组合物的约1wt.％至约25wt.％，如约1wt.％至约20wt.％，例如约1wt.％至约14wt.％。有机填料可以占粘合剂组合物的约0wt.％至约16wt.％，并且如果存在于粘合剂组合物中，则有机填料可以占粘合剂组合物的约0.01wt.％至约16wt.％，如约2wt.％至约15wt.％，例如约10wt.％至约14wt.％。
商业酚醛树脂以不同的分子量和不同的碱比酚水平(％碱)供应。例如，在粘合剂组合物中，酚醛树脂的碱(例如第I族氢氧化物，如氢氧化钠)比酚摩尔数可以在粘合剂组合物的约0.075:1至1.5:1，如0.5:1至1:1，例如约0.7:1至0.9:1变化。合适的酚醛树脂的实例为苯酚-甲醛树脂CascophenTM P6594树脂(在液体酚醛树脂上的约5wt.％氢氧化钠形式的碱)和CascophenTM P6619树脂(在液体酚醛树脂上的约8wt.％氢氧化钠形式的碱)。
相信为了防止经中和的硼酸盐-多元醇络合物的胶凝，需要在组合物中保持最低碱水平。经中和的硼酸盐-多元醇络合物的胶凝证明了不稳定的络合。相信在包含酚醛树脂的粘合剂组合物中的这样的最低碱水平允许树脂中的酚羟基呈现碱盐形式。另外相信这样的最低碱水平防止了酚OH与羟甲基之间的硼-酚醛树脂络合物形成并且保持二酯阴离子形式的硼。优选的酚醛树脂的碱比酚摩尔数为约0.65:1以上，如0.65:1至1.1:1，例如0.7:1比1:1或0.7:1至0.9:1。
一些酚醛树脂具有足够的碱水平，不需要另外的碱。实例为CascophenTM P6614树脂、CascophenTM P6490树脂和CascophenTM P6619树脂，其全部显示出约0.8:1的酚醛树脂的碱比酚摩尔数。当酚醛树脂具有较低的碱量，如CascophenTM P6601树脂和CascophenTMP6611树脂(其全部显示出约0.6:1的酚醛树脂的碱比酚摩尔数)时，可能会将另外的碱氢氧化物物质添加至组合物以达到期望的比例。
如果需要并且除了对硼酸盐-多元醇络合物的中和物质以外，可以将碱物质添加至粘合剂组合物。碱物质可以为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化镁及其组合。碱物质可以以约0.01wt.％至约10wt.％存在于粘合剂组合物中。可以将粘合剂组合物直接添加至粘合剂组合物，以对硼酸盐-多元醇络合物过量的中和物质的形式引入，引入聚合物材料中，或其组合。
用于形成粘合剂组合物的方法包括使含硼的化合物与多元醇反应以形成反应混合物，中和反应混合物以形成经中和的硼酸盐-多元醇络合物，和将经中和的硼酸盐-多元醇络合物与至少一种聚合物材料混合。
在一个实施方案中，用于混合经中和的硼酸盐-多元醇络合物与至少一种聚合物材料的方法包括将树脂和无机填料添加至混合机。然后将增量剂添加至混合机。可以随时间推移，如0.01至20分钟添加有机填料。在添加增量剂之后，可以将组分混合第一时间段，如0.01至20分钟。接着将经中和的硼酸盐-多元醇络合物添加至反应器，和任选地可以将组分混合第二时间段，如0.01至40分钟。然后可以添加水，和任选地可以将组分混合第三时间段，如20至40分钟。
可以将粘合剂组合物用于形成制品。制品可以包括纤维素基基材和本文中描述的粘合剂组合物。
纤维素基基材可以为选自实木、薄板(切片旋转)、木片及其组合的材料。
在一个实施方案中，用于制备制品的方法包括将粘合剂组合物施加至一个或更多个纤维素基基材。
可以通过本领域中的任意常规手段将粘合剂组合物施加至木材的表面，包括胶缝、包封处理、浸渍、喷涂过程或其组合。将粘合剂组合物以克每平方米施加并且施加至薄板的片的一侧或两侧，这取决于所使用的设备。在一个实例中，以约140至约270范围内(约180至约270范围内)克每平方米施加粘合剂组合物。添加的粘合剂组合物的量可以取决于所需要的开放时间以及基材厚度，其中较长的开放时间或较厚的基材需要较高的施加量。
将BAE定义为硼酸当量并且用作存在于经处理的木料的片中的硼的量的度量。将术语“BAE”作为通用术语使用以覆盖所有硼类型，因为在木料处理中使用各种各样的硼络合物。
为了达到产物的所需要的BAE水平，可以经由胶合线引入一些硼，如在该方法中并且其余的通过包封处理法施加，从而达到BAE的总量。胶合线处理法在胶合的产品中心达到较高水平的BAE方面非常有效。
实施例
提供以下实施例以说明本发明的方面。实施例不意图限制本发明的范围并且不应当如此解释它们。除非另有指明，否则量以重量份或重量百分比计。使用在25℃校准的辐射计分析探针测量pH，如在澳大利亚标准AS 1321.7-1977中所述。使用自动折射计IndexInstrument PTR 2a X，使用澳大利亚标准1321.10-1980测量折射率。使用在20℃校准的密度杯，使用ASTM标准ASTM D891–09测量比重。使用配备有在30rpm运行的3个转轴的Brookfield粘度计，使用澳大利亚标准AS 1321.9-1977测量粘度。
实施例1-硼-多元醇络合物的制备。
通过如下制备硼络合物：将1167.4g甘油和339.6g硼酸在75℃的温度混合在一起，直至硼酸溶解，产生pH 1.6的溶液。然后将该溶液用472g的46wt.％苛性钠(NaOH)缓慢中和，这是放热反应，导致升温至105℃。得到的产物为硼酸钠-甘油络合物，也可以将其描述为硼酸钠-甘油缩合络合物。
硼酸钠-甘油络合物的所观察到的性质为：颜色为黄色，pH水平为9.4，在25℃的折射率(RI)为1.4485，在20℃的比重(SG)为1.3475和在25℃的粘度为828厘泊(cPs)，根据相关的澳大利亚新西兰标准。
实施例2-具有经中和的硼-多元醇络合物的粘合剂组合物的制备。
A)通过在具有旋转搅拌子的250mL烧杯中将10克硼砂(硼酸钠)溶于13g甘油同时将混合物加热至105℃制备硼络合物。将温度降低至环境温度并且装入7g水以稀释混合物。得到的产物为硼酸-甘油络合物，称为硼-甘油络合物A。
B)通过在具有旋转搅拌子的250mL烧杯中将10克硼砂(硼酸钠)溶于13g甘油同时将混合物加热至105℃制备硼络合物。将温度降低至环境温度并且装入7g水以稀释混合物。使用氢氧化钠将溶液的最终pH设定至10的pH。所得的产物为硼酸钠-甘油络合物，称为硼-甘油络合物B。将pH设定至约9-10，因为这是络合物上不存在游离酸基团的点。如果pH降低至低于约10，则碱性酚醛树脂非常快地变稠，并且可能变得不溶，因此控制pH。
C)通过在具有旋转搅拌子的250mL烧杯中将20克硼酸溶于80g甘油同时将混合物加热至105℃，直至完全溶解(大约20分钟)而制备硼络合物。使混合物冷却至低于40℃，然后装入12.9g氢氧化钠丸粒并且继续搅拌直至获得清澈的粘性混合物。得到的产物为硼酸钠-甘油络合物，称为硼-甘油络合物C。
将制得的所有硼-甘油络合物A-C与苯酚甲醛树脂CascophenTM P6619树脂混合并且观察静置数天如通过粘度测量的稳定性以及在用作粘合剂组合物中的组分时的稳定性。另外，使用与苯酚-甲醛树脂CascophenTM P6619树脂混合的硼-甘油络合物制得木板。CascophenTM P6619树脂包含8wt.％的在酚醛树脂中的碱。
为了形成具有硼-甘油络合物A-C的粘合剂组合物，使用以下组成：
616g P6619苯酚-甲醛树脂(8wt.％的在酚醛树脂中的氢氧化钠形式的碱)
100g碳酸钙
100g小麦粉，增量剂
90g硼-甘油络合物A、B或C，和
90g水。
用于形成粘合剂组合物的方法包括将树脂和无机填料添加至混合器。随时间推移，如0至5分钟，例如3分钟将增量剂添加至反应器并且混合第一时间段，如5至10分钟，例如6分钟。将硼-甘油络合物添加至反应器，混合第二时间段，如0至10分钟，例如5分钟，然后添加水，并且混合第三时间段，如0至10分钟，例如2分钟。
对于上述组合物，用于形成粘合剂组合物的方法包括将苯酚-甲醛树脂和碳酸钙添加至混合器。将小麦粉在3分钟内添加至反应器并且混合6分钟。将硼-甘油络合物添加至反应器，混合2分钟，然后添加水，并且混合2分钟。
硼-甘油络合物A在与酚醛树脂混合时倾向于立即凝聚。然而，硼-甘油络合物B和C并不显示出该行为以在将氢氧化钠添加至硼-甘油混合物时立即凝聚。采用硼-甘油络合物C，粘合剂组合物在25℃为61泊，在添加水之后在25℃降低至18泊。在2小时之后，粘度在25℃为32泊，并且在18小时之后粘度在25℃升高至53泊。这显示胶水混合物随着在装置上制备板所需的典型的时间段推移是稳定的。
相信当将硼化合物如硼酸或硼砂与甘油混合时，除了络合物形成以外，产生相当大量的酸。该酸性混合物与较高pH值的酚醛树脂不相容。因此，存在对在与树脂混合之前中和该酸度的需求。一旦经中和，硼络合物将在混合物中甚至稳定数天。酸度的中和推动络合物形成并且可以导致良好的硼固定。
采用硼酸盐粘合剂组合物使用7层4.1mm薄板和每个40x40cm片材铺展37至42g制成单板层级材(LVL)板。将第一板(板1)进行15分钟预压制(9kgf/cm2)，然后20分钟热压(150℃，12kgf/cm2)。将第二板(板2)进行0分钟预压制和28分钟热压。
采用上文描述的粘合剂组合物制成的木板显示出对于板1的3至7范围内的VP(真空压力)结合分级，其中平均值为4，其为热压20分钟；和对于板2的4至9的VP结合分级，其中平均值为6，其为热压28分钟。当将样品暴露至加压蒸汽时，结合测试结果整体上增加1。“姜黄测试”显示硼位于LVL的胶合线中的明确证据。
结合分级基于EWPAA(澳大利亚工程木制品协会分级系统，其中0为0％木纤维失效并且10为100％木纤维失效)。可接受的外部结合具有高于5的平均结合分级。
实施例3-包括硼-多元醇络合物的粘合剂的制备。
通过如下制备硼络合物：将275g甘油和80g硼酸在75℃的温度混合在一起，直至硼酸溶解，产生pH 1.6的溶液。然后将该溶液用116.1g的46wt.％苛性钠(NaOH)缓慢中和，这是放热反应，导致升温至105℃。得到的产物为硼酸钠-甘油络合物，也可以将其描述为硼酸钠-甘油缩合络合物。
将硼酸钠-甘油络合物包括在粘合剂组合物中，其为如下：
采用粘合剂组合物使用11层45mm薄板和258.6克/m2的胶水铺展制备单板层级材(LVL)板。
实施例4-包括硼-多元醇络合物的粘合剂的制备。
将实施例1的硼酸钠-甘油络合物包括在粘合剂组合物中，其为如下：
使用3.65mm薄板片制得45mm LVL的三(3)块板。胶水铺展目标为45.0g每40×40cm2。板制备条件为开放组装时间5、15或25分钟，冷压时间为在7kgf/cm2的10分钟，封闭组装时间为10分钟，和热压时间为在150℃和12kgf/cm2的30分钟。平均真空压力结合质量(VPBQ)数据和平均6小时压力蒸汽结合(PSB)数据如下表1中：
表1
| 开放组装时间 | VPBQ | PSB | 分析 |
| 5分钟 | 2.42 | 2.54 | 不可接受 |
| 15分钟 | 6.13 | 5.33 | 可接受 |
| 25分钟 | 6.63 | 7.83 | 优异 |
结合质量随着增加开放组装时间而明显改进。该工作还显示胶水铺展过高并且在随后的工作中降低以在短开放组装时间上达到可接受的结合。
实施例5–涉及碱化合物的对比数据。
将采用硼酸钠-甘油络合物和碱氢氧化物的对比制成的板与都没有的组合物进行比较。使用的粘合剂体系为反应器完成酚醛树脂(RCA)，其为商业类型的酚醛树脂，具有约4wt.％至6.5wt.％的氢氧化钠形式的碱。RCA具有在树脂制造厂中添加的增量剂和添加的填料。通常将100份RCA粘合剂与0wt.％(无)至8wt.％间苯二酚基催化剂如CascosetMCAT9128一起使用。将通过实施例1形成的硼酸钠-甘油络合物包括在粘合剂组合物中，其为如下：
将不含硼酸钠-甘油络合物的对照混合10分钟并且观察至具有在25℃的约2800cps的粘度并且保持稳定5小时。将硼酸钠-甘油络合物和氢氧化钠组合物混合10分钟并且观察至具有在25℃的约3700cps的粘度并且保持稳定5小时。
使用3.65mm薄板片制得45mm LVL板。使用CascophenTM P6594RCA(约5wt.％在液体酚醛树脂上的氢氧化钠形式的碱)和催化剂MCAT9128制备板。将氢氧化钠添加至P6594 RCA以保持硼络合物稳定。
胶水铺展目标为160至170克每平方米。板制备条件为开放组装时间5分钟和热压时间为在140℃和14kgf/cm2的28分钟。平均真空压力结合质量(VPBQ)数据和平均6小时压力蒸汽结合(PSB)数据如下表2：
表2
| 开放组装时间 | VPBQ | PSB | 分析 |
| 对照5分钟 | 6.5 | 6.6 | 良好 |
| 络合物5分钟 | 6.4 | 6.6 | 良好 |
然而，如表3中所示，在硼为木材和木材产品的中心1/9中的量度时，本发明显示了改进的结果。
表3
| 经硼处理的材料 | 在烘箱干燥的木材上的Wt.％BAE |
| 固体木材H1.2标准 | 0.03至0.07wt.％ |
| 在商业硼溶液中的经浸泡的LVL | 0.01至0.03wt.％ |
| 具有经由胶合线处理添加的硼的LVL | 0.10wt.％ |
其中根据本发明将硼络合物添加至酚醛树脂的LVL的样品为在烘箱干燥的木材和浸泡木材上0.1wt.％BAE当量。随后将该LVL通过浸泡LVL或喷涂LVL进行处理以达到大于0.5wt.％的BAE水平并且在大多数情况下达到1.0wt.％BAE。该方法显示在LVL的中心1/9中的BAE水平比在实木中通常可以达到的大得多。
实施例6-胶凝实施例和图表。
实施例6阐释了对于相同树脂在不同碱量时的胶凝和非胶凝。该实施例阐释了增加碱对应改进的稳定性，较少或没有胶凝。在初始的wt.％碱酚系(5wt.％的在液体酚醛树脂上的氢氧化钠形式的碱)显示与经中和的硼酸盐-多元醇络合物形成凝胶。随着添加更多的碱(氢氧化钠)，当达到约0.65:1的碱对酚的摩尔比，如达到0.68:1或0.7:1，酚醛树脂并不与经中和的硼酸盐-多元醇络合物胶凝，如在表4中所示。碱比酚比例基于酚醛树脂中的氢氧化钠形式的总碱而不管原始来源。
表4
虽然通过参考特定的实施方案已描述和阐释了本发明，但是本领域普通技术人员将会意识到本发明适用于不一定在本文中示出的变型。
Claims (15)
1.粘合剂组合物，其包含：
0.5至10wt.％的经中和的硼酸盐-多元醇络合物，所述经中和的硼酸盐-多元醇络合物的多元醇选自甘油、乙二醇、丙二醇及其组合；
20至50wt.％的苯酚-甲醛树脂；
0.01wt.％至10wt.％的碱氢氧化物物质；
任选地选自无机填料材料、增量剂、有机填料材料及其组合的一种或更多种物质；和
水。
2.根据权利要求1所述的粘合剂组合物，其中所述经中和的硼酸盐-多元醇络合物包含用氢氧化物中和的硼酸盐-多元醇络合物。
3.根据权利要求2所述的粘合剂组合物，其中所述经中和的硼酸盐-多元醇络合物的多元醇是甘油。
4.根据权利要求1所述的粘合剂组合物，其中所述经中和的硼酸盐-多元醇络合物的硼酸盐为衍生自硼酸、硼酸钠、偏硼酸钠及其组合的组的硼物质。
5.根据权利要求1所述的粘合剂组合物，其中所述经中和的硼酸盐-多元醇络合物通过包括以下的方法形成：
使甘油与硼酸反应以形成络合物；和
将氢氧化钠添加至所述络合物以中和所述络合物而形成所述经中和的硼酸盐-多元醇络合物。
6.根据权利要求1所述的粘合剂组合物，其中所述经中和的硼酸盐-多元醇络合物具有大于7且小于或等于11.5的pH。
7.根据权利要求1所述的粘合剂组合物，其中所述粘合剂组合物另外包含：
0.01至15wt.％的无机填料；
1至25wt.％的增量剂；和
0至16wt.％的有机填料。
8.制品，其包含粘合剂组合物和纤维素基基材，所述粘合剂组合物包含：
0.5至10wt.％的经中和的硼酸盐-甘油络合物；
苯酚-甲醛树脂；
碱氢氧化物物质，其中苯酚-甲醛树脂的碱比酚摩尔数为0.65:1至1.1:1，基于苯酚-甲醛树脂中的总碱氢氧化物；
任选地选自无机填料材料、增量剂、有机填料材料及其组合的一种或更多种物质；和
水。
9.根据权利要求8所述的制品，其中所述纤维素基基材为选自实木、切片旋转薄板、木片及其组合的材料。
10.用于形成粘合剂组合物的方法，包括：
使含硼的化合物与多元醇反应以形成反应混合物，所述多元醇选自甘油、乙二醇、丙二醇及其组合；
利用碱氢氧化物物质中和所述反应混合物以形成经中和的硼酸盐-多元醇络合物；
将所述经中和的硼酸盐-多元醇络合物与至少苯酚-甲醛树脂混合；和
使无机填料材料、增量剂、有机填料材料或其组合与所述经中和的硼酸盐-多元醇络合物和苯酚-甲醛树脂混合，形成粘合剂组合物，所述粘合剂组合物包含：
0.5至10wt.％的经中和的硼酸盐-多元醇络合物，所述经中和的硼酸盐-多元醇络合物的多元醇选自甘油、乙二醇、丙二醇及其组合；
20至50wt.％的苯酚-甲醛树脂；
0.01wt.％至10wt.％的碱氢氧化物物质；
无机填料材料、增量剂、有机填料材料或其组合；和
水。
11.根据权利要求10所述的方法，其中使含硼的化合物与多元醇反应在介于75℃至105℃之间的温度进行。
12.根据权利要求10所述的方法，其中所述粘合剂组合物另外包含：
0.01至15wt.％的无机填料；
1至25wt.％的增量剂；和
0至16wt.％的有机填料。
13.制造制品的方法，包括：
通过包括以下的方法形成粘合剂组合物：
使含硼的化合物与多元醇反应以形成反应混合物，所述多元醇选自甘油、乙二醇、丙二醇及其组合；
利用碱氢氧化物物质中和所述反应混合物以形成经中和的硼酸盐-多元醇络合物，
将所述经中和的硼酸盐-多元醇络合物与至少苯酚-甲醛树脂混合；和
使无机填料材料、增量剂、有机填料材料或其组合与所述经中和的硼酸盐-多元醇络合物和苯酚-甲醛树脂混合，形成粘合剂组合物，所述粘合剂组合物包含：
0.5至10wt.％的经中和的硼酸盐-多元醇络合物，所述经中和的硼酸盐-多元醇络合物的多元醇选自甘油、乙二醇、丙二醇及其组合；
20至50wt.％的苯酚-甲醛树脂；
0.01wt.％至10wt.％的碱氢氧化物物质；
无机填料材料、增量剂、有机填料材料或其组合；和
水；和
将所述粘合剂组合物施加至一个或更多个纤维素基基材。
14.根据权利要求13所述的方法，其中使含硼的化合物与多元醇反应在介于75℃至105℃之间的温度进行。
15.根据权利要求13所述的方法，其中所述粘合剂组合物另外包含：
0.01至15wt.％的无机填料；
1至25wt.％的增量剂；和
0至16wt.％的有机填料。
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