CN110366588A - 用于热压成型的粘合剂、木质板及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明旨在提供一种用于热压成型的粘合剂，其可以用于制造具有足够高的防水性以供实际使用而不降低弯曲强度的木质板。根据本发明的用于热压成型的粘合剂包含通过对含有多羧酸和糖类的混合物进行热处理而获得的反应产物。

Description

用于热压成型的粘合剂、木质板及其制造方法
技术领域
本公开总体上涉及用于热压成型的粘合剂、木质板(wooden boards)及其制造方法，并且尤其涉及可以用作木质板的材料的用于热压成型的粘合剂、木质板及其制造方法。
背景技术
近年来，随着对诸如全球变暖等环境问题的兴趣日益增加，越来越关注通过聚合低排放和碳中性的源自植物的分解材料而获得的树脂来作为塑料技术领域的石油基材料的替代品。其中，通过聚合作为源自植物的一种分解材料的乳酸而获得的聚乳酸与源自植物的其它树脂相比具有结晶性能和良好性能，可以以相对低的成本大量制造，并且因此被认为是有用的。然而，由于聚乳酸是热塑性树脂并且与一般石油基热塑性树脂(诸如，聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS))相比具有低耐热性和低机械性能，所以聚乳酸没有得到广泛使用。而且，聚乳酸不具有足够令人满意的性能以用作石油基热固性树脂粘合剂的替代品。
最初，源自生物质的粘合剂(诸如，酪蛋白、大豆胶或Nikawa胶)主要用作木质材料的粘合剂；然而，由于这种粘合剂的性能较差，所以这些粘合剂已被石油基热固性树脂粘合剂(诸如，脲树脂、三聚氰胺树脂或酚树脂)取代。这些石油基热固性树脂粘合剂用于粘合小木片和制造木质板，诸如，胶合板(plywood)、刨花板(particle boards)或纤维板。
用于木质材料的一般粘合剂(诸如，脲树脂基粘合剂、三聚氰胺树脂基粘合剂或酚树脂基粘合剂)源自石油并且含有甲醛作为固化剂。这些用于木质材料的粘合剂需要是含水的以防止有机溶剂的扩散。当使用这些粘合剂时，存在甲醛扩散的问题。试图减少甲醛的扩散，但难以完全防止甲醛的扩散。正在开发源于石油的没有甲醛扩散的异氰酸酯基粘合剂，但仍然存在与水分反应和与金属结合的问题，这阻碍了源于石油的异氰酸酯基粘合剂的广泛使用。
另一方面，由于木质材料和树皮中含有的作为多酚的单宁和/或木质素在木材和纸浆的使用中被处理为废物，所以长期以来已经尝试有效地利用单宁和/或木质素。例如，由于单宁和/或木质素在结构上与酚树脂相似，所以研究了使用通过单宁和/或木质素与甲醛的反应获得的聚合产物作为粘合剂(专利文献1)。进一步地，已经研究了通过向酚树脂中添加单宁和/或木质素将单宁和/或木质素加入到酚树脂的聚合物主链中，期望酚树脂中的羟甲基基团与单宁和/或木质素反应(非专利文献1和2)。
已经有另一种尝试来有效地利用单宁和/或木质素。在该尝试中，研究了通过使单宁和/或木质素中的酚羟基基团与多异氰酸酯反应来获得聚氨酯树脂。
然而，当使用甲醛使单宁和/或木质素反应时，存在残留甲醛或由水解产生的甲醛可能扩散的问题。而且，由于单宁和木质素的反应性低于常规酚树脂的反应性，所以性能和生产率变得不如使用常规酚树脂的情况。因此，该技术并未得到广泛使用。
在这些情况下，提出了通过使用主要成分为多羧酸和糖类的粘合剂来制造由小木片制成的木质板(专利文献2至4)。在专利文献3中，提出了进一步添加对甲苯磺酸、磷酸盐和有机钛化合物作为催化剂。
当通过使用上述专利文献2至4中公开的粘合剂来制造用于例如地板材料的木质板时，多羧酸和糖类、以及诸如催化剂(如果需要的话)等添加剂直接与木板的原材料(诸如，小木片)混合并且分散在其中，然后对其进行热压成型以获得木质板。
然而，由于专利文献2至4中公开的粘合剂花费较长时间来进行反应和成型，所以存在改进反应时间和成型时间的可能性，并且需要更多的反应性粘合剂。
引文列表
专利文献
专利文献1：JP3796604B2
专利文献2：WO2010/001988A1
专利文献3：JP2012-214687A
专利文献4：JP2014-51568A
非专利文献
非专利文献1：GIHODO SHUPPAN有限公司出版的Wooden New MaterialsHandbook，第361页
非专利文献2：CMC出版有限公司出版的Advanced Technologies for Chemicalsfrom Wooden Resources，第225页
发明内容
本公开的目的在于提供一种用于热压成型的粘合剂，该粘合剂可以用于制造具有足够高的防水性以供实际使用而不降低弯曲强度的木质板，一种木质板，及其制造方法。
根据本公开的一个实施方式的用于热压成型的粘合剂包含通过对含有多羧酸和糖类的混合物进行热处理而获得的反应产物。
根据本公开的一个实施方式的木质板是通过对含有用于热压成型的粘合剂和小木片的聚集体的混合物进行热压成型而获得。
根据本公开的一个实施方式的用于热压成型的粘合剂的制造方法包括第一步骤和第二步骤。在第一步骤中，通过混合多羧酸和糖类来获得混合物。在第二步骤中，通过对混合物进行热处理来获得反应产物。第一步骤和第二步骤按该顺序进行。
在根据本公开的一个实施方式的木质板的制造方法中，通过将用于热压成型的粘合剂(该粘合剂是通过用于热压成型的粘合剂的制造方法来获得)与小木片的聚集体进行混合并对其热压成型来获得木质板。
具体实施方式
本实施方式的用于热压成型的粘合剂包含通过对含有多羧酸和糖类的混合物进行热处理而获得的反应产物。
本实施方式的用于热压成型的粘合剂中所使用的多羧酸没有特别限制，只要该多羧酸具有多个羧基基团即可。多羧酸的示例可以包括柠檬酸、酒石酸、苹果酸、琥珀酸、草酸、己二酸、丙二酸、邻苯二甲酸、癸二酸、马来酸、富马酸和衣康酸。多羧酸的示例还可以包括戊二酸(1,5-戊二酸)、葡糖酸、戊烯二酸(glutaconic acid)和戊烯二酸(pentenedioicacid)。此外，还可以使用上面例示的多羧酸的酸酐。
在上面例示的多羧酸中，柠檬酸、酒石酸、苹果酸、葡糖酸、癸二酸和衣康酸源自植物并且因此可以更合适地使用。由于柠檬酸、酒石酸、苹果酸、葡糖酸、癸二酸和衣康酸源自植物，所以可以减少化石资源的使用，并且因此可以获得用于热压成型的粘合剂而不会对环境产生不利影响。上面例示的多羧酸可以单独使用或组合使用。注意，多羧酸也可以通常被认为是多价羧酸。
糖类包括单糖、二糖(其中两种单糖通过糖苷键结合)、寡糖和多糖。单糖的示例可以包括果糖、核糖、阿拉伯糖、鼠李糖、木酮糖和脱氧核糖。二糖的示例可以包括蔗糖、麦芽糖、海藻糖、松二糖、乳果糖、麦芽酮糖、异麦芽酮糖、龙胆二酮糖(gentiobiulose)、melibiulose、半乳蔗糖(galactosucrose)、rutinulose和车前二糖(planteobiose)。寡糖的示例可以包括果寡糖、低聚半乳糖、甘露寡糖和水苏糖。多糖的示例可以包括淀粉、琼脂糖、海藻酸、gucomannan、菊粉、几丁质、壳聚糖、透明质酸、糖原和纤维素。上面例示的糖类可以单独使用或组合使用。
在本实施方式的用于热压成型的粘合剂中，通过加热含有多羧酸和糖类的混合物来进行预反应。在该热处理中，糖类首先与多羧酸反应并且水解，导致形成水解产物。然后，水解产物进一步进行脱水并且缩合成反应产物，该反应产物是糖类改性化合物。加热处理中的最高加热温度优选地为180℃，更优选地为150℃，并且最低加热温度优选地为80℃，更优选地为100℃。当加热温度太高时，难以控制下面要解释的第一反应的完成。当加热温度太低时，反应时间延长，导致生产率降低。加热处理中加热的最大反应时间优选地为120分钟，并且加热的最小反应时间优选地为10分钟。
而且，在本实施方式的用于热压成型用的粘合剂中，多羧酸优选地为柠檬酸，并且糖类优选地为蔗糖。当使用柠檬酸作为多羧酸并且使用蔗糖作为糖类来进行加热处理时，认为会产生如在下面的反应式中图示的反应产物。
[化学式1]
当对含有柠檬酸和蔗糖的混合物执行加热处理时，蔗糖首先水解成葡萄糖和果糖。然后果糖脱水成作为反应产物的5-(羟基甲基)糠醛。注意，柠檬酸在热处理后被认为并未显著地改性并且仍为柠檬酸。
换言之，本实施方式的用于热压成型的粘合剂的主要成分是包括经过加热处理的第一步反应的多羧酸和糖类改性化合物的反应产物。本实施方式的用于热压成型的粘合剂是水溶性的并且具有热塑性。多羧酸和糖类的量没有特别限制。
在如后文所解释的在热处理之后并未向反应产物中添加硫酸铵和氯化铵中的至少一种的情况下，相对于用于热压成型的粘合剂的总量，多羧酸的最大量优选地为80重量％，并且更优选地为75重量％。相对于用于热压成型的粘合剂的总量，多羧酸的最小量优选地为20重量％，并且更优选地为32重量％。在这种情况下，相对于用于热压成型的粘合剂的总量，糖类的最大量优选地为80重量％，并且更优选地为60重量％。相对于用于热压成型的粘合剂的总量，糖类的最小量优选地为20重量％，并且更优选地为25重量％。
在如后文所解释的在热处理之后向反应产物中添加硫酸铵和氯化铵中的至少一种的情况下，相对于用于热压成型的粘合剂的总量，多羧酸的量优选地为约0.1重量％。在这种情况下，相对于用于热压成型的粘合剂的总量，糖类的最大量优选地为98重量％，并且相对于用于热压成型的粘合剂的总量，糖类的最小量优选地为89重量％。
在本实施方式的用于热压成型的粘合剂中，含有多羧酸和糖类的混合物优选地还含有硫酸铵和氯化铵中的至少一种。硫酸铵和氯化铵可以作为反应催化剂被添加到混合物中，以便在制造木质板时促进作为木质板的材料的小木片中的羟基基团与多羧酸之间的酯化反应。
通常，多羧酸与小木片中的羟基基团之间的酯化反应进行得相对缓慢，需要时间。因此，添加硫酸铵和氯化铵中的至少一种作为催化剂可以缩短酯化反应的反应时间。
硫酸铵和氯化铵中的至少一种的量没有特别限制。相对于用于热压成型的粘合剂的总量，硫酸铵和氯化铵中的至少一种的最大量优选地为20重量％，更优选地为12重量％，并且进一步优选地为10重量％。在催化剂的量等于或低于上述最大量的情况下，酯化反应的反应时间可以更短，并且可以改善木质板的防水性。注意，由于如上面解释的催化剂是相对弱酸性的盐，所以木质板的强度不受影响。
在本实施方式的用于热压成型的粘合剂中，含有多羧酸和糖类的混合物优选地还含有分散剂。分散剂没有特别限制，但优选地可以使用蜡或聚醚作为分散剂。蜡的示例可以包括石蜡基蜡。聚醚的示例可以包括聚乙二醇和聚丙二醇。
分散剂的量没有特别限制。相对于混合物的总量，分散剂的最大量优选地为5重量％，更优选地为3重量％，并且进一步优选地为2重量％。相对于混合物的总量，分散剂的最小量优选地为0.1重量％，并且更优选地为0.5重量％。向混合物中添加分散剂在热处理的反应期间会降低混合物的粘度，这会促进聚合(脱水缩合)并且在反应之后防止反应产物的粘性。因此，当用于热压成型的粘合剂被粉碎时，粘合剂的粉碎粉末的分散性得到改善，从而改善粘合剂的可操作性。
此外，在本实施方式的用于热压成型的粘合剂中，优选地在热处理之后向反应产物中添加硫酸铵和氯化铵中的至少一种。而且，混合物中可以含有硫酸铵和氯化铵中的至少一种，并且同时可以在热处理之后向反应产物中添加硫酸铵和氯化铵中的至少一种。除了硫酸铵和氯化铵中的至少一种之外，也可以在热处理之后向反应产物中添加柠檬酸和/或对甲苯磺酸。特别是在混合物既不含硫酸铵也不含氯化铵的情况下，或者在混合物中的硫酸铵和氯化铵中的至少一种的量小的情况下，添加柠檬酸和/或对甲苯磺酸可以防止由含有多羧酸和糖类的混合物产生的反应产物的粘性，并且可以将所获得的用于热压成型的粘合剂粉碎。
在热处理之后向反应产物中添加的催化剂的量没有特别限制。相对于反应产物和添加到反应产物中的催化剂的总量，在加热处理之后添加到反应产物中的催化剂的最大量优选地为40重量％，更优选地为30重量％，并且进一步优选地为25重量％。相对于反应产物和添加到反应产物中的催化剂的总量，在加热处理之后添加到反应产物中的催化剂的最小量优选地为5重量％，并且更优选地为10重量％。在热处理之后向反应产物中添加催化剂的情况下，可以容易地将用于热压成型的粘合剂粉碎，并且可以改善粘合剂的可操作性。注意，当向通过热处理所获得的反应产物中添加硫酸铵和氯化铵中的至少一种时，相对于混合物的总量，在用于多羧酸与糖类之间的反应的热处理之前所添加的硫酸铵和氯化铵中的至少一种的量优选地为3重量％或更少，这会促进用于热压成型的粘合剂的粉碎。
在通过热处理完成第一步反应之后或者在向通过热处理和通过其进一步加热所获得的产物中添加催化剂之后，通过将小木片的聚集体与本实施方式的用于热压成型的粘合剂进行混合来进行第二步反应并且完成固化。具体地，例如，作为糖类改性化合物的糠醛通过进一步加热而变成作为热固性树脂的呋喃树脂并且在多羧酸的存在下固化。葡萄糖通过脱水缩合反应而变成糖酯聚合物，然后将其填充到小木片的聚集体内的空间中并且固化。由糖类改性化合物产生的固化产物具有相对大的分子量并且因此充当坚韧的副键。另一方面，多羧酸在相对低分子量的状态下通过与小木片中的羟基基团的酯化反应而牢固地固化。换言之，当使用本实施方式的用于热压成型的粘合剂来制造木质板时，糖类改性化合物和多羧酸的反应产物的两种不同的固化反应使得能够制造具有足够高的防水性以供实际使用而几乎不降低弯曲强度的木质板。特别是在通过向热处理所获得的反应产物中添加硫酸铵和氯化铵中的至少一种来制造木质板的情况下，固化反应会被加速，并且可以制造弯曲强度和防水性优异的木质板。
而且，本实施方式的用于热压成型的粘合剂在其反应体系中不含任何有机溶剂或甲醛，并且也不含诸如叔胺等会通过分解产生甲醛的化合物。因此，可以防止源于粘合剂的有机溶剂和甲醛的扩散。而且，由于使用通常可获得的多羧酸和糖类作为材料，所以可以降低制造成本。
本实施方式的用于热压成型的粘合剂可以含有诸如增稠剂和反应加速剂等其它成分，只要不会抑制本实施方式的效果即可。而且，用于酯化反应的催化剂不限于硫酸铵和氯化铵中的至少一种，并且除了硫酸铵和氯化铵中的至少一种之外，还可以使用诸如对甲苯磺酸等其它催化剂。
本实施方式的用于热压成型的粘合剂优选地含有木粉(wood powder)并且优选地呈粉碎粉末的形式。木粉可以被添加到含有多羧酸和糖类的混合物中，并且所获得的粘合剂在热处理、冷却和硬化之后可以被粉碎。细粉碎的木粉可以在热处理之后被添加到多羧酸和糖类改性化合物的反应产物的水溶液中并与其混合，然后将其干燥。在木粉与混合物混合的情况下，相对于混合物的总量，木粉的最大量优选地为80重量％。在这种情况下，相对于混合物的总量，木粉的最小量优选地为50重量％。在木粉与反应产物的水溶液混合的情况下，在干燥之后相对于用于热压成型的粘合剂的总量，木粉的最大量优选地为90重量％，并且更优选地为80重量％。在这种情况下，在干燥之后相对于用于热压成型的粘合剂的总量，木粉的最小量优选地为20重量％，并且更优选地为50重量％。
木粉的示例可以包括含有减薄木质材料和建筑物拆除材料作为主要成分的粉末。减薄木质材料的示例可以包括木粉，在该木粉中粉碎有针叶树诸如松树、雪松和称为hinoki的日本柏树(cypress)或者阔叶树诸如柳安木、卡普木和极地(polar)。同样，建筑物拆除材料的示例可以包括木粉，在该木粉中粉碎有诸如木质胶合板、刨花板、中密度纤维板和定向刨花板等木质板的废料。进一步地，诸如竹子和谷壳等农产品的废物可以被切割和研磨，并且适当地用作木粉。上面例示的木粉可以单独使用或组合使用。当用于热压成型的粘合剂中含有木粉时，用于热压成型的粘合剂可以在作为木质板的材料的小木片的聚集体中具有改善的分散性。木粉的最大粒径优选地为200μm，并且更优选地为100μm。木粉的最小粒径优选地为1μm，并且更优选地为10μm。
此外，在本实施方式的用于热压成型的粘合剂中，用于热压成型的粘合剂可以呈水溶液的形式。通过使用于热压成型的粘合剂在热处理之后在熔化条件下与水混合或者通过使用于热压成型的粘合剂在冷却和硬化之后与水混合，用于热压成型的粘合剂可以变成水溶液。注意，用于热压成型的粘合剂呈水溶液成型的形式是指至少多羧酸和糖类的反应产物溶解或均匀分散在水中。用于热压成型的粘合剂的水溶液中的反应产物的浓度没有特别限制，只要该浓度在使用于热压成型的粘合剂均衡且均匀的范围内，粘合剂不太可能过度渗透，在通过加热来固化粘合剂时的温度升高不太可能由于蒸发而变慢，并且固化可能是彻底的。相对于用于热压成型的粘合剂的水溶液的总量，反应产物的最大浓度优选地为80重量％。相对于用于热压成型的粘合剂的水溶液的总量，反应产物的最小浓度优选地为5重量％。使用于热压成型的粘合剂的水溶液与小木片的聚集体混合的方法的示例可以包括：通过喷雾器将用于热压成型的粘合剂的水溶液喷涂在小木片的聚集体上的方法，以及使小木片的聚集体浸渍用于热压成型的粘合剂的水溶液的方法。通过使用呈水溶液的形式的用于热压成型的粘合剂，更容易使用于热压成型的粘合剂与作为被粘物的小木片的聚集体混合。而且，由于不需要有机溶剂，所以增加了对人体的安全性。
本实施方式的木质板是通过对含有用于热压成型的粘合剂和小木片的聚集体的混合物进行热压成型而获得。木质板的最大厚度优选地为30mm，并且更优选地为15mm。木质板的最小厚度优选地为1mm，并且更优选地为2mm。木质板是通过按照如下方式使用本实施方式的用于热压成型的粘合剂来制造：将用于热压成型的粘合剂提供在作为木质板的材料的小木片的聚集体中。粘合剂的最大量优选地为40重量％，并且更优选地为30重量％。粘合剂的最小量优选地为5重量％，并且更优选地为10重量％。粘合剂的量是指，相对于用于热压成型的粘合剂和小木碎片的混合物的总量，用于热压成型的粘合剂的量。
在热压成型中，根据小木片的种类、小木片的形状、小木片的表面性质以及木质板的厚度来适当地设定诸如成型压力、成型温度和成型时间等条件。考虑到木质板的性能降低越小，反应速率降低的可能性就越小，并且彻底固化的可能性就越小，所以最大成型温度优选地为230℃，并且最小成型温度优选地为110℃。考虑到通过强力结合用于热压成型的粘合剂和作为被粘物的小木片来对木质板的强度的改善，并且考虑到成型性，最大成型压力优选地为4MPa，并且最小成型压力优选地为0.5MPa。
作为木质板的材料的小木片可以从木质部分、树皮、种子或植物和树木的叶子获得。小木片的示例可以包括木条、木碎片、木纤维、植物纤维、市售的植物粉(诸如树皮粉)以及通过研磨再循环材料所获得的碎片。通过使用本申请的用于热压成型的粘合剂来结合上面例示的小木片的聚集体而制造的木质板的示例可以包括刨花板、纤维板和中密度纤维板(MDF)。在小木片是木碎片的情况下，小木片的最大粒径优选地为2mm，并且更优选地为1mm。在这种情况下，小木片的最小粒径优选地为100μm，并且更优选地为200μm。
注意，在本实施方式中，在使用硫酸铵和氯化铵中的至少一种的催化剂的情况下，该催化剂与多羧酸和糖类混合，然后对其进行热处理以获得用于热压成型的粘合剂；然而，催化剂可以预先分散在小木片中。
在小木片的聚集体内分散硫酸铵和氯化铵中的至少一种的催化剂的方法的示例可以包括：使用催化剂的水分散体的方法和使用呈粉末形式的催化剂的方法。注意，催化剂的水分散体是指催化剂在水中均匀溶解或分散的溶液。
在使用催化剂的水分散体的方法中，例如，可以将硫酸铵和氯化铵中的至少一种的催化剂的水分散体与小木片的聚集体混合并且然后将其干燥。在这种情况下，干燥方法优选地为空气干燥，但也可采用接触干燥。
考虑到材料中的小木片的羟基基团与多羧酸之间的酯化反应的加速，相对于水分散体的总量，催化剂的水分散体中的催化剂的浓度优选地等于或高于5重量％。使催化剂的水分散体与小木片的聚集体混合的方法的示例可以包括：使用喷雾器将催化剂的水分散体喷涂在小木片的聚集体上的方法，以及使小木片的聚集体浸渍催化剂的水分散体的方法。
在使用呈粉末形式的催化剂的方法中，可以通过将粉末状催化剂与小木片的聚集体进行混合来将催化剂分散在小木片的聚集体中。混合方法的示例可以包括：将粉末状催化剂置于小木片的聚集体上并且通过机器来执行混合的方法。
在本实施方式的用于热压成型的粘合剂不含催化剂的情况下，可以通过预先将催化剂分散在小木片的聚集体中来提高反应性。
根据本实施方式的用于热压成型的上述粘合剂，具有高反应性的用于热压成型的粘合剂可以以低成本获得而不会对环境产生不利影响。
注意，用于热压成型的粘合剂的被粘物不限于小木片，并且可以使用诸如玻璃纤维等无机材料。而且，成型形状不限于板，并且可以成型具有诸如立方体等其它形状的产品。
根据本实施方式的用于热压成型的粘合剂的制造方法包括：通过混合多羧酸和糖类来获得混合物的第一步骤；以及通过对混合物进行热处理来获得反应产物的第二步骤，并且第一步骤和第二步骤按该顺序执行。在该制造方法中，可以获得用于热压成型的粘合剂，其可以用于制造具有足够高的防水性以供实际使用而几乎不降低弯曲强度的木质板。
在根据本实施方式的用于热压成型的粘合剂的制造方法中，在第一步骤中优选地进一步混合硫酸铵和氯化铵中的至少一种。在该制造方法中，可以获得用于热压成型的粘合剂，以便使得可以在制造木质板时促进作为木质板的材料的木片中的羟基基团与多羧酸之间的酯化反应。
根据本实施方式的用于热压成型的粘合剂的制造方法优选地进一步包括：向反应产物中添加硫酸铵和氯化铵中的至少一种的第三步骤，并且第三步骤优选地是在第二步骤之后执行。在该制造方法中，用于热压成型的粘合剂可以容易地粉碎，并且可以改善用于热压成型的粘合剂的可操作性。
在根据本实施方式的用于热压成型的粘合剂的制造方法中，在第一步骤中优选地进一步混合木粉。在该制造方法中，可以获得用于热压成型的粘合剂，其在作为木质板的材料的小木片的聚集体中具有优异的分散性。
根据本实施方式的用于热压成型的粘合剂的制造方法优选地进一步包括添加水的第四步骤，并且第四步骤优选地是在第二步骤之后执行。在该制造方法中，可以获得用于热压成型的粘合剂，其可以在没有有机溶剂的情况下容易地与作为被粘物的小木片的聚集体混合。当根据本实施方式的用于热压成型的粘合剂的制造方法包括第一步骤至第四步骤时，第一步骤、第二步骤、第三步骤和第四步骤可以按该顺序执行。第一步骤、第二步骤、第四步骤和第三步骤可以按该顺序执行。
根据本实施方式的用于热压成型的粘合剂的制造方法优选地进一步包括添加木粉且使水蒸发的第五步骤，并且第五步骤优选地是在第四步骤之后执行，或者在第三步骤是在第四步骤之后执行的情况下第五步骤优选地是在第三步骤之后执行。在该制造方法中，可以获得用于热压成型的粘合剂，其在作为木质板的材料的小木片的聚集体中具有更优异的分散性。
在根据本实施方式的用于热压成型的粘合剂的制造方法中，在第一步骤中优选地进一步混合分散剂。在该制造方法中，可以获得用于热压成型的粘合剂，其在被粉碎时具有优异的分散性和优异的可操作性。
在根据本实施方式的木质板的制造方法中，通过使用于热压成型的粘合剂(该粘合剂是通过用于热压成型的粘合剂的方法来获得)与小木片的聚集体进行混合并对其热压成型来获得木质板。在该制造方法中，可以获得具有足够高的防水性以供实际使用而几乎不降低弯曲强度的木质板。
实施例
在下文中，参照实施例进一步详细地解释本实施方式，但本实施方式不限于这些实施例。注意，表1中所示的量是重量％。
实施例1至3
将柠檬酸(由Wako Pure Chemical Corporation公司制造)用作多羧酸，并且将蔗糖(由Wako Pure Chemical Corporation公司制造)用作糖类。通过按表1中所示的量混合各成分来获得混合物。然后，在120℃的温度下对混合物执行热处理60分钟，随后向反应产物中添加水以获得65重量％的粘合剂水溶液。注意，65重量％的水溶液是指，相对于粘合剂水溶液的总量，反应产物的量为65重量％。
然后，将所获得的粘合剂水溶液喷涂在小木片(粒径为500μm或更小)上，并且使小木片干燥。在将小木片风干之后，使用小型热压成型装置在220℃的温度下对小木片进行热压成型30秒，并且因而获得厚度为30mm的木质板。木质板的密度为750kg/m3，并且粘合剂含量为20重量％。注意，粘合剂含量为20重量％是指，相对于木质板的总量，除水之外的反应产物的量为20重量％。
实施例4至8
实施例4至8的木质板是以与实施例1至3的木质板相同的方式来获得，只是除了多羧酸和糖类之外，还混合了作为催化剂的硫酸铵(由Wako Pure Chemical Corporation公司制造)。
实施例9至11
实施例9至11的木质板是以与实施例4至8的木质板相同的方式来获得，只是混合了氯化铵(由Wako Pure Chemical Corporation公司制造)作为催化剂。
实施例12至19
将柠檬酸(由Wako Pure Chemical Corporation公司制造)用作多羧酸，将蔗糖(由Wako Pure Chemical Corporation公司制造)用作糖类，将石蜡WAX(由Wako PureChemical Corporation公司制造)、聚乙二醇(PEG：由Wako Pure Chemical Corporation公司制造)和聚丙二醇(PPG：由Wako Pure Chemical Corporation公司制造)用作分散剂。通过按表1中所示的量混合各成分来获得混合物。然后，在230℃的温度下对混合物执行热处理60分钟，并且因而获得热反应产物。然后冷却热反应产物，并且按表1中所示的量将柠檬酸(由Wako Pure Chemical Corporation公司制造)、硫酸铵(由Wako Pure ChemicalCorporation公司制造)、氯化铵(由Wako Pure Chemical Corporation公司制造)和对甲苯磺酸(PTSA：由Wako Pure Chemical Corporation公司制造)添加到冷却的热反应产物中。将所获得的产物粉碎，并且因而获得粉状热反应产物。
然后，将所获得的粉状热反应产物与小木片(粒径为500μm或更小)混合，并且使用小型热压成型装置在表2中所示的条件下对该混合物进行热压成型，并且因而获得木质板。木质板的密度为750kg/m3，并且粘合剂含量为20重量％。注意，实施例12至19中的每一个中的木质板的成型性都良好。
<评估>
[弯曲强度：IB]
按照JISA5908：2003，对各个实施例的木质板的弯曲强度进行测量。注意，弯曲强度的测量是在正常条件下执行的。
[吸水后的厚度膨胀率：TS]
按照JISA5908：2003，对各个实施例的吸水后的厚度膨胀率进行测量。
在表2中示出了上述评估的结果。注意，弯曲强度在0.3MPa或更高时被认为是令人满意的，并且吸水后的厚度膨胀率在30％或更低时被认为是令人满意的且在20％或更低时被认为是有利的。
[表1]
[表2]
如在表2中示出的，实施例1至19中的每一个的木质板的弯曲强度在热处理之后都是令人满意的。尤其，实施例6至11被确定为在吸水后具有优异的厚度膨胀率，在实施例6至11中，将硫酸铵和氯化铵中的至少一种用作催化剂。
另外，实施例12至19的热反应产物能够呈粉末形式并且具有改善的可操作性，在实施例12至19中，在获得了含有分散剂的热反应产物之后，添加了柠檬酸、硫酸铵、氯化铵或对甲苯磺酸。而且，实施例12至19中的每一个的弯曲强度和吸水后的厚度膨胀率被确定为是令人满意的。
根据上述结果，确定了通过使用使混合物经过热处理的用于热压成型的粘合剂，可以获得具有优异的防水性且弯曲强度几乎未降低的木质板。
(总结)
根据第一实施方式的用于热压成型的粘合剂包含通过对含有多羧酸和糖类的混合物进行热处理而获得的反应产物。
在第一实施方式中，当使用用于热压成型的粘合剂来制造木质板时，可以实现足够高的防水性以供实际使用而不降低木质板的弯曲强度，并且同时粘合剂是环保的，可以以低成本制造，并且具有高反应性和良好的可操作性。
在根据结合第一实施方式实现的第二实施方式的粘合剂中，混合物还含有硫酸铵和氯化铵中的至少一种。
在第二实施方式中，当制造木质板时，可以促进作为木质板的材料的小木片中的羟基基团与多羧酸之间的酯化反应。
在根据结合第一实施方式或第二实施方式实现的第三实施方式的粘合剂中，在热处理之后向反应产物中添加硫酸铵和氯化铵中的至少一种。
在第三实施方式中，可以容易地将用于热压成型的粘合剂粉碎，并且可以改善用于热压成型的粘合剂的可操作性。
在根据结合第一实施方式至第三实施方式中的任一个实现的第四实施方式的粘合剂中，粘合剂还含有木粉并且粘合剂呈粉碎粉末的形式。
在第四实施方式中，可以改善粘合剂在作为木质板的材料的小木片的聚集体中的分散性。
在根据结合第一实施方式至第三实施方式中的任一个实现的第五实施方式的粘合剂中，粘合剂呈水溶液的形式。
在第五实施方式中，粘合剂可以容易地与作为被粘物的小木片的聚集体混合，并且不需要有机溶剂，从而对人体具有高度安全性。
在根据结合第一实施方式至第五实施方式中的任一个实现的第六实施方式的粘合剂中，混合物还含有分散剂。
在第六实施方式中，由于混合物含有分散剂，所以在热处理的反应期间混合物的粘度会降低，这会促进聚合(脱水缩合)并且在反应之后减小产物的粘性。因此，当用于热压成型的粘合剂被粉碎时，粘合剂的粉碎粉末的分散性得到改善，从而改善粘合剂的可操作性。
在根据结合第六实施方式实现的第七实施方式的粘合剂中，分散剂是蜡或聚醚。
在第七实施方式中，当用于热压成型的粘合剂被粉碎时，粉碎粉末的分散性得到特别改善，并且可以特别改善粘合剂的可操作性。同时，可以改善木质板的弯曲强度。
在根据结合第一实施方式至第七实施方式中的任一个实现的第八实施方式的粘合剂中，多羧酸是柠檬酸，并且糖类是蔗糖。
在第八实施方式中，当使用用于热压成型的粘合剂来制造木质板时，可以实现足够高的防水性以供实际使用而几乎不降低木质板的弯曲强度。
在根据第九实施方式的木质板中，通过对含有根据第一实施方式至第八实施方式中的任一个的用于热压成型的粘合剂和小木片的聚集体的混合物进行热压成型来获得木质板。
在第九实施方式中，可以实现足够高的防水性以供实际使用而几乎不降低木质板的弯曲强度。
根据第十实施方式的用于热压成型的粘合剂的制造方法包括第一步骤和第二步骤。在第一步骤中，通过混合多羧酸和糖类来获得混合物。在第二步骤中，通过对混合物进行热处理来获得反应产物。第一步骤和第二步骤按该顺序执行。
在第十实施方式中，可以获得用于热压成型的粘合剂，该粘合剂可以用于制造具有足够高的防水性以供实际使用而几乎不降低弯曲强度的木质板。
在根据结合第十实施方式实现的第十一实施方式的用于热压成型的粘合剂的制造方法中，在第一步骤中进一步混合硫酸铵和氯化铵中的至少一种。
在第十一实施方式中，可以获得用于热压成型的粘合剂，以便使得可以在制造木质板时促进作为木质板的材料的小木片中的羟基基团与多羧酸之间的酯化反应。
根据结合第十实施方式或第十一实施方式实现的第十二实施方式的用于热压成型的粘合剂的制造方法包括第三步骤。在第三步骤中，将硫酸铵和氯化铵中的至少一种添加至反应产物。第三步骤是在第二步骤之后执行。
在第十二实施方式中，可以容易地将用于热压成型的粘合剂粉碎，并且可以改善用于热压成型的粘合剂的可操作性。
在根据结合第十实施方式至第十二实施方式中的任一个实现的第十三实施方式的用于热压成型的粘合剂的制造方法中，在第一步骤中进一步混合木粉。
在第十三实施方式中，可以获得用于热压成型的粘合剂，其在作为木质板的材料的小木片的聚集体中具有优异的分散性。
根据结合第十实施方式至第十二实施方式中的任一个实现的第十四实施方式的用于热压成型的粘合剂的制造方法包括第四步骤。在第四步骤中，添加水。第四步骤是在第二步骤之后执行。
在第十四实施方式中，可以获得用于热压成型的粘合剂，其可以在没有有机溶剂的情况下容易地与作为被粘物的小木片的聚集体混合。
根据结合第十四实施方式实现的第十五实施方式的用于热压成型的粘合剂的制造方法包括第五步骤。在第五步骤中，添加木粉且使水蒸发。第五步骤是在第三步骤或第四步骤之后执行。
在第十五实施方式中，可以获得用于热压成型的粘合剂，其在作为木质板的材料的小木片的聚集体中具有更优异的分散性。
在根据结合第十实施方式至第十五实施方式中的任一个实现的第十六实施方式的用于热压成型的粘合剂的制造方法中，在第一步骤中进一步混合分散剂。
在第十六实施方式中，可以获得用于热压成型的粘合剂，其在被粉碎后具有优异的分散性和优异的可操作性。
在根据第十七实施方式的木质板的制造方法中，通过将用于热压成型的粘合剂(该粘合剂是通过根据第十实施方式至第十六实施方式中的任一个的用于热压成型的粘合剂的方法来获得)与小木片的聚集体进行混合并热压成型来获得木质板。
在第十七实施方式中，可以获得具有足够高的防水性以供实际使用而几乎不降低弯曲强度的木质板。

Claims (17)

1.一种用于热压成型的粘合剂，所述粘合剂包含：通过对含有多羧酸和糖类的混合物进行热处理获得的反应产物。
2.根据权利要求1所述的用于热压成型的粘合剂，其中，所述混合物还含有硫酸铵和氯化铵中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的用于热压成型的粘合剂，其中，硫酸铵和氯化铵中的至少一种在所述热处理之后被添加至所述反应产物中。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的用于热压成型的粘合剂，进一步包括木粉，其中，所述粘合剂呈粉碎粉末的形式。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的用于热压成型的粘合剂，其中，所述粘合剂呈水溶液的形式。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的用于热压成型的粘合剂，其中，所述混合物还含有分散剂。
7.根据权利要求6所述的用于热压成型的粘合剂，其中，所述分散剂是蜡或聚醚。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的用于热压成型的粘合剂，其中，所述多羧酸是柠檬酸，并且所述糖类是蔗糖。
9.一种木质板，其中，所述木质板通过对含有根据权利要求1至8中任一项所述的用于热压成型的粘合剂和小木片的聚集体的混合物进行热压成型而获得。
10.一种用于热压成型的粘合剂的制造方法，包括：
通过混合多羧酸和糖类来获得混合物的第一步骤；以及
通过对所述混合物进行热处理来获得反应产物的第二步骤，其中，
所述第一步骤和所述第二步骤按该顺序进行。
11.根据权利要求10所述的用于热压成型的粘合剂的制造方法，其中，在所述第一步骤中进一步混合硫酸铵和氯化铵中的至少一种。
12.根据权利要求10或11所述的用于热压成型的粘合剂的制造方法，进一步包括：向所述反应产物中添加硫酸铵和氯化铵中的至少一种的第三步骤，其中，所述第三步骤是在所述第二步骤之后进行。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的用于热压成型的粘合剂的制造方法，其中，在所述第一步骤中进一步混合木粉。
14.根据权利要求10至12中任一项所述的用于热压成型的粘合剂的制造方法，进一步包括：添加水的第四步骤，其中，所述第四步骤是在所述第二步骤之后进行。
15.根据权利要求14所述的用于热压成型的粘合剂的制造方法，进一步包括：添加木粉且使水蒸发的第五步骤，其中，所述第五步骤是在所述第三步骤或所述第四步骤之后进行。
16.根据权利要求10至15中任一项所述的用于热压成型的粘合剂的制造方法，其中，在所述第一步骤中进一步混合分散剂。
17.一种木质板的制造方法，其中，通过将用于热压成型的粘合剂和小木片的聚集体混合并热压成型来获得所述木质板，所述用于热压成型的粘合剂是通过根据权利要求10至16中任一项所述的用于热压成型的粘合剂的制造方法所获得的。
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