CN111278617B - 使用多异氰酸酯组合物粘合木质纤维素材料的方法 - Google Patents

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Abstract

一种粘合木质纤维素材料的方法，其包括以下步骤：a)使木质纤维素材料与亚甲基桥连的多苯基多异氰酸酯组合物接触，和b)随后使所述材料粘合，其中所述多异氰酸酯组合物的表面张力低于或等于46 mN/m。

Description

使用多异氰酸酯组合物粘合木质纤维素材料的方法
本发明涉及多异氰酸酯组合物在粘合木质纤维素材料中的用途，所述木质纤维素材料用于制造复合人造板（wood panels），特别是纤维板，例如高密度纤维板（HDF）、中密度纤维板（MDF）和木纤维绝缘板。
中密度纤维板（MDF）是指包含利用胶粘剂（通常为酚醛树脂或脲醛树脂）或聚合二苯基甲烷二异氰酸酯胶粘剂压制并胶合在一起的木纤维的复合产品。MDF板往往还包含蜡。MDF通常被制造成各种厚度（通常为3 mm到25 mm）和密度（通常为650到800 kg/m3）的平面片材或板材，并且可以被供应为具有视觉吸引力的纸质或木质单板或者塑料表面饰面或表面涂层。该板材具有广泛的最终用途应用，例如，在家具、装饰性内部墙衬、门、隔离墙和许多其它典型的室内应用中。
在片材或模制体如华夫板、刨花板、纤维板和胶合板的制造中，使用有机多异氰酸酯作为木质纤维素材料的粘合剂是众所周知的，并且是商业上所期望的，因为所得的复合材料具有高胶粘强度和内聚强度、对木材品种变化的灵活性、在固化温度和速率方面的通用性、所得复合材料的优异结构性质和与木质纤维素材料（其具有与通常用于缩合树脂（如酚醛树脂）的水含量相比更高的水含量）粘结的能力。在典型的方法中，将任选地为溶液、分散体或水性乳液形式的有机多异氰酸酯施加到木质纤维素材料上，然后对该木质纤维素材料施以热和压力。
优选的异氰酸酯是官能度为二或更高的芳族多异氰酸酯，例如纯二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）或含有二官能、三官能和更高官能度的多异氰酸酯的亚甲基桥连的多苯基多异氰酸酯的混合物。亚甲基桥连的多苯基多异氰酸酯是本领域熟知的。它们通过由苯胺和甲醛的缩合得到的相应多胺混合物的光气化来制备。为方便起见，在下文中含有二官能、三官能和更高官能度的多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称为聚合MDI。
除了热压和所用胶粘剂的量和种类之外，纤维质量（纤维尺寸和形态、表面特性、化学性质、机械行为）是影响制造工艺和板材性质的最重要的变量。
MDF制造的主要原料——热磨机械浆（TMP）——通常由纤维分离工艺获得。在蒸煮器中软化木材基质物质木质素之后，通过精磨机的磨盘将木刨花或锯木厂残余物（锯屑）碾磨成纤维。汽蒸温度，分别为汽蒸后的木刨花温度，决定了如何将天然木材结构加工成纤维。在低于木质素软化的温度下，纤维从木材结构中被拉出并因此遭到破坏，而在高于木质素软化的温度下，木材物质在胞间层分离成单纤维。因此，纤维分离工艺的参数决定了所获得的纤维质量。
在任何精磨工艺中，产生一系列不同质量的纤维，其可以分类为细小纤维、单纤维、小纤维束、截短束和大束。精磨条件可以试图使这些类型的组中的任何一组的分数最大化，但是应当注意，即使初始条件被设定为使一种类型的纤维相比其它类型的纤维更有利，但由于精磨叶片的磨损，纤维质量的分布也会在工艺的运行过程中改变。
因此，精磨参数（例如，磨片距离、汽蒸温度、停留时间）的选择是非常关键的，并且限定了纤维（单纤维/纤维束）的浓度和尺寸/几何构型以及不同几何构型之间的比率。
已知纤维板的性质与制备其所用的木纤维的质量（尺寸和表面化学）相关。不同尺寸/几何构型的纤维（单纤维和纤维束）对于水、树脂和蜡（通常为液体物质）表现不同，因此会不同地影响纤维板的最终性质。
在文献中有许多研究，其中测量了精磨参数和纤维尺寸之间的关系，并且其与纤维板的性质相关。开发了几种筛分分析和纤维表征的方法。
大多数现有技术涉及使用一定范围尺寸的颗粒或纤维来生产板材，以便在最终产品中获得所需的性能。刨花和纤维的尺寸有时与最终板材的水分吸收相关。通常，标明颗粒/纤维的长度或宽度的优选上限和下限以获得良好的性能。在一些情况下，假定不同尺寸的颗粒和纤维对于树脂和水表现不同。
Wenderel和Krug（Investigation of the influence of pulping parameterson morphological characteristics of TMP-pulp made from Scots pine, Eur. J.Wood Prod. (2012), 70:85-89）假定在增加的制浆压力下造成板材性质劣化的原因不是纤维尺寸，而是纤维和树脂之间的相互关系（纤维表面特性）受到阻碍。
在DE 102014119242中声称单纤维和纤维束的长度需要在2和15 mm之间，并且横截面小于0.7 mm，但优选为0.5 mm。此外，据称可以容许较厚的木纤维或木纤维束占经干燥纤维毡的重量的至多15%的比例。
在WO 201345551中宣称板材的性能与板材中的纤维取向相关。此外，据称为了在最终的板材中获得充足的纤维取向，长度小于7 mm的木纤维是必要的。
EP 2347874声称在颗粒板的生产中，由于体积与表面的关系，小颗粒相比大颗粒消耗更多的胶粘剂。所提出的方法包括将胶粘剂施加在不同（先前分离的）尺寸的木质颗粒上，根据颗粒的尺寸调节其量。
WO 200756839涉及一种高性能木质纤维素纤维复合材料的制造方法。关键点在于要产生平均长度不低于0.2 mm的木纤维。这使得能够生产具有高于55 MPa的拉伸强度和高于80 MPa的挠曲强度的复合材料。
在由德国汉堡市的Thunen Institute of Wood Research的J.T. Benthien、S.Heldner和M. Ohlmeyer于2016年发表的期刊论文（Investigation of theinterrelations between defibration conditions, fiber size and medium-densityfiberboard (MDF) properties）（Eur. J. Wood Prod., DOI 10.1007/s00107-016-1094-2）中，改变不同的精磨参数（如汽蒸时间和温度、磨盘距离和木材品种）来精磨木纤维。分析所获得的纤维并将其用于MDF板中，以使纤维尺寸与性能相关联。发现磨盘距离和木材品种是对纤维长度特性影响最大的参数。尤其是发现未纤维化的纤维束（碎片）的含量与磨盘距离强烈相关。发现纤维尺寸是影响板材性质的参数之一。然而，其它纤维特性——特别是纤维的化学性质（其决定纤维对水（膨胀厚度）和胶（机械性质）的可润湿性）——必须被认为是板材性质的重要影响参数。
因此，清楚的是纤维质量的变化对于最终板材的性质具有相当大的影响。
克服纤维质量变化的方法是未知的。对于特定类型的树脂，完全可以选择特定的纤维质量，但是它没有解决在进行生产时纤维质量浮动的问题。
因此，本发明的目的是克服在纤维板制造中纤维可变性的问题。特别地，本发明的目的是确定一类树脂，特别是亚甲基桥连的多苯基多异氰酸酯（pMDI），以用作纤维板中的粘合剂，所述树脂对所生产的纤维的质量范围最不敏感，从而允许纤维的可变性，并且克服最终板材与纤维质量相关的性能参差。
本发明提供了粘合木质纤维素材料的方法，其包括步骤a）使木质纤维素材料与亚甲基桥连的多苯基多异氰酸酯组合物接触，和b）随后使所述材料粘合，其特征在于所述多异氰酸酯组合物的表面张力低于或等于46 mN/m、优选低于40 mN/m、且最优选低于30 mN/m。
还优选地，根据本发明使用的多异氰酸酯组合物的表面张力的极性贡献通常增加0至6 mN/m或更多。
此类多异氰酸酯组合物将为一定范围的变化纤维质量提供改善的可润湿性。因此，在生产期间，精磨机条件和精磨机条件变化（其由于磨损、不稳定流量问题等而自然发生)的影响将降低，所以在生产倒班过程期间，所生产的板材的质量将更稳定。在倒班之间，可以重新设置精磨机的条件。
由于在工业上所有不同的纤维类型根据精磨条件以不同的量同时存在，所以使用将所有纤维均匀地润湿的多异氰酸酯树脂的可能性将会有益于生产的稳定性，并改善板材性质。
表面张力是表征材料（特别是液体）的表面的参数之一。在固体表面的情况下，通常使用术语表面自由能。
表面自由能是与两种介质之间的界面处的分子间作用力相关的能量。表面张力是由下方的分子施加在液体表面分子上的吸引力，其倾向于将表面分子吸引到液体的体相中，并使液体呈现表面积最小的形状。
主要由于检查方法的适用性的限制，存在用于测定表面自由能的若干途径和不同理论。Hejda. F.，P. Solar，J. Kousal在Surface Free Energy Determination byContact Angle Measurements- A comparison of Various Approaches，第III部分，第25-30页，2010中进行了详尽的综述，其中直接比较了最广泛使用的方法和测试液体。表面自由能的计算结果取决于其测定所选择的液体，因此，提及给出此类值时所用的方法是基本的。
用于测定表面自由能的两种主要途径是：状态方程和酸/碱法。（参见SurfaceFree Energy Determination by Contact Angle Measurements – A Comparison ofVarious Approaches，F. Hejda, P. Solar，J. Kousal，2010）。
可以使用Wilhelmy吊片法测量液体的表面张力（SFT），由此测量作用在垂直浸没的吊片上的力（标准测试方法ASTM D1331-14）（参见图1）。
Nouy环法（Nouy ring method）是Wilhelmy吊片法的替代选项，并且也描述在ASTMD1331-14中。这两种方法得到类似的结果，但Wilhelmy吊片法更易于使用。
这些方法提供了可用于评价表面活性剂在降低表面张力上的有效性的数据。此外，表面张力数据可以预测液体与固体表面或其它液体之间的相互作用，并且可以用于实现涂料、溶剂和其它液体的润湿性质。许多实验室已经发现Wilhelmy吊片更易于使用并且更易于清洁。这些测试方法涵盖了多种液体材料的表面张力和界面张力的测定，所述液体材料包括但不限于涂料、溶剂和表面活性剂溶液，如术语D459中所定义。
当垂直悬浮的吊片接触液体表面时，力F作用于该吊片上，所述力F与表面张力σ和接触角θ根据如下方程相关：
Figure 590095DEST_PATH_IMAGE001
吊片的润湿长度L等于其周长。为了测量力F，将吊片连接至张力计的力传感器。
为了测量表面张力，选择铂作为吊片材料，因为它是化学惰性的并易于清洁，并且因为它可以由于其非常高的表面自由能而被最佳地润湿，且因此通常与液体形成0°的接触角θ（cosθ= 1）。所需的变量σ可以由所测量的力直接计算。吊片法是完全静态的。这使得能够记录SFT相对于时间的变化，以及平衡时的最终值。
通过使用PTFE（聚四氟乙烯）吊片对表面张力的色散贡献和极性贡献进行测量。当测量SFT的色散贡献时，选择PTFE作为吊片材料，由于其表面自由能是完全色散的，因此被认为是提供最佳色散相互作用的完全非极性材料。通过总表面张力和色散贡献之间的差值反向计算SFT的极性贡献。
未改性的标准pMDI（例如Suprasec 5025）的表面张力为48 mN/m。标准pMDI的极性贡献为0 mN/m，但在根据本发明使用的多异氰酸酯组合物中增加至高达6 mN/m或甚至高达10或20 mN/m，其显示出有益结果。
随着聚合MDI组合物的改性，可以使表面张力降低到所需水平。
合适的改性包括加入一元醇或二元醇、支链多元醇、胺、润湿剂和/或表面活性剂。
降低多异氰酸酯树脂的表面张力的一种方法是增加所测量的树脂的亲水性含量，例如多异氰酸酯组合物的氧乙烯单元含量。优选地，用于改性多异氰酸酯组合物的一元醇或多元醇的氧乙烯单元含量为大于20重量%、优选大于50重量%、最优选大于70重量%。增加亲水性有助于降低各种纤维润湿的可变性，并改善纤维板的性能一致性。
这可以通过将聚乙烯氧基化合物加入MDI组合物中，或通过使p-MDI与一定量的此类化合物预反应来完成。
优选的化合物是聚乙二醇的单烷基醚，例如对应于式RO(CH2CH2O)nH的那些，其中R是甲基，n平均为10至25。通常，所述甲氧基聚乙二醇的分子量为300至1000。在GB 1523601、GB 14449333和GB 2018796中描述了此类化合物和等同类型，以及它们与p-MDI的反应产物。优选地，向pMDI中加入至少10重量份的所述化合物，以便将表面张力降低到所需水平。最优选地，加入至少20 pbw或甚至30 pbw的所述化合物。
根据本发明的方法尤其适于制造纤维板，特别是低密度纤维板（LDF）、中密度纤维板（MDF）、高密度纤维板（HDF）和木纤维绝缘板（WFI）。
木质纤维板的一个重要特性是所用木纤维的尺寸。纤维板（如MDF）中的纤维通常具有7mm或以下、优选为0.5至5 mm的长度，0.005至0.2 mm的宽度/厚度。通常还存在此类纤维的束。此类束可能是由于纤维的缠结，或由于木材的不完全纤维分离而产生的。束的尺寸通常可以长达几厘米长（＜2 cm），并且通常小于1 mm宽/厚。
MDF中的木纤维可以基本上来源于任何含纤维的木质纤维素材料，其中通常使用的木材为山毛榉、云杉、各种类型的松树或桉树。
除了选择根据本发明的特定多异氰酸酯之外，还可以在精磨之前（木刨花处理）、期间和之后处理纤维，以提高木纤维的可润湿性，并且降低纤维质量可变性的影响。
可以改变精磨机条件，以便通过任何手段去除提取物。纤维表面上提取物的去除消除了各种纤维几何构型之间的表面自由能的色散/极性分量的差异，并由此降低了润湿响应的可变性，并有助于改善与多异氰酸酯的粘附性，并且通常使得粘附性在整个纤维质量范围内更好。
这两种途径（使用具有降低的表面张力的p-MDI和/或去除纤维表面上的提取物）都减少了对目标类型纤维的需要，所述目标类型纤维除了在精磨工艺过程中之外，在任何情况下都不可能获得。
根据本发明使用的多异氰酸酯组合物可以根据本领域已知的任何技术来生产。
多异氰酸酯粘合剂组合物可以进一步含有本领域通常已知的任何添加剂，只要粘合剂组合物的表面张力及其极性贡献保持在所要求保护的范围内。可以将常规脱模剂，例如但不限于聚硅氧烷、饱和或不饱和脂肪酸、或脂肪酸酰胺、或脂肪酸酯、或聚烯烃蜡加入到本发明的多异氰酸酯组合物中。
该组合物还可包含常规添加剂，如阻燃剂、木质纤维素防腐剂、杀真菌剂、杀菌剂、杀生物剂、蜡、填料、表面活性剂、触变剂、固化助剂、乳化剂、润湿剂、偶联剂和其它粘合剂，如甲醛缩合粘胶树脂和木质素，其为纯的或以某种方式（如甲醛缩聚、聚丙氧基化或乙氧基化）改性的。添加剂可以以本领域公知的量使用。
可以通过在室温下或升高温度下，或者必要时，在室温下成分之一为固体的情况下，在高于这种成分的熔点下，将成分简单地混合，或通过预先溶解在适当的溶剂中（除非另行需要以悬浮液的形式）来制备本发明的多异氰酸酯组合物。
本发明主要涉及一种通过使木质纤维素部分与本发明的多异氰酸酯组合物接触并压制该组合来制备木质纤维素物体的方法。
通过如下制备木质纤维素物体：使木质纤维素部分与多异氰酸酯组合物接触，例如通过将组合物与木质纤维素部分混合、将组合物喷洒在木质纤维素部分上和/或将组合物铺展在木质纤维素部分上，并且压制木质纤维素部分（优选通过热压，通常在120℃至300℃、优选140℃至270℃和2至6 MPa的比压下进行）。
此类粘合方法是本领域公知的。
虽然根据本发明的方法特别适于制造纤维板（中密度纤维板、高密度纤维板、木纤维绝缘板、木塑复合材料），并将很大程度上用于此类制造，但该方法可以不被认为限制在这方面中，并且也可以用于制造定向结构刨花板、颗粒板（也称为刨花板）和胶合板。
在华夫板制造中，可通过在搅拌木质纤维素材料的同时，将本发明的多异氰酸酯组合物喷洒在木质纤维素材料上，使木质纤维素材料和多异氰酸酯组合物方便地混合。
在中密度纤维板中，可以通过在常用的喷放管路（blowline）中将本发明的多异氰酸酯组合物喷洒在木质纤维素材料上，使木质纤维素材料和多异氰酸酯组合物方便地混合。
因此，所用的木质纤维素材料可以包括木条（wood strands）、木刨花、木纤维、削片（shavings）、薄木片、木丝、软木、树皮、锯屑和木材加工工业的类似废料产物，以及具有木质纤维素基础物的其它材料，例如纸、甘蔗渣、秸秆、亚麻、剑麻、竹子、椰子纤维、大麻、灯心草、芦苇、稻壳、果壳、草、坚果壳等。另外，可以将其它颗粒状或纤维状材料与木质纤维素材料混合，所述颗粒状或纤维状材料例如磨细的泡沫废料（例如磨细的聚氨酯泡沫废料）、矿物填料、玻璃纤维、云母、橡胶、纺织废料，如塑料纤维和织物。这些材料可以以粒料、碎片或碎屑、纤维、线材、球或粉末的形式使用。
木纤维的原料可以是未加工的木材、工业废木材和消费后废木材。可以使用所有的组合和混合物。
优选使用单一的木材品种，但在工业上通常使用不同木材品种的混合物。
也可使用非木纤维，其与木纤维，例如其它木质纤维素材料（例如甘蔗渣、棉花、竹子等）或非木质纤维素材料混合作为合成纺织品和纤维。这种非木纤维优选以最大量使用，通常小于待粘结的总材料的30%、优选小于20%、且最优选小于10%。
但是，优选地，木质纤维素材料的主要部分（通常至少80%）由具有如上规定尺寸的木纤维组成。
当将多异氰酸酯组合物施加到木质纤维素材料上时，多异氰酸酯/木质纤维素材料的重量比将根据所采用的木质纤维素材料的体密度而变化。因此，可以以一定的量施加多异氰酸酯组合物以使得多异氰酸酯/木素纤维素材料的重量比为0.1:99.9至20:80，并优选0.5:99.5至10:90，且最优选3:97至8:92，或甚至1.5:98.5至6:94。
如果需要，其它常规粘合剂（如甲醛缩合粘胶树脂）可以与多异氰酸酯组合物结合使用。
在现有技术中可获得制造华夫板和中密度纤维板以及基于木质纤维素材料的类似产品的方法的更详细的描述。可以使常规使用的技术和设备适应于与本发明的多异氰酸酯组合物一起使用。
制备纤维板，特别是MDF板材的方法是公知的。
组合物通常为以重量百分比计75至90%的木材、2至15%的胶粘剂（胶）、0.5至2.5%的添加剂和4至20%的水。
添加剂是任选的。它们以少量使用，并且用于不同的目的。最广泛使用的添加剂是蜡、优选石蜡，其作为蜡熔体或以水性乳液的形式加入。主要加入石蜡或其它蜡以改善MDF的溶胀性质。其它添加剂包括着色剂（例如，用于表示MDF的不同等级，或以便出于装饰性目的而使板材完全着色）。根据例如地理区域和预期用途，其它任选的添加剂包括杀真菌剂或杀虫剂。
板材通常可以在包括以下步骤的方法中制备：
- 提供实体木材；
- 将所述实体木材切削成木刨花（通常具有15至75 mm的长度和宽度尺寸，以及1.5至15 mm的厚度）；
- 任选地，但优选地，通过除去小的污染物（例如源自石头或砂）和金属来净化刨花；
- 预汽蒸所述刨花（这涉及通过在100℃下、在大气压下加热来进行水热预处理)；
- 精磨：将预处理过的木刨花转化成长度为7 mm或以下、宽度/厚度为0.005至0.2mm的木纤维；
- 添加多异氰酸酯胶粘剂和优选地，蜡；
- 干燥；
- 将纤维浇铸到表面上，以便形成毡；
- 冷预压；
- 热压；
- 精整并切割成一定尺寸；
- 砂磨。
在商业连续加工中，纤维浇铸至其上的表面通常是移动带，还伴随着另外的步骤，包括经由移动带，例如经由双带式压机或压延机进行压制。但是，可以考虑将毡设置在连续移动带上，并且在多层压机中进行压制。
根据本发明生产的片材和模制体具有优异的机械性质，并且它们可用于通常使用此类制品的任何情况。
本发明通过以下实施例来说明，但不受其限制。
实施例1：多异氰酸酯的表面张力
评价了四种多异氰酸酯：聚合MDI（Suprasec 5025）、两种可乳化MDI（基于聚合MDI，具有增加量的单官能多元醇（MW750的甲氧基聚乙二醇）（MoPEG750））和聚合MDI与F442的预聚物（具有73.5%的氧乙烯单元含量，2.8的官能度和3500的分子量的聚醚多元醇）。
如下表1中所示，聚合MDI的表面张力仅为色散贡献的结果，而MoPEG750的加入产生了随着其载量增加的极性分量。总表面张力也随着多元醇浓度的增加而略微降低。
Figure 963308DEST_PATH_IMAGE002
表1. 不同异氰酸酯的表面张力及其色散贡献和极性贡献的测量值。
实施例2：木纤维与多异氰酸酯之间的可润湿性
木纤维获自Wood Institute of Dresden，在那里使用中试规模的喷放管路，可以以受控方式制造纤维。以140 μm的磨片距离、3-4分钟的蒸煮时间、9 bar的压力（180℃）生产纤维。使用新伐（不早于一周前）的松木（Pinus Sylvestris）。
使用设置有五种不同筛目尺寸（2.36、1.4、0.71、0.355、0.18 mm）的筛网的振动筛Analysette（Fritsh）分离木纤维。筛网彼此上下配置，以筛目尺寸将其排序，筛目尺寸较大的在顶部。将大约1 g的木纤维手动分散在顶部筛网上，并且以8 on 10的振幅和恒定冲量振动5分钟。在各个筛网和底杯的顶部上收集纤维，得到6个通过其尺寸而多样化的级分：>2.36（大纤维束）、1.4至2.36（中等纤维束）、0.71至1.4（小纤维束）、0.355至0.71（截短纤维束）、0.18-0.355（单纤维）、< 0.18 mm（纤维和细小纤维）。
在500 ml玻璃广口瓶中使用在4种不同溶剂：二氯甲烷、甲苯/乙醇（2/1）、乙醇和丙酮）中的后续提取来提取木纤维。用5 g木纤维和所选溶剂填充广口瓶。三天后，通过过滤除去溶剂，将纤维在室温下干燥一夜，并随后加入以下溶剂。
在分析前，将纤维在Weiss气候室中在22℃的温度和55%的相对湿度下调理至少3天，使得纤维的理论含水量为10-12%。
测量所有六个纤维级分对水和二甲基亚砜的接触角。对于每个点取至少5次测量的平均值。
使用Washburn方法通过Kruss 100张力计进行接触角测量。测量与两种液体的接触角，所述两种液体的表面张力及其极性分量和色散分量是已知的，并且通过Young方程和Owens-Wendt方程的组合，可以得出固体的总表面自由能。
基于Wshburn方法并根据Young-Owens-Wendt方程，由对水和DMSO的接触角的测量值计算各种木纤维级分的表面自由能及其极性部分和色散部分。结果描绘在图2中。
纤维束的总自由能略高于单纤维的总自由能。单纤维由色散贡献主导，而纤维束由其极性贡献主导。
使用粘附功来评价各个木纤维级分与异氰酸酯树脂之间的亲和性。该值越高，亲和性越高，且因此润湿性越高。
粘附功（WA）是在固体与液体界面的单位面积的分离中所做的可逆功。它可以用于评价固体和液体之间的亲和性。该值越高，亲和性越高，因此润湿性越高。WA的一般表达式可能较复杂，但Dupre和Fowkes已发现至少足以用于聚合物-液体体系的方程（Wa = 2(γs d∙ γl d)1/2 + 2(γs p ∙ γl p)1/2）。在该方程中，考虑了固体和液体二者的色散贡献和极性贡献。WA确实是加性的，并且它可以分成不同粘附力的贡献。已知固体表面自由能、色散贡献和极性贡献，并测量液体表面张力、色散贡献和极性贡献，可以确定WA。
图3中报告了表1的各种木纤维级分和多异氰酸酯的粘附功计算值。
聚合MDI（S5025）显示出与单纤维而非纤维束的较高粘附功，因此亲和性和润湿性较高。其总的色散特性与单纤维具有较高的亲和性，因为它们的表面能由色散贡献主导。相反，纤维束由极性贡献主导，因此与聚合MDI的亲和性较低。
随着异氰酸酯极性的增加，对于单纤维和纤维束二者，粘附功均增加，尽管对于具有极性主导特性的纤维束相比对于单纤维，粘附功增加得更多。这使得在使用较高极性的异氰酸酯如eMDI10的情况下，单纤维和纤维束之间的润湿差异消除。
这一观察结果清楚地表明，根据本发明的具有降低的表面张力的多异氰酸酯树脂可以适应工业生产过程中纤维类型的固有差异。由于工业上所有不同的纤维类型以取决于精磨条件的不同量同时存在，因此使用类似地润湿所有纤维的异氰酸酯树脂的可能性将有益于生产的稳定性并改善板材性质。

Claims (19)

1.粘合木质纤维素材料的方法，其包括以下步骤：a)使木质纤维素材料与亚甲基桥连的多苯基多异氰酸酯组合物接触，和b)随后使所述木质纤维素材料粘合，其特征在于所述多异氰酸酯组合物的表面张力低于或等于46 mN/m，并且其中所述表面张力的极性贡献为至少6 mN/m。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述多异氰酸酯组合物的表面张力低于40 mN/m。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述多异氰酸酯组合物的表面张力低于30 mN/m。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述表面张力的极性贡献为至少10 mN/m。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述表面张力的极性贡献为至少20 mN/m。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述多异氰酸酯组合物包含通过加入一元醇或二元醇、支链多元醇、胺和/或表面活性剂改性的亚甲基桥连的多苯基多异氰酸酯。
7.根据权利要求1所述的方法，其中将聚乙二醇的单烷基醚以至少10 pbw的量加入到亚甲基桥连的多苯基多异氰酸酯中。
8.根据权利要求1所述的方法，其中将聚乙二醇的单烷基醚以至少20 pbw的量加入到亚甲基桥连的多苯基多异氰酸酯中。
9.根据权利要求1所述的方法，其中将聚乙二醇的单烷基醚以至少30 pbw的量加入到亚甲基桥连的多苯基多异氰酸酯中。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述木质纤维素材料在本质上主要是基于木材的。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述木质纤维素材料是单根木纤维和/或单根木纤维的束。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述木纤维的长度为7 mm或以下且宽度或厚度为0.005至0.2 mm，并且所述纤维的束是小于2 cm长且小于1 mm宽或厚的。
13.根据权利要求1所述的方法，其中所述多异氰酸酯组合物以使得多异氰酸酯与木质纤维素材料的重量比为0.1:99.9至20:80的量施加。
14.根据权利要求1所述的方法，其中所述多异氰酸酯组合物以使得多异氰酸酯与木质纤维素材料的重量比为0.5:99.5至10:90的量施加。
15.根据权利要求1所述的方法，其中所述多异氰酸酯组合物以使得多异氰酸酯与木质纤维素材料的重量比为1.5:98.5至6:94的量施加。
16.根据权利要求1所述的方法，其中步骤b)包括压制所述木质纤维素材料。
17.根据权利要求16所述的方法，其中压制在120℃至300℃和2至6 MPa比压下进行。
18.根据权利要求1所述的方法，用于制造纤维板。
19.根据权利要求18所述的方法，其中所述纤维板是低密度纤维板（LDF）、中密度纤维板（MDF）、高密度纤维板（HDF）和木纤维绝缘板。
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