CN112292243A - 木质复合制品 - Google Patents

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Abstract

一种木质复合制品，包括多个木片和粘合剂体系，所述粘合剂体系设置在所述多个木片上或分散在所述多个木片中用于接合所述多个木片。所述粘合剂体系包括粘结剂组分和纤维组分。所述粘结剂组分包括热固性塑料组分，例如不饱和聚酯、环氧树脂、聚脲、聚氨酯或其组合，包括例如异氰酸酯化合物和异氰酸酯反应性组分。所述复合制品可以形成为各种物体，例如铁路枕木、围栏等。

Description

木质复合制品
技术领域
本发明总体上涉及复合制品，更具体地，涉及由木基物品产生的复合制品，其中，用新型粘结剂配方处理这种木基物品，所述新型粘结剂配方包括热固性塑料材料组分并任选地利用允许开发和生产具有改进功能的诸如铁路枕木之类的制品的其他组分。本公开提供了用于恢复、回收和再利用木质物品的新颖方法。
背景技术
铁路枕木用于定位导轨，并且历史上一直由木头制成。木材具有固有的特性，使其成为北美和当今世界上超过所有轨道应用的93％的第一选择。它既坚固又柔韧。它可以很容易地被钉入或钻入以用于铁路紧固系统，并且可以支持总共数百万吨的交通。通常，将各种软木和硬木木材用作枕木，包括橡木、红柳桉木和考里木。然而，尽管它们具有功能性，但是与由木材制成的铁路枕木的实用性相关联的问题仍然很多。为了防止由于恶劣条件(例如天气和其他压力)而导致的腐烂和损坏，例如劈裂、昆虫侵扰、切板和拉钉等，经常使用化学药品和防腐剂处理铁路枕木。虽然杂酚油是铁路枕木最常用的防腐剂，但也使用的其他防腐剂，包括五氯苯酚、铬酸砷酸铜和其他防腐剂。使用此类化学药品和防腐剂会导致意想不到的后果，例如负面的环境影响。
除了必须使用化学品外，暴露于环境还会严重影响生命周期成本和铁路枕木的耐用性。其他也受到此类问题困扰的木质产品包括围栏、栏杆、码头、海上桩基、电线杆和电杆、木材和甲板等结构。
此外，使用经过处理的木材(例如经过压力处理的木材)会产生毒物渗入地下的可能性，因为注入经过压力处理的木材中的化学物质会释放到土壤中并产生潜在的危险状况。此外，杂酚油的生产通常会产生其他副产物，这些副产物受到高度管制，具有潜在的危害性。
与铁路枕木和其他木质组分有关的另一个问题是，由于林业限制了全世界的林业运营，木材的供应正变得越来越有限。鉴于成熟森林面积的减少以及保护树木的环境需求，需要使用回收材料来替代目前使用这些受保护的硬木的产品。越来越明显的是，迫切需要回收和再利用与木材相关的制品和结构。与其让磨损的木制品(例如铁路枕木)变成不可用的垃圾，还不如说是一种对木材进行再处理、分解并转化为有用制品的方法。优选地，这样的过程引起具有改善的功能性的制品的生产，以及经过增强和工程设计的制品，使得它们克服了由已经用不期望的化学物质预处理的木材所造成的限制。
从理论上讲，粘结剂组合物可用于制造包括苯酚甲醛(PF)树脂、脲醛(UF)树脂和异氰酸酯树脂的木基复合制品。基于异氰酸酯化学性质的粘合剂组合物在商业上是可取的，因为它们具有低吸水率，高粘合力和内聚强度，配方的灵活性，相对于固化温度和速率的通用性，优异的结构性能，与具有高木材含量的木质材料接合的能力含水量，重要的是零甲醛排放。使用这种粘结剂组合物的所得复合制品被赋予相应的性质/益处。
木质材料可用聚亚甲基聚(异氰酸苯酯)(也称为聚合MDI或pMDI)处理，以提高复合制品的强度。通常，这种处理包括通过施加热量和压力或在室温下将异氰酸酯施加到材料上并使其固化。尽管可以使pMDI在环境条件下固化，但在某些情况下，残留的异氰酸酯(NCO)基团在经处理的制品上保留数周甚至数月。甲苯二异氰酸酯(TDI)也可以用于这种目的，但是从环境角度来看通常不可接受。异氰酸酯预聚物是优选的异氰酸酯材料，其已用于粘结剂组合物中以解决各种处理问题，特别是在减少对压板的粘附性和降低异氰酸酯的反应性方面。
不幸的是，使用异氰酸酯代替PF和/或UF树脂的缺点包括由于与压板的粘附、缺乏粘性或冷粘性(即，异氰酸酯不是“粘性”或“黏性”的)以及在某些情况下需要特殊存储而导致加工困难。另外，异氰酸酯还可以具有延长的固化时间，这降低了利用其的复合制品的制造产量。此外，一些异氰酸酯和相关的组分可能具有非常高的粘度，这损害了它们的处理，并增加了使用这种组分的复合制品的制造成本。
因此，仍然有机会提供用于形成木质复合制品的改进的回收系统。还存在提供改进的木质复合制品和形成这种木质复合制品的改进方法的机会。此外，仍然存在提供新颖和生产性方法的机会，该方法使得能够回收诸如铁路枕木，围栏等的木质材料，从而产生具有改进的实用性和增强的材料功能性的产品和制品。
发明内容
木质复合制品(“制品”)包括多个木片(例如破碎的铁路枕木)和遍布整个木片的粘合剂体系，用于接合多个木片。本文提供的粘合剂体系包括粘结剂组分和纤维组分。在某些实施方式中，粘结剂组分包括热固性塑料组分。热固性塑料组分可以包括热固性塑料，例如不饱和聚酯、环氧树脂、聚脲、聚氨酯或其组合。热固性塑料材料组分可包含至少一种异氰酸酯化合物和包含至少一种异氰酸酯反应性化合物的异氰酸酯反应性组分。以100重量份的粘结剂组分计，纤维组分的用量为至少约0.1重量份。形成制品的方法包括将粘结剂组分和纤维组分与多个木片混合以形成块料的步骤。该方法还包括对块料施加压力和/或热量达足以形成制品的时间的步骤。
不受任何特定理论的束缚或限制，认为通过将木片(例如，破碎的铁路枕木)与包含热固性塑料材料的粘结剂组分结合并向混合物中添加纤维组分来生产复合制品可有助于所得的复合制品具有改进的功能，包括更好的耐用性和多功能性。认为这种复合制品显示出许多优异的物理性能。例如，在某些实施方式中，相对于常规制品，所述制品可以具有以下一种或多种：增加的接合强度，改善的耐候性，改善的强度，改善的挠曲模量和/或减少的排放。
具体实施方式
本文公开了木质复合制品(“制品”)以及制造此类制品的方法。这些制品可以用于各种应用。此类应用的示例包括但不限于：铁路枕木、围栏、支撑结构、桩基、包装(坑)；家具和橱柜；屋顶和地板护套；屋顶、地板和护墙板；用于门窗框、电线杆、景观物体；和卷筒纸，例如工程工字钢的卷筒纸。
在各种实施方式中，这些制品可以被称为各种形式的工程木复合材料，例如，称为工程木复合材料，例如定向刨花板(OSB)；定向刨花材(OSL)；重组木；纤维板，例如低密度纤维板(LDF)、中密度纤维板(MDF)和高密度纤维板(HDF)；万花板；碎料板或刨花板；颗粒板(PB)；胶合板；等等。应当理解，制品可以是其他工程木形式，例如但不限于本文描述和例示的那些。应当理解，木质复合制品的名称在本领域中经常可互换使用。
所述制品包括多个木片。木片可以衍生自多种材料。通常，木片可以由各种种类的硬木和/或软木制备。例如，木片可以包括硬木、软木、经杂酚油处理的硬木、经杂酚油处理的软木、非杂酚油木材、经加压处理的木材、松木的覆盖物、雪松、橡木、再生木材或回收木材。
薄片状、纤维状或其他颗粒形式的非木质纤维素材料，例如玻璃纤维、玄武岩纤维、云母、石棉、橡胶、塑料等，也可以与木质材料混合。
木片可以来自多种来源，例如铁路枕木、木结构、小原木、工业木材残渣、树枝、粗木浆，其中，可以使这样的木片形成碎片、锯末、碎屑、薄片、覆盖物、片、丝线、纱、纤维、片材等。应当理解，制品可以包括上述材料和/或片的各种组合，例如丝线和锯末。另外，制品可以形成为除铁路枕木以外的形状。
可以通过各种常规技术来生产木片。例如，纸浆级原木可通过传统的圆木刨片机在一次操作中转化为薄片。替代地，可以用常规设备将原木和伐木残渣切成约0.5至约3.5英寸长的细小物，然后将细小物在常规的环形刨片机中制成薄片。原木通常在制成薄片之前剥皮。本文考虑的制品不限于形成木片的任何特定方法。
木片的尺寸可能非常重要，也可能不是特别重要。在某些实施方式中，木片包括已被切碎或破碎成不同长度尺寸的屑或铁路枕木。例如，在实施方式中，木片可以具有大约1/16英寸至6英寸的宽度、大约0.1英寸至12英寸的长度以及大约1/2英寸至6英寸的厚度。在替代性实施方式中，木片可以具有大约1/4英寸的宽度、大约3英寸的长度和大约1/2英寸的厚度。在又一替代性实施方式中，木片可以具有大约1/16英寸的宽度、大约3英寸的长度和大约1/2英寸的厚度。在又一替代性实施方式中，木片可以具有大约1/8-2英寸的宽度、大约1-12英寸的长度和大约1/4英寸的厚度。在某些实施方式中，木片的宽度与长度之比为大约1:1至1:10、1:1至1:20、1:1至1:30、1:1至1:40、1:1至1:50或1:1至1:100，包括但不限于1:1、1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8、1:9、1:10、1:20、1:30、1:40、1:50、1:60和1:80。如对本领域技术人员显而易见的，可以根据预期目的和要生产的复合制品的特性来调节木片的尺寸。此外，根据本发明，也可以使用具有不同尺寸的木片的混合物。Hill等人的专利号为9,920,202的美国专利中描述了有关木片的合适的大小和形状的详细信息，通过引用将其公开内容整体并入本文。
木材块可以具有各种水分含量，如果存在的话，水可以用作异氰酸酯反应性组分，这将在下面进一步描述。通常，以100重量份的木片计，木片具有约1至约20重量份、约2至约15重量份、约3至约12重量份、或约5至约10重量份(水)、或介于其间的任何子范围的水分含量。如果存在于木片中(和/或上)，则水有助于制品的固化或凝固。应当理解的是，木片可以具有固有的水分含量；或者，可将水添加到木片上或从木片上去除，例如分别通过润湿或干燥木片，以在形成制品之前和/或期间获得木片的所需水分含量。
根据所要形成的制品的类型，木片以各种量用于制品中。通常，例如在铁路枕木应用中，以100重量份的制品计，木片的用量为约0.5至约90重量份、5至约85重量份、10至约80重量份、15至约75重量份、30至约99重量份、约85至约98重量份、约90至约97重量份、或约92至约95.5重量份、或其间的任何子范围。应当理解，取决于各种因素，包括木片的水分含量，该量可以更高或更低。例如，木片的水分含量可以根据地理位置、来源等而变化，诸如由于使用来自不同环境的起始木片而引起的变化。
该制品还包括粘合剂体系。在某些实施方式中，制品包括木片和粘合剂体系。在另外的实施方式中，制品基本上由木片和粘合剂体系组成。在另外的实施方式中，制品由木片和粘合剂体系组成。在其他相关的实施方式中，制品还包括纤维组分和/或添加剂组分。
胶粘剂系统设置在木片上以接合木片。“设置在......上”是指粘合剂体系与至少一部分木片接触；此外，这还意味着将粘合剂体系分散到木片的混合物中。该粘合剂体系包括粘结剂组分和纤维组分，例如玻璃纤维组分。粘合剂体系可以包括一种或多种其他组分，如下所述。粘合剂总体上由粘结剂组分和纤维组分形成。应当理解，在许多实施方式中，粘结剂组分(例如与水、其自身和/或另一种组分)发生反应，使得它可以仅在制品的形成过程中存在一段时间。例如，在制品的形成过程中，大多数粘结剂组分可以全部反应，使得在形成后几乎没有粘结剂组分残留在制品中。在其他实施方式中，成型后制品中可以存在一定量的粘结剂组分。
粘结剂组分通常选自热固性塑料材料组分和纤维组分，其中，热固性塑料材料组分包括热固性材料，例如不饱和聚酯、环氧树脂、聚脲、聚氨酯或其组合。热固性塑料材料组分可以包括：至少一种异氰酸酯化合物；以及包含至少一种异氰酸酯反应性化合物的异氰酸酯反应性组分。在某些实施方式中，粘结剂还可以任选地包括添加剂，例如填料、颜料、着色剂、光稳定剂、脱模剂、杀虫剂、杀真菌剂、防霉剂、流变控制剂、甲醛树脂、蛋白质基粘合剂或其组合。如果使用的话，异氰酸酯组分通常是聚合二苯基甲烷二异氰酸酯(pMDI)；然而，也可以如下所述使用其他异氰酸酯。如果使用的话，甲醛树脂通常是脲甲醛(UF)树脂或三聚氰胺UF树脂，然而，也可以使用其他甲醛，例如苯酚甲醛(PF)树脂。如果使用的话，基于蛋白质的粘合剂通常是基于大豆的粘合剂，然而，也可以使用其他基于蛋白质的粘合剂，例如基于酪蛋白的粘合剂。
通常，粘结剂组分可以在其反应产物固化至最终固化状态以形成粘合剂体系并因此形成制品之前仅存在一定时间。换句话说，在用于形成制品的组分之间发生反应之后，例如在异氰酸酯组分与异氰酸酯反应性组分之间反应之后，反应产物通常是粘合剂体系的最终固化状态(如下所述)。
可以将粘合剂的组分预混合或结合以形成粘合剂体系，然后可以将粘合剂体系施加到木片上。在某些实施方式中，在制品的形成过程中，粘结剂组分、纤维组分和任选地一种或多种其他组分分别被施加到木片上和/或已经存在于木片上，而不是进行预混合和施加。在其他实施方式中，将两种或更多种组分预混合并施加，例如粘结剂和纤维组分，纤维和异氰酸酯反应性组分等。
一旦固化，粘结剂组分通常将木片彼此粘合。例如，异氰酸酯组分和异氰酸酯反应性组分的反应产物可以通过键(例如脲键)接合木片。纤维组分通常是惰性的，因此它不是反应产物的一部分(尽管它可能存在于反应产物中)。对于木复合材料，一般的粘合机理在《聚氨酯手册》(David Randall&Steve Lee eds.,John Wiley&Sons,Ltd.2002)的397至399页中进行了详细说明，其公开内容通过在各种非限制性实施方式中引用整体而并入本文。
在粘结剂组分的实施方式中，粘合剂体系包括热固性塑料材料组分和纤维组分。热固性塑料材料组分包括热固性塑料，例如不饱和聚酯、环氧树脂、聚脲、聚氨酯或其组合。热固性塑料材料组分可以包括：至少一种异氰酸酯化合物(或组分)；以及包含至少一种异氰酸酯反应性化合物的异氰酸酯反应性组分。
异氰酸酯组分通常是具有两个或更多个官能团(例如两个或更多个异氰酸酯(NCO)基团)的聚异氰酸酯。换句话说，异氰酸酯组分可以仅仅是异氰酸酯或异氰酸酯的组合。合适的有机聚异氰酸酯包括但不限于常规的脂族、脂环族、芳脂族和芳族异氰酸酯。在某些实施方式中，异氰酸酯组分选自二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、聚合二苯基甲烷二异氰酸酯(pMDI)及其组合。聚合二苯基甲烷二异氰酸酯也可以称为聚亚甲基聚亚苯基聚异氰酸酯。在其他实施方式中，异氰酸酯组分是可乳化的MDI(eMDI)。其他合适的异氰酸酯的实例包括但不限于甲苯二异氰酸酯(TDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、萘二异氰酸酯(NDI)及其组合。在具体的实施方式中，异氰酸酯组分是MDI。在另一个具体的实施方式中，异氰酸酯组分是pMDI。在另外的具体实施方式中，异氰酸酯组分是MDI和pMDI的组合。在另一个具体的实施方式中，异氰酸酯组分是
Figure BDA0002774038240000091
W，它是一种软泡沫体系，由MDI、TDI和/或它们的混合物按照制品规格以定制的配方制成，其密度为30至80kg/m3。
Figure BDA0002774038240000092
W可从新泽西州Florham Park的BASF Corporation购得。
在某些实施方式中，异氰酸酯组分是异氰酸酯封端的预聚物。异氰酸酯封端的预聚物是异氰酸酯与多元醇和/或聚胺的反应产物。异氰酸酯可以是聚氨酯领域中的任何类型的异氰酸酯，例如一种聚异氰酸酯。如果用于制作异氰酸酯封端的预聚物，则多元醇通常选自乙二醇、二甘醇、丙二醇、二丙二醇、丁二醇、甘油、三羟甲基丙烷、三乙醇胺、季戊四醇、山梨糖醇及其组合。多元醇也可以是下文通过讨论异氰酸酯反应性组分而进一步描述和例示的多元醇。如果用于制备异氰酸酯封端的预聚物，则聚胺通常选自乙二胺、甲苯二胺、二氨基二苯甲烷和聚亚甲基聚亚苯基聚胺、氨基醇及其组合。合适的氨基醇的实例包括乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺及其组合。异氰酸酯封端的预聚物可以由两种或更多种上述多元醇和/或聚胺的组合形成。
异氰酸酯或异氰酸酯封端的预聚物也可以以水乳液的形式使用，方法是在乳化剂的存在下将这样的材料与水混合。异氰酸酯组分也可以是改性的异氰酸酯，例如碳二亚胺、脲基甲酸酯、异氰脲酸酯和缩二脲。
其他合适的异氰酸酯包括在以下文献中公开的那些：授予Gismondi等人的美国专利号4,742,113；授予Mente等人的5,093,412；授予Clarke等人的5,425,976；授予Hsu的6,297,313；授予Thompson等人的6,352,661；授予Mente等人的6,451,101；授予Mente等人的6,458,238；授予Mente等人的6,464,820；授予Mente等人的6,638,459；授予Mente等人的6,649,098；授予Capps的6,822,042；授予Capps的6,846,849；授予Evers等人的7,422,787；授予Lu等人的7,439,280；和授予Mente的8,486,523；以及Savino等人的美国公开号2005/0242459；上述文献的公开内容通过在各种非限制性实施方式中引用整体并入本文。
合适的异氰酸酯组分的其他具体实例可从新泽西州Florham Park的BASFCorporation以商标
Figure BDA0002774038240000101
商购获得，例如，
Figure BDA0002774038240000102
M、
Figure BDA0002774038240000103
M20、
Figure BDA0002774038240000107
MI、
Figure BDA0002774038240000108
M20SB、
Figure BDA0002774038240000104
M20HB和
Figure BDA0002774038240000109
M20FB异氰酸酯。在一个实施方式中，异氰酸酯组分是
Figure BDA0002774038240000106
M20。在另一个实施方式中，异氰酸酯组分是
Figure BDA0002774038240000105
M20FB。应当理解，异氰酸酯组分可以包括上述异氰酸酯和/或异氰酸酯封端的预聚物的任何组合。
如果使用的话，异氰酸酯组分通常具有适合于异氰酸酯组分在木片上的特定应用的粘度，例如通过将异氰酸酯组分喷雾、成雾和/或雾化以将异氰酸酯组分施加到木片上。通常，根据ASTM D2196，异氰酸酯组分在25℃下的粘度为约100至约5,000、约100至约2,500或约100至约1,000cps或其间的任何子范围。不论使用哪种技术，异氰酸酯组分的粘度都应足以充分涂覆木片。
粘合剂体系可以包括异氰酸酯组分和异氰酸酯反应性组分的反应产物。在一个实施方式中，异氰酸酯反应性组分是水，其可以例如以预先存在的水分含量(或其一部分)的形式被施加到和/或已经存在于木片上。在其他实施方式中，异氰酸酯反应性组分包括多元醇和/或聚胺。在某些实施方式中，异氰酸酯反应性组分包括聚合物多元醇，其也可以称为接枝多元醇。异氰酸酯反应性组分可以包括上述异氰酸酯反应性组分的组合，例如水和多元醇。
通常，例如在铁路枕木应用中，以100重量份的木片计，异氰酸酯反应性组分的用量为约1至约30重量份、约1至约15重量份、或约2至约10重量份、或其间的任何子范围。本文所述的量通常基于以下假设：木片是完全干燥的，以考虑木片的水分含量的变化。下文描述了更具体的量。如果在异氰酸酯反应性组分上使用水，则其可以这些量或关于木片的水分含量的量存在。
如果使用的话，多元醇通常选自常规多元醇，例如乙二醇、二甘醇、丙二醇、二丙二醇、丁二醇、甘油、三羟甲基丙烷、三乙醇胺、季戊四醇、山梨糖醇及其组合。其它合适的羟基官能聚合物包括但不限于生物多元醇，如大豆油、蓖麻油、大豆蛋白、菜籽油等及其组合。认为某些多元醇赋予增塑作用和/或成膜性和粘性，其可随压力增加。例如，某些多元醇可以用作增塑剂，尤其是与增容剂组分一起使用。
合适的聚醚多元醇包括但不限于在存在多官能引发剂的情况下通过环氧化物的聚合获得的产物，例如环氧乙烷(EO)、环氧丙烷(PO)、环氧丁烷(BO)或四氢呋喃。合适的引发剂化合物包含多个活性氢原子，并且包括水、丁二醇、乙二醇、丙二醇(PG)、二甘醇、三甘醇、二丙二醇、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、甲苯二胺、二乙基甲苯二胺、苯二胺、二苯基甲烷二胺、乙二胺、环己烷二胺、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、季戊四醇及其组合。
其他合适的聚醚多元醇包括聚醚二醇和三醇，例如聚氧化丙烯二醇和三醇，以及通过同时或顺序地将环氧乙烷和环氧丙烷加成至二官能或三官能引发剂而获得的聚(氧化乙烯-氧化丙烯)二醇和三醇。还可以使用以多元醇组分的重量计具有约5至约90重量％的氧化乙烯含量的共聚物，其中多元醇可以是嵌段共聚物、无规/嵌段共聚物或无规共聚物。其他合适的聚醚多元醇包括通过四氢呋喃的聚合反应获得的聚丁二醇。
合适的聚酯多元醇包括但不限于多元醇的羟基封端的反应产物，例如乙二醇、丙二醇、二甘醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、1,6-己二醇、环己烷二甲醇、甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇或聚醚多元醇、或者此类多元醇与多元羧酸尤其是二羧酸或其成酯衍生物的混合物，例如琥珀酸、戊二酸和己二酸或它们的二甲基酯癸二酸、邻苯二甲酸酐、四氯邻苯二甲酸酐或对苯二甲酸二甲酯、或其混合物。也可以使用通过内酯(例如己内酯)与多元醇结合的聚合获得的聚酯多元醇，或羟基羧酸(例如羟基己酸)的聚合获得的聚酯多元醇。
合适的聚酯酰胺多元醇可以通过在聚酯化混合物中包含氨基醇(如乙醇胺)来获得。合适的聚硫醚多元醇包括通过单独地或与其他二醇、环氧烷、二羧酸、甲醛、氨基醇或氨基羧酸缩合硫代二甘醇而获得的产物。合适的聚碳酸酯多元醇包括通过使二醇(如1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、二乙二醇或四乙二醇)与二芳基碳酸酯(例如碳酸二苯酯)或与光气反应获得的产物。合适的聚缩醛多元醇包括通过使二元醇(如二乙二醇、三乙二醇或己二醇)与甲醛反应制备的那些。其它合适的聚缩醛多元醇还可以通过使环状缩醛聚合来制备。合适的聚烯烃多元醇包括羟基封端的丁二烯均聚物和共聚物，并且合适的聚硅氧烷多元醇包括聚二甲基硅氧烷二醇和三醇。
合适的多元醇的具体实例可从BASF Corporation以商标
Figure BDA0002774038240000131
商购获得。应当理解，异氰酸酯反应性组分可以包括上述多元醇中的两种或更多种的任意组合。
在利用聚合物多元醇的某些实施方式中，聚合物多元醇是接枝多元醇。接枝多元醇也可以称为接枝分散多元醇或接枝聚合物多元醇。接枝多元醇通常包括通过在多元醇(例如聚醚多元醇)中一种或多种乙烯基单体(例如苯乙烯单体和/或丙烯腈单体)和大分子单体的原位聚合获得的产物(即聚合物颗粒)。在一个实施方式中，异氰酸酯反应性组分是苯乙烯-丙烯腈(SAN)接枝多元醇。
在其他实施方式中，聚合物多元醇选自聚脲(PHD)多元醇、聚异氰酸酯加聚(PIPA)多元醇及其组合。应当理解，异氰酸酯反应性组分可以包括上述聚合物多元醇的任何组合。PHD多元醇通常是通过多元醇中二异氰酸酯与二胺的原位反应形成的，从而得到聚脲颗粒的稳定分散体。PIPA多元醇与PHD多元醇相似，不同之处在于，分散体通常通过二异氰酸酯与链烷胺而不是二胺的原位反应形成，从而在多元醇中得到聚氨酯分散体。该制品不限于制备聚合物多元醇的任何特定方法。
如果使用的话，聚合物多元醇可以用作上浆剂的替代物，例如上浆蜡或蜡上浆剂的替代物，尤其是一旦形成就赋予制品一定程度的防水性。例如，石蜡是OSB和OSL应用中常用的蜡上浆剂。在某些实施方式中，制品基本上不含蜡组分，例如石蜡。“基本上不含”是指在这些实施方式中，以100重量份的木片计，蜡组分的存在量通常不大于约5重量份、不大于约2.5重量份、不大于约1.5重量份、或接近或等于0重量份、或介于其间的任何子范围。在某些实施方式中，制品完全不含蜡组分。
聚合物多元醇可赋予斥水性的一种方法是通过至少部分涂覆木片的表面，从而降低表面的表面张力。聚合物多元醇赋予防水性的另一种方法是，聚合物多元醇至少部分填充木片内和木片之间的毛细管，从而为毛细管吸水提供了屏障。此外，认为聚合物多元醇减少了在固化以形成反应产物期间或之后在制品内例如在粘合剂内形成微裂纹和/或纳米裂纹的形成。更进一步地，如果这些裂缝已经存在于木片中，则聚合物多元醇至少部分地填充了这些裂缝，如关于毛细管的描述。认为，当制品在使用过程中暴露于湿气时，水的阻塞和裂缝的填充减少了分层和溶胀的问题。进一步认为，这种“填充”主要由于聚合物多元醇的聚合物颗粒而发生。
在各种实施方式中，聚合物多元醇包括连续相和不连续相。聚合物多元醇的连续相通常不与异氰酸酯组分混溶，异氰酸酯组分增加了聚合物颗粒对诸如羟基(OH)基团的反应性。一旦反应性基团反应，此类反应性基团还可以在制品中赋予交联。聚合物颗粒在下面进一步描述。
在某些实施方式中，聚合物多元醇的多元醇是疏水性多元醇。在一个具体的实施方式中，多元醇是疏水性聚醚多元醇。在另一个具体的实施方式中，多元醇是疏水性聚酯多元醇。疏水性多元醇包含环氧烷。在这些实施方式中，以100重量份的疏水性多元醇的环氧烷计，疏水性多元醇通常具有约0至约50重量份、约2至约20重量份、或约5至约15重量份、或其间的任何子范围的环氧乙烷(EO)。在其他实施方式中，以100重量份的环氧烷计，疏水性多元醇通常具有至少60重量份、至少70重量份、或至少80重量份、或介于其间的任何子范围的环氧丙烷(PO)。因此，在这些实施方式中，疏水性多元醇是富含环氧丙烷的多元醇，其赋予疏水性多元醇疏水性，并因此进一步赋予制品疏水性。
在某些实施方式中，疏水性多元醇的环氧烷包括EO和PO的混合物。在另一个实施方式中，疏水性多元醇的环氧烷仅包括PO，即，疏水性多元醇不包括其他环氧烷，例如EO。在某些实施方式中，疏水性多元醇包括本领域已知的其他类型的环氧烷，例如环氧丁烷(BO)，其与PO组合以及任选地与EO组合。疏水性多元醇的环氧烷可以以各种构型排列，例如无规(杂)构型、嵌段构型、封端构型或其组合。例如，在一个实施方式中，疏水性多元醇包括EO和PO的杂种混合物。
在某些实施方式中，疏水性多元醇末端被EO封端。以100重量份的疏水性多元醇计，疏水性多元醇通常具有约5至约25重量份、约5至约20重量份、或约10至约15重量份、或介于其间的任何子范围的EO的封端。在某些实施方式中，EO可以仅存在于末端环氧乙烷封端中；然而，在其他实施方式中，EO也可以与PO一起并且任选地与其他环氧烷(例如BO)一起存在于疏水性多元醇的环氧烷中。通常，认为增加疏水性多元醇的PO含量是优选的，以赋予制品增加的疏水性。
合适的疏水性多元醇包括但不限于甘油引发的、三羟甲基丙烷引发的、丙二醇引发的和蔗糖引发的聚醚多元醇及其组合。在一个实施方式中，疏水性多元醇是甘油引发的聚醚多元醇。疏水性多元醇的环氧烷通常从疏水性多元醇的相应引发剂部分延伸。
接枝多元醇的不连续相包括聚合物颗粒。如果在木材片中存在微裂纹和/或纳米裂纹，则认为聚合物多元醇的不连续相的聚合物颗粒至少部分地填充了这些裂纹。聚合物颗粒由于其大分子单体成分而通常尺寸较大，即，聚合物颗粒具有微米或更大的尺寸，例如微米或更大的直径。在某些实施方式中，聚合物颗粒的平均直径为约0.1至约10微米，或者为约0.1至约1.5微米，或介于其间的任何子范围。在其他实施方式中，聚合物颗粒具有小于0.1微米的平均直径，其使聚合物多元醇具有纳米聚合物颗粒。当制品在储存或使用期间暴露于湿气时，阻水和裂缝的填充减少了分层和溶胀的问题。除了填充裂缝外，在某些实施方式中，聚合物颗粒与异氰酸酯组分具有反应性，这可以增加制品的内部接合(IB)强度。聚合物颗粒通常包括选自苯乙烯的单体的反应产物，例如α-甲基苯乙烯、丙烯腈、丙烯酸和甲基丙烯酸的酯、烯键式不饱和腈、胺、酰胺及其组合。在某些实施方式中，聚合物颗粒包括大分子单体例如具有不饱和度的多元醇的进一步反应，其允许聚合物颗粒的化学结合。在这些实施方式中，认为由于与聚合物颗粒连接的反应性基团例如OH基团可以与异氰酸酯组分反应，因此聚合物颗粒可以在制品中赋予交联。还认为，取决于它们的特定化学组成，聚合物颗粒可以用作“热熔”粘合剂，例如由苯乙烯和丙烯腈单体形成的聚合物颗粒。
在一个实施方式中，聚合物颗粒包括苯乙烯丙烯腈(SAN)共聚物，其是苯乙烯单体和丙烯腈单体的反应产物。通常，SAN共聚物具有的苯乙烯与丙烯腈的重量比为约30:70至约70:30、约40:60至约60:40、约45:55至约60:40、约50:50至约60:40、或约55:45至约60:40、或介于其间的任何子范围。在一个实施方式中，SAN共聚物具有的苯乙烯与丙烯腈的重量比为约66.7:33.3。在另一个实施方式中，聚合物颗粒是脲，其是胺单体和异氰酸酯(NCO)基团，例如二异氰酸酯的NCO基团的反应产物。在又一个实施方式中，聚合物颗粒是氨基甲酸酯，其是醇单体和异氰酸酯(NCO)基团，例如二异氰酸酯的NCO基团的反应产物。
通常，以100重量份的聚合物多元醇计，聚合物颗粒在聚合物多元醇中的存在量为约5至约70重量份、约15至约55重量份、或约25至约50重量份、或介于其间的任何子范围。在一个实施方式中，以100重量份的接枝多元醇计，聚合物颗粒在聚合物多元醇中的存在量为约65重量份。通常，增加聚合物颗粒的量可以提高制品的疏水性。
聚合物多元醇的分子量通常为约400至约20,000、约500至约10,000、约600至约5,000、或约700至约3,000、或介于其间的任何子范围。在一实施方式中，聚合物多元醇的分子量为约730。在另一个实施方式中，聚合物多元醇的分子量为约3,000。
其他合适的聚合物多元醇及其制备方法包括在以下文献中公开的那些：授予Grace等人的美国专利号4,522,976；授予Mente等人的5,093,412；授予Wujcik等人的5,179,131；授予Huang等人的5,223,570；授予Heinemann等人的5,594,066；授予Kratz等人的5,814,699；授予Falke等人的6,034,146；授予Falke等人的6,103,140；授予Chang等人的6,352,658；授予Harrison等人的6,432,543；授予Lorenz等人的6,472,447；授予Harrison等人的6,649,107；以及授予Adkins等人的7,179,882；上述文献的公开内容通过在各种非限制性实施方式中引用整体并入本文。
合适的聚合物多元醇的具体实例可以从BASF Corporation以商标名
Figure BDA0002774038240000181
商购，例如
Figure BDA0002774038240000182
1365、
Figure BDA0002774038240000183
4600、
Figure BDA0002774038240000184
4650、
Figure BDA0002774038240000185
4800、
Figure BDA0002774038240000186
4815、
Figure BDA0002774038240000187
4830和
Figure BDA0002774038240000188
4850接枝多元醇。在一个具体的实施方式中，异氰酸酯反应性组分包括
Figure BDA0002774038240000189
4650。在另一个实施方式中，异氰酸酯反应性组分是
Figure BDA00027740382400001810
2086和/或
Figure BDA00027740382400001811
593。异氰酸酯反应性组分可以包括上述聚合物多元醇的任何组合。关于聚合物多元醇的详细信息在《聚氨酯手册》
(David Randall&Steve Lee eds.,John Wiley&Sons,Ltd.2002)的第104和105页上进行了介绍，在此以各种非限制性实施方式的方式将其全部内容并入本文。
如果使用的话，聚合物多元醇通常具有适合于聚合物多元醇特定用途的粘度，例如通过喷雾、成雾和/或雾化聚合物多元醇以将聚合物多元醇施用于木片。通常，根据ASTMD2196，聚合物多元醇在25℃下的粘度为约100至约10,000、约500至约5,000、或约500至约3,000cps、或介于其间的任何子范围。不管使用哪种技术，聚合物多元醇的粘度都应足以充分涂覆木片。
如果使用的话，以100重量份的粘合剂体系计，聚合物多元醇的用量通常为约5至约40重量份、约10至约30重量份、或约15至约25重量份、或介于其间的任何子范围。异氰酸酯反应性组分可以包括上述多元醇、聚合物颗粒和/或聚合物多元醇的类型的任何组合。
如果将异氰酸酯组分用作粘结剂组分，则粘合剂体系还可以包括与聚合物多元醇中的多元醇不同的辅助多元醇。用作辅助多元醇的合适的多元醇如异氰酸酯封端的预聚物中所述。辅助多元醇可用于多种目的。例如，可以利用具有较高官能度的辅助多元醇(相对于聚合物多元醇的多元醇)来提供额外的与异氰酸酯组分反应的反应性基团，或者可以利用辅助多元醇来增加或降低粘合剂的粘度。辅助多元醇可以以各种量使用。
在粘结剂组分的替代实施方式中，粘合剂体系的粘结剂组分可以包括UF树脂、苯酚甲醛(PF)树脂或三聚氰胺UF(MUF)树脂或其组合。PF树脂可以是本领域中的任何类型。类似地，UF树脂可以是本领域中的任何类型的UF树脂或三聚氰胺UF树脂。合适等级的UF树脂和三聚氰胺UF树脂可以从许多供应商处商购，例如俄勒冈州斯普林菲尔德的HexionSpecialty Chemicals Inc.。合适的UF树脂的具体实例是Hexion的Casco-Resin F09RFP。
通常，例如在铁路枕木应用中，以100重量份的木片计，粘结剂组分的用量为约0.5至约50重量份、5至约45重量份、10至约30重量份、1至约60重量份、约1至约40重量份、约1至约20重量份、约1至约15重量份、约2至约10重量份、约5至15重量份、约5至10重量份、或约5至12重量份、或介于其间的任何子范围。
在某些实施方式中，以100重量份的木片计，异氰酸酯组分的用量为约1.4至约10.5重量份、2至约3重量份、约2.25至约2.75重量份、或约2.5重量份、或介于其间的任何子范围。在其他任选的实施方式中，在使用其他添加剂的情况下，例如，以100重量份的木片计，UF、PF和/或MUF树脂的用量可以为约5至约10重量份、约5至约12重量份、或约5至约15重量份、或介于其间的任何子范围。通常，当使用太少的粘结剂组分时，所得制品不具有商业上成功所需的必要物理性能。同样，当使用过多的粘结剂组分时，制造制品的成本通常会增加，超出使用这种量的粘结剂组分所带来的任何好处。
粘合剂体系还可以任选地包括另外的添加剂组分。如果使用的话，添加剂组分通常选自脱模剂、上浆剂、催化剂、填料、阻燃剂、增塑剂、稳定剂、交联剂、扩链剂、链终止剂、脱气剂、润湿剂、表面改性剂、泡沫稳定剂、除湿剂、干燥剂、降粘剂、增强剂、染料、颜料、着色剂、抗氧化剂、相容剂、紫外线稳定剂、触变剂、抗老化剂、润滑剂、偶联剂、溶剂、流变学促进剂、增粘剂、增稠剂、抑烟剂、抗静电剂、抗微生物剂、杀真菌剂、杀虫剂及其组合。添加剂组分可以各种量和各种组合使用。
其他合适的添加剂包括在授予Kruesemann等人的公开号为2006/0065996的美国公开中描述的那些，该文献的公开内容通过在各种非限制性实施方式中引用整体而并入本文。添加剂组分可以包括上述添加剂的任何组合。
在某些实施方式中，添加剂组分包括催化剂组分。在一个实施方式中，催化剂组分包括锡催化剂。合适的锡催化剂包括有机羧酸的锡(II)盐，例如乙酸锡(II)、辛酸锡(II)、乙基己酸锡(II)和月桂酸锡(II)。在一个实施方式中，有机金属催化剂包括二月桂酸二丁基锡，其是有机羧酸的二烷基锡(IV)盐。合适的有机金属催化剂，例如二月桂酸二丁基锡的具体实例可从宾夕法尼亚州Allentown的Air Products and Chemicals,Inc.以商标
Figure BDA0002774038240000201
购得。所述有机金属催化剂还可以包括有机羧酸的其他二烷基锡(IV)盐，例如二乙酸二丁基锡，马来酸二丁基锡和二乙酸二辛基锡。
其他合适的催化剂的例子包括氯化铁(II)；氯化锌；辛酸铅；三(二烷基氨基烷基)-s-六氢三嗪，包括三(N,N-二甲基氨基丙基)-s-六氢三嗪；氢氧化四烷基铵，包括氢氧化四甲铵；碱金属氢氧化物，包括氢氧化钠和氢氧化钾；碱金属醇盐，包括甲醇钠和异丙醇钾；以及长链脂肪酸的碱金属盐，具有10至20个碳原子和/或侧OH基团。
其他合适的催化剂，特别是三聚催化剂的其他实例包括N,N,N-二甲基氨基丙基六氢三嗪、钾、乙酸钾、N,N,N-三甲基异丙基胺/甲酸酯及其组合。合适的三聚催化剂的具体实例可以商标名从Air Products and Chemicals,Inc.以商标名
Figure BDA0002774038240000211
商购获得。
其他合适的催化剂，尤其是叔胺催化剂的其他实例包括：二甲基氨基乙醇、二甲基氨基乙氧基乙醇、三乙胺、N,N,N',N'-四甲基乙二胺、N,N-二甲基氨基丙胺、N,N,N',N',N"-五甲基二丙烯三胺、三(二甲基氨基丙基)胺、N,N-二甲基哌嗪、四甲基亚氨基双(丙胺)、二甲基苄胺、三甲胺、三乙醇胺、N,N-二乙基乙醇胺、N-甲基吡咯烷酮、N-甲基吗啉、N-乙基吗啉、双(2-二甲基氨基-乙基)醚、N,N-二甲基环己胺(DMCHA)、N,N,N',N',N"-五甲基二亚乙基三胺、1,2-二甲基咪唑、3-(二甲基氨基)丙基咪唑及其组合。合适的叔胺催化剂的具体实例可从Air Products and Chemicals,Inc.以商标
Figure BDA0002774038240000212
购得。催化剂组分可以以各种量使用。催化剂组分可以包括上述催化剂的任何组合。
在某些实施方式中，制品基本上不含UF树脂和/或PF树脂。“基本上不含”是指在这些实施方式中，以100重量份的制品计，UF树脂和/或PF树脂的存在量不大于约15重量份、不大于约10重量份、不大于约5重量份、或接近或等于0重量份、或介于其间的任何子范围。在其他实施方式中，制品完全不含UF树脂和/或PF树脂。
粘合剂体系还包括纤维组分，使得复合制品还包括分散在多个木片之间的纤维。“分散在其中”是指纤维组分与至少一部分木片混合。如本文所使用的，纤维可以指多种材料，包括但不限于短切纤维、连续长丝毡、干用切碎编织毡、短切原丝毡、多头粗纱、无纺布、单头粗纱、技术织物和湿用短切丝线或其组合；包括但不仅限于：纤维玻璃、E玻璃、A玻璃、C玻璃、D玻璃、R玻璃或S玻璃、石墨、芳纶、TPU、PBT、碳纤维、玄武岩纤维、尼龙或其组合。在一些实施方式中，纤维包括：可从Owens Corning商购的Owens 995短切丝线、可从NipponElectric Glass商购的NEG-T249H短切玻璃丝线或其任何组合。应当理解，在制造期间可以存在各种形式的制品，例如湿/未固化状态到干/固化状态。制品的“湿”形式也可以称为块料、供应料(furnish)或毡；然而，“干燥”形式通常是制品的最终形式，例如铁路枕木等。应当理解，制品的最终形式可以具有一些残留的水分含量。纤维组分通常在反应产物形成期间存在。可以将纤维组分掺入木片复合物中(例如，通过搅拌)或可以与木片组合(例如，在混合器中)或两者。替代地，纤维可以与施加到木片上或与木片混合或与木片混合直接添加到传送带或其他处理设备上。
纤维组分可以包括纤维玻璃中使用的最常见类型的玻璃纤维，例如E玻璃，具有少于1％w/w的碱金属氧化物的铝硼硅酸盐玻璃。使用的其他类型的玻璃纤维可以包括：A玻璃(几乎没有氧化硼或完全没有氧化硼的碱石灰玻璃)、E-CR玻璃(耐电/化学性；碱金属氧化物少于1％w/w的铝酸钙硅酸盐，具有高耐酸性)、C玻璃(具有高氧化硼含量的碱石灰玻璃，用于玻璃短纤维和绝缘材料)、D玻璃(硼硅酸盐玻璃，因其低介电常数而得名)、R玻璃(不含MgO和CaO的铝硅酸盐玻璃，具有较高的机械要求作为增强材料)和S玻璃(不含CaO但MgO含量高的硅酸铝玻璃，具有较高的拉伸强度)。玻璃纤维组分在许多实施方式中可用，包括短切毡、连续长丝毡、干用短切毡、多头粗纱、无纺布、单头粗纱、技术织物和湿用短切丝线。玻璃纤维组分的选择基于几个因素，包括但不限于：成品的可切性、分散性、耐用性、成品的机械和耐水解性能、耐机械龟裂性、耐收缩性、防静电性、成品复合材料的强度、成型能力、与聚氨酯的相容性以及美学和设计灵活性。
在一个实施方式中，玻璃纤维组分包括纤维玻璃粗纱ER13-2400-180(美国加利福尼亚州Jushi Group Co.,Ltd.)。在替代性实施方式中，玻璃纤维组分可以选自任何可商购的产品，包括但不限于可从诸如美国加利福尼亚州的Jushi Group Co.,Ltd.或美国俄亥俄州的Owens Corning之类的公司商购获得的各种玻璃纤维产品(例如，
Figure BDA0002774038240000231
Chopped Strands/HD、
Figure BDA0002774038240000232
Chopped Strands HP/HD
Figure BDA0002774038240000234
Fibers、用于PA的
Figure BDA0002774038240000233
chopped strands 258、以及用于PBT的
Figure BDA0002774038240000235
choppedstrands 276)。
通常，以100重量份的木片计，粘结剂和纤维组分在制品中使用的组合量为约1至约25重量份、约1至约15重量份、约1至约10重量份、或约5至约10重量份、或介于其间的任何子范围。“组合量”是指粘结剂组分和纤维组分中的每一种以正量单独地用于制品中，即，以100重量份的木片计大于零(0)重量份的量。粘结剂组分和纤维组分可以各种重量比用于制品中。在各种实施方式中，该比率为0.1:1至1:0.1。在另一个实施方式中，该比率为约1:1。应当理解，其他可选组分，例如添加剂组分，也可以用于形成制品。在相关的实施方式中，以100重量份的所述制品计，粘合剂体系的用量为约1至约15重量份、或约1至约25重量份、或介于其间的任何子范围。在某些实施方式中，粘结剂组分和玻璃纤维组分存在的比率为约1:0.1、1:0.2、1:0.3、1:0.4、1:0.5、1:1、1:2、1:3、1:4或1:5。对本领域技术人员显而易见的是，可以基于所得复合制品的标识来调整这些比率。
在某些实施方式中，粘合剂体系包括粘结剂组分和纤维组分。在其他实施方式中，粘合剂体系基本上由粘结剂组分和纤维组分组成。在另外的实施方式中，粘合剂体系由粘结剂组分和纤维组分组成。在其他相关的实施方式中，粘结剂组分全部或部分包含热固性塑料材料和纤维组分。也可以存在其他组分，例如添加剂组分异氰酸酯，疏水性多元醇，用于增加交联密度和改善均质性的试剂，扩链剂和催化剂。
粘结剂组分和纤维组分可以通过各种方式提供给消费者以供使用，例如在轨道车、油轮、大型罐和容器或较小尺寸的罐、手提袋和成套工具中使用。例如，一个罐可包含粘结剂组分，而另一罐可包含纤维组分。通常，将组分分别提供给消费者减少了组分的过早潜在的反应，并为形成粘合剂提供了增加的配制灵活性。例如，消费者可以选择特定的粘结剂组分和特定的纤维组分及其量，以制备由其形成的复合制品。如果使用其他组分，例如添加剂组分，例如催化剂组分，则这些组分可以单独提供或与一种或多种粘结剂组分或纤维组分预混合。
所得的复合制品可以具有各种大小、形状和厚度。例如，该制品可以构造成模仿常规的复合制品，例如板或面板。该制品还可以具有各种复杂的形状，例如铁路枕木、嵌条、装饰物、家具等。该制品可以包括一层或多层。例如，如果制品是支撑结构，则制品可以包括：一层(例如芯层)、两层(例如芯层和面/装饰层)、或三层或更多层(例如芯层和两层装饰层)。可以例如通过利用粘合剂体系形成的其他类型的复合制品(例如木材复合物)及其制造方法在《聚氨酯手册》(David Randall&Steve Lee eds.,John Wiley&Sons,Ltd.2002)的第395至408页中进行了描述，其通过在各种非限制性实施方式中引用整体而并入本文。
该制品具有原始厚度，即制造后的厚度，例如在压制毡以形成最终的即固化的制品之后的厚度。通常，基于ASTM D1037的24小时冷浸试验，由于粘合剂体系，制品表现出小于约10％、小于约5％、或小于约3％的溶胀。厚度可以变化，但通常为约0.25至约10英寸、约0.25至约5英寸、或约0.25至约1.5英寸、或介于其间的任何子范围。应当理解，当描述除了板或面板以外的复杂形状时，描述厚度可能是不合适的。这样，基于制品的最终构造，制品可以具有各种尺寸。
该制品具有内部接合(IB)强度。通常，根据ASTM D1037，IB强度大于约20、大于约30、大于约40、大于约50、大于约60、大于约70、大于约80、大于约90、或大于约100磅每平方英寸(psi)。在某些实施方式中，根据ASTM D1037，制品的IB强度为约50至约500、约100至约300、或约150至约250psi、或介于其间的任何子范围。
IB强度是拉伸性能。通常，在常规制品中，随着IB强度的增加，诸如弹性模量(MOE)和断裂模量(MOR)之类的挠曲特性也会发生变化，特别是，随着IB强度的增加，MOE通常会降低。
通常，根据ASTM D1037，制品的MOE大于75,000、大于95,000、大于100,000或大于110,000psi。通常，根据ASTM D1037，制品的MOR大于3,000、大于3,250、大于3,300或大于3,500psi。
还公开了一种形成制品的方法。为了形成制品，通常提供木片。木片可以源自各种木材来源，并且可以由多种方法形成。
粘合剂组分和纤维组分，以及任选的其他组分，例如异氰酸酯反应性和/或添加剂组分(以下将其所有简称为“组分”)与多个木片组合而形成块料。这些组分可以与木片同时混合，也可以在不同时间混合。在一个实施方式中，在添加纤维组分之前，将粘结剂组分与木片结合。在另一个实施方式中，在添加纤维组分之后将粘结剂组分与木片结合。在又一个实施方式中，将粘结剂组分和纤维组分同时加入到木片中。例如，可以将粘结剂组分添加到木片中，然后可以在稍后的某个时间将纤维组分添加到木片中，反之亦然。可替代地，可以分别地和/或预混合地同时施加组分。在一实施方式中，将各组分混合以形成粘合剂体系，从而将粘合剂体系施加到木片上。可以通过各种方法，例如通过混合、翻滚、轧制、喷涂、压片、吹塑线树脂化、共混(例如吹塑线共混)等将组分施加到木片上。例如，如下所述，可以在块料的形成期间也将组分和木片混合或研磨在一起，也称为粘结剂-木材混合物或“供应料”。
通常，通过混合过程将组分施加到木片上。然后将其中分散有粘结剂组分和纤维组分的多个木片放置在载体上，并大体上形成(或限定)块料。然后可以将块料形成毡，例如将块料下放在载体上，例如传送带上，或者，也可以将毡直接形成在载体上，即，将粘结剂-木材混合物直接形成在载体上。换句话说，具有粘结剂组分和纤维组分分散在其中的多个木片可以布置在载体上以各种方式形成块料。在替代性实施方式中，将其中分散有粘结剂组分和玻璃纤维组分的多个木片直接挤出到具有预定构造的模具中。在某些实施方式中，可以将块料供给到成型机中，成型机通常将块料形成具有预定宽度和预定厚度的毡，其中多个木片松散地定向在载体上。毡的预定宽度和厚度根据复合制品所需的最终宽度和厚度确定，如下文进一步描述。然后，毡可以形成为各种形状，例如板或面板，或者形成为更复杂的形状，例如通过模制或挤出毡以形成制品。
在某些实施方式中，将组分添加到木片中，同时在合适的设备中搅拌木片。组分的添加可以通过使用喷嘴来进行，例如用于供应到其上的每种单独组分的一个喷嘴，或具有两种或更多种组分预混合并供应到其上的喷嘴。通常，至少一个喷嘴施加粘结剂组分，并且至少一个喷嘴施加玻璃纤维组分。为了使木片之间的分散最大化，通常在将木片在旋转搅拌器或类似设备中翻滚时将组分添加到木片中。作为另一个实例，可以在配备有至少一个，通常至少两个或三个旋转盘式雾化器的转鼓式搅拌器中将木片与组分混合。也可以使用包括挡板的滚筒、罐或滚轴。可以相信，对组分施加剪切力是重要的，特别是如果此类组分具有高粘度。剪切力可用于使组分相对于木片适当分散，并且可通过特定的喷嘴设计获得，以使组分适当排出。认为，在将其施加到木片之前或之后，应将各组分很好地混合。当然，希望在具有这些组分的木片之间最大程度地分散以确保适当的接合。通常，在施用前不对组分进行预混合，以防止过早反应。这样，各组分可分别通过一个或多个喷嘴单独地添加到木片上，通常，每个组分一个喷嘴以防止过早反应和/或污染。
与木片混合的组分的量取决于几个变量，包括：所用的具体组分；所用木片的大小、含水量和类型；复合制品的预期用途；以及复合制品的期望的性能。可以例如通过模制或挤出将所得的块料形成复杂的形状。可替代地，该块可以形成为单层或多层毡，该毡被压缩成例如OSB、PB、划线器、MDF或具有期望形状和尺寸的另一制品。
在某些实施方式中，复合制品包括毡的初步形成。毡可以任何合适的方式形成。例如，可以将块料从一个或多个在皮带上方间隔开的料斗中沉积在环形皮带或传送带上承载的板状托架上。在其中形成多层毡的实施方式中，使用多个料斗，每个料斗具有在托架的宽度上延伸的分配或成形头，以在托架在成形头之间移动时相继沉积单独的块料/供应料层。毡的厚度将取决于诸如木块的尺寸和形状，形成毡的特定技术，最终制品的期望厚度和密度以及压制循环中使用的压力等因素而变化。毡的厚度通常是制品最终厚度的约5倍至约20倍。例如，对于0.5英寸厚的刨花板或刨花板面板，最终密度为约35lbs/ft3，毡通常最初将为约3英寸至约6英寸厚。毡的宽度通常基本上与制品的最终宽度相同；例如，然而，取决于制品的构造，最终宽度可以是厚度的一部分，类似于厚度的描述。
通常，木片在块料和模具或毡中松散地定向。提供载体，例如传送带或板，并且将块料放置在载体上。块料可以在形成之后，例如在转鼓中直接形成在载体上，和/或转移到载体上。可以认为，当在载体上时，粘合剂体系基本上保持块料中多个木片的定向。为了使粘合剂体系保持木片的定向，不需要完全保持定向。例如，可能会发生较小的扭曲。通常，粘合剂体系用作“增粘剂”或“粘性”胶，并且可用作UF树脂和/或PF树脂以及其他常规粘合剂的替代或补充粘合剂。这样，粘合剂体系具有粘性或冷粘性。冷粘可以通过多种方式确定。例如，可以使用“坍落度”测试，该测试使用装满了块料的漏斗，然后将漏斗倾斜到表面上并除去，以使块料(呈漏斗状)保留在表面上。然后可以观察到漏斗形块料的形状随时间的变化，例如由于漏斗形块料的塌落/塌陷而导致的角度变化。另一个实例称为“雪球”测试，在该测试中，可以抓取一小部分块料，将块料做成手球，然后上下颠倒球以确定该球是否散开。其他合适的测试在ASTM D1037中进行了描述。
当将块料形成为毡时，当毡在载体上时，粘合剂体系也基本上保持毡的宽度和厚度。可以理解，当载体移动时，例如通过传送，粘合剂体系防止毡由于振动而散开。例如，如果载体是板，并且该板正被移动到压力机，则也会发生振动。这样的振动会导致木板的定向问题，可能导致内部接合(IB)强度降低，并可能导致其他类似问题。
通常通过在升高的温度和压力下压缩块料而由块料形成制品。通常，至少对块料施加压力足以形成制品的时间。通常也施加热量。这样的条件有利于粘合剂体系的反应，特别是至少粘结剂组分的反应，以形成反应产物。通过施加粘性，粘合剂体系可以减少木材块在毡中的运动，例如通过减少在向块料施加压力时木材块吹散的机会。具体地，相对于常规压制速度和/或用于形成常规复合制品的压力，可以增加向毡施加压力以形成制品的速度，这为制品的制造商提供了经济上的好处，例如增加了产量。
粘合剂体系赋予的相同粘性在毡运动期间，例如在输送时是有用的。
通常，将热量施加到块料上以促进粘合剂体系的固化。压榨温度，压力和时间的变化范围很大，取决于制品的形状，厚度和所需的密度，木块(例如木片，片状或锯末)的大小和类型，木块的水分含量以及特定组分利用。压制温度例如可以在约100℃至约300℃的范围内。为了使内部蒸汽的产生最小化并且将最终复合制品的水分含量降低到期望水平以下，压制温度通常小于约250℃，最通常为约180℃至约240℃，或介于其间的任何子范围。所利用的压力通常为约300至约800磅每平方英寸(psi)，或介于其间的任何子范围。通常，压制时间为120到900秒，或介于其间的任何子范围。所用的压制时间应具有足够的持续时间，以至少基本上固化粘合剂(以便基本上形成反应产物)并提供具有所需形状、尺寸和强度的复合制品。对于例如铁路枕木的制造，压制时间主要取决于所生产的复合制品的厚度。例如，对于具有约0.5英寸厚度的复合制品，压制时间通常为约200秒至约300秒，并且压制时间成比例地增加。可以预期的是，在上述任何步骤中，可以在不增加任何外部热量的情况下利用压力。可选地，可以利用外部热量而无需在任何前述步骤中使用任何外部压力。此外，可以在任何前述步骤中施加外部热量和压力。
用于形成制品的其他合适的方法在Mente等人的专利号为6,451,101的美国专利；Mente等人的6,458,238；Mente等人的6,464,820；Mente等人的6,638,459；Mente等人的6,649,098；Coleman的专利号为6,344,165的美国专利；Lu等人的7,439,280；和Mente的8,486,523；以及Savino等人的公开号为2005/0242459的美国公开中进行了描述，上述文献中的每个文献在各种非限制性实施方式中明确地并入本文。
不受任何特定理论的束缚或限制，认为纤维组分例如玻璃纤维组分的存在改善了复合制品的耐久性和实用性。此外，认为，粘结剂组分与纤维组分的组合存在使得所得的复合制品具有用于铁路枕木、围栏、桩基、甲板等中的木结构等所需的性能。
另外，认为具有纤维组分的粘结剂组分可用于减少制品制造期间粘合剂体系的固化时间。这样，可以通过增加制造速度，例如压制速度(即，较短的压制时间)来增加制品的通过量。还可以实现其他制造益处，例如相对于常规粘合剂，将粘合剂体系的组分改进地应用于多个木片。另外，认为该制品包括优异的物理性能。例如，在某些实施方式中，相对于常规制品，所述制品可以具有以下一种或多种：增加的接合强度、减小的边缘溶胀、改善的剥离性能、改善的挠曲模量和/或减少的排放。认为，通过使用粘结剂和玻璃纤维组分提供的其他潜在优点是：改善了木片的实用性；降低粘结剂组分的粘度，从而改善了在木片上的分布；并改善了制品的阻燃性能。认为，粘结剂和纤维组分的组合还可以通过相转移催化和/或降低粘度的机理来改善用于形成制品的其他任选组分的性能，例如多元醇。
在各种实施方式中，粘结剂和纤维组分的组合的使用可以提高1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20％或更多的处理速度。处理速度的增加可以通过在形成期间施加到显影制品上的破坏力的最小增加(如果有的话)来实现。或者，结合使用粘结剂和玻璃纤维组分可降低施加到显影制品上的破坏力。
在实施方式中，本文提供了木质复合制品，其包括：多个木片；和粘合剂体系，所述粘合剂体系设置在所述多个木片上，用于接合所述多个木片。该粘合剂体系可以包括粘结剂组分，其中，是粘结剂组分包含热固性塑料材料组分；和纤维组分。木片包括硬木、软木、经杂酚油处理的硬木、经杂酚油处理的软木、非杂酚油木材、经加压处理的木材、松木的覆盖物、雪松、橡木、再生木材或回收木材；并且在某些实施方式中，木片被切碎、破碎、覆盖或锯切。木片的长度为大约0.1英寸至12英寸、1至9英寸、2至7英寸或3英寸不等。在某些实施方式中，粘结剂组分的热固性塑料材料组分包括热固性材料，例如不饱和聚酯、环氧树脂、聚脲或聚氨酯及其组合。热固性塑料材料组分可以包括：至少一种异氰酸酯化合物；以及包含至少一种异氰酸酯反应性化合物的异氰酸酯反应性组分。
在某些实施方式中，热固性塑料材料的异氰酸酯化合物可以包括：聚异氰酸酯、包括乙二异氰酸酯、1,4-四亚甲基二异氰酸酯、1,6-己二甲基二异氰酸酯、1,12-十二烷二异氰酸酯，环丁烷-1,3-二异氰酸酯、环己烷-1,3-和-1,4-二异氰酸酯、1-异氰酸基-3,3,5-三甲基-5-异氰酸基甲基-环己烷("异佛尔酮二异氰酸酯")、2,4-和2,6-六氢甲苯二异氰酸酯、二环己基甲烷-4,4'-二异氰酸酯("氢化MDI"或"HMDI")、1,3-和1,4-亚苯基二异氰酸酯、2,4-和2,6-甲苯二异氰酸酯("TDI")、二苯基甲烷-2,4'-和/或-4,4'-二异氰酸酯("MDI")、萘-1,5-二异氰酸酯、三苯基甲烷-4,4',4”-三异氰酸酯、聚苯基-聚亚甲基-聚异氰酸酯("粗MDI")、降冰片烷二异氰酸酯、间和对异氰酸根合苯基磺酰基异氰酸酯、全氯代芳基聚异氰酸酯、碳二亚胺改性的聚异氰酸酯、氨基甲酸酯改性的聚异氰酸酯、脲基甲酸酯改性的聚异氰酸酯、异氰脲酸酯改性的聚异氰酸酯、脲改性的聚异氰酸酯、含缩二脲的聚异氰酸酯、异氰酸酯封端的预聚物或其组合。在某些实施方式中，异氰酸酯反应性组分包括选自以下组成的组的异氰酸酯反应性化合物：水、聚醚、聚酯、聚缩醛、聚碳酸酯、聚酯醚、聚酯碳酸酯、聚硫醚、聚酰胺、聚酯酰胺、聚硅氧烷、聚丁二烯和聚丙酮。在某些实施方式中，异氰酸酯反应性组分包括数均分子量为334至5140和数均官能度为1至6的异氰酸酯反应性化合物的混合物。在一些实施方式中，异氰酸酯反应性组分包括：芳族引发剂，例如：
Figure BDA0002774038240000321
736，可从BASF商购；脂族引发剂，例如
Figure BDA0002774038240000322
PEP 450，可从BASF商购；乙二胺，例如
Figure BDA0002774038240000323
多元醇，可从BASF商购；曼尼希芳烃，例如
Figure BDA0002774038240000324
MX 470，可从Carpenter商购；以及蔗糖/甘油多元醇，例如
Figure BDA0002774038240000325
SG-470，可从BASF商购；或其组合。
在实施方式中，粘结剂组分还可以包括催化剂，其中，所述催化剂包括但不限于：羧酸锡、胺、1-甲基咪唑、
Figure BDA0002774038240000331
UL-29、
Figure BDA0002774038240000332
UL-28、发泡催化剂(即
Figure BDA0002774038240000333
BL-19,DMDEE)、阻塞催化剂(即
Figure BDA0002774038240000334
DB30、
Figure BDA0002774038240000335
SA-102)或其组合。在一些实施方式中，粘结剂组分包括：蓖麻油，例如T31；聚醚/聚酯多元醇，例如
Figure BDA0002774038240000336
750，可从BASF商购；芳族聚酯多元醇，例如
Figure BDA0002774038240000337
258，芳族聚酯，可从Huntsman商购；以及接枝聚醚多元醇，例如NIAX 31-28，可从Union Carbide商购；或其组合。
在一个实施方式中，异氰酸酯反应性组分还包括至少一种添加剂，其中，所述添加剂包括但不限于填料、表面活性剂、光稳定剂、着色剂、颜料、脱模剂、杀真菌剂、防霉剂或流变控制剂。填料可以包括碳酸钙、玻璃、沙、骨料、硅酸盐、橡胶屑、粉煤灰或炭黑。
在实施方式中，粘结剂组分的纤维包括：纤维玻璃、E玻璃、A玻璃、C玻璃、D玻璃、R玻璃或S玻璃、石墨、芳纶、TPU、PBT、碳纤维、尼龙或其组合。纤维组分可以包括短切纤维、连续长丝毡、干用短切编织毡、短切原丝毡、多头粗纱、无纺布、单头粗纱、技术织物和湿用短切原丝或其组合。此外，纤维组分可以包括长度约1/16”至40ft、1/2”至20ft、3/4”至5ft、1”至1ft、1.5”至5”的连续的纤维束或纤维片段。
在实施方式中，木材复合制品还包括添加剂，例如填料、颜料、着色剂、光稳定剂、脱模剂、杀虫剂、杀真菌剂、防霉剂、流变控制剂。填料可以包括碳酸钙、玻璃、沙、骨料、硅酸盐、橡胶屑、粉煤灰、破碎的闭孔泡沫防撞缓冲器、PA66尼龙、F311纤维玻璃、F410纤维玻璃、聚丙烯微丝、炭黑或其任何组合。
在某些实施方式中，以100重量份的所述制品计，木片的用量可以为约0.5至约90重量份、5至约85重量份、10至约80重量份、15至约75重量份。在某些实施方式中，以100重量份的所述制品计，粘结剂组分的用量可以为约0.5至约50重量份、5至约45重量份、10至约30重量份。在某些实施方式中，以100重量份的所述制品计，纤维组分的用量可以为约0.5至约30重量份、5至约25重量份、10至约20重量份。
木质复合制品可以包括各种最终实施方式，包括但不限于铁路枕木、围栏、电线杆或景观物体。
包括形成本文所述的木质复合制品的方法，所述方法包括以下步骤：将所述粘结剂组分和所述纤维组分混合到所述多个木片中；将具有所述粘结剂组分和所述纤维组分分散在其中的所述多个木片放置在模具中或载体上以形成块料；以及向所述块料施加压力和/或热量一段时间以形成所述制品。
在实施方式中，木材复合制品包括粘结剂组分，该粘结剂组分包括：异氰酸酯，异氰酸酯1(例如单体MDI，基于2,4-和4,4’-MDI，以及聚合MDI，在25℃下粘度为210mPas)；第一多元醇，多元醇A(天然甘油三酸酯，官能度为约2.7；MW 933.5g/mol)；第二多元醇(例如甲苯二胺引发的多元醇，丙氧基化的官能度为约3.9；MW 569g/mol)；第三多元醇，多元醇C(例如二醇、丙二醇，丙氧基化的，具有约2.0的官能度；MW 134.1g/mol)，任选地组合有催化剂(例如二辛基二硫代乙醇酸锡)。该制品可以任选地包含另外的催化剂、添加剂或填料及其组合。
以下示出制品的实例旨在例示而不是限制本公开。
实例
实例1
聚氨酯复合铁路枕木，配方变量
本文的技术针对使用废弃的铁路枕木、聚氨酯化学材料和诸如玻璃纤维的纤维制成的复合铁路枕木。
通过将由破碎的废旧铁路枕木、粘结剂组分和玻璃纤维制成的木块组合在一起，然后在约21-110℃的热压机中压缩混合物，即可制成复合铁路枕木。将所得的块料倒入预先配置的模具中。在某些实施方式中，将所得的块料形成片材，用于随后形成所需构型。
在这些实例中使用的木片(即破碎的铁路枕木)为约1/4”宽x 3”长，范围为1/16至1/2”宽且1/2至6”长。
这些实例中使用的纤维是玻璃纤维，是大约1”的玻璃纤维片，可从Jushi GroupCo，Ltd.以产品代码ER13-2400-180商购获得。
表1中给出了粘结剂组分配方的几个实例，其中数量以重量份计。
表1：粘结剂配方
例A-1 例A-2 例A-3 例A-4 例A-5
多元醇A 26.31 50.00 54.98 49.98 44.98
多元醇B 18.42 35.00 30.00 35.00 40.00
多元醇C 7.89 15.00 15.00 15.00 15.00
催化剂1 0.01 0.02 0.02 0.02 0.02
异氰酸酯1 89.9 90.1 86.9 93.05 93.05
对于上面的表1，可以按以下方式描述组分：
·多元醇A：天然甘油三酸酯；官能度约2.7；MW 933.5g/mol
·多元醇B：甲苯二胺引发的多元醇，丙氧基化；官能度约3.9；MW 569g/mol
·多元醇C：二醇、丙二醇、丙氧基化；官能度约2.0；MW 134.1g/mol
·催化剂1：二辛基二硫代乙醇酸锡
·异氰酸酯1：单体MDI，(例如Lupranate M20)基于2,4-和4,4'-MDI，和聚合MDI，25℃下粘度为210mPas。
实例2
各种木质复合制品的比较研究
根据下面提供的组分比率(表2-5)制备样本1-4，并测试表6中提供的相对量。
表2：样本#1
木片 份数
破碎的铁路枕木 608.7
异氰酸酯组分 份数
pMDI 87.3
异氰酸酯反应性组分 份数
多元醇A 54.98
多元醇B 30.00
多元醇C 15.00
催化剂 0.02
总计 100.0
纤维组分 份数
短切玻璃纤维 140.8
表3：样本#2
木片 份数
破碎的铁路枕木 736.6
异氰酸酯组分 份数
pMDI 90.1
异氰酸酯反应性组分 份数
多元醇A 49.98
多元醇B 35.00
多元醇C 15.00
催化剂 0.02
总计 100.0
纤维组分 份数
短切玻璃纤维 23.8
表4：样本#3
Figure BDA0002774038240000381
Figure BDA0002774038240000391
表5：样本#4
木片 份数
破碎的铁路枕木 736.6
异氰酸酯组分 份数
pMDI 90.1
异氰酸酯反应性组分 份数
多元醇A 49.98
多元醇B 35.00
多元醇C 15.00
催化剂 0.02
总计 100.0
纤维组分 份数
短切玻璃纤维 23.8
表6：示例复合木制品的物理性质
Figure BDA0002774038240000411
应当理解，所附权利要求不限于表达和具体实施方式中描述的特定化合物、组合物或方法，它们可在落入所附权利要求范围内的特定实施方式之间变化。关于本文所依赖的描述各种实施方式的特定特征或方面的任何马库什组，应当理解，可从独立于所有其它马库什成员的相应马库什组的每一成员获得不同的、特殊的和/或出人意料的结果。马库什组的每一成员可单独地或组合地依赖，并且在所附权利要求的范围内为具体实施方式提供足够的支持。
还应当理解，独立地和共同地描述本发明的各种实施方式时所依赖的任一范围和子范围均落入所附权利要求的范围内，并且应理解为描述和预期其中包括全部和/或部分值的所有范围，即使在本文未明确写明这类值。本领域技术人员容易认识到，所列举的范围和子范围足以描述和实现本发明的各种实施方式，并且可将这些范围和子范围进一步划定为相关的一半、三分之一、四分之一、五分之一，等等。仅作为一个实例，范围“0.1至0.9”还可以划定为较低的三分之一，即0.1至0.3，中间的三分之一，即0.4至0.6，以及较高的三分之一，即0.7至0.9，它们单独地和共同地在所附权利要求的范围内，并且可被单独地和/或共同地依赖，并且在所附权利要求的范围内为具体实施方式提供足够的支持。另外，对于定义或修改范围的语言，例如“至少”、“大于”、“小于”、“不大于”等，应当理解，这类语言包括子范围和/或上限或下限。作为另一实例，“至少10”的范围固有地包括至少10至35范围内的子范围，至少10至25范围内的子范围，25至35范围内的子范围，等等，并且每一子范围可单独地和/或共同地依赖，并且在所附权利要求的范围内为具体实施方式提供足够的支持。最后，在所公开的范围内的单个数字可被依赖，并且在所附权利要求的范围内为具体实施方式提供足够的支持。举例来说，范围“1至9”包括各种单个整数(如3)以及包括小数点(或小数)的单个数字(如4.1)，它们可被依赖，并且在所附权利要求的范围内为具体实施方式提供足够的支持。
已用说明性方式描述本公开，并且应理解，已使用的术语旨在具有描述词的性质，而不是限制性。显然，鉴于以上教示，本公开的许多修改和变化是可能的。在所附权利要求书的范围内，可以与具体描述的方式不同的方式来实践本发明。在此明确地考虑了独立和从属权利要求的所有组合的主题，无论是单个还是多个从属。

Claims (24)

1.一种木质复合制品，包括：
多个木片；和
粘合剂体系，所述粘合剂体系设置在所述多个木片上，用于接合所述多个木片；
其中，所述粘合剂体系包括：
粘结剂组分，其中，所述粘结剂组分包括热固性塑料材料组分；和纤维组分。
2.根据权利要求1所述的制品，其中，所述木片包括硬木、软木、经杂酚油处理的硬木、经杂酚油处理的软木、非杂酚油木材、经加压处理的木材、松木的覆盖物、雪松、橡木、再生木材或回收木材。
3.根据权利要求2所述的制品，其中，所述木片被切碎、破碎、覆盖或锯切。
4.根据权利要求3所述的制品，其中，所述木片的长度范围为约0.1英寸至12英寸、约1至9英寸、约2至7英寸、或3英寸。
5.根据权利要求1所述的制品，其中，所述热固性塑料材料组分包括热固性材料，例如不饱和聚酯、环氧树脂、聚脲、聚氨酯或其组合。
6.根据权利要求5所述的制品，其中，所述热固性塑料材料组分包括：至少一种异氰酸酯化合物；以及包含至少一种异氰酸酯反应性化合物的异氰酸酯反应性组分。
7.根据权利要求6所述的制品，其中，所述异氰酸酯化合物包括：聚异氰酸酯、乙二异氰酸酯、1,4-四亚甲基二异氰酸酯、1,6-己二甲基二异氰酸酯、1,12-十二烷二异氰酸酯、环丁烷-1,3-二异氰酸酯、环己烷-1,3-和-1,4-二异氰酸酯、1-异氰酸基-3,3,5-三甲基-5-异氰酸基甲基-环己烷("异佛尔酮二异氰酸酯")、2,4-和2,6-六氢甲苯二异氰酸酯、二环己基甲烷-4,4'-二异氰酸酯("氢化MDI"或"HMDI")、1,3-和1,4-亚苯基二异氰酸酯、2,4-和2,6-甲苯二异氰酸酯("TDI")、二苯基甲烷-2,4'-和/或-4,4'-二异氰酸酯("MDI")、萘-1,5-二异氰酸酯、三苯基甲烷-4,4',4”-三异氰酸酯、聚苯基-聚亚甲基-聚异氰酸酯("粗MDI")、降冰片烷二异氰酸酯、间和对异氰酸根合苯基磺酰基异氰酸酯、全氯代芳基聚异氰酸酯、碳二亚胺改性的聚异氰酸酯、氨基甲酸酯改性的聚异氰酸酯、脲基甲酸酯改性的聚异氰酸酯、异氰脲酸酯改性的聚异氰酸酯、脲改性的聚异氰酸酯、含缩二脲的聚异氰酸酯、异氰酸酯封端的预聚物或其组合。
8.根据权利要求6所述的制品，其中，所述异氰酸酯反应性组分包括至少一种异氰酸酯反应性化合物，所述异氰酸酯反应性化合物包括：水、聚醚、聚酯、聚缩醛、聚碳酸酯、聚酯醚、聚酯碳酸酯、聚硫醚、聚酰胺、聚酯酰胺、聚硅氧烷、聚丁二烯和聚丙酮。
9.根据权利要求8所述的制品，其中，所述异氰酸酯反应性组分包括数均分子量为334至5140和数均官能度为1至6的异氰酸酯反应性化合物的混合物。
10.根据权利要求6所述的制品，其中，所述异氰酸酯反应性组分还包括至少一种催化剂，其中，所述催化剂包括有机金属锡催化剂、氨基醇、金属氯化物、三嗪、碱金属氢氧化物、碱金属盐、三聚催化剂和叔胺催化剂。
11.根据权利要求6所述的制品，其中，所述异氰酸酯反应性组分还包含至少一种添加剂，其中，所述添加剂包括填料、表面活性剂、光稳定剂、着色剂、颜料、脱模剂、杀真菌剂、防霉剂或流变控制剂。
12.根据权利要求11所述的制品，其中，所述填料包括碳酸钙、玻璃、沙、骨料、硅酸盐、橡胶屑、粉煤灰或炭黑。
13.根据权利要求1所述的制品，其中，所述纤维组分包括纤维玻璃、E玻璃、A玻璃、C玻璃、D玻璃、R玻璃或S玻璃、石墨、芳纶、TPU、PBT、碳纤维、尼龙或其组合。
14.根据权利要求13所述的制品，其中，所述纤维组分包括短切纤维、连续长丝毡、干用短切编织毡、短切原丝毡、多头粗纱、无纺布、单头粗纱、技术织物和湿用短切原丝或其组合。
15.根据权利要求13所述的制品，其中，所述纤维组分包括长度为约1/16”至40ft、1/2”至20ft、3/4”至5ft、1”至1ft、1.5”至5”的连续的纤维束或纤维片段。
16.根据权利要求1所述的制品，还包括添加剂，例如填料、颜料、着色剂、光稳定剂、脱模剂、杀虫剂、杀真菌剂、防霉剂、流变控制剂。
17.根据权利要求16所述的制品，其中，所述填料包括碳酸钙、玻璃、沙、骨料、硅酸盐、橡胶屑、粉煤灰或炭黑及其组合。
18.根据权利要求1所述的制品，其中，以100重量份的所述制品计，所述木片的用量为约0.5至约90重量份、5至约85重量份、10至约80重量份、15至约75重量份。
19.根据权利要求1所述的制品，其中，以100重量份的所述制品计，所述粘结剂组分的用量为约0.5至约50重量份、5至约45重量份、10至约30重量份。
20.根据权利要求1所述的制品，其中，以100重量份的所述制品计，所述纤维组分的用量为约0.5至约30重量份、5至约25重量份、10至约20重量份。
21.根据权利要求1所述的制品，其中，所述制品是铁路枕木、围栏柱、电线杆或景观物体。
22.一种形成权利要求1所述的制品的方法，所述方法包括以下步骤：
将所述粘结剂组分和所述纤维组分混合到所述多个木片中；
将具有所述粘结剂组分和所述纤维组分分散在其中的所述多个木片放置在模具中或载体上以形成块料；以及
向所述块料施加压力和/或热量一段时间以形成所述制品。
23.根据权利要求22所述的方法，其中，所述热固性塑料材料组分包括热固性材料，例如不饱和聚酯、环氧树脂、聚脲、聚氨酯或其组合。
24.根据权利要求23所述的方法，其中，所述热固性塑料材料组分包含至少一种异氰酸酯化合物和包含至少一种异氰酸酯反应性化合物的异氰酸酯反应性组分。
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