CN116419954A - 木质素基粘合树脂 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种包含木质素和增塑剂的粘合树脂。本发明还涉及一种用于制备该粘合树脂的方法,以及该粘合树脂的用途。该粘合树脂可用于制造层压板、矿棉绝缘制品和木产品,例如胶合板、定向刨花板(OSB)、单板层积材(LVL)、中密度纤维板(MDF)、高密度纤维板(HDF)、拼花地板、曲面胶合板、贴面颗粒板、贴面MDF或颗粒板。该粘合树脂也可用于例如复合材料、模塑化合物和铸造应用。

Description

木质素基粘合树脂
技术领域
本发明涉及一种包含木质素和增塑剂的粘合树脂。本发明还涉及一种用于制备该粘合树脂的方法,以及该粘合树脂的用途。
背景技术
木质素是一种芳香族聚合物,是例如木材中的主要成分,是地球上仅次于纤维素的最丰富的碳源。近年来,随着从制浆过程以高度纯化、固体和特殊(particularized,颗粒)形式提取木质素的技术的发展和商业化,木质素作为目前来源于石化行业的主要芳香族化学前体的可能的可再生替代品,引起了极大关注。
木质素作为一种多环芳香族网络(polyaromatic network),在酚醛(苯酚-甲醛)粘合剂的生产过程中被广泛研究作为酚的合适替代品。这些会在制造层压和结构木产品(如胶合板、定向刨花板和纤维板)时使用。在这种粘合剂的合成过程中,可以被木质素部分取代的酚在碱性或酸性催化剂的存在下与甲醛发生反应,形成高度交联的芳香族树脂,称为热塑性酚醛树脂(novolacs)(当使用酸性催化剂时)或热固性酚醛树脂(resoles)(当使用碱性催化剂时)。目前,只有有限量的酚可以被木质素取代。
在制备包含木质素的树脂时存在的一个问题是,当在含甲醛树脂(例如木质素-酚-甲醛树脂)中使用木质素时,会使用甲醛。甲醛基树脂会释放甲醛,甲醛是一种有毒的挥发性有机化合物。旨在降低或消除甲醛排放的目前和拟议立法导致了用于木材粘合剂应用的无甲醛树脂的发展。
Jingxian Li R.等人(Green Chemistry,2018,20,1459-1466)描述包含甘油二缩水甘油醚和木质素的树脂的制备,其中木质素以固体形式提供。文章中所描述的技术的一个问题是压制时间长,且压制温度高。将3层胶合板样品在150℃的温度下压制15分钟,使树脂完全固化。
Engelmann G.和Ganster J.(Holzforschung,2014,68,435-446)描述了用低分子量硫酸盐(kraft)木质素和邻苯三酚制备生物基环氧树脂,其中木质素组分由来自硫酸盐木质素的丙酮提取物组成。
发明内容
现在令人惊讶地发现,可以在避免使用甲醛的情况下容易地制备木质素基粘合树脂。令人惊讶的是,还发现可以避免使用交联剂。此外,还发现以包含氨和/或有机碱的水溶液形式提供木质素是有益的。
更具体地,通过以包含氨和/或有机碱的木质素水溶液的形式提供木质素,可以最小化降解例如玻璃棉和矿棉纤维的风险。
因此,本发明涉及一种水溶液形式的粘合树脂,其包含木质素、氨和/或有机碱以及增塑剂,其中,增塑剂与木质素之间的重量比(基于每种组分的干重计算)为0.1:10至10:1。
本发明还涉及一种用于制备粘合树脂的方法,其中,将包含氨和/或有机碱的木质素水溶液与增塑剂混合,其中,该木质素未经化学改性,并且其中,增塑剂与木质素之间的重量比(基于每种组分的干重计算)为0.1:10至10:1。该粘合树脂优选在不添加交联剂并且优选在不添加甲醛的情况下制备。
本发明还涉及该粘合树脂在制造层压板、矿棉绝缘制品、玻璃棉绝缘制品和木产品(例如胶合板、定向刨花板(OSB)、单板层积材(LVL)、中密度纤维板(MDF)、高密度纤维板(HDF)、拼花地板(parquet flooring)、曲面胶合板、贴面颗粒板(particleboards,刨花板)、贴面MDF或颗粒板(particle boards,刨花板))中的用途。本发明还涉及使用该粘合树脂制造的此类层压板、矿棉绝缘制品、玻璃棉制品和木产品,例如胶合板、定向刨花板(OSB)、单板层积材(LVL)、中密度纤维板(MDF)、高密度纤维板(HDF)、拼花地板、曲面胶合板、贴面颗粒板、贴面MDF或颗粒板。根据本发明的粘合树脂也可用于制造复合材料、模塑化合物(compounds,配混物)和铸造应用。
具体实施方式
在整个本说明书中,表述“木质素”旨在包括任何种类的木质素,例如源自硬木、软木或环形植物(annular plant,一年生植物)的木质素。优选地,木质素是在例如硫酸盐制浆法中产生的碱性木质素。优选地,木质素在用于根据本发明的方法之前进行纯化或分离。木质素可以在用于本发明的方法之前从黑液分离,并且任选地进行进一步纯化。纯化通常使得木质素的纯度为至少90%,优选至少95%。因此,根据本发明的方法使用的木质素优选含有小于10%,优选小于5%的杂质。然后可以通过使用WO2006031175中公开的方法将木质素从黑液分离出来。然后可以通过使用称为LignoBoost法的工艺将木质素从黑液分离出来。木质素可以以颗粒的形式提供,例如平均粒径为50微米至500微米的颗粒。根据本发明使用的木质素未经化学改性。
如本文所用的,术语“增塑剂”是指当添加到木质素时,使木质素更柔软且更柔韧,以通过降低玻璃化转变温度(Tg)来增加其塑性并改善其流动性能的试剂。增塑剂的实例包括多元醇、柠檬酸烷基酯、有机碳酸酯(盐)、邻苯二甲酸酯(盐)、己二酸酯(盐)、癸二酸酯(盐)、马来酸酯(盐)、苯甲酸酯(盐)、偏苯三酸酯(盐)和有机磷酸酯(盐)。
多元醇包括例如聚乙二醇、聚丙二醇、甘油(丙三醇)、二甘油、聚甘油、丁二醇、山梨醇和聚乙烯醇。
柠檬酸烷基酯包括例如柠檬酸三乙酯、柠檬酸三丁酯、乙酰柠檬酸三乙酯和柠檬酸三甲酯。
有机碳酸酯包括例如碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸甘油酯和碳酸乙烯酯。
增塑剂的其它实例包括聚乙二醇醚、聚醚、氢化糖、三乙酸甘油酯和用作聚结剂的溶剂(如醇醚)。在本发明的一个实施方案中,增塑剂是多元醇,例如选自聚乙二醇和聚丙二醇的多元醇。
优选地,根据本发明的粘合树脂包含小于4重量%的环氧基交联剂,优选小于3重量%,更优选小于2重量%,例如0.1重量%至3重量%,或0.1重量%至2重量%。优选地,根据本发明的粘合树脂包含0.1重量%或更少的环氧基交联剂。更优选地,该粘合树脂不包含环氧基交联剂。环氧基交联剂是一种起交联剂作用并且其中交联通过涉及环氧基团的反应进行的试剂。环氧基交联剂的实例包括甘油二缩水甘油醚、聚甘油二缩水甘油醚、聚甘油聚缩水甘油醚、甘油三缩水甘油醚、山梨醇聚缩水甘油醚、烷氧基化甘油聚缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、三羟甲基丙烷二缩水甘油醚、聚氧丙二醇二缩水甘油醚、聚氧丙二醇三缩水甘油醚、环己烷二甲醇的二缩水甘油醚、间苯二酚二缩水甘油醚、异山梨醇二缩水甘油醚、季戊四醇四缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、具有2-9个乙二醇单元的聚乙二醇二缩水甘油醚、具有1-5个丙二醇单元的丙二醇二缩水甘油醚、碳水化合物的二缩水甘油醚、三缩水甘油醚或聚缩水甘油醚、碳水化合物的二缩水甘油酯、三缩水甘油酯或聚缩水甘油酯、水杨酸、香草酸(vanillic acid)或4-羟基苯甲酸的二缩水甘油醚或二缩水甘油酯、环氧化或缩水甘油基取代的植物基酚类化合物(例如单宁、腰果酚、强心酚(cardol)、腰果酸(anacardic acid))或环氧化植物基油(例如菜籽油、亚麻籽油、大豆油)、三(4-羟基苯基)甲烷三缩水甘油醚、N,N-二(2,3-环氧丙基)苯胺、p-(2,3-环氧丙氧基-N,N-二(2,3-环氧丙基)苯胺、双羟甲基呋喃的二缩水甘油醚,和/或具有3-6个碳原子的直链碳链的末端二醇的二缩水甘油醚,以及具有选自以下各项的官能团的交联剂:缩水甘油胺、二缩水甘油胺、三缩水甘油胺、聚缩水甘油胺、缩水甘油酰胺、二缩水甘油酰胺、三缩水甘油酰胺、聚缩水甘油酰胺、缩水甘油酯、二缩水甘油酯、三缩水甘油酯、聚缩水甘油酯、缩水甘油叠氮、二缩水甘油叠氮、三缩水甘油叠氮、聚缩水甘油叠氮、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸二缩水甘油酯、甲基丙烯酸三缩水甘油酯或甲基丙烯酸聚缩水甘油酯。其它实例是具有更多官能环氧基团的缩水甘油醚,例如甘油二缩水甘油醚、甘油三缩水甘油醚和山梨醇聚缩水甘油醚。具有2至9个亚烷基二醇基团(例如2-4个亚烷基二醇基团或2-6个亚烷基二醇基团)的其它缩水甘油醚是另外的实例,例如二乙二醇二缩水甘油醚、三乙二醇二缩水甘油醚、二丙二醇二缩水甘油醚和三丙二醇二缩水甘油醚。其它环氧基交联剂包括具有选自以下各项的官能团的交联剂:缩水甘油胺、二缩水甘油胺、三缩水甘油胺、聚缩水甘油胺、缩水甘油酰胺、二缩水甘油酰胺、三缩水甘油酰胺、聚缩水甘油酰胺、缩水甘油酯、二缩水甘油酯、三缩水甘油酯、聚缩水甘油酯、缩水甘油叠氮、二缩水甘油叠氮、三缩水甘油叠氮、聚缩水甘油叠氮、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸二缩水甘油酯、甲基丙烯酸三缩水甘油酯和甲基丙烯酸聚缩水甘油酯。
在加热粘合树脂(也称为“固化”)后,即获得粘合剂。加热优选在70℃至350℃的温度下进行,更优选在110℃至220℃的温度下进行。在一个实施方案中,根据本发明的粘合树脂施用于表面,例如贴面板的表面,例如在胶合板的制造中。当贴面板在加热下压制在一起时,就会形成粘合剂。
包含氨和/或有机碱的木质素水溶液可以通过本领域已知的方法制备,例如通过将木质素和氨和/或有机碱与水混合。包含氨和/或有机碱的木质素水溶液的pH优选在10至14的范围内。有机碱的实例包括胺,例如伯胺、仲胺和叔胺及其混合物。优选地,有机碱选自由以下各项所构成的组:甲胺、乙胺、丙胺、丁胺、乙二胺、甲醇胺、乙醇胺、苯胺、环己胺、苄胺、二甲胺、二乙胺、二丙胺、二丁胺、二甲醇胺、二乙醇胺、二苯胺、苯基甲胺、苯基乙胺、二环己胺、哌嗪、咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-异丙基咪唑、2-苯基咪唑、2-甲基咪唑啉、2-苯基咪唑啉、三甲胺、三乙胺、二甲基己胺、N-甲基哌嗪、二甲基苄胺、氨甲基丙醇、三(二甲氨基甲基)苯酚和二甲基苯胺或其混合物。水溶液中氨和/或有机碱的总量优选在包含水、木质素和氨和/或有机碱的水溶液的总重量的0.1重量%至20重量%,优选0.1重量%至10重量%的范围内。包含氨和/或有机碱的木质素水溶液中木质素的量优选为该溶液的1重量%至60重量%,例如该溶液的10重量%至30重量%。优选地,包含氨和/或有机碱的木质素水溶液不包含碱。
增塑剂与木质素之间的重量比(基于每种组分的干重计算)为0.1:10至10:1。优选地,增塑剂与木质素之间的重量比(基于每种组分的干重计算)为0.1:10至10:10,例如1:10至5:10。
以木质素的干重和粘合树脂的总重量计算,粘合树脂中木质素的量优选为1重量%至45重量%。最优选地,以木质素的干重和粘合树脂的总重量计算,粘合树脂中木质素的量为5重量%至30重量%。
该粘合树脂还可包含添加剂,例如脲、单宁、表面活性剂、分散剂、偶联剂和填料。
以脲的干重和粘合树脂的总重量计算,粘合树脂中脲的量可以是0-40重量%,优选5-20重量%。
也可向粘合树脂添加填料和/或硬化剂。此类填料和/或硬化剂的实例包括石灰石、纤维素、碳酸钠和淀粉。偶联剂为例如硅烷基偶联剂。
包含氨和/或有机碱的木质素水溶液优选在室温(例如,在15℃至30℃的温度)下与增塑剂混合。该混合步骤优选进行约5秒至2小时。
在矿棉绝缘制品的生产中,当用于制备矿棉绝缘制品的组分暴露于加热时,发生粘合树脂的固化,形成粘合剂。
实施例
实施例1
首先通过在环境温度下将211g粉末木质素(固体含量95%)和685g水加入到1L玻璃反应器中来制备木质素溶液,并搅拌该溶液直至木质素完全且均匀地分散。然后,将104g28-30%氨溶液加入到木质素分散液中。将该组合物搅拌60分钟,以确保木质素完全溶解。
实施例2
将3-氨丙基三甲氧基硅烷稀释为1%水溶液。通过将43.5g来自实施例1的木质素-氨溶液、1.3g聚甘油聚缩水甘油醚、1.3g聚乙二醇300、1.9g水和2g 1%的3-氨丙基三甲氧基硅烷称重到250ml塑料容器中来制备粘合剂组合物,并将该组合物用木棍搅拌2分钟。将250g硅砂称重到碗中,并将木质素混合物倒在砂的顶部上,并用电动手持混合器混合2分钟。然后,通过将砂-粘合剂混合物倒入到模具中,在烘箱中在180℃烘烤2小时,来制备砂棒。所有的砂棒在烘箱中固化后都是坚硬且稳定的。每次测试的砂棒尺寸均为高度x厚度x长度:23mm x 22mm x 84mm。
将砂棒后固化24小时,并在80℃的水浴中浸泡2小时。
采用三点弯曲测试对砂棒进行了评价。表1中给出了水浸泡前和后的弯曲强度。
实施例3
通过将47.6g来自实施例1的木质素-氨溶液、0.5g聚甘油聚缩水甘油醚、0.5g聚乙二醇300和2g 1%的3-氨丙基三甲氧基硅烷称重到250ml塑料容器中来制备粘合剂组合物,并将该组合物用木棍搅拌2分钟。将250g硅砂称重到碗中,并将木质素混合物倒在砂的顶部上,并用电动手持混合器混合2分钟。然后,通过将砂-粘合剂混合物倒入到模具中,在烘箱中在180℃烘烤2小时,来制备砂棒。所有的砂棒在烘箱中固化后都是坚硬且稳定的。
将砂棒后固化24小时,然后在80℃的水浴中浸泡2小时。采用三点弯曲测试对砂棒进行了评价。表1中给出了水浸泡前和后的弯曲强度。
Figure BDA0004208757360000061
Figure BDA0004208757360000071
表1.在具有和没有调节的情况下的砂棒的弯曲强度
实施例4
通过将50g来自实施例1的木质素-氨溶液和2g 1%的3-氨丙基三甲氧基硅烷称重到250ml塑料容器中来制备粘合剂组合物,并将该组合物用木棍搅拌2分钟。将250g硅砂称重到碗中,并将木质素混合物倒在砂的顶部上,并用电动手持混合器混合2分钟。然后,通过将砂-粘合剂混合物倒入到模具中,在烘箱中在180℃烘烤2小时,来制备砂棒。所有的砂棒在烘箱中固化后都是坚硬且稳定的。
将砂棒后固化24小时,然后在80℃的水浴中浸泡2小时。
然后采用三点弯曲测试对砂棒进行了评价。表2中给出了水浸泡前和后的弯曲强度。
实施例5
通过将50g来自实施例1的木质素-氨溶液、2.5g聚乙二醇300和2g 1%的3-氨丙基三甲氧基硅烷称重到250ml塑料容器中来制备粘合剂组合物,并将该组合物用木棍搅拌2分钟。将250g硅砂称重到碗中,并将木质素混合物倒在砂的顶部上,并用电动手持混合器混合2分钟。然后,通过将砂-粘合剂混合物倒入到模具中,在烘箱中在180℃烘烤2小时,来制备砂棒。所有的砂棒在烘箱中固化后都是坚硬且稳定的。
将砂棒后固化24小时,然后在80℃的水浴中浸泡2小时。将样品也在沸水中调节4小时,然后在50℃下干燥16小时,并再次在沸水中4小时。然后采用三点弯曲测试对砂棒进行了评价。表2中给出了水浸泡前和后的弯曲强度。
实施例6
通过将50g来自实施例1的木质素-氨溶液、5g聚乙二醇300和2g 1%的3-氨丙基三甲氧基硅烷称重到250ml塑料容器中来制备粘合剂组合物,并将该组合物用木棍搅拌2分钟。将250g硅砂称重到碗中,并将木质素混合物倒在砂的顶部上,并用电动手持混合器混合2分钟。然后,通过将砂-粘合剂混合物倒入到模具中,在烘箱中在180℃烘烤2小时,来制备砂棒。所有的砂棒在烘箱中固化后都是坚硬且稳定的。
将砂棒后固化24小时,然后在80℃的水浴中浸泡2小时。采用三点弯曲测试对砂棒进行了评价。表2中给出了水浸泡前和后的弯曲强度。
具有聚乙二醇300的木质素-氨溶液的弯曲强度值高于没有聚乙二醇300的木素-氨溶液。
Figure BDA0004208757360000081
表2.在具有和没有调节的情况下砂棒的弯曲强度
实施例7
首先通过在环境温度下将211g粉末木质素(固体含量95%)和655g水加入到1L玻璃反应器中来制备木质素溶液,并搅拌该溶液直至木质素完全且均匀地分散。然后,将30g聚乙二醇300和104g 28-30%氨溶液加入到木质素分散液中。将该组合物搅拌60分钟,以确保木质素完全溶解。
实施例8
通过将50g来自实施例7的木质素-氨溶液和2g 1%的3-氨丙基三甲氧基硅烷称重到250ml塑料容器中来制备粘合剂组合物,并将该组合物用木棍搅拌2分钟。将250g硅砂称重到碗中,并将木质素混合物倒在砂的顶部上,并用电动手持混合器混合2分钟。然后,通过将砂-粘合剂混合物倒入到模具中,在烘箱中在180℃烘烤2小时,来制备砂棒。所有的砂棒在烘箱中固化后都是坚硬且稳定的。
将砂棒后固化24小时,然后在80℃的水浴中浸泡2小时。采用三点弯曲测试对砂棒进行了评价。表3中给出了水浸泡前和后的弯曲强度。
Figure BDA0004208757360000091
表3.在具有和没有调节的情况下砂棒的弯曲强度
实施例9
通过将45.5g来自实施例1的木质素-氨溶液、0.91g聚甘油聚缩水甘油醚、0.91g聚乙二醇300和2g 1%的3-氨丙基三甲氧基硅烷称重到250ml塑料容器中来制备粘合剂组合物,并将该组合物用木棍搅拌2分钟。将250g硅砂称重到碗中,并将木质素混合物倒在砂的顶部上,并用电动手持混合器混合2分钟。然后,通过将砂-粘合剂混合物倒入到模具中,在烘箱中在180℃烘烤2小时,来制备砂棒。所有的砂棒在烘箱中固化后都是坚硬且稳定的。
将砂棒后固化24小时,然后将砂棒在80℃的水浴中浸泡2小时。采用三点弯曲测试对砂棒进行了评价。表4中给出了水浸泡前和后的弯曲强度。
Figure BDA0004208757360000092
表4.在具有和没有调节的情况下的砂棒的弯曲强度
实施例10
通过将47.6g来自实施例1的木质素-氨溶液、0.48g聚甘油聚缩水甘油醚、0.48g聚乙二醇300和2g 1%的3-氨丙基三甲氧基硅烷称重到250ml塑料容器中来制备粘合剂组合物,并将该组合物用木棍搅拌2分钟。将250g硅砂称重到碗中,并将木质素混合物倒在砂的顶部上,并用电动手持混合器混合2分钟。然后,通过将砂-粘合剂混合物倒入到模具中,在烘箱中在180℃烘烤2小时,来制备砂棒。所有的砂棒在烘箱中固化后都是坚硬且稳定的。
将砂棒后固化24小时,然后将砂棒在80℃的水浴中浸泡2小时。采用三点弯曲测试对砂棒进行了评价。表5中给出了水浸泡前和后的弯曲强度。
Figure BDA0004208757360000101
表5.在具有和没有调节的情况下砂棒的弯曲强度
实施例11
通过将43.5g来自实施例1的木质素-氨溶液、1.3g聚甘油聚缩水甘油醚、2.2g聚乙二醇300、1.5g水和2g 1%的3-氨丙基三甲氧基硅烷称重到250ml塑料容器中来制备粘合剂组合物,并将该组合物用木棍搅拌2分钟。将250g硅砂称重到碗中,并将木质素混合物倒在砂的顶部上,并用电动手持混合器混合2分钟。然后,通过将砂-粘合剂混合物倒入到模具中,在烘箱中在180℃烘烤2小时,来制备砂棒。所有的砂棒在烘箱中固化后都是坚硬且稳定的。
将砂棒后固化24小时,并在80℃的水浴中浸泡2小时。采用三点弯曲测试对砂棒进行了评价。表6中给出了水浸泡前和后的弯曲强度。
Figure BDA0004208757360000102
表6.在具有和没有调节的情况下的砂棒的弯曲强度
鉴于本发明的上述详细描述,其它修改和变化对本领域技术人员来说将是显而易见的。然而,应当清楚,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,可以进行这样的其它修改和变化。

Claims (11)

1.水溶液形式的粘合树脂,其包含木质素、氨和/或有机碱以及增塑剂,其中,所述木质素未经化学改性,并且其中,增塑剂与木质素之间的重量比为0.1:10至10:1,基于每种组分的干重计算。
2.根据权利要求1所述的粘合树脂,其中,包含木质素和氨和/或有机碱的所述水溶液包含至少2重量%的木质素。
3.根据权利要求1或2所述的粘合树脂,其中,增塑剂与木质素之间的所述重量比为0.1:10至5:1,基于每种组分的干重计算。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的粘合树脂,其中,所述粘合树脂不含甲醛。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的粘合树脂,其中,所述粘合树脂包含小于2重量%的环氧基交联剂。
6.根据权利要求5所述的粘合树脂,其中,所述粘合树脂不含环氧基交联剂。
7.用于制备粘合树脂的方法,其中,将包含氨和/或有机碱的木质素的水溶液与增塑剂混合,其中,所述木质素未经化学改性,并且其中,增塑剂与木质素之间的重量比为0.1:10至10:1,基于每种组分的干重计算。
8.可通过根据权利要求7所述的方法获得的粘合树脂。
9.根据权利要求1至6或8中任一项所述的粘合树脂在制造以下中的用途:层压板、矿棉绝缘制品、玻璃棉绝缘制品、木产品,例如胶合板、定向刨花板(OSB)、单板层积材(LVL)、中密度纤维板(MDF)、高密度纤维板(HDF)、拼花地板、曲面胶合板、贴面颗粒板、贴面MDF或颗粒板。
10.根据权利要求9所述的粘合树脂的用途,其中,在层压板、矿棉绝缘制品、玻璃棉绝缘制品、木产品,例如胶合板、定向刨花板(OSB)、单板层积材(LVL)、中密度纤维板(MDF)、高密度纤维板(HDF)、拼花地板、曲面胶合板、贴面颗粒板、贴面MDF或颗粒板的制造中,将所述粘合树脂施用至表面,并且其中,在将所述表面暴露于压力和加热时,所述粘合树脂固化以形成粘合剂。
11.根据权利要求10所述使用粘合树脂制造的层压板、矿棉绝缘制品、木产品,例如胶合板、定向刨花板(OSB)、单板层积材(LVL)、中密度纤维板(MDF)、高密度纤维板(HDF)、拼花地板、曲面胶合板、贴面颗粒板、贴面MDF或颗粒板。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE545917C2 (en) * 2022-05-19 2024-03-12 Stora Enso Oyj Bonding resin comprising lignin
SE546257C2 (en) * 2022-12-19 2024-09-17 Stora Enso Oyj Bonding resin and fibrous insulation product comprising the bonding resin

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3395033A (en) * 1966-04-11 1968-07-30 Inca Inks Lignin base alkali-dispersible adhesive
EP3058040A4 (en) * 2013-10-18 2017-06-21 Queensland University Of Technology Lignin-based waterproof coating
CN112334560A (zh) * 2018-07-02 2021-02-05 斯道拉恩索公司 粘合树脂的制备工艺
EP3633005A1 (en) * 2018-10-05 2020-04-08 Aarhus Universitet An aqueous adhesive composition for lignocellulosic materials such as wood and a method of production
US20210371444A1 (en) * 2018-10-05 2021-12-02 Rockwool International A/S Method for producing oxidized lignins
EP3632866A1 (en) * 2018-10-05 2020-04-08 Rockwool International A/S Aqueous binder composition
WO2021124129A1 (en) * 2019-12-20 2021-06-24 Stora Enso Oyj Process for preparing a bonding resin

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