CN117858914A - 粘合剂组合物和用于生产木质材料的方法以及木质材料 - Google Patents

粘合剂组合物和用于生产木质材料的方法以及木质材料 Download PDF

Info

Publication number
CN117858914A
CN117858914A CN202280058077.7A CN202280058077A CN117858914A CN 117858914 A CN117858914 A CN 117858914A CN 202280058077 A CN202280058077 A CN 202280058077A CN 117858914 A CN117858914 A CN 117858914A
Authority
CN
China
Prior art keywords
adhesive composition
wood material
solubilizer
isocyanate
adhesive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202280058077.7A
Other languages
English (en)
Inventor
N·卡尔瓦
G·塞达克
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Swiss Krono Tec AG
Original Assignee
Swiss Krono Tec AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Swiss Krono Tec AG filed Critical Swiss Krono Tec AG
Publication of CN117858914A publication Critical patent/CN117858914A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/74Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic
    • C08G18/76Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic
    • C08G18/7657Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings
    • C08G18/7664Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings containing alkylene polyphenyl groups
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B21/00Layered products comprising a layer of wood, e.g. wood board, veneer, wood particle board
    • B32B21/13Layered products comprising a layer of wood, e.g. wood board, veneer, wood particle board all layers being exclusively wood
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/30Low-molecular-weight compounds
    • C08G18/302Water
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/64Macromolecular compounds not provided for by groups C08G18/42 - C08G18/63
    • C08G18/6492Lignin containing materials; Wood resins; Wood tars; Derivatives thereof

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Dry Formation Of Fiberboard And The Like (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于生产木质材料,特别是板状木质材料的粘合剂组合物、用于生产这种木质材料的方法以及这种木质材料。为了提供粘合剂组合物、用于生产这种木质材料之一的方法以及这种木质材料之一,其中异氰酸酯粘结剂的固化速度可以特别控制,特别是可以加速,其中,一方面可以降低固化温度,另一方面可以维持在预定的温度区间,从而可以控制固化的开始,从而在不降低产品质量的情况下实现安全、快速和经济高效的生产工艺。设定了,根据本发明的用于生产木质材料的粘合剂组合物具有至少含有异氰酸酯粘合剂的有机相,水相,以及用于快速混合两相和/或用于加速异氰酸酯粘合剂的固化的增溶剂。

Description

粘合剂组合物和用于生产木质材料的方法以及木质材料
技术领域
本发明涉及用于生产木质材料、特别是板状木质材料的粘合剂组合物、用于生产这种木质材料的方法以及这种木质材料。
背景技术
各种粘合剂组合物,尤其是胶水,用于生产木质材料(HWS)。在此,根据应用,不同的粘合剂组合物是优选的或特别合适的。基于尿素/甲醛的粘合剂组合物已被证明特别适合随后用于家具生产或室内设计的人造板。它们可以大量供应,并且用它们生产的板材符合此类板材的标准要求。此外,这些板材通常在窄面上进行涂层和封边,因此几乎可以确保防止湿气的影响。
对于预计空气湿度或随后来自相邻部件的水分增加的应用,例如地板覆盖物,通常使用脲醛胶,可选地用三聚氰胺增强,其中为了满足更高的要求,会增加粘合剂组合物的用量。
对于在高湿度或直接与水接触的区域使用的人造板,经三聚氰胺树脂、酚醛树脂或聚合二苯基甲烷二异氰酸酯(PMDI)增强的脲醛胶已被证明是合适的。除了湿载荷之外,这些板材通常还具有静载荷。在适用于产品的标准中考虑到了膨胀和弯曲强度测试这一点。在此胶合板、刨花板和OSB(定向刨花板)特别适用于各种应用。这些板材优选用于建筑领域的结构应用、车辆领域以及作为安装板材。
虽然所有不被湿气或水水解的粘合剂通常都可用于上述木质材料,但特别是聚合二苯基甲烷二异氰酸酯已被证明特别适合OSB。其原因是该粘合剂组合物具有良好的耐水性并且不含甲醛。这一点尤其重要,因为OSB通常没有涂层,而且根据房间的体积,用量也很大。如果使用含有甲醛的胶水的板材,尽管遵守了甲醛释放量的限值,但这种组合可能会导致问题。
然而,与其他粘合剂相比,聚合二苯基甲烷二异氰酸酯具有严重的缺点,因为其反应性很难通过使用硬化剂来控制。这对于较厚的人造板尤其不利。虽然对于其他粘合剂或胶水系统,通过在顶层和中间层中使用不同量的至少一种硬化剂可以实现产量的显着增加,但对于聚合二苯基甲烷二异氰酸酯来说这是不可能的。
另外,需要100℃左右的温度来硬化聚合二苯基甲烷二异氰酸酯,因此在厚木质材料中,当达到该温度时,仅在木质材料的中部发生硬化。因此这里的一个显着缺点是,无法对不同的板材厚度进行有效控制,而且由于人造板内部固化缓慢,需要较长的高温加工时间。
尽管已知聚合二苯基甲烷二异氰酸酯或异氰酸酯的固化一般可以用多元醇或胺来加速,但反应在室温下就已经发生了,这就导致在生产人造板材料时无法再对系统进行控制,或至少无法进行预固化,从而增加了胶水的使用量。这导致生产成本增加,同时导致产品质量下降。此外,当系统停机时,这种类型的固化是非常不利的,因为从涂胶到压机的全部胶合线都必须被丢弃。
从DE 10 2007 062 316 A1已知含有异氰酸酯基团的无水组合物作为具有NCO组分的湿气固化体系的替代品,所公开的组合物能够在没有对异氰酸酯呈反应性的组分的情况下固化。该组合物含有“NCO预聚物”,它是通过酯多元醇与异氰酸酯反应生成的。另外,该组合物具有至少一种季铵盐作为催化剂和大约等量的至少一种带有环氧基团的化合物作为助催化剂。
WO 00/46306A1描述了一种用于加速脲醛胶的固化的系统。在那里,亚甲基二(异氰酸苯酯)(MDI)与催化剂混合,其用量最高可达胶水的1.9重量%,以加速固化。催化剂是各种基于锡盐和/或胺的化合物。这些系统以商品名DABCO提供,并带有各种数字后缀。
发明内容
本发明基于的技术任务是,提供一种用于生产木质材料、特别是板状木质材料的粘合剂组合物、用于生产这种木质材料的方法以及其中异氰酸酯粘结剂的固化速度可以特别控制,特别是可以加速的木质材料,其中,一方面可以降低固化温度,另一方面可以维持在预定的温度区间,从而可以控制固化的开始,从而在不降低产品质量的情况下实现安全、快速和经济高效的生产工艺。
根据本发明的用于生产木质材料、特别是板状木质材料的粘合剂组合物包含具有至少一种异氰酸酯粘合剂的有机相、水相以及用于快速混合两相和/或用于加速异氰酸酯粘合剂的硬化的增溶剂。
此外,本发明涉及一种用于生产木质材料、特别是板状木质材料的方法,其至少具有以下步骤:生产和/或提供纤维和/或碎料,随后将粘合剂组合物,特别是根据本发明的粘合剂组合物添加到碎料中,其中粘合剂组合物具有含有至少一种异氰酸酯粘合剂的有机相和与有机相不完全混溶的第二水相,以及用于快速混合和/或用于加速异氰酸酯粘合剂的固化的增溶剂,并且最终将胶合的碎料成型为木质材料,特别是通过将胶合的碎料压制成板状木质材料来生产。
根据本发明的木质材料,特别是通过根据本发明的方法生产的木质材料,在木质材料的至少一层中具有至少一种碎料和至少一种固化的粘合剂组合物,特别是根据本发明的粘合剂组合物,其中粘合剂组合物包含至少一种结合的和/或固化的异氰酸酯粘合剂和用于快速混合和/或加速异氰酸酯粘合剂的固化的增溶剂。
最后,本发明涉及根据本发明的粘合剂组合物与增溶剂用于生产木质材料、特别是板状木质材料的用途。
在此,在木质材料的粘合剂组合物中使用增溶剂可以以特别有利的方式实现有针对性地控制异氰酸酯粘合剂的反应性并由此控制固化速度和固化起始温度。在此,通过本发明,还可以有利地针对性地加速异氰酸酯粘合剂、特别是PMDI的硬化或在较低温度下开始反应。特别地,可以设定起始温度,使得反应不会在粘合过程中碎料干燥后通常存在的温度下开始,通常为40℃左右。
本发明人已经认识到,当异氰酸酯粘合剂、特别是PMDI硬化时,优选的反应是通过与水反应形成聚脲,其中异氰酸酯粘合剂、特别是PMDI还与来自木材基质(纤维素、半纤维素和木质素)的其他叠氮质子发生反应。然而,由于极性不同,有机相与水的反应更加困难。例如,可以用水涂覆PMDI,而不会在界面处观察到明显的反应。这种不混溶性意味着,异氰酸酯粘合剂和水之间的反应仅在约100℃的温度下以高反应速率开始,因此水比其他可能的反应物具有优势,因为水蒸气具有高流动性和空间位阻理由并不构成反应的障碍。因此,本发明的优点可以通过支持两相的混合或乳液的增溶剂来实现。
由于异氰酸酯粘合剂在固化过程中与羟基发生反应,大量非离子表面活性剂作为增溶剂被淘汰,因为它们通常具有羟基,例如二醇或酚类。出于同样的原因,也不推荐使用糖基的非离子表面活性剂。
由于增溶剂仅少量参与且优选几乎不参与固化过程中异氰酸酯粘合剂的反应,因此有利的是仅需要少量增溶剂,从而其对木质材料,特别是板材的后续工艺性能没有负面影响。这尤其是由于,增溶剂的用量通常比现有技术中常用的硬化剂低一到两个数量级的事实。此外,增溶剂的使用能够实现板状木质材料的生产,特别是使用连续压制装置,由此由于增溶剂,该生产可以快大约10%地进行。因此,该增溶剂能够快速、经济高效且有针对性地生产高质量木质材料。
粘合剂组合物应理解为,设置为用于添加和粘合木质材料的碎料的组合物,其中所述粘合剂组合物优选以这样的方式形成,即木质材料可以仅由碎料和粘合剂生产。然而,原则上还可以向木质材料中添加另外的组分,例如辅助材料和填料。在此,粘合剂组合物可以已经准备好使用和/或可以由单一组分形成。
或者,粘合剂组合物还可以由几种单独提供的组分、特别是两种组分形成,仅在使用前或使用过程中将它们放在一起并混合。特别地,有机相可以是一种组分而水相可以是另一种组分,其中增溶剂优选包含在水相中。然而,此外还可以想到,增溶剂作为盐提供或作为另外的、特别是第三组分溶解和/或仅添加以供使用。由已经混合的一种或多种组分组成的即用型粘合剂组合物通常被称为胶水或树脂,并且将粘合剂施加至碎料因此被称为胶合。
此外,特别可以想到的是,粘合剂组合物的多种组分仅在待粘合材料、特别是碎料的表面上相遇,其中优选仅第一组分、特别是水相和/或增溶剂施加到碎料上和/或碎料中,然后添加具有至少一种异氰酸酯粘合剂的有机相。
木质材料原则上可以是任何材料,优选除了粘合剂组合物之外,其大部分,至少90%由木材、植物纤维和/或由其制成的材料通过用粘合剂组合物连接该材料的几块而形成。在此优选地是至少一种碎料。木质材料在此基本上可以具有任何形状,其中优选板状木质材料,特别是木质纤维素和/或含纤维板、刨花板和/或粗刨花板。
碎料原则上可以具有任何植物碎屑和/或纤维并且优选基本上由植物碎屑形成。碎料特别优选由木材制成。碎料特别优选地由长碎屑(股)和/或粗碎屑组成,特别是用于生产粗刨花板,也称为OSB(定向刨花板)。为生产粗刨花板而生产或提供的木片可以具有50至200mm、优选70至180mm、特别优选90至150mm的长度;宽度在5至50mm之间,优选10至30mm,特别优选15至20mm;并且具有0.1至2mm、优选0.3至1.5mm、特别优选0.4至1mm的厚度。对于刨花板,覆盖层和/或中间层的木屑尺寸优选在<1mm至大约30mm的范围内。
尽管木质材料的成型原则上可以以任何方式进行,但优选作为连续过程进行,特别是通过将胶合的碎料撒到传送装置上,特别是传送带上,并将胶合的碎料进行压制来形成木质材料。木质材料的成型并且特别是压制优选在高压和/或高温下进行,优选至少150℃,特别优选170℃至220℃,非常特别优选180℃至220℃。
特别优选地,用于生产粗刨花板的胶合的碎料在散布装置中沿生产方向交替地纵向和横向散布,使得碎料横向布置,特别优选布置在至少三层中,特别是下覆盖层,中间层和上覆盖层。下覆盖层和上覆盖层的散布方向在此优选相同和/或偏离中间层的散布方向。特别优选地,中间层的散布方向偏离两个覆盖层的散布方向。一般来说,木质材料、特别是板状木质材料的结构是多重的或多层的。
原则上,木质材料可以在所有空间方向上均匀地构造,然而其中优选多重或多层结构,并且特别优选在不同的层中,非常特别优选沿着空间方向并且尤其特别优选相对于木质材料的厚度。在此,各个层可以彼此不同,特别是它们的厚度、它们的密度、碎料的取向、碎料的组成、碎料的尺寸、所包含的粘合剂组合物的比例以及/或在粘合剂组合物的化学组成方面。
优选地,通过沿纵向方向和/或使用旋转刀剥离去皮圆木、优选软木来生产碎料。此外,所生产的碎料优选在添加粘合剂之前在高温下干燥,特别是为了减少碎料的自然水分。干燥后的碎料的水分含量特别优选低于10%,非常特别优选低于7%,以避免在随后的压制过程中由于强烈的蒸汽形成而破裂。
将粘合剂组合物添加到碎料中优选是对作为木质材料的起始材料的碎料的至少部分且优选全部进行涂覆。粘合剂组合物优选以精细分布的形式施加到碎料上。或者,可以想到首先施加粘合剂组合物的第一组分,然后才施加第二组分。粘合剂组合物的量,特别是在使用PMDI作为粘合剂的情况下,优选基于碎料的总量的1至10重量%,特别优选2至7重量%,特别是3重量%。
在根据本发明的木质材料的情况下,粘合剂组合物优选在其生产之后完全硬化,其中异氰酸酯粘合剂特别优选已经与水相的水反应形成氨基甲酸和/或进一步形成相应的胺和/或聚脲。在此,固化的粘合剂组合物优选基本上由聚脲、增溶剂和/或有机相和/或水相的其他组分组成。
根据本发明,粘合剂组合物具有至少一种异氰酸酯粘合剂。在此原则上,特别是根据所生产的木质材料的所需性能,粘合剂组合物可以仅具有单一粘合剂或几种粘合剂的混合物,其中其他粘合剂也可以是异氰酸酯粘合剂或任何其他粘合剂。在此粘合剂组合物中所有粘合剂、特别是异氰酸酯粘合剂的比例优选为60%至99%之间,特别优选至少70%,非常特别优选至少85%。粘合剂组合物中水的比例或水相的比例优选为0至15%,特别优选0.01至10%,非常特别优选0.5至8%。
根据本发明,粘合剂组合物具有至少一种、优选恰好一种增溶剂,但原则上也可以想到同时使用几种化学上不同的增溶剂。根据本发明的增溶剂基本上能够更好地混合和/或形成水相与有机相、特别是与异氰酸酯粘合剂的乳液,在这种情况下,水则非常特别优选为用于硬化粘合剂的反应物。因此,增溶剂优选能够或促进水相和有机相的溶解或混合,由此用于固化粘合剂的反应的反应物直接接触并且可以发生水与异氰酸酯的反应。由此以简单的方式实现了粘合剂组合物的固化的容易控制的加速。
虽然增溶剂加速异氰酸酯粘合剂的固化反应,但增溶剂本身优选不直接参与反应和/或在固化异氰酸酯粘合剂时具有催化作用。特别优选地,选择增溶剂,使得其不参与活化粘合剂的异氰酸酯基团和/或在粘合剂组合物的固化过程中不被消耗。增溶剂导致所需的反应温度较低和/或反应时间缩短,并且还使得反应动力学易于控制。在此优选地,胶凝时间或硬化持续时间与增溶剂的用量之间存在线性关系。
根据本发明,增溶剂不具有羟基,特别是不具有酸性和/或醇羟基,这种羟基会导致,增溶剂作为反应物参与异氰酸酯粘合剂的固化反应并在该过程中被结合,使得它不再作为增溶剂使用。此外,增溶剂优选是离子型的,尤其是因为非离子增溶剂通常能够与异氰酸酯粘合剂反应。应特别避免使用非离子和/或含羟基的增溶剂,因为它们通常会导致粘合剂在添加后和/或温度太低时立即硬化,从而导致不希望的工艺性能和/或增加的粘合剂需求。
水相和有机相基本上不完全混溶,优选仅轻微混溶,特别优选可能高达非常少量不混溶。因此,至少在将粘合剂组合物添加到碎料中时,粘合剂组合物优选为多相混合物和/或乳液,其既可以长期稳定,又可以随时间再次分离。
尽管根据本发明的粘合剂组合物可以具有任何增溶剂,但优选增溶剂是表面活性物质和/或降低水相和有机相之间的界面张力,以便能够更快和/或更好地混合的两个相。根据本发明的粘合剂组合物的一个优选实施方案进一步规定,增溶剂具有离子表面活性剂,优选基于有机化合物且特别优选芳族化合物,并且特别优选是这样的表面活性剂。
特别优选的是根据本发明的粘合剂组合物的实施方案,其中增溶剂具有磺酸衍生物或盐并且优选为磺酸衍生物或盐。因此,增溶剂优选是有机盐和/或优选具有极性和非极性区域。非极性区域在此特别优选基本上由脂族烃形成,特别是基本上由烷烃形成或作为烷基形成,其中长链和/或基本上无支链的烷基是优选的。极性区域优选具有磺酸基、羧基、酯基、酮基和/或其他富氧官能团。
增溶剂优选是离子物质,在此特别优选具有有机阴离子,其可以是单电荷或多电荷的。因此,增溶剂优选具有至少一种抗衡离子,特别优选恰好一种抗衡离子和/或几种化学上相同的抗衡离子。抗衡离子还优选是阳离子,特别优选是带单一正电荷的。另外,阳离子特别优选是碱金属阳离子,特别优选钠离子。因此,增溶剂优选为钠盐或以钠盐的形式。或者,增溶剂也可以存在于溶液中,特别是作为溶解的钠盐。
特别优选的是根据本发明的粘合剂组合物的实施方案,其具有一种或多种选自N,N-萘磺酸、十二烷磺酸或十二烷基苯磺酸和/或相应的钠盐,特别是N,N-萘磺酸盐、十二烷磺酸盐、十二烷基苯磺酸盐或磺基琥珀酸钠,也称为双-2-乙基己基磺基琥珀酸盐或多库酯钠组成的组的增溶剂。
尽管任何异氰酸酯粘合剂可以包含在粘合剂组合物中并优选形成其主要粘合剂,但优选异氰酸酯粘合剂包含聚合二苯基甲烷二异氰酸酯(PMDI),并且特别是聚合二苯基甲烷二异氰酸酯。非常特别优选地,二苯基甲烷二异氰酸酯是粘合剂组合物中唯一的异氰酸酯粘合剂并且特别优选通常是唯一的粘合剂。然而,原则上也可以想到使用例如甲苯2,4-二异氰酸酯(TDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、亚甲基二苯基二异氰酸酯(MDI)、间四甲基亚二甲苯基二异氰酸酯(TMXDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和/或4,4'-二异氰酸根合二环己基甲烷(H12MDI)或另一种异氰酸酯单独或组合作为异氰酸酯粘合剂,特别是与聚合二苯基甲烷二异氰酸酯(PMDI)一起使用。
根据本发明的粘合剂组合物的有利发展,粘合剂组合物不含甲醛和/或在固化之前、期间或之后不释放任何甲醛,这使得其特别适合在室内使用。
为了使增溶剂发挥良好的效果,增溶剂优选具有高水溶性和/或易分散于水中的物质。在此,增溶剂优选以质量分数优选至少25%、特别优选至少50%、非常特别优选至少60%并且特别优选至少70%的水溶液或水分散体形式使用或制备,并且然后加入粘合剂组合物、粘合剂组合物的水相和/或碎料中。
在根据本发明的粘合剂组合物的一个有利的实施方案中,增溶剂的比例基于异氰酸酯粘合剂的质量为0.01%至5%,优选0.02%至2%,特别优选0.05%至1.0%并且非常特别优选0.1%至0.5%。在此,添加到粘合剂组合物中的增溶剂的量对于控制异氰酸酯粘合剂的反应速率和/或粘合剂的固化是重要的。替代地或附加地,可以通过设置或调整温度来进行控制。
根据本发明的用于生产木质材料的方法的优选改进方案规定,将所述粘合剂组合物添加到所述木质材料的至少一层、并且所有层的碎料中是以添加所述粘合剂组合物的两种单独组分的形式进行的,其中一种组分是含有异氰酸酯粘合剂的有机相,另一种组分是水相和/或含有、特别是溶解有增溶剂的石蜡乳液。在此进一步优选将增溶剂以增溶剂的质量分数为至少70%的高浓度溶液添加至水相或石蜡乳液中。还优选粘合剂组合物的两种组分在碎料的表面上相遇。附加地或替代地,可以将第一种组分,特别是水相和/或增溶剂添加到碎料中,并且在此特别是均匀地施加到其表面上,然后加入第二组分,特别是异氰酸酯粘合剂或有机相。这优选在胶鼓或槽式混合器中进行。替代地,还可以将由至少两种组分且优选恰好两种组分组成的粘合剂组合物仅在即将添加到碎料中之前混合,优选通过将有机相和水相混合,特别是与增溶剂相混合。这可以在胶桶或槽式混合器前面借助例如静态混合器来完成。
根据本发明,木质材料具有至少一层,其中多层结构,在此特别是至少三层结构,特别是下覆盖层、中间层和上覆盖层是有利的。此外,优选至少一层,优选中间层的粘合剂组合物含有增溶剂,并且至少另外一层,优选下或上覆盖层,特别优选下和上覆盖层的粘合剂组合物不含有增溶剂。一般而言,优选仅单层,特别是中间层,或仅布置在木质材料内部和/或不形成覆盖层的所有层具有带有增溶剂的粘合剂组合物。
最后,根据本发明的木质材料的有利实施例具有带有至少三层的结构,特别是至少一层下覆盖层、中间层和上覆盖层,其中至少两层,优选包括中间层,并且特别优选所有层具有含有增溶剂的粘合剂组合物,其中增溶剂在中间层中的比例量高于在覆盖层中的比例。考虑到不同的热输入速率,特别是在压制人造板时,可以使用不同比例的增溶剂,从而确保粘合剂在人造材料的整个厚度上特别均匀的硬化。特别优选地,增溶剂的比例从木质材料的覆盖层向中间层增加。中间层中增溶剂的比例高于覆盖层,特别是两个覆盖层增溶剂的比例优选5%到500%、特别优选10%到200%、非常特别优选20%到100%。
具体实施方式
下面基于若干对比测试并以示例性实施例的形式更详细地解释本发明。
实施例1:
在试管中,将20ml含有表1给定量增溶剂的水用等量的聚合二苯基甲烷二异氰酸酯(PMDI)(一种异氰酸酯粘合剂)作为有机相覆盖。N,N-萘磺酸和十二烷磺酸的钠盐以及十二烷基苯磺酸钠盐和二乙基苄基磺基琥珀酸钠分别用作增溶剂。然后将试管转移到水浴中,其使用下面的加热板将水浴加热到表1第4列中指定的温度。使用玻璃棒,将其浸入PMDI中,定期测定胶凝时间。当PMDI在浸入时不具有液体稠度,而是具有固体、易碎稠度时,认为已达到胶凝时间。
表格1:不使用和使用不同增溶剂的对比实验
事实证明,添加离子表面活性剂作为增溶剂可显着缩短胶凝时间。在PMDI上离子表面活性剂浓度为0.5%时尤其可以观察到这一点。基于钠盐形式的芳族化合物的离子表面活性剂,例如N,N-萘磺酸的钠盐,是特别有效的。通过不同程度地添加离子表面活性剂作为增溶剂,并且因此也作为催化剂,可以精确控制PMDI的固化。在室温或稍微升高的温度下,几乎检测不到催化作用。特别有利的是,表面活性剂具有非常好的水溶性,并且因此在系统中可以作为高浓度溶液(浓度>70重量%)使用。这对于多层木质材料的中间层尤其重要,因为在粘合过程中通常不添加额外的水。然后可以将催化剂例如以石蜡乳液的形式添加到那里。表面活性剂可以在生产过程中的任何时刻添加到碎料或股或PMDI中。在此优选在胶桶(卷)中计量。
实施例2:
将山毛榉木轭的稍后用于粘合的一侧放置到0.5重量%的N,N-萘磺酸钠水溶液中一小时。然后使用螺钉和扭矩扳手以相同的力将它们固定在第二个轭上,在第二个轭上涂有约100g/m2的二苯甲烷二异氰酸酯(PMDI)。还测试了简单地放入水中的不含N,N-萘磺酸钠盐的对比样品。然后将样品储存在80℃的干燥箱中。10、20、30和40分钟后取样和比较样品。将这些样品快速冷却至室温,然后使用试验机测定横向拉伸强度。
表格2:测试使用和不使用增溶剂的横向拉伸强度
从表2可以看出,使用增溶剂的变体比不使用催化剂的变体反应更早。固化时间40分钟后,效果不再那么明显。
实施例3:
当生产OSB(定向刨花板)时,N,N-萘磺酸纳盐作为增溶剂和催化剂被添加到含有异氰酸酯粘合剂聚合二苯基甲烷二异氰酸酯(PMDI)的粘合剂组合物中,添加量为PMDI质量的0.5重量%。该粘合剂组合物在此用于粘合OSB中间层的碎料。在此在即将粘合碎料之前,通过静态混合器以水溶液形式添加增溶剂和催化剂,其中有机相与添加的水相的体积比为1:0.4。
没有向旨在粘合覆盖层的碎料的粘合剂组合物的含有PMDI的有机相中添加增溶剂。然后将相应的碎料在胶桶中用两种粘合剂组合物喷涂,并且在散布之后供给至用于18mm板材的Conti压机。在此与无催化剂的生产相比,速度逐渐提高了10%。生产过程中未发现裂痕或其他问题。在测试技术值(横向拉伸强度、膨胀)时,与标准速度下的生产相比没有发现差异。
实施例4:
当PMDI用作胶水时,人造板的覆盖层和中间层中使用增溶剂,特别是N,N-萘磺酸钠盐。在此中间层的剂量选择较高,因为来自压机的热量到达中间层有延迟。在此增溶剂和催化剂以水溶液的形式添加,其中将0.2重量%的溶液添加至中间层,将0.5重量%的溶液添加至覆盖层。另外,人造板的制造如示例性实施例3所示。这里的生产速度也提高了约10%。

Claims (15)

1.一种用于生产木质材料的粘合剂组合物、特别是用于生产板状木质材料的粘合剂组合物,具有
-至少含有异氰酸酯粘合剂的有机相,
-水相,以及
-离子和/或不含醇羟基的增溶剂,以用于快速混合两相和/或用于加速异氰酸酯粘合剂的固化。
2.根据权利要求1所述的用于生产木质材料的粘合剂组合物,其特征在于,所述增溶剂是表面活性物质和/或能够形成两相乳液。
3.根据权利要求1或2所述的用于生产木质材料的粘合剂组合物,其特征在于,所述增溶剂是基于芳香族化合物的离子表面活性剂。
4.根据前述权利要求中至少一项所述的用于生产木质材料的粘合剂组合物,其特征在于,所述增溶剂是磺酸衍生物或盐。
5.根据前述权利要求中至少一项所述的用于生产木质材料的粘合剂组合物,其特征在于,所述增溶剂是选自N,N-萘磺酸、十二烷磺酸、十二烷基苯磺酸或二乙基苄基磺基琥珀酸钠或相应的钠盐组成的组的一种或多种物质。
6.根据前述权利要求中至少一项所述的用于生产木质材料的粘合剂组合物,其特征在于,所述增溶剂是高度水溶性的,并且优选地可以制备具有70%质量分数的增溶剂的至少一种水溶液。
7.根据前述权利要求中至少一项所述的用于生产木质材料的粘合剂组合物,其特征在于,所述异氰酸酯粘合剂是聚合二苯基甲烷二异氰酸酯。
8.根据前述权利要求中至少一项所述的用于生产木质材料的粘合剂组合物,其特征在于,基于所述异氰酸酯粘合剂的质量,所述增溶剂的比例为0.1%至0.5%。
9.根据前述权利要求中至少一项所述的用于生产木质材料的粘合剂组合物,其特征在于,所述增溶剂不参与固化所述异氰酸酯粘合剂的反应,和/或在固化所述异氰酸酯粘合剂时起催化作用。
10.用于生产木质材料的方法、特别是用于生产板状木质材料的方法,所述方法具有以下步骤:
-生产和/或提供碎料,
-将粘合剂组合物添加到碎料中,其中所述粘合剂组合物包含含有至少一种异氰酸酯粘合剂的有机相和与所述有机相不混溶的第二水相以及,用于快速混合和/或加速异氰酸酯粘结剂的固化的增溶剂之一,并且
-由胶合的碎料形成木质材料,特别是压制成板状木质材料。
11.根据权利要求10所述的用于生产木质材料的方法,其特征在于,将所述粘合剂组合物添加到所述木质材料的至少一层的碎料中是以添加所述粘合剂组合物的两种单独组分的形式进行的,其中一种组分是含有异氰酸酯粘合剂相的有机组分,另一种组分是水相和/或溶解有增溶剂的石蜡乳液。
12.根据权利要求10所述的用于生产木质材料的方法,其特征在于,将所述增溶剂添加到碎料中是在胶鼓中进行的和/或在添加异氰酸酯粘合剂和/或水相的同时进行的。
13.一种木质材料,特别是通过根据权利要求10-12中至少一项所述的方法生产的木质材料,其包含至少一种碎料和在所述木质材料的至少一层中的至少一种固化的粘合剂组合物,特别是根据权利要求1-9中至少一项所述的粘合剂组合物,其中所述粘合剂组合物包含至少一种固化的异氰酸酯粘合剂和用于快速混合和/或用于加速异氰酸酯粘合剂固化的增溶剂。
14.根据权利要求13所述的木质材料,其特征在于具有至少三层的结构,特别是具有下覆盖层、中间层和上覆盖层,其中层中的至少一层、优选中间层具有含有增溶剂的粘合剂组合物,且还优选至少另外一层具有不含增溶剂的粘合剂组合物。
15.根据权利要求13所述的木质材料,其特征在于具有至少一层下覆盖层、中间层和上覆盖层的结构,其中所有层均具有含有增溶剂的粘合剂组合物,其中所述增溶剂在中间层中的比例量高于在覆盖层中的比例。
CN202280058077.7A 2021-08-27 2022-08-11 粘合剂组合物和用于生产木质材料的方法以及木质材料 Pending CN117858914A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP21193584.6 2021-08-27
EP21193584.6A EP4141038B8 (de) 2021-08-27 2021-08-27 Bindemittelzusammensetzung und verfahren zum herstellen eines holzwerkstoffs sowie holzwerkstoff
PCT/EP2022/072566 WO2023025598A1 (de) 2021-08-27 2022-08-11 Bindemittelzusammensetzung und verfahren zum herstellen eines holzwerkstoffs sowie holzwerkstoff

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117858914A true CN117858914A (zh) 2024-04-09

Family

ID=77563907

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202280058077.7A Pending CN117858914A (zh) 2021-08-27 2022-08-11 粘合剂组合物和用于生产木质材料的方法以及木质材料

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20240424767A1 (zh)
EP (1) EP4141038B8 (zh)
CN (1) CN117858914A (zh)
ES (1) ES2975160T3 (zh)
PL (1) PL4141038T3 (zh)
WO (1) WO2023025598A1 (zh)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2336381A1 (de) * 1973-07-17 1975-02-20 Haebler Bindemittel auf der basis von polyisocyanaten, sowie ein verfahren zu seiner herstellung
US7842731B2 (en) * 2005-05-20 2010-11-30 Henry Company Wax emulsion for manufacture of composite boards
JP2017122148A (ja) * 2016-01-06 2017-07-13 パナソニックIpマネジメント株式会社 接着剤及びそれを用いた成形板
DE102017108078A1 (de) * 2017-04-13 2018-10-18 Acmos Chemie Kg Verbessertes Verfahren zur Herstellung einer Leichtbau-Sandwichplatte
CN108929636A (zh) * 2017-05-26 2018-12-04 钱学华 一种教玩具用高效复合木材胶

Also Published As

Publication number Publication date
EP4141038C0 (de) 2024-01-10
EP4141038A1 (de) 2023-03-01
US20240424767A1 (en) 2024-12-26
EP4141038B1 (de) 2024-01-10
WO2023025598A1 (de) 2023-03-02
PL4141038T3 (pl) 2024-05-13
EP4141038B8 (de) 2024-04-03
ES2975160T3 (es) 2024-07-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2734129C (en) Rapid curing aldehyde resin-polyisocyanate composition and method for producing hybrid polymer
CA2354602C (en) Extended polymethylene poly(phenylisocyanate) resin binders for the production of wood composite products
CZ242498A3 (cs) Způsob výroby lisovaných hmot s polyisokyanátovými pojivy za použití latentních katalyzátorů, aktivovatelných teplem
KR20050044529A (ko) 구조용 핑거 조인트를 위한 2-성분 폴리우레탄 접착제 및그것의 제조 방법
US11306228B2 (en) Hardening of bonding systems
US9777200B2 (en) Bonding resin for wood-based composites providing light coloring, low platen sticking, and water resistance
US20050176913A1 (en) Lignocellulosic composites, adhesive systems, and process
CN117858914A (zh) 粘合剂组合物和用于生产木质材料的方法以及木质材料
MX2012006471A (es) Adhesivo estabilizado, altamente reactivo basado en poliisocianato.
JP5783888B2 (ja) 高耐水性の複合材料形成用接着剤組成物、複合材料、それらの製造方法および高耐水性の複合材料形成用接着剤
US20240190036A1 (en) Binder composition and method for producing a wood material, and wood material
EP2567798A1 (de) Verwendung von Polyamin in Holzwerkstoffen zur Reduzierung der Emission von Aldehyden und/oder Säuren
EP4299687B1 (de) Bindemittelzusammensetzung und verfahren zum herstellen eines holzwerkstoffs sowie holzwerkstoff
EP4015173B1 (de) Erhöhung der reaktivität von isocyanatklebstoffen durch ammoniumverbindungen
EP4279518B1 (de) Verfahren zur herstellung einer osb-holzwerkstoffplatte
AU2018320320B2 (en) Method for producing lignocellulose materials in the presence of caprolactam and oligomers of caprolactam
JPH09300313A (ja) 木質成形材の製造方法
WO2014193650A1 (en) Water-resistant surface treatment for wood products

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination