CN1224440A - 粘结木素纤维材料的方法 - Google Patents
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Abstract
使用有机聚异氰酸酯粘结剂材料及聚烯烃蜡水乳液剥离剂从木素纤维材料制造片材或模制品的方法。
Description
本发明涉及一种粘结木素纤维材料的方法，特别是，涉及那种使用聚异氰酸酯粘结剂及剥离剂的方法。
有机聚异氰酸酯是用于木素纤维材料的极优粘结剂，特别是用于制造片材如薄板，刨花板，纤维板，胶合板等等。在一典型方法中，是将有机聚异氰酸酯，以溶液，分散液或水乳液的形式，涂布在木素纤维材料，然后再予以加热及加压。有机聚异氰酸酯，除了其优异的粘结品质外，还向常用粘结剂提供许多益处。例如，聚异氰酸酯会使掺合机更易清洁而缩短停机时间。同时，有机聚异氰酸酯由于容许压结在更高水分含量下进行而提高制造过程效率。
然而，虽然有机聚异氰酸酯可提供优异的粘结性能，但已显示出固有的缺点，即会引起木素纤维材料于压结作业时与压板接触而严重粘附在压板的金属表面上。最终产物在从压机中取出时破损，且需用相当的时间来除去压板表面的木素纤维材料。
为了避免这些粘附问题，常在要制造的木板的正面使用其他粘结剂，如酚甲醛，因为此等粘结剂一般不会使木素纤维材料粘附于压板表面。此外，也已使用阻挡层，如酚醛浸渍过的纸在商业上制造产物。酚醛纸用于盖住木素纤维的纤维，故聚异氰酸酯涂覆过的纤维不会与热压板接触。压结后，纸张即粘附于板上变成最终产物的一部分。然而，由于制造成本明显增加，此等解决方法只可用于非常高级产物，如侧墙板及混凝土模板。
解决有机聚异氰酸酯粘结剂发生的粘附问题的大部分尝试皆集中于使用剥离剂，如油类、蜡抛光剂、金属皂、硅酮及聚四氟乙烯。这些试剂可用于内部，即，与有机聚异氰酸酯作成乳液或混合物，或用于外部，即，涂布在压板的金属表面或木素纤维本身。
一般而言，常用的内部剥离剂还未证明剥离性能有显著的改进或已证明太贵或对所得产物的物理性能不利。除了提供理想的剥离外，含内部剥离剂的聚异氰酸酯组合物必须有足够长时间的稳定性，以便聚异氰酸酯/剥离剂组合能在木材粘结生产线上得到充分的加工处理。
目前所用的唯一外部剥离剂为油酸钾。然而，在典型压结温度下，油酸钾会引起木素纤维材料变色并引起压结作业员喉咙刺激。压结温度可被降低以便明显消除颜色问题，然而，所引起压结作业效率降低欲不为商业上所接受。而且，作业员喉咙刺激的解决方法尚未发现。
使用蜡剥离剂以聚异氰酸酯粘结木素纤维材料已说明于，例如，EP46014及EP57502中。蜡优选以水分散液的形式涂布，优选为聚异氰酸酯水乳液的分散液。优选使用褐煤蜡。然而，与聚异氰酸酯组合物粘结的木素纤维物体使用上述蜡剥离剂的剥离性能仍不理想，因为实际用途仅限于185℃压板温度。
因此本发明的目的为提供一种剥离剂，它既可用于内部也可用于外部且可向用有机聚异氰酸酯物质粘结的木素纤维物体提供理想的剥离而不致降低木板性能或引起对压结作业员身体的担心。
本发明提供一种使用有机聚异氰酸酯粘结剂物质及聚烯烃蜡水乳液剥离剂由木素纤维素材料制造片材或模制品的方法。
用于本发明方法的聚烯烃蜡必须可分散于水介质而形成水乳液。因此，聚烯烃必须官能化以便改进在水介质中的可分散性。优选聚烯烃借助于氧化予以官能化，这还有改进聚烯烃的剥离性能的增加的益处。聚烯烃蜡优选为选自氧化聚乙烯蜡及氧化聚丙烯蜡。
氧化聚乙烯蜡优选为聚乙烯的氧化均聚物或聚乙烯与α-、β不饱和羧酸，如丙烯酸的共聚物。
氧化聚乙烯蜡优选具有熔融温度在80至120℃范围内，粘度140℃下为25至200cPs及硬度为0.5至98dmm。氧化聚乙烯蜡的数均分子量优选为500至5000，最优选在500至1500范围内。
用于本发明方法的特别优选的聚乙烯蜡为AC 6702，市面上可自联合信号(Allied-Signal)公司购得。
可用于本发明的氧化聚丙烯蜡包括具软化点约100至约170℃，渗透硬度约0.1至5dmm及数均分子量约3000至约30000，优选约4000至约12000的聚丙烯的氧化均聚物。
可用于本发明方法的特别优选的聚丙烯蜡为Epolene-43，市面上可自Eastman Chemicals公司购得。
根据本发明作为剥离剂的聚烯烃蜡的水乳液可通过本领域的技术人员所知的任何方法制造，如用高剪切力混合。然而，乳液优选另外还包含乳化剂以改进聚烯烃与水介质混合的能力。所用适当乳化剂可为阴离子性，非离子性或阳离子性乳化剂。而当蜡乳液用作外部剥离剂使用时，以阴离子乳化剂为优选，而当蜡乳液用作内部剥离剂使用时，则以非离子乳化剂为优选。乳化剂的使用量为总乳液重量的约1至约10％，优选约4至约7％。
适当阴离子乳化剂的实例包括羧酸酯，硫酸酯，磺酸酯及磷酸酯，如烷基苯衍生物；烷基醚羧酸及盐，例如，烷基醚羧酸钠；烷基磺基琥珀酸盐，例如，单烷基磺基琥珀酸二钠，二烷基磺基琥珀酸钠及单烷基乙氧基磺基琥珀酸二钠；α-烯烃磺酸盐；芳族烃磺酸，例如，苯磺酸掺合物，枯烯磺酸，苯酚磺酸，甲苯磺酸及二甲苯磺酸；芳族烃磺酸盐，例如，二甲苯磺酸铵，二羟基二苯基砜，萘磺酸盐及甲苯磺酸钠；脂肪醇乙氧基硫酸盐，例如月桂基乙氧基硫酸铵及三乙醇胺月桂乙氧基硫酸盐；脂肪醇硫酸盐，例如，月桂基硫酸铵，单乙醇胺月桂基硫酸盐及烷基硫酸钠；及磷酸酯，例如，烷基苯酚乙氧基磷酸酯及脂肪醇磷酸酯。
适当非离子乳化剂的实例包括醇的脂肪酸酯，乙二醇，聚乙二醇，丙二醇，丙三醇，聚甘油，山梨糖醇，季戊四醇，聚胺，醇的聚乙二醇醚，硫醇，脂肪酸酯，脂肪酸胺，脂肪酸烷醇酰胺，烷基酚，聚硅氧烷，聚丙二醇，醇的醚，脂肪酸，脂肪胺，及羰基合成醇，如异辛基醇。这些非离子乳化剂可与适当碱性物质，如氢氧化钾结合而成具阴离子性。非离子乳化剂优选用于使用聚烯烃蜡作内部剥离剂时；与聚异氰酸酯搭配使用，乳液的适用期因而得到改进，确保木材工厂有足够的处理时限。
适当阳离子性乳化剂的实例包括烷基二甲基胺及季铵化合物。
可用于本发明方法的聚烯烃蜡水乳液应含有足够量的聚烯烃蜡以提供木素纤维材料每平方厘米覆盖约0.1至约0.9，优选约0.2至约0.5毫克的聚烯烃蜡。一般而言，优选使用较少量的聚烯烃蜡，此时效益超过其成本。当考虑乳化剂时，本发明所用水乳液将含有约1至约40重量％，优选约1.25至约10重量％，更优选约2.5至约5.0重量％的总固形物。在使用聚烯烃蜡作为内部剥离剂时，固形物含量优选在7至30重量％之间，最优选在10至20重量％之间。乳液通常作成含有30至40％总固形物，并运送到使用之处，再予以稀释至所要浓度。因此，可免除送水的成本。同时须再稀释以降低粘度而便于喷雾。
一般而言，已发现当用作外部剥离剂时，本发明的聚烯烃蜡可以约2至约35，优选约8至约16，最优选约10毫克/平方厘米的量涂布于木素纤维材料。然而，不言而喻，涂布的量可随特定用途而异。
本发明方法所用水乳液也可含有其他添加物，如阻燃剂，木素纤维防腐剂，杀真菌剂，蜡，施胶剂，填料，表面活性剂，其他粘结剂(如甲醛缩合物粘结剂)及催化剂。
可用于本发明方法的特别优选的聚乙烯蜡乳液为ADD 9887，市面上可自lmperial Chemical Industries公司购得，是AC 6702,ADD9897及ADD 9898(两者在市面上也可自Imperial ChemicalIndustries公司购得)及BSP-32W(市面上可自Blackhawk Specialties公司，Rock Island,Illinois购得)的30％非离子乳液。
可用于本发明的特别优选的聚丙烯蜡乳液为ME 42040，市面上可自Michelman公司(Ciccinnati,Ohio)购得，为Epolene E-43的40％阴离子乳液。
在以聚异氰酸酯粘结木素纤维的方法中使用上述聚烯烃蜡乳液，与传统方法相比，其剥离性能得到改进。木板性能不会受到不利影响。再者，所得木板已证明完全可上漆。
再者，这些聚烯烃蜡乳液在较传统蜡剥离剂更宽的温度范围内都很有效，例如，褐煤蜡(最高185℃)，而因此，可使用更高的压结温度(高达235℃)，从而加速硬化过程。
可用作本发明粘结剂的有机聚异氰酸酯包括任何有机聚异氰酸酯化合物或它们的混合物，只要该等化合物具有至少二个异氰酸基。适当有机聚异氰酸酯包括二异氰酸酯，特别是芳族二异氰酸酯，及更高官能度的异氰酸酯。
可用于本发明方法的有机聚异氰酸酯实例包括脂族异氰酸酯，如六亚甲基二异氰酸酯；芳族异氰酸酯，如m-及p-亚苯基二异氰酸酯，亚甲苯基-2,4-及-2,6-二异氰酸酯，二苯基甲烷-4,4c二异氰酸酯，氯亚苯基-2,4-二异氰酸酯，亚萘基-1,5-二异氰酸酯，亚二苯基-4,4＇-二异氰酸酯，4,4＇-二异氰酸酯-3,3＇-二甲基二苯基，3-甲基二苯基甲烷-4,4＇-二异氰酸酯及二苯基醚二异氰酸酯；及环脂族二异氰酸酯，如环己烷-2,4-及-2,3-二异氰酯，1-甲基环己基2,4-及2,6二异氰酸酯及其混合物，及双(异氰酸基环己基)甲烷及三异氰酸酯，如2,4,6-三异氰酸基甲苯及2,4,4-三异氰酸基二苯基醚。
含异氰脲酸酯，碳化二亚胺或尿亚胺基的改性聚异氰酸酯，根据本发明也可使用。再者，封端聚异氰酸酯，如酚或氧化物与聚异氰酸酯的反应产物，其解封温度低于所用聚异氰酸酯组合物温度者可用于本发明作为有机聚异氰酸酯粘结剂。有机聚异氰酸酯也可为异氰酸酯封端的预聚物，它由过量二异氰酸酯或更高官能度的聚异氰酸酯与多元醇反应而制备。
水可乳化的有机聚异氰酸酯，象UK专利第1444933号，欧洲专利公告第516361号及PCT专利公告第91/03082号所描述者也可使用。
异氰酸酯的混合物也可用于本发明方法。例如，亚甲苯基二异氰酸酯异构混合物，如市面上可购得的2,4及2,6-异构混合物，以及由苯胺/甲醛缩合物光气化反应生成的二-及更高聚异氰酸酯的混合物，可用作本发明的有机聚异氰酸酯粘结剂。此等混合物已为本领域中熟知且另外还包括含亚甲基桥接的聚苯基聚异氰酸酯(二异氰酸酯，三异氰酸酯及更高聚异氰酸酯)的光气反应粗产物，及一些光气反应副产物。
可用于本发明的优选异氰酸酯包括其中异氰酸酯为较高官能度的芳族二异氰酸酯或聚异氰酸酯，如纯二苯基甲烷二异氰酸酯，或含二异氰酸酯、三异氰酸酯及更高官能度聚异氰酸酯的亚甲基桥接的聚苯基聚异氰酸酯的混合物。这些物质是由苯胺及甲醛缩合而得的相应聚胺混合物经光气化作用而制备。为方便起见，含二异氰酸酯、三异氰酸酯及更高官能度聚异氰酸酯的亚甲基桥接的聚苯基聚异氰酸酯的聚合混合物以下称为“聚合MDI”。聚合MDI及可乳化的MDI或其水乳液皆可使用。优选的聚异氰酸酯在室温下为液体。
有机聚异氰酸酯粘结剂组合物另外还可包含本领域中常用的添加剂，如阻燃剂，木素纤维防腐剂，杀真菌剂，蜡，施胶剂，填料，催化剂，表面活性剂及其他粘结剂，如甲醛缩合物粘结剂。
有机聚异氰酸酯粘结剂一般是以约0.1至约25重量％，优选约1至约10重量％，最优选约2至约6重量％(以木素纤维材料的干重计)的量涂布于木素纤维物质。
根据本发明的方法，木素纤维物质是借助于与聚异氰酸酯组合物混合、掺合，或将聚异氰酸酯组合物喷涂及/或展涂在木素纤维材料上而与有机聚异氰酸酯粘结剂接触。此种施用方法一般可在常用掺合机中进行。其后，再将处理过的木素纤维材料，优选于筛网上形成毡片。然后，将处理过的木素纤维材料送至压结机，在此于升高温度下加压。压结作业一般包括在120℃至260℃下加压约2至6 MPa。这种粘结方法已为本领域所共知。然而，本领域的技术人员将认知，压结作业可视特定作业需要加以改良。
根据本发明的特定实施方案，聚烯烃蜡乳液是用作内部剥离剂的。
聚烯烃蜡乳液与聚异氰酸酯粘结剂预混合并以一股料流施加在木素纤维材料上；在聚异氰酸酯以水乳液或分散液使用时，此一途径很相宜。另一种方法是，聚烯烃蜡乳液和聚异氰酸酯粘结剂优选以两股独立料流同时施加于木素纤维材料上。就两种方法而言，在木质基板上的未凝结时间必须要有数分钟，因此聚烯烃蜡乳液/聚异氰酸酯组合需有延长的适用期。当用作内部剥离剂时，聚烯烃蜡乳液/聚异氰酸酯组合物的重量比优选在1∶10至3∶1范围内，最优选为1/1。
根据本发明的另一实施方案，聚烯烃蜡是作为外部剥离剂使用的。聚烯烃蜡优选涂布在经聚异氰酸酯处理过的木素纤维毡片表面上。
在上两个实施方案中，通过制造开始时用本发明聚烯烃蜡乳液外部剥离剂或任何其它常用外部剥离剂喷涂压结设备的衬板表面以调理衬板或在其上打底漆，可能有帮助，但非必要。经预调理的压结机不必进一步处理即可使用许多次。另一种方法是，木板可在压结机的环形钢带间，于上述温度及压力下不停地压结。
虽然本方法特别适合于广泛称为定向丝束板的薄板制造且将大量用于这类制造，但不得认为本方法被局限于这一方面。本方法也可用于制造各种复合结构，如中等密度纤维板，刨花板(又称为木屑板)及胶合板。
适用于本发明的木素纤维材料包括本工业所知的各种类型，如木丝束，木屑，木纤维，刨屑，胶合板板坯，木绒，软木，树皮，锯屑及木工工业的类似废料，以及具有木素纤维基底的其他物质，如纸，蔗渣，稻草，亚麻，琼麻，大麻，灯心草，芦苇，稻壳，外壳，草，坚果壳及类似物。而且，木素纤维材料可和其他粒状或纤维状材料，如矿物填料，玻璃纤维，云母，橡胶，纺织废料，如塑料纤维及织物等混合。
根据本发明制造的片材及模制品具有优异的机械性能，且可用于这类制品惯常所用的任何场所。
本发明将借助以下实施例具体说明，但不受其限制。SUPRASEC及RUBINATE是帝国化学工业公司(IMPERIAL CHEMICALINDUSTRIES)的商标。实施例1
测试不同聚乙烯蜡乳液对褐煤蜡乳液(ADD X9255，可自帝国化学工业公司购得，固形物含量10％)的剥离性能：E1为AC 5120的含水非离子乳液，10％固形物；E2为AC 629的含水阳离子乳液，10％固形物；E3为AC 629的含水非离子乳液，10％固形物；E4为AC 316的含水非离子乳液，10％固形物；E5为AC 330的含水非离子乳液，10％固形物；E6为AC 330的含水阳离子乳液，10％固形物；E7为AC 6702的含水阳离子乳液，10％固形物；AC 5120为聚乙烯蜡，可自联合信号公司(Allied Signal)购得，其梅特勒(Mettler)滴点为92℃，硬度(ASTM D-5)为8 dmm及粘度为在140℃下650cPs；AC 629为聚乙烯蜡，可自联合信号公司(Allied Signal)购得，其梅特勒(Mettler)滴点为101℃，硬度(ASTM D-5)为5.5 dmm及粘度在140℃下为200cPs；AC 316为聚乙烯蜡，可自联合信号公司(Allied Signal)购得，其梅特勒(Mettler)滴点为140℃，硬度(ASTM D-5)为＜0.5 dmm及粘度为在150℃下8500cPs；AC 330为聚乙烯蜡，可自联合信号公司(Allied Signal)购得，其梅特勒(Mettler)滴点为137℃，硬度(ASTM D-5)为＜0.5 dmm及粘度为在150℃下3600cPs；AC 6702为聚乙烯蜡，可自联合信号公司(Allied Signal)购得，其梅特勒(Mettler)滴点为88℃，硬度(ASTM 1321)为90dmm及粘度为在140℃下35cPs；
用聚异氰酸酯组合物(SUPRASEC 1042，可自帝国化学工业公司购得)与剥离蜡乳液(上述褐煤蜡或聚乙烯蜡)的50/50乳液，两者之量以干木料计皆为6％，喷涂木屑(5目)(可自Wood Treatment公司购得)上。掺合前木料水分含量：2％；压板温度：195℃；压结因数：1 5秒/mm；木板大小：200mm×400mm×4mm；衬板：喷砂软钢；密度：650kg/m3。
剥离性能用以下所述剥离试验程序评估。剥离试验程序
本程序包含内部标准(=基准)且设计成标准正好在195℃剥离。1)通过喷砂除去衬板(500×500mm)的全部脏物及杂质。2)除去剩下的尘埃并用丙酮脱脂。3)将衬板分成两半。一半用12g/m2的基准蜡涂覆，另一半用12g/m2的其他蜡涂覆(只在第一次压结负荷前)。4)同时制备两份掺合物；一含有基准蜡，另一含有其他蜡。5)用衬板上的对合式毡制造两块独立的毡片。有基准蜡的毡片在衬板的基准侧，另一毡片则在另一侧。6)将衬板移入压结机中并开始压结周期。两木板同时压结。7)压结周期结束后，自压结机中取出衬板并分离衬板使木板剥离。此时仔细观察两木板的剥离过程。比较剥离被测木板及基准的力量及所产生的木料破损。8)根据下列标度给予基准及被测木板一个评分：
5：木板脱离衬板。完全剥离。0％木料破损。
4：木板附在衬板上，但只要用一点力量即可剥离。0-10％木料破损。
3：木板牢牢附着在衬板上，需用很大力量才能剥离。10-50％木料破损。
2：木板粘在衬板上，但仍然可以一整片地从衬板除去。50％木料破损。
1：木板粘在衬板上，不能完好地从衬板除去。9)用同组的衬板制造一系列五块连续木板。务必确定衬板在两次压结间未冷却太多。10)在一系列完成之后。比较被测样本与基准的剥离性能。
使用褐煤蜡(ADD X9255)作为内部基准(Ref.)。
结果列示于表1。
这些结果显示，聚乙烯蜡乳液具有可与褐煤蜡相比美的剥离性能。乳液7显示的剥离性能比褐煤蜡还好。表1
实施例2
| 木板 | 基准 | E1 | 基准 | E2 | 基准 | E3 | 基准 | E4 | 基准 | E5 | 基准 | E6 | 基准 | E7 |
| 1 | 4.5 | 4.5 | 4.5 | 4 | 4.5 | 4.5 | 4.5 | 4 | 4.5 | 4.5 | 4.5 | 1 | 4.5 | 4.5 |
| 2 | 4.5 | 4 | 4 | 3.5 | 4 | 4.5 | 4.5 | 3.5 | 4.5 | 4 | 4.5 | 4.5 | ||
| 3 | 3.5 | 3.5 | 4 | 3.5 | 3.5 | 4 | 3.5 | 3.5 | 4 | 4 | 3.5 | 4.5 | ||
| 4 | 3 | 3 | 4 | 2.5 | 3.5 | 3 | 3.5 | 3.5 | 4 | 4 | 3.5 | 4.5 | ||
| 5 | 3.5 | 1 | 4 | 3 | 3.5 | 2.5 | 3.5 | 2.5 | 4 | 3.5 | 3.5 | 4.5 |
以聚异氰酸酯组合物(SUPRASEC 1042，可自帝国化学工业公司购得)及乳液E 7(如实施例1所用)的50/50乳液，两者的量以干木料计皆为6％，喷涂木屑(5目)(可自Wood Treament公司购得)。掺合前木料水分含量：2％；压板温度：前20块木板为195℃，后10块木板在相同衬板上为215℃。压结因数：15秒/mm；木板大小：400mm×400mm×4mm；衬板：喷砂软钢；密度：650kg/m3。第一次压结负荷前，衬板用12g/m2的E7乳液涂覆。
检查(一连串20块板在195℃及10块板在215℃下)从压板的剥离并如实施例1评等级。全部30个压结负荷都得良好剥离(评级：4.5-＞无木料破损，但未滑离衬板)。
这些结果显示，乳液7在温度215℃下的剥离性能仍好，而褐煤蜡则在195℃以上即失去剥离性能。实施例3-6
以聚异氰酸酯组合物(SUPRASEC 1042，可自帝国化学工业公司购得)与剥离蜡乳液(褐煤蜡：可自帝国化学工业公司购得的ADDX 9255或实施例1的乳液7)的50/50乳液，两者的量以干木料计皆为6％，喷涂木屑(5目)(可自Wood Treatment公司购得)。掺合前木料水分含量：2％；压板温度：195℃；压结因数：15秒/mm；木板大小：400mm×400mm×12mm；衬板：喷砂软钢；密度：720kg/m3。
在上述条件下制造木板：实施例3使用褐煤蜡作为剥离蜡并于掺合后即刻压结；实施例4用褐煤蜡作剥离蜡并于掺合后30分钟压结；实施例5用乳液7作剥离蜡并于掺合后即刻压结；实施例6用乳液7作剥离蜡并于掺合后30分钟压结。
测量以下木板的性能：标准DIN 68763中分类V20的内粘结强度(根据标准EN 319)，及24小时后溶胀(根据标准EN 317)。
结果显示于表2。表2
| 实施例号 | V20 IB(MPa) | 溶胀24小时(％) |
| 3 | 0.93 | 15.5 |
| 4 | 1.11 | 13.3 |
| 5 | 1.05 | 16.6 |
| 6 | 1.05 | 17.1 |
这些结果显示用褐煤蜡乳液或聚乙烯蜡作剥离剂，木板性能上并无显著差异，而且掺合后即刻制造的木板与掺合后30分钟制造的木板，其木板性能上也无显著差异。实施例7
以聚异氰酸酯组合物(SUPRASEC 1042，可自帝国化学工业公司购得)与乳液E 7(如实施例1所用)的50/50乳液，两者的量以干木料计皆为6％，喷涂北方松OSB-薄片。预成毡(premut)木料水分含量：11％；压板温度：前5块木板为195℃，后7块木板在相同衬板上为215℃；压结因数：15秒/mm；木板大小：400mm×400mm×4mm；衬板：喷砂软钢；密度：650kg/m3。第一次压结负荷前，衬板用12g/m2的E7乳液涂覆。
检查(一连串5块木板在195℃及7块木板在215℃下)自压板的剥离并如实施例1评等级。
结果列于表3。表3
实施例8-10
| 温度 | 剥离(个别评级) |
| 195℃ | 4/4.5/4.5/4/4 |
| 215℃ | 4/4/4/4/3.5/4/3.5 |
制备包含50pbw聚异氰酸酯(聚合MDI，SUPRASEC 1042，可自帝国化学工业公司购得)及50pbw AC 6702基聚乙烯蜡乳液(可自联合信号公司购得)的乳液并测量适用期(=制备至乳液开始发泡期间)。
实施例8：SUPRASEC 1042和AC 6702的阳离子乳液(10％固形物)；
实施例9：SUPRASEC 1042和AC 6702的非离子乳液(10％固形物)；
实施例10：SUPRASEC 1042和AC 6702的非离子乳液(30％固形物)。
结果显示于表4。表4
| 实施例号 | 室温下适用期 |
| 8 | 7分 |
| 9 | 20分 |
| 10 | 4分 |
这些结果显示，只有实施例9含10％固形物的非离子乳液才具有适合于制造的适用期。含30％固形物的非离子乳液(实施例10)及阳离子乳液都与聚异氰酸酯反应过快。实施例11
以聚异氰酸酯组合物(SUPRASEC 1042，可自帝国化学工业公司购得)与AC 6702非离子乳液(可自联合信号公司购得，含10％固形物)的50/50乳液，两者的量以千木料计皆为6％，喷涂北方松OSB-薄片。分别将另外的AC 6702乳液的1.2％固体(以干木料计)喷在薄片上。预成毡木料水分含量：12％；压板温度为200℃。压结因数：15秒/mm；木板大小：400mm×400mm×4mm；衬板：喷砂G 54(可自Berndorf公司购得)；密度：650kg/m3。第一次压结负荷前，衬板用12g/m2的AC 6702-乳液(10％固形物；非离子乳液)涂覆。
检查(一连串200块木板)自压板的剥离并如实施例1评等级。
全部200块板的剥离性能的评级，大多数为4(有些为5)。
这些结果显示，以上述配方而言，对北方松OSB-薄片的剥离性能是良好的。实施例12-15
以聚异氰酸酯组合物(SUPRASEC 1042，可自帝国化学工业公司购得)与剥离蜡乳液(褐煤蜡：可自帝国化学工业公司购得的ADDX 9255或可自联合信号公司购得的聚乙烯蜡AC 6702 10％固形物乳液)的50/50乳液，两者的量以干木料计皆为6％，喷涂木屑(ex-Solvabois)。掺合前木料水分含量：2％；压板温度：195℃；压结因数：15秒/mm；木板大小：400mm×400mm×12mm；衬板：喷砂软钢；密度：720kg/m3。
木板是在上述条件下制造。
实施例12用褐煤蜡而不用石蜡；
实施例13用褐煤蜡+1％(以干木计)石蜡乳液(SPG 60，可自Condea Chemie公司购得)。
实施例14用AC 6702非离子乳液(10％固形物)而不用石蜡；
实施例15用AC 6702非离子乳液(10％固形物)+1％(以干木计)石蜡乳液(SPG 60可自Condea Chemie公司购得)。
测量以下木板性能：标准DIN 68763中分类V20及V100的内粘结强度(根据标准EN 319及EN 1087)，及24小时后溶胀(根据标准EN317)。
结果列示于表5。
这些结果显示，使用褐煤蜡乳液及聚乙烯蜡乳液制造的木板，物理性能上并无差异。同时石蜡的影响，就两种剥离蜡而言都一样。表5
实施例16
| 实施例号 | V20 IB(MPa) | V100 IB(MPa) | 溶胀24小时(％) |
| 12 | 1.13 | 0.27 | 13.6 |
| 13 | 1.17 | 0.15 | 10.8 |
| 14 | 1.18 | 0.19 | 13.6 |
| 15 | 1.02 | 0.12 | 11.8 |
以聚异氰酸酯组合物(SUPRASEC 1453，可自帝国化学工业公司购得)，以干木计6％粘结剂含量，喷涂北方松OSB-薄片。
另外以可自联合信号公司购得的AC 6702基聚乙烯蜡非离子乳液(前10块木板，30％固形物；后10块木板，20％固形物；再后40块木板，10％固形物)，以干木计6％的量喷涂于薄片上。预成毡木料水分含量：10％；压板温度：200℃；压结因数：15秒/mm；木板大小：400mm×400mm×4mm；衬板：喷砂G 54(可自BERNDORF公司购得)；密度：650kg/m3。第一次压结负荷前，衬板用12g/m2的AC 6702乳液(10％固形物；非离子乳液)涂覆。
检查自压板的剥离(前10块木板：AC 6702乳液，30％固形物；其次10块木板：AC 6702乳液，20％固形物；再其次40块木板：AC6702乳液，10％固形物)并如实施例1评定等级。
全部木板的剥离性能皆评为5。
这些结果显示，以上述配方(SUPRASEC 1453配上AC 6702乳液)而言，对北方松OSB-板的剥离性能完美无疵。实施例17-19
以聚异氰酸酯组合物(SUPRASEC 1410，可自帝国化学工业公司购得)与‘剥离蜡乳液’(褐煤蜡：可自帝国化学工业公司购得的ADDX 9255或可自联合信号公司购得的AC 6702 10％固形物乳液)的50/50乳液，两者的量以干木计皆为0.6％(固形物)及石蜡乳液(SPG 60，可自Condea Chemie公司购得)，其量以干木计为1％(固形物)，喷涂木纤维(ex-Bestwood)。掺合前木料水分含量：7％；成毡前水分含量：12％；压板温度：185℃；压结因数：15秒/mm；木板大小：400mm×400mm×12mm；衬板：喷砂软钢；密度：750kg/m3。
如上述条件制造木板。
实施例17使用褐煤蜡(10％固形物)；实施例18及19使用AC 6702乳液(10％固形物)。
测量以下木板性能：标准DIN 68763中分类V20及V100的内粘结强度(根据标准EN 319及EN 1087)，及24小时后的溶胀(根据标准EN 317)。
结果列示于表6。表6
| 实施例号 | V20 IB(MPa) | V100 IB(MPa) | 溶胀24小时(％) |
| 17 | 0.95 | 0.44 | 10.2 |
| 18 | 0.88 | 0.33 | 9.6 |
| 19 | 0.88 | 0.35 | 9.3 |
这些结果显示，使用褐煤蜡乳液制造的木板与使用AC 6702聚乙烯蜡乳液制造的木板间，物理性能上并无差异。实施例20
以聚异氰酸酯组合物(SUPRASEC 1453，可自帝国化学工业公司购得)，以干木计6％粘结剂含量，喷涂司考特(Scots)松OSB-薄片。
预成毡木料水分含量：10％；压板温度：200℃；压结因数：15秒/mm；木板大小：400mm×400mm×4mm；衬板：喷砂G 54(可自BERNDORF公司购得)；密度：650kg/m3。
木板压结之前于外部使用一剥离剂：将聚乙烯蜡乳液(ADD 9887，可自帝国化学工业公司购得，稀释至10％固形物)喷涂在预成毡顶面并刷涂于底压板上。
检查自压板的剥离并如实施例1评级。
结果呈现于表7。表7
| 木板 | 剥离底 | 剥离顶 | ADD 9887(10％) 底g g/m2 | ADD 9887(10％) 顶g g/m2 | ||
| 1 | 5 | 4.5 | 4 | 1.6 | 18 | 7.2 |
| 2 | 5 | 5 | 6 | 2.4 | 6 | 2.4 |
| 3 | 5 | 5 | 3 | 1.2 | 3.7 | 1.48 |
| 4 | 5 | 5 | 0 | 0 | 4.5 | 1.8 |
| 5 | 5 | 5 | 0 | 0 | 3.5 | 1.4 |
这些结果显示，使用SUPRASEC 1453加上以少于3g/m2的量涂布在外部的聚乙烯蜡乳液制成的木板，其剥离性能良好。实施例21
以聚异氰酸酯组合物(SUPRASEC DNR，可自帝国化学工业公司购得)，以于木计6％粘结剂含量，喷涂司考特(Scots)松OSB-薄片。
另外以聚乙烯蜡乳液(ADD 9887，可自帝国化学工业公司购得)，以于木计的1.2％固形物量，喷涂在薄片上。预成毡木料水分含量：10％；压板温度：200℃；压结因数：15秒/mm；木板大小：400mm×400mm×4mm；衬板；喷砂G 54(可自BERNDORF公司购得)；密度：650kg/m3。
在第一次压结负荷前，衬板用12g/m2的ADD 9887乳液(10％固形物)涂覆。
检查自压板的剥离并如上评定20块木板的等级。全部木板的剥离性能皆评为4。
这些结果显示，以上述配方(SUPRASEC DNR加上ADD 9887)而言，对司考特松OSB-板的剥离尚称满意。实施例22
在以下实施例中，由松木薄片(可自Louisiana Pacific公司Athens,Georgia，或J.M.Huber of Commerce,Georgia购得)制备1/4″木板。用20磅松木薄片和足量的RUBINATE聚合聚异氰酸酯(可自ICIAmericas公司购得)掺合，以提供基于薄片干重的4％的聚异氰酸酯。然后将100％的疏松蜡施涂于处理过的薄片以提供耐水性。然后将处理过的松木薄片置于织造不锈钢网上并形成厚度约3/4至2英寸厚的毡片，视水分含量而定，但一般为约1.5英寸。
在实施例A-D中，然后用氧化聚乙烯蜡的水乳液喷涂毡片表面；该水乳液含有牛脂油脂肪酸乳化剂，总固形物含量为20％，可自Blackhawk Specialties公司购得，代号为BSP-32W，实施例A、B、C及D中乳液的固形物含量经加水分别为10％至5％至2.5％至1.25％。然后将10克的乳液施涂布在毡片表面以分别提供每平方英尺毡片1、0.5、0.25及0.125克固形物。在实施例E、F及G中，毡片用氧化聚丙烯蜡及非离子乳化剂的水乳液喷涂；该水乳液可自Michelman公司，Cincinnati,Ohio购得，代号为Miehen 43040。实施例E,F及G中乳液的固形物含量分别为10％至5％至2.5％。
然后，用劳顿(Lawton)200吨压结机，在400°F下，将毡片及网压结。压结周期包含30秒关闭，25秒/第6英寸蒸煮及10秒打开。
在每一木板皆以上述方式压结后，即将压板打开检查以测定松木薄片粘附于压板的程度。粘附的程度如上评估。表8、9、10及11含有氧化聚乙烯蜡乳液分别在10％固形物、5.0％固形物、2.5％固形物及1.25％固形物时的剥离结果。表12、13及14为氧化聚丙烯蜡乳液分别在10％固形物、5％固形物及2.5％固形物时的剥离结果。表8
表9
a=木料破损少于5％表10
b=木料破损少于1％表11
c=木料破损10-15％表12
表13
表14
| 木板 | 自顶压板的剥离 | 自底筛网的剥离 |
| 1 | 4 | 3 |
| 2 | 5 | 3 |
| 3 | 5 | 3 |
| 4 | 5 | 3 |
| 5 | 5 | 3 |
| 6 | 5 | 3 |
| 7 | 5 | 3 |
| 8 | 5 | 3 |
| 9 | 5 | 3 |
| 10 | 5 | 3 |
| 木板 | 自顶压板的剥离 | 自底筛网的剥离 |
| 1 | 3a | 3 |
| 2 | 4 | 3 |
| 3 | 5 | 3 |
| 4 | 5 | 3 |
| 5 | 5 | 3 |
| 6 | 5 | 3 |
| 7 | 5 | 3 |
| 8 | 5 | 3 |
| 9 | 5 | 3 |
| 10 | 5 | 3 |
| 木板 | 自顶压板的剥离 | 自底筛网的剥离 |
| 1 | 3b | 3 |
| 2 | 4 | 3 |
| 3 | 5 | 3 |
| 4 | 5 | 3 |
| 5 | 5 | 3 |
| 6 | 5 | 3 |
| 7 | 5 | 3 |
| 8 | 5 | 3 |
| 9 | 5 | 3 |
| 10 | 5 | 3 |
| 木板 | 自顶压板的剥离 | 自底筛网的剥离 |
| 1 | 3c | 3 |
| 2 | 4 | 3 |
| 3 | 4 | 3 |
| 4 | 4 | 3 |
| 5 | 4 | 3 |
| 6 | 4 | 3 |
| 7 | 4 | 3 |
| 8 | 5 | 3 |
| 9 | 4 | 3 |
| 10 | 4 | 3 |
| 木板 | 自顶压板的剥离 | 自底筛网的剥离 |
| 1 | 3 | 4 |
| 2 | 5 | 4 |
| 3 | 5 | 4 |
| 4 | 5 | 4 |
| 5 | 5 | 4 |
| 木板 | 自顶压板的剥离 | 自底筛网的剥离 |
| 1 | 5 | 3 |
| 2 | 5 | 3 |
| 3 | 5 | 3 |
| 4 | 5 | 3 |
| 5 | 5 | 3 |
| 木板 | 自顶压板的剥离 | 自底筛网的剥离 |
| 1 | 5 | 3 |
| 2 | 5 | 3 |
| 3 | 5 | 3 |
| 4 | 5 | 3 |
| 5 | 5 | 3 |
因此，由以上实施例可看出，本发明所用的氧化聚烯烃水乳液在浓度2.5至10％固形物时，一般可提供极优异的剥离性能。1.25％固形物乳液提供足够的剥离性能。在大部分这些试验中，第一次压结被评为3，显示压板必须用乳液预处理或基质必须以高量的剥离剂打底以供初次压结用。
Claims (17)
1．一种制造片材或模制品的方法，该方法包含以下步骤：(1)使有机聚异氰酸酯组合物与木素纤维材料接触及(2)将该处理过的木素纤维材料热压结，其特征为该方法使用聚烯烃蜡的水乳液作剥离剂。
2．根据权利要求1的方法，其中该聚烯烃蜡选自氧化聚乙烯蜡及氧化聚丙烯蜡。
3．根据权利要求1或2的方法，其中该乳液还包含乳化剂。
4．根据权利要求3的方法，其中该乳化剂的量为1与10重量％，以总乳液重量计。
5．根据权利要求3或4的方法，其中该乳化剂为阴离子或非离子乳化剂。
6．根据前述权利要求中任一项的方法，其中该水乳液含有1至40重量％总固形物。
7．根据权利要求6的方法，其中该水乳液含有1.25至10重量％总固形物。
8．根据前述权利要求中任一项的方法，其中该聚烯烃蜡被用于提供每平方厘米木素纤维材料覆盖0.1至0.9毫克的聚烯烃蜡。
9．根据前述权利要求中任一项的方法，其中该聚异氰酸酯选自二苯基甲烷二异氰酸酯，亚甲基桥接的聚苯基聚异氰酸酯及其水可乳化变体。
10．根据前述权利要求中任一项的方法，其中该聚异氰酸酯的使用量为0.1至25重量％之间，以木素纤维材料的干重计。
11．根据前述权利要求中任一项的方法，其中该聚烯烃蜡乳液用作内部剥离剂。
12．根据权利要求11的方法，其中该聚异氰酸酯及聚烯烃蜡乳液或者以一股料流或者以两股独立料流被施涂于木素纤维材料。
13．根据前述权利要求中任一项的方法，其中该聚烯烃蜡用作外部剥离剂。
14．根据权利要求13的方法，其中该聚烯烃蜡乳液被施涂于经聚异氰酸酯处理过的木素纤维材料上，再将两者热压结。
15．一种外部剥离剂，其包含权利要求2至7项中任一项所限定的聚烯烃蜡的水乳液。
16．一种聚异氰酸酯组合物，其包含权利要求2至7项中任一项所限定的聚烯烃蜡的水乳液。
17．一种双组分体系，其包含a)聚异氰酸酯组合物及b)权利要求2至7项中任一项所限定的聚烯烃蜡的水乳液。
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-
1997
- 1997-06-20 CN CN 97196073 patent/CN1224440A/zh active Pending
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