CN1306561A - 可发泡胶粘体系的施涂方法 - Google Patents

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Abstract

通过使用包括树脂组分和硬化剂组分的可发泡胶粘体系将片型基材胶粘在一起的方法,其中硬化剂组分呈酸性,树脂组分包括一种或多种当与硬化剂组分接触时产生气体的产气物质,从而树脂和硬化剂组分单独施涂到基材上。本发明还涉及适合于实施该方法的装置。

Description

可发泡胶粘体系的施涂方法
本发明涉及将可发泡胶粘体系中的组分单独施涂到基材上的方法，该体系的硬化剂呈酸性并形成该体系的可发泡能力的一部分。本发明也涉及用于实施该方法的装置。
可发泡胶粘体系属于本领域公知内容。这类可发泡胶粘体系例如可在需要一起胶粘的那些片材的待施涂胶粘剂表面上呈现不规则性的情况下使用，例如在用于胶合层积材或层压胶合板生产过程中的将木片胶粘在一起的情况。胶粘剂然后将填充这些不规则处，从而得到与无产气物质的胶粘体系相比有改进强度的接合缝。该体系的另一目的是降低木材的用量，这些木材可能为了能在表面平滑施胶，不得不通过例如刨平的方法在胶粘之前被去掉一部分。然而，在已知的可发泡胶粘体系中，可发泡特征例如可通过分别与树脂和硬化剂组分独立的、施胶时被引入到胶粘体系中的产气组合物或混合物来实现。这类可发泡胶粘体系，更具体地聚脲树脂体系，已公开在SU-327224中，其中适宜在引入聚脲树脂固化催化剂的时候将发泡组合物与树脂混合。
迄今为止，可发泡的胶粘体系仅以被包含在上述体系中的各组分的混合物的形式施涂到基材上，如US3615975A所述。例如，尤其由于胶粘体系各组分的硬化或部分硬化的混合物在施涂装置中有造成堵塞或积聚的危险，本领域已知的可发泡体系很难循环。此外，由于发泡组合物的存在，因此在施涂设备中可能发泡或出现不希望发生的气体形成。还有，这类施涂的开始和停止，以及长期的操作将很难实施。
因此，非常希望提供可发泡胶粘体系的施涂方法，其中上述体系的组分能够循环，其中在将胶粘基材压合在一起之前，发泡剂(即气体)的形成减少到最小程度。还非常希望能够均匀调节发泡(即气体形成)的过程，例如，以便使从施涂到加压的过程经历较长时间，和确保在施涂的组分中，尤其在加压过程中气体均匀形成。
而且，非常希望发现用于可发泡胶粘体系的单独施涂的简单施涂体系，它能够被调节成上述胶粘体系和所需的组装时间。还有，非常希望发现需要少量用于提供改进的粘接效果的气体产生物质的可发泡胶粘体系。
组装时间指的是从胶粘体系施涂到基材上的时刻到有待胶粘在一起的基材压合的时刻所经过的时间。
因此，本发明提供包括树脂组分和酸性硬化剂组分的可发泡胶粘体系的组分的单独施涂方法和适合实施该方法的装置，借此获得增强的粘附和强度性能并且克服上述问题。
本发明方法被限定在所附权利要求书中。它包括通过使用包括树脂组分和硬化剂组分的可发泡胶粘体系将片型基材胶合在一起，其中硬化剂组分呈酸性，树脂组分包括一种或多种当与硬化剂接触时能形成气体的产气物质，因此树脂和硬化剂组分被单独施涂到基材上。
用于本发明方法的酸性硬化剂组分包括有机或无机酸如盐酸，或酸性盐如氯化铵。尤其适合的酸类是有机酸。后者的合适实例是对甲苯磺酸和羧酸，其中后者是优选的。适合的有机羧酸的实例是甲酸，柠檬酸和马来酸，其中甲酸和马来酸是优选的。
所用硬化剂也有为反应体系提供产气组分的附加功能。产气反应体系的其它组分是产气物质。所述产气物质以与胶粘体系的树脂组分混合的形式被提供。
取决于胶粘体系中组分的反应活性，所需的组装时间，对于基材被硬化剂中所用酸损坏和散发到周围氛围如工作环境中的酸蒸汽排放量的特殊考虑，后来施涂的线条分别可重叠、不重叠或不接触相应的先前施涂的其它组分的线条。
这里使用的术语“线条”也包括本领域常用术语“条带”和任何其它类似术语的含义。
本发明的装置被限定在所附权利要求书中，可用于实施该方法，其中可发泡胶粘体系的组分以线条形式施涂到基材上。
本发明尤其提供使用其基本成分的数目减少的可发泡胶粘体系的优点。此外，根据本发明，在施涂胶粘体系之前，不需要包括将产气体系加到胶粘体系或其任意组分中的步骤。而且，根据本发明，仅需要少量产气物质，这样促使胶粘产品的粘附和强度性能得到改进。
本发明的技术对氨基树脂体系尤其有用，该体系中的硬化剂一般呈酸性。这类体系的实例是：脲-甲醛，蜜胺-脲-甲醛，蜜胺-甲醛，蜜胺-脲-酚-甲醛树脂，和它的糠醇改性变体。
产气物质可以是任何在与酸接触后产生CO2的碳酸盐或碳酸氢盐。适合的实例例如是碳酸氢钠，碳酸钙，碳酸钠，碳酸铵，碳酸氢铵，碳酸镁，或它们的混合物。优选使用碳酸钙和/或钠。产气物质正常以0.1-10wt％，合适为0.1-5wt％，优选0.15-2wt％和最优选0.15-1.9wt％的量包括在树脂组分中，按纯的、活性形式的上述物质，即产生气体的形式计算，排除任何杂质。
与用在硬化剂中的酸接触产生低沸点气体的其它产气物质也能够用于本发明。这类气体的实例例如是氨，二氧化氮等，不过从例如环保观点出发它们并非优选。
产气物质例如也能够与普通填料如高岭土，或它的混合物一起使用。然而，当所用填料包括或构成一种或多种本文所用产气物质时，纯活性形式的这类物质的总量应保持在上述范围内。
在本发明方法中，构成胶粘体系的两组分单独施涂。胶粘体系的施涂例如可通过幕涂，喷涂或线条型施涂，或者上述方法的任何组合方式完成。优选各组分以单独线条形式施涂。
在可发泡的胶粘体系施涂到基材例如木质薄板上后，各基材被放在一起，再压成聚集体例如木梁。
优选的是，在可发泡胶粘体系中气体的大量产生基本上发生在上述体系施涂到基材上之后进行压合的时候。因为产气反应在两种组分接触之后开始，所以各组分彼此间的接触理想地应该在开始进行这种压合时才完全实现。因此，本发明方法使用单独施涂是为了将压合之前各组分的接触和混合程度从而将压合之前产气过程发生的程度减到最小。优选的是，为了确保在压合过程中线条的充分可混性，应确保不同线条的有规律的、连续的、最小的接触。从而，能够更仔细地调节产气反应，同时也使在施涂和压合之间经历更长的时间，如如果需要可长达180分钟，优选0-90分钟。这个目的可通过使用以线条形式施涂组分来达到。
取决于胶粘体系中各组分的反应活性和所需的组装时间，不同组分如硬化剂和树脂的线条彼此之间能以不同的适宜方式施涂。因此，对于低反应活性/慢固化胶粘体系和/或短组装时间来说，适宜的是，后来施涂的一种组分的线条重叠先前施涂的组分的相应线条，或者它们以彼此邻接的方式被施涂，以致它们基本上相互接触。当使用高反应活性/快固化胶粘体系时，和/或需要长组装时间，适宜的是，后来施涂的一种组分的线条以相对于先前施涂组分的相应线条一定距离来施涂。对于大约60-120分钟的组装时间，在胶粘体系中不同组分如硬化剂和树脂的线条之间有大约4-8mm的距离是适合的，对于大约15-60分钟的组装时间来说，大约2-4mm的距离是优选的，以及对于大约至多15分钟的组装时间来说，线条的重叠或它们之间基本上接触是优选的。
在压合过程中，两组分在被压合在一起的各片基材之间有一定程度流动，从而各组分彼此间的混合程度比压合之前更高，从而彼此更紧密接触。在这种方式中，主要的产气发生在压合过程中。在压合过程中的气体形成还有助于一定程度的混合。
因此，在本发明方法的一个实施方案中，使用以线条形式单独施涂组分的方法。
用于本方法的组分的这种施涂的适合装置包括具有至少两个中空部件的单元，至少一个部件用于每一组分，在各部件中有许多设计用来施涂各组分到在上述中空部件之下的基材上以形成线条的孔，中空部件被定位在施涂平面之上，其中一个中空部件的各孔在加工方向上相对于其它中空部件的相应孔呈直线排列。该装置能使胶粘体系的组分如树脂和硬化剂施涂到基材上，其中后来施涂的一种组分的线条重叠在先前施涂的其它组分的线条上。
用于本方法中组分的这类施涂的另一适合装置包括具有至少两个中空部件的单元，至少一个部件用于每一种组分，在各部件中有许多设计用来施涂各组分到在上述中空部件之下的基材上以形成线条的孔，中空部件被定位在施涂平面之上，其中一个中空部件的各孔在加工方向上相对于其它中空部件的相应孔平行设置。该装置能使胶粘体系的组分如树脂和硬化剂施涂到基材上，取决于所用的胶粘体系和所需组装时间，其中后来施涂的一种组分的线条以相对于先前施涂的其它组分的线条一定距离来施涂。
以线条形式单独施涂的优选方法是其中使用上述装置，从而所用组分的相应线条在所述线条的全长中彼此基本连续接触的方法。
在这种方式中，确保了在施涂的时候树脂和硬化剂线条均匀接触，与此同时，直到压合的时候产气的两种组分才达到更充分混合。
作为本发明方法的另一个适合实施方案的例子，其中树脂组分优选首先以线条形式施涂，该线条任选能够聚结以形成基本连续层，硬化剂组分以线条的形式或以喷涂的方法施涂于该层之上。例如当需要最大限度地减少硬化剂和基材的接触时，该实施方案是适合的。
在以下两个实施例中，用普通的无发泡胶粘体系和用本发明的可发泡体系，分别通过依次单独线条施涂两种组分，提供大致平滑的云杉木片。此后，分别由带有无发泡和可发泡胶粘体系的片材形成层压板，随后，测试层离性能。
                  实施例1
基材：                  90cm×15.5cm云杉片材
树脂组分：              SL97044(蜜胺-脲-甲醛树脂，含有作为产气
                        物质的碳酸钙)
树脂中产气物质含量：    1wt％
硬化剂组分：            甲酸型
树脂/硬化剂摩尔比：     100∶30
施涂量：                400g/m2
施涂次序：              树脂，然后硬化剂
施涂后，层压板在7-8巴压力下压合过夜。固化一天后，对层压板测试层离性能。结果表示在下表中。
                实施例2(对比)
重复实施例1，唯一的不同是所用树脂组分是SL97043(不含产气物质的蜜胺-脲-甲醛树脂)。得到的层压板以与上述相同的方式进行测试，结果给出在下表中。
表
 胶粘体系=SL97043/甲酸型硬化剂    层离   胶粘体系=SL97044*/甲酸型硬化剂(可发泡的)    层离
    层压板A                18.3％B                  3.21％C                  0％D                  0.5％E                  2.9％F                  3.4％G                  6.3％H                  5.6％I                  7.5％平均值                 5.9％     3.9％0.7％0.7％001.3％1.3％00.5％0.9％
*SL97044=SL97034+产气物质
从表中可以明显看出，与用无发泡胶粘体系形成的层压板的结果相比，使用本发明胶粘体系形成的层压板的层离结果得到显著改进。层离效果根据EN-391-B测定。
因此，这些实施例明显证实与使用无发泡胶粘体系相比，采用其中使用可发泡胶粘体系的本发明方法呈现改进效果。

Claims (18)

1、通过使用包括树脂组分和硬化剂组分的可发泡的胶粘体系将片型基材胶粘在一起的方法，其特征在于硬化剂组分呈酸性，树脂组分包括一种或多种当与硬化剂组分接触时能形成气体的产气物质，其中树脂和硬化剂组分单独施涂到基材上。
2、根据权利要求1的方法，其特征在于产气物质是以0.1-10wt％的量包括在树脂组分中，以纯的、活性形式的上述物质计算。
3、根据权利要求2的方法，其特征在于产气物质以0.1-1.9wt％的量包括在树脂组分中，以纯的、活性形式的上述物质计算。
4、根据权利要求1-3中任一项的方法，其特征在于产气物质是与酸接触后产生CO2的碳酸盐，或碳酸氢盐。
5、根据权利要求4的方法，其特征在于产气物质是碳酸钙和/或碳酸钠。
6、根据权利要求1的方法，其特征在于酸性硬化剂包括羧酸。
7、根据权利要求6的方法，其特征在于羧酸是甲酸或马来酸。
8、根据权利要求1的方法，其特征在于所用树脂是氨基树脂。
9、根据权利要求8的方法，其特征在于氨基树脂选自蜜胺-脲-甲醛，蜜胺-甲醛和脲-甲醛树脂。
10、根据前述权利要求中任一项的方法，其特征在于胶粘体系的组分，树脂和硬化剂以线条的形式以任选的次序单独施涂到基材上。
11、根据权利要求10的方法，其特征在于后来施涂的一种组分的线条基本上重叠相应的先前施涂的另一种组分的线条。
12、根据权利要求11的方法，其特征在于硬化剂组分是以线条形式施涂到树脂线条的表面上。
13、根据权利要求10的方法，其特征在于后来施涂的一种组分的线条不重叠相应的先前施涂的另一种组分的线条。
14、根据权利要求10的方法，其特征在于后来施涂的一种组分的线条不接触相应的先前施涂的另一种组分的线条。
15、根据前述权利要求中任一项的方法，其特征在于基材由木材制成。
16、根据前述权利要求中任一项的方法，其特征在于发泡剂的主要形成发生在为制备胶粘聚集体将施涂了胶粘体系组分的片材压合以便将它们胶粘在一起的过程中。
17、用于实施根据权利要求11或12的方法的装置，其中包括具有至少两个中空部件的单元，至少一个部件用于每一组分，各部件中有许多设计用来施涂各组分到处在上述中空部件之下的基材上以形成线条的孔，中空部件被定位在施涂平面之上，其中一个中空部件的各孔在加工方向上与其它中空部件的相应孔呈直线排列。
18、用于实施根据权利要求13或14的方法的装置，其中包括具有至少两个中空部件的单元，至少一个部件用于每一种组分，各部件中有设计用来施涂各组分到在上述中空部件之下的基材上以形成线条的孔，中空部件被定位在施涂平面之上，其中一个中空部件的各孔在加工方向上相对于其它中空部件的相应孔平行设置。
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