CN1481404A - 多异氰酸酯组合物作为复合木素纤维材料用粘合剂的用途 - Google Patents
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Abstract
一种用于粘合木素纤维材料的多异氰酸酯组合物,其包含多异氰酸酯预聚物,所述预聚物是多异氰酸酯和多元醇的反应产物,其特征在于该多异氰酸酯组合物含有的游离的未反应二异氰酸酯至少为8wt%。
Description
发明领域
本发明涉及多异氰酸酯组合物作为粘合剂用于制备复合木素纤维材料特别是包含木素纤维束的复合物(如定向束板)的用途。本发明的多异氰酸酯组合物包含特定的多异氰酸酯预聚物,其任选混入基料多异氰酸酯。
发明背景
众所周知,有机多异氰酸酯作为粘合剂可用于木素纤维材料以制造片材或模制品,如waferboard、刨花板、纤维板和胶合板,这在商业上合乎需要,因为得到的复合物具有高粘着和内聚强度,对木材品种的变化具有强适应性,相对于固化温度和速率具有强通用性,所得复合物具有优良的结构性能,并且能够与比一般用于缩合树脂如酚醛树脂的水含量高的木素纤维材料粘合。
然而,由于以对复合物加工产生负面影响的高配料含水量使用标准异氰酸酯粘合剂而使加工困难。用于将这些困难最小化的一个方法是仅使用低含水量(即含水量为约3-8%)的木素纤维材料。一般通过将纤维素原料干燥以减少含水量来获得这一低含水量。然而,这种干燥法昂贵,对加工的经济性方面有显著影响。使用低含水量的材料也有不利之处,因为在用于潮湿的环境中时产品复合材料的板材易于吸收水分并且膨胀。
因此,显然需要提供能够在较高含水量下应用木素纤维原料的多异氰酸酯粘合剂组合物,由此显著降低用于在生产设备内干燥所需的总能量。同时,这些多异氰酸酯粘合剂组合物将能在产品离开压制操作时为复合物提供优越的外形稳定性,从而产品遭受较小的收缩/再平衡。多异氰酸酯粘合剂组合物也应该提供较高的板坯粘合性,由此确保压制操作之前有更好的板坯稳定性。
使用传统的聚合二苯甲烷二异氰酸酯(pMDI)压制复合物板材时,遭遇的更进一步的困难是pMDI中的低级同系物在加工过程中、在减压步骤的过量蒸汽中从压机中放出。因此,进一步需要能够在较低压力和缩短的压制周期下进行操作。较低的压制温度导致减压步骤中排放较少,这是因为在降低的温度或缩短的压制周期下的压制过程中产生的蒸汽量较低,从而在复合物内产生的气压显著较小。压制周期缩短确保了现有设备的生产能力提高,而不需为新设备投入大量资金。
在较高配料含水量下操作复合物加工设备的整个过程所需的压制压力降低将使所需能量较低,并且可能导致对新资产的投资必要性减少,压机整个长度所需压力降低可显著减少造价。获得目标厚度所需液压的降低使得能生产出较高密度的木素纤维复合物,而不需改进现有的压制设备。另外,较低的压制温度和较短的周期时间使产品由于使用外脱模剂而发生的表面裂解或碳化显著较少,因此外观精良,从而需要较少的后压制加工,如接触式砂磨。
异氰酸酯预聚物属于已经用于粘合剂组合物中来解决各种加工问题的异氰酸酯材料。例如,美国专利4,100,328公开了异氰酸酯封端的预聚物,其改善了产品从塑模上的脱模性。美国专利4,609,513也公开了一种粘合剂,它是异氰酸酯封端的预聚物,其改善了产品的脱模性。美国专利5,179,143公开了一种粘合剂组合物,其中使用特定类型的异氰酸酯预聚物来改善其在室温下的粘合性。
现在,用本发明的多异氰酸酯组合物可实现所有上述的目的和优点。本发明涉及多异氰酸酯组合物作为粘合剂用于制备复合木素纤维材料特别是包含木素纤维束的复合物(如定向束板)的用途。本发明的多异氰酸酯组合物包含特定的多异氰酸酯预聚物,其任选是混合的。
本发明的多异氰酸酯组合物生产一种材料,可对其进行调整以提供顾客要求的加工/最终复合物的性能优点。通过使用含羟基体系引入预聚物键来制备多异氰酸酯预聚物,所述预聚物键可提高最终的多异氰酸酯组合物用于粘合木素纤维材料的功用。因此,本发明的组合物能够以如下方式生产出木制复合物:压制周期显著比甚至使用催化的异氰酸酯粘合剂的那些更短,与曾经可能出现在传统加工木素纤维复合物过程中的情况相比,压制温度和压力较低,并且进料木素纤维材料的含水量较高。也发现,相对于目前用于粘合木素纤维材料的标准多异氰酸酯而言,本发明的多异氰酸酯组合物提供了提高的脱模性能。这一提高的性能被如下表征:使用含量显著较低的外脱模剂如蜡或皂获得了与标准多异氰酸酯体系所获得的相同脱模性能,所述标准多异氰酸酯体系与含量高得多的相同外脱模剂结合使用。所有上述内容都清楚地说明,本发明的组合物为木素纤维基复合物的生产者提供了许多显著的好处。
发明详述
用于粘合木素纤维材料的本发明的多异氰酸酯组合物可以包含多异氰酸酯预聚物,所述预聚物是多异氰酸酯和多元醇的反应产物,其特征在于该多异氰酸酯组合物含有的游离的未反应二异氰酸酯至少为8wt%。优选至少60%、更优选70-86%的游离的未反应二异氰酸酯是4,4’-二苯甲烷二异氰酸酯。
优选多异氰酸酯粘合剂组合物具有的游离NCO值为15-约30wt%,更优选20-30wt%。如这里所述,它由异氰酸酯封端的预聚物组成。该预聚物是过量的有机多异氰酸酯和多元醇的反应产物。
用于制备本发明的预聚物的有机多异氰酸酯优选是二苯甲烷二异氰酸酯(MDI),例如4,4’-MDI、2,4’-MDI、聚合MDI、MDI变体及其混合物。
用于制备预聚物的最优选的MDI是4,4’-MDI或4,4’-MDI和2,4’-MDI的混合物,其中所述混合物含有至少50%的4,4’-MDI,优选其数量大于约75wt%,更优选大于约90wt%,最优选大于约95wt%。另外,可以加入“聚合MDI”。用“聚合MDI”指多亚甲基多亚苯基多异氰酸酯,其被包含在多异氰酸酯组合物中,其官能度至少为2.5。聚合MDI是市售的,并且通过由适当比例的苯胺和甲醛缩合获得的多胺混合物的光气化反应而制备。对本发明来说,官能度为2.5-3.5,优选为2.5-3.1的聚合MDI是特别适合的。
制备用的多元醇具有2-8个羟基。优选的多元醇是聚醚多醇。术语“聚醚多醇”又可以代表不同的此类烷氧基化反应产物的混合物。优选的多元醇包括其中存在聚合的环氧丙烷单元和/或聚合的环氧乙烷单元的那些。这些单元可能按统计学分布,其形式为嵌段在链内的聚环氧乙烷和/或分布在封端。
用于制备异氰酸酯封端的预聚物的高度优选的聚醚多醇含至少约15wt%的环氧乙烷基团,更优选含50-100wt%的环氧乙烷基团。聚醚多醇的平均标称官能度为2-6,优选2-4。它们的数均当量为约700-5,000,优选的当量为约1000-4,000,更优选约1200-3500,最优选约1500-3000。
用于制备异氰酸酯封端的预聚物的聚醚多醇包括通过环氧乙烷与另一种环状氧化物例如环氧丙烷,在多官能团引发剂存在下发生聚合而得到的产物;然而,该产物必须符合上述各要求。适合的引发剂化合物含多个活性氢原子,并且包括水和低分子量多元醇,例如乙二醇、丙二醇、二甘醇、二丙二醇、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、季戊四醇等。可以使用引发剂和/或环状氧化物的混合物。
特别有用的聚醚多醇包括聚(环氧乙烷氧化丙烯)二醇和/或三醇,它是通过将丙烯和环氧乙烷连续加入二或三官能引发剂而得到的,如先有技术中的充分描述。所述二醇和三醇的混合物也是有用的,最优选二醇。
通过过量的多异氰酸酯与聚醚多醇的反应制备异氰酸酯封端的预聚物。使用的多异氰酸酯和聚醚多醇的量是已知能有效获得预聚物的那些量,所述预聚物具有应用本领域已知技术标明的NCO值。例如,如果存在预聚物,其可以通过有机多异氰酸酯与聚醚多醇发生反应,随后用改性的多异氰酸酯稀释来制备,如这里所定义的。另一选择,改性的多异氰酸酯可以与未改性的多异氰酸酯在与多元醇反应前进行混合。使这种反应在有效的温度下发生以形成预聚物,如约40-100℃,通常任选使用催化剂。有机多异氰酸酯与多元醇的相对数量取决于所希望的预聚物的NCO值,本领域的技术人员能够容易地计算出多异氰酸酯的NCO值和多元醇的OH值。
制备预聚物时,从多异氰酸酯和聚醚多醇的反应获得的基团中至少90%是尿烷基团。可以向这样制备的预聚物中加入多异氰酸酯或其变体,只要其NCO值保持在上述指明的范围中。基料多异氰酸酯或变体可以选自上述的那些。优选芳族多异氰酸酯,特别是MDI基多异氰酸酯。甚至更优选加入改性的多异氰酸酯,更优选基料多异氰酸酯是用于与多元醇反应的MDI的变体。
基料多异氰酸酯
用作基料多异氰酸酯的多异氰酸酯可以是任何有机多异氰酸酯化合物或有机多异氰酸酯化合物的混合物,只要所述化合物具有至少2个异氰酸酯基。有机多异氰酸酯包括二异氰酸酯,特别是芳族二异氰酸酯和官能度更高的异氰酸酯。可以用于本发明组合物的有机多异氰酸酯的例子包括脂肪族异氰酸酯,如六亚甲基二异氰酸盐;芳族异氰酸酯,如间和对苯撑二异氰酸酯、苄撑-2,4-和苄撑-2,6-二异氰酸酯、二苯甲烷-4,4’-二异氰酸酯、氯苯撑-2,4-二异氰酸酯、萘撑-1,5-二异氰酸酯、二苯撑-4,4’-二异氰酸酯、4,4’-二异氰酸酯-3,3’-二甲基二苯基、3-甲基二苯甲烷-4,4’-二异氰酸酯和二苯醚二异氰酸酯;以及环脂族二异氰酸酯,如环己烷-2,4-和-2,3-二异氰酸酯、1-甲基环己基-2,4-和-2,6-二异氰酸酯及其混合物,和二-(异氰酸根合环己基)甲烷和三异氰酸酯,如2,4,6-三异氰酸根合甲苯和2,4,4-三异氰酸根合二苯醚。也可以使用改性的含异氰脲酸酯、碳化二亚胺或uretonimine基团的多异氰酸酯。可以使用其它的嵌段多异氰酸酯,如苯酚或肟与多异氰酸酯的反应产物,其解封温度低于使用该多异氰酸酯组合物时应用的温度。可以使用异氰酸酯的混合物,例如甲苯基二异氰酸盐异构体的混合物,如市售的2,4-和2,6-异构体的混合物,以及通过苯胺/甲醛缩合物的光气化反应产生的二和更高级多异氰酸酯的混合物。这种混合物在本领域是众所周知的,包括含亚甲桥多苯基多异氰酸酯的光气化反应粗产物,其包含二异氰酸酯、三异氰酸酯和更高级的多异氰酸酯以及所有光气化反应副产物。用于本发明的优选的异氰酸酯是其中的异氰酸酯是芳族二异氰酸酯或具有更高官能度的多异氰酸酯的那些,如纯二苯甲烷二异氰酸酯或含二异氰酸酯、三异氰酸酯和更高官能度的多异氰酸酯的亚甲基桥多苯基多异氰酸酯的混合物。亚甲桥多苯基多异氰酸酯在本领域是众所周知的。通过由苯胺和甲醛缩合得到的相应的多胺混合物的光气化反应来制备它们。为方便起见,含二异氰酸酯、三异氰酸酯和更高官能度的多异氰酸酯的亚甲桥多苯基多异氰酸酯的聚合物混合物在下文被称为聚合MDI。适合的多异氰酸酯包括来自Huntsman Polyurethanes的SUPRASECTM DNR、SUPRASECTM 2185、RUBINATETM M和RUBINATETM 1840。优选多异氰酸酯在室温下是液体。可以根据任何本领域已知的技术生产多异氰酸酯混合物。如果必要,可以通过本领域熟知的技术将二苯基甲烷二异氰酸酯的异构体含量置于所需范围内。
为了进一步改善本发明多异氰酸酯组合物的储存稳定性或者提高本发明的成本效益,可以在组合物中加入稀释剂。适合的稀释剂包括“Taschenbuch der Kunststoff-Additive”(R.Gachter和H.Muller主编,Carl Hanser Verlag Munchen,第三版,1989)中提到的类型的增塑剂。优选的稀释剂是邻苯二甲酸酯、脂肪族羧酸酯、脂肪酸酯、亚麻籽油、豆油和丙烯碳酸酯。这些稀释剂的加入量为每100重量份的多异氰酸酯加入1-40重量份,优选每100重量份的多异氰酸酯加入1-15重量份。所述组合物还可以包含常规的添加剂,如阻燃剂、木素纤维防腐剂、杀菌剂、蜡、施胶剂、填料、表面活性剂、触变剂、及其它粘合剂,如甲醛缩合物粘合用树脂和木质素(任选与木质素溶剂结合使用,如PCT专利申请EP96/00924中所述)。用于本发明的多异氰酸酯组合物的特别优选的添加剂是偶合剂,如有机官能化硅烷(例如Dynasylan AMEO,来自Huls)。向多异氰酸酯组合物中加入这种偶合剂会使板材的性能改善。所述有机官能化硅烷偶合剂的用量基于多异氰酸酯为0.01-3wt%,优选0.1-2wt%。本发明的多异氰酸酯组合物可通过在将该多异氰酸酯应用到木素纤维前,将各种成分在室温下简单地混合来制备。
基于所定义的本发明的异构体混合物的特定预聚物是首先通过引入含羟基材料以引入预聚物型键来制备的。这在高效混合以及根据材料的性质加热或不加热的情况下进行,通常在惰性气氛(氮气或干空气)中进行。然后通过将所需量的本发明定义的预聚物引入本发明定义的另一种多异氰酸酯来制备用作木素纤维粘合剂的最终多异氰酸酯体系。其可使用或不使用‘在线’混合设备或者任何其它的本领域技术人员所公知的技术来获得。然后将最终多异氰酸酯组合物应用于木素纤维材料,有或者没有加入稀释剂物质/或进行加热以在应用前降低材料的粘度。然后通过在规定的一段时间内应用压力和温度将材料固化,以得到最终的复合材料。
木素纤维材料的说明
可以与本发明的多异氰酸酯预聚物粘合的木素纤维材料包括:木材、树皮、软木、甘蔗渣、麦秆、亚麻、竹材、西班牙草、谷壳、剑麻纤维、椰子纤维、木头碎片、木头纤维、刨花、木屑、木粉、洋麻、果壳、谷粒如米和燕麦的外皮。特别优选木材、麦秆和甘蔗渣。前述材料的任何混合物都可用于与本发明的多异氰酸酯形成复合物。另一选择,可以与木素纤维材料混合的其它颗粒或纤维材料是,如磨碎的泡沫废料(例如磨碎的聚氨酯泡沫废料)、矿物填料、玻璃纤维、云母、橡胶、纺织废料如塑料纤维和织物。这些材料可以颗粒、削片或碎片、纤维、绞合线、球体或粉末的形式使用。这些材料的含水量可以是2-50%,优选约5-20%,最优选8-20%。将本发明的多异氰酸酯组合物用于木素纤维材料时,多异氰酸酯/木素纤维材料的重量比可根据所用木素纤维材料的堆积密度而改变。因此,多异氰酸酯组合物的用量可使多异氰酸酯/木素纤维材料的重量比为0.1∶99.9-20∶80,优选0.5∶99.5-10∶90,最优选3∶97-8∶92。如果希望,可将其它常规粘合剂,如甲醛缩合物粘合用树脂与本发明的多异氰酸酯组合物结合使用。
本发明的组合物还可以包含常规添加剂,如脱模剂如蜡、催化剂、阻燃剂、木素纤维防腐剂、填料、表面活性剂。
制备木素纤维复合物的方法说明
1.制备木素纤维
在本发明的方法中,首先将制备的木素纤维材料干燥到所需含水量。因为使用本发明的芳族多异氰酸酯所需的含水量显著较高,所以在任何干燥设备中所需的停留时间显著较短,因此使复合物生产设备中干燥设备的生产能力显著提高。另外,本发明的多异氰酸酯耐受较高的含水量意味着从典型生产设备的干燥器中散发出的VOC显著减少。
2.将多异氰酸酯粘合剂组合物应用到木素纤维上
在本发明的方法中,向待粘合的木素纤维材料中加入的多异氰酸酯粘合剂组合物的量基于粘合剂加上木素纤维材料的总重为1-约20wt%,优选2-约10wt%。
3.形成预板坯/预型材
然后将得到的木素纤维和多异氰酸酯的混合物形成‘预板坯’,用于制造板材或任何其它所需的型材。可使用本发明的多异氰酸酯来提高‘粘合’的量,因此由于压制前板坯/型材整体中紧密性的改善使得能更有效地生产最终制品。这样就使得由于木素纤维分布差产生的损耗较少。
4.压制预板坯/预型材
然后可以在加热和加压条件下将预板坯/预型材压缩,形成板材或立体的成型模制品。用于压缩过程的适合的温度通常为约70-250℃,优选约130-205℃,最优选140-180℃。用于压缩过程以获得所需产物尺寸的压力为约50-300巴,显著低于制造常规复合物所需的压力。当然,压缩时间取决于生产的产物的厚度。人们发现,由于使用了本发明的多异氰酸酯组合物就不需要使用注蒸汽方法,甚至是对于厚度超过25mm的复合物。可以类似方法由胶合板、纸或纺织品生产多层板材或模制件,这是通过用如上所述的粘合剂处理各层并随后压制它们(通常在高温和高压下)来生产的。在这种方法中通常优选复合物表面直接经受的温度为100-约240℃,最优选该温度为约140-220℃。使用本发明的多异氰酸酯组合物时,为确保生产的复合物具有所希望的尺寸稳定性和物理性能,复合物芯层经受的温度可以为70-约140℃,优选80-130℃,并且最优选85-120℃。初始压缩压力优选为约50-300巴,最优选的初始压缩压力为50-200巴。另外,本发明的多异氰酸酯组合物在以下方面非常有效:使其与垫板、压板、压花压板及其它在处理过的木素纤维材料与外脱模体系结合使用时所接触的表面间发生的不希望有的粘合最少。
5.后压制/最终产品
用本发明的粘合剂生产的复合木材产品的特征是,由于显著降低了压制温度同时缩短周期时间所以外观极好,这使得外脱模剂的表面裂解或碳化现象显著减少。另外,所制得的材料获得了极好的内部粘合性能、良好的尺寸稳定性和极好的室外耐久性,它们因此可用于通常使用这种物品的任何场合。
基于木素纤维材料制造产品的方法的更详细说明可从先有技术获得。可以修改通常使用的技术和装置以适于使用本发明的多异氰酸酯组合物。
通过以下实施例来举例说明而不是限制本发明:
实施例1
如下制备预聚物:使83.7重量份的Suprasec DNR(标准聚合MDI)与16.3重量份的Volpo G26、甘油引发的聚醚多醇发生反应,用100%环氧乙烷(EO)预聚合直到分子量达到1200(OH值=140mg KOH/g)。在具有空气循环的85℃的炉内反应的时间为1.5小时。所得产物的NCO含量测量值为24%,并且其含23.1%的游离未反应MDI,其中93.9%是4,4’-MDI。然后将预聚物在转鼓混合机中喷涂到含25%的H2O(基于干重)的松木薄片上。粘合剂在干燥木材上的浓度为6%。板坯形成后,将OSB板材压制成400mm×400mm×14mm大小,密度为650kg/m3。压板的温度为150℃,压制系数为11s/mm,其中20s为压缩和脱气步骤。板材的干燥内部结合强度(V20-IB)为673kPa,在24小时后膨胀9.1%。
预聚物NCO-含量(%) | 24 |
多元醇类型 | 甘油+EO |
MW | 1200 |
粘合剂浓度(%) | 6 |
板材密度(kg/m3) | 650 |
板材厚度(mm) | 14 |
木材含水量(%) | 25 |
压制温度(℃) | 150 |
压制系数(s/mm) | 11 |
内部结合强度V20-IB(kPa) | 673 |
24小时后膨胀(%) | 9.1 |
实施例2
在相似条件下使用如实施例1所述的相同粘合剂,但是压板温度为100℃,压制系数较高,为17s/mm。干燥内部结合强度为412kPa,24小时后膨胀10%。
实施例3
使用与实施例1相同的步骤如下制备预聚物:使用标准聚合MDI和PEG 600、甘油引发的聚醚多醇,用100%环氧乙烷(EO)预聚合,直到分子量达到600(OH值=140mg KOH/g)。在具有空气循环的85℃的炉内反应的时间为1.5小时。所得产物的NCO含量测量值为28%,并且其含32.8%的游离未反应MDI,其中94.2%是4,4’-MDI。如实施例1涂有这一产物的OSB木材薄片的板坯可在130℃的压制温度、17s/mm的压制系数和25%的含水量下进行加工。
实施例4
使用与实施例1相同的步骤如下制备预聚物:使用标准聚合MDI和PEG 600、甘油引发的聚醚多醇,用100%环氧乙烷(EO)预聚合,直到分子量达到600(OH值=140mg KOH/g)。在具有空气循环的85℃的炉内反应的时间为1.5小时。所得产物的NCO含量测量值为22%,并且其含15.2%的游离未反应MDI,其中94.1%是4,4’-MDI。如实施例1涂有这一产物的OSB木材薄片的板坯可在130℃的压制温度、17s/mm的压制系数和25%的含水量下进行加工。
实施例5
如实施例1制备含有PEG 600和标准聚合MDI的预聚物。所得产物的NCO含量测量值为20%,并且其含10%的游离未反应MDI,其中93.5%是4,4’-MDI。可以用含25%的水、喷涂有粘合剂(浓度为6%)的薄片在190℃的压板温度以及5.3s/mm的压制系数下制备OSB板材。
预聚物NCO-含量(%) | 20 |
多元醇类型 | 甘油+EO |
MW | 600 |
粘合剂浓度(%) | 6 |
板材密度(kg/m3) | 550 |
板材厚度(mm) | 14 |
木材含水量(%) | 25 |
压制温度(℃) | 190 |
最小压制系数(s/mm) | 5.3 |
内部结合强度V20-IB(kPa) | 494 |
24小时后膨胀(%) | 8.4 |
实施例6
用单体MDI的4,4’异构体和聚醚多醇Arcol 2580制备NCO为8%的预聚物。Arcol 2580是含有75%随机分布于其中的EO的EO/PO甘油,其分子量为4007。然后将这一预聚物与Suprasec DNR共混,获得NCO含量为25%的材料。这一产物含32.8%的游离未反应MDI,其中94.5%是4,4’-MDI。将该产物喷涂到木材薄片上,并且以与实施例5相同的方法进行加工,除了其含水量较低,为18%。获得了与前一个实施例相同的最小压制系数:5.3s/mm。
预聚物NCO-含量(%) | 25 |
多元醇类型 | 甘油+EO/PO(75/25) |
MW | 4007 |
粘合剂浓度(%) | 6 |
板材密度(kg/m3) | 615 |
板材厚度(mm) | 14 |
木材含水量(%) | 18 |
压制温度(℃) | 190 |
最小压制系数(s/mm) | 5.3 |
内部结合强度V20-IB(kPa) | 561 |
24小时后膨胀(%) | 7.8 |
实施例7
比较实施例6描述的预聚物(=PP1)和标准聚合MDI,标准聚合MDI超出了本发明的范围,但是其一般用于生产复合板(=PP2)。将各个粘合剂以6%的浓度喷涂在木材上,制成400mm×400mm×14mm、密度为650kg/m3的板材。在分层前记录压制系数,用于预聚物体系(PP1)的温度为100℃,用于标准MDI(PP2)的压制温度为190℃。使用基于75%EO的本发明预聚物(PP1),可能在类似压制系数下、但是在比标准MDI要求的温度低90℃的温度下制备复合物。
可获得的最小压制系数(s/mm) | |||
含水量(%)* | 压制温度(℃) | PP1 | PP2 |
15 | 100 | 13 | |
15 | 190 | 10 | |
25 | 100 | 14 | |
25 | 190 | 12 |
也记录使用粘合剂PP1时,将板坯(400mm×400mm×±150mm)压制到14mm的目标厚度所用的Siempelkamp实验室压机产生的最大液压。板坯含水量较高(25%)时与板坯含水量较低(15%)时相比,所需压制能量减少了±100%。
MC(%)* | 压制温度(℃) | 最大液压(巴) |
15 | 100 | 130 |
25 | 100 | 65 |
*按干燥木材计算。共混时的测定值分别为12%和19%。
结果显示,以较高含水量加工板材对获得最终板坯厚度所需的液压有显著影响。还在用本发明组合物制备板材过程中的压制周期结束时记录板材中获得的最高的芯层温度。用与Siempelkamp压机的ATR软件相连的温度探针进行记录。在100℃下用压机压板制得的板材刚好在减压前获得了芯层内的最高温度:90℃。
MC(%)* | 压制温度(℃) | 最高的芯层温度(℃) |
15 | 100 | 90 |
25 | 100 | 90 |
*按干燥木材计算。共混时的测定值分别为12%和19%。
结果显示,本发明的组合物允许在内部温度不达到100℃的情况下制备复合物。这对复合物制备领域中的任何技术人员来说都是令人惊奇的,在该领域中人们认为减压前超过100℃的最高芯层温度是确保生产具有适宜性能的复合物所必需的。
实施例8
根据实施例5的条件制备并加工预聚物。将15%的油酸钾水溶液以4g/m2的浓度应用到钢制压板上。压制后脱模性能的等级按0-5来评定,5代表根本不与压板粘着。制成连续七个评定为5的板材,之后停止实验。
样品 | 底板 | 顶板 |
重复的序号 | ||
1 | 5 | 5 |
2 | 5 | 5 |
3 | 5 | 5 |
4 | 5 | 5 |
5 | 5 | 5 |
6 | 5 | 5 |
7 | 5 | 5 |
以1-5的值评定脱模性,其分别具有以下含义:
1完全粘着,不破坏板材的话不能将板材取下
2粘着,木材破坏率高于50%
3粘着,木材破坏率低于25%,但是高于5%
4粘着,木材破坏率小于5%。需要稍微用力来取下板材。
4.5粘着,没有木材破坏,板材悬挂。取下板材不需要用力。
5很好地脱模,板材自发脱模。
Claims (13)
1.一种用于粘合木素纤维材料的多异氰酸酯组合物,其包含多异氰酸酯预聚物,所述预聚物是多异氰酸酯和多元醇的反应产物,其特征在于该多异氰酸酯组合物含有的游离的未反应二异氰酸酯至少为8wt%。
2.权利要求1的多异氰酸酯组合物,其含有的游离的未反应二异氰酸酯的至少60%是4,4’-二苯甲烷二异氰酸酯。
3.权利要求2的多异氰酸酯组合物,其含有的游离的未反应二异氰酸酯的70-86%是4,4’-二苯甲烷二异氰酸酯。
4.权利要求1-3的多异氰酸酯组合物,其中所述多元醇是具有2-8个羟基的聚醚多醇,其中该聚醚多醇含有聚合的亚烷基单元,其含有至少15%的环氧乙烷单元。
5.权利要求1-4的多异氰酸酯组合物,其中所述多异氰酸酯还含有多苯基多亚甲基多异氰酸酯。
6.权利要求1-4的多异氰酸酯组合物,其中所述多异氰酸酯组合物还含有多苯基多亚甲基多异氰酸酯。
7.权利要求1-6的多异氰酸酯组合物,其中总的多异氰酸酯组合物的NCO含量为20-约30%。
8.一种用于粘合木素纤维材料的方法,其包括以下步骤
a)使木素纤维材料与权利要求1-7的多异氰酸酯组合物接触,
b)如果需要,在压制设备中对板坯表面施加压力前,将纸直接覆盖到板坯表面上,或将蜡基脱模剂或金属皂溶液应用到木素纤维复合物的表面上,或者应用到压制设备的金属板上,
c)随后使所述材料粘合。
9.权利要求8的方法,其中将权利要求1-6的多异氰酸酯组合物与木素纤维材料接触,并将由此形成的结合物在100-250℃的温度下、1-8Mpa的比压下在金属板之间进行热压制,形成密度为500-900kgm3的复合物。
10.权利要求9的方法,其中将权利要求1-6的多异氰酸酯组合物与木素纤维材料接触,并将由此形成的结合物在150-200℃的温度下、2-6Mpa的比压下在金属板之间进行热压制,形成密度为590-750kgm3的复合物。
11.权利要求8的方法,其中将权利要求1-6的多异氰酸酯组合物与木素纤维材料接触,并将由此形成的结合物在100-250℃的温度下、1-8Mpa的比压下在金属板之间进行热压制,其中在压制过程中测量的复合物的芯层温度为80-130℃。
12.权利要求8的方法,其中热压制所述结合物。
13.权利要求8-12的方法,其中多异氰酸酯组合物的用量使得多异氰酸酯组合物与木素纤维材料的重量比为0.1∶99.9-20∶80。
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