DE69627172T3

DE69627172T3 - Polyisocyanat-zusammensetzung zum binden von lignocellulose-material

Info

Publication number: DE69627172T3
Application number: DE69627172T
Authority: DE
Inventors: Andre Bruno JUNG; Willem Jan LEENSLAG; Guido Hans VERBEKE; Anna Danny GEUKENS
Original assignee: Huntsman International LLC
Current assignee: Huntsman International LLC
Priority date: 1995-11-06
Filing date: 1996-10-18
Publication date: 2007-02-15
Anticipated expiration: 2016-10-19
Also published as: NZ320272A; SK59098A3; CN1201469A; BR9611385A; EP0859805A1; ATE236206T1; IL124298A0; US6288200B1; MX9803326A; EP0859805B1; DE69627172T2; NO982043L; JPH11514690A; KR19990067312A; PL326551A1; AR004532A1; AU7298096A; DE69627172D1; CZ136998A3; TR199800806T2

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf Polyisocyanatzusammensetzungen und insbesondere auf Polyisocyanatzusammensetzungen zur Verwendung beim Binden von Lignocellulosematerial.
Die Verwendung von organischen Polyisocyanaten als Bindemittel für Lignocellulosematerial in der Herstellung von Blättern oder geformten Körpern wie Waferboard, Spanplatte, Faserplatte und Sperrholz ist bekannt.
In einem typischen Verfahren wird das organische Polyisocyanat, optional in der Form einer Lösung, Dispersion oder wässrigen Emulsion, auf Lignocellulosematerial aufgebracht, das dann mit Hitze und Druck behandelt wird.
Die hohe Qualität des resultierenden Materials ist zu einem sehr großen Ausmaß auf die hervorragenden Hafteigenschaften von organischen Polyisocyanaten zurückzuführen. Gleichzeitig allerdings erzeugen die von einem Polyisocyanat gebotenen hervorragenden Klebeeigenschaften eine nivellierenden Nachteil dahingehend, dass sie schwerwiegendes Anhaften des Lignocellulosematerials an die heißen Metalloberflächen verursachen, mit denen es während des Heißpress-Verfahrens in Kontakt kommt. Meistens wird das Produkt beim Ablösen von der Presse beschädigt und viel Zeit ist nötig, um anhaftendes Lignocellulosematerial von den Oberflächen der Pressteile zu entfernen.
Etliche Versuche wurden unternommen, um dieses Problem des Anhaftens zu lösen.
Eine dieser Vorgehensweisen umfasst das Anwenden eines Ablösemittels inhärent mit dem Polyisocyanat.
Als solche internen Form-Ablösemittel werden Verbindungen beschrieben, die die Bildung von Isocyanurat aus Isocyanaten katalysieren (siehe US-Patent Nr. 3870665), wie bestimme Metallsalze von Carbonsäuren. Besonders effiziente innere Form-Ablösemittel sind Zinkstearat und Dialkylzinnbismaleate oder Zinkbisbalmeate, wie sie in der PCT-Patentveröffentlichung Nr. 95/02619 beschrieben sind.
Um diese Metallcarboxylate, und insbesondere jene, die auf Zink basieren, in der Polyisocyanatzusammensetzung aufzulösen, können Kompatibilisierungsmittel zugegeben werden, wie sie in der PCT-Patentveröffentlichung Nr. 95/13323 beschrieben sind.
Allerdings sind Ablösefähigkeit und/oder Platteneigenschaften von Lignocellulose-Körpern, die mit den Polyisocyanatzusammensetzungen gebunden sind, die das beschriebene innere Ablösemittel enthalten, immer noch nicht befriedigend.
Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Polyisocyanatzusammensetzung bereitzustellen, die zu einer befriedigende Ablösung der Lignocellulose-Körper, die mit der Zusammensetzung gebunden sind, von den Oberflächen der Metallpresse führen, ohne die anderen Platteneigenschaften schädlich zu beeinflussen.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Bindemittel für ein Lignocellulosematerial bereit, das ein Polyisocyanat und eine organische Verbindung umfasst, die von einem Metall der Gruppe IVB des Periodensystems der Elemente abgeleitet ist, wobei die organische Verbindung ein Metallcarboxylat, ein Metallalkoxid oder ein Chelatkomplex mit dem Metall als Zentralatom und wenigstens einem Polydentatliganden ist.
Polyisocyanatzusammensetzungen, die solche von Metallen der Gruppe IVB abgeleitete organische Verbindungen enthalten, zeigen eine verbesserte Ablösung von den Pressplatten und eine verbesserte Aushärtung der mit den Polyisocyanatzusammensetzungen gebundenen Lignocellulose-Körpern.
Das Metall der Gruppe IVB ist bevorzugt Titan oder Zirkonium, am meisten bevorzugt Titan. Im Falle von Zirkonium basierter Verbindungen wird die Stabilität der Zusammensetzung verbessert.
Geeignete auf Titan basierende organische Verbindungen zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung schließen jene ein, die in der Japanischen Patentveröffentlichung Nr. 63/207622 beschrieben sind, insbesondere Isopropyltriisostearoyltitanat.
Geeignete Carboxylate oder Alkoxide schließen jene ein, die von gesättigten oder ungesättigten, aliphatischen oder cycloaliphatischen oder aromatischen Carbonsäuren oder Alkoholen, bevorzugt mit 1 bis 30, mehr bevorzugt mit 8 bis 20 und am meisten bevorzugt mit 10 bis 18 Kohlenstoffatomen, abgeleitet sind. Besonders geeignete Carbonsäuren schließen zum Beispiel Oleinsäure, Laurinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, Mischungen davon und dergleichen mit ein. Besonders geeignete Alkohole schließen Isopropanol mit ein.
Die organische Verbindung zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung kann von den gleichen oder verschiedenen Carbonsäuren und/oder Alkoholen abgeleitet sein. Gemischte Carboxylate/Alkoxide wie Diisopropoxytitandioleat können ebenfalls verwendet werden.
Die organische Verbindung zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung kann zudem neben den Carboxylat- und/oder Alkoxidgruppen einen Alkylgruppensubstituenten an dem zentralen Metallatom enthalten.
Der Chelatkomplex enthält bevorzugt als einen Polydentatliganden eine β-Dicarbonylverbindung wie Acetylacetonat oder ein Acetoacetat. Aber auch Polydentate, die auf Bindungen zwischen dem Metall der Gruppe IVB und S oder N basieren, sind in den Schutzumfang der Erfindung mit eingeschlossen.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält die Polyisocyanatzusammensetzung einen Chelatkomplex, der der folgenden Formel (I) entspricht:
wobei X¹, X², X³, X⁴, X⁵ und X⁶ (gleich oder verschieden) für O, S oder N stehen, z und z' (gleich oder verschieden) 0 oder 1 sind, y und y' (gleich oder verschieden) 0 oder 1 sind, R¹ und R⁴ (gleich oder verschieden) für einen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen stehen, R² und R³ (gleich oder verschieden) für einen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen stehen, R⁵ und R⁶ (gleich oder verschieden) für einen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen stehen und M für Ti, Zr oder Hf steht.
M ist bevorzugt Ti oder Zr, am meisten bevorzugt Ti. X¹, X², X³, X⁴, X⁵ und X⁶ stehen bevorzugt alle für O.
R⁵ und R⁶ enthalten bevorzugt 1 bis 20 Kohlenstoffatome und am meisten bevorzugt 2 bis 3 Kohlenstoffatome. z und z' sind bevorzugt beide 0.
R¹, R², R³ und R⁴ enthalten bevorzugt 1 bis 20 Kohlenstoffatome.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind y und y' beide 0 und enthalten R¹, R², R³ und R⁴ 1 bis 3 Kohlenstoffatome. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind y und y' beide 0, enthalten R² und R³ 1 bis 3 Kohlenstoffatome und enthalten R¹ und R⁴ 10 bis 18 Kohlenstoffatome.
Bevorzugte Verbindungen zur Verwendung gemäß der vorliegenden Erfindung sind jene, die der Formel (Ia) entsprechen: (R⁷O)_aM(R⁸C(O)CHC(O)R⁹)_b (Ia) wobei M für Ti oder Zr steht, R⁷ für eine Alkoxy- oder Carboxygruppe steht, R₈ für eine Alkyl- oder Arylgruppe steht, R⁹ für eine Alkoxy-, Aryloxy-, Akyl- oder Arylgruppe steht, a 4-b ist und b 1 oder 2 ist, falls M Ti ist, und b 1, 2, 3 oder 4 ist, falls M Zr ist.
Die von einem Metall der Gruppe IVB abgeleitete vorliegende organische Verbindung kann durch einfache Austauschreaktionen von Alkoxiden (zum Beispiel basierend auf Isopropyl) oder Chloriden (zum Beispiel TiCl₄) des Metalls der Gruppe IVB mit Alkanolaminen, Carbonsäuren, Hydroxylsäuren, Diketonen, Ketoestern, Glycolen und dergleichen erhalten werden; dies wird entweder von einer Destillation des entsprechenden Alkohols (zum Beispiel Isopropanol) oder, wenn zum Beispiel TiCl₄ verwendet wird, von einem Entfernen von HCl gefolgt.
Die von einem Metall der Gruppe IVB abgeleitete vorliegende organische Verbindung wird in Mengen verwendet, die zwischen 0,01 und 20 Gew.-%, bevorzugt zwischen 0,1 und 10 Gew.-%, mehr bevorzugt zwischen 0,2 und 7 Gew.-% und am meisten bevorzugt zwischen 0,5 und 4 Gew.-% bezogen auf das Polyisocyanat variieren.
Um die Stabilität der vorliegenden Polyisocyanatzusammensetzung zu verbessern, kann ein Kompatibilisierungsmittel zugegeben werden, wie es in der PCT-Patentveröffentlichung Nr. WO-A-95/13323, die hier unter Bezugnahme eingeschlossen ist, beschrieben ist.
Somit stellt die vorliegende Erfindung zudem eine Polyisocyanatzusammensetzung bereit, die die von einem Metall der Gruppe IVB des Periodensystems der Elemente abgeleitete vorliegende organische Verbindung und ein Kompatibilisierungsmittel enthält, das eine Verbindung gemäß der allgemeinen Formel (II) oder dessen Reaktionsprodukt mit einem organischen mono- oder polyfunktionellen Isocyanat ist:
wobei Y₁ und Y₂ (gleich oder verschieden) für O oder S stehen; n und n' (gleich oder verschieden) für eine ganze Zahl von 0 bis 1 stehen, R und R'(gleich oder verschieden) für einen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen stehen und wobei die Summe der Gesamtzahl an Kohlenstoffatomen von R und R' zwischen 7 und 40 liegt.
Der hier verwendete Begriff „aliphatischer Kohlenwasserstoffrest" soll gerade und verzweigte Ketten von Alkyl- und Cycloalkylresten einschließen, die ungesättigte Gruppen und/oder F, Cl, Br, N, P, S, Si oder O enthaltende Gruppen in ihrer Kette mit einschließen können.
Bevorzugte Verbindungen der Formel (II) sind jene, in denen die Summe der Gesamtzahl an Kohlenstoffatomen von R und R' zwischen 9 und 20 liegt.
R und/oder R' stehen bevorzugt für aliphatische Kohlenwasserstoffreste, die 4 bis 30, mehr bevorzugt 8 bis 22 und am meisten bevorzugt 10 bis 18 Kohlenstoffatome enthalten.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist n gleich 0, ist R ein niederer Alkylrest wie Methyl, ist n' gleich 1 und ist R' ein Alkylrest, der 8 bis 18 Kohlenstoffatome enthält.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind n und n' beide gleich 1 und sind R und R' beide Alkylreste, die 8 bis 18 Kohlenstoffatome enthalten.
Bevorzugt stehen Y₁ und Y₂ beide für Ound ist n und/oder n' gleich 1. Bevorzugt ist n oder n' gleich 0 und ist R oder beziehungsweise R' ein niederer Alkylrest, der 1 bis 2 Kohlenstoffatome enthält.
Am meisten bevorzugte Verbindungen gemäß Formel (II) sind Decyl-, Cetyl- und Stearylacetoacetat und Bis-decylmalonat.
Das organische Isocyanat, mit dem die Verbindung gemäß Formel (II) umgesetzt werden kann, um das Kompatibilisierungsmittel zu bilden, kann sowohl monofunktionell als auch polyfunktionell sein, einschließlich Diisocyanate und Isocyanate höherer Funktionalität. Das organische Isocyanat kann aliphatisch, cycloaliphatisch oder aromatisch sein. Polyfunktionelle Isocyanate sind gegenüber monofunktionellen Isocyanaten bevorzugt.
Beispiele von organischen Isocyanaten, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, umschließen aliphatische Isocyanate wie Hexamethylendiisocyanat; und aromatische Isocyanate wie m- und p-Phenylendiisocyanat, Tolylen-2,4- und -2,6-diisocyanat, Diphenylmethan-4,4'-diisocyanat, Chlorphenylen-2,4-diisocyanat, Naphthylen-1,5-diisocyanat, Diphenylen-4,4'-diisocyanat, 4,4'-Diisocyanat-3,3'-dimethyldiphenyl, 3- Methyldiphenylmethan-4,4'-diisocyanat und Diphenyletherdiisocyanat; und cycloaliphatische Diisocyanate wie Cyclohexan-2,4- und -2,3-diisocyanat, 1-Methylcyclohexyl-2,4- und -2,6-diisocyanat und Mischungen davon und Bis-(isocyanatocyclohexyl)methan und Triisocyanate wie 2,4,6-Triisocyanatotoluol und 2,4,4-Triisocyanatodiphenylether.
Modifizierte Polyisocyanate, die Isocyanurat-, Carbodiimid- oder Uretonimingruppen enthalten, können ebenfalls verwendet werden.
Weitere nützliche Isocyanate sind methylenverbrückte Polyphenylpolyisocyanate, einschließlich Diisocyanate, Triisocyanate und Polyisocyanate höherer Funktionalität, zusammen mit jeglichen Phosgenierungsnebenprodukten.
Bevorzugte für die Bildung des Kompatibilisierungsmittels zu verwendende Isocyanate sind aromatische Diisocyanate oder Polyisocyanate höherer Funktionalität wie Diphenylmethandiisocyanat oder eine Mischung von methylenverbrückten Polyphenylpolyisocyanaten, die Diisocyanate, Triisocyanate und Polyisocyanate höherer Funktionalität enthalten.
Die Verbindung gemäß Formel (II) und das Isocyanat können vorreagiert werden, um das Kompatibilisierungsmittel zu bilden, oder die Verbindung gemäß Formel (II) kann dort zu der Polyisocyanatzusammensetzung zugegeben werden, wo sie das Reaktionsprodukt in situ bilden kann.
Das Kompatibilisierungsmittel (in der Form der Verbindung gemäß Formel (II)) wird in einer Menge zugegeben, die zwischen 0,5 und 15 Ge.-%, bevorzugt zwischen 1 und 10 Gew.-% und am meisten bevorzugt zwischen 1,5 und 7 Gew.-% bezogen auf das Polyisocyanat variiert, während die von einem Metall der Gruppe IVB abgeleitete vorliegende organische Verbindung bevorzugt in einer Menge verwendet wird, die zwischen 0,1 und 10 Gew.-%, am meisten bevorzugt zwischen 0,2 und 7 Gew.-% bezogen auf das Polyisocyanat liegt.
Um die Beständigkeit der vorliegenden Polyisocyanatzusammensetzung, unter Beibehaltung der befriedigenden Ablösefähigkeit und Platteneigenschaften, zu verbessern, kann etwas von der von einem Metall der Gruppe IVB abgeleiteten vorliegenden organischen Verbindung durch ein Metallcarboxylat ersetzt werden, das von Metallen der Gruppe IA, IIA, IIIA, IB, IIB, IVA, VA und VIII des Periodensystems der Elemente, wie Zn, Cu, Co, Mg, Bi, Li, Al, Ni, Cd, Pb, Sn und Fe, abgeleitet wird, insbesondere durch Zinkstearat, Lithiumstearat, Magnesiumstearat, Aluminiumstearat, Zinkbismaleat und Dialkylzinnbismaleat.
Daher stellt die vorliegende Erfindung zudem eine Polyisocyanatzusammensetzung bereit, die die von einem Metall der Gruppe IVB abgeleitete vorliegende organische Verbindung und ein Metallcarboxylat umfasst, das einem Metall der Gruppe IA, IIA, IIIA, IB, IIB, IVA, VA oder VIII abgeleitet ist.
Das von einem Metall der Gruppe IA, IIA, IIIA, IB, IIB, IVA, VA oder VIII abgeleitete Metallcarboxylat wird in Mengen verwendet, die zwischen 2 und 20 Gew.-%, bevorzugt zwischen 5 und 15 Gew.-% bezogen auf das Polyisocyanat variieren, während die von einem Metall der Gruppe IVB abgeleitete vorliegende organische Verbindung in Mengen verwendet wird, die zwischen 0,2 und 7 Gew.-%, bevorzugt zwischen 0,2 und 3 Gew.-% bezogen auf das Polyisocyanat variieren.
Um die Stabilität einer solchen Polyisocyanatzusammensetzung weiter zu verbessern, kann ein wie oben beschriebenes Kompatibilisierungsmittel (im Sinne der Verbindung, die der Formel (II) entspricht) in Mengen zugegeben werden, die zwischen 0,5 und 15 Gew.-%, bevorzugt zwischen 1 und 7 Gew.-% und am meisten bevorzugt zwischen 2 und 4 Gew.-% bezogen auf das Polyisocyanat variieren.
Herkömmliche Ablösemittel können zu der Polyisocyanatzusammensetzung der vorliegenden Erfindung zugegeben werden, die eine von einem Metall der Gruppe IVB abgeleitete Verbindung und optional das oben beschriebene Kompatibilisierungsmittel enthält. Auf diese Art wird die Ablösefähigkeit weiter verbessert; eine Vorbehandlung der Pressplatten mit äußeren Ablösemitteln ist nicht mehr nötig. Des weiteren werden Platteneigenschaften (insbesondere Nass-Eigenschaften) verbessert.
Das herkömmliche Ablösemittel liegt in einer Menge vor, die zwischen 0,2 und 10 Gew.-%, bevorzugt zwischen 0,5 und 6 Gew.-% und am meisten bevorzugt zwischen 1 und 3 Gew.-% bezogen auf das Polyisocyanat variiert, während die von einem Metall der Gruppe IVB abgeleitete organische Verbindung bevorzugt in einer Menge vorliegt, die zwischen 0,2 und 4 Gew.-%, am meisten bevorzugt zwischen 0,2 und 2 Gew.-% bezogen auf das Polyisocyanat variiert, und das Kompatibilisierungsmittel liegt bevorzugt in einer Menge vor, die zwischen 1 und 4 Gew.-% bezogen auf das Polyisocyanat variiert.
Um die Emulsion zu stabilisieren, können herkömmliche oberflächenaktive Mittel wie Silicone in einer Menge zugegeben werden, die zwischen 0,1 und 1,5 Gew.-%, bevorzugt zwischen 0,25 und 0,75 Gew.-% bezogen auf das Polyisocyanat variiert.
Beispiele für herkömmliche Ablösemittel umschließen Polysiloxane, gesättigte oder ungesättigte Fettsäuren (wie Oleinsäure) oder Fettsäureamide oder Fettsäureester und Polyolefinwachse. Polysiloxane und Polyolefinwachse sind bevorzugt.
Bevorzugte als ein zusätzliches Ablösemittel gemäß der vorliegenden Erfindung zu verwendende Polysiloxane sind jene, die von etwa 0,5 bis 20 Mol-% an R_aR'_bSiO_(4-(a+b)]/2-Einheiten und von etwa 80 bis 99,5 Mol-% an R''_cSiO_(4-c)/2-Einheiten umfassen, wobei R ein reaktiver organischer Isocanatrest ist; a einen Mittelwert von etwa 1 bis etwa 3 hat; R' und R'' reaktive organische Reste sind, die keine Isocyanate sind; b einen Mittelwert von etwa 0 bis etwa 2 hat; a+b einen Mittelwert von etwa 1 bis etwa 3 hat; c einen Mittelwert von etwa 1 bis etwa 3 und bevorzugt von 1 bis 1,5 hat; das Verhältnis des gesamten Molekulargewichts der Polysiloxanverbindung zu der Gesamtzahl an reaktiven funktionellen Isocyanatgruppen in dem Polysiloxanmolekül (das Äquivalentgewicht) von 100 bis 3500 und bevorzugt von 500 bis 2500 reicht; die kombinierten Formelgewichte aller reaktiver organischer Isocyanatreste R nicht über 40% des gesamten Molekulargewichts der Polysiloxanverbindung hinausgehen; die kombinierten Formelgewichte aller reaktiver organischer Reste R' + R'', die keine Isocyanate sind, zusammen nicht über 40% des gesamten Molekulargewichts der Polysiloxanverbindung hinausgehen; die kombinierten Formelgewichte von allen der organischen Reste R + R' + R'' in dem Molekül zusammen nicht über 60% des gesamten Molekulargewichts der Polysiloxanverbindung hinausgehen; die Polysiloxanverbindung im Mittel wenigstens zwei reaktive funktionelle Isocyanatgruppen pro Molekül enthält; sich wenigstens zwei der reaktiven funktionellen Isocyanatgruppen in jedem Molekül auf getrennten organischen Resten R befinden, wobei sie unabhängig mit verschiedenen Siliciumatomen in der Polysiloxanverbindung verknüpft sind; die reaktiven funktionellen Isocyanatgruppen R ausgewählt werden aus der Gruppe bestehend aus Alkoholen, Carbonsäuren, Phenolen, Thiolen, primären oder sekundären aromatischen Aminen, die keinen Sauerstoff enthalten und nicht mehr als ein Stickstoffatom haben, das direkt, in Konjugation damit oder darin eingebaut, mit dem aromatischen Ringkern verknüpft ist, und sekundäre aliphatische Amine, wobei wenigstens eins der Alkyl-Kohlenstoffatome, das direkt an das Stickstoffatom gebunden ist, kein primäres Kohlenstoffatom ist; das Molekulargewicht der Polysiloxanverbindung zwischen 1000 und 30000, bevorzugt zwischen 2000 und 15000 und am meisten bevorzugt zwischen 4000 und 8000 liegt; und die Polysiloxanverbindungen in flüssigem Polyisocyanat im wesentlichen unlöslich sind.
In den Polysiloxanverbindungen können die organischen Hydroxy-, Mercapto- oder Amino-R-Reste direkt über Kohlenstoff oder durch Sauerstoff-, Stickstoff- oder Schwefel-Kohlenstoff-Bindungen mit dem Siliciumatom verknüpft sein. Bevorzugte R-Reste sind jene der Formel HO-R'''-, H₂N-R'''-, HNR'''₂ und HS-R'''-, wobei R''' eine divalente Verbindungsgruppe bestehend aus Kohlenstoff und Wasserstoff; Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff; Kohlenstoff, Wasserstoff und Schwefel; Kohlenstoff, Wasserstoff und Stickstoff; oder Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff und Stickstoff ist. Spezielle Beispiele von R''' umschließen Methylen, Ethylen, Propylen, Hexamethylen, Decamethylen, -CH₂CH(CH₃)-CH₂-, Phenylen, Butylphenylen, Naphthylen, -CH₂CH₂SCH₂CH₂-, -CH₂CH₂OCH₂-, -CH₂CH₂-CH₂-O-(CH₂-CHR'O)_n-, wobei n von 0 bis 5 ist und R' wie oben beschrieben oder H ist. Eine bevorzugte R-Gruppe ist -CH₂CH₂CH₂O(CH₂CH(CH₃)O)_nH-, wobei n 1 bis 5 ist. Bevorzugt enthält die R'''-Verbindungsgruppe zusätzlich zu Wasserstoffatomen 3 bis 10 Atome. Es kann von 1 bis 33 funktionelle R-Reste geben, und mit einem Siliciumatom verknüpft 3 bis 10.
Wie oben angegeben kann der R'-Rest jeder Kohlenwasserstoff oder substituierte organische Rest sein. Vorliegende veranschaulichende R'-Reste sind Alkylreste wie die Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Butyl-, Amyl-, Hexyl-, Octyl-, Decyl-, Dodecy-, Octadecyl- und Myricylreste; Alkenylreste wie die Vinyl-, Allyl- und Hexenylreste; Cycloalkylreste wie die Cyclobutyl- und Cyclohexylreste; Arylreste wie die Phenyl-, Xenyl- und Naphthylreste; Aralkylreste wie die Benzyl- und 2-Phenylethylreste; Alkarylreste wie die Tolyl-, Xylyl- und Mesitylreste; die entsprechenden Halogenkohlenwasserstoffe wie 3-Chloropropyl, 4-Bromobutyl, 3,3,3-Trifluorpropyl, Chlorocyclohexyl, Bromophenyl, Chlorophenyl, α,α,α-Trifluorotolyl und die Dichloroxenylreste; die entsprechenden Cyanokohlenwasserstoffreste wie 3-Cyanoethyl-, 3-Cyanopropyl- und Cyanophenylreste; die entsprechenden Kohlenwasserstoffreste, wie Ether- und Ester-Kohlenwasserstoffreste wie -(CH₂)₃OC₂H₅, -(CH₂)₃OCH₃, -(CH₂)₃COOC₂H₅ und -(CH₂)₃COOCH₃, die entsprechenden Tioether- und Thioester-Kohlenwasserstoffreste wie -(CH₂)₃SC₂H₅ und -(CH₂)₃COSCH₃; und Nitrokohlenwasserstoffreste wie die Nitrophenyl- und 3-Nitropropylreste.
Es ist bevorzugt, dass der R'-Rest ein organischer Rest ist, der 1 bis 10 Atome enthält. In der am meisten bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung sind wenigstens 90% aller R'-Reste Methylreste. Im Durchschnitt können 0 bis 2 R'-Reste mit dem Siliciumatom verknüpft sein, d. h, b ist im Durchschnitt 0 bis 2 in der obigen Formel.
Der R''-Rest in den Siloxanverbindungen, die in dieser Erfindung nützlich sind, kann ebenfalls ein Kohlenwasserstoff- oder substituierter Kohlenwasserstoffrest sein. Die veranschaulichenden Beispiele, die oben unter Bezug auf R' angeführt sind, sind hier gleichsam anwendbar. In ähnlicher Weise gelten die oben für R' angeführten Präferenzen für den R''-Rest. Im Durchschnitt kann es 0 bis 3 R''-Reste pro Siliciumatom geben, d. h. c hat einen Durchschnittswert von 1 bis 3 in der obigen Formel.
Am meisten bevorzugt sind die R-, R'- und R''-Reste alle organische Reste, die über Kohlenstoff-Silicium-Bindungen, Kohlenstoff-Sauerstoff-Silicium-Bindungen oder Kohlenstoff-Schwefel-Silicium-Bindungen mit dem Siliciumatom verknüpft sind.
Die Polysiloxanverbindungen können entweder in fester oder in flüssiger Form vorliegen und es ist nötig, dass sie in Isocyanatflüssigkeit im wesentlichen unlöslich sind. Um ein festes funktionelles Siloxan zu verwenden, wäre es notwendig, das Siloxan in einem oder mehreren oberflächenaktiven Siliconstoffen zu lösen, zu dispergieren oder zu suspendieren. Daher ist es bevorzugt, dass das funktionelle Siloxan in einer flüssigen Form verwendet werden. Während die Viskosität des flüssigen Siloxans über einen weiten Bereich, von 1 bis 100000 Centistokes, variieren kann, ist es im allgemeinen bevorzugt, dass die Viskosität in dem Bereich von 50 bis 1000 Centistokes liegt. Das Molekulargewicht der Siloxane kann von 1000 bis 30000 variieren, bevorzugt von 2000 bis 15000 und am meisten bevorzugt von 4000 bis 8000.
Kommerziell erhältliche Polysiloxanverbindungen, die in der vorliegenden Bindemittelzusammensetzung nützlich sind, umschließen DC 1248, erhältlich von Dow Corning, und Tego 412T, erhältlich von Goldschmidt.
Die bevorzugten Siloxanverbindungen sind jene unten angeführten, wobei der Wert aufgelistet für (a) das Äquivalentgewicht ist, (b) die kombinierten Formelgewichte von reaktiven Resten R ausgedrückt in Prozent des Molekulargewichts sind und (c) die kombinierten Formelgewichte von reaktiven Gruppen R' + R'', die keine Isocyanate sind, ausgedrückt in Prozent des Molekulargewichts sind:
Polysiloxan I ist ein funktionelles Hydroxy-Polysiloxan-Polyether-Copolymer mit der ungefähren Formel:
(CH₃)₃SiO[Si(CH₃)₂O]₆₆[Si(CH₃)(C₃H₆O(CH₂CH(CH₃)O)_2,5H)O]₃ Si(CH₃) mit einem Molekulargewicht von etwa 6000, einem Hydroxy-Äquivalentgewicht (a) von 2000, (b) ist 11%, (c) ist 35%, und einer Viskosität von 160 Centistokes.
Polysiloxan II ist ein funktionelles Hydroxy-Thioether-Copolymer mit der ungefähren Formel:
[HOCH₂CH₂SCH₂(CH₃)₂SiO][Si(CH₃)₂O]₇₀[Si(CH₃)₂CH₂CH₂SCH₂CH₂OH] mit einem Hydroxy-Äquivalentgewicht (a) von 2750, einem Molekulargewicht von 5500, einem Wert für (b) von 4,3%, (c) ist 39%, und einer Viskosität von etwa 55 Centistokes.
Polysiloxan III hat eine ungefähre Formel wie folgt:
(CH₃)₃SiO[Si(CH₃)₂O]₁₃₄[Si(CH₃)(C₃H₆OC₂H₃(OH)CH₂OH)O]₁₆ Si(CH₃)₃ mit einem Molekulargewicht von 13136, einem Äquivalentgewicht (a) von 411, (b) ist 16% und (c) ist 33%;
Polysiloxan IV hat eine ungefähre Formel wie folgt:
(CH₃)₃SiO[Si(CH₃)₂O]₆₃[Si(CH₃)(C₃H₆OC₂H₃(OH)CH₂OH)O]₇Si(CH₃)₃ mit einem Molekulargewicht von 6154, einem Äquivalentgewicht (a) von 440, (b) ist 15% und (c) ist 34%;
Polysiloxan V hat eine ungefähre Formel:
(CH₃)₃SiO[Si(CH₃)₂O]₆₅[Si(CH₃)(C₃H₆OC₂H₃(OH)CH₂OH)O]₅Si(CH₃)₃ mit einem Molekulargewicht von 5918, einem Äquivalentgewicht (a) von 592, (b) ist 11% und (c) ist 34%;
Polysiloxan VI hat eine ungefähre Formel:
(CH3)₃SiO[Si(CH₃)₂O]₅₆[Si(CH₃)(C₃H₆OC₂H₃(OH)CH₂OH)O]₁₄Si(CH₃)₃ mit einem Molekulargewicht von 6980, einem Äquivalentgewicht (a) von 249, (b) ist 26% und (c) ist 28%;
Polysiloxan VII hat eine ungefähre Formel:
(CH₃)CH(OH)CH₂OC₃H₆Si(CH₃)₂O[Si(CH₃)₂O]₃₉Si(CH₃)₂C₃H₆OC₂H₄(OH) (CH₃) mit einem Molekulargewicht von 6962, einem Äquivalentgewicht (a) von 3481, (b) ist 3,4% und (c) ist 39%;
Polysiloxan VIII hat eine ungefähre Formel:
(CH₃)₃SiO[Si(CH₃)₂O]₆₆[(CH₃)Si(C₄H₈-PH-NH(C₃H₇)O]₃Si(CH₃)₃, wobei PH = Phenylen, mit einem Molekulargewicht von 5782, und einem Äquivalentgewicht (a) von 1927, (b) ist 9,9% und (c) ist 37%;
Polysiloxan IX hat eine ungefähre Formel:
(CH₃)₃SiO[Si(CH₃)₂O]₅₅[HOCH₂CHOHCHOHCH(CH₂OH)CH(CH₂OH) Si(CH₃)O]₁₄Si(CH₃)₃ mit einem Molekulargewicht von 7550, einem Äquivalentgewicht (a) von 108, (b) ist 33%, und (c) ist 26%;
Polysiloxan X hat eine ungefähre Formel:
(CH₃)₃SiO[Si(CH₃)₂O]₆₁[(CH₃)Si(C₃H₆OCH₂CH(OH)CH₂OH)O]₉ Si(CH₃)₃ mit einem Molekulargewicht von 6390, einem Äquivalentgewicht (a) von 355, (b) ist 19% und (c) ist 32%.
Hinsichtlich der vergleichsweise begrenzten Stabilität der Polysiloxanverbindungen in den Polyisocyanaten sollten die Komponenten kurz vor dem Aufbringen auf das Lignocellulosematerial chargenweise vermengt werden.
Bevorzugt werden diese Zusammensetzungen durch Zuführen des Polyisocyanats hergestellt, das das Kompatibilisierungsmittel und die von einem Metall der Gruppe IVB abgeleitete organische Verbindung enthält, auf der einen Seite und des Polysiloxans auf der anderen Seite als getrennte Komponenten und durch ihr Vermischen direkt vor dem Aufbringen auf das Lignocellulosematerial.
Andere gemäß der vorliegenden Erfindung zu verwendende bevorzugte herkömmliche Ablösemittel sind Polyolefinwachse, insbesondere funktionalisierte Polyolefinwachse, wobei der Begriff „funktionalisiert" Polyolefine meint, die zum Beispiel frei Hydroxyl-, Carbonsäure- oder Estergruppen enthalten, einschließlich oxidierter Polyolefine. Ein bevorzugtes Polyolefin ist Polyethylen. Bevorzugt werden oxidierte Homopolymere von Polyethylen oder Copolymere von Ethylen und Vinylacetat und verseifte α,β-ungesättigte Carbonsäuren wie jene, die auf Acrylsäure basieren, verwendet. Das Polyolefinwachs hat bevorzugt eine Schmelztemperatur in dem Bereich von 80 bis 100°C, eine Viskosität in dem Bereich von 25 bis 50 cPs bei 140°C und eine Härte in dem Bereich von 80 bis 98 dmm nach ASTM D5, und hat eine geringe Kristallinität. Die durchschnittliche Molekulargewichtszahl des Polyethylens liegt bevorzugt in dem Bereich von 500 bis 4000. Ein besonders bevorzugtes Polyethylenwachs ist A-C 6702, erhältlich von Allied Signal.
In dem Fall funktionalisierter Polyolefinwachse können diese mit einigen der Verbindungen des Metalls der Gruppe IV der vorliegenden Erfindung, insbesondere mit den Titanchelaten, vorreagiert werden.
Die Vorreaktion läuft wie folgt ab. Das funktionalisierte Polyolefinwachs wird bei etwa 90°C geschmolzen und bei dieser Temperatur mit der von dem Metall der Gruppe IVB abgeleiteten organischen Verbindung reagiert. Ein Kompatibilisierungsmittel (in der Form einer Verbindung gemäß Formel II) wird zu dieser Reaktionsmischung zugegeben, bevor die Mischung auf Raumtemperatur herunter gekühlt wird. Das gebildete Produkt ist eine zähe Flüssigkeit, die leicht in ein Polyisocyanat hineingerührt werden kann. Die auf eine solche Weise gebildete Polyisocyanatzusammensetzung ist bei Raumtemperatur eine stabile Dispersion und umfasst eine Menge an Polyolefinwachs zwischen 0,1 und 10 Gew.-%, bevorzugt zwischen 0,5 und 6 Gew.-%, am meisten bevorzugt zwischen 1 und 4 Gew.-% bezogen auf das Polyisocyanat. Die von einem Metall der Gruppe IVB abgeleitete organische Verbindung liegt bevorzugt in einer Menge vor, die zwischen 0,2 und 3 Gew.-%, am meisten bevorzugt zwischen 0,2 und 1,5 Gew.-% bezogen auf das Polyisocyanat variiert, und das Kompatibilisierungsmittel liegt bevorzugt in einer Menge vor, die zwischen 1 und 4 Gew.-% bezogen auf das Polyisocyanat variiert.
In dem Fall nicht-funktionalisierter Polyolefinwachse können diese getrennt zu dem Lignocellulosematerial zugegeben werden in der Form einer wässrigen Emulsion mit einem Feststoffgehalt zwischen 5 und 40 Gew.-%, bevorzugt zwischen 5 und 20 Gew.-%, am meisten bevorzugt zwischen 5 und 15 Gew.-%. Die Menge an in dem Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendeten Polyolefinwachs beträgt zwischen 0,5 und 30 Gew.-% bezogen auf die Polyisocyanatzusammensetzung, die die Verbindung des Metalls der Gruppe IVB und das Kompatibilisierungsmittel enthält.
Die Polyisocyanatzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung sind äußert effektiv hinsichtlich des Minimierens ungewollter Haftung an Druckkissenplatten, Druckplatten und andere Oberflächen, mit denen das behandelte Lignocellulosematerial in Kontakt kommen kann. Ihre Ablösefähigkeit wird verglichen mit den Polyisocyanatzusammensetzungen des Stands der Technik verbessert, ebenso wie die erhaltenen Platteneigenschaften, insbesondere nach Feuchtealterung.
Die Polyisocyanate zur Verwendung in der Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung können jede organische Polyisocyanatverbindung oder Mischung von organischen Polyisocyanatverbindungen sein, vorausgesetzt die Verbindungen haben wenigstens 2 Isocyanatgruppen. Organische Polyisocyanate schließen Diisocyanate, insbesondere aromatische Diisocyanate, und Isocyanate höherer Funktionalität mit ein.
Beispiele von organischen Polyisocyanaten, die in der Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, schließen aliphatische Isocyanate wie Hexamethylendiisocyanat; und aromatische Isocyanate wie m- und p-Phenylendiisocyanat, Tolylen-2,4- und -2,6-diisocyanat, Diphenylmethan-4,4'-diisocyanat, Chlorphenylen-2,4-diisocyanat, Naphthylen-1,5-diisocyanat, Diphenylen-4,4'-diisocyanat, 4,4'-Diisocyanat-3,3'-dimethyldiphenyl, 3-Methyldiphenylmethan-4,4'-diisocyanat und Diphenyletherdiisocyanat; und cycloaliphatische Diisocyanate wie Cyclohexan-2,4- und -2,3-diisocyanat, 1-Methylcyclohexyl-2,4- und -2,6-diisocyanat und Mischungen davon und Bis-(isocyanatocyclohexyl)methan und Triisocyanate wie 2,4,6-Triisocyanatotoluol und 2,4,4-Triisocyanatodiphenylether mit ein.
Modifizierte Polyisocyanate, die Isocyanurat-, Carbodiimid- oder Uretonimingruppen enthalten, können ebenfalls verwendet werden. Des weiteren können blockierte Polyisocyanate, wie das Reaktionsprodukt eines Phenols oder eines Oxims und eines Polyisocyanats, verwendet werden, die eine Entblockierungstemperatur unterhalb der bei der Verwendung der Isocyanatzusammensetzung angelegten Temperatur haben.
Das organische Polyisocyanat kann ebenfalls ein Vorpolymer mit Isocyanat-Endgruppe sein, das durch Reagieren eines Überschusses eines Diisocyanats oder Polyisocyanats höherer Funktionalität mit einem Polyol hergestellt wurde.
In Wasser emulgierbare organische Polyisocyanate wie jene, die in dem UK-Patent Nr. 1444933, in der Europäischen Patentschrift Nr. 516361 und in der PCT-Patentveröffentlichung Nr. 91/03082 beschrieben sind, können ebenfalls verwendet werden.
Mischungen von Isocyanaten können verwendet werden, zum Beispiel eine Mischung von Tolylendiisocyanatisomeren wie die kommerziell erhältlichen Mischungen von 2,4- und 2,6-Isomeren und ebenfalls die Mischung von Di- und höheren Polyisocyanaten, die durch Phosgenierung von Anilin/Formaldehyd-Kondensaten hergestellt werden.
Solche Mischungen sind in der Technik gut bekannt und umschließen die rohen Phosgenierungsprodukt, die methylenverbrückte Polyphenylpolyisocyanate enthalten, einschließlich Diisocyanat, Triisocyanat und höhere Polyisocyanate zusammen mit jeglichen Nebenprodukten der Phosgenierung.
Bevorzugte in der vorliegenden Erfindung zu verwendende Isocyanate sind jene, in denen das Isocyanat ein aromatisches Diisocyanat oder Polyisocyanat höherer Funktionalität ist, wie ein reines Diphenylmethandiisocyanat oder eine Mischung von methylenverbrückten Polyphenylpolyisocyanaten, die Diisocyanate, Triisocyanate und Polyisocyanate höherer Funktionalität enthalten.
Methylenverbrückten Polyphenylpolyisocyanate sind in der Technik gut bekannt. Sie werden durch Phosgenierung entsprechender Mischungen von Polyaminen, die durch Kondensation von Anilin und Formaldehyd erhalten wurden, hergestellt. Aus Komfortgründen wird auf Polymermischungen von methylenverbrückten Polyphenylpolyisocyanaten, die Diisocyanate, Triisocyanate und Polyisocyanate höherer Funktionalität enthalten, hiernach als polymere MDI Bezug genommen.
Das Polyisocyanat ist bei Raumtemperatur bevorzugt flüssig.
Um die Lagerungsstabilität der Polyisocyanatzusammensetzung der vorliegenden Erfindung weiter zu verbessern kann ein inertes Verdünnungsmittel zu der Zusammensetzung zugegeben werden. Geeignete Verdünnungsmittel umschließen Plastifizierer des Typs, der in „Taschenbuch der Kunststoff-Additive", hrsg. von R. Gachter und H. Muller, Carl Hanser Verlag München, dritte Auflage, 1989, erwähnt wird. Bevorzugte Verdünnungsmittel sind Phthalate, aliphatische Carboxylate, Fettsäureester, Leinsamenöl und Sojabohnenöl. Ein besonders bevorzugtes Verdünnungsmittel ist von Unichema erhältliches Priolube 1403, das Methyloleat ist. Diese Verdünnungsmittel werden in Mengen von 1 bis 40 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile Polyisocyanat und bevorzugt in Mengen von 1 bis 15 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile Polyisocyanat zugegeben.
Die Zusammensetzung kann ferner herkömmliche Zusätze wie Flammschutzmittel, Lignocellulose-Konservierungsstoffe, Fungizide, Wachse, Leimungsmittel, Füllstoffe, oberflächenaktive Stoffe, thixotropische Mittel und andere Bindemittel wie Formaldehydkondensat-Klebeharze und Lignin (optional in Kombination mit einem Lignin-Lösungsmittel wie in der PCT-Patentanmeldung Nr. EP96/00924 beschrieben) umfassen.
Ein besonders bevorzugter in der Polyisocyanatzusammensetzung der vorliegenden Erfindung zu verwendender Zusatz ist ein Kopplungsmittel wie ein organofunktionelles Silan (zum Beispiel Dynasylan AMEO, erhältlich von Hüls). Die Zugabe eines solchen Kopplungsmittels zu der Polyisocyanatzusammensetzung führt zu verbesserten Platteneigenschaften. Die organofunktionellen Silan-Kopplungsmittel werden in Mengen verwendet, die von 0,01 bis 3 Gew.-%, bevorzugt von 0,1 bis 2 Gew.-% bezogen auf das Polyisocyanat reichen.
Die Polyisocyanatzusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann durch einfaches Vermischen der Bestandteile bei Raumtemperatur hergestellt werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Herstellung von Lignocellulose-Körpern durch in Kontakt bringen von Lignocellulose-Teilen mit der vorliegenden Polyisocyanatzusammensetzung und durch Pressen dieser Kombination.
Daher stellt die vorliegende Erfindung außerdem ein Verfahren zum Binden von Lignocellulosematerial bereit, umfassend die Schritte

a) in Kontakt bringen des Lignocellulosematerials mit der vorliegenden Polyisocyanatzusammensetzung und
b) anschließend Bindenlassem des Materials.

Die Lignocellulose-Körper werden hergestellt durch in Kontakt bringen der Lignocellulose-Teile mit der Polyisocyanatzusammensetzung wie etwa mittels Vermischen, Sprühen und/oder Ausbreiten der Zusammensetzung mit/auf den Lignocellulose-Teilen und durch Pressen der Kombination der Polyisocyanatzusammensetzung und der Lignocellulose-Teile, bevorzugt durch Heißpressen, normalerweise bei 150°C bis 250°C und 2 bis 6 MPa spezifischen Drucks.
Solche Bindeverfahren sind in der Technik allgemein bekannt.
In der Herstellung von Waferboard können das Lignocellulosematerial und die Polyisocyanatzusammensetzung in geeigneter Weise durch Sprühen der vorliegenden Polyisocyanatzusammensetzung auf das Lignocellulosematerial, während dieses gerührt wird, gemischt werden.
Nach Behandlung mit der Polyisocyanatzusammensetzung wird das Lignocellulosematerial auf Druckkissenplatten aus Aluminium oder Stahl aufgebracht, die dazu dienen, das Ganzzeug in die Presse einzutragen, wo es gewöhnlich bei einer Temperatur von 150°C bis 250°C zu dem gewünschten Grad komprimiert wird. Zu Beginn eines Herstellungsablaufs kann es hilfreich sein, aber nicht notwendiger Weise, die Pressplatten durch Besprühen ihrer Oberflächen mit einem äußeren Ablösemittel wie den oben beschriebenen Polysiloxanverbindungen zu behandeln oder die Durchlaufzeit der ersten Ladung der Presse zu erhöhen. Eine vorbehandelte Presse kann dann in dem Verfahren der Erfindung viele Male ohne weitere Behandlung verwendet werden.
Während das Verfahren insbesondere geeignet für die Herstellung von Waferboard ist, das weitreichend als OSB-Platte bekannt ist, und ausgiebig für ein solches Verfahren Verwendung finden wird, kann das Verfahren nicht als in dieser Hinsicht begrenzt betrachtet werden und kann ebenfalls in der Herstellung von Faserplatte mittlerer Dichte, Teilchenplatte (auch als Spanplatte bekannt) und Sperrholz verwendet werden.
Daher kann das verwendete Lignocellulosematerial Holzstränge, Holzschnitzel, Holzfasern, Späne, Furniere, Holzwolle, Kork, Borke, Sägemehl und ähnliche Abfallprodukte der holzverarbeitenden Industrie ebenso wie andere Materialien auf Lignocellulosebasis wie Papier, Bagasse, Stroh, Flachs, Sisal, Hanf, Binsen, Reed, Reishülsen, Getreidespelze, Gras, Nussschalen und dergleichen. Zusätzlich können mit dem Lignocellulosematerial andere partikelförmige oder faserige Materialien wie geriebener Schaumstoffabfall (zum Beispiel geriebener Polyurethan-Schaumstoffabfall), mineralische Füllmaterialien, Glasfaser, Glimmer, Gummi, Textilabfall wie Kunststofffasern und Gewebe vermischt werden.
Wenn die Polyisocyanatzusammensetzung auf das Lignocellulosematerial aufgebracht wird, wird das Polyisocyanat/Lignocellulosematerial-Gewichtsverhältnis in Abhängigkeit von der Massendichte des verwendeten Lignocellulosematerials variiert. Daher können die Isocyanatzusammensetzungen in solchen Mengen aufgebracht werden, dass sich ein Polyisocyanat/Lignocellulosematerial-Gewichtsverhältnis in dem Bereich von 0,1:99,9 bis 20:80 und bevorzugt in dem Bereich von 0,5:99,5 bis 10:90 ergibt.
Falls gewünscht können andere herkömmliche Bindemittel wie Formaldehydkondensat-Klebeharze in Verbindung mit der Polyisocyanatzusammensetzung verwendet werden.
Detailliertere Beschreibungen von Herstellungsverfahren von Waferboard und ähnlichen auf Lignocellulosematerial basierenden Produkten sind aus dem Stand der Technik erhältlich. Die herkömmlich verwendeten Techniken und Ausstattung können an die Verwendung mit der Polyisocyanatzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung angepasst werden.
Die aus den Polyisocyanatzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung hergestellten Blätter und geformten Körper haben hervorragende mechanische Eigenschaften und sie können in jeder der Situationen, in denen solche Artikel gebräuchlich benutzt werden, verwendet werden.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele veranschaulicht, aber nicht begrenzt. SUPRASEC ist ein Warenzeichen von Imperial Chemical Industries.
BEISPIEL 1
Es wurde eine Zusammensetzung hergestellt, die 100 Gewichtsteile Polyisocyanat (polymeres MDI, SUPRASEC 1042, erhältlich von Imperial Chemical Industries) und 1 Gewichtsteil Ethoxyisopropoxytitanbisacetylacetonat (Tiaca 105, erhältlich von Hüls) umfasst.
Diese Zusammensetzung wurde verwendet, um weiche Holzfasern bei 6%iger Beladung mit Bindemittel bezogen auf trockenes Holz zu binden. Plattengröße: 180 × 180 × 6 mm, Plattendichte: 700 kg/m³. Temperatur der Pressplatten: 200°C. Aushärtezeit: 16 s/mm. Feuchtigkeitsgehalt des Vlies: ±12%.
Perfekte Ablösung wurde ohne jede Vorbehandlung oder Beschichtung der Pressplatten erzielt.
BEISPIEL 2
28,4 g (0,1 mol) Titantetraisopropoxid und 56,4 g (0,2 mol) Oleinsäure wurden mechanisch in einem Glasgefäß unter einer Stickstoffatmosphäre bei Raumtemperatur gerührt. Anschließend wurde die Reaktionsmischung auf 120°C aufgeheizt und bei dieser Temperatur wurden ca. 11 ml Isopropanol über 1 Stunde langsam abdestilliert (Ausbeute 92%). Nachdem das Isopropanol abdestilliert worden war, ließ man das tief rote flüssige Reaktionsprodukt abkühlen und lagerte es bis zur Verwendung bei Raumtemperatur unter einer Stickstoffbedeckung.
Eine Zusammensetzung wurde hergestellt, die 100 Gewichtsteile Polyisocyanat (polymeres MDI, SUPRASEC 1042, erhältlich von Imperial Chemical Industries) und 3 Gewichtsteile des oben erhaltenen Diisopropoxytitandioleat umfasst.
Diese Zusammensetzung wurde verwendet, um weiche Holzfasern bei 6%iger Beladung mit Bindemittel bezogen auf trockenes Holz zu binden (gleiche Bedingungen wie in Beispiel 1).
Perfekte Ablösung wurde ohne jede Vorbehandlung oder Beschichtung der Pressplatten erzielt.
BEISPIEL 3
Es wurde eine Zusammensetzung hergestellt, die 100 Gewichtsteile Polyisocyanat (polymeres MDI, SUPRASEC DNR, erhältlich von Imperial Chemical Industries), 3 Gewichtsteile Ti-aca 105 (erhältlich von Hüls), 3 Gewichtsteile Cetylacetoacetat und 3 Gewichtsteile Methyloleat umfasst. Die Lagerbeständigkeit dieser Zusammensetzung ist gegenüber den Zusammensetzungen der Beispiele 1 und 2 verbessert.
Diese Zusammensetzung wurde verwendet, um weiche Holzstränge bei 9%iger Beladung bezogen auf trockenes Holz zu binden. Platten von 12 × 450 × 450 mm und einer Dichte von 720 kg/m³ wurden hergestellt, mit Oberflächenschichten, die mit der vorliegenden Zusammensetzung gebunden wurden, und einer Kernschicht, die mit einer Polyisocyanatzusammensetzung (SUPRASEC 1042) gebunden wurde, die eine Wachsemulsion (SPG 60, erhältlich von Condea Chemie) enthielt, bei 6%iger Beladung bezogen auf trockenes Holz. Verhältnis der Oberfläche/Kern/Oberfläche-Schichten: 20/60/20; Feuchtigkeitsgehalt der Oberflächenschichten: 14%; Feuchtigkeitsgehalt der Kernschicht: 9%; Temperatur der Pressplatten: 170°C.
Perfekte Ablösung wurde von der ersten Platte an erzielt und blieb über 20 aufeinanderfolgende Wiederholungen stabil und konstant. Kein Holzfehler (Bedeckung der Pressplatten mit Holtteilchen) war nach dem Versuch sichtbar.
BEISPIELE 4–6
Es wurde eine Zusammensetzung hergestellt, die 100 Gewichtsteile Polyisocyanat (polymeres MDI, SUPRASEC DNR, erhältlich von Imperial Chemical Industries), 0,5 Gewichtsteile Ti-aca 105 (erhältlich von Hüls), 3 Gewichtsteile Cetylacetoacetat, 10 Gewichtsteile Methyloleat und 11 Gewichtsteile Zinkstearat (Zinkstearat N, erhältlich von Bouquillon) umfasst (Beispiel 4). Nach 15 Tagen Lagerung beträgt die Viskosität dieser Zusammensetzung bei 30°C 820 cP.
Zum Vergleich wurden eine Zusammensetzung, die 100 Gewichtsteile Polyisocyanat (polymeres MDI, SUPRASEC DNR, erhältlich von Imperial Chemical Industries), 0,3 Gewichtsteile Zinnbismaleat (Stanclere T-57, erhältlich von Acros Chemicals), 3 Gewichtsteile Cetylacetoacetat, 10 Gewichtsteile Methyloleat und 11 Gewichtsteile Zinkstearat umfasst (Beispiel 5), und eine Zusammensetzung, die 100 Gewichtsteile Polyisocyanat (polymeres MDI, SUPRASEC DNR, erhältlich von Imperial Chemical Industries), 3 Gewichtsteile Cetylacetoacetat, 10 Gewichtsteile Methyloleat und 11 Gewichtsteile Zinkstearat (Zinkstearat N, erhältlich von Bouquillon) umfasst (Beispiel 6), hergestellt.
Nach 15 Tagen Lagerung betragen die Viskositäten dieser Zusammensetzungen bei 30°C 760 cP beziehungsweise 500 cP.
Platten wurden aus diesen Zusammensetzungen auf die gleiche Weise wie oben in Beispiel 3 beschrieben hergestellt.
Die Ablösung von den Pressplatten wurde geprüft (für einen aufeinanderfolgenden Durchlauf von 20 Platten) und bewertet: 0 ist ein vollständiges Anhaften (Platte kann nicht ohne Zerstörung der Platte abgelöst werden), 1 ist ein Anhaften mit einem Holzfehler größer als 50%, 2 ist ein Anhaften mit einem Holzfehler kleiner als 50% aber größer als 25%, 3 ist ein Anhaften mit einem Holzfehler kleiner als 25% aber größer als 5%, 4 ist ein Anhaften mit einem Holzfehler kleiner als 5% (wenig Kraft ist nötig, um die Platte zu entfernen), 4,5 ist ein Anhaften ohne Holzfehler (kein Aufwand ist nötig, um die Platte zu entfernen) und 5 ist eine perfekte Ablösung (die Platte löst sich spontan ab).
Die folgenden Platteneigenschaften wurden gemessen:
innere Biegefestigkeit (gemäß den Standards EN 319 und EN 1087) zur Klassifizierung von V20 und V100 wie in Standard DIN 68763, und Aufquellung nach 24 Stunden (gemäß Standard EN 317).
Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben. Die Zahlen in der zweiten Spalte (Ablösung) zeigen den während 20 Wiederholungen beobachteten Wertebereich. Die Zahlen in Spalte 3 (Holzfehler) geben die nach 20 Pressdurchläufen beobachtete kumulative Bedeckung als Holzfehler wieder.
Tabelle 1
Diese Ergebnisse zeigen, dass die Verwendung der Zusammensetzungen gemäß der Erfindung (Beispiel 4) zu verbesserter Ablösung und zu verbesserten Trockenfestigkeitseigenschaften der erhaltenen Platten verglichen mit den Zusammensetzungen des Stands der Technik (Beispiele 5 und 6) führt.
BEISPIELE 7–10
28,4 g (0,1 mol) Titantetraisopropoxid und 130,7 g einer 50 gew.-%igen Lösung von Cetylacetoacetat in Methyloleat wurde mechanisch in einem Glasgefäß unter einer Stickstoffatmosphäre bei Raumtemperatur gerührt.
Anschließend wurde die Reaktionsmischung auf 120°C aufgeheizt und ca. 10 ml Isopropanol wurden langsam über 1,5 Stunden abdestilliert (Ausbeute 85%). Nach Entfernen des Isopropanols, ließ man die rotgefärbte Reaktionsmischung abkühlen und lagerte sie bis zur Verwendung bei Raumtemperatur unter einer Stickstoffbedeckung. Das Endprodukt ist eine 69 gew.-%ige Lösung des Titanchelats in Methyloleat.
Es wurde eine Zusammensetzung hergestellt, die 100 Gewichtsteile Polyisocyanat (polymeres MDI, SUPRASEC DNR, erhältlich von Imperial Chemical Industries), 3 Gewichtsteile Ti-aca 105, 1,3 Gewichtsteile Benzylchlorid und 10 Gewichtsteile Methyloleat umfasst (Beispiel 7).
In ähnlicher Weise wurden eine Zusammensetzung hergestellt, die 100 Gewichtsteile Polyisocyanat (polymeres MDI, SUPRASEC DNR, erhältlich von Imperial Chemical Industries), 3 Gewichtsteile Ti-aca 105, 3 Gewichtsteile Cetylacetoacetat und 10 Gewichtsteile Methyloleat umfasst (Beispiel 8), eine Zusammensetzung, die 100 Gewichtsteile Polyisocyanat (polymeres MDI, SUPRASEC DNR, erhältlich von Imperial Chemical Industries), 6,5 Gewichtsteile des oben erhaltenen Diisopropoxytitanbis(cetylacetoacetats), 3 Gewichtsteile Cetylacetoacetat und 10 Gewichtsteile Methyloleat (Beispiel 9) umfasst, und eine Zusammensetzung, die 100 Gewichtsteile Polyisocyanat (polymeres MDI, SUPRASEC DNR, erhältlich von Imperial Chemical Industries), 5,8 Gewichtsteile Diisopropoxytitandioleat, 3 Gewichtsteile Cetylacetoacetat und 10 Gewichtsteile Methyloleat (Beispiel 10) umfasst, hergestellt.
Die Stabilität dieser Zusammensetzungen wurde durch Messen der Viskosität bei 25°C (in mPa s) zu Anfang und nach einer Lagerung bei 30°C für 4 Tage, 8 Tage, 16 Tage und 30 Tage gemessen.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 angegeben.
Tabelle 2
Diese Ergebnisse zeigen, dass die Stabilität der Zusammensezung stark von der Natur des Chelatmittels, das verwendet wurde, um die Titanchelate herzustellen, und von der Natur des Stabilisierungsmittels beeinflusst wird.
BEISPIELE 11–13
Es wurde eine Zusammensetzung hergestellt, die 100 Gewichtsteile Polyisocyanat (polymeres MDI, SUPRASEC DNR, erhältlich von Imperial Chemical Industries), 1 Gewichtsteil Ti-aca 105, 3 Gewichtsteile Cetylacetoacetat, 3 Gewichtsteile Methyloleat und 2 Gewichtsteile Polysiloxan Tego 412T (erhältlich von Goldschmidt) umfasst (Beispiel 11).
In ähnlicher Weise wurden eine Zusammensetzung, die 100 Gewichtsteile Polyisocyanat (polymeres MDI, SUPRASEC DNR, erhältlich von Imperial Chemical Industries) und 4 Gewichtsteile Polysiloxan Tego 412T umfasst (Beispiel 12), und eine Zusammensetzung, die 100 Gewichtsteile SUPRASEC DNR und 1 Gewichtsteil Ti-aca 105 umfasst (Beispiel 13), hergestellt.
Diese beiden Zusammensetzungen wurden verwendet, um weiche Holzstränge bei 9%iger Beladung mit Bindemittel bezogen auf trockenes Holz zu binden. Platten von 12 × 450 × 450 mm und einer Dichte von 720 kg/m³ wurden hergestellt, mit Oberflächenschichten, die mit den obigen Zusammensetzungen gebunden wurden, und einer Kernschicht, die mit einem Polyisocyanat (SUPRASEC 1042, erhältlich von Imperial Chemical Industries) gebunden wurde, das eine Wachsemulsion (SPG 60, erhältlich von Condea Chemie) enthielt, bei 6%iger Beladung bezogen auf trockenes Holz. Verhältnis der Oberfläche/Kern/Oberfläche-Schichten: 20/60/20; Feuchtigkeitsgehalt der Oberflächenschichten: 14%; Feuchtigkeitsgehalt der Kernschicht: 9%; Temperatur der Pressplatten: 170°C.
Die Ablösung von den Pressplatten wurde geprüft (für einen aufeinanderfolgenden Durchlauf von 20 Platten) und bewertet: 0 ist ein vollständiges Anhaften (Platte kann nicht ohne Zerstörung der Platte abgelöst werden), 1 ist ein Anhaften mit einem Holzfehler größer als 50%, 2 ist ein Anhaften mit einem Holzfehler kleiner als 50% aber größer als 25%, 3 ist ein Anhaften mit einem Holzfehler kleiner als 25% aber größer als 5%, 4 ist ein Anhaften mit einem Holzfehler kleiner als 5% (wenig Kraft ist nötig, um die Platte zu entfernen), 4,5 ist ein Anhaften ohne Holzfehler (kein Aufwand ist nötig, um die Platte zu entfernen) und 5 ist eine perfekte Ablösung (die Platte löst sich spontan ab).
Die folgenden Platteneigenschaften wurden gemessen:
innere Biegefestigkeit (gemäß den Standards EN 319 und EN 1087) zur Klassifizierung von V20 und V100 wie in Standard DIN 68763, und Aufquellung nach 24 Stunden (gemäß Standard EN 317).
Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 angegeben. Die Zahlen in der zweiten Spalte (Ablösung) zeigen den während 20 Wiederholungen beobachteten Wertebereich (erste Platte/zweite bis zwanzigste Platte). Die Zahlen in Spalte 3 (Holzfehler) geben die nach 20 Pressdurchläufen beobachtete kumulative Bedeckung als Holzfehler wieder.
Tabelle 3
Die Ergebnisse in Tabelle 3 zeigen, dass die Verwendung von Titanchelaten in Kombination mit Polysiloxanen vorteilhaft für die Platteneigenschaften hinsichtlich Feuchtigkeitsbeständigkeitseigenschaften der Platten und für die Ablösung verglichen mit den Platten ist, die nur unter Verwendung von Polysiloxanen als interne Ablösemittel oder nur unter Verwendung von Titanchelate hergestellt wurden.
Beispiel 12 zeigt, dass sich die erste Platte ohne Vorgrundieren der Presse nicht gut ablöst. Beispiel 11 liefert eine 4, 5 für die erste Platte und eine vollständige Serie an einheitlichen 5ern, die ohne jegliche Vorbehandlung der Presse folgen.
BEISPIELE 14–16
Es wurde eine Zusammensetzung hergestellt, die 100 Gewichtsteile Polyisocyanat (polymeres MDI, RUBINATE 1840, erhältlich von Imperial Chemical Industries), 0,5 Gewichtsteile Ti-aca 105, 1,5 Gewichtsteile Cetylacetoacetat, 1,5 Gewichtsteile Methyloleat und 2 Gewichtsteile Tego 412T (erhältlich von Goldschmidt) umfasst (Beispiel 14).
In ähnlicher Weise wurden eine Zusammensetzung, die 100 Gewichtsteile Polyisocyanat (polymeres MDI, RUBINATE 1840, erhältlich von Imperial Chemical Industries) und 2 Gewichtsteile Ti-aca 105, 1,5 Gewichtsteile Cetylacetoacetat, 1,5 Gewichtsteile Methyloleat und 0,5 Gewichtsteile Tego 412T umfasst (Beispiel 15), und eine Zusammensetzung, die lediglich 100 Gewichtsteile RUBINATE 1840 und 2 Gewichtsteile Tego 412T umfasst (Beispiel 16), hergestellt.
Diese Zusammensetzungen wurden verwendet, um weiche Espenstränge bei 4%iger Beladung mit Bindemittel bezogen auf trockenes Holz zu binden. Platten von 6 × 450 × 450 mm und einer durchschnittlichen Dichte von 630 kg/m³ wurden nur unter Verwendung von Material für Oberflächenschichten hergestellt und mit den obigen Zusammensetzungen und unter Zugabe von 1% Gatsch bezogen auf trockenes Holz gebunden. Feuchtigkeitsgehalt nach Vermengen: 6–8%. Temperatur der Pressplatten: 200°C.
Die Ablösung von den Pressplatten wurde geprüft (für einen aufeinanderfolgenden Durchlauf von 20 Platten) und individuell wie oben bewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 gezeigt.
Tabelle 4
BEISPIELE 17–20
Es wurde eine Zusammensetzung hergestellt, die 100 Gewichtsteile Polyisocyanat (polymeres MDI, SUPRASEC DNR, erhältlich von Imperial Chemical Industries), 0,25 Gewichtsteile Ti-aca 105, 3 Gewichtsteile Cetylacetoacetat, 10 Gewichtsteile Methyloleat, 11 Gewichtsteile Zinkstearat und 1 Gewichtsteil 3-Aminopropyltriethoxysilan (Dynasylan AMEO, erhältlich von Hüls) umfasst (Beispiel 17).
In ähnlicher Weise wurden eine Zusammensetzung, die 100 Gewichtsteile Polyisocyanat (polymeres MDI, SUPRASEC DNR, erhältlich von Imperial Chemical Industries), 3 Gewichtsteile Cetylacetoacetat, 10 Gewichtsteile Methyloleat und 11 Gewichtsteile Zinkstearat umfasst (Beispiel 18), und eine Zusammensetzung, die 100 Gewichtsteile SUPRASEC DNR, 0,25 Gewichtsteile Ti-aca 105, 3 Gewichtsteile Cetylacetoacetat, 10 Gewichtsteile Methyloleat und 11 Gewichtsteile Zinkstearat umfasst (Beispiel 19), hergestellt.
Diese Zusammensetzungen wurden verwendet, um Weichholzstränge bei 9%iger Beladung mit Bindemittel bezogen auf trockenes Holz zu binden. Platten von 12 × 450 × 450 mm und einer Dichte von 720 kg/m³ wurden hergestellt, mit Oberflächenschichten, die mit den obigen Zusammensetzungen gebunden wurden, und einer Kernschicht, die mit einem Polyisocyanat (SUPRASEC DNR, erhältlich von Imperial Chemical Industries) gebunden wurde, das eine Wachsemulsion (SPG 60, erhältlich von Condea Chemie) enthielt, bei 6%iger Beladung bezogen auf trockenes Holz. Verhältnis der Oberfläche/Kern/Oberfläche-Schichten: 20/60/20; Feuchtigkeitsgehalt der Oberflächenschichten: 14%; Feuchtigkeitsgehalt der Kernschicht: 9%; Temperatur der Pressplatten: 170°C.
Eine ergänzende Platte wurde unter Verwendung von SUPRASEC DNR bei 7%iger Beladung sowohl der Kern- als auch der Oberflächenschichten hergestellt (Beispiel 20).
Die Ablösung von den Pressplatten wurde geprüft (für einen aufeinanderfolgenden Durchlauf von 20 Platten) und bewertet: 0 ist ein vollständiges Anhaften (Platte kann nicht ohne Zerstörung der Platte abgelöst werden), 1 ist ein Anhaften mit einem Holzfehler größer als 50%, 2 ist ein Anhaften mit einem Holzfehler kleiner als 50% aber größer als 25%, 3 ist ein Anhaften mit einem Holzfehler kleiner als 25% aber größer als 5%, 4 ist ein Anhaften mit einem Holzfehler kleiner als 5% (wenig Kraft ist nötig, um die Platte zu entfernen), 4,5 ist ein Anhaften ohne Holzfehler (kein Aufwand ist nötig, um die Platte zu entfernen) und 5 ist eine perfekte Ablösung (die Platte löst sich spontan ab).
Die folgenden Platteneigenschaften wurden gemessen:
innere Biegefestigkeit (gemäß den Standards EN 319 und EN 1087) zur Klassifizierung von V20 und V100 wie in Standard DIN 68763, und Aufquellung nach 24 Stunden (gemäß Standard EN 317).
Die Ergebnisse sind in Tabelle 5 angegeben. Die Zahlen in der zweiten Spalte (Ablösung) zeigen den während 20 Wiederholungen beobachteten Wertebereich (erste Platte/zweite bis zwanzigste Platte). Die Zahlen in Spalte 3 (Holzfehler) geben die nach 20 Pressdurchläufen beobachtete kumulative Bedeckung als Holzfehler wieder.
Tabelle 5
Die Ergebnisse in Tabelle 5 zeigen, dass die Verwendung eines Aminosilans in Kombination mit einem Titanacetylacetonat vorteilhaft für die Platteneigenschaften, insbesondere von Eigenschaften der Feuchtigkeitsbeständigkeit (V100), ist. Die Verschlechterung der Platteneigenschaften aufgrund der Verwendung von Zinkstearat als einem inneren Ablösemittel wird weitgehend durch die Verwendung des Silan-Kopplungsmittels ausgeglichen.
BEISPIELE 21–24
60 g oxidiertes Polyethylen (AC-6702, erhältlich von Allied Signal) und 120 g einer 50 gew.-%igen Lösung von Cetylacetoacetat in Methyloleat wurden mechanisch in einem Glasgefäß unter einer Stickstoffatmosphäre gerührt und auf 90°C erhitzt. Es wurde eine klare Lösung erhalten. Anschließend wurden 20 g Ti-aca 105 unter Rühren und Halten der Temperatur bei 90°C langsam zugegeben. Nach vollständiger Zugabe des Ti-aca 105 ließ man die Reaktionsmischung auf Raumtemperatur abkühlen. Das Reaktionsprodukt (tief rotes pastenartiges Material) (I) wurde bei Raumtemperatur bis zur Verwendung gelagert.
100 Gewichtsteile Polyisocyanat (polymeres MDI, SUPRASEC DNR, erhältlich von Imperial Chemical Industries) wurden mechanisch in einem Glasgefäß unter einer Stickstoffatmosphäre bei Raumtemperatur gerührt. Anschließend wurden 10 Gewichtsteile des Reaktionsprodukts (I) auf 50°C erhitzt und langsam zu dem Polyisocyanat zugegeben. Das Rühren wurde für ca. 15 Minuten fortgesetzt und es wurde eine homogene Dispersion erhalten. Die resultierende Polyisocyanatzusammensetzung wurde bis zur Verwendung bei Raumtemperatur unter einer Stickstoffbedeckung gelagert (Beispiel 22).
Es wurde eine Zusammensetzung hergestellt, die 100 Gewichtsteile Polyisocyanat (polymeres MDI, SUPRASEC DNR, erhältlich von Imperial Chemical Industries), 0,5 Gewichtsteile Ti-aca 105, 3 Gewichtsteile Cetylacetoacetat und 3 Gewichtsteile Methyloleat umfasst (Beispiel 17). Die Zusammensetzungen wurden verwendet, um Weichholzstränge bei 8%iger Beladung mit Bindemittel bezogen auf trockenes Holz zu binden. Im Anschluss an die Bindemittelzugabe wurde eine PE-Wachsemulsion (30% Feststoffgehalt) getrennt auf die hölzernen Stränge gesprüht, in einer Menge der versprühten Emulsion, dass ein Feststoffgehalt an PE-Wachs von 10 Gew.-% bezogen auf die Polyisocyanatzusammensetzung erreicht wird (oder 0,8% bezogen auf trockenes Holz). Platten von 12 × 450 × 450 mm und einer Dichte von 720 kg/m³ wurden hergestellt, mit Oberflächenschichten, die wie obigen beschrieben hergestellt wurden, und einer Kernschicht, die mit einem Polyisocyanat (SUPRASEC DNR, erhältlich von Imperial Chemical Industries) gebunden wurde, das eine Wachsemulsion (SPG 60, erhältlich von Condea Chemie) enthielt, bei 6%iger Beladung bezogen auf trockenes Holz. Verhältnis der Oberfläche/Kern/Oberfläche-Schichten: 20/60/20; Feuchtigkeitsgehalt der Oberflächenschichten: 14%; Feuchtigkeitsgehalt der Kernschicht: 9%; Temperatur der Pressplatten: 170°C (Beispiel 21).
Es wurde eine Zusammensetzung hergestellt, die 100 Gewichtsteile SUPRASEC DNR, 3 Gewichtsteile Cetylacetoacetat, 3 Gewichtsteile Methyloleat und 3 Gewichtsteile eines PE-Wachses AC 6702 umfasst (Beispiel 23), und eine Zusammensetzung, die 100 Gewichtsteile SUPRASEC DNR und 1 Gewichtsteil Ti-aca 105 umfasst, wurde ebenfalls hergestellt.
Die Zusammensetzungen der Beispiele 22 bis 24 wurden verwendet, um Weichholzstränge bei 8%iger Beladung mit Bindemittel bezogen auf trockenes Holz zu binden. Platten von 12 × 450 × 450 mm und einer Dichte von 720 kg/m³ wurden hergestellt, mit Oberflächenschichten, die mit den obigen Zusammensetzungen gebunden wurden, und einer Kernschicht, die mit einem Polyisocyanat (SUPRASEC DNR, erhältlich von Imperial Chemical Industries) gebunden wurde, das eine Wachsemulsion (SPG 60, erhältlich von Condea Chemie) enthielt, bei 6%iger Beladung bezogen auf trockenes Holz. Verhältnis der Oberfläche/Kern/Oberfläche-Schichten: 20/60120; Feuchtigkeitsgehalt der Oberflächenschichten: 14%; Feuchtigkeitsgehalt der Kernschicht: 9%; Temperatur der Pressplatten: 170°C.
Die Ablösung von den Pressplatten wurde geprüft (für einen aufeinanderfolgenden Durchlauf von 10 Platten) und bewertet: 0 ist ein vollständiges Anhaften (Platte kann nicht ohne Zerstörung der Platte abgelöst werden), 1 ist ein Anhaften mit einem Holzfehler größer als 50%, 2 ist ein Anhaften mit einem Holzfehler kleiner als 50% aber größer als 25%, 3 ist ein Anhaften mit einem Holzfehler kleiner als 25% aber größer als 5%, 4 ist ein Anhaften mit einem Holzfehler kleiner als 5% (wenig Kraft ist nötig, um die Platte zu entfernen), 4,5 ist ein Anhaften ohne Holzfehler (kein Aufwand ist nötig, um die Platte zu entfernen) und 5 ist eine perfekte Ablösung (die Platte löst sich spontan ab).
Die folgenden Platteneigenschaften wurden gemessen: innere Biegefestigkeit (gemäß den Standards EN 319 und EN 1087) zur Klassifizierung von V20 und V100 wie in Standard EN 320, und Aufquellung nach 24 Stunden (gemäß Standard EN 317).
Die Ergebnisse sind in Tabelle 6 angegeben. Die Zahlen in der zweiten Spalte (Ablösung) zeigen den während 10 Wiederholungen beobachteten Wertebereich. Die Zahlen in Spalte 3 (Holzfehler) geben die nach 10 Pressdurchläufen beobachtete kumulative Bedeckung als Holzfehler wieder.
Tabelle 6
In Beispiel 23 wurde die Ablösung nur für die erste Platte getestet.

Claims

Verfahren zum Binden eines Lignocellulosematerials umfassend die Schritte a) in Kontakt bringen des Lignocellulosematerials mit einer Polyisocyanatzusammensetzung und b) anschließendes Bindenlassen des Materials dadurch gekennzeichnet, dass die Polyisocyanatzusammensetzung eine von einem Metall der Gruppe IVB des Periodensystems abgeleitete organische Verbindung umfasst, wobei die organische Verbindung ein Metallcarboxylat oder ein Metallalkoxid oder ein Chelatkomplex mit dem Metall als Zentralatom und wenigstens einem Polydentatliganden ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Metall der Gruppe IVB Titan oder Zirkonium ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Carboxylat oder Alkoxid von einer gesättigten oder ungesättigten, aliphatischen oder cycloaliphatischen oder aromatischen Carbonsäure oder Alkohol mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen abgeleitet ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der wenigstens eine Polydentatligand eine β-Dicarbonylverbindung ist.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die β-Dicarbonylverbindung Acetylacetonat oder ein Acetoacetat ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Chelatkomplex der folgenden Formel (I) entspricht:
wobei X¹, X², X³, X⁴, X⁵ und X⁶ (gleich oder verschieden) für O oder S oder N stehen, z und z' (gleich oder verschieden) 0 oder 1 sind, y und y' (gleich oder verschieden) 0 oder 1 sind, R¹ und R⁴ (gleich oder verschieden) für einen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen stehen, R² und R³ (gleich oder verschieden) für einen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen stehen, R⁵ und R⁶ (gleich oder verschieden) für einen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen stehen und M für Ti oder Zr oder Hf steht.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei M Ti oder Zr ist.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei X¹, X², X³, X⁴, X⁵ und X⁶ alle für O stehen.
Verfahren nach Anspruch 6, 7 oder 8, wobei R⁵ und R⁶ 1 bis 20 Kohlenstoffatome enthalten und z und z' beide 0 sind.
Verfahren nach Anspruch 6, 7, 8 oder 9, wobei R¹, R², R³ und R⁴ 1 bis 20 Kohlenstoffatome enthalten.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei y und y' beide 0 sind und R¹, R², R³ und R⁴ 1 bis 3 Kohlenstoffatome enthalten.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei y und y' beide 0 sind, R² und R³ 1 bis 3 Kohlenstoffatome enthalten und R¹ und R⁴ 10 bis 18 Kohlenstoffatome enthalten.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Chelatkomplex der folgenden Formel (Ia) entspricht (R⁷O)_aM(R⁸C(O)CHC(O)R⁹)_b (Ia),wobei M für Ti oder Zr steht, R⁷ für eine Alkoxy- oder Carboxygruppe steht, R⁸ für eine Alkyl- oder Arylgruppe steht, R⁹ für eine Alkoxy-, Aryloxy-, Alkyl- oder Arylgruppe steht, a 4-b ist und b 1 oder 2 ist, für den Fall, dass M Ti ist, und b 1, 2, 3 oder 4 ist, für den Fall, dass M Zr ist.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die organische Verbindung in einer Menge verwendet wird, die zwischen 0,1 und 10 Gew.-% bezogen auf das Polyisocyanat variiert.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei die organische Verbindung in einer Menge verwendet wird, die zwischen 0,2 und 7 Gew.-% bezogen auf das Polyisocyanat variiert.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Polyisocyanatzusammensetzung des weiteren ein Kompatibilisierungsmittel umfasst, das eine Verbindung entsprechend der allgemeinen Formel (II) oder das Reaktionsprodukt eines organischen mono- oder polyfunktionellen Isocyanats mit dieser ist:
wobei Y₁ und Y₂ (gleich oder verschieden) für O oder S stehen; n und n' (gleich oder verschieden) für eine ganze Zahl von 0 bis 1 stehen, R und R' (gleich oder verschieden) für einen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest, der 1 bis 30 Kohlenstoffatomen enthält, stehen und wobei die Summe der Gesamtzahl an Kohlenstoffatomen von R und R' zwischen 7 und 40 liegt.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei Y₁ und Y₂ beide für O stehen, n gleich 0 ist, R ein Alkylrest ist, der 1 oder 2 Kohlenstoffatome enthält, n' gleich 0 ist und R' ein Alkylrest ist, der von 8 bis 18 Kohlenstoffatome enthält.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei die Verbindung, die der Formel (II) entspricht, Decylacetoacetat, Cetylacetoacetat oder Stearylacetoacetat ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, wobei das organische Isocyanat, mit dem die Verbindung gemäß Formel (II) umgesetzt werden kann, um das Kompatibilisierungsmittel zu bilden, Diphenylmethandiisocyanat oder eine Mischung von methylenverbrückten Polyphenylpolyisocyanaten ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19, wobei das Kompatibilisierungsmittel (in der Form der Verbindung, die der Formel (II) entspricht) in einer Menge verwendet wird, die zwischen 1,5 und 7 Gew.-% bezogen auf das Polyisocyanat variiert.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das des weiteren ein Metallcarboxylat umfasst, das von einem Metall der Gruppe IA, IIA, IIIA, IB, IIB, IVA, VA oder VIII des Periodensystems abgeleitet ist.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei das Metall der Gruppe IA, IIA, IIIA, IB, IIB, IVA, VA oder VIII Zn ist.
Verfahren nach Anspruch 22, wobei das Metallcarboxylat Zinkstearat ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 23, wobei das Metallcarboxylat in einer Menge verwendet wird, die zwischen 5 und 15 Gew.-% bezogen auf das Polyisocyanat variiert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 20, das des weiteren ein Ablösemittel umfasst.
Verfahren nach Anspruch 25, wobei das Ablösemittel in einer Menge verwendet wird, die zwischen 0,5 und 6 Gew.-% bezogen auf das Polyisocyanat variiert.
Verfahren nach Anspruch 25 oder 26, wobei das Ablösemittel ein Polysiloxan ist.
Verfahren nach Anspruch 25 oder 26, wobei das Ablösemittel ein funktionalisiertes Polyolefinwachs ist, wobei „funktionalisiert" Polyolefine meint, die zum Beispiel freie Hydroxyl-, Carbonsäure- oder Estergruppen enthalten, einschließlich oxidierter Polyolefine.
Verfahren nach Anspruch 28, wobei das Polyolefin Polyethylen ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 29, wobei das Kompatibilisierungsmittel in einer Menge verwendet wird, die zwischen 1 und 4 Gew.-% bezogen auf das Polyisocyanat variiert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 27, wobei die von einem Metall der Gruppe IVB abgeleitete organische Verbindung in einer Menge verwendet wird, die zwischen 0,2 und 4 Gew.-% bezogen auf das Polyisocyanat variiert.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Polyisocyanat Diphenylmethandiisocyanat oder eine Mischung von methylenverbrückten Polyphenylpolyisocyanaten ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das des weiteren ein inertes Verdünnungsmittel umfasst.
Verfahren nach Anspruch 33, wobei das Verdünnungsmittel in einer Menge verwendet wird, die zwischen 1 und 15 Gew.-% bezogen auf das Polyisocyanat variiert.
Verfahren nach Anspruch 33 oder 34, wobei das Verdünnungsmittel Methyloleat ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das des weiteren ein Kopplungsmittel umfasst.
Verfahren nach Anspruch 36, wobei das Kopplungsmittel ein organofunktionelles Silan ist.
Verfahren nach Anspruch 37, wobei das organofunktionelle Silan in einer Menge von zwischen 0,01 und 3 Gew.-% bezogen auf das Polyisocyanat verwendet wird.
Verfahren zum Binden von Lignocellulosematerial umfassend die Schritte a) in Kontakt bringen des Lignocellulosematerials mit einer Polyisocyanatzusammensetzung und b) anschließendes Bindenlassen des Materials, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyisocyanatzusammensetzung eine Zusammensetzung umfasst, wie sie in einem der Ansprüche 1 bis 20 und 32 bis 38 definiert ist, und ein nicht-funktionalisiertes Polyolefinwachs getrennt auf das Lignocellulosematerial aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 39, wobei die getrennt aufgebrachte Ablösemittelzusammensetzung eine wässrige Emulsion von Polyolefinwachs ist.
Verfahren nach Anspruch 40, wobei das Polyolefin Polyethylen ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Schritt b) Heißpressen der Kombination aus der Polyisocyanatzusammensetzung und dem Lignocellulosematerial einschließt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Polyisocyanat/Lignocellulosematerial-Gewichtsverhältnis in dem Bereich von 0,1:99,9 bis 20:80 liegt.
Polyisocyanatzusammensetzung, die zwischen 0,01 und 20 Gew.-%, bezogen auf das Polyisocyanat, einer von einem Metall der Gruppe IVB des Periodensystems abgeleiteten organischen Verbindung umfasst, wobei die organische Verbindung ein Chelatkomplex mit dem Metall als Zentralatom und wenigstens einem Polydentatliganden ist, wobei der Chelatkomplex der folgenden Formel (I) entspricht:
wobei X¹, X², X³, X⁴, X⁵ und X⁶ (gleich oder verschieden) für O oder S oder N stehen, z und z' (gleich oder verschieden) 0 oder 1 sind, y und y' (gleich oder verschieden) 0 oder 1 sind, R¹ und R⁴ (gleich oder verschieden) für einen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen stehen, R² und R³ (gleich oder verschieden) für einen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen stehen, R⁵ und R⁶ (gleich oder verschieden) für einen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen stehen und M für Ti oder Zr oder Hf steht, mit der Bedingung, dass die Polyisocyanatzusammensetzung keine Substanzen umfasst, die Hydroxyl enthalten.
Verwendung einer Polyisocyanatzusammensetzung, die eine von einem Metall der Gruppe IVB des Periodensystems abgeleitete organische Verbindung umfasst, wobei die organische Verbindung ein Metallcarboxylat oder ein Metallalkoxid oder ein Chelatkomplex mit dem Metall als Zentralatom und wenigstens einem Polydentatliganden ist, als ein Bindemittel für Lignocellulosematerial.
Verwendung der Polyisocyanatzusammensetzung des Anspruchs 45, wobei das Metall der Gruppe IVB Titan oder Zirkonium ist.