ES2628870T3 - Composición de aglutinante y su uso en planchas de materia derivada de la madera - Google Patents

Composición de aglutinante y su uso en planchas de materia derivada de la madera Download PDF

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Abstract

Composición de aglutinante, en particular para planchas de materia derivada de la madera, que puede prepararse a partir de - al menos un adhesivo polimérico, - al menos un alditol tetra-, penta- o sextavalente o un alcohol de valencia superior con más de seis grupos hidroxi como un compuesto polialcohólico, - al menos un compuesto de fórmula general (I) RaSiX(4-a) (I), o de fórmula general (II) ObXc(OH)dReSiO(4-b-c-d-e)/2 (II), en la que - X es H, OH o un resto que puede hidrolizarse seleccionado del grupo que comprende halógeno, alcoxi, carboxi, amino, monoalquilamino o dialquilamino, ariloxi, aciloxi, alquilcarbonilo, - R es un resto orgánico que no puede hidrolizarse seleccionado del grupo que comprende alquilo sustituido y no sustituido, arilo sustituido y no sustituido, alquenilo sustituido y no sustituido, alquinilo sustituido y no sustituido, cicloalquilo sustituido y no sustituido, que pueden estar interrumpidos por -O- o -NH-, y - en la que R puede presentar al menos un grupo funcional Q, que se selecciona de un grupo que contiene un grupo epóxido, hidroxi, éter, amino, monoalquilamino, dialquilamino, anilino sustituido y no sustituido, amida, carboxi, alquinilo, acrilo, acriloxi, metacrilo, metacriloxi, mercapto, ciano, alcoxi, isocianato, aldehído, alquilcarbonilo, anhídrido de ácido y/o ácido fosfórico, - R y X en cada caso pueden ser iguales o diferentes entre sí, y - a >= 0, 1, 2, 3, en particular 0 o 1, - b, c, d >= 0 o 1, y - e >= 1, 2, 3.

Description

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DESCRIPCION
Composicion de aglutinante y su uso en planchas de materia derivada de la madera
La presente invention se refiere a una composicion de aglutinante segun el preambulo de la reivindicacion 1, a su uso segun la reivindicacion 11, a un procedimiento para su preparation segun la reivindicacion 12, a una plancha de materia derivada de la madera segun la reivindicacion 13 y a un procedimiento para la fabrication de la plancha de materia derivada de la madera segun la reivindicacion 14.
Description
Los adhesivos o aglutinantes son un componente decisivo en la fabricacion industrial de una pluralidad de productos, entre otros en la fabricacion de planchas de materia derivada de la madera. Segun esto se encolan productos de trituration de la madera con el aglutinante y se compactan con aplicacion de presion y temperatura para dar cuerpos moldeados tales como por ejemplo planchas. El tipo y la cantidad del aglutinante usado se ve influido a este respecto esencialmente por el tamano y la calidad de las fibras de madera y/o virutas de madera usadas.
Las fibras de madera se usan normalmente para la fabricacion de planchas MDF o HDF en union con resinas de formaldehldo, tal como por ejemplo resinas de melamina-formaldehldo o resinas de urea-formaldehldo, mientras que las virutas de madera (strands) se usan para la fabricacion de planchas OSB (oriented strand board) en union con aglutinantes de poliuretano, por ejemplo a base de PMDI.
Los residuos en forma de hebras que se producen originariamente en la industria de chapa de madera y madera contrachapada se procesaban en primer lugar en cantidades bajas para obtener planchas OSB, que se aprovechaban para las mas diversas aplicaciones. Actualmente se usan preferentemente en la construction de casas de madera y prefabricadas, dado que las planchas OSB son ligeras y a pesar de ello cumplen los requerimientos estaticos exigidos a las planchas de construccion. As! se usan planchas OSB como planchas de construccion y como panel de pared o techo o tambien en la zona de suelo.
La fabricacion de las planchas OSB se realiza en un proceso de multiples etapas, en el que en primer lugar se recortan las virutas o hebras de madera redonda descortezada, preferentemente maderas de conlferas, en direction longitudinal mediante cuchillas giratorias. En el proceso de secado posterior se reduce la humedad natural de las hebras a altas temperaturas. El grado de humedad de las hebras puede variar dependiendo del adhesivo usado. Asl, dependiendo del adhesivo puede ser mas favorable una humectacion sobre hebras mas bien humedas o sobre hebras secas. A este respecto, una variation de la humedad de las hebras es solo posible en una medida baja, de modo que preferentemente el adhesivo debe adaptarse a la humedad existente. Ademas, durante el proceso de prensado debla estar presente a ser posible poca humedad en las hebras, para reducir en gran parte la presion de vapor producida durante el proceso de prensado, dado que en caso contrario esta podrla hacer reventar la plancha bruta.
A continuation del secado de las hebras se introducen estas en un dispositivo de encolado, en el que la cola o el adhesivo se aplica distribuida finamente sobre las virutas. Para el encolado se usan predominantemente colas de PMDI (difenilmetanodiisocianato polimerico) o de MUPF (melamina-urea-fenol-formaldehldo). Las colas se aplican preferentemente en capas individuales. Las colas pueden usarse en las planchas OSB sin embargo tambien mezcladas. Estas colas se usan, dado que las planchas OSB, tal como se ha mencionado anteriormente, se aprovechan con frecuencia para aplicaciones constructivas. All! deben usarse colas estables a la humedad o al mojado.
Tras el encolado se dispersan las hebras encoladas en aparatos de dispersion de manera alterna longitudinalmente y transversalmente con respecto a la direccion de production, de modo que las hebras estan dispuestas de manera cruzada en al menos tres capas (capa inferior - capa central - capa de cubierta, siendo igual la direccion de dispersion de la capa inferior y de cubierta, sin embargo desviandose de la direccion de dispersion de la capa central).
A continuacion de la dispersion de las hebras se realiza una compactacion continua de las mismas con alta presion y alta temperatura a por ejemplo de 200 a 250 °C.
Tal como han mostrado ahora ciertos estudios, puede observarse en particular durante el encolado (por ejemplo con PMDI) de hebras procedentes de maderas conlferas una penetration o difusion de la cola en la madera. Un motivo de esto es que en particular la cola de PMDI hidrofoba se absorbe por la superficie de madera, que dependiendo de la estacion contiene mas o menos acidos grasos. Con ello esta a disposition la cola en la superficie tan solo parcialmente para el encolado de las hebras.
En particular en la fabricacion de planchas OSB es necesario por consiguiente una aplicacion multiple de cantidades de cola o adhesivo para compensar la penetracion o la absorcion de la cola usada en las virutas de madera o
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Por consiguiente, la presente invencion se basa en el objetivo de superar los inconvenientes expuestos en la fabricacion de planchas OSB y proporcionar un procedimiento que permita la reduccion de las cantidades de cola o adhesivo usadas.
Este objetivo se logra de acuerdo con la invencion mediante una composicion de aglutinante con las caracterlsticas de la reivindicacion 1 y una plancha de materia derivada de la madera con las caracterlsticas de la reivindicacion 13.
De manera correspondiente se facilita una composicion de aglutinante, en particular para planchas de materia derivada de la madera, que puede prepararse a partir de:
- al menos un adhesivo polimerico,
- al menos un alditol tetra-, penta- o sextavalente o un alcohol de valencia superior con mas de seis grupos hidroxi como un compuesto polialcoholico,
- al menos un compuesto de formula general (I)
RaSiX(4-a) (I),
o de formula general (II)
ObXc(OH)dReSiO(4-b-c-d-e)/2 (II),
en la que
- X es H, OH o un resto que puede hidrolizarse seleccionado del grupo que comprende halogeno, alcoxi, carboxi, amino, monoalquilamino o dialquilamino, ariloxi, aciloxi, alquilcarbonilo,
- R es un resto organico que no puede hidrolizarse seleccionado del grupo que comprende alquilo sustituido y no sustituido, arilo sustituido y no sustituido, alquenilo sustituido y no sustituido, alquinilo sustituido y no sustituido, cicloalquilo sustituido y no sustituido, que pueden estar interrumpidos por -O- o -NH-, y
- en la que R puede presentar al menos un grupo funcional Q, que se selecciona de un grupo que contiene un grupo epoxido, hidroxi, eter, amino, monoalquilamino, dialquilamino, anilino sustituido y no sustituido, amida, carboxi, alquinilo, acrilo, acriloxi, metacrilo, metacriloxi, mercapto, ciano, alcoxi, isocianato, aldehldo, alquilcarbonilo, anhldrido acido y/o acido fosforico,
- R y X en cada caso pueden ser iguales o diferentes entre si y
- es a = 0, 1, 2, 3, en particular 0 o 1,
- son b, c, d = 0 o 1 y
- es e = 1, 2, 3.
En el sentido de la presente solicitud es evidente para un experto que los compuestos que contiene silano con la formula general (II) se derivan directamente como productos de hidrolisis y/o condensacion de los compuestos de silano de formula general (I). La hidrolisis y/o condensacion de los compuestos de formula general (I) se condicionan y se ven influidos por las condiciones de reaccion, en particular por condiciones de reaccion acidas durante la preparacion del aglutinante.
Mediante la combinacion de acuerdo con la invencion de compuesto de silano y polialcohol se produce en primer lugar un compuesto o una mezcla de reaccion, que es fuertemente hidrofila debido a la pluralidad de grupos OH en el polialcohol en un lado de la molecula. Por otra parte, la molecula preparada a partir de silano y polialcohol, debido al silano modificado de manera especlfica, dispone de grupos reactivos que pueden reaccionar con el adhesivo polimerico, tal como por ejemplo cola de PMDI, o tambien con los grupos OH de la madera. Estos nuevos compuestos y las macromoleculas producidas mediante condensacion con la cola ahora, debido a los restos hidrofilos, ya no pueden pasar la capa de acidos grasos hidrofoba de las hebras. De manera condicionada por esto permanece la presente composicion de aglutinante sobre la superficie de las hebras o fibras y no difunden hacia el interior de la matriz de madera. Puede decirse tambien que el adhesivo polimerico esta dotado ahora de un anclaje hidrofilo.
El compuesto polialcoholico es un alditol tetra-, penta- o sextavalente o un alcohol de valencia superior con mas de seis grupos hidroxi. A este respecto pueden usarse como alcoholes tetravalentes treitol, eritritol, pentaeritritol, como alcoholes pentavalentes arabitol, adonitol, xilitol y como alcoholes sextavalentes sorbitol, manitol, dulcitol, dipentaeritritol. Tambien pueden usarse alcoholes de valencia superior con mas de seis grupos hidroxi, como por ejemplo siete u ocho grupos hidroxi y como n-poliglicoles y n-poli(alcoholes vinllicos). Los poliglicoles adecuados son por ejemplo polietilenglicoles o polipropilenglicoles. Ha resultado especialmente ventajoso el uso de sorbitol.
La cantidad del compuesto polialcoholico en la composicion de aglutinante asciende a entre el 5 % y el 50 % en
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peso, preferentemente del 10 % al 30 % en peso, en particular preferentemente del 5 % al 10 % en peso con respecto a la cantidad total de la composicion de aglutinante.
El resto X se selecciona ventajosamente de un grupo que contiene fluor, cloro, bromo, yodo, alcoxilo C1-6, en particular metoxi, etoxi, n-propoxi y butoxi, ariloxi C6-10, en particular fenoxi, aciloxi C2-7, en particular acetoxi o propionoxi, alquilcarbonilo C2-7, en particular acetilo, monoalquilamino o dialquilamino con C1 a C12, en particular C1 a C6. Los grupos que pueden hidrolizarse especialmente preferentes son grupos alcoxi C1-4, en particular metoxi y etoxi.
El R que no puede hidrolizarse se selecciona preferentemente de un grupo que comprende alquilo C1-C30 sustituido y no sustituido, en particular alquilo C5-C25, alquenilo C2-C6 sustituido y no sustituido, alquinilo C2-C6 sustituido y no sustituido y arilo C6-C10 sustituido y no sustituido.
En una forma de realization, el resto que no puede hidrolizarse R se selecciona del grupo que contiene metilo, etilo, n-propilo, isopropilo, n-butilo, s-butilo, t-butilo, pentilo, hexilo, ciclohexilo, vinilo, 1-propenilo, 2-propenilo, butenilo, acetilenilo, propargilo, fenilo y naftilo.
Por el termino “resto organico que no puede hidrolizarse” ha de entenderse en el contexto de la presente invention un resto organico que en presencia de agua no conduzca a la formation de un grupo OH o grupo NH2 enlazado con el atomo de Si.
En una variante, el al menos un grupo funcional Q se selecciona de un grupo que contiene un grupo epoxido, hidroxi, eter, acrilo, acriloxi, metacrilo, metacriloxi, amino, alcoxi, ciano y/o isociano. El al menos un grupo funcional Q, que esta contenido en el resto R organico que no puede hidrolizarse, comprende en otra variante ventajosamente un grupo epoxido, en particular un grupo glicidilo o glicidiloxi, un grupo alcoxi, un grupo amino o un grupo isociano.
Los grupos funcionales, a traves de los cuales es posible una reticulation con el adhesivo polimerico y la superficie de la madera, comprenden en particular grupos polimerizables y/o policondensables, entendiendose por la reaction de polimerizacion tambien reacciones de poliadicion. Los grupos funcionales se seleccionan preferentemente de modo que por medio de reacciones de polimerizacion y/o condensation eventualmente catalizadas puede realizarse una reticulacion organica entre el adhesivo polimerico y la superficie de madera y tambien eventualmente entre distintos sistemas de adhesivo.
En una forma de realizacion especialmente preferente se usan como silanos tetraetoxisilano, metiltrietoxisilano, gamma-isocianatopropiltrietoxisilano o un glicidiloxipropiltrietoxisilano.
Tal como se ha descrito, el resto que no puede hidrolizarse R dispone obligatoriamente de al menos un grupo funcional Q. Ademas puede encontrarse el resto R tambien sustituido con otros restos.
El termino “sustituido”, en uso con “alquilo”, “alquenilo”, “arilo”, etc., designa la sustitucion de uno o varios atomos, por regla general atomos de H, por uno o varios de los siguientes sustituyentes, preferentemente por uno o dos de los siguientes sustituyentes: halogeno, hidroxi, hidroxi protegido, oxo, oxo protegido, cicloalquilo C3-C7, alquilo biclclico, fenilo, naftilo, amino, amino protegido, amino monosustituido, amino monosustituido protegido, amino disustituido, guanidino, guanidino protegido, un anillo heteroclclico, un anillo heteroclclico sustituido, imidazolilo, indolilo, pirrolidinilo, alcoxi C1-C12, acilo C1-C12, aciloxi C1-C12, acriloiloxi, nitro, carboxi, carboxi protegido, carbamollo, ciano, metilsulfonilamino, tiol, alquiltio C1-C10 y alquilsulfonilo C1-C10. Los grupos alquilo, grupos arilo, grupos alquenilo sustituidos pueden estar sustituidos una vez o varias veces y preferentemente de 1 o 2 veces, con los mismos o distintos sustituyentes.
El termino “alquinilo”, tal como se usa en el presente documento, designa un resto de formula R-C=C-, en particular un “alquinilo C2-C6”. Los ejemplos de alquinilos C2-C6 incluyen: etinilo, propinilo, 2-butinilo, 2-pentinilo, 3-pentinilo, 2- hexinilo, 3-hexinilo, 4-hexinilo, vinilo as! como di- y tri-inos de cadenas de alquilo lineales y ramificadas.
El termino “arilo”, tal como se usa en el presente documento, designa hidrocarburos aromaticos, por ejemplo fenilo, bencilo, naftilo o antrilo. Los grupos arilo sustituidos son grupos arilo que, tal como se ha definido anteriormente, estan sustituidos con uno o varios sustituyentes, tal como se han definido anteriormente.
El termino “cicloalquilo” comprende los grupos ciclopropilo, ciclobutilo, ciclopentilo, ciclohexilo y cicloheptilo.
En una forma de realizacion preferente presenta la presente composicion de aglutinante al menos dos compuestos de formula general (I) y/o (II).
As! puede usarse una composicion de aglutinante, en la que un primer compuesto corresponde a la formula SiX4 con X OH o alcoxi, en particular metoxi, etoxi, n-propoxi o i-propoxi, y un segundo compuesto corresponde a la formula RaSiX(4-a) con a = 1 o 2, siendo X OH o alcoxi, en particular metoxi, etoxi, n-propoxi o i-propoxi, R es metilo, etilo, n- propilo o n-butilo y Q es un grupo glicidilo o glicidiloxi, un grupo alcoxi, un grupo amina o un grupo isociano. Segun
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esto, la proporcion molar del primer y segundo compuesto puede ascender a de 0,1 a 1 mol, preferentemente a de 0,1 a 0,5 mol, en particular preferentemente a de 0,1 a 0,4 mol.
En una forma de realization de la presente composition de aglutinante se usa preferentemente un adhesivo polimerico que se selecciona del grupo que contiene adhesivos de formaldehldo, adhesivos de poliuretano, adhesivos de resina epoxldica, adhesivos de poliester. Como adhesivo de condensado de formaldehldo puede usarse en particular un adhesivo de resina de fenol-formaldehldo (PF), un adhesivo de resina de cresol/resorcina- formaldehldo, adhesivo de resina de urea-formaldehldo (UF) y/o adhesivo de resina de melamina-formaldehldo (MF).
En cuestion se prefiere el uso de un adhesivo de poliuretano, siendo el adhesivo de poliuretano a base de poliisocianatos aromaticos, en particular polidifenilmetanodiisocianato (PMDI), toluilendiisocianato (TDI) y/o difenilmetanodiisocianato (MDI), prefiriendose especialmente PMDI.
En otra forma de realizacion del presente procedimiento es posible igualmente usar mas de un adhesivo polimerico. As! pueden usarse como primer adhesivo polimerico al menos un adhesivo de policondensacion como un adhesivo de poliamida, un adhesivo de poliester, un adhesivo de silicona y/o un adhesivo de condensado de formaldehldo, en particular un adhesivo de resina de fenol-formaldehldo (PF), un adhesivo de resina de cresol/resorcina-formaldehldo, adhesivo de resina de urea-formaldehldo (UF) y/o adhesivo de resina de melamina-formaldehldo (MF), y como segundo adhesivo polimerico al menos un adhesivo de poliadicion como un adhesivo de resina epoxldica, de policianurato y/o un adhesivo de poliuretano, en particular un adhesivo de poliuretano a base de polidifenilmetanodiisocianato (PMDI). Los sistemas de adhesivo hlbrido de este tipo se conocen por el documento EP 2 447 332 B1.
En otra forma de realizacion asciende el contenido de adhesivo polimerico en la composicion de aglutinante usada en cuestion a al menos el 95 % en peso, preferentemente a al menos el 80 % en peso, en particular preferentemente a al menos el 70 % en peso.
A este respecto puede ascender la cantidad de mezcla de reaction de al menos un compuesto de silano de formula (I) y/o (II) y el al menos un compuesto polialcoholico a del 1 % al 20 % en peso, preferentemente del 2 % al 15 % en peso, en particular preferentemente del 3 % al 10 % en peso con respecto a la cantidad de adhesivo polimerico.
El contenido de disolvente, que esta condicionado esencialmente por el uso de los silanos, se encuentra igualmente entre el 1 % y el 15 % en peso, preferentemente del 2 % al 13 % en peso, en particular preferentemente entre el 4 % y el 10 % en peso. En estas indicaciones sin embargo no se considera inicialmente el contenido de disolvente procedente del adhesivo polimerico.
Una variante especialmente preferente de la presente composicion de aglutinante comprende ortosilicato de tetraetilo, glicidiloxipropiltrietoxisilano, sorbitol y cola de PMDI como adhesivo polimerico.
En otra forma de realizacion de la presente composicion de aglutinante es posible anadir a la composicion nanopartlculas. Las partlculas usadas preferentemente a este respecto presentan un tamano entre 2 y 400 nm, preferentemente entre 2 y 100 nm, en particular preferentemente entre 2 y 50 nm. Las partlculas pueden ser en particular de naturaleza oxldica, hidroxldica o oxihidroxldica, que pueden prepararse por medio de distintos procedimientos tales como por ejemplo procedimiento de intercambio de iones, procedimiento de plasma, procedimiento sol-gel, molienda o tambien deposition a la llama. En una forma de realizacion preferente se usan partlculas a base de SiO2, A2O3, ZrO2, TiO2, SnO, pudiendose usar de manera especialmente preferente partlculas de SiO2 en nanoescala en forma de una suspension acuosa (por ejemplo suspension acida de SiO2 estabilizada con cationes de Al3+ - o Na+).
Tal como se ha mencionado ya anteriormente, la presente composicion de aglutinante puede usarse en la fabrication de planchas de virutas de madera o planchas de fibras de madera, en particular planchas OSB, HDF o MDF, as! como madera contrachapada y madera laminada.
La composicion de aglutinante usada en cuestion puede prepararse en un procedimiento que comprende las siguientes etapas:
- proporcionar al menos uno, preferentemente al menos dos compuestos distintos de formulas generales (I) y/o
(ii);
- anadir al menos un alditol tetra-, penta- o sextavalente o un alcohol de valencia superior con mas de seis grupos hidroxi como un compuesto polialcoholico;
- anadir al menos un catalizador, en particular un acido, a la mezcla compuesta de al menos un compuesto de formula (I) y/o (II) y al menos un compuesto polialcoholico;
- hacer precipitar y separar la mezcla de reaccion compuesta de al menos un compuesto de formula (I) y/o (II)y al menos un compuesto polialcoholico, y
- anadir al menos un (primer) adhesivo polimerico a la mezcla de reaccion separada compuesta de al menos un
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compuesto de formula (I) y/o (II) y al menos un compuesto polialcoholico.
En otra etapa es igualmente posible anadir un segundo adhesivo polimerico adicional a la composicion de aglutinante. El segundo adhesivo polimerico se diferencia preferentemente del primer adhesivo polimerico. Es concebible por ejemplo usar como primer adhesivo polimerico un adhesivo de poliuretano como por ejemplo PMDI y usar como un segundo adhesivo polimerico un adhesivo de formaldehldo, tal como un adhesivo de melamina- formaldehldo.
Los acidos inorganicos y/u organicos adecuados como catalizador se seleccionan de un grupo que contiene acido fosforico, acido acetico, acido p-toluenosulfonico, acido clorhldrico, acido formico o acido sulfurico. Igualmente son adecuadas sales de amonio como sulfato de amonio, que reaccionan como acidos debiles. Se prefiere especialmente acido p-toluenosulfonico.
Para hacer precipitar la mezcla de reaccion compuesta de al menos un compuesto de formula (I) y/o (II) y al menos un compuesto polialcoholico ha resultado especialmente adecuado el uso de glicerofosfato de sodio. Como otros agentes de precipitacion se tienen en consideracion tambien bases como NaOH, KOH, o soluciones de hidroxido de amonio.
Preferentemente se anade el agente de precipitacion junto con agua a la mezcla de reaccion compuesta de al menos un compuesto de formula (I) y/o (II) y al menos un compuesto polialcoholico. De esta manera se concentra el producto de reaccion compuesto de al menos un compuesto de formula (I) y/o (II) y al menos un compuesto polialcoholico en la fase acuosa y se separa de los productos de hidrolisis, tal como por ejemplo etanol.
En el caso de que se anadan mediante mezclado nanopartlculas a la composicion de aglutinante, se usan las partlculas preferentemente en una cantidad entre el 0,1 % y el 15 % en peso, preferentemente del 0,5 % al 10 % en peso, en particular preferentemente entre el 1 % y el 5 % en peso.
Las temperaturas durante todo el proceso de preparacion del sistema de adhesivo se encuentran habitualmente en intervalos entre 20 °C y 80 °C, preferentemente entre 30 °C y 60 °C.
El objetivo de la presente invencion se logra igualmente mediante una plancha de materia derivada de la madera con la presente composicion de aglutinante.
De manera correspondiente, en al menos una plancha de materia derivada de la madera, en particular una plancha de virutas de madera y/o plancha de fibras de madera, tal como por ejemplo una plancha OSB, HDF o mDf, esta contenida al menos una composicion de aglutinante de acuerdo con la invencion. Ha de mencionarse que en particular el uso de los adhesivos PMDI y MUPF en la capa de cubierta de planchas OSB mejora los valores tecnologicos de las planchas como resistencia a la traccion transversal y a la flexion y reduce al mismo tiempo el hinchamiento.
El contenido de composicion de aglutinante en la plancha de materia derivada de la madera, en particular una plancha de materia derivada de la madera OSB, asciende a entre el 1,0 % y el 2,5 % en peso, preferentemente a entre el 1,5 % y el 2,4 % en peso, en particular preferentemente entre el 1,7 % y el 2,2 % en peso, con respecto a la cantidad total de las fibras de madera o hebras de madera. En una variante, la plancha de materia derivada de la madera OSB contiene un adhesivo de poliuretano o un adhesivo de formaldehldo como adhesivo polimerico.
La presente plancha de materia derivada de la madera se fabrica en un procedimiento con las siguientes etapas:
a) preparar recortes de madera o virutas de madera (hebras de OSB) a partir de maderas adecuadas,
b) desprender las virutas de los recortes de madera para obtener fibras de madera,
c) eventualmente almacenar provisionalmente las virutas de madera o fibras de madera, en particular en silos o tolvas,
d) secar las virutas de madera o fibras de madera,
e) clasificar o distribuir las virutas de madera o fibras de madera de manera correspondiente al tamano de las virutas de madera o fibras de madera,
f) eventualmente triturar posteriormente las virutas de madera o fibras de madera y almacenar provisionalmente,
g) aplicar las virutas de madera o fibras de madera sobre una cinta transportadora por medio de distribution por la corriente de aire y/o por proyeccion y
h) compactar las virutas de madera o fibras de madera dispuestas sobre la cinta transportadora, en el que la composicion de aglutinante de acuerdo con la invencion puede anadirse antes, durante y/o tras una de las etapas b) a h). La composicion de aglutinante puede mezclarse, por tanto, en cualquier momento del procedimiento de preparacion con las virutas de madera o fibras de madera. Es tambien concebible que el adhesivo se aplique en varios sitios sobre las virutas de madera o fibras de madera.
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Adicionalmente a las etapas de procedimiento mencionadas anteriormente se limpian los recortes de madera antes de su trituracion de sustancias extranas por ejemplo en el contexto de una limpieza en seco o limpieza en mojado.
En una forma de realization preferente se aplica por pulverization la composition de aglutinante sobre las virutas de madera o fibras de madera. La cantidad de la composicion de aglutinante aplicada se encuentra entre el 1 % y el 2,5 % en peso, con respecto a la cantidad usada de virutas o fibras.
En el caso de la fabrication de planchas OSB pueden presentar las hebras de madera usadas una longitud entre 50 y 200 mm, preferentemente de 70 a 180 mm, en particular preferentemente de 90 a 150 mm; una anchura entre 5 y 50 mm, preferentemente de 10 a 30 mm, en particular preferentemente de 15 a 20 mm; y una densidad entre 0,1 y 2 mm, preferentemente entre 0,3 y 1,5 mm, en particular preferentemente entre 0,4 y 1 mm.
Por medio del procedimiento de acuerdo con la invention es posible dotar las planchas de virutas o planchas de fibras, tal como planchas OSB, MDF o HDF de la composicion de aglutinante de acuerdo con la invencion.
La invencion se explica en mas detalle a continuation con referencia a las figuras de los dibujos en un ejemplo de realizacion.
Ejemplo de realizacion
A una mezcla que esta constituida por 20,33 g de ortosilicato de tetraetilo (0,1 mol) y 139,2 de glicidiloxipropiltrietoxisilano (0,5 mol) se anade con agitation una mezcla de 34,2 g de sorbitol (50 % en peso en agua desmineralizada) y 4 g de acido para-toluenosulfonico. Segun esto se realizan una hidrolisis de la mezcla de silano y una reaction con el sorbitol, manteniendose bajo de manera intencionada el grado de condensation. El desarrollo de la reaccion y el grado de condensacion se siguen por medio de mediciones RMN-Si.
Tras un tiempo de agitacion de 4 horas se anade una mezcla de 136,8 g de agua desmineralizada y 34 g de glicerofosfato de sodio a la mezcla de reaccion anterior. Esta mezcla se agita otros 60 minutos.
Tras un tiempo de reposo de aprox. 1 hora se forma una mezcla de dos fases. La fase inferior ahora acuosa que contiene el producto de reaccion de silanos y sorbitol se separa de la fase superior de alcohol.
A 428 g de cola de PMDI se anade la fase de aglutinante acuosa que contiene el producto de reaccion de silanos y sorbitol. Esta mezcla debe ser homogenea. La fase de aglutinante acuosa se anade en las concentraciones del 5 % en peso y el 20 % en peso al PMDI como aglutinante.
A continuacion se aplica la composicion de aglutinante sobre un patron de plancha de virutas o una muestra de plancha de virutas. Sobre una superficie de corte de la muestra de madera se anadio en cada caso 1 ml de la solution y se seco en el armario de secado a 100 °C durante 15 minutos. A continuacion se determino visualmente la profundidad de penetration de la solucion. Por ensayo se sometieron a prueba en cada caso 5 muestras de madera.
Resultados:
La cola de PMDI pura se infiltra en este procedimiento (curado a 100 °C durante 15 min) ampliamente en la muestra de plancha de virutas y por consiguiente desaparece de la superficie adhesiva. A este respecto, la cola de PMDI se hunde muy ampliamente en la muestra de plancha de virutas, lo que puede distinguirse tanto en el lado delantero como tambien en el lado trasero de la muestra de plancha de virutas.
Por el contrario, con la adicion del 5 % en peso de producto de reaccion de silanos y sorbitol a la cola de PMDI tras curado a 100 °C durante 15 min se obtiene otro resultado. As! no puede distinguirse tanto en el lado delantero como en el lado trasero ningun tipo de trazas de penetracion de la cola modificada. Con aumento del contenido en producto de reaccion de silanos y sorbitol hasta el 20 % en peso y curado a 100 °C durante 15 min permanece la cola incluso completamente sobre la superficie y parece que se espuma ligeramente.
Los resultados demuestran de manera unlvoca que mediante adicion de una mezcla de reaccion de silanos modificados con una polialcohol, como por ejemplo sorbitol, a una cola de PMDI puede impedirse una absorcion o difusion de la cola de PMDI en las fibras de madera, de manera que se posibilita una reduction de la cantidad de aglutinante necesaria en el procedimiento de fabricacion de planchas de materia derivada de la madera.

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    REIVINDICACIONES
    1. Composicion de aglutinante, en particular para planchas de materia derivada de la madera, que puede prepararse a partir de
    - al menos un adhesivo polimerico,
    - al menos un alditol tetra-, penta- o sextavalente o un alcohol de Valencia superior con mas de seis grupos hidroxi como un compuesto polialcoholico,
    - al menos un compuesto de formula general (I)
    RaSiX(4-a) (I),
    o de formula general (II)
    ObXc(OH)dReSiO(4-b-c-d-e)/2 (II),
    en la que
    - X es H, OH o un resto que puede hidrolizarse seleccionado del grupo que comprende halogeno, alcoxi, carboxi, amino, monoalquilamino o dialquilamino, ariloxi, aciloxi, alquilcarbonilo,
    - R es un resto organico que no puede hidrolizarse seleccionado del grupo que comprende alquilo sustituido y no sustituido, arilo sustituido y no sustituido, alquenilo sustituido y no sustituido, alquinilo sustituido y no sustituido, cicloalquilo sustituido y no sustituido, que pueden estar interrumpidos por -O- o -NH-, y
    - en la que R puede presentar al menos un grupo funcional Q, que se selecciona de un grupo que contiene un grupo epoxido, hidroxi, eter, amino, monoalquilamino, dialquilamino, anilino sustituido y no sustituido, amida, carboxi, alquinilo, acrilo, acriloxi, metacrilo, metacriloxi, mercapto, ciano, alcoxi, isocianato, aldehldo, alquilcarbonilo, anhldrido de acido y/o acido fosforico,
    - R y X en cada caso pueden ser iguales o diferentes entre si, y
    - a = 0, 1, 2, 3, en particular 0 o 1,
    - b, c, d = 0 o 1, y
    - e = 1, 2, 3.
  2. 2. Composicion de aglutinante segun la reivindicacion 1, caracterizada por que como el al menos un alditol se usan los alcoholes tetravalentes treitol, eritritol, los alcoholes pentavalentes arabitol, adonitol, xilitol y los alcoholes sextavalentes sorbitol, manitol, dulcitol.
  3. 3. Composicion de aglutinante segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que X se selecciona de un grupo que contiene fluor, cloro, bromo, yodo, alcoxi C1-6, en particular metoxi, etoxi, n-propoxi y butoxi, ariloxi C6-10, en particular fenoxi, aciloxi C2-7, en particular acetoxi o propionoxi, alquilcarbonilo C2-7, en particular acetilo, monoalquilamino o dialquilamino con C1 a C12, en particular de C1 a C6.
  4. 4. Composicion de aglutinante segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que R se selecciona de un grupo que comprende alquilo C1-C3o sustituido y no sustituido, en particular alquilo Cs-C25, alquenilo C2-C6 sustituido y no sustituido, alquinilo C2-C6 sustituido y no sustituido y arilo C6-C10 sustituido y no sustituido.
  5. 5. Composicion de aglutinante segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que R se selecciona del grupo que contiene metilo, etilo, n-propilo, isopropilo, n-butilo, s-butilo, t-butilo, pentilo, hexilo, ciclohexilo, vinilo, 1-propenilo, 2-propenilo, butenilo, acetilenilo, propargilo, fenilo y naftilo.
  6. 6. Composicion de aglutinante segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el al menos un grupo funcional Q se selecciona de un grupo que contiene el grupo epoxido, hidroxi, eter, acrilo, acriloxi, metacrilo, metacriloxi, amino, alcoxi, ciano y/o isociano.
  7. 7. Composicion de aglutinante segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el al menos un grupo funcional Q es un grupo epoxido, en particular un grupo glicidilo o glicidiloxi, un grupo alcoxi, un grupo amino o un grupo isociano.
  8. 8. Composicion de aglutinante segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que se usan al menos dos compuestos de formulas generales (I) y/o (II).
  9. 9. Composicion de aglutinante segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el adhesivo polimerico se selecciona del grupo que contiene adhesivos de formaldehldo, adhesivos de poliuretano, adhesivos de resina epoxldica, adhesivos de poliester.
  10. 10. Composicion de aglutinante segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que como adhesivo polimerico es un adhesivo de poliuretano a base de polidifenilmetanodiisocianato (PMDI).
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  11. 11. Uso de una composicion de aglutinante segun una de las reivindicaciones anteriores en la fabricacion de planchas de virutas de madera o planchas de fibras de madera, en particular planchas OSB, HDF o MDF, asi como madera contrachapada y madera laminada.
  12. 12. Procedimiento para la preparation de una composicion de aglutinante segun una de las reivindicaciones 1 a 10 que comprende las etapas:
    - proporcionar al menos uno, preferentemente al menos dos compuestos distintos de formulas generales (I) y/o
    (II);
    - anadir al menos un alditol tetra-, penta- o sextavalente o un alcohol de Valencia superior con mas de seis grupos hidroxi como compuesto polialcoholico;
    - anadir al menos un catalizador, en particular un acido, a la mezcla compuesta de al menos un compuesto de formulas (I) y/o (II) y al menos un compuesto polialcoholico;
    - hacer precipitar y separar la mezcla de reaction compuesta de al menos un compuesto de formulas (I) y/o (II) y al menos un compuesto polialcoholico, y
    - anadir al menos un sistema de adhesivo polimerico a la mezcla de reaccion separada compuesta de al menos un compuesto de formulas (I) y/o (II) y al menos un compuesto polialcoholico.
  13. 13. Plancha de materia derivada de la madera, en particular una plancha de virutas de madera y/o una plancha de fibras de madera, que comprende al menos una composicion de aglutinante segun una de las reivindicaciones 1 a 10.
  14. 14. Procedimiento para la fabricacion de una plancha de materia derivada de la madera segun la revindication 13 que comprende las etapas:
    a) preparar recortes de madera o virutas de madera (hebras de OSB) a partir de maderas adecuadas,
    b) desprender las virutas de los recortes de madera para dar fibras de madera,
    c) eventualmente almacenar provisionalmente las virutas de madera o las fibras de madera, en particular en silos o tolvas,
    d) secar las virutas de madera o las fibras de madera,
    e) clasificar o distribuir las virutas de madera o las fibras de madera de manera correspondiente al tamano de las virutas de madera o las fibras de madera,
    f) eventualmente triturar posteriormente las virutas de madera o las fibras de madera y almacenarlas provisionalmente,
    g) aplicar las virutas de madera o la fibras de madera sobre una cinta transportadora por medio de distribution por la corriente de aire y/o por proyeccion y
    h) compactar las virutas de madera o las fibras de madera dispuestas sobre la cinta transportadora, caracterizado por que
    al menos una composicion de aglutinante segun una de las reivindicaciones 1 a 10 puede anadirse antes, durante y/o despues de una de las etapas b) a h).
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