NO340927B1

NO340927B1 - Spesielle aminoalkylsilanforbindelser som bindere for komposittmaterialer

Info

Publication number: NO340927B1
Application number: NO20081461A
Authority: NO
Inventors: Roland Edelmann; Jaroslaw Monkiewicz; Burkhard Standke; Alireza Kharazipour; Peter Jenkner; Lars Kloeser
Original assignee: Evonik Degussa Gmbh
Priority date: 2005-08-26
Filing date: 2008-03-25
Publication date: 2017-07-17
Also published as: US20080233341A1; NO20081461L; CA2620102C; HUE031618T2; ES2622096T3; EP1917310A1; DE102006006654A1; CA2620102A1; EP1917310B1; US8039110B2; PL1917310T3; WO2007023007A1; PT1917310T

Description

Den foreliggende oppfinnelsen angår komposittmaterialer basert på cellulose- eller lignocelluloseholdige materialer og organosilisiumforbindelser som bindemidler, en fremgangsmåte for fremstilling av disse for uten bruken av spesielle organosilisiumforbindelser eller en løsning av disse.

Organosilisiumforbindelser blir brukt i form av forskjellige silaner, deres reaksjonsprodukter og tilsvarende formuleringer ved produksjonen av komposittmaterialer, da spesielt de som er basert på naturlige eller nesten naturlige fibere, for eksempel cellulose eller lignocelluloseholdige materialer.

Trebaserte materialer omfatter opp til 20 % av et bindemiddel eller andre additiver. Det mest vanlige brukte bindemiddel på verdensbasis for trebaserte materialer er urea-formaldehydresin (UF-resin).

Formaldehydresinbundet, trebaserte materialer har imidlertid et kontinuerlig formaldehydutslipp, som til tross for at det er i overensstemmelse med retningslinjene (EN 120 og DIBt retningslinje 100, klasse El = 0,1 ppm), er problematisk ut fra forbrukerbeskyttelse, ettersom mange undersøkelser har vist at formaldehyd ikke bare påvirker sentralnervesystemet, men også kan forårsake karsinomer. Nylig har det også vært et økende krav på en ytterligere reduksjon i de tillatte formaldehydkonsentrasj onene.

Trebaserte materialer limt med UF-resin har videre relativt lav varme og fuktighetsresistens, noe som utelukker deres bruk i spesielle områder, for eksempel når det kreves høy styrke og god belastningsbærende evne, for uten for utendørs formål.

I tillegg til UF-resiner, så er også 10 % fenol-formaldehydresin (PF-resin) blitt brukt for produksjon av trebaserte materialer.

Organiske isocyanater er blitt brukt i små mengder i den trebaserte materialindustrien for fremstilling av materialer med gode mekaniske og vannresistente egenskaper.

I alt vesentlig er det difenylmetandiisocyanat (PMDI) som er blitt brukt. I motsetning til de systemer som er beskrevet ovenfor, så danner isocyanatene kjemiske forbindelser med ben, da særlig med ligning og cellulose.

Bruken av PMDI som et bindemiddel har imidlertid en rekke ulemper. Dette gjelder særlig anvendelsesteknologi hvor affiniteten til metall er en årsak til klager, ettersom PMDI-limte fliser og fibere kan feste seg til trykkbeltene under varmepressing. På grunn av dette er det nødvendig i denne sammenheng å arbeide med kostbare, spesielt belagte trykkbelter.

I tillegg til dette er det meget strenge arbeidssikkerhetstiltak som må tilveiebringes og overholdes når det gjelder arbeid med PMDI.

Bindemidler eller bindemiddelsystemer for naturlige eller nær naturlige, trebaserte materialer, så som for eksempel potetmasse (EP 0 613 906 Al, DE 43 06 441 Al, DE 43 40 517 Al, DE 434 5185 Al), gir ikke en effekt som er i overensstemmelse med de ønskede standarder for alle formål (i denne sammenheng se også "Enzymes of white rot fungi as a basis for the preparation of binders for wood-based materials" av A. R. Kharazipour, Vol. 121, JD. Sauerlånders Verlag, Frankfurt am Main, ISBM 3-7939-5124-3).

DE 100 37 724 Al beskriver en fremgangsmåte for fremstilling av komposittmaterialer fra organiske stoffer som et bindemiddel, basert på hydrogen-, alkyl-, alkenyl-, fenyl-, glysidyloksyalkyl-, akryloyloksyalkyl- og metakryloyloksyalkyl-funksj onell siloksaner.

DE 196 47 369 Al angår komposittmaterialer basert på glassfibere, mineralfibere eller trebaserte materialer, hvor det anvendte bindemiddelet er et såkalt nanokomposittmateriale, som er fremstilt ved sol-gel prosessen og blant annet basert på kolloidale uorganiske partikler og et eller flere hydrolyserbare organosilaner. De anvendte silanene kan bære klorid, alkoksy, acetoksy, alkyl, alkenyl, aryl, glysidyloksyalkyl og metakryloksyalkylgrupper som funksjonelle grupper.

WO 98/22536 beskriver videre komposittmaterialer basert på plantematerialer som nevnt ovenfor, og over anbefalingen fra DE 196 47 369 Al, med alkynyl-, alkakryl-og arylalkylengrupper som eventuelt kan også ha en eller flere substituenter, så som halogen, alkoksy, hydroksyl, amino eller epoksidgrupper, foruten polysiloksanene fra sol-gel systemet, som mulige radikaler som ikke kan elimineres hydrolytisk, i tillegg til alkyl og alkenylgrupper. Ifølge WO 98/22536 så kan videre rent metyltrietoksysilan eller en blanding av metyltrietoksysilan og tetraalkoksysilan brukes som et bindemiddel for produksjon av et komposittmateriale.

En vesentlig ulempe ved de ovennevnte systemer er at det også brukes hydrolyserbare alkoksider. Disse har et damptrykk som ikke er neglisjerbart og som dessuten eliminerer alkohol som et hydrolyseprodukt. I praksis, ved bearbeiding, ved hjelp av den type maskiner som brukes i forbindelse med sponplater, så fører dette til et betydelig luktproblem og en risiko på grunn av eksplosive damper.

EP 0 716 127 Bl og EP 0 716 128 Bl beskriver vannbaserte aminoalkyl-/alkyl-/hydroksyl- eller alkoksysiloksanholdige sammensetninger som blant annet brukes for å gi hydrofobe egenskaper til tekstiler, lær, celluloseprodukter og stivelsesprodukter. Slike aminoalkylorganohydroksysiloksaner som er løselig i vann eller i blandinger av vann og alkohol, er også ofte betegnet som hydrosilsystemer. Fluoralkylfunksjonelle hydrosilsystemer er for eksempel beskrevet i EP 0 846 716 Bl, EP 0 846 717 Bl og EP 1 101 787 A2.

US 6, 916, 507 B2 beskriver vannbaserte hydrofobe sammensetninger som kan benyttes i behandling va lignocellulosematerialer. Videre angir JP 2004/223778 A lignende blandinger av silan ko-hydrolysater som US 6, 916, 507 B2 anvendt som bindemiddel for lignocelluloseprodukter som er oppnådd ved bruk av varme og trykk.

Hensikt ved den foreliggende oppfinnelsen er tilveiebringelsen av mindre farlige trekompositter som har en høy mekaniskstyrke og redusert svellingsoppførsel .

Denne hensikten oppnås ifølge den foreliggende oppfinnelse slik den er angitt i patentkravene.

En har således overraskende funnet nye komposittmaterialer med vesentlig forbedrede egenskaper, og basert på (a) minst et cellulose- eller lignocelluloseholdig materiale, og (b) som et bindemiddel, minst et aminoalkylsilan med formel (I)

hvor gruppene R<1>og R<2>kan være identiske eller forskjellige, og i hvert tilfelle kan være H eller en lineær, forgrenet eller syklisk Ci- til C20-alkylgruppe, eller en arylgruppe eller en aminokarbylgruppe med formelen H2N-(C=0)- (resulterende ureidogruppe), R<3>er H eller en lineær eller forgrenet Ci- til Cs-alkylgruppe, og hvor gruppene R<4>er identiske eller forskjellige og R<4>er H eller metyl, a er fra 1 til 10, fortrinnsvis 3, gruppene R er identiske eller forskjellige, og hvor R er H eller en lineær eller forgrenet Ci- til Cs-alkylgruppe, og r er 0 eller 1 eller 2, og hvor det er mulig at gruppene R<1>og R2 eventuelt er substituert, og hvor foretrukne substituenter er valgt fra serien F, Cl, Br og I eller silylgruppen med formen -

(CHR4 )2'Si(R3')r,(OR')3-r' eller aminoalkylgrupper med formen

-(CHR<4>')a'NR1'R<2>', for eksempel

-(CH2)3Si(OCH3)3,

-(CH2)3Si(OC2H5)3,

-(CH2)3Si(CH3)(OCH3)2,

-(CH2)3Si(CH3)(OC2H5)2,

-(CH2)2NH(CH2)3Si(OCH3)3,

-(CH2)2NH(CH2)3Si(OC2H5)3,

-(CH2)2NH(CH2)3Si(CH3)(OCH3)2,

-(CH2)2NH(CH2)3Si(CH3)(OC2H5)2,

-(CH2)2NH(CH2)2NH(CH2)3Si(OCH3)3,

-(CH2)2NH(CH2)2NH(CH2)3Si(OC2H5)3, -(CH2)2NH(CH2)2NH(CH2)3Si(CH3)(OCH3)2,

-(CH2)2NH(CH2)2NH(CH2)3Si(CH3)(OC2H5)2,

og forgrenede aminoalkylfunksjonelle grupper så som

for nevne bare noen få eksempler i hvert enkelt tilfelle,

a' er fra 1 til 10 og r' er 0 eller 1 eller 2, og R', R<1>', R<2>',R<3>',R<4>' har samme betydning som de tilsvarende gruppene R, R<1>, R<2>, R<3>og R<4>, slik disse er definert ovenfor,

eller

minst et samkondensat av minst et aminoalkylsilan med den generelle formel (I) og minst et ytterligere funksjonelt silan med den generelle formelen (II)

hvor R7 er H eller en vinylgruppe eller en aminogruppe eller en glycidyloksygruppe eller en akryloyloksygruppe eller en metakryloyloksygruppe eller en merkaptogruppe eller en sulfangruppe eller en lineær eller forgrenet Ci- til C20-alkylgruppe eller en arylgruppe, og hvor gruppen R<7>eventuelt kan være substituert, og hvor gruppene R6 er identiske eller forskjellige, og hvor R<6>er H eller metyl, b er fra 0 til 18, fortrinnsvis 0, 1, 2, 3, 4, 8, 16 eller 19, R5 er H eller en lineær eller forgrenet Ci- til Cs alkylgruppe, gruppene R er identiske eller forskjellige, og R er H eller en lineær eller forgrenet Ci- Cs-alkylgruppe, og p er 0 1 eller 2,

og hvor aminofunksj onene i samkondensatet eventuelt kan være delvis eller fullstendig nøytralisert med en uorganisk eller organisk syre (i det etterfølgende betegnet som HX eller HnX, hvor n = 1, 2 eller 3), og hvor X fortrinnsvis er F", Cl", Br", I", NO3-, HSO4-, S04<2>\ H2PO4-, HPO4<2>-, P04<3>\ HCOO" eller CHsCOO",

eller

en vandig løsning som inneholder minst et aminoalkylsilan med formel (I) eller minst et samkondensat basert på minst et aminoalkylsilan med den generelle formel (I) og minst et ytterligere funksjonelt silan med den generelle formel (II),

de foreliggende komposittmaterialene lar seg fremstille på en enkel og økonomisk måte ved

behandle tørket eller fuktig cellulose- eller lignocelluloseholdig materiale med

en væske eller en løsning som inneholder minst en aminosilanforbindelse med formel (I) eller minst et samkondensat basert på minst et aminoalkylsilan med den generelle formel (I) og minst et ytterligere funksjonelt silan med den generelle formel (II), og

bringe det således behandlede cellulose eller lignocellulosematerialer i en

forønsket form for deretter å varmepresse den.

Nevnte samkondensater basert på minst et aminoalkylsilan med formel (I) og minst et ytterligere funksjonelt silan med formel (II), kan som regel forstås til å være de forbindelser som i overensstemmelse med vanlig, generell kjemisk praksis kan være representert ved den følgende generelle formel (III)

hvor gruppene R, R1,R2,R<3>, R<4>, R<5>,R<6>og R7 og a og b har samme betydning som angitt i forbindelse med formlene (I) og (II), og u kan være fra 0 til 3, v kan være fra 0 til 3, w kan være fra 0 til 1,5, d kan være fra 0 til 3, e kan være fra 0 til 3, f kan være fra 0 til 1,5, x kan være fra 1 til 1000, y kan være fra 0 til 1000, r kan være 0 eller 1 eller 2 og p kan være 0 eller 1 eller 2, under forutsetning at (u + v + 2w) = (3-r) og (d + e + 2f) = (3 - p) og (x + y) er fra 1 til 2000, fortrinnsvis fra 2 til 1000, spesielt foretrukket fra 3 til 500, og aller mest foretrukket fra 4 til 100, spesielt er (x + y) fra 5 til 50.

En eller flere av de forskjellige aminosilanene kan således være underkastet en samkondensering med et eller flere forskjellige funksjonelle silaner. Videre kan nevnte samkondensat4er også være blokk sampolymerer og tilsvarende med en vilkårlig fordeling.

Bindemidler som brukes i overensstemmelse med den foreliggende oppfinnelsen kan videre med fordel inneholde en ytterligere komponent, f.eks. vannavstøtende stoffer basert på parafin eller vokser, flammeherdige midler, f. eks. polyfosfater, og biocidale stoffer og duftstoffer - for å nevnte noen få eksempler.

Vandige bindemidler som er blitt gjort sure og som inneholder minst en aminosilanforbindelse med formel (I), eller minst et kondensat basert på minst et aminoalkylsilan med den generelle formel (I), og minst et ytterligere funksjonelt silan med den generelle formel (II), kan også brukes. Dette betyr fordelaktig at en ikke trenger å bruke en herdende løsning som et ytterligere additiv.

Komposittmaterialer ifølge den foreliggende oppfinnelse er med fordelkarakterisertved en betydelig forbedret transvers strekkfasthet, bøyestyrke og betydelig bedrede svelleegenskaper sammenlignet med mange komposittmaterialer som er kjent til dags dato.

Sammenlignet med UF-, PF- eller MF-limte komposittmaterialer, så har videre komposittmaterialer ifølge den foreliggende oppfinnelse ingen utslipp av skadelige formaldehyddamper.

Produksjonen av komposittmaterialer limt ved hjelp av den foreliggende oppfinnelse, da spesielt trebaserte materialer, vil videre være mulig med en vesentlig redusert prosessrisiko og dramatisk reduserte helseproblemer med konstante eller bedre egenskaper på de produkter som er fremstilt sammenlignet med PMDI-limte trebaserte materialer.

Spesielt i forbindelse med midlere tette fiberplater (MDF) fremstilt ifølge den foreliggende oppfinnelse, så har materialtester gitt resultater som ligger over de krav som er stilt i EN 622-5 med hensyn til transvers strekkfasthet med opp til 147 %. Svellingsverdiene for MDF limt ved hjelp av den foreliggende oppfinnelse etter lagring i vann i 24 timer, ligger under de spesifikasjoner som er angitt i nevnte EN med mer enn 50 %. MDF fremstilt ved hjelp av den foreliggende oppfinnelse kan derfor med fordel bli anført som en materialklasse som langt overstiger de rene aminoplast-limte eller bundne MDF med hensyn til mekanisk-teknologiske egenskaper.

Den foreliggende oppfinnelse angår derfor komposittmaterialer basert på (a) minst et cellulose- eller lignocelluloseholdig materiale og (b) minst et aminoalkylsilan med formel (I)

hvor gruppene R<1>og R<2>er identiske eller forskjellige, og i hvert tilfelle er H eller en lineær, forgrenet eller syklisk Ci- til C20-alkylgruppe, en arylgruppe eller en aminokarbylgruppe, og hvor gruppene R<1>og R<2>eventuelt kan være substituert, R<3>er H eller en lineær eller forgrenet Ci- Cs-alkylgruppe, gruppene R<4>er identiske eller forskjellige, og R<4>er H eller metyl, a er fra 1 til 10, og hvor gruppene R er identiske eller forskjellige, og hvor R er H eller en lineær eller forgrenet Ci- Cs-alkylgruppe og r er 0 eller 1 eller 2,

eller

eller minst et samkondensat av minst et aminoalkylsilan med den generelle formel (I) og minst et ytterligere funksjonelt silan med den generelle formel (II)

hvor R<7>er H eller en vinylgruppe eller en aminogruppe eller en glycidyloksygruppe eller en akryloyloksygruppe, eller en metakryloyloksygruppe eller en merkaptogruppe eller en sulfangruppe eller en lineær eller forgrenet Ci- til C20-alkylgruppe eller en arylgruppe, og hvor gruppen R<7>eventuelt er substituert, R<6>er identisk eller forskjellig og R<6>er H eller metyl, b er fra 0 til 18, R<5>er H eller en lineær eller forgrenet Ci- til Cs-alkylgruppe, og hvor gruppene R er identiske eller

forskjellige, og R er H eller en lineær eller forgrenet Ci- til Cs-alkylgruppe, og p er 0 eller 1 eller 2,

og hvor aminofunksj onene i samkondensatet eventuelt er helt eller delvis nøytralisert med en uorganisk eller organisk syre,

eller

en vandig løsning som inneholder minst et aminoalkylsilan med formel (I) eller minst et samkondensat basert på minst et aminoalkylsilan med den generelle formel (I) og minst et ytterligere funksjonelt silan med den generelle formel (II), som et bindemiddel, hvori en grense for fri alkohol er ikke mer enn 3 vekt%.

Komposittmaterialer ifølge oppfinnelsen er fortrinnsviskarakterisert ved(a) minst et naturlig eller nesten naturlig cellulose- eller lignocelluloseholdig materiale fra gruppen bestående av industrielt trevirke, skogsindustri trevirke, brukt eller resirkulert ved, trestykker, trefliser, trefibere, treull, trestøv, sagmugg, høvelspon, treflis, forskalingsmaterialer, finermateriale, flis og avfallsmateriale fra ettårige planter, for eksempel fra hamp og bomull, eller en blanding av minst to av de ovennevnte materialer.

Cellulose- eller lignocelluloseholdig fibermateriale bør med fordel ha sin opprinnelse av enten tettfibret treslag eller mykt treslag, palmefibere, for eksempel kokosnøtt fibere, og ettårige planter, så som risstrå, strå fra kornplanter, bomull, jute og hamp - for å gi noen få eksempler.

Et komposittmateriale ifølge den foreliggende oppfinnelse er viderekarakterisertved en aminoalkylsilanforbindelse med formel (I) eller minst et samkondensat basert på minst et aminoalkylsilan med den generelle formel (I) og minst et ytterligere funksjonelt silan med den generelle formel (II) ifølge komponent (b) som et bindende aktivt stoff, og hvor dette bindende aktive stoffet fortrinnsvis har minst en aminoalkylgruppe valgt fra gruppen bestående av 3-aminopropyl, 3-amino-2-metylpropyl, N-(2-aminoetyl)-3-aminopropyl, N-(2-aminoalkyl)-3-amino-2-metylpropyl, N-[ W-(2-aminoetyl)-2-aminoetyl] -3-aminopropyl, N-[N'-(2-aminoetyl)-2-aminoetyl]-3-amino-2-metylpropy 1, N,N-[di(2-aminoetyl)]-3-aminopropyl, N,N-[di(2-aminoetyl)] -3-amino-2-metylpropyl, N-(n-butyl)-3-aminopropyl, N-(n-butyl)-3-amino-2-metylpropyl, for å nevne et par eksempler.

For en gruppe med formelen R<1>R<2>N(CHR<4>)a-, i formlene (I) eller (III), så er denne fortrinnsvis valgt fra gruppen bestående av

H2N(CH2)3-,

H2N(CH2)2NH(CH2)3-,

H2N(CH2)2NH(CH2)2NH(CH2)3- og

er spesielt foretrukket.

En foretrukket gruppe R<7>(CHR<6>)b- ifølge formel (II) eller (III), er videre valgt fra gruppen bestående av CH3-, (n)C3H7-, (i)C3H7-, (n)C4H9-, (i)C4H9-, (n)C8Hi7-, (i)C8Hi7-, (n)Ci6H32-, (i)Ci6H32-, (n)Ci8H36-, (i)Ci8H36-, H2N(CH2)3-, H2N(CH2)2NH(CH2)3-, H2N(CH2)NH(CH2)2NH(CH2)3-, [H2N(CH2)2]2N(CH2)3-, HS(CH2)3-, (H3CO)3Si(CH2)3-Sx-(CH2)3-, hvor x = fra 1 til 10, fortrinnsvis 2, 3, 4 eller 5, C6H5-, H2C=C(CH3)COO(CH2)3- og

Slike bindende aktive stoffer som brukes ifølge oppfinnelsen for de foreliggende komposittmaterialer, ifølge komponent (b), kan med fordel være et vandig, i alt vesentlig alkoholfritt hydrolyseprodukt av minst en aminoalkylsilanforbindelse med formel (I), eller minst et samkondensat basert på minst et aminoalkylsilan med den generelle formel (I) og minst et ytterligere funksjonelt silan med den generelle formel (II).

Et slikt alkoholfritt hydrolyseprodukt kan ha en pH fra 1 til 14, fortrinnsvis fra 3 til 12, spesielt foretrukket fra 4 til 10, og en viskositet fra 1 til 10 000 mPa.s, fortrinnsvis fra 1 til 1000 mPa.s, hvor innholdet av det aktive stoffet er fra 0,1 til 80 vekt-%, fortrinnsvis fra 1 til 80 vekt-%, spesielt foretrukket fra 10 til 60 vekt-% basert på sammensetningen av middelet. pH-verdien kan for eksempel bestemmes ifølge DIN 38404-5, mens viskositeten for eksempel kan bestemmes ifølge DIN 53015.

Den foreliggende oppfinnelse angår videre et komposittmateriale som er fremstilt ved: å behandle et tørket eller fuktig cellulose- eller lignocelluloseholdig

materiale med

en væske som inneholder minst en aminosilanforbindelse med formel (I)

eller minst et samkondensat basert på minst et aminoalkylsilan med den generelle formel (I) og minst et ytterligere funksjonelt silan med den generelle formel (II), og hvori en grense for fri alkohol er ikke mer enn 3 vekt%,

å bringe det således behandlede cellulose eller lignocellulosematerialet i en forønsket form og deretter varmepresse den.

Den såkalte "absolutt tørre tremassen" bestemmes vanligvis ved å behandle det cellulose- eller lignocelluloseholdige materialet ved 103°C til en konstant vekt, i denne sammenheng se DIN 53 183 og EN 322.

Etter den industrielle defibreringsprosesen i den såkalte raffinøren, så kan det fuktige cellulose- eller lignocelluloseholdige materialet, for eksempel i form av trefibere, ha et trefuktighetsinnhold (i det etterfølgende av hensiktsmessighetsgrunner bare betegnet som fuktighetsinnholdet), på mer enn 100% basert på den absolutte tørre tremassen. For eksempel vil nylig felte trestammer ha et fuktighetsinnhold fra 120 til 160°C avhengig av trearten.

Ved produksjon av MDF ved den såkalte "blåselinje"-prosessen ble det anvendte fibermaterialet vanligvis ikke tørket før det blir limt, men ført fra en oppstrøms defibreringsprosess i en fuktig tilstand direkte inn i blåselinjen, hvor bindemiddelet tilsettes fibrene. Fibrene blir så tørket i limt tilstand. Fuktighetsinnholdet blir fortrinnsvis senket til mellom 10 og 14%, hvoretter materialet blir ytterligere bearbeidet til MDF.

Det er imidlertid også mulig å bruke allerede tørket cellulose- eller lignocelluloseholdig materiale for produksjon av komposittmaterialer.

Ved produksjon av MDF ved hjelp av blandepumpeprosessen, så blir det således for eksempel brukt tørre fiber som fortrinnsvis har et fuktighetsinnhold på fra 10-12%. Dette materialet blir som regel limt i en blander og så videre bearbeidet til MDF. Her kan imidlertid også limingstrinnet følges av et ytterligere tørketrinn, for eksempel i en rørformet tørker.

Bruken av allerede tørkede fliser, da spesielt med et fuktighetsinnhold fra ca. 2-5%, er videre foretrukket ved fremstillingen av sponplater. Tørkingen av dette materialet blir fortrinnsvis utført i en rør-bunttørker eller roterende tørker.

Den foreliggende oppfinnelsen angår også en fremgangsmåte for fremstillingen av et komposittmateriale ifølge den foreliggende oppfinnelse, ved behandle tørket eller fuktig cellulose- eller lignocelluloseholdig materiale

med

en væske som inneholder minst en aminosilanforbindelse med formel (I),

eller minst et samkondensat basert på minst et aminoalkylsilan med den generelle formel (I), og minst et ytterligere funksjonelt silan med den generelle formel (II), og hvori en grense for fri alkohol er ikke mer enn 3 vekt%

deretter bringe det således behandlede materialer i en forønsket form og

deretter varmepresse den.

For dette formål er det mulig å anvende apparater eller anlegg som i seg selv er kjent for fremstillingen av komposittmaterialer, da spesielt trebaserte materialer, og som eksempler kan nevnes kontinuerlig opererende Contiroll-anlegg fra Siempelkamp, Binos, Diffenbacher eller Metso - for å nevne et par eksempler.

Egnede fremgangsmåter for behandling av cellulose- eller lignocelluloseholdig materiale som omfatter et bindemiddel, er for eksempel børsting, valsebelegning, spraying, dypping, nedsenkning, blåseliming eller liming i en blander (blandeprosesser ved å bruke apparater for eksempel fra Lodige, Drais eller Binos).

Det cellulose- eller lignocelluloseholdige materialet kan så spesielt fordelaktig sprayes i en roterende trommel (sirkulasjonsprosess, hvor fremgangsmåten fortrinnsvis skjer ved romtemperatur eller med avkjøling, for eksempel fra 4 til 12°C, spesielt ved 10°C), ved hjelp av et limapparat som drives med komprimert luft, for eksempel en såkalt limkanon, som egnet kan ha et driftstrykk på fra 0 til 4 bar absolutt, med en vandig løsning som inneholder aminoalkylsilanforbindelsen ifølge formel (I), (II) eller (III). Som en regel vil man i alt vesentlig oppnå et ensartet limt materiale på denne måten.

I tillegg, i fremgangsmåte ifølge foreliggende oppfinnelse, kan liming med fordel utføres i en industriell skala, men også i en traublander, plogskjærblander, blandepumpe eller ved hjelp av den såkalte blåselinjeprosessen.

Videre i fremgangsmåten ifølge den foreliggende oppfinnelsen, kan det således behandlede cellulose- eller lignocellulosematerialet ved romtemperatur med fordel spres ut over til en kake, for eksempel spesielt en partikkelkake eller matte, som så kan kjemmes og presses ved en temperatur opp til 250°C, fortrinnsvis fra 150 til 210°C, ved et trykk opp til 9 N/mm<2>, fortrinnsvis fra 4 til 7 N/mm<2>, og i et tidsrom til opptil 300 s per mm tykkelse etter behov, fortrinnsvis fra 5 til 60 s/mm, mer spesielt foretrukket fra 8 til 40 s/mm.

Andre formede artikler, for eksempel ekstrudater eller kubiske deler eller spesielt formede artikler kan imidlertid også fremstilles fra en kake som beskrevet ovenfor, eller fra et cellulose- eller lignocellulosemateriale limt ifølge den foreliggende oppfinnelsen.

Videre kan imidlertid også en eksisterende kake eller et limt materiale først forpresses eller gjøres mer kompakt på forhånd, for eksempel ved et preliminært trykk på 0,2 til 0,6 N/mm<2>. Videre kan det limte materialet, da spesielt en kake, forvarmes før, under eller etter forpressingen, for eksempel før den virkelige pressingen, for eksempel til mellom 60 og 80°C. En slik varme og/eller mekanisk forbehandling av kaken eller det limte materialet før det virkelige trykketrinnet, med fordel bidra til en vesentlig forbedring av kvaliteten på det etterfølgende produktet.

De formede artiklene fremstilt i formings- eller pressingstrinnet kan videre med fordel underkastes en etterbehandling eller elding. Således kan for eksempel plater lagres i en stabel. Frekvensoppvarming, for eksempel ved hjelp av mikrobølgeteknologi, kan ytterligere utføres etter behov.

Kjøling kan imidlertid også utføres, for eksempel fra 20-30 minutter i et såkalt

stj ernekj ølingsapparat.

Som et resultat av etterbehandlingen er det dessuten mulig å bidra til en standardisering eller ensartethet med hensyn til komposittmaterialene.

Etter avkjøling har en således fått fremstilt komposittmaterialer ifølge oppfinnelsen, da spesielt sponplater, fiberplater, ultralette fiberplater (ULF), lette fiberplater (LDF), middels tette sponplater (MDF), høytetthets fiberplater (HDF), "OSB"-plater (OSB = orienterte fiberplater), huntonittplater, fiberplater, trepellets, trebriketter og industrielle konstruksjonsmaterialer som omfatter trevirke, såkalt "bearbeidet tre", så som laminert fibertømmer (LSL), parallellfibertømmer (PSL) og laminert finertømmer (LVL). Ovennevnte komposittmaterialer har egnet en volumtetthet på fra 150 til 1200 g/m<3>. Volumtettheten kan for eksempel bestemmes ifølge EN 323."

Det er for tiden tre typer av råmaterialer som brukes i forskjellige mengdeforhold for fremstilling av partikler. Ca. 57% av det nødvendige tre-råmaterialet kommer fra industrielt treavfall. Treavfall fra trebehandling og prosessindustrien betegnes som industrielle trerester. Dette inkluderer sagmugg, høvelspon, treavskjær og forskalingsbord, men inkluderer også ruller fra finerindustrien. Ca. ytterligere 23% av tre-råmaterialet kommer fra selve skogbruksindustrien. Dette var tidligere det klassiske råmaterialet i form av trestammer som ble bearbeidet i forskjellige anlegg til trefliser eller direkte ved hjelp av forskjellige typer flisekuttere til partikler. Den tredje gruppen råmaterialer omfatter brukt eller resirkulert trevirke, noe som utgjør ca. 20%. Dette er brukte produkter som omfatter fast ved, trebaserte materialer eller sammensatte produkter som har et masseinnhold av i alt vesentlig ved på mer enn 50%. I de forskjellige anleggene blir det produsert partikler med definerte dimensjoner fra de forskjellige råmaterialene ved hjelp av knivkuttere, flisekuttere eller hammermøller. Etter at partikkelmaterialet er fremstilt blir det tørket i rørtørkere eller roterende rørtørkere, som regel til et fuktighetsinnhold fra 1,5 til 3%. Dette følges av en sikting eller sortering og klassifisering, hvor partikkelmaterialet blir skilt i et topplag, et mindre partikkellag og eventuelt grove partikler som blir utskilt. Partiklene i topplaget og det midlere laget kan så brukes for liming, og for eksempel støpes til sponplater.

Ved industriell fiberproduksjon blir generelt industrielt treavfall også brukt som råmateriale i tillegg til vanlig tømmer. Det tidligere avbarkede tømmeret blir

finfordelt sammen med industrielt treavfall i en flisekutter til flis. Disse flisene blir bearbeidet ved hjelp av "Asplund-prosessen" i damp ved 160 til 180°C ved et trykk på 8-12 bar. Etter denne operasjonen, den såkalte mykgjøringen, går materialet inn i en raffinør. Denne består av motroterende slipeskiver hvor materialet blir defibrert. I raffinøren er det et konstant trykk på ca. 11 bar. På grunn av de

ovennevnte bearbeidingsbetingelsene, er veden blitt underkastet noen få kjemiske forandringer. Dette gir en høy produksjon av fibere med lys farge.

Lignocellulose betegner generelt matrisekomponenten som er dannet av de tre viktigste, kjemiske trebestanddelene, dvs. cellulose, hemicellulose og lignin. Inkorporeringen av ligning (inkrustering med lignin) fører som en regel til lignifisering av celleveggen og følgelig til bedret mekanisk stabilitet og bedret bæreevne for platene. Lignocellulose som brukes i den trebaserte industrien fremstilles i alt vesentlig i form av fibere eller partikler. For eksempel kan lignocellulosefibere fremstilles både fra ved fra myke treslag og ved fra harde treslag. Videre vil enkelte ettårige planter, så som kortn, lin eller hamp, også være en egnet kilde for lignocellulosefibere.

Fibrene kan fremstilles blant annet ved Asplund-prosessen. I denne blir veden først finfordelt til trefliser og så kokt ved høy temperatur og trykk, og endelig defibrert i en raffinør (som består av to motroterende slipeskiver).

For fremstilling av partikler blir som regel ved i form av flis ført til en såkalt knivfliskutter og der oppdelt til partikler med definerte dimensjoner.

I fremgangsmåten ifølge den foreliggende oppfinnelse blir minst et naturlig eller nesten naturlig cellulose eller lignocelluloseholdig materiale fra en gruppe bestående av industrielt trevirke, skogsindustri tømmer, brukt eller resirkulert ved, trespon, trefliser, trefibere, for eksempel fra furuved, treull, sagmugg, partikler, så som høvelspon eller kutteflis, forskalingsbord, avfall fra finerindustrien, spon, partikkelmateriale fra ettårige planter, så som hampavfall eller sagmugg, eller en blanding av minst to av de ovennevnte materialer, kan med fordel brukes som ovennevnte komponent (a).

I fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse blir fortrinnsvis et cellulose- eller lignocelluloseholdig materiale fra planter valgt fra gruppen bestående av myke treslag, harde treslag, kokosnøtt, da spesielt kokosnøttfibere, bomull, avfall fra lin og hampindustrien, bagasse, jute, sisal, siv, risstrå eller halm spesielt foretrukket.

Videre i fremgangsmåten ifølge den foreliggende oppfinnelsen blir en aminoalkylsilanforbindelse med formel (I) fra gruppen bestående av 3-aminopropyltrimetoksysilan, 3-aminopropyltrietoksysilan, 3-aminopropylmetyldimetoksysilan, 3-aminopropylmetyldietoksysilan, 3-aminopropylsilantriol, N-(2-aminoetyl)-3-aminopropyltrimetoksysilan, N-(2-aminoetyl)-3-aminopropyltrietoksysilan, N-(2-aminoetyl)-3-aminopropylsilantriol, N-[N'-(2-aminoetyl)-2-aminoetyl]-3-aminopropyltrimetoksysilan, N-[N'-(2-aminoetyl)-2-aminoetyl]-3-aminopropyltrietoksysilan, N-[N'-(2-aminoetyl)-2-aminoetyl]-3-aminopropylsilantriol, N,N-[di(2-aminoetyl)]-2-aminopropyltrimetoksysilan, N,N-[di(2-aminoetyl)]-2-aminopropyltrietoksysilan, N,N-[di(2-aminoetyl)]-2-aminopropylsilantriol, N-(n-butyl)-3- aminopropyltrimetoksysilan, N-(n-butyl)-3 -aminopropyltrietoksysilan, N-(n-butyl)-3-aminopropylsilantriol, (H3CO)3Si(CH2)3NH(CH2)3Si(OCH3)3 (bis-AMMO), (H5C20)3Si(CH2)3NH(CH2)3Si(OC2H5)3 (bis-AMEO),

(H3CO)3Si(CH2)3NH(CH2)2NH(CH2)2NH(CH2)3Si(OCH3)3 (bis-DAMO), (H3CO)3Si(CH2)3NH(CH2)2NH(CH2)2NH(CH2)2NH(CH2)2NH(CH2)3Si(OCH3)3(bis-TRIAMO) eller en blanding av minst to av de ovennevnte aminoalkylsilaner eller en vandig løsning av minst en av de ovennevnte aminoalkylsilanforbindelser, fortrinnsvis brukt som komponent (b).

En vandig løsning som inneholder aminoalkylsilan blir som regel fremstilt ved en fremgangsmåte hvor vann, fortrinnsvis demineralisert vann, blir blandet med det hydrolyserbare aminoalkylsilanet, og når det måtte passe, reagert under svak oppvarming og røring. Egnet blir fra 0,001 til 999 vektdeler av minst et aminoalkylsilanforbindelse med formel (I) brukt per en vektdel vann. Fortrinnsvis blir fra 0,1 til 90 vektdeler av et aminoalkylsilan med formel I, spesielt foretrukket fra 1 til 30 vektdeler, spesielt foretrukket fra 5 til 15 vektdeler, og aller mest foretrukket fra 7 til 10 vektdeler av et aminoalkylsilan med formel I brukt per 1 vektdel vann. I reaksjonen blir det også dannet oligomere silaner i det minste proporsjonalt. Videre kan en organisk eller uorganisk syre, for eksempel maursyre, eddiksyre, saltsyre, salpetersyre, svovelsyre eller fosforsyre, for å nevnte et par eksempler, tilsatt blandingen eller løsningen, og pH kan fortrinnsvis justeres til mellom 2 og 10. I tillegg kan alkoholhydrolyseproduktet avdestilleres fra sammensetningen etter hydrolysen hvis dette er passende, under redusert trykk. Vandig, i alt vesentlig alkoholfrie løsninger som i alt vesentlig omfatter fullstendig hydrolyserte aminoalkylsilaner er produktet etter denne prosessen, hvor alkoholinnholdet fortrinnsvis er mindre enn 3 vekt%, spesielt foretrukket mindre enn 1 vekt-%, og enda mer foretrukket mindre enn 0,5 vekt-%, og aller mest foretrukket mindre enn 0,1 vekt-%, dvs. under påvisningsgrensen for slike systemer. Generelt vil en med fordel få fremstilt en klar og alkoholfri, vandig aminoalkylsilanholdig løsning, for eksempel DYNASYLAN® 1151 eller 1154, som kan brukes som et bindemiddel for komposittmaterialer, da spesielt for trebaserte materialer.

I fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen blir samkondensatene som fortrinnsvis er basert på minst et silan med den generelle formel (II), valgt fra gruppen bestående av tetraetoksysilan, metyltrimetoksysilan, metyltrietoksysilan, n-propyltrimetoksysilan, n-propyltrietoksysilan, n-butyl- og isobutyltrimetoksysilan, n-butyl- og isobutyltrietoksysilan, n-oktyl- og isooktyltrimetoksysilan, n-oktyl- og isooktyltrietoksysilan, fenyltrimetoksysilan, fenyltrietoksysilan, vinyl-trimetoksysilan, vinyltrietoksysilan, tridekafluor-1,1,2,2-tetrahydrooktyltrimetoksy-silan, tridekafluor-1,1,2,2-tetrahydrooktyltrietoksysilan, 3-glysidyloksypropyl-trimetoksysilan, 3-glysidyloksypropyltrietoksysilan, 3-metakryloksypropyl-trimetoksysilan, 3-metakryloksypropyltrietoksysilan, 3-merkaptopropyltrimetoksy- silan, 3-merkaptopropyltrietoksysilan og de aminosilaner som er angitt med formel (I) ovenfor.

Bindemidler som brukes ifølge den foreliggende oppfinnelsen og som angitt med formel (III), dvs. samkondensater basert på minst et aminoalkylsilan med den generelle formel (I) og minst et ytterligere funksjonelt silan med den generelle formel (II) eller en vandig løsning av disse, kan som en regel fremstilles ved å hydrolysere de tilsvarende monomere alkoksy- eller klorsilaner ved å tilsette en vannmengde som er nødvendig for å oppnå den for ønskede grad av oligomerisering og få utført en kondensering eller samkondensering eller blokk samkondensering, for eksempel DYNASYLAN® 2907, 2909 eller F 8815. Fremgangsmåten kan gjennomføres i nærvær av en hydrolyse eller kondenseringskatalysator. Hydrolysen og kondenseringen eller samkondenseringen eller blokk samkondenseringen kan også utføres i nærvær av et fortynningsmiddel eller løsemiddel, fortrinnsvis metanol, etanol og/eller isopropanol. Vanligvis blir alkoholen eller løsemiddelet fjernet, i det minste proporsjonalt fra systemet etter eller under reaksjonen, og systemet blir deretter fortynnet etter behov med vann. Videre kan sammensetningen tilsettes andre ytterligere komponenter, for eksempel ytterligere syre, alkohol, monomere organosilaner eller monomere kationiske aminosilaner. Fremstillingen av tilsvarende systemer og utgangsmaterialer som er egnet for dette formål, er imidlertid også beskrevet i EP 0 716 127, EP 0 716 128, EP 0 846 717, EP 0 846 716, EP 1 031 593 og EP 1 101 787. Hele innholdet i de patentene som her er nevnt er i sin helhet inkorporert som referanse i den foreliggende søknaden.

Forbindelser med formel (III) kan være tilstede i vandige systemer i delvis eller i så å si fullstendig hydrolysert form. Videre er lineære eller sykliske silanoligomerer med formel (III) fortrinnsvis til stede, dvs. vanligvis som relativt kortkjedede organosiloksaner som i alt vesentlig er sammensatt av M- og D-strukturer som angitt her. Grenede strukturer eller tredimensjonale strukturer, dvs. organosiloksaner med formel (III) med en T- eller Q-struktur, kan imidlertid også opptre fra tid til annen, men i en vesentlig mindre grad.

Bindemidler som brukes ifølge den foreliggende oppfinnelsen har fortrinnsvis et innhold av aktivt stoff med formel (III), dvs. kondensater basert på minst et aminoalkylsilan med den generelle formel (I), og minst et ytterligere funksjonelt silan med den generelle formel (II), på fra 0,5 til 95 vekt-%, spesielt foretrukket fra 2 til 40 vekt-%, mer spesielt foretrukket fra 5 til 30 vekt-%, og aller mest foretrukket fra 5 til 20 vekt-% basert på sammensetningen.

Ifølge oppfinnelsen er det ytterligere foretrukket å anvende et bindemiddel som inneholder fra 0 til 3,6 mol HCOOH eller H3CCOOH, fortrinnsvis fra 0,5 til 1,1 mol syre per mol nitrogen i aminofunksjonene.

Forbindelser med formel (III), dvs. samkondensater basert på minst et aminoalkylsilan med den generelle formel (I) og minst et ytterligere funksjonelt silan med den generelle formel (II), og tilsvarende, vanligvis som en klar og lett bevegelig løsning, for eksempel DYNASYLAN® HS 2907, HS 2909 eller F 8815, kan således med fordel blandes med vann i det forønskede forhold. De ovennevnte produkter eller midler kan også først blandes med og eventuelt fortynnes med vann og/eller alkohol. For eksempel kan et triaminoalkyl/tridekafluor-1,1,2,2-tetrahydrooktyl/hydroksy- eller alkoksysiloksanblanding som i alt vesentlig er nøytralisert med eddiksyre eller maursyre, eller et 3-aminopropyl/isobutyl/hydroksy- eller alkoksysiloksanblanding som i alt vesentlig er nøytralisert med eddiksyre, for eksempel blandes med vann i et volumforhold på fra 1:0,5 til 1,5:5, fortrinnsvis fra ca. 1:1 til 0,5:2 og mer spesielt ca. 1:2.

Ifølge den foreliggende oppfinnelsen er det foretrukket å anvende et bindemiddel med et vanninnhold fra 5-99,5 vekt-%, mer foretrukket fra 50-98 vekt-% vann, spesielt foretrukket fra 60-95 vekt-%, mer spesielt fra 80-95 vekt-% basert på sammensetningen, hvor de respektive komponentene av middelet eller av en sammensetning utgjør resten til 100 vekt-%.

Ifølge oppfinnelsen kan et bindemiddel også ha et innhold av fri syre som er mindre enn 10 vekt-%, fortrinnsvis fra 0 til 7 vekt-%, spesielt foretrukket fra 0,001 til 5 vekt-%, basert på sammensetningen. Med andre ord syreandelene som er til stede som amino eller ammoniumsalter er her utelukket fra de såkalte frie syreandelene.

Et slikt middel kan videre inneholde alkohol, da spesielt metanol, etanol, n-propanol, isopropanol, 2-metoksyetanol eller en blanding av disse. Det er imidlertid foretrukket å anvende bindemidler som er alkoholfrie, dvs. et slikt middel hvor den frie alkoholen kan påvises til en grense som er maksimalt 3 vekt-% ved hjelp av vanlige fremgangsmåter, så som gasskromatografi, som har en påvisningsgrense som er mindre <0,1%.

Som regel vil opp til 15 vekt-%, fortrinnsvis fra 0,1 til 14 vekt-%, spesielt foretrukket fra 3-13 vekt-%, meget spesielt foretrukket fra 5-12 vekt-%, av aminoalkylsilanforbindelser med formel (I), eller minst et samkondensat basert på minst ett aminoalkylsilan med den generelle formel (I), og minst et ytterligere funksjonelt silan med den generelle formel (II), beregnet som Si02og basert på absolutt tørt cellulose eller lignocellulosemateriale, foretrukket brukt i fremgangsmåten ifølge den foreliggende oppfinnelsen som bindende, aktivt stoff som komponent (b).

Videre kan en voks eller en parafin brukes i en mengde på opptil 8 vekt-%, fortrinnsvis fra 0,01 til 7 vekt-% basert på absolutt tørr cellulose eller lignocellulosemateriale, som en ytterligere komponent (c) i den foreliggende fremgangsmåten i tillegg til komponentene (a) og (b).

Generelt kan den foreliggende oppfinnelsen gjennomføres som følger:

Cellulose- eller lignocelluloseholdig materiale behandles med et bindemiddel som inneholder minst en aminoalkylforbindelse med formlene (I) eller (III), for eksempel i et pneumatisk eller hydraulisk limapparat ved spraying. Videre kan eventuelt andre komponenter tilsettes det behandlede materialet, hvoretter det på en kjent måte tilføres en form og blir så herdet. For eksempel kan det fremstilte materialet spres ut over overflaten av en varm presse, kjemmes og så varmpresses. Under denne fremgangsmåten vil det cellulose- eller lignocelluloseholdige materialet reagere med det tilstedeværende bindemiddelet, mens vannet fordamper.

Komposittmaterialer ifølge oppfinnelsen, da spesielt trebaserte materialer, kan således med fordel fremstilles ved å bruke minst en aminosilanforbindelse med formel (I), eller minst et samkondensat basert på minst et aminoalkylsilan med den generelle formel (I) og minst et ytterligere funksjonelt silan med den generelle formel (II), eller en vandig løsning som inneholder minst en aminosilanforbindelse med formel (I), eller minst et samkondensat basert på minst et aminoalkylsilan med den generelle formel (I), og minst et ytterligere funksjonelt silan med den generelle formel (II) som et bindemiddel, hvori en grense for fri alkohol er ikke mer enn 3 vekt%.

Spesielt kan de foreliggende bindemidler brukes for fremstilling av sponplater, fiberplater, ultralette fiberplater, lette fiberplater, fiberplater med midlere tetthet, høytette fiberplater, OSB-plater, finerplater, huntonittplater, trepellets, trebriketter, "bearbeidet trevirke", isolasjonsmaterialer, platepotter, for eksempel fremstilt fra rødfarget granved, støpte produkter, for eksempel, men ikke utelukkende, støpte produkter for bilinteriører.

De spesielle aminoalkysilanforbindelsene ifølge oppfinnelsen og deres vandige løsninger er spesielt godt egnet som bindemidler for fremstilling av spesielle vedbaserte materialer med gode mekaniske-teknologiske egenskaper. Denne produksjonen og bruken av disse trebaserte materialene er i alt vesentlig frie for utslipp som er helseskadelige. Bruken av organofunksjonelle silaner i kombinasjon med nesten naturlige bindemidler gjør det mulig å fremstille trebaserte materialer med mekanisk-teknologiske egenskaper som oppfyller de kravene som er angitt i relevante, europeiske standarder (EN 622-5).

Eksempler

Eksempel 1

Produksjon av middels tette fiberplater (MDF) fra industrielt fibermateriale.

100% furufibere ble brukt som fibermateriale for produksjon av MDF i overensstemmelse med vanlig kjent industriell standard. Fiberplatene ble fremstilt i et pilot-MDF-anlegg hvor fibrene kan automatisk løsnes, limes, tørkes og så spres ut over til en matte. Fiberplater med definerte størrelse ble fremstilt fra matten, og

etter en forsammenpressing, så ble de presset i en elektrisk oppvarmet enkel dagslyspress ved den forønskede temperatur og i det forønskede tidsrom. 10 mm tykke MDF med en angitt volumtetthet på 800 kg/m3 ble fremstilt. Platene ble presset ved 195°C i 24 s/mm. De anvendte bindemidler var DYNAS YLAN®-produktene DYNASYLAN® 1154, HS 2907 og HS 2909. Limgraden var 12 vekt-% bindemiddel basert på absolutt tørre fibere i alle tilfeller.

Den testede fiberplatens mekaniske-teknologiske egenskaper er angitt i Tabell 1.

MDF limt med nevnte DYNASYLAN®-produkter skiller seg ut med meget høy styrke og spesielt lave svellingsverdier. De transverse strekkfasthetene er alle mer enn 100% over de spesifikasjoner som er gitt i den respektive bestemmelsen EN 622-5 (MDF). I tillegg til dette oppfylte produktene også spesifikasjonene i EN 622-5 (MDF.HLS) med hensyn til strekkfasthet etter svelling og tykkelsessvelling. De fremstilte MDF kan sledes også brukes for vektbelastende formål i fuktig områder. De bestemte plateegenskapene er flere ganger bedre enn UF-resinlimt MDF, og gjør det mulig å bruke midlere tetthetsfiberplater for formål med spesielt høye materialkrav. Det er dessuten meget lav mulig helserisiko ved produksjon og den etterfølgende bruken av disse trebaserte materialer, noe som ofte er et problem, for eksempel i forbindelse med PMDI-limt trebaserte materialer. Bruken av organiske limsystemer, for eksempel aminoplaststoffer så som UF-resin og PF-resin, har dessuten en ikke-neglisjerbar helserisiko. Dette problemet kan med fordel unngås ved å bruke de foreliggende DYNASYLAN®-systemer.

Eksempel 2

Fremstilling av sponplater fra industrielt partikkelmateriale

De partiklene som ble brukt for fremstillingen av sponplatene ble tatt fra beltevekten i et industrielt sponplateanlegg etter tørking og umiddelbart før liming. Som et resultat av prosessen ble det delt i en toppfraksjon og en middelfraksjon. Det respektive bindemiddelet ble finforstøvet ved hjelp av en limkanon fra Walter Pilot i en roterende limtrommel ved hjelp av komprimert luft (0-4 bar) og tilsatt partiklene.

Partiklene ble så spredd til sponplatekaker som så ble varmepresset. I forbindelse med trelags sponplater ble 40% av topplagmaterialet brukt for de ytre lagene og 60% av middellagsmaterialet for det indre laget. Sponplater fremstilt med ett lag bestod av 100% av mellomlagsmaterialet. 6 mm tykke enkeltlags sponplater med en fastsatt volumtetthet p 750 kg/m<3>ble fremstilt fra middellagspartiklene ved å bruke DYNASYLAN® HS 2907 og DYNASYLAN® 1154 som bindemidler. Partikkelmaterialet ble i hvert tilfelle limt med 8,5% DYNASYLAN® HS 2907 og DYNASYLAN® 1154 basert på absolutt tørre partikler. Sponplatene ble presset ved 210°C og en pressetid på 40 s/mm. Resultatene av materialtestene er angitt i Tabell 2.

Sponplatene i alle testseriene oppfylte alle de krav som er angitt i EN 312-4 (0,45 N/mm<2>) og EN 312-5 (0,5 N/mm<2>). Det er således vist at organofunksjonelle silaner er egnet som eneste bindemidler for sponplater.

Claims

1. Komposittmateriale, karakterisert vedat det er basert på (a) minst ett cellulose- eller lignocelluloseholdig materiale, og (b) minst ett aminoalkylsilan med formel (I)

hvor gruppene R<1>og R<2>kan være identiske eller forskjellige, og er i hvert tilfelle H eller en lineær, forgrenet eller syklisk Ci- til C2o-alkylgruppe, eller en arylgruppe eller en aminokarbylgruppe, der gruppene R<1>og R2 eventuelt er substituert, gruppene R<4>er identiske eller forskjellige og R<4>er H eller metyl, a er fra 1 til 10, R<3>er H eller en lineær eller forgrenet Ci-til Cs-alkylgruppe, gruppene R er identiske eller forskjellige, og R er H eller en lineær eller forgrenet Ci- til Cs-alkylgruppe, og r er 0 eller 1 eller 2, eller minst ett samkondensat av minst ett aminoalkylsilan med den generelle formel (I) og minst ett ytterligere funksjonelt silan med den generelle formelen (II)

hvor R<7>er H eller en vinylgruppe eller en aminogruppe eller en glycidyloksygruppe eller en akryloyloksygruppe eller en metakryloyloksygruppe eller en merkaptogruppe eller en sulfangruppe eller en lineær eller forgrenet Ci- til C20-alkylgruppe eller en arylgruppe, og hvor gruppen R<7>eventuelt kan være substituert, og hvor gruppene R6 er identiske eller forskjellige, og R6 er H eller metyl, b er fra 0 til 18, R5 er H eller en lineær eller forgrenet Ci- til Cs alkylgruppe, gruppene R er identiske eller forskjellige, og R er H eller en lineær eller forgrenet Ci- Cs-alkylgruppe, og p er 0 eller 1 eller 2, og hvor aminofunksj onene i samkondensatet eventuelt kan være delvis eller fullstendig nøytralisert med en uorganisk eller organisk syre, eller en vandig løsning som inneholder minst ett aminoalkylsilan med formel (I) eller minst ett samkondensat basert på minst ett aminoalkylsilan med den generelle formel (I) og minst ett ytterligere funksjonelt silan med den generelle formel (II), som et bindemiddel, der grensen for fri alkohol er ikke mer enn 3 vekt%.

2. Komposittmateriale ifølge krav 1, karakterisert vedat det omfatter (a) minst ett naturlig eller nesten naturlig cellulose- eller lignocelluloseholdig materiale fra gruppen bestående av industrielt trevirke, skogsindustritrevirke, brukt eller resirkulert trevirke, trespon, trefliser, trefibere, treull, trestøv, partikler, forskalingsbord, avfall fra finerindustrien, fliser og partikkelmateriale fra ettårige planter, eller en blanding med minst to av de ovennevnte materialene.

3. Komposittmateriale ifølge krav 1 eller 2, karakterisert vedat det cellulose- eller lignocelluloseholdige fibermaterialet har sin opprinnelse fra bartrær eller løvtrær, palmeplanter og ettårige planter.

4. Komposittmateriale ifølge ethvert av kravene 1 til 3, karakterisert vedat en aminoalkylsilanforbindelse med formel (I) i henhold til komponent (b), som har minst én aminoalkylgruppe er valgt fra gruppen bestående av 3-aminopropyl, 3-amino-2-metylpropyl, N-(2-aminoetyl)-3-aminopropyl, N-(2-aminoalkyl)-3-amino-2-metylpropyl, N-[N'-(2-aminoetyl)-2-aminoetyl]-3-aminopropyl, N-[N'-(2-aminoetyl)-2-aminoetyl]-3-amino-2-metylpropyl, N,N-[di(2-aminoetyl)]-3-aminopropyl, N,N-[di(2-aminoetyl)]-3-amino-2-metylpropyl, N-(n-butyl)-3-aminopropylog N-(n-butyl)-3-amino-2-metylpropyl.

5. Komposittmateriale ifølge ethvert av kravene 1 til 4, karakterisert vedat komponent (b) er et vandig, alkoholfritt hydrolyseprodukt av minst én aminoalkylsilanforbindelse med formel (I), eller minst ett samkondensat basert på minst ett aminoalkylsilan med den generelle formel (I) og minst ett ytterligere funksjonelt silan med den generelle formel (II).

6. Komposittmateriale ifølge krav 5, karakterisert vedat det alkoholfrie hydrolyseproduktet har en pH fra 3 til 12, og en viskositet fra 1 til 10 000 mPa.s ved et aktivt stoffinnhold på fra 0,1 til 80 vekt-% basert på sammensetningen av middelet, og hvor det er mulig å justere aktivt stoffinnhold ved å fortynne et konsentrat med vann.

7. Komposittmateriale ifølge ethvert av kravene 1 til 6, karakterisert vedat det omfatter minst én ytterligere komponent (c) valgt fra gruppen bestående av vannavstøtende midler basert på parafin eller voks, flammeherdende midler, biocidstoffer og duftstoffer.

8. Komposittmateriale tilgjengelig ifølge ethvert av kravene 1 til 7,karakterisert ved å behandle tørket eller fuktig cellulose- eller lignocelluloseholdig materiale med en væske som inneholder minst én aminosilanforbindelse med formel (I) eller minst et samkondensat basert på minst ett aminoalkylsilan med den generelle formel (I) og minst ett ytterligere funksjonelt silan med den generelle formel (II), og hvori grensen for fri alkohol er ikke mer enn 3 vekt%. å bringe det således behandlede cellulose- eller lignocellulosematerialet i en forønsket form og deretter varmepresse det.

9. Fremgangsmåte for fremstilling av et komposittmateriale ifølge ethvert av kravene 1 til 8, karakterisert ved å behandle tørket eller fuktig cellulose- eller lignocelluloseholdig materiale med en væske som inneholder minst én aminosilanforbindelse med formel (I) eller minst ett samkondensat basert på minst ett aminoalkylsilan med den generelle formel (I) og minst ett ytterligere funksjonelt silan med den generelle formel (II), og grensen for fri alkohol er ikke mer enn 3 vekt%. å bringe det således behandlede cellulose- eller lignocellulosematerialet i en forønsket form og deretter varmepresse det.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 9, karakterisert vedat det cellulose- eller lignocelluloseholdige materialet sprayes i en roterende trommel ved hjelp av et limeapparat som drives ved komprimert luft, med en vandig løsning som inneholder minst én aminosilanforbindelse med formel (I) eller minst ett samkondensat basert på minst ett aminoalkylsilan med den generelle formel (I) og minst ett ytterligere funksjonelt silan med den generelle formel (II).

11. Fremgangsmåte ifølge krav 9 eller 10, karakterisert vedat opp til 15 vekt-% av aminoalkylsilanforbindelsen med formel (I) eller samkondensatet basert på minst ett aminoalkylsilan med den generelle formel (I) og minst ett ytterligere funksjonelt silan med den generelle formel (II), beregnet som SiCh, og basert på absolutt tørt cellulose- eller lignocellulosemateriale, blir brukt som et bindende aktivt stoff som komponent (b).

12. Fremgangsmåte ifølge ethvert av kravene 9 til 11, karakterisert vedat en voks i en mengde på opp til 8 vekt-% basert på absolutt tørt cellulose- eller lignocellulosemateriale, blir brukt som en ytterligere komponent (c) i tillegg til komponentene (a) og (b).

13. Fremgangsmåte ifølge ethvert av kravene 9 til 12, karakterisert vedat det således behandlede cellulose- eller lignocellulosematerialet ved romtemperatur blir spredd utover til en kake, kjemmet og presset ved en temperatur på opp til 250°C og et trykk på opp til 9 N/mm<2>i et tidsrom på opp til 300 s/mm.

14. Fremgangsmåte ifølge ethvert av kravene 7 til 13, karakterisert vedat det brukes et celluloseholdig materiale fra ettårige planter.

15. Fremgangsmåte ifølge ethvert av kravene 7 til 14, karakterisert vedat det blir brukt et celluloseholdig materiale fra planter valgt fra gruppen bestående av ved fra myke treslag, ved fra harde treslag, kokosnøtter, bomull, linavfall, hampavfall, bargass, jute, sisal, siv, rishalm eller kornhalm.

16. Fremgangsmåte ifølge ethvert av kravene 7 til 15, karakterisert vedat det således behandlede eller limte cellulose- eller lignocellulosematerialet blir varmemessig og/eller mekanisk forbehandlet før pressetrinnet.

17. Fremgangsmåte ifølge ethvert av kravene 7 til 16, karakterisert vedat de formede artikler fremstilt under formings og trykketrinnet blir etterbehandlet.

18. Anvendelse av en aminosilanforbindelse med formel (I) eller et samkondensat basert på minst et aminoalkylsilan med den generelle formel (I) og minst ett ytterligere funksjonelt silan med den generelle formel (II), eller en vandig løsning som inneholder minst én aminosilanforbindelse med formel (I) eller minst ett samkondensat basert på minst ett aminoalkylsilan med den generelle formel (I), og minst ett ytterligere funksjonelt silan med den generelle formel (II), som et bindemiddel for fremstilling av trebaserte materialer ifølge ethvert av kravene 1 til 8.

19. Anvendelse ifølge krav 18 for fremstilling av sponplater, fiberplater, ultralette fiberplater, lette fiberplater, middels tette fiberplater, høytette fiberplater, OSB-plater, finerplater, huntonittplater, støpte produkter, støpte produkter for bilinteriører, industrielle trekonstruksjonsmaterialer, isolerende materialer, trepellets, trebriketter og plantepotter.