TWI229118B - Adhesive composition with increased cure rate - Google Patents

Description

1229118 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ______B7___ 五、發明說明（1 ) 本發明係關於一種固化速率增高之以含甲醛的胺基塑 料樹脂爲基礎之黏合劑組成物，及其製法。此外，本發明 係關於施用所得的黏合劑組成物以製備板材的方法。 由EP-A-436485知道固化速率增高之含甲醛的胺基塑料 樹脂爲基礎之黏合劑組成物及其製法。此專利文獻中描述 胺基塑料黏合劑之加速固化和利用此之以木材爲基礎的材 料。胺基塑料黏合劑之加速固化使用捕捉加速劑的系統， 其中，尿素-甲醛混合物作爲加速劑，在黏合劑中添加甲 醛淸除劑。添加甲醛淸除劑以免提高甲醛散逸。EP-A-4364 8 5中所用的甲醛淸除劑是尿素。尿素甲醛加速劑中，尿素 :甲醛莫耳比介於1 : 3和1 : 6之間。加速劑用量是相度對 於黏合劑量的0.1至5重量％。甲醛淸除劑用量不超過以黏合 劑量計之10重量％。 實際上，後續添加尿素以與甲醛結合的缺點在於此方 法過於複雜。後續添加尿素的另一缺點在於：樹脂必須於 較低溫度固化以抗衡尿素的分解反應及固化期間內相關的 煙霧生成。後續添加尿素也會對樹脂安定性造成負面影響 〇 已經發現到：黏合劑組成物製自胺基塑料樹脂且有自 由之類似甲醛的化合物存在且自由之類似甲醛的化合物量 介於以製備黏合劑期間內所添加之甲醛總量的丨和5 0重量％ 之間時，可大幅提高胺基塑料黏合劑的固化速率。所謂"自 由之類似甲醛的化合物"是指能夠像甲醛般反應的化合物。 使用甲醛作爲自由之類似甲醛的化合物時，其用量以介於 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -4- --------訂---------線 (氣先閱价背面之注意事項再填寫本頁) 1229118 A7 B7 五、發明說明（2 ) 以製備黏合劑期間內添加之甲醛總量計之2和1 5重量％之間 爲佳。 (請先閱价背面之注意事項再填寫本頁) 已經發現到：黏合劑組成物由胺基塑料樹脂構成且其 中有自由之類似甲醛的化合物存在且總黏合劑組成物的 F/ (N Η 2 ) 2比介於0.8和1 · 6之間，能夠大幅提高黏合劑的固 化速率。此F/(NH2)2比是甲醛當量和存在的NIL·基團之 莫耳比。 總黏合劑組成物的？/^112)2比以〇.9-1.5爲佳。 本發明中所用的胺基塑料樹脂是胺基化合物與自由之 類似甲醛的化合物之縮合產物。 胺基化合物可以是尿素、蜜胺、蜜白胺、蜜勒胺及這 些化合物之混合物。以使用尿素和/或蜜胺爲佳，特別是 尿素和蜜胺之混合物，其中，蜜胺/尿素莫耳比介於〇.〇丨和 2之間，特別是介於0.02和1之間。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 至於可資利用之自由之類似甲醛的化合物是反應模式 與甲醛相同者。其例子有甲醛和多聚甲醛。多聚甲醛是甲 醛的聚合物或低聚物形式，其於去聚合反應時釋出甲醛。 聚合度爲η的多聚甲醛能夠釋出n個甲醛分子，因此甲醒當 量爲η。 訝異地發現到，在製備黏合劑的期間內，雖然添加自 由之類似甲醛的化合物，最終製得之板材的甲醒釋出情況 仍在國際上可接受的範圍內。 本發明亦係關於用以製備固化速率增高之胺基塑料黏 合劑的方法，其中： -5- 本紙張尺度過用甲國國豕標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1229118 A7 B7__ 五、發明說明（3 ) - 胺基化合物與自由之類似甲醛的化合物反應而形 成樹脂，此樹脂藉由添加自由之類似甲醛的化合物和觸媒 直到？/山1^)2比爲0.8-1.6而轉化成胺基黏合劑。 與樹脂一起形成黏合劑的觸媒是金屬鹽，以鈉、鉀、 銨、鋁、鎂和鋅的鹽爲佳。適當的鹽的例子有硝酸鈉、硫 酸鋁、磷酸氫銨、過硫酸銨、氯化銨、硫酸銨和硝酸銨。 以使用銨鹽爲佳，特別是使用氯化銨或硫酸銨。 本發明另係關於一種用以製備板材的方法，其藉由使 含纖維素的材料和黏合劑在壓出機中合倂，而於提高溫度 和壓力下，將它們壓製成板材，其中，黏合劑組成物所用 黏合劑由胺基塑料樹脂構成，自由之類似甲醛的化合物亦 存在於其中，且總黏合劑組成物的F/(NH2)2比等於0.8-1.6 〇 此方法以用以製造複合板、塑合板、MDF板（中密度纖 維板）、HDF板（高密度纖維板）或OSB板（有方向性的板（ oriented-strand board))爲佳 ° 在製板之前不久，藉由在樹脂中添加自由之類似甲醛 的化合物和觸媒而製備根據本發明之黏合劑。對於兩種組 份加至樹脂中的順序沒有嚴格要求。觸媒和自由之類似甲 醛的化合物也可以同時加至此樹脂中。此樹脂的室溫安定 性使其足以儲存幾天。添加自由之類似甲醛的化合物和觸 媒之後，黏合劑於1 〇秒鐘至1小時內用以製造板材，以30秒 鐘至3 0分終爲佳。 製備板材期間內的加壓條件視板材類型而定。因此， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 裝--------訂---------^9— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1229118 A7 B7 五、發明說明（4 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 製造多層複合板時，施用壓力是l-2MPa，用於塑合板時是1 -5MPa，以 2-4MPa 爲佳，用於 MDF 是 2-7MPa，以 3-6MPa 爲佳 。製造複合板的溫度通常是1 00- 1 40 °C，塑合板和OSB的製 造溫度是1 80-230°C，MDF是1 70-230°C。複合板於該條件下 5-10分鐘（加壓時間）。塑合板、“〇?和〇36的加壓時間以秒 /毫米板厚表示。〇SB板的加壓時間是4-1 2秒/毫米，以6-10秒/毫米爲佳。塑合板的加壓時間是4-1 2秒/毫米，以5-10秒/毫米爲佳。MDF板的加壓時間是5-1 7秒/毫米，特別 是8 -1 4秒/毫米。 發現固化速率可提高至40%。 製造黏合劑的期間內，通常在黏合劑組成物中添加鱲 ，以使得最終板材有較佳的防潮性。此蠟通常是乳液鱲或 固體鱲，其源於，如：石油工業。

以下列實例進一步說明本發明。 實例I 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 269.2克尿素—甲醛預縮合物（甲醛/尿素（F/U)莫耳比 是5.0，固體含量80%)引至處於室溫的反應器中，之後，添 加99.6克水。溫度提高至65它，之後以2~^〇11中和至{^ 7.3。之後，添加91.5克尿素，使得甲醛/尿素（F/U)莫耳比 爲2.0。於10分鐘內使溫度由65t逐漸升高至100°C之後進行 爲時5分鐘的羥甲基化反應。之後添加2N醋酸直到達到pH 5.5。所得混合物於100°C縮合直到黏度爲450MPa.s。添加 2.5毫升2NNaOH達到pH8。之後溫度降至90°C，添加 240克 1229118 A7 ___B7 五、發明說明（6 )

比較例IA-XVIIA 類似於實例I，藉由在樹脂中添加觸媒而製得黏合劑組 II 甲 加 添 外 額 中 脂 樹 在 未 內 間 期 的 劑 合 黏 造 製 但 物 成 表 附 於 列 間 時 凝 膠 的 得 測 和， 成表 組附 實例 蜜胺 (重量％) 添加F之則的 F/(NH2)2 比

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VIA 24 24 24 24 24 24 24 24 24 1.10 1.061.101.00 • 10 1.10 1.10 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

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IXA IX 24 24 24 24 24 24 1.001.101,001.10 0.901.10 0.901.10 0.90 1.10 1.061.10 1.06 1.10 • 10 • 10 .10 • 10 .10 1.10 添加F之後的 F/(NH2)2 比

(請先閱讓背面之注意事項再填寫本頁} 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 1229118 A7 B7 五、發明說明（7 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 實例 蜜胺 (重量％) 添加F之前的 F/(NH2)2 比 添加F之後的 F/_)2 比 觸媒 (莫耳％ ) 膠凝時間 (秒） XA 24 1.20 2.0 74 X 24 1.10 1.20 2.0 66 XIA 24 1.20 3.0 69 XI 24 1.10 1.20 3.0 58 XIIA 24 1.20 5.0 64 XII 24 1.10 1.20 5.0 53 XIIIA 24 1.00 2.0 94 XIII 24 0.90 1.00 2.0 82 XIVA 24 1.00 3.0 86 XIV 24 0.90 1.00 3.0 73 XVA 24 1.00 5.0 83 XV 24 0.90 1.00 5.0 71 XVIA 12 1.10 3 98 XVI 12 1.00 1.10 3 72 XVIIA 0 1.12 2 79 XVII 0 1.08 1.12 2 47 -------------% (請·先閱清背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線j 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -10-

Claims (1)

1. [2 么聲 …補充 A8 B8 C8 P8 _ 々、申請專利範圍 附件2A: 第9010295 1號專利申請案 中文申請專利範圍替換本 民國93年12月22日修正 1 · 一種製自含甲醛的胺基塑料樹脂與觸媒之黏合劑 組成物，其特徵在於：有自由之甲醛於樹脂被轉化成黏合 劑之期間被添加入，以使黏合劑中自由之甲醛的量爲製備 黏合劑期間內所添加之甲醛總量的1至50重量％。 2 .如申請專利範圍第1項之黏合劑組成物，其中甲 醛之存在量爲製備黏合劑期間內所添加之甲醛總量的2至 1 5重量％。 3 ·如申請專利範圍第1項之黏合劑組成物，其中有 自由之甲醛存在，使得總黏合劑組成物中的F/(NH2)2比（ 甲醛當量和NH2基團之莫耳比）等於0.8至1.6。 4 ·如申請專利範圍第3項之黏合劑組成物，其中黏 合劑組成物中的 F/(NH2)2比是0.9至1.5。 5 .如申請專利範圍第1至4項中任何一項之黏合劑 組成物，其中使用尿素和蜜胺之混合物作爲胺基塑料樹脂 中的胺基化合物。 6 ·如申請專利範圍第5項之黏合劑組成物，其中蜜 胺/尿素莫耳比是0.01至2。 7 · —種藉由使胺基化合物與甲醛反應而形成樹脂以 製備固化速率增高之胺基塑料黏合劑的方法，其特徵在於 藉由添加自由之甲醛和觸媒直到F/(NH2)2比達0.8至1.6 ’而將此樹脂轉化成胺基塑料黏合劑，因而於樹脂被轉化 本紙張尺度適用中國國家標準（CNs ) A4規格（210X297公釐） -1 _ — (請先聞脅背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1229118 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 成黏合劑之期間被添加入之自由之甲醛的量爲，能使黏合 劑中自由之甲醛的總量相對於製備黏合劑期間內所添加之 甲醛總量爲1至50重量％。 8 . —種用以製備板材的方法，其藉由使含纖維素的 材料和黏合劑在壓出機中合倂，而於提高溫度和壓力下， 將它們壓製成板材，其特徵在於：使用如申請專利範圍第1 至6項中任一項之黏合劑組成物作爲黏合劑。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -2- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐）