[发明专利]由木素纤维素基细粒材料生产模制品

说明书

本发明涉及一种由基于木素纤维素的细碎材料生产模制品的方法以及可以由此得到的模制品。本发明还涉及包含至少一种可交联脲化合物的含水组合物在制备用于生产模制品的用该组合物处理且基于木素纤维素的细碎材料中的用途。

基于木素纤维素基细碎材料的模制品(下文也称为基于木素纤维素颗粒的模制品)，如基于木材颗粒的模制品在建筑和家具领域广泛用作结构材料。它们通常通过用粘合剂聚合物的通常为含水的液体组合物胶涂木素纤维素颗粒、将如此胶涂的材料成型并固化而生产。在固化过程中发生细碎颗粒的粘结，合适的话粘合剂交联，结果是模制品保留其稳定性。在木材-塑料复合材料(WPC)的情况下，细碎材料嵌入塑料基体中。基于木素纤维素颗粒的模制品的常见类型以及它们的生产方法的综述由H.H.Nimz等，“Wood-Wood-based Materials”，Ullmann′s Encyclopedia of Industrial Chemistry，第5版，CD-ROM，Wiley-VCH，Weinheim 1997给出。作为大量生产的物品，基于细碎木素纤维素颗粒的模制品具有巨大的成本压力。

在基于木素纤维素颗粒的模制品中存在的关键问题是它们对水通常仅具有中等至低的稳定性。这起因于木素纤维素颗粒在与水接触时或在潮湿气氛中将水引入例如孔壁中的性能。结果模制品溶胀且它们的机械强度降低。此外，基于木素纤维素颗粒的模制品尤其在潮湿状态下受到降解木材或使木材变色的生物体，尤其是微生物的侵袭，这使得必须用相应的杀真菌剂和生物杀伤剂处理模制品。这又构成不得不考虑的成本因素且从环境角度看也是不利的。

为了改进稳定性，通常使木材和类似的木素纤维素基材料拒水，例如通过用含蜡的浸渍剂处理。这使水渗入材料的孔中更为困难。

有人建议通过借助酸酐如乙酸酐将木材颗粒乙酰化而改进木基材料如碎料板和纤维板的尺寸稳定性以及它们对木材破坏性生物体的稳定性(参见EP-A213252和其中引用的文献以及Rowell等，Wood and FiberScience，21(1)，第67-79页)。该处理的高成本以及如此处理的材料所具有的令人不爽的固有气味是不利的，因而这些措施尚未确立市场。

还提出了将其他化学品如异氰酸酯、硅氧烷和丙烯酰胺用于改性木素纤维素纤维(J.Appl.Polym Sci.，73(1999)2493-2505)。然而，这些措施也并不完全令人满意。

WO2004/033170和WO2004/033171描述了基于羟甲基-或烷氧基甲基改性的脲衍生物如1，3-二(羟甲基)-4，5-二羟基咪唑烷-2-酮、链烷醇改性的二(羟甲基)-4，5-二羟基咪唑烷酮、1，3-二(羟甲基)脲、1，3-二(甲氧基甲基)脲、1-羟甲基-3-甲基脲、1，3-二(羟甲基)咪唑烷-2-酮、1，3-二甲基-4，5-二羟基咪唑烷-2-酮或四(羟甲基)乙炔二脲的浸渍剂在改进包含实木的木制品的耐久性、尺寸稳定性和表面硬度中的用途。没有讨论基于细碎木素纤维素材料的模制品的尺寸稳定性问题。

因此，本发明的目的是提供基于木素纤维素的细碎材料，由该材料可以生产在水分作用下具有改进的尺寸稳定性的模制品。此外，对于在大量生产的产品如纤维板和碎料板的生产中的用途而言，该细碎材料应能经济地生产。

惊人地发现该目的和其他目的可以由用包含至少一种可交联脲化合物的含水组合物处理的基于木素纤维素的细碎材料实现，可交联的脲化合物选自具有至少一个式CH₂OR的N-键合基团的脲化合物H，其中R为氢或C₁-C₄烷基和/或桥接脲的两个氮原子的1，2-二羟基乙烷-1，2-二基，脲化合物H的预缩合物以及脲化合物H与至少一种选自C₁-C₆链烷醇、C₂-C₆多元醇和低聚乙二醇的醇的反应产物或混合物。

下文中将基于木素纤维素的细碎材料也简称为细碎木素纤维素材料或木素纤维素颗粒。因此，根据本发明被处理且基于木素纤维素的细碎材料也称为根据本发明的处理的木素纤维素材料或细碎木素纤维素材料或根据本发明的处理的木素纤维素颗粒或木素纤维素颗粒，而未处理的基于木素纤维素的细碎材料也称为未处理的细碎木素纤维素材料或未处理的木素纤维素颗粒。

处理应理解为指将未处理的细碎木素纤维素材料用含水组合物浸渍或浸泡以及合适的话干燥和/或固化浸渍的材料或该浸渍的材料所吸收的可固化组分。