[发明专利]用于低排放产品的含有天然化合物的新型复合粘合剂

说明书

技术领域

本发明涉及粘合剂和包含所述粘合剂的木质纤维材料或纤维素材料。

背景技术

在例如木材行业、绝缘、纸张浸润、涂料及其它行业的工业中，最常用的一种粘合剂是甲醛基粘合剂，如氨基-甲醛及苯酚-甲醛。由于各种应用中的该粘合剂可在世界范围内获得原料并由于其优异的粘合性，存在多种从粉末状到液态、从高粘性到低粘性的具有不同摩尔比的氨基-甲醛和苯酚-甲醛。粘合剂性能的选择取决于产品在应用中必须具有的性能以及必须满足的标准要求。然而，氨基-甲醛系列的所有粘合剂的一个共同特征是反应性和甲醛排放是成比例的，并且在很大程度上取决于甲醛与氨基的摩尔比，在较小程度上取决于甲醛与苯酚的摩尔比。在实践中，这意味着为了满足要求降低甲醛排放的不同标准，需要降低甲醛与氨基和甲醛的摩尔比，这通常也导致在相同的工作条件下效率降低。

比较用作粘合剂的氨基-甲醛树脂和苯酚-甲醛树脂，前者更为有效，但是更易于水解并且产品的甲醛排放较高。这区别于苯酚-甲醛树脂，苯酚-甲醛树脂与氨基-甲醛树脂相比可得到具有较低甲醛排放的产品，但代价是生产效率降低。为了克服粘附性能低的问题，实践中已知使用例如天然组分的材料改变粘合剂的性质。然而，与原来粘合剂相比，通过添加天然组分将苯酚-甲醛树脂和氨基-甲醛树脂改性可能使物理和/或化学性质(例如粘性或缓冲能力)产生显著的有害变化，以至于限制了改性粘合剂的应用潜力。Horowitz等人的US P3,701,743(下文称为“’743专利”)描述了该体系。’743专利描述了用于胶合板的由脲甲醛树脂、PF树脂和例如小麦粉、淀粉或木薯粉的淀粉补充剂组成的树脂混合物。淀粉补充剂也可用例如豆粉或干血粉的蛋白质补充剂代替，蛋白质补充剂用以缩短粘合剂的高温凝结时间。然而，最终产品仅仅是蛋白质补充剂、PF树脂和脲甲醛树脂的物理混合物，其中蛋白质补充剂增加了粘合剂的体积。’743专利的粘合剂产物是为了具有可喷性和良好的冷粘性。当生产胶合板时，冷粘性尤其重要，以便能够进行使两个胶合板片之间的胶层产生物理固化(非化学的)的所谓的预压步骤，并且使得在热压步骤之前胶合板片预压叠层的中间存储成为可能。’743专利的另一个目的在于避免粘合剂从外胶合面渗出。然而，最终混合物具有2500至5000mPa·s的高粘度，该粘度太高，使得粘合剂不利于在例如碎木板、MDF(中密度纤维板)和OSB(定向刨花板)中的应用。

本发明的目的在于通过提供包含天然组分的新型复合粘合剂来克服已知粘合剂的上述问题。该新型复合粘合剂可以形成高的固含量和低粘度。该组合物具有良好的可喷性，并且硬化胶层颜色较浅，这些是例如制造纤维板的操作中所需要的。

粘合剂的组成得到平衡，以提供快速交联和高度硬化，并因而具有低的甲醛排放。

此外，发明的粘合剂具有良好的反应性，并且由于具有足量的甲醛用于高度地快速交联形成抗水解的网络，并且在应用中的适当时候可以得到有效的甲醛净化剂，因而可获得低甲醛排放的产品。

原料范围的扩宽在降低用于例如本专利申请所述的粘合剂混合物目的的粘合剂的成本上还具有商业优势，并且有助于降低对现有原料市场的依赖。

发明概要

本发明涉及用作木质纤维材料或纤维素材料的粘合剂的低甲醛排放的树脂组合物，该树脂组合物包含天然组分或其衍生物、芳香族羟基化合物-醛树脂和氨基树脂的缩合产物，其中所述天然组分或其衍生物直接或间接地与所述芳香族羟基化合物-醛树脂(ncPF树脂)化学结合，并任选地，直接或间接地与所述氨基树脂化学结合，并且所述天然组分或其衍生物包含蛋白质。

发明的一个实施方案涉及用作木质纤维材料或纤维素材料粘合剂的低甲醛排放的树脂组合物，该树脂组合物包含天然组分或其衍生物、芳香族羟基化合物-醛树脂和基于树脂组合物总质量的至少20重量％的脲的缩合产物，其中至少50重量％的所述天然组分或其衍生物直接或间接地与芳香族羟基化合物-醛树脂(ncPH)化学结合，并且其中所述天然组分或其衍生物包含蛋白质。

在另一个实施方案中，本发明涉及一种可聚合的树脂组合物，其包含芳香族羟基化合物、醛化合物和包含蛋白质的天然组分或其衍生物，其中所述可聚合的树脂组合物是在包括将pH≤7的所述天然组分或其衍生物与所述芳香族羟基化合物和醛化合物结合的方法中制备的，其中所述天然组分或其混合物的蛋白质是水基的。