[发明专利]低分子量聚胺聚酰胺-表氯醇(PAE)树脂和蛋白质的粘合剂组合物

说明书

技术领域

本发明涉及由低分子量聚酰胺胺-表卤醇树脂(PAE树脂)和特定蛋白 质(如大豆粉或大豆分离蛋白)或木质素制成的粘合剂组合物，以及其在 制备木材复合材料如层压单板或胶合板复合材料中的用途。

背景技术

PAE聚合物是造纸工艺中公知的湿强度添加剂。用所述PAE聚合物作 为蛋白质或木质素基粘合剂的固化剂成分的技术是已知的(见美国申请 2005/0282988)。PAE与诸如大豆粉、大豆分离蛋白或木质素的蛋白质用作 木素纤维的粘合剂是已知的(Kaichang Li，美国专利7,252,735，2007年8 月8日)。

这类粘合剂当前的限制是在期望的固含量下粘合剂配方的高粘度以及 短的粘合剂有效期。高粘度妨碍了粘合剂在基材上的施涂。通常需要添加 水来使粘合剂达到适用的粘度。所述额外的水降低了固含量，从而降低了 添加到基材的活性物质的量。另外，此水通常必须从最终产品中去除，这 增加了时间、生产和能量成本。在工业上需要生产具有更长储存稳定性和 更易处理的含PAE粘合剂。

发明内容

本发明关注于含有低分子量即2000-50000g/mol的聚酰胺胺-表卤醇 (PAE)聚合物和大豆蛋白或木质素的组合物，其中蛋白或木质素对PAE 的重量比为100∶0.1-0.1∶100。

本发明还关注于所述组合物作为粘合木材如层压板、胶合板、刨花板、 定向刨花板和纤维板的粘合剂的用途。

由于液体组合物的粘度表示组合物中聚合物的分子量，所以用于组合 物的低分子量的PAE也能用小于0.3dl/g的低增比比浓粘度(RSV)来表示。 这些低分子量或低粘度PAE与本领域具有100,000g/mol或更高的高分子量 PAE不同。

较低的粘合剂粘度提供更好的操作性能，同时使粘合剂配方中含有更 少的水分。较低的粘度既使粘合剂材料容易地操作，又提供了粘合剂配方 的有效期。粘合剂在制作工程木质产品和其他类型的有用材料时的施涂可 以通过辊涂、刮涂、挤出、幕涂、泡沫涂布器和喷涂器来实现，其中一个 实例是旋转式圆盘树脂涂布器。尽管对于不同级别和类型的施涂有不同的 要求，但是当应用这些施涂技术，尤其是用于粘合剂配方的喷涂时，较低 的粘度是有益的。

具体实施方式

如上所述，本发明专注于低分子量热固性聚酰胺胺-表氯醇树脂(PAE 树脂)在包含PAE树脂和蛋白质或木质素的粘合剂组合物中的用途。所述 粘合剂可用于粘合木材和其它材料。低分子量PAE树脂具有较低的粘度， 这使其能在高固含量下被制备和操作而不会遭遇凝胶稳定性的问题。相比 于用高分子量PAE树脂制备的粘合剂配方，较低粘度的PAE树脂也可以用 于提供较低粘度的PAE/蛋白质粘合剂组合物。令人惊奇的是，已经发现用 低分子量PAE树脂制备的粘合剂组合物的干和湿粘附性能与由高分子量 PAE树脂提供的干和湿粘附性能相同。

较低粘度的粘合剂组合物提供了使用高分子量PAE树脂所没有的诸多 益处。所述降低的粘度提供更长的储存稳定性，并提升了分散粘合剂的能 力。较低的粘度还改善了对粘合剂的泵送，并使粘合剂在较高固含量下比 用高分子量PAE树脂制备的相应粘合剂组合物更易于喷涂。

PAE合成

PAE树脂的合成是一个两步过程。首先通过多元胺与多元酸或多元酸 衍生物的缩聚制备聚酰胺胺。多元酸是具有至少两个羧酸(羧酸酯)官能 团的有机化合物。而后将得到的聚酰胺胺溶解在水中，并在水溶液中与表 氯醇反应制备最终的PAE产品。本发明的PAE树脂的粘度在20％固含量下 在25℃通过Brookfield粘度计测得小于75cps。

用于本发明的PAE树脂的分子量小于100,000g/mol。分子量高于 2,000g/mol，优选高于5,000。优选分子量为约5,000-80,000g/mol，更优选 为约10,000-约80,000g/mol。在25℃下，在1M氯化铵中以2％的浓度测得 本发明的PAE树脂的增比比浓粘度(RSV)小于0.3dL/g，更优选小于 0.25dL/g。RSV是对与聚合物分子量直接相关的聚合物溶液粘度的测量。通 常，RSV为0.0500-0.300dL/g。以Brookfield粘度计，PAE树脂的20％固体 水溶液的粘度范围为85cps到小于15cps，例如10cps或5cps。