[发明专利]热固性多糖

说明书

本申请要求2007年12月21日提交的美国临时专利申请系列No.US临时申请No.61/016,370的优先权，其整体内容加入本文作为参考。

发明领域

本发明涉及使用基于非淀粉多糖和交联剂的无甲醛粘合剂体系所制备的复合材料。本发明亦涉及一种制备这些复合材料的方法。

发明背景

合成聚合物在多种应用中使用。在诸多应用中，这些合成聚合物经交联以获得所需效能特性。六十多年来，一大类商业上具重要性的热固性聚合物已利用基于甲醛的交联剂。传统上，那些基于甲醛的交联剂已为制备多种复合材料提供有效且具成本效益的粘合剂。基于甲醛的交联剂的实例包括三聚氰胺-甲醛、脲-甲醛、苯酚-甲醛及丙烯酰胺-甲醛加合物。随着对毒性及环境的关注增长，已一直不断探寻替换基于甲醛的交联体系。然而，这些替代体系已罹受大量缺点，包括高成本、低固化或慢固化、需要最终使用者更改其商业高速应用设备、排放除甲醛以外的毒性组分或挥发性有机化合物、缺乏抗湿性、粘合剂与基材之间缺乏足够粘合力，及使粘合剂固化所需的低pH值引起生产设备腐蚀问题。

当前无甲醛粘合剂体系不会与基于甲醛的热固性树脂一样好地发挥作用且趋于昂贵得多。此外，基于甲醛的粘合剂体系与无甲醛粘合剂体系均源自不可再生且不可持续的石油来源。对在合理经济情况下发挥基于甲醛的热固性树脂体系的效能、但基于可持续及可再生的原料的无甲醛粘合剂体系存在需要。

优选地，无甲醛粘合剂体系应在相对低温(低于200℃)下固化。此外，无甲醛粘合剂体系(尤其是含有聚丙烯酸的那些)需要低pH值(例如小于3)以供固化，此可引起处理设备的腐蚀问题。因此，对可在大于3、优选处于中性pH值范围内的pH值下固化的无甲醛粘合剂体系存在需要。

基于甲醛的粘合剂体系在其产生后立即开始交联且在运输期间需加以冷冻。因此，这些体系具有其需加以使用的极短期限，亦即较差贮存期。由此，需要具有良好贮存期的无甲醛粘合剂体系。最后，需要具有良好抗水性的无甲醛粘合剂体系。

发明简述

本发明提供一种使用无甲醛粘合剂体系和矿物棉或木质纤维基材所制备的复合材料。这些无甲醛粘合剂为非淀粉多糖和交联剂的混合物。在另一个方面中，本发明为一种通过使非淀粉多糖和交联剂沉积至矿物棉或木质纤维基材上且固化来制备这些复合材料的方法。

在另一个方面中，本发明提供一种使用″绿色″无甲醛粘合剂体系和矿物棉或木质纤维基材所制备的复合材料。这些无甲醛粘合剂为非直链淀粉和交联剂的混合物。在另一个方面中，本发明为一种通过使非直链淀粉和交联剂沉积至矿物棉或木质纤维基材上且固化来制备这些复合材料的方法。

在另一个方面中，这些无甲醛粘合剂为稳定化低直链淀粉和交联剂的混合物。在另一个方面中，本发明为一种通过使稳定化低直链淀粉和交联剂沉积至矿物棉或木质纤维基材上且固化来制备这些复合材料的方法。

附图简述

以下实施方式当结合随附图式阅读时可最好地理解本发明。

图1为描绘根据实施例14所进行的TGA粘合剂保持率测试的粘合剂抗水性的定量测量的图。

图2为描绘根据实施例15由TGA方法测试的玻璃纤维毡的粘合剂保持率的定量测量的图。

图3为描绘根据实施例16所进行的湿强度测试结果的定量测量的图。

图4为描绘根据实施例17所进行的TGA粘合剂保持率测试结果的定量测量的图。

图5为描绘根据实施例18由针对淀粉B的TGA方法所测试的玻璃纤维毡的粘合剂保持率结果的定量测量的图。

图6为描绘根据实施例18由针对淀粉A的TGA方法所测试的玻璃纤维毡的粘合剂保持率结果的定量测量的图。

图7为描绘根据实施例19使用针对淀粉B的TGA方法所测试的玻璃纤维基材的粘合剂保持率结果的定量测量的图。

发明详述

对于本发明的目的，″复合材料″为通过用无甲醛粘合剂处理基材而形成的制品或产品。适用于本发明的基材包括材料如矿物棉和木质纤维基材。无甲醛粘合剂通常以水溶液形式施用于基材上且经固化以形成复合材料。

对于本发明的目的，″矿物棉″意谓由矿物或金属氧化物制成的纤维，其可为合成或天然的且包括玻璃纤维、陶瓷纤维、矿物棉及石绒(亦称为石棉)。矿物棉为用于绝缘和过滤的无机物质。如玻璃纤维及陶瓷纤维的材料因其由矿物或金属氧化物组成而为矿物棉。