[发明专利]水基无甲醛胶粘剂

说明书

本发明涉及聚氨酯组合物，用于制备它们的方法；上述组合物作为粘合剂和/或层压胶粘剂以制备复合材料和/或成型制品的用途；以及与所述组合物一起层压或结合的制品。

含有脲和三聚氰胺甲醛树脂的胶粘剂常用于制备层压的木制品，这是因为它们与木料强烈粘合。然而，由这些胶粘剂制造的制品排放甲醛，出于环境和健康原因这是不利的。一些国家近来制定法规要求制造商减少并最终消除甲醛排放。

聚氨酯组合物不会排放甲醛，并且已被用于生产用于许多应用的胶粘剂，这种聚氨酯组合物的一些实例在本申请人的专利申请WO 06/097318(例如第1页第6-12行)中进行了描述。然而，目前的聚氨酯胶粘剂与作为层压胶粘剂的脲和三聚氰胺甲醛树脂相比不太令人满意。因此仍需要无甲醛、在潮湿条件下与木料纤维强烈粘合并且/或者具有良好耐疲劳性的改进胶粘剂。

本申请人发现，某些聚氨酯组合物解决了本文所述问题中的一些或全部。

因此，宽泛地来说，本发明提供了一种无甲醛的层压胶粘剂，其中所述胶粘剂包含：

(I)聚氨酯，其含有30重量％至65重量％的硬段，所述聚氨酯由和/或可由含有(A)异氰酸酯官能预聚物和(B)至少一种扩链剂的反应产物的第一聚氨酯分散体得到，

其中，

(a)所述预聚物(A)和所述扩链剂(B)以1∶1至1∶2.5的异氰酸酯基团与异氰酸酯反应性基团的化学计量比进行反应，并且

(b)所述扩链剂含有一个或多个在步骤(a)中没有与异氰酸酯官能预聚物(A)进行反应的反应性基团，因此将或在分散前或在分散后构成所述第一聚氨酯的一部分，并且

(c)可选地，所述扩链剂的所述异氰酸酯反应性基团含有一个或多个本文所述的肼基类基团；和

(II)可选的第二聚合物，所述第二聚合物由和/或可由含有至少一个不饱和片段(优选烯属不饱和基团)的聚合物前驱体得到，并且可选地，所述第二聚合物可被亚胺化；

附加条件是：

(α)当所述第一聚氨酯分散体不含肼基类基团时，所述第二聚合物被亚胺化；以及

(β)当所述第二聚合物未被亚胺化，或者所述第二聚合物不存在时，所述第一聚氨酯包含肼基类基团。

本发明的层压胶粘剂可被用于制备任何合适的层压材。例如，它们可以将表面层(例如木饰面)粘附到基材(诸如木制品)上，并且/或者可以粘接一层或多层(包括内层)，从而形成三明治类型的结构，诸如胶合板。

不太期望层压胶粘剂含有显著量的共溶剂(诸如挥发性有机化合物，VOC)，因为这样的溶剂将随时间逐渐从层压材中蒸发出来，从而导致气味和有毒气体。当处置废层压材(在制造商或用户处置期间)，如通常燃烧这些废层压材时，大量残留在层压材中的溶剂也会引起问题。

因此，在本发明的特别优选方面中，层压胶粘剂包含小于3重量％、更优选小于1重量％的共溶剂(基于所述胶粘剂的总重)。最优选的胶粘剂基本上无共溶剂，具体完全无共溶剂。通常，没有共溶剂被用于制备层压粘合剂，所以随后也不必将其去除。这些不令人期望的共溶剂(诸如VOC)是本领域技术人员公知的，包括这样的有机化合物，该有机化合物在室温下具有足够高的蒸汽压，并且以引起公害(nuisance)的量存在于空气中。特别优选的是，本发明的组合物中无N-甲基吡咯烷酮(NMP)。

可以采用含有一个或多个异氰酸酯反应性基团的第一试剂以如下用量对第一聚氨酯分散体(PUD)进行处理，在该用量下，异氰酸酯基团是过量的或不是过量的以修正聚合物的分子量并且/或者在其上引入合适的官能团(诸如肼类基团)。

为了修正分子量，所述第一试剂可以是扩链剂和/或链封端剂和/或水。尽管水可以与异氰酸酯基团进行反应，但是其通常不被认为是扩链剂或链封端剂，而当在本发明的方法中使用时其可以起到类似作用或者也可以不起到类似作用。本文中提供的扩链剂和/或链封端剂量(例如重量％)的所有数值都是在不包括水的情况下计算的。

为了引入官能度，所述第一试剂可以是肼类试剂，并且优选添加官能度以改善本发明胶粘剂组合物中的所得聚氨酯的粘结性和/或其他性质。

优选地，所述第一试剂既是扩链剂并且/或者是封端剂，还将官能度引入所述聚合物中；更优选地，所述第一试剂是肼类试剂。

处理可以是一步或多步，并且可以与第一PUD的形成同时进行和/或顺序进行，结果聚氨酯在其基本上分散之前反应并且/或者聚氨酯在分散体(例如作为第一PUD)中进行反应，从而形成可用在本发明中作为第一PUD替代品的第二PUD。

并不希望受缚于任何理论，在本发明的各种实施方式中，本方法可以描述如下：