本发明专利技术提供用于防火应用的粘着材料；在木质纤维素和其它类似衬底上使用这些粘着材料的方法；和包括木质纤维素衬底和这些粘着材料的复合材料。除了是防火的以外，由所述衬底和粘着材料形成的所述复合材料还可以耐潮。所述粘着材料可以包括至少一种含蛋白质材料和至少一种氯氧镁材料。在一些实施例中，同样可以存在其它材料。举例来说，粘着材料可以包括溶剂或乙烯基聚合物。在一些实施例中，水可以用作溶剂，并且所述粘着材料可以称作水性粘着材料。合适的乙烯基聚合物的一些实例包括但不限于聚乙烯醇PVOH、聚乙酸乙烯酯PVAc和乙酸乙烯酯/乙烯VAE。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请根据35U.S.C.§119(e)要求12/02/2013提交的标题为：“粘着材料和使用所述粘着剂形成木质纤维素复合材料的方法(ADHESIVE MATERIALS AND METHOD OF FORMING LIGNOCELLULOSIC COMPOSITES USING SUCH ADHESIVES)”的美国临时专利申请61/910,774的权益，所述专利申请以全文引用的方式并入本文中。
本专利技术大体上涉及粘着材料和使用其的方法，并且更具体来说涉及具有氯氧镁化合物和蛋白质材料的粘着材料，和使用所述粘着材料形成木质纤维素复合材料的方法，使得粘着材料耐水并防火。
技术介绍
木质纤维素复合材料由使用粘着剂粘合在一起的小片纤维素材料制成。大体来说，首先加工木材或其它木质纤维素材料以产生单板、刨花板、纤维和碎片。随后将粘着剂添加到木质纤维素材料中。使用压力和加热固结所得混合物，以产生木质纤维素复合材料。定向刨花板(OSB)、平行木条木材(PSL)、叠层木条木材(LSL)和软木胶合板(SWPW)通常用通常称为“酚”树脂的热固性苯酚甲醛(PF)或苯酚间苯二酚甲醛(PRF)粘合。酚树脂提供极好的湿润耐久性。传统上颗粒板(PB)、中等密度纤维板(MDF)、硬质纤维板和硬木胶合板(HWPW)已用尿素甲醛粘合。尿素甲醛可水解以产生历经产品寿命的甲醛排放。由于增加对长期甲醛排放的担忧，许多北美(North American)HWPW工业已将基于大豆的粘着剂或聚乙酸乙烯酯(PVAc)转为替代粘着剂。若干PB和MDF制造商已将聚合亚甲基二苯基二异氰酸酯(pMDI)粘着剂转为无添加甲醛选项。用以粘合木质纤维素材料的粘着剂典型地具有受限防火性，并且倾向于如同木质纤维素衬底一样易于燃烧。为改良防火性，各种防火涂料和油漆可以涂覆于木质纤维素复合材料上。然而，这些防火涂料和油漆增加了大量成本并且需要额外加工步骤。此外，这些防火涂料和油漆可破裂并且剥落，由此降低防火特性。防火涂料和油漆可以采用氯氧镁水泥(MOC)，其可能具有不良的防水性。MOC长期暴露于水通常降低水泥晶体之间的粘着性。这些缺陷已显著限制MOC化合物用于木质纤维素复合材料的用途。
技术实现思路
提供用于防火应用的粘着材料；在木质纤维素和其它类似衬底上使用这些粘着材料的方法；和包括木质纤维素衬底和这些粘着材料的复合材料。除为防火的以外，由衬底和粘着材料形成的复合材料还可以耐潮。粘着材料可以包括至少一种含蛋白质材料和至少一种氯氧镁材料。在一些实施例中，同样可以存在其它材料。举例来说，粘着材料可以包括溶剂或乙烯基聚合物。在一些实施例中，水可以用作溶剂，并且粘着材料可以称作水性粘着材料。合适的乙烯基聚合物的一些实例包括但不限于聚乙烯醇(PVOH)、聚乙酸乙烯酯(PVAc)和乙酸乙烯酯/乙烯(VAE)。在一些实施例中，水性粘着材料包括氯氧镁化合物和蛋白质材料。可以基于水性粘着材料的特征选择这些的材料相对量。在一些实施例中，蛋白质材料中的蛋白质的干重比是至少约40％。水性粘着材料中的氯氧镁化合物和蛋白质材料的干重比可以是至少约50％。在一些实施例中，氯氧镁化合物的MgO与MgCl2的摩尔比在约1:1与30:1之间，或更确切地说在约5:1与20:1之间或甚至在约10:1与15:1之间。在一些实施例中，水性粘着材料包括乙烯基聚合物。乙烯基聚合物可以是PVOH、PVAc和VAE中的一种或其混合物。在特定实施例中，乙烯基聚合物是PVAc。在相同或其它实施例中，乙烯基聚合物是VAE。在一些实施例中，乙烯基聚合物是VAE和PVAc的组合。在一些实施例中，蛋白质材料来源于一或多种选自由以下组成的群组的材料：大豆、小麦、玉米、棉花、油菜籽、花生、藻类植物、鸡蛋、牛奶、血液和其混合物。举例来说，蛋白质材料可以来源于大豆。或者，蛋白质材料可以来源于小麦。此外，蛋白质材料可以来源于玉米。还提供用于产生木质纤维素复合材料的方法。方法可以涉及提供具有氯氧镁化合物和蛋白质材料的水性粘着材料。方法也可以涉及将水性粘着材料涂覆到木质纤维素衬底，并且固化水性粘着材料。水性粘着材料的固化形成木质纤维素复合材料。水性粘着材料可以按以下浓度涂覆到木质纤维素衬底：相对于木质纤维素衬底的干重，按不包括溶剂的粘着剂组合物的总干重计，约1到约25重量％。在一些实施例中，水性粘着材料的固化涉及将约10与1000psi之间的压力施加到水性粘着材料和木质纤维素衬底的组合。在一些实施例中，水性粘着材料的固化在约50℃与250℃之间的温度下进行。木质纤维素衬底可以是磨木浆、锯屑、木材颗粒、原木条、木单板、木薄片和木包板中的一种。在一些实施例中，木质纤维素复合材料包括木质纤维素衬底和具有氯氧镁化合物和蛋白质材料的固化粘着材料。木质纤维素复合材料可以选自以下中的一种：硬木胶合板、软木胶合板、颗粒板、中等密度纤维板、定向刨花板、卷片板、纤维板、平行木条木材、叠层木条木材和硬木胶合产品。参考图式在下文进一步描述这些和其它实施例。附图说明图1展示针对以下的数据：依据改变氧化镁与氯化镁摩尔比，蛋白质-氯氧镁粘着剂调配物的干燥/湿润自动粘合评估系统(ABES)强度。图2展示针对以下的数据：依据改变蛋白质并入的水平，蛋白质-氯氧镁粘着剂调配物的干燥/湿润ABES强度。图3是根据一些实施例对应于产生木质纤维素复合材料的方法的工艺流程图。图4A说明根据一些实施例使用单板或其它木质纤维素材料产生木质纤维素复合材料的方法的各个阶段，其中粘着材料作为层涂覆于单板或其它木质纤维素材料的相对平滑表面上。图4B是说明根据一些实施例使用木质纤维素材料的颗粒或木条产生木质纤维素复合材料的方法的各个阶段，其中粘着材料作为使用喷雾涂覆于木质纤维素材料的颗粒或木条上。图5展示针对以下的数据：与用以粘合木质纤维素材料的典型树脂系统相比，蛋白质-氯氧镁粘着剂调配物的干燥/湿润ABES强度。图6展示针对以下的数据：用蛋白质-氯氧镁粘着剂调配物或大豆-PAE粘着剂调配物构造的硬木胶合面板的燃烧测试。图7展示针对以下的增强数据：用蛋白质-氯氧镁粘着剂调配物或大豆-PAE粘着剂调配物构造的硬木胶合面板的测试。具体实施方式在以下描述中，阐述许多具体细节以便提供对所呈现概念的透彻理解。可以在不具有这些具体细节中的一些或全部的情况下实践所呈现概念。在其它情况下，未详细地描述众所周知的方法操作以便不会不必要地混淆所描述的概念。虽然一些概念将结合具体实施例描述，但应理解这些实施例并不打算为限制性的。氯氧镁(MOC)水泥还可以称作菱镁矿或索雷耳(Sorel)水泥。MOC水泥具有各种有利的特性，包括低热导率、高防火性、耐磨性和良好的抗碎强度。此外，MOC水泥很好地粘合到各种无机和有机材料，如木质纤维素材料。出于本专利技术的目的，“木质纤维素材料”定义为来源于干燥植物物质的材料。木质纤维素材料可以包括一或多种碳水化合物聚合物(纤维素和半纤维素)、芳香族聚合物(木质素)，它们的比是25-55％纤维素、25-50％半纤维素和15-40％木质素。木质纤维素材料的一些实例包括但不限于来自硬木或软木树的木材、玉米芯、坚果壳、甘蔗渣、草、秸秆、竹子和其再循环产物。水泥的主要粘合相本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种水性粘着材料，其包含：氯氧镁化合物；和包含蛋白质的蛋白质材料，其中所述蛋白质材料中的所述蛋白质的干重比是至少约40％，和其中所述水性粘着材料中的所述氯氧镁化合物和所述蛋白质材料的干重比是至少约50％。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.02 US 61/910,7741.一种水性粘着材料，其包含：氯氧镁化合物；和包含蛋白质的蛋白质材料，其中所述蛋白质材料中的所述蛋白质的干重比是至少约40％，和其中所述水性粘着材料中的所述氯氧镁化合物和所述蛋白质材料的干重比是至少约50％。2.根据权利要求1所述的水性粘着材料，其中所述氯氧镁化合物的MgO与MgCl2的摩尔比在约1:1与30:1之间。3.根据权利要求1所述的水性粘着材料，其中所述氯氧镁化合物的MgO与MgCl2的摩尔比在约5:1与20:1之间。4.根据权利要求1所述的水性粘着材料，其中所述氯氧镁化合物的MgO与MgCl2的摩尔比在约10:1与15:1之间。5.根据权利要求1所述的水性粘着材料，其进一步包含乙烯基聚合物。6.根据权利要求5所述的水性粘着材料，其中所述乙烯基聚合物选自由以下组成的群组：聚乙烯醇PVOH、聚乙酸乙烯酯PVAc和乙酸乙烯酯/乙烯VAE和其混合物。7.根据权利要求5所述的水性粘着材料，其中所述乙烯基聚合物是聚乙酸乙烯酯PVAc。8.根据权利要求5所述的水性粘着材料，其中所述乙烯基聚合物是乙酸乙烯酯/乙烯VAE。9.根据权利要求5所述的水性粘着材料，其中所述乙烯基聚合物是VAE和PVAc的组合。10.根据权利要求1所述的水性粘着材料，其中所述蛋白质材料来源于一或多种选自由以下组成的群组的材料：大豆、小麦、玉米、棉花、油菜籽、花生、藻类植物、鸡蛋、牛奶、...
【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔·J·伯克兰，雷蒙德·吴，肖恩·萨默斯·韦弗，
申请(专利权)人：设计粘合剂公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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