包含II型纤维素的粘合剂组合物制造技术

披露了包含粘合剂树脂和纤维素的混合物，其中该纤维素的至少一部分是II型纤维素。还披露了包含粘合剂树脂的组合物，其中这些粘合剂树脂包括甲醛和至少一种酚类化合物的缩合产物，并且该缩合产物在纤维素的存在下形成，其中该纤维素的至少一部分是II型纤维素。还披露了含有这些混合物和组合物的制品，如胶合板和定向刨花板。此外，披露了制备这些组合物和制品的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包含II型纤维素的粘合剂组合物相关申请的交叉引用本申请要求2014年9月26日提交的美国临时申请号62/056,072的权益，将其全部披露内容通过引用结合在此。专利
本专利技术总体上涉及组合物，这些组合物作为粘合剂是有用的，特别是用于工程木材产品。更具体地说，本专利技术涉及包含II型纤维素(并且在一些实施例中，木质素)的组合物。专利技术背景苯酚-甲醛(PF)树脂是在工程木材产品(包括胶合板和定向刨花板(OSB))中常用的粘合剂，因为它们的耐候性和耐水性，使得它们适合于室外应用。在制备PF树脂中使用的苯酚典型地由石油化工产品衍生并且其结果是可能使用成本过于昂贵并且从环境观点来看可能是不希望的。将希望的是采用降低苯酚需求的总量来降低成本并且以从环境观点来看改进粘合剂树脂的化合物。已经进行了若干尝试来在粘合剂树脂中使用木质素以降低总苯酚使用，因为木质素包含结构上类似于苯酚的部分，并且木质素是可再生材料(参见，例如，J.W.Hollis,Jr.等人的美国专利号4,303,562)。最常规的工业木质素是制浆工业的副产物，并且不同的制浆工艺影响木质素中存在的化学官能团的种类和量。尽管这一系列的结构差异，以及不同的材料纯度，除了其他因素外，工业木质素研究迄今未在粘合剂中可接受地运行。因此，在本领域中仍然需要由可再生材料制成的或含有可再生材料的改进的粘合剂组合物。本专利技术解决了这一需求。专利技术的简要概述本专利技术总体上涉及作为粘合剂有用的混合物和组合物，特别是用于木材产品。特别地，在此披露了包含粘合剂树脂和纤维素的混合物，其中该纤维素的至少一部分是II型纤维素。在此还披露了包含粘合剂树脂的组合物，其中该粘合剂树脂包括甲醛和至少一种酚类化合物的缩合产物，其中该缩合产物在纤维素的存在下形成，并且该纤维素的至少一部分是II型纤维素。在此进一步披露了木材产品，特别是工程木材产品，如胶合板和定向刨花板，其包含固化的混合物和/或固化的组合物，如在此所述。附图的简要说明被包括在内以提供本专利技术的进一步理解并且结合在本说明书中以及构成本说明书的一部分的附图说明了本专利技术的方面并且与说明书一起用来解释本专利技术的原理。在此使用的缩写在专利技术详细说明部分中充分描述，除了用于表示包含木质素的残余物和包含木质素和纤维素的残余物的缩写在实例1中给出外。在附图中：图1示出了SHR-50的13CCP-MASNMR谱(参见实例1)。图2示出了在SHR-50的13CCP-MASNMR谱的C6区域中的解卷积和拟合曲线(参见实例1)。图3示出了在SHR-50残余物中的纤维素的X射线衍射(XRD)谱(在碱性提取除去木质素后，参见实例1)。图4-5示出了各种苯酚-甲醛(PF)树脂混合剂的固化速度，其中胶合板PF树脂或定向刨花板(OSB)PF树脂的一部分已经被不同的材料取代(参见实例1)。制备PF树脂混合剂，用指示的材料代替30wt.％的胶合板PF树脂(图4)，和30wt.％的OSBPF树脂(图5)，后者包含木质素和/或II型纤维素。图6比较了根据本专利技术的实施例的包含SHR-50(即，II型纤维素和木质素)的胶合板PF木材粘合剂，与含有来源于其他过程(例如，Kraft、Alcell等)的木质素并且不包含II型纤维素的其他方面相同的胶合板PF木材粘合剂的性能(参见实例3)。图7比较了根据本专利技术一些实施例的包含SHR-50和SHR-50-AR(各自包含II型纤维素和木质素)的胶合板PF木材粘合剂，与含有已经从SHR-50纯化的木质素(即，SHL-50)的其他方面相同的胶合板PF木材粘合剂的性能(参见实例4)。图8比较了包含木质素和来源于硬木的II型纤维素(SHR-50和SHR-80)的胶合板PF木材粘合剂与包含木质素和来源于软木的II型纤维素(SHR-60-SW)的胶合板PF木材粘合剂的性能(参见实例5)。图9比较了在不同水平的碱(NaOH)添加下与包含木质素和来源于硬木的II型纤维素的残余物(SHR-80)混合的商业获得的OSBPF木材粘合剂的性能(参见实例7)。图10比较了在不同水平的碱(NaOH)添加下包含木质素和来源于硬木的II型纤维素的残余物(SHR-80)混合的商业获得的胶合板PF木材粘合剂的性能(参见实例8)。图11示出了PF树脂混合剂的固化速度，其中该胶合板PF树脂的一部分已经被包含木质素和II型纤维素的残余物代替(PF树脂的30％代替)，并且其中该木质素/纤维素残余物在通过苯酚和甲醛的缩合形成PF树脂的过程中加入。将固化速度(如通过粘合剂性能测量的)与其中该对照物不具有任何代替的树脂的相同的PF树脂的固化速度进行比较(参见实例9)。专利技术详细说明如上文及遍及本披露使用的，除非另外说明，否则以下术语应当理解成具有以下含义。如在此所用，短语“基本上不含”(组分)意指基于含有该组分的任何组合物的总重量，具有按重量计不多于约1％、优选地小于约0.5％、更优选地小于约0.1％的该组分。除非上下文清楚地指明，否则如在此所用，单数形式“一个/一种(a/an)”和“该”包括复数指示物。虽然本专利技术能够以不同的形式实施，但进行以下若干实施例的说明，同时理解，应将本披露视为是本专利技术的一个范例，并且不旨在将本专利技术限于这些展示的具体实施例。提供标题仅仅是为了方便的目的，而不应被解释为以任何方式限制本专利技术。在任何标题下说明的实施例可以与在任何其他标题下说明的实施例结合。除非另外明确地指明，否则在本申请中所示的各种定量值中使用的数值称作近似值，如同所述范围内的最小值和最大值均前缀有词汇“约”。以此方式，可以使用与所述值些许不同的值从而达到与所述值大体上相同的结果。在此，当量、浓度、或其他值或参数作为或者范围、优选范围、或上优选值和下优选值的列表给出时，这应理解为具体披露了由任何一对的任何范围上限或优选值和任何范围下限或优选值所形成的全部范围，无论这些范围是否单独地被披露。当数值的范围在此列举时，除非另有说明，该范围意欲包括其端点，以及在该范围内的全部整数和分数。即，范围的披露意在表示连续范围，该连续范围包括在所列举的最小与最大值之间的每一个值，以及可以由这样的值形成的任何范围。在此还披露了可以由所列举的数字值除以任何其他所列举的数字值而形成的任何和全部的比率(以及任何这样的比率的范围)。因此，本领域技术人员将理解，许多这样的比率、范围以及比率的范围可以明确地从在本文中呈现的数字值中导出，并且在所有例子中，这样的比率、范围以及比率的范围代表本专利技术的不同实施例。在此，PF替代水平是PF树脂(固体重量)被等量(固体重量)的木质素、纤维素、或木质素和纤维素组分代替的量。例如，PF树脂被SHR残余物的30％替代水平将具有两种组分的固体的70PF/30SHR重量比。在此，在组合物或混合物中的组分Z的“wt.％”，除非明确说明与此相反，意指基于固体的Z的重量百分比；即组分Z的固体重量占该组合物或混合物的总固体重量的百分比。超临界流体是在其临界温度以上的温度下并处于其临界压力以上压力的流体。超临界流体存在于该流体的“临界点”或该点之上，临界点为液相和汽(气)相可以彼此均衡存在的最高温度和压力的点。高于临界压力和临界温度，液相和气相之间的区别消失。超临界流体大致上具有气体的渗透性质同时具有液体的溶剂性质。因本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混合物，包含：粘合剂树脂；以及纤维素；其中该纤维素的至少一部分是II型纤维素。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.26 US 62/056,0721.一种混合物，包含：粘合剂树脂；以及纤维素；其中该纤维素的至少一部分是II型纤维素。2.如权利要求1所述的混合物，进一步包含木质素。3.如权利要求1所述的混合物，其中该纤维素以干基计以该总组合物的约5wt.％至约50wt.％的量存在。4.如权利要求1所述的混合物，其中该纤维素以干基计以基于该木质素和该纤维素的总组合重量约20wt.％至约80wt.％的量存在。5.如权利要求1所述的混合物，其中该粘合剂树脂是氨基树脂、酚醛树脂或聚(二苯基甲烷二异氰酸酯)树脂。6.如权利要求1所述的混合物，其中该混合物是通过提供呈残余物形式的该木质素和该纤维素并且将该粘合剂树脂与该残余物混合形成的，其中该残余物通过生物质的超临界水解获得。7.如权利要求1所述的混合物，其中该混合物是通过提供呈残余物形式的该木质素和该纤维素并且将该粘合剂树脂与该残余物混合形成的，其中该残余物通过包括以下的方法获得：使尺寸减小的生物质在约140℃至约280℃的温度下经受水热处理，由此形成固体部分；任选地，进一步尺寸减小该固体部分；并且用具有约300℃至约550℃温度的热加压水处理该固体部分的至少一部分，其任选地已经被进一步尺寸减小，由此形成该残余物。8.如权利要求1错误！未找到引用源。所述的混合物，其中该混合物是木材粘合剂。9.如权利要求8所述的固化的木材粘合剂。10.胶合板，包含如权利要求9所述的固化的木材粘合剂。11.定向刨花板，包含如权利要求9所述的固化的木材粘合剂。12.一种包含粘合剂树脂的组合物，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢埃林·A·卡帕内玛，米哈伊尔·Y·贝拉克辛，
申请(专利权)人：瑞恩麦特克斯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US