硼络合物到树脂的引入制造技术

本文中提供了络合物、组合物、制品和用于制备它们的方法。在一个实施方案中可以通过使含硼的化合物与多元醇反应以形成反应混合物，然后中和所述反应混合物以形成经中和的硼酸盐‑多元醇络合物来制备硼酸盐‑多元醇络合物。然后可以将经中和的硼酸盐‑多元醇络合物与聚合物树脂组合使用以形成粘合剂产品以及其它材料产品，所述产品可以制造制品。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】硼络合物到树脂的引入相关申请数据本申请要求于2016年4月19日提交的美国临时申请第62/324,757号的权益，通过引用将所述申请全部内容引入本文。
本专利技术涉及含硼的组合物。本专利技术特别涉及含硼的粘合剂组合物以及其制备方法。
技术介绍
历史上已将硼化学品用于木材防腐、防火和白蚁防护以及其它益处的目的。然而，硼化学品有限地渗透至各种木质制品中。另外，对于涂漆的实木或单板层级材(LVL)制品、胶合板制品，硼化学品由于存在粘合剂胶合线而甚至可能更有限地渗透。因此，对于工业而言有价值和感兴趣的是获得允许硼比工业中的目前的标准更彻底地渗透至薄板中的硼化学品/方法。实现此目的的一种途径是将硼引入粘合剂混合物中。这允许处理化学品渗透至周围木材/薄板中。工业中存在特定的化学品，可以将其添加至酚醛树脂来尝试经由施加至每个薄板的表面的粘合剂将处理化学品引入胶合板和LVL。在过去，将硼化合物添加至用于胶合板和LVL中的碱性甲阶酚醛树脂由于许多技术问题而失败。然而，当将酚醛树脂与硼化合物如硼酸，硼盐或单乙醇胺硼酸混合物混合时，形成硼酚系络合物。重要的是，已知该类型的络合物具有一系列不期望的作用，如大的粘度累积至酚醛树脂的凝胶点和降低的木材纤维失效/较差的粘合剂结合质量(当以非常小的量(大于0.02wt.％)添加硼时)。还报道硼化合物阻碍酚缩合反应，这在将其用于木材粘合剂中时也是不期望的。本领域中将会期望提供含硼的化合物和组合物及其制备方法，这允许充分渗透木材制品而没有对木材制品的不期望的性质改变。
技术实现思路
本专利技术的实施方案涉及硼络合物，含硼的组合物，包括粘合剂组合物，和用于制备所述络合物和组合物的方法以及它们的应用。在一个方面，本专利技术是经中和的硼酸盐-多元醇络合物。经中和的硼酸盐-多元醇络合物可以在具有比中和硼所需过量的碱的组合物中。在另一个方面，本专利技术提供了粘合剂组合物，其包括经中和的硼酸盐-多元醇络合物、聚合物材料和水。聚合物材料可以为苯酚-甲醛或间苯二酚-甲醛树脂。在另一个方面，本专利技术提供了制品，其包括粘合剂组合物和纤维素基基材，所述粘合剂组合物包含经中和的硼酸盐-多元醇络合物、聚合物材料和水。聚合物材料可以为苯酚-甲醛或间苯二酚-甲醛树脂。在另一个方面，本专利技术提供了用于形成络合物的方法，包括使含硼的化合物与多元醇反应以形成反应混合物，和中和反应混合物以形成经中和的硼酸盐-多元醇络合物。在另一个方面，本专利技术提供了用于形成粘合剂组合物的方法，包括使含硼的化合物与多元醇反应以形成反应混合物，中和反应混合物以形成经中和的硼酸盐-多元醇络合物，和将经中和的硼酸盐-多元醇络合物与至少一种聚合物材料混合。聚合物材料可以为苯酚-甲醛或间苯二酚-甲醛树脂。在另一个方面，本专利技术提供了用于由木材制备制品的方法，包括通过以下形成粘合剂组合物和将粘合剂组合物施加至纤维素基基材：使含硼的化合物与多元醇反应以形成反应混合物，中和反应混合物以形成经中和的硼酸盐-多元醇络合物，和将经中和的硼酸盐-多元醇络合物与至少一种聚合物材料混合。聚合物材料可以为苯酚-甲醛或间苯二酚-甲醛树脂。具体实施方式本专利技术的实施方案涉及含硼的络合物和组合物以及用于制备含硼的络合物和组合物的方法。已观察到本文中所描述的含硼的化合物显示出比现有技术的含硼的组合物改进的稳定性，特别是当与酚醛树脂混合时。在一个实施方案中，含硼的组合物为粘合剂组合物，其包括经中和的硼酸盐-多元醇络合物、聚合物材料和水。在另一实施方案中，经中和的硼酸盐-多元醇络合物可以在具有比中和硼所需过量的碱的组合物中。如本文中所定义，“碱”为碱金属(第I族)或碱土金属(第2族)化学元素的碱性的离子型盐。合适的碱为碱氢氧化物。碱氢氧化物的实例包括氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化镁及其组合。优选地，将氢氧化钠用作碱。在本文中还可以将碱称为碱物质。虽然本文中的实例以及本文中的一些描述参考氢氧化钠，但是本专利技术考虑使用所有潜在的碱氢氧化物，因为这样的碱具有与所述组中的其它碱相同或类似的化学相互作用，如本领域技术人员已知和理解那样。可以通过如下形成经中和的硼酸盐-多元醇络合物：使含硼的组分与多元醇反应以形成硼酸盐-多元醇络合物，以及中和反应混合物以形成经中和的硼酸盐-多元醇络合物。含硼的组分可以包括选自硼酸、硼酸钠、硼砂、偏硼酸钠(其还包括硼的任意其它金属或胺盐)的化合物及其组合。含硼的组分占经中和的硼酸盐-多元醇络合物的约2重量％(wt.％)至约50wt.％，如约5wt.％至约30wt.％(如约10wt.％至约30wt.％)，例如约8wt.％至约17.5wt.％(例如约16.5wt.％至约17.5wt.％)。多元醇可以为二元醇、三元醇或具有4个或更多个羟基的其它多元醇。合适的多元醇可以选自甘油、乙二醇和丙二醇及其组合。多元醇占经中和的硼酸盐-多元醇络合物的约1wt.％至约90wt.％，如约20wt.％至约75wt.％(如约40wt.％至约75wt.％)，例如约25wt.％至约60wt.％(例如约56wt.％至约60wt.％)。中和反应混合物以形成经中和的硼酸盐-多元醇络合物可以通过将中和物质添加至硼酸盐-多元醇络合物来实现。中和物质可以为氢氧化物，选自氢氧化钠(苛性钠)、氢氧化钾、氢氧化铵及其组合。氢氧化物占经中和的硼酸盐-多元醇络合物的约1wt.％至约75wt.％(约1wt.％至约35wt.％)，如约15wt.％至约70wt.％(如约15wt.％至约30wt.％)，例如约23wt.％至约60wt.％(例如约23wt.％至约25wt.％)。优选地，以对硼酸盐-多元醇络合物过量添加中和物质。替代地，添加中和物质以避免过量的碱，因为络合物可以沉淀一些碱盐。含硼的组分、多元醇以及中和物质的总量占经中和的硼酸盐-多元醇络合物的100wt.％。硼酸盐-多元醇络合物可以具有约1至小于7，例如约1至约2的酸性pH水平。经中和的硼酸盐-多元醇络合物可以具有大于7，如大于7至约13(大于7至约12)，例如约8至约11.5(约8至约10)的碱性pH水平。经中和的硼酸盐-多元醇络合物可以具有约1.3至约1.6，如约1.43至约1.46，例如1.4485的在25℃时的折射率(RI)。经中和的硼酸盐-多元醇络合物可以具有约1.1至约1.5，如约1.3至约1.4，例如1.3475的在20℃时的比重。经中和的硼酸盐-多元醇络合物可以具有约100至约2000cPs(厘泊)，如约200至约1500cPs，例如830cPs的在25℃时的粘度。在一个实施方案中，经中和的硼酸盐-多元醇络合物可以通过包括以下的方法形成：在约20℃至约90℃，如约65℃至约80℃的温度混合1,2-二元醇和含硼的组分并且使其反应，直至将含硼的组分溶解，产生具有约1至约2的pH的硼酸盐-多元醇络合物溶液。然后将该硼酸盐-多元醇络合物溶液用中和物质中和。中和过程为放热反应，反应结束温度为约20℃至约120℃，通常70-110℃。在本专利技术的一个实施方案中，采用经中和的硼酸盐-多元醇络合物形成粘合剂组合物。粘合剂组合物可以包括经中和的硼酸盐-多元醇络合物、聚合物材料和水。粘合剂组合物可以另外包括选自无机填料材料、增量剂、有机填料材料、碱物质及其组合的一种或更多种物质。聚合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.粘合剂组合物，其包含：经中和的硼酸盐‑多元醇络合物；苯酚‑甲醛或间苯二酚‑甲醛树脂；和水。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.04.19 US 62/324,7571.粘合剂组合物，其包含：经中和的硼酸盐-多元醇络合物；苯酚-甲醛或间苯二酚-甲醛树脂；和水。2.根据权利要求1所述的粘合剂组合物，其另外包含选自无机填料材料、增量剂、有机填料材料、碱氢氧化物物质及其组合的一种或更多种物质。3.根据权利要求1所述的粘合剂组合物，其中所述经中和的硼酸盐-多元醇络合物包含用氢氧化物中和的硼酸盐-多元醇络合物。4.根据权利要求3所述的粘合剂组合物，其中所述多元醇选自甘油、乙二醇、丙二醇及其组合。5.根据权利要求1所述的粘合剂组合物，其中所述硼酸盐为衍生自硼酸、硼酸钠、偏硼酸钠及其组合的组的硼物质。6.根据权利要求1所述的粘合剂组合物，其中所述经中和的硼酸盐-多元醇络合物通过包括以下的方法形成：使甘油与硼酸反应以形成络合物；和将氢氧化钠添加至所述络合物以中和所述络合物而形成所述经中和的硼酸盐-多元醇络合物。7.根据权利要求1所述的粘合剂组合物，其中所述经中和的硼酸盐-多元醇络合物具有大于7至约11.5的pH。8.根据权利要求1所述的粘合剂组合物，其中所述粘合剂组合物包含：约0.5至约10wt.％的所述经中和的硼酸盐-多元醇络合物；约20至约50wt.％的所述苯酚-甲醛或间苯二酚-甲醛树脂(100％固体)；和水。9.根据权利要求8所述的粘合剂组合物，其中所述粘合剂组合物另外包含约0.01wt.％至约10w...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·C·卡普里科，K·T·乐福，A·布鲁斯，G·拜伦，R·B·卡瑞，
申请(专利权)人：瀚森公司，
类型：发明
国别省市：美国,US