湿气活化的粘合剂组合物制造技术

一种湿气活化粘合剂组合物，它包括由（ａ）多异氰酸酯和（ｂ）异氰酸酯反应活性组分得到的反应产物，组分（ｂ）包括至少一种具有至少１％的环氧乙烷含量的脂族叔胺引发的多元醇。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
有关申请的交叉文献本申请是1993年10月14日申请的、名称为“湿气活化的粘合剂组合物”的待审查美国专利申请号08/136,359的部分续申请。专利技术的领域本专利技术涉及湿气活化粘合剂组合物和它们的制备方法及用途。更具体地说，本专利技术涉及可冷固化的湿气活化粘合剂组合物。专利技术的背景过去一直需求能体现较长适用期和快固化速率的一种适用于木制品的粘合剂。此类粘合剂在制造胶合板、刨花板、纤维板等时非常有用。然而，在简单的配方中，已证明很难获得这些特性。胶合板工业也需求一种能够粘结具有较高湿气(水分)含量的木素纤维素溶液的粘合剂，得以有效地生产层积单板。例如，对于用于这些工业的粘合剂来说，希望能够粘结具有湿气含量为，例如，10～20％的基材。最常见的粘合剂，如酚醛型粘合剂，要求湿气含量低于7％。此类酚醛型树脂的实例被公开在，例如，Plywood and AdhesiveTechnology(胶合板和粘合剂技术)，Sellers，Jr.，MarcelDekker，Inc.(1985)。这些树脂能获得优异的粘合性能，但缺点在于它们需要热活化和需要大量的时间进行固化。而且，如以上所指出的那样，这类树脂不能有效地与高湿气含量的基材一起使用。所以，基材必须被干燥至较低的湿气含量(一般约5wt％)，其结果导致木材材积受损失以及成本和生产时间增加。基于异氰酸酯的粘合剂也是已知的，并用来制造层压的木/纸结构件。在从纤维素和木素纤维素材料制造薄板(waferboard)，纤维板和纸层薄板时，多异氰酸酯用作粘合剂。基于异氰酸酯的粘合剂的例子记载于US 4,414,361中，它公开了多异氰酸酯-环状碱性碳酸盐粘结剂组合物和它们在制造木素纤维素复合模制品时的用途。这一专利公开了将粘合剂添加到木素纤维素材料中及在约140～220℃的温度下模塑这一混合物。这些多异氰酸酯需要200℃或200C以上的温度进行固化，为的是产生可接受的物理粘结强度。这一极端温度的使用降低了木材材积，从成本或加工来看通常是不希望的。所以，可以看出，需要一种用来制造木材替代品如层压的木材成材的单组分粘合剂组合物，它在较低的温度下，例如室温下，充分固化。还需要此类粘合剂，它具有适用于工业生产方法的长的适用期。此外，需要使用此类粘合剂，用纤维素材料和木素纤维素材料制造复合材料制品的方法。专利技术概要这些目的可由本专利技术的粘合剂组合物达到，这些组合物体现出优异的粘合性能及长的适用期和快的固化速率，尤其在室温下。本专利技术的组合物能被存在于与其一起使用的基材中的湿气活化，因而，它们最有效地与具有较高湿气含量(如7％或7％以上)的基材一起使用。所以，本专利技术组合物能有效地与各种木素纤维素材料一起使用，尤其用来制备如上所讨论的木材替代品。本专利技术粘合剂组合物与现有技术的体系相比较而言的其它优点是，它们能够冷固化，即，可以在室温下固化，或通过加热固化。本专利技术涉及湿气活化的粘合剂组合物，它包括(a)多异氰酸酯和(b)异氰酸酯反应活性组分的反应产物，组分(b)包含至少一种脂族叔胺引发的、环氧乙烷含量至少为1％的多元醇。本专利技术进一步涉及粘结多层基材的方法，包括(1)在至少一种基材的表面上涂上包含(a)多异氰酸酯和(b)异氰酸酯反应活性组分的反应产物的一种湿气活化粘合剂组合物，组分(b)包含至少一种脂族叔胺引发的且环氧乙烷含量至少为1％的多元醇；(2)让该基材的这一表面与第二基材的表面接触；(3)对接触面施压；和(4)固化粘合剂组合物。专利技术的详细叙述本专利技术粘合剂组合物包括约99～约70％的，优选约93～约80％和最优选约90～约80％(按重量)的多异氰酸酯组分。可用于本专利技术的多异氰酸酯是数均异氰酸酯官能度大于2.0，优选大于2.1，更优选大于2.3和最优选大于2.5的那些。有用的多异氰酸酯应具有数均分子量约100～约5000，和优选约120～约1800。优选的是，至少50摩尔％的和优选至少90摩尔％的异氰酸酯基直接键接于芳基。适宜的芳族多异氰酸酯包括，例如对苯二异氰酸酯；间苯二异氰酸酯；2，4-甲苯二异氰酸酯；2，6-甲苯二异氰酸酯；萘二异氰酸酯；联茴香二异氰酸酯；多亚甲基多苯基多异氰酸酯2，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(2，4′-MDI)；4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(4，4′-MDI)；3，3′-二甲基-4，4′-联苯二异氰酸酯；官能度高于2的聚(二苯基甲烷多异氰酸酯)；以及它们的混合物。多异氰酸酯的2，4′-MDI含量应低于18.0％，优选低于10％和最优选低于5％。MDI异构体，这些异构体与聚(二苯基甲烷多异氰酸酯)的混合物，聚(二苯基甲烷多异氰酸酯)本身及其衍生物是优选的。多异氰酸酯可包括少量脂族多异氰酸酯。合适的脂族多异氰酸酯包括异佛尔酮二异氰酸酯；1，6-六亚甲基二异氰酸酯；1，4-环己基二异氰酸酯，上述芳族多异氰酸酯的饱和类似物及其混合物。本专利技术的多异氰酸酯组分优选是聚合多异氰酸酯，和更优选聚合二苯基甲烷二异氰酸酯。商业途径可获得的聚合多异氰酸酯包括从ICAmericas Inc.，Wilmington，Delaware购得的Rubiflex26A。异氰酸酯终端的预聚物也可用于本专利技术。本文使用的术语“异氰酸酯终止的预聚物”包括预聚物及假预聚物，即，预聚物和多异氰酸酯(从它制得预聚物)的混合物。用于本专利技术组合物的异氰酸酯终止的预聚物应具有游离异氰酸酯(NCO)含量为约10～约26％，优选约16～约26％。一般来说，聚合多异氰酸酯可通过过量的多异氰酸酯与多元醇的反应来制备，多元醇包括胺化多元醇或其亚胺基化或烯胺化产物。用来制备异氰酸酯终端的预聚物的合适多元醇包括(a)分子量为约1000～3000和平均羟基官能度为约1.9～4的聚醚多元醇、硫醚多元醇和/或基于烃的多元醇；(b)分子量为1000或1000以上且平均羟基官能度为约1.9～4的聚酯多元醇。用于本专利技术的特别优选的异氰酸酯终端的预聚物是MDI预聚物，它是过量聚合MDI与聚醚多元醇的反应产物。聚醚多元醇优选是羟值为25～120的二醇或三醇。多元醇应具有数均分子量为约1000～3000。此类预聚物一般应具有的游离NCO含量高于约10％，优选高于约16％和最优选约16～约26％。合适的聚合物是其中异氰酸酯(NCO)对羟基(OH)的化学计量比率超过1∶1的那些，从ICIAmericas购得的RubinateM是用于本专利技术的合适的聚合MDI组合物。更优选地，多异氰酸酯组分是聚合MDI，如前述RubinateM和纯MDI的掺混物。已发现此类共混物对木素纤维素基材有改进的渗透性，具有较高的木结构破坏(wood failure)，与胶层破坏相反。适用于本专利技术的以商业途径获得的纯MDI产品是购自ICI AmericasInc的Rubinate。这些共混物的聚合MDI/纯MDI比例为约95∶5～50∶50，和优选为60∶40～80∶20。本专利技术组合物的第二组分是异氰酸酯反应活性的组分，包含至少一种脂族叔胺引发的，环氧乙烷含量为至少1％的多元醇。优选地，环氧乙烷含量为约1～约90％，优选为约5～约60％和最优选约10～约40％。脂族叔胺引发的多元醇在预聚物中提供的环氧乙烷含量为约0.01～约27％，优选约0.35～约12％和最优选约1～8％。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：J·R·罗伯逊，J·A·亚戈斯基，
申请(专利权)人：亨茨曼ICI化学品有限公司，
类型：发明
国别省市：