一种从木素纤维素材料段制造成品的方法技术

一种从木素纤维素材料段例如实木段或碎料板制造成品的方法，它包括用浸渍组合物穿过木素纤维素材料段的厚度对其进行浸渍，浸渍组合物由矿物油、矿物油用的非水溶剂例如二氯甲烷或超临界的二氧化碳，和溶解于矿物油和溶剂中的热固性树脂及，如果需要的话，其催化剂组成。此后，除去非水溶剂并使产物受到高温以使热固性树脂聚合而形成成品。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
本专利技术涉及一种从木素纤维素材料段制造成品的方法。由木材衍生的原料制造复合板制品是众所周知的。其例子是中密度纤维板(MDF)、高密度纤维板、定向木丝板、碎料板等等。这样的板材最通常是由缩合树脂例如尿素、三聚氰胺或可熔酚甲醛树脂粘合的。一种新趋向是使用农业纤维作为原料，因为农业产生卓越的纤维，其来源是能够快速地再生的，从而减轻对木材原料的压力。在此情况下，因为农业纤维表面与组成的性质、颗粒形状与比表面积对粘合剂提出了更苛刻要求之故，异氰酸酯是理想的粘合剂。在所有的木素纤维素复合板制品、胶合板、纸制品与实木、特别是软材与边缘硬材的情况下，水是使它们降解的最重要的因素。因此要求对木素纤维素制品进行处理使其成为高度耐水的。此要求可以通过对作为板材生产的原料的颗粒状木素纤维素材料或胶合板生产用的单板进行预处理，或者通过对复合板材本身例如碎料板或MDF、纸浆与纸制品以及实木进行后处理来实现。还可规定出次要的改进，例如改进的机械性能、防火性、消除甲醛与抗微生物或虫的侵袭性。总是存在对木素纤维素材料制品的改进的制造方法的需求。专利技术概述根据本专利技术提供一种从木素纤维素材料段制造成品的方法，该方法包括以下步骤(a)用浸渍组合物穿过其厚度浸渍木素纤维素材料段，浸渍组合物包含(i)矿物油；(ii)热固性树脂及，如果需要的话，其催化剂；和(iii)矿物油与热固性树脂及其催化剂用的非水溶剂；(b) 从步骤(a)的产物中除去非水溶剂；和(c) 使步骤(b)的产物受到高温以使热固性树脂聚合而形成成品。术语“木素纤维素材料段”包括实木段、木单板和胶合板；预成型的复合板段，例如碎料板、中密度纤维板、高密度纤维板、定向木丝板、以及由纸厂淤浆、一般混合的废纸与锯屑制备的板；原制纸与再生纸与硬纸板的段。非水溶剂优选为二氯甲烷或超临界的液体二氧化碳。矿物油与热固性树脂必须能溶于非水溶剂中以便使浸渍组合物成为溶液。热固性树脂优选为异氰酸酯热固性树脂或其前体，更优选为由二苯甲烷-4，4’-二异氰酸酯(MDI)衍生的树脂。浸渍组合物优选包括占浸渍组合物质量的2％～30％(包括2％和30％)的矿物油、优选为占浸渍组合物质量的7％～25％(包括7％和25％)的矿物油；占浸渍组合物质量的1％～25％(包括1％和25％)的热固性树脂及其任选地存在的催化剂、优选为占浸渍组合物质量的2.5％～15％(包括2.5％和15％)的热固性树脂及其任选地存在的催化剂；浸渍组合物的其余部分包括非水溶剂与可能存在的任选组分。浸渍组合物优选被浸入到木素纤维素材料段中的量为每质量份木素纤维素材料为0.4～2(包括0.4％和2％)质量份浸渍组合物、优选每质量份木素纤维素材料为0.5～1(包括0.5％和1％)质量份浸渍组合物。一般说，吸收量取决于被处理的木素纤维素材料的性质。在步骤(a)中，浸渍可以以任何合适的方式进行，例如通过将木素纤维素材料段浸入到浸渍组合物中，同时可以施加或不施加压力来进行。在步骤(b)中，非水溶剂可以以任何合适的方式来除去，例如通过加热。溶剂、特别当它为二氯甲烷时，优选被回收以供再使用。在步骤(c)中，步骤(b)的产物可以以任何合适的方式经受高温，例如在加热室中或加热炉中，经受温度高到足以引起热固性树脂聚合的高温，例如约75℃～185℃(包括75℃和185℃)、优选为约120℃，时间为充分长，例如0.5～3小时(包括0.5小时和3小时)、优选为约1.5小时。浸渍组合物还可以包括各种任选组分例如(iv)防腐剂例如杀菌剂、灭霉剂或杀虫剂等，其优选用量为浸渍组合物总质量的0.25％～5％(包括0.25％和5％)；(v)溶于浸渍组合物中的二羧酸酐或三羧酸酐，其用量为浸渍组合物总质量的0.5％～8％(包括0.5％和8％)、优选为浸渍组合物总质量的约2.5％；(vi)选自阻燃剂、紫外光吸收剂、染料与抗氧剂的其他添加剂等等。实施方式说明本专利技术的要点是一种从木素纤维素材料段制造成品的方法。木素纤维素材料指任何由光合作用而形成的植物材料。木素纤维素材料段可选自1.预定用于制造胶合板或层压板制品例如地板等的旋切或刨切的单板。2.预成型的复合板例如中密度纤维板、高密度纤维板、粗纸板、碎料板、刨花板、定向木丝板、层压板材(laminated veneer lumber)、以及由纸厂淤浆、一般混合的废纸与锯屑制成的板。3.在切、锯或刨条件下加工的实木。4.纸制品例如原制牛皮纸、再生纸、卡片纸板或纸浆制品。天然的植物纤维或颗粒、或它们的最终制品是由半纤维素、纤维素与木素组成的。这些材料的水分含量的增加会引起溶胀，因为所说材料的细胞壁聚合物含有羟基或其他含氧的基团，它们通过氢键吸引水。半纤维素是最富吸湿性的。正是水分溶胀细胞壁而引起材料的膨胀直至细胞壁被水饱和为止。这明显地导致了作为微生物侵袭结果的降解和膨胀与尺寸的不稳定性，而在复合材料板的情况下这可能会导致其断裂。此现象出现在本专利技术中所述的所有木素纤维素材料组中。已经知道，主要通过使用酐来化学改性木素纤维素材料和用异氰酸酯树脂对材料协同地进行树脂浸透。纤维素的化学改性起通过降低存在的羟基数目来缩小氢键现象的作用。然而，本专利技术的要点在于通过插入憎水性内聚薄膜来减少与这些木素纤维素材料组接触的水，而憎水性内聚薄膜是由矿物油/热固性树脂形成的。因此，本专利技术的要点是用必须包含矿物油、热固性树脂、以及矿物油与热固性树脂用的无水溶剂的浸渍组合物来浸渍木素纤维素材料。溶剂的选择是本专利技术的一个重要方面。优选的溶剂是二氯甲烷，因为作为矿物油的载体它有非常高的溶解性，促进浸渍组合物的渗透和完全润湿木素纤维素材料的细胞基质。另外一些优点是易处理、沸点低、高蒸发速率、低的汽化潜热、惰性与因此而带来的无化学干扰性、非燃烧性和非常低的爆炸危险性，和最后是在沸点为39℃时的易回收性。其他与较小被优选的溶剂是具有工艺参数为18巴(1800kPa)压力和-40℃温度的超临界的液体二氧化碳。被优选溶剂的重要优点在于，在处理期间被处理的材料不会膨胀、溶胀或引起内聚力的损失。其他的较小适用的溶剂是乙酸甲酯、乙酸乙酯、苯、三氯乙烯与石油溶剂。优选的是，溶剂，特别是当它为二氯甲烷时，被回收再利用。油必须是矿物油，优选为低粘度石蜡油或惰性的环烷矿物油。适用的矿物油的例子是Waksol-F，由南非的Sasol化学工业有限公司Carbon-Tar分部提供，它是一种由煤衍生的矿物油，闪点107.5℃，含水量为0.05％和蜡含量为10～15％，蜡在高温下溶于油中，蜡的倾点为30～40℃。此油的密度为0.9g/cm3.南非Engen(Mobil Chemicals)的Parprol 22，一种低粘度、蜂蜜色的由石油衍生的石蜡加工油，含蜡或不含蜡。Parprol 22具有密度为0.859g/cm3，40℃粘度为20.6cSt(1 cSt＝1×10-6m2/S)，碳结构族分析与百分比为芳族3、环烷族28、链烷族69，中和值为0.01mgKOH/g，闪点为196℃。壳牌基油(Shell Base Oil)，型号MVI(P1300)，多环芳族化合物的含量为2.9％、硫的百分比为2％、总酸值为0.1mgKOH/g。另外一些例子是Quendilla 19，一种加工油；或Trans本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从木素纤维素材料段制造成品的方法，它包括以下步骤： （ａ）用浸渍组合物穿过其厚度浸渍木素纤维素材料段，浸渍组合物包含以下物质的溶液： （ｉ）矿物油； （ｉｉ）热固性树脂及，如果需要的话，其催化剂；和 （ｉｉｉ）矿物油与热固性树脂及其催化剂用的非水溶剂； （ｂ）从步骤（ａ）的产物中除去非水溶剂；和 （ｃ）使步骤（ｂ）的产物受到高温以使热固性树脂聚合而形成成品。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：MW西蒙斯，
申请(专利权)人：温泽技术有限公司，
类型：发明
国别省市：BS[巴哈马]