纤维板用的粘合剂及其制备方法技术

一种用于粘结源于植物的木素纤维素的颗粒、纤维与刨花制造颗粒板、纤维板、刨花板或类似的木基产品用的胶粘粘结剂，及其制造方法及通过使用所说的胶粘粘结剂制造的纤维板或其他的最终产品，及用于制造所说的产品的方法。所说的胶粘粘结剂包括从木素纤维素原料的机械或化学制浆中得到的水溶解部份，而且另外还可含有，例如，从化学制浆中分离的木素或表面活性剂。该附着粘合剂组合物的制备包括从木材原料中分离废液；和浓缩所说的废液，和在含有氧化酶的水悬浮液中氧化所说的废液，和将含氧气体导入到所说的悬浮液中的步骤。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及纤维板及包含与粘合剂相混合并与之粘结在一起的细分碎的木素纤维素的颗粒和纤维的类似的木-基产品。本专利技术特别涉及一种新颖的胶粘粘结剂及其制备方法与使用所说的胶粘粘结剂制造的纤维板。碎料板、刨花板和纤维板，特别是中密度纤维板(在下文中还被称为MDF板)生产的快速增长，在近几十年期间已产生了对价格低廉、大量可得且不依赖于原油的粘合剂的需求。木素能很好地符合这些要求，它不含任何的甲醛，而在习惯上甲醛被认为是与惯用的脲-甲醛(UV)粘合剂的严重问题有关的。作为主要的木材组分，天然木素既不是吸湿的也不溶于水。由于它的多酚结构，木素作为粘合剂应类似于酚-甲醛(PF)树脂。这对于木材中的天然木素来说是正确的，而工业生产的木素(木素磺酸盐或硫酸盐木素)已经显示出一系列的局限性，其原因是它的低反应性(硫酸盐木素)或其高的吸湿性。此外，在工业制浆期间，由于降解与化学变化之故木素成为可溶于水的。使用亚硫酸盐废液(SSL)作为纸、木材和其他木素纤维素材料的粘合剂在
中是众所周知的，在近三十年期间使用木素产品作为取代传统的PF或UF粘合剂的碎料板、胶合板与纤维板用粘合剂的大量专利申请已被提出。参见DE专利№3037992、3621218、3933279、4020969、4204793和4306439以及以WO93/25622、WO94/01488、WO95/23232和WO96/03546出版的PCT申请。使用SSL作为纤维板生产的粘合剂的主要缺陷是它的吸湿性。因此它确实不能与天然或合成的粘合剂相比。另外，现已表明，漆酶与其他的过氧化物酶能被用作木素的聚合或固化的催化剂(DE专利№3037992，WO96/03546)。然而，迄今为止，引起游离基反应的酶仅显示有限的成功。在生产纤维板中使用的纤维与木削片含有5～20％水，而所用的漆酶需要一些水以有效地催化为增大纤维板的粘结力所要求的聚合反应。硫酸盐木素与天然木素在主要方面是相类似的，但是，它不溶于水并因此在生产线中形成两个固体相。固体的不均匀分布在加压步骤中引起斑点与使所形成板的强度之不足。由于上述理由，迄今木素-基板材的生产一直未能进入实际的应用。为了代替木素-基粘合剂，现有人建议用漆酶激活木纤维中的木素和在没有任何另外粘结剂的情况下，使用这些纤维本身来制造木纤维板(参见EP专利申请№0565109)。与所说的工艺有关的主要问题是需要长的保温时间(高达七天)。从一年生植物中衍生的组分，例如阿魏酰阿拉伯糖基木聚糖也能够被用作碎料板粘合剂的添加剂。于是，根据Feldman等人(WO96/03546)的教导，使用氧化的酚聚糖能够将木质纤维与刨片粘结在一起。这些木聚糖仅存在于一年生植物中，而不存在于针叶材或阔叶材中。它们在工业上是不易获得的。本专利技术的目的是解决与现有技术相关的问题。具体说，本专利技术的目的是提供一种新颖的制造碎料板、纤维板和类似的木-基产品用的粘合剂。本专利技术的另一目的是提供新颖的碎料板、纤维板类似的木-基产品。第三个目的是提供一种制造此粘合剂的方法。从以下的说明中变得更明显的这些与其他的目的，及其优于已知的木素基粘合剂的优点及其制备方法是通过如下文所述的与要求保护的本专利技术而得以实现的。 在本
中已经知道，在机械精磨削片时，一部份纤维原料被溶解(约占纤维重量的1％)。此部份(它主要含有与纤维一样的化学组分--碳水化合物、提取物与木素)净化纸厂的循环水与污水，并增加必须加以处理的废水量。不同的过滤与浓缩方法正被用来分离从生产过程废水中分离溶解的化合物。结果，得到的是至今没有实际用途的浓缩的废水部份。现已被令人惊奇地发现，此溶解的木素/碳水化合物部份作为胶合碎料板、纤维板与其他类似的木-基产品的添加剂与辅助剂是特别有用的。如果被漆酶(或类似的氧化酶)聚合的话，会获得特别好的胶合。其结果与用常规的酚-或脲-甲醛树脂所得到的结果处于相同的水平。简言之，根据本专利技术现已发现，粘合剂(通常是外部产生的)例如酚-甲醛或脲-甲醛粘合剂能被从机械精磨木材的过程中分离出的天然的木材-衍生部份所取代。于是该胶粘粘结剂包括木素纤维素原料的机械或化学机械制浆中所得到的氧化的、水溶解部份。此方法的另外好处在于需要外部净化的废水之体积缩小。另外，能制得到具有卓越的强度的MDF板。本专利技术还涉及一种制备胶粘粘结剂的方法，它包括以下步骤-从木材原料的机械或化学机械制浆中分离出液态废液，-浓缩所说的废液以增加其干物质含量，-形成含有所说的干物质与氧化酶的悬浮体，和-在所说的氧化酶存在下，将含氧气体引入到悬浮体中，以氧化所说的干物质。现借助于下面的说明与参考一些实施例对本专利技术作详细的解释。在本专利技术的上下文中，术语“粘合剂”、“胶粘粘结剂”和“树脂”指一种化学组合物，它在，例如，碎料板与纤维板制造的湿阶段中提供颗粒、纤维或刨花之间的粘合。在制造板期间的热压后，所说的含有被聚合的树脂的组合物起将颗粒、纤维或刨花粘结在一起的粘结剂作用。术语“木-基产品”指任何的木素纤维素-基产品，例如碎料板，纤维板(包括高与中密度纤维板，即，硬质纤维板与MDF板)，刨花板，胶合板与由植物特别是源于木材或一年生或多年生植物的颗料、纤维或刨花与胶粘粘结剂混合和粘结在一起而构成的类似产品。就聚合溶解的木材部分的木素与碳水化合物来说，可以使用能催化酚基氧化的氧化酶。这些酶是氧化还原酶，例如过氧化物酶与氧化酶。“过氧化物酶”是使用过氧化氢作为其被酶作用物来催化氧化反应的酶，而“氧化酶”是使用分子氧作为其被酶作用物来催化氧化反应的酶。酚氧化酶(EC1.10.3.2苯二酚氧化还原酶)催化在单体的芳族化合物与聚合的芳族化合物中的邻位-与对位取代的酚羟基与氨/胺基的氧化过程。氧化反应导致形成苯氧基并最终导致木素和可能的碳水化合物的聚合。在本专利技术的方法中，所用的酶可以是催化低分子量木素的生物基形成与二级化学聚合的任何的酶，例如漆酶、酪氨酸酶、过氧化物酶或氧化酶。作为氧化酶的具体例子能被提及的如下漆酶(EC1.10.3.2)，儿茶酚氧化酶(EC1.10.3.1)，酪氨酸酶(EC1.14.18.1)和胆红素氧化酶(EC1.3.3.5)。漆酶是被特别优选的氧化酶。它们能从属于例如下列菌株Aspergillus，Neurospora，Podospora Botrytis，Lentinus，Polyporus，Rhizkctonia，Coprinus，Coriolus，Phlebia，Pleurotus，Fusarium和Trametes的细菌与霉菌中获得。适用的过氧化物酶能从植物或霉菌或细菌中获得。优选的过氧化物酶是那些源于植物的过氧化物酶，特别是辣根过氧化物酶和大豆过氧化物酶。术语“表面活性剂”或“表面活化剂”同义地被用来指对水与憎水(例如脂肪)物质具有亲合力，由此而有助于憎水材料被悬浮于水中的化合物。由机械制浆得到的溶解部份在通过例如，精磨机机械制浆(RMP)、加压的精磨机机械制浆(PRMP)、热机械制浆(TMP)、磨木浆(GW)或加压的磨木浆(PGW)或化学热机械制浆(CTMP)的木材工业精磨期间，在将各别纤维彼此分离的过程中，木质原料(来自不同树种)被精磨成细纤维。在精磨过程中，某些(约0.1～5％，一般为0.5～本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种颗粒板、纤维板、刨花板或类似的木－基产品，包括与胶粘粘结剂粘结在一起的源于植物的木素纤维素的颗粒、纤维与刨花，其中胶粘粘结剂含有木素纤维原料被氧化酶氧化的并由化学或化学机械制浆得到的水溶解部份。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：L维卡里，P奎图斯莱诺，ML尼库帕尔沃拉，S托米南，L盖达，
申请(专利权)人：液体化学品公司，
类型：发明
国别省市：FI[芬兰]