粘结剂和由其制备的材料制造技术

在非集合或松散集合物质中产生或促进粘结力的粘结剂。该粘结剂包含：包括(i)胺和(ii)碳水化合物的梅拉德反应物；任选地，含硅化合物和/或缓蚀剂。

Binders and materials prepared from them

【技术实现步骤摘要】
粘结剂和由其制备的材料本申请是申请日为2006年7月26日、申请号为201510598949.0、专利技术名称为“粘结剂和由其制备的材料”的中国专利技术专利申请的分案申请。上述申请号为201510598949.0的中国专利技术专利申请是申请日为2006年7月26日、申请号为201210263009.2、专利技术名称为“粘结剂和由其制备的材料”的中国专利技术专利申请的分案申请。上述申请号为201210263009.2的中国专利技术专利申请是申请日2006年7月26日、申请号200680035430.0、专利技术名称“粘结剂和由其制备的材料”的专利技术专利申请的分案申请。相关申请的交叉引用本申请依据35U.S.C.§119(e)要求于2005年7月26日提交的美国临时申请序列号60/702,456、和于2005年12月22日提交的美国临时申请序列号60/743,071的权益，该两篇文献的公开内容据此在此引入作为参考。专利技术背景粘结剂可用于由非集合或松散集合的物质制造材料。例如，粘结剂能够使两个或更多个表面成为一体。粘结剂可以广泛地分为两个主类：有机和无机粘结剂，其中该有机材料再细分成动物、植物和合成来源的那些。粘结剂的另一种分类方法基于这些化合物的化学性质：(1)蛋白质或蛋白质衍生物；(2)淀粉、纤维素或胶料和它们的衍生物；(3)热塑性合成树脂；(4)热固性合成树脂；(5)天然树脂和沥青；(6)天然和合成橡胶和(7)无机粘结剂。粘结剂还可以根据它们所用于的目的分类：(1)粘结刚性表面，如硬质塑料，和金属；和(2)粘结挠性表面，尤其如软质塑料和薄金属片材等。热塑性粘结剂包括各种聚合材料如聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯醇及其它聚乙烯基树脂；聚苯乙烯树脂；丙烯酸和甲基丙烯酸酯树脂；氰基丙烯酸酯；和各种其它合成树脂如聚异丁烯聚酰胺、courmaroneidene产物和硅氧烷。这些热塑性粘结剂可以具有持久的可溶性和可熔性以致它们在应力下蠕变和当受热时软化。它们可用于制造各种产品，例如胶带。热固性粘结剂包括各种苯酚-醛、脲-醛、蜜胺-醛，及其它缩聚材料如呋喃树脂和聚氨酯树脂。热固性粘结剂的特征在于：可以通过利用热或催化作用转变成不溶和不熔的材料。包含苯酚-、间苯二酚-、脲-、蜜胺-甲醛，苯酚糠醛等的粘结剂组合物可用于粘结织物、塑料、橡胶和许多其它材料。如上所指出，粘结剂可用于由非集合或松散集合的物质制造材料。因此，能够起粘结剂作用的组合物是合乎需要的。专利技术概述根据本专利技术一个示例性实施方案的固化或未固化的粘结剂可以包含以下特征中的一种或多种或它们的组合。此外，根据本专利技术的材料可以包含以下特征中的一种或多种或它们的组合：首先，应理解的是，本专利技术的粘结剂可以用于各种制造应用以在非集合或松散集合物质的汇集物中产生或促进粘结力。汇集物包括两种或更多种组分。该粘结剂在该汇集物的至少两种组分中产生或促进粘结力。例如，本专利技术的粘结剂能够将物质的汇集物固定在一起以致该物质按抵抗分离的方式粘附。本文描述的粘结剂可以用于制造任何材料。本专利技术粘结剂的一个潜在特征是它们是无甲醛的。因此，该粘结剂布置于其上的材料也可以是无甲醛的(例如，玻璃纤维)。此外，本专利技术粘结剂与其它已知的粘结剂相比可以具有降低的三甲胺含量。至于本专利技术粘结剂的化学成分，它们可以包括酯和/或聚酯化合物。粘结剂可以包括与植物油如大豆油结合的酯和/或聚酯化合物。另外，粘结剂可以包括与有机酸的钠盐结合的酯和/或聚酯化合物。粘结剂可以包括无机酸的钠盐。粘结剂还可以包括有机酸的钾盐。此外，粘结剂可以包括无机酸的钾盐。所述粘结剂可以包括与粘土添加剂，如蒙脱土结合的酯和/或聚酯化合物。另外，本专利技术的粘结剂可以包括梅拉德(Maillard)反应的产物。例如，参见图2。如图2所示，梅拉德反应产生蛋白黑素，即结构不同的高分子量、呋喃环和含氮的聚合物，这取决于反应物和它们的制备条件。蛋白黑素显示随加热温度和加热时间而增加的C∶N比例、不饱和度和化学芳香性。(参见，Ames，J.M.的“TheMaillardBrowningReaction-anupdate，”ChemistryandIndustry(GreatBritain)，1988，7，558-561，该文献的公开内容据此在此引入作为参考)。因此，本专利技术的粘结剂可以经由梅拉德反应制得并因此包含蛋白黑素。应理解的是，本专利技术的粘结剂可以包含蛋白黑素，或其它梅拉德反应产物，该产物通过单独的方法产生然后简单地添加到构成该粘结剂的组合物中。该粘结剂中的蛋白黑素可以是水不溶性的。此外，该粘结剂可以是热固性粘结剂。制备蛋白黑素的梅拉德反应物可以包括与还原糖碳水化合物反应物起反应的胺反应物。例如，单体多元羧酸的铵盐可以与以下物质起反应：(i)呈其醛糖或酮糖形式的单糖或(ii)多糖，或(iii)它们的结合物。在另一个变体中，聚合物多元羧酸的铵盐可以与以下物质接触：(i)呈其醛糖或酮糖形式的单糖或(ii)多糖，或(iii)它们的结合物。在又一个变体中，氨基酸可以与以下物质接触：(i)呈其醛糖或酮糖形式的单糖，或(ii)多糖或(iii)它们的结合物。而且，肽可以与以下物质接触：(i)呈其醛糖或酮糖形式的单糖或(ii)多糖，或(iii)它们的结合物。此外，蛋白质可以与以下物质接触：(i)呈其醛糖或酮糖形式的单糖或(ii)多糖或(iii)它们的结合物。还应理解的是，本专利技术的粘结剂可以包括在梅拉德反应的非糖变体中产生的蛋白黑素。在这些反应中，胺反应物与非碳水化合物羰基反应物接触。在一个示例性的变体中，单体多元羧酸的铵盐与非碳水化合物羰基反应物如，丙酮醛、乙醛、巴豆醛、2-呋喃甲醛、醌、抗坏血酸等接触，或与它们的结合物接触。在另一个变体中，聚合物多元羧酸的铵盐可以与非碳水化合物羰基反应物如，丙酮醛、乙醛、巴豆醛、2-呋喃甲醛、醌、抗坏血酸等接触，或与它们的结合物接触。在又一个示例性变体中，氨基酸可以与非碳水化合物羰基反应物如，丙酮醛、乙醛、巴豆醛、2-呋喃甲醛、醌、抗坏血酸等接触，或与它们的结合物接触。在另一个示例性变体中，肽可以与非碳水化合物羰基反应物如，丙酮醛、乙醛、巴豆醛、2-呋喃甲醛、醌、抗坏血酸等接触，或与它们的结合物接触。在又一个示例性变体中，蛋白质可以与非碳水化合物羰基反应物如，丙酮醛、乙醛、巴豆醛、2-呋喃甲醛、醌、抗坏血酸等接触，或与它们的结合物接触。本文论述的蛋白黑素可以由蛋白黑素的反应物化合物产生。将这些反应物化合物置于在碱性pH值下的水溶液中并因此不是腐蚀性的。也就是说，碱性溶液阻止或抑制了由化学分解所引起的物质如金属的腐蚀或磨损，该化学分解例如由酸造成。该反应物化合物可以包括还原糖碳水化合物反应物和胺反应物。此外，该反应物化合物可以包括非碳水化合物羰基反应物和胺反应物。还应理解的是，本文描述的粘结剂可以由蛋白黑素的反应物化合物本身制成。也就是说，一旦将梅拉德反应物混合，该混合物就可以起本专利技术粘结剂的作用。这些粘结剂可以用来制造未固化的、无甲醛物质，如纤维材料。在该替代方案中，由梅拉德反应的反应物制成的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.制备纤维产品的方法，该方法包括：/n-使非集合或松散集合的非织造纤维的汇集物与未固化的、不含甲醛的粘结剂接触；和/n-热固化所述粘结剂，/n其中所述未固化的粘结剂是含水粘结剂溶液，其包含：包括(i)胺反应物和(ii)碳水化合物反应物的梅拉德反应物，所述碳水化合物反应物选自一种或多种还原糖、在热固化条件下原位产生一种或多种还原糖的一种或多种碳水化合物和它们的组合；并且其中所述胺反应物选自下组：蛋白质，肽，氨基酸，具有伯氨基的化合物，具有仲氨基的化合物，和一种或多种单体或聚合物多元羧酸的铵盐。/n

【技术特征摘要】
20050726 US 60/702,456;20051222 US 60/743,0711.制备纤维产品的方法，该方法包括：
-使非集合或松散集合的非织造纤维的汇集物与未固化的、不含甲醛的粘结剂接触；和
-热固化所述粘结剂，
其中所述未固化的粘结剂是含水粘结剂溶液，其包含：包括(i)胺反应物和(ii)碳水化合物反应物的梅拉德反应物，所述碳水化合物反应物选自一种或多种还原糖、在热固化条件下原位产生一种或多种还原糖的一种或多种碳水化合物和它们的组合；并且其中所述胺反应物选自下组：蛋白质，肽，氨基酸，具有伯氨基的化合物，具有仲氨基的化合物，和一种或多种单体或聚合物多元羧酸的铵盐。


2.通过将纤维粘结在一起以致它们变得组织成纤维垫来制备纤维产品的方法，该方法包括：
-使非织造纤维与未固化的、不含甲醛的粘结剂接触；和
-热固化所述粘结剂，
其中所述未固化的粘结剂是含水粘结剂溶液，其包含：包括(i)胺反应物和(ii)碳水化合物反应物的梅拉德反应物，所述碳水化合物反应物选自一种或多种还原糖、在热固化条件下原位产生一种或多种还原糖的一种或多种碳水化合物和它们的组合；并且其中所述纤维包含选自下组的纤维：芳族聚酰胺纤维、陶瓷纤维、金属纤维、碳纤维、聚酰亚胺纤维、聚酯纤维、嫘萦纤维和玻璃纤维。


3.权利要求1的方法，其中所述纤维包含选自下组的纤维：芳族聚酰胺纤维、陶瓷纤维、金属纤维、碳纤维、聚酰亚胺纤维、聚酯纤维、嫘萦纤维和玻璃纤维。


4.权利要求2的方法，其中所述胺反应物选自下组：蛋白质，肽，氨基酸，具有伯氨基的化合物，具有仲氨基的化...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·L·斯韦福特，许瑞建，R·E·凯塞尔，
申请(专利权)人：可耐福保温材料有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US