木质纤维产品及其制备方法技术

技术编号:7150308 阅读:226 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种木质纤维产品包含多个木质纤维片、和置于所述片上的一种异氰酸酯组分和一种加工助剂。所述加工助剂对异氰酸酯组分有反应性,包含一种具有一个连续相和一个不连续相的接枝多元醇,并可用于形成木质纤维复合制品。所述加工助剂可用于赋予所述复合制品以防水性、耐溶胀性和韧性,并在由所述产品制备复合制品过程中提供冷粘着性。所述连续相包含一种异氰酸酯反应性组分。所述不连续相包含聚合物颗粒。基于100重量份所述产品计,所述异氰酸酯组分和所述加工助剂以约1至约25重量份的结合量存在于所述产品中。所述复合制品可为多种工程木质纤维复合物,如定向刨花板(OSB)、碎料板(PB)、重组板或纤维板。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体上涉及木质纤维产品,具体而言,本专利技术涉及包含多个木质纤维片、一种异氰酸酯组分和一种加工助剂的木质纤维产品,涉及由所述木质纤维产品形成的木质纤维复合制品,还涉及形成所述木质纤维产品和木质纤维复合制品的方法。
技术介绍
木质纤维复合制品——如定向刨花板(0SB)、定向层积材(0SL)、碎料板(PB)、 重组板(scrimber)、农业纤维板(agrifiber board)、粗纸板(chipboard)、压缩板 (flakeboard),和纤维板例如中等密度纤维板(MDF)——一般通过用粘合剂组合物例如树脂混合或喷雾木质纤维片、同时在掺合机或类似装置中翻滚或搅拌该木质纤维片而制备。 在充分混合形成一种粘合剂-木质纤维混合物后,使现已涂有粘合剂组合物的木质纤维片形成一种产品(特别是一种松散垫),将其在热台/板间压缩以固定所述粘合剂组合物并使其与木质纤维片粘结在一起成为致密形式,如板形、嵌板形或其他形状。压缩松散垫的常规方法一般于约120°C至约225°C的温度在不同量蒸汽的存在下进行,所述蒸汽或者有目的地喷入所述松散垫中,或者通过释放由所述松散垫中木质纤维片夹带的水分而产生。这些方法一般还要求在将木质纤维片与粘合剂组合物混合前,木质纤维片的含湿量在约2重量%和约20重量%之间。木质纤维片可为切片、削片、长条(strand)、稀松织物(scrim)、薄片、纤维、锯屑、 甘蔗渣、秸秆和木刨花的形式。当木质纤维片具有相对较大尺寸例如1至7英寸时,通过所述方法制备的木质纤维复合制品在本领域中通称为工程木材。这些工程木材包括长条刨片层积材、0SB、0SL、重组板、平行木片胶合木(parallel strand lumber)和单板层积材 (laminated veneer lumber)。当木质纤维片相对较小,例如通常的锯屑和细小纤维大小时,木质纤维复合制品在本领域中被称为碎料板和纤维板,例如MDF。其他工程木材如胶合板使用较大木材片,通过粘合剂组合物将所述木材片结合在一起而成为夹层构型。其他工程木材如重组板使用平均直径为约2至IOmm且长度为几英尺的不规则长薄木片。开发工程木材是因为尺寸适于切割成木材的树干日益缺乏。所述工程木材可具有有利的物理性质,如强度和稳定性。工程木材的另一个优点是它们可由加工其他木材和木质纤维材料产生的废料制成。这可使回收过程高效并节能,并节省垃圾掩埋空间。用于制备所述木质纤维复合制品的粘合剂组合物包括酚醛(PF)树脂、脲甲醛 (UF)树脂和异氰酸酯树脂。基于异氰酸酯化学的粘合剂组合物是商业上所需要的,因为它们具有低吸水性、高粘合和粘结强度、在配制方面的灵活性、固化温度和速率的多样性、优良的结构性能、与具有高含水量的木质纤维材料结合的能力、以及重要地具有零甲醛排放量。异氰酸酯的一些缺陷为由于与台粘合而难以加工、冷粘着性不足(即,异氰酸酯没有 “粘性”或“胶粘性”)、昂贵和在某些情况下需要特殊储存。已知用聚亚甲基聚(异氰酸苯酯)(在本领域中也称为聚MDI或PMDI)处理木质纤维材料能改善复合制品的强度。通常,此类处理包括向木质纤维材料施用异氰酸酯,并——或者通过施以热和压力,或者在室温下——使异氰酸酯固化。虽然可使PMDI在环境条件下固化,但是在某些情况下,残余异氰酸酯(NCO)基团会在经处理的制品上保留数周甚或数月。还已知为此目的使用甲苯二异氰酸酯(TDI),但从环境观点而言一般不被接受。异氰酸酯预聚物是优选的异氰酸酯材料,其用于粘合剂组合物中以解决多种加工问题,特别是减小与压缩台的粘合性和降低异氰酸酯的反应性。通常,向木质纤维复合制品中添加多种“胶粘剂”如蜡,以实现防水性和降低木质纤维复合制品在暴露于水分时的溶胀。在制备过程中将蜡如石蜡(其可为熔体或乳化悬浮液)加入木质纤维复合制品中。所述蜡能填充木质纤维复合制品中存在的细微裂缝,由此通过对裂缝的物理阻塞(这会降低对水的吸收)实现至少部分的防水性和降低木质纤维复合制品的溶胀。遗憾的是,蜡对木质纤维复合制品中使用的其他组分,如异氰酸酯,基本呈惰性, 即,蜡与木质纤维复合制品中使用的其他组分不反应。因此,蜡对提高例如木质纤维复合制品的内部结合(IB)强度没有帮助,并且实际上,其可降低该强度。类似地,蜡在施用压力和热之前对将木质纤维复合制品——即,当其为本领域所理解的松散垫形式、产物、块、或“配料(furnish)”形式时——保持在一起没有帮助。例如,相对于使用PF或UF树脂和蜡,使用异氰酸酯和蜡时必须降低挤压机的闭合速度,因为如果挤压机闭合过快,松散垫中夹带的空气可能会毁坏该松散垫的结构。该问题主要是由于异氰酸酯(和蜡,如果使用的话) 缺乏粘性,而PF和UF树脂本身可提供一定程度的粘性。出于经济原因,降低挤压机闭合速率对此类木质纤维复合制品的制造商不利,如降低了生产量和增加了劳工成本。另外,在制备木质纤维复合制品过程中,例如在上述制备过程中如压制或蒸汽喷射过程中的高温导致木质纤维复合制品中蜡的升华和/或蒸发。木质纤维复合制品中蜡的这种损失可引起多种问题。例如,随着蜡在设备表面的积累和沉积,蜡的积累可能会产生着火的潜在危险。蜡生成的蒸汽还会促成生产设备中烃雾的产生。另外,不仅由于木质纤维复合制品中蜡的物理损耗(例如高达50重量% ),还由于维护用于制备木质纤维复合制品的制备装置和周围环境的清洁、安全和管理成本,使制备成本增加。因此,仍有可能提供具有提高的防潮性、提高的耐溶胀性、降低的制备成本、提高的冷粘着性和提高的韧性的木质纤维复合制品。也仍有可能提供形成所述木质纤维复合制品的方法。例如,仍有机会解决在使用粘合剂组合物用异氰酸酯和任选地使用蜡来制备木质纤维复合制品过程中提高压制速度的长期需求。作为另一个实例,仍有机会解决由于在形成某些木质纤维复合制品中使用蜡导致的经济问题。
技术实现思路
木质纤维产品包含多个木质纤维片。木质纤维产品还包含一种位于所述多个木质纤维片上的异氰酸酯组分。木质纤维产品还包含一种加工助剂。所述加工助剂对异氰酸酯组分有反应性,包括一种具有连续相和不连续相的接枝多元醇。所述连续相包含一种对异氰酸酯具有反应性的组分。所述不连续相包含聚合物颗粒。所述异氰酸酯组分和加工助剂在木质纤维产品中以基于100重量份该木质纤维产品计为约1至约25重量份的结合量存在。还公开了形成所述木质纤维产品的方法。本专利技术的木质纤维产品具有出色的冷粘着性,并可用于形成多种木质纤维复合制品。由本专利技术的木质纤维产品形成的木质纤维复合制品相对于常规木质纤维复合制品具有出色的防潮性、降低的溶胀性、以及提高的韧性和弹性。所述加工助剂对异氰酸酯组分有反应性,为所述木质纤维产品和由其形成的木质纤维复合制品提供出色的物理性质。所述加工助剂还提供提高的冷粘着性,其部分地降低了本专利技术方法的制备成本和提高了其稳固性。本专利技术方法提供了降低的制备成本,如在制备木质纤维复合制品过程中提供提高的压制速度,并提供具有上述优点如提高的防潮性的本专利技术木质纤维产品和木质纤维复合制PΡΠ O具体实施例方式本专利技术提供了一种木质纤维产品。所述木质纤维产品可用于形成多种形式的木质纤维复合制品。所述木质纤维产品,后文称为产品,将在下面进一步描述。本专利技术还提供了一种木质纤维复合制品。所本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种木质纤维产品,其包含:多个木质纤维片;一种位于所述多个木质纤维片上的异氰酸酯组分;和一种位于所述多个木质纤维片上并包含一种接枝多元醇的加工助剂,所述接枝多元醇含有一个包含异氰酸酯反应性组分的连续相,和一个包含聚合物颗粒的不连续相;基于100重量份所述木质纤维产品计,所述异氰酸酯组分和所述加工助剂以约1至约25重量份的结合量存在于所述木质纤维产品中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:D·C·门特
申请(专利权)人:巴斯夫欧洲公司
类型:发明
国别省市:DE

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