木质纤维素产品的制备制造技术

一种木质纤维素复合材料组合物，其包含：a)木质纤维素片；b)一种或多种有机粘合剂；c)含硅材料形式的疏水剂，其选自(i)苯基硅倍半氧烷树脂、(ii)氨基硅烷与烷基硅烷的反应产物、(iii)树脂乳状液、和(v)与氨基硅烷或氨基硅氧烷组合的每分子具有至少两个Si-H基团的聚二有机硅氧烷聚合物，或当至少一种有机粘合剂(b)包含伯氨基或仲氨基时无所述氨基硅烷和所述氨基硅氧烷存在下的每分子具有至少两个Si-H基团的聚二有机硅氧烷聚合物。疏水剂以组合物的按重量计约0.05％至3％的量存在于该组合物中且任选地不含蜡。另外讨论了制备方法和用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】木质纤维素产品的制备本专利技术大体上涉及包含多个木质纤维素片和粘合剂的木质纤维素产品、由其形成的木质纤维素复合材料制品且涉及形成该木质纤维素产品和/或木质纤维素复合材料制品的方法。在合适的混合器或相似的设备中混合木质纤维素片时，通常通过用粘合剂共混或喷涂木质纤维素片而产生木质纤维素复合材料制品例如定向刨花板(OSB)、定向胶合材(OSL)、颗粒板(PB)、重组木、农业纤维板、粗纸板、碎料板和纤维板，例如中密度纤维板(MDF)。初步混合后，制备了粘合剂/木质纤维素片混合物，其中木质纤维素片通常涂覆有该粘合剂。随后将该所得到的混合物形成为可被合适地描述为松弛粘合母板的产品。然后，任选地在蒸汽(其可作为方法的一部分引入或由从松弛粘合母板中的木质纤维素片提取的水分产生)的存在下，在从约100°C至约250°C的温度下压缩该松弛粘合板。使用压缩步骤以使粘合剂凝固并使木质纤维素片以致密的形式，即以板(board)或板(panel)或类似物的形式粘合在一起。 以上方法中使用的木质纤维素片可以是以木屑、纸屑、条材(strand)、纤维织品(scrim)、圆片、纤维、锯屑、甘蔗渣、稻草和木丝的形式。由该方法产生的木质纤维素复合材料制品在当其中所包含的木质纤维素片在尺寸上是相对较大的，例如从2至20cm的情况下，在本领域中是以“人造板(engineered wood) ”的通称公知的。为了举例的目的，人造板可以多种名称制造，包括华夫刨花板(wafer board)、层叠胶合材(laminated strand lumber)、OSB、0SL、重组木、平行胶合材和单板层积材(laminated veneer lumber)。用于制备例如颗粒板和不同类型的纤维板例如MDF和重组木的更小的木质纤维素片诸如例如锯屑和类似物是具有从约2至IOmm范围内的平均直径和长度为几英尺的长度的薄、长、不规则的木片。由于用于切割木材的合适尺寸的树干越来越稀缺，人造板得到发展。这些人造板可具有有利的物理性质例如强度和稳定性。人造板的另一个优点是其可由通过加工其他木材和木质纤维素材料产生的废料制备。这由于循环过程而导致了效率和能量节约并节约了填埋场空间。粘合剂可包含多种备选方案，为了举例的目的，包括，酚醛(PF)树脂、脲甲醛(UF)树脂、三聚氰胺-甲醛树脂、间苯二酚-甲醛树脂、异氰酸酯/氨基甲酸乙酯树脂聚(醋酸乙烯酯)(PVA)及类似物。基于异氰酸酯的粘合剂是商业上期望的，因为其具有低的吸水率、高的粘合和粘着强度、配制的灵活性、关于固化温度和速率的多功能性、优良的结构性质、粘合具有高的含水量的木质纤维素材料的能力以及重要地，零甲醛释放。聚合二苯基甲烷二异氰酸酯(即，聚合MDI或pMDI)广泛用来处理木质纤维素材料，期望提高所得的复合材料制品的强度。通常，这种处理包括将异氰酸酯应用到木质纤维素材料上并通过例如施加热量和压力或在室温下促使异氰酸酯固化。虽然促使PMDI在环境条件下固化是可能的，但在某些情况下，剩余的异氰酸酯(NCO)基团残留在处理过的制品上数周或甚至数月。虽然为了这些目的利用甲苯二异氰酸酯(TDI)也是已知的，但从环境立场通常不太被接受。异氰酸酯预聚物是已用于粘合剂组合物中以解决各种加工问题尤其是降低对压板的粘着力以及降低异氰酸酯的反应性的优选的异氰酸酯材料之一。有关这些产品的一个明显的问题是由于其多孔结构，这些人造板材料经历高的水分吸收，导致不可接受的膨胀。当暴露于水分，通常是水时，板将膨胀，导致美观问题，美观问题被视为例如，边缘处厚度增加、强烈减小的机械强度以及板的表面粗糙度等。通常向木质纤维素复合材料制品中加入蜡以当暴露于水分例如水和/或水蒸气时提供防水性并降低木质纤维素复合材料制品的膨胀。使用了各种各样的蜡。实例包括全精炼或半精炼石蜡(其可以是熔化物或乳化的悬浮液)。半精炼石蜡(经常称作疏松石蜡)由于其相对低的成本而被用于OSB和MDF生产。在制造期间将所选择的蜡加入到木质纤维素复合材料制品中并使用其填充存在于木质纤维素复合材料制品中的微小裂缝，从而为这些制品提供防水度和通过减少水吸收的裂缝的物理阻碍减轻木质纤维素复合材料制品的膨胀。然而，尤其在长期暴露于水期间，包含蜡的板表现出不可接受的吸水率水平，导致应用中的美观或结构问题。 关于这些蜡的另一个问题是，因为组成由于用于蜡的生产的原料的可变性而变化，所以蜡的质量可能是不可接受地变化的。这些蜡的使用者的另一个担忧是可获得性，因为现代精炼厂生产的蜡比历史上明显更少，这种情况至少部分地是由催化剂等方面的改进造成的。另外，通常为了该目的选择的蜡对木质纤维素复合材料制品中使用的其他组分是基本上惰性的且因此不与木质纤维素复合材料制品中使用的其他组分反应。这意味着所选择的蜡未增强例如木质纤维素复合材料制品的内部粘合(IB)强度，且在某些情况下实际上可能降低该强度。相似地，如本领域理解的，在施加压力和热量之前蜡不会帮助将木质纤维素复合材料制品保持在一起，即，仍为松弛粘合母板形式、产品、块状物或“配料(furnish)”形式。另外，对在制造木质纤维素复合材料制品例如上述那些制品期间，例如在挤压期间或在蒸汽注射期间所遇到的高温的需要可导致蜡从木质纤维素复合材料制品升华和/或蒸发。蜡从木质纤维素复合材料制品中的这种损失可导致许多问题。例如，由于蜡堆积并沉积在设备表面上，蜡的堆积可造成潜在的火灾隐患。蜡衍生的蒸气还可促成在制造设施中产生烃薄雾。另外，制造成本增加，不仅来自蜡从木质纤维素复合材料制品中的物理损失，例如，以按重量计高达50%，而且来自维护用于制备木质纤维素复合材料制品的制造设备和周围区域的清洁、安全和管理成本。因此，存在替代或增强这些蜡的使用的长期需要。如在I. B Jusoh,P. Nzokou & PKamdem, Holz als Roh-und Werkstoff (2005)63 :266-271 中所讨论的，已使用基于娃丽的材料。该文章描述了与水混合并自身乳化形成微乳状液的聚烷基硅氧烷的用途。将该乳状液与酚醛树脂一起喷涂到烘干的木材碎料上以形成碎料板。聚烷基硅氧烷具有低的闪点(67° F)且当硅氧烷含量增加时表现出对机械性质的不利影响，观察到减小的内部粘合值(根据ASTM D-1037中的程序)。US2008/0233341和US2008/0206572描述了包含氨基烷基硅烷的用于包含木质纤维素的材料的粘合剂。在US2008/0233341中，粘合剂是单独的特定家族的氨基烷基硅烷，或以与任选地水溶液形式的第二硅烷一起的共缩合物形式。在US2008/0206572中，粘合剂是基于氨基烷基硅烷和选自以下的粘合剂的组合物有机树脂、异氰酸酯、天然和接近天然的粘合剂。US 2008/0221318描述了包含复合材料的用于包含木质纤维素的材料的粘合齐U，该粘合剂由使用锆酸正丙酯、钛酸丁酯或乙酰丙酮钛作为交联剂，在缩水甘油氧基丙基烷氧基硅烷、有机硅溶胶和有机酸催化剂之间的反应获得。特别中肯的是，注意到在以上所讨论的现有技术中，所使用的基于硅烷的材料被用作粘合剂，使得最终产品由于该基于硅烷的材料的成本而过分地昂贵。在本文中本专利技术人已发现，用昂贵的基于硅烷的材料替代传统的粘本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：大卫·塞利，A·斯塔默，
申请(专利权)人：道康宁公司，
类型：发明
国别省市：