[发明专利]用于复合材料的含硅烷的粘合剂

说明书

本发明涉及一种用于基于含纤维素或含木质纤维素材料的复合材料的特殊 粘合剂，基于该粘合剂的复合材料，制备它的方法以及该粘合剂的应用。

有机硅化合物以各种硅烷、其反应产物或相应配制剂的形式用于复合材 料的制备中，特别是基于天然或近天然纤维，即含纤维素或含木质纤维素材料 的那些复合材料。

木基材料含有至多约20％粘合剂和其他添加剂。全世界最常用于木基材料 的粘合剂是脲醛树脂(UF树脂)。

用UF树脂胶合的木基材料通常具有相对低的耐热和耐湿性，这阻碍了在大 多数特殊领域的使用，例如用于承重和高强度目的和用于户外区域。

除了UF树脂以外，约10％的酚醛树脂(PF树脂)也用于木基材料的制备。

有机异氰酸酯以小的比例在木基材料工业中用于具有良好的机械和防水性 能的材料。主要使用二苯基甲烷二异氰酸酯(PMDI)。与上述体系形成对比，异 氰酸酯与木材、可证实地与木质素和纤维素形成化合物。

然而，PMDI作为粘合剂的使用有很多缺点。从施用技术的观点来看，由于 PMDI胶合的颗粒和纤维在热压过程中可能粘附到压力带(pressbelts)上，因此对 金属的亲和力是引起抱怨一个原因。为此，必须用昂贵的、特别包覆的压力带 加工。

此外，在处理PMDI时必须提供和遵守严格的工作安全措施。

用于天然或近天然木基材料的粘合剂或粘合剂体系，例如马铃薯浆(EP 0 613 906 A1、DE 43 06 441 A1、DE 43 40 517 A1、DE 434 518 A1)，不能确保与 每一种应用的标准相符的效果。

DE 100 37 724 A1公开了用于制备来自有机物质的复合材料的方法，其使用 基于氢-、烷基-、(链)烯基-、苯基-、缩水甘油基氧烷基-、丙烯酰基氧烷基-和甲 基丙烯酰基氧烷基官能的硅氧烷的粘合剂。

DE 196 47 369 A1涉及基于玻璃纤维、矿物纤维或木基材料的复合材料，所 用粘合剂是所谓的纳米复合物，其由溶胶-凝胶方法制备并尤其基于胶体无机颗 粒和一种或多种可水解的有机硅烷。这里使用的硅烷可以带有氯、烷氧基、乙 酰氧基、烷基、(链)烯基、芳基、缩水甘油基氧烷基和甲基丙烯酰基氧烷基基团 作为官能团。

此外，除了DE 196 47 369 A1对溶胶-凝胶体系的聚硅氧烷的推荐之外，WO 98/22536公开了基于植物材料的复合材料，除烷基和(链)烯基以外，可以任选地 另外具有一个或多个取代基例如卤素、烷氧基、羟基、氨基或环氧基团的炔基、 烷基丙烯酰基和芳基烷撑基团据说为可能的无法水解消去的基团。此外，根据 WO 98/22536，纯的甲基三乙氧基硅烷或甲基三乙氧基硅烷和四乙氧基硅烷的混 合物可以用作制备复合材料的粘合剂。

上述体系本质上的缺陷是同时使用了可水解的醇盐(alkoxide)。这些具有不 可忽略的蒸汽压而且消去作为水解产物的醇。实践中这在颗粒板(particleboard) 加工中常用的加工机器上产生相当大的气味问题以及归因于爆炸性蒸汽的危 险。

EP 0 716 127 B1和EP 0 716 128 B1公开了水基含氨基烷基-/烷基-/羟基-或烷 氧基硅氧烷的组合物，它们尤其用于给予织物、皮革、纤维素制品和淀粉制品 以防水性。所述可溶于水或水/醇混合物的氨基烷基有机羟基硅氧烷也被称作水 溶胶(hydrosil)体系。氟烷基官能的水溶胶体系在例如EP 0 846 716 B1、EP 0 846 717 B1和EP 1 101 787 A2中得到公开。

本发明的目的是提供基于另外的粘合剂的含纤维素或含木质纤维素的复合 材料。

根据本发明，按专利权利要求书的信息达到了这一目的。

因此，令人惊讶地发现性能充分得到改善的新型复合材料，其基于至少一 种含纤维素或含木质纤维素的材料以及粘合剂而该粘合剂又至少基于以下组分

(i)至少一种粘合剂，其选自有机树脂、异氰酸酯、天然或近天然粘合剂， 以及

(ii)至少一种基于氨基烷基硅烷的组合物。

上述组合物作为组分(ii)优选含有至少一种式(I)的氨基烷基硅烷：