[发明专利]具有改进的较低粘度的大豆基胶粘剂

说明书

本申请要求2013年9月20日提交的美国专利申请号61/880474的权益， 其全部内容在此援引加入。

技术领域

本申请涉及的是由于使用了具有特定粒径分布的大豆粉而具有改进的 粘度性质的大豆基胶粘剂组合物。这些组合物可用于制备木质纤维复合材 料或工程木制品。

背景技术

20世纪20年代期间，由含蛋白质的大豆粉得到的胶粘剂首次普遍使用 (美国专利号1813387、1724695和1994050)。适用于胶粘剂的大豆粉通过 去除大豆中的一些油或大部分油，得到残留的大豆粉，随后研磨为细豆粉 而获得。

最近，已将胺-环氧氯丙烷聚合物(AE聚合物)与蛋白质组合作为木 制品的胶粘剂(美国专利号7060798、7252735和8147968)；美国专利申 请2008/0050602和2008/0292886)。AE/大豆组合物已经作为胶粘剂用于 商业系统的胶合板中，相比于传统的大豆基组合物，AE/大豆组合物在干燥 和潮湿条件下均表现出改善的粘合性能。

虽然在水性介质中配制的大豆基胶粘剂提供了许多期望的性质，但是 这些材料仍有一些性能可以改进。大豆基胶粘剂体系的挑战之一是开发具 有易处理的粘度的配方。在制备诸如刨花板(PB)、定向刨花板(OSB)、 粗纸板、碎料板、高密度纤维板(HDF)和中密度纤维板(MDF)的工程 木制品时，粘度较低的配方使得胶粘剂可以喷涂和/或在较高固体水平下使 用。已经在专利文献(美国专利申请2008/0050602和2010/0093896)中公 开了用于降低大豆基胶粘剂组合物的方法，但是仍然需要具有较低粘度和/ 或具有易处理的粘度和较高固体水平的大豆基胶粘剂体系。美国专利申请 2010/0129640和2012/0149813公开了用于软质基材的水性胶粘剂组合物， 其中组分之一为具有不超过43微米(μm)(325目)粒径的大豆粉。美国 专利申请2007/0212472中公开了平均粒径小于100微米的大豆粉的生产方 法。

粘度起到作用的另一个领域为胶粘剂组合物的pH调节。经验表明，pH 值越高，尤其是在7至12的碱性区间，将提供改进的粘性和粘合质量。例 如，具有较高pH值的胶粘剂已经表现出了对于难粘木头类型如杉木或松木 的良好粘接性。但是，随着pH增加，大豆基胶粘剂配方的粘度显著增加。 制备一种具有碱性pH但具有适当的适用期和/或粘度稳定性的胶粘剂配方 常常是非常困难的。具有碱性区域pH，具有高固含量和良好的粘度稳定性 的大豆基胶粘剂将是一种非常有用的材料。

我们的研究表明，使用具有特定粒径分布的大豆粉的胶粘剂组合物， 其中70％的颗粒具有30μm或更少的平均粒径，相比于典型的可商购的胶 粘剂材料，在粘度上有显著的降低。

发明内容

已经发现，使用具有特定粒径分布的大豆粉，其中至少70％的颗粒具 有30微米(μm)或更小的粒径，得到了低粘度胶粘剂组合物。使用具有小 于30微米(μm)粒径的大豆粉制备的胶粘剂配方相比于对比样品，表现出 显著的粘度降低。

制备复合结构例如工程木制品时，使用要求保护的组合物所看到的粘 度降低可以多种方式或方式的组合利用。所要求保护的低粘度、较高固含 量的可喷涂胶粘剂配方可以用于制造复合结构，例如刨花板、华夫板和定 向刨花板。较低粘度的配方在利用设备如帘幕涂布机或挤出涂布机进行涂 覆应用中也是有利的。相比于如今用于复合结构生产的传统大豆粉组合物， 较低的粘度使得较高固含量的水性基配方的应用是可实现的。具有较低的 粘度还使得组合物在具有较高pH的同时保持适用期和粘度稳定性。具有碱 性范围pH值的配方可提供在胶合板和其它工程木制品中具有改进的粘性、 干燥粘接强度和潮湿粘接性能的胶粘剂。

这里使用的复合结构意为两种或多种材料的组合，每种材料都对所得 材料的性能有影响。这里所用的工程木制品包括大量范围的衍生材料，其 通过胶粘剂粘接长条薄片刨花、颗粒、薄片、碎料、纤维或薄木片以形成 复合材料而生产。这里使用的复合结构为通过胶粘剂粘接在一起的两种或 多种基板材料的组合。

附图说明

图1表示实施例1中对比大豆粉样品和具有降低粒径的大豆粉样品D 的粘度-固含量关系的对比。

图2表示对比大豆粉样品和具有降低粒径的大豆粉样品的粒径分布。