[发明专利]木素纤维素复合材料制品

说明书

本发明公开了木素纤维素复合材料制品，其包含多个木素纤维素小件料；和附着于所述多个木素纤维素小件料上的粘合剂体系，用于粘合所述多个木素纤维素小件料。粘合剂体系含有粘合剂组分和增容剂组分。合适粘合剂组分的例子是异氰酸酯组分，例如二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、聚二苯基甲烷二异氰酸酯(pMDI)和它们的组合。增容剂组分包括磷酸三烷基酯。增容剂组分的用量是基于100重量份所述粘合剂组分计的至少约0.5重量份。增容剂组分用于减少在生产复合材料制品期间所需的压制时间。粘合剂体系可以包含额外组分，例如异氰酸酯反应性组分。复合材料制品可以是各种木素纤维素复合材料，例如定向刨花板(OSB)、刨花板(PB)、纤维板(例如中密度纤维板；MDF)等。

相关申请的交叉引用

本申请要求分别于2013年9月30日和2014年8月1日递交的美国临时专利申请系列号61/884,223和62/032,123的优先权和全部权益，将这些申请的全部内容引入本文中的一种或多种非限定性实施方案以供参考。

发明领域

本发明总体涉及木素纤维素复合材料制品，更尤其涉及木素纤维素复合材料制品，其包含多个木素纤维素小件料(pieces)和附着于多个木素纤维素小件料上的粘合剂体系，以及涉及形成木素纤维素复合材料制品的方法。

相关技术的描述

木素纤维素复合材料制品，例如定向刨花板(OSB)、定向木片层积材(OSL)、刨花板(PB)、重组木、农业纤维板、碎纸胶合板、碎料板和纤维板，例如中密度纤维板(MDF)，通常是通过将木素纤维素小件料与粘合剂组合物例如树脂共混或喷涂生产的，同时木素纤维素小件料在共混机或相似设备中搅动或搅拌。在共混达到足以形成粘合剂-木素纤维素混合物之后，已经被粘合剂组合物涂覆的木素纤维素小件料成型为产品，特别是疏松垫，它们在加热压盘/板之间压缩以固化粘合剂组合物，并与木素纤维素小件料一起以稠密形式粘合，例如板、板条或其它形状。用于压缩疏松垫的常规方法通常在约120-225℃温度下在不同用量的水蒸气存在下进行，将水蒸气有目的性地注入疏松垫中，或通过从疏松垫中的木素纤维素小件料释放夹带水产生。这些方法也通常要求在木素纤维素小件料与粘合剂组合物共混之前，木素纤维素小件料的水分含量在约2-20重量％的范围内。

木素纤维素小件料可以是碎料、刨花、条料、平纹料、薄片、纤维、锯末、甘蔗渣、麦秆和木屑丝。当木素纤维素小件料的尺寸较大时，例如1-7英寸，通过此方法生产的木素纤维素复合材料制品可以称为工程木材。这些工程木材包括层压木片层积材、OSB、OSL、重组木、单板条层积木和单板层积材。当木素纤维素小件料较小时，例如是典型的锯末和具有精细纤维尺寸，木素纤维素复合材料制品是刨花板(PB)和纤维板，例如MDF。其它工程木材，例如胶合板，使用较大的木片材，它们用粘合剂组合物按照三明治结构保持在一起。另外，其它工程木材，例如重组木，使用薄且长的具有平均直径为约2-10mm和长度为数英尺的不规则木材小件料。

已经致力于开发工程木材，因为用于切割木材的具有合适尺寸的树干越来越稀少。这种工程木材可以具有有利的物理性能，例如强度和稳定性。工程木材的其它优点是它们可以从由加工其它木材产生的废料和木素纤维素材料生产。这节省了循环工艺的效率和能源，并节省了场地空间。

已经用于生产这种木素纤维素复合材料制品的粘合剂组合物包括苯酚甲醛(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工业所需的，因为它们具有低的吸水性、高的粘合和粘结强度，配方灵活性，关于固化温度和速率的多用范围，优异的结构性能，与具有高水含量的木素纤维素材料之间的粘合能力，以及重要的是零甲醛释放。使用这种粘合剂组合物的木素纤维素复合材料制品被赋予相应的性能/益处。