[发明专利]改进复合板制造的方法

说明书

本发明涉及一种制造复合木结构的方法，该方法提供了提高的生产率和可加工性。更具体而言，该方法包括将木材颗粒与包含含水蛋白质和稀释剂分散体的组合物混合。

本申请要求2016年3月1日提交的美国临时申请号62/301,778的权益，其全部内容通过引用并入本文。

背景技术

本发明涉及一种制造复合木结构的方法，该方法提供改善的可加工性。更具体而言，该方法包括将木材颗粒与包含含水蛋白质和稀释剂分散体的组合物组合，然后模塑或压制所述木材颗粒与反应性混合物的组合，其允许更好的制造和提高效率。

基于木质纤维素的复合材料，如内部胶合板、中密度纤维板(MDF)、刨花板(PB)、华夫板和定向刨花板，由木质纤维素如木材和一种粘合剂或多种粘合剂(也已知为树脂和胶粘剂)的组合制备。诸如定向刨花板、刨花板和碎料板等复合材料通常通过用粘合组合物混合或喷涂木质纤维素材料如木片、木纤维、木材颗粒、木片、条或股、木块或其它粉碎的木质纤维素材料，同时在搅拌器、吹线等设备中翻滚或搅拌所述粉碎材料来生产。在充分混合以形成均匀混合物之后，将所述材料形成松散的垫，将其在例如加热的压板或板或钢带之间压制以固化所述粘合剂并将所述薄片、线、条、块等粘合在一起成致密的形式。常规方法通常在约150℃至225℃的温度下，在通过从所述木材或木质纤维素材料中释放夹带的水分而产生的不同量的蒸汽的存在下进行。这些方法还通常要求所述木质纤维素材料的水分含量在其与粘合剂混合之前为约2至约35重量％。

已经用于制造这种复合木制品的粘合剂或胶粘剂组合物包括酚醛树脂、脲甲醛树脂和异氰酸酯。参见，例如，James B.Wilson撰写的题为“Isocyanate Adhesives asBinders for Composition Board”的论文，该论文于1980年9月23–25日在威斯康星州麦迪逊举行的“Wood Adhesives-Research,Applications and Needs”研讨会上发表，其中讨论了这些不同类型粘合剂的优点和缺点。以前和近期的蛋白质基粘合剂都是水基的。在许多书籍、文章和专利中描述了各种水基粘合剂。参见，例如，描述基于大豆粉的粘合剂(如第7,060,798号美国专利和第7,252,735号美国专利)、基于脲甲醛(UF)的粘合剂、三聚氰胺脲甲醛(MUF)粘合剂、三聚氰胺甲醛(MF)粘合剂、酚醛(PF)粘合剂、聚(乙酸乙烯酯)和聚(乙烯-乙酸乙烯酯)粘合剂的专利。

通常，所述粘合剂包含酚醛(PF)树脂。另一种常用的树脂是液态聚合的4,4'–亚甲基–双(苯基异氰酸酯)(pMDI)。尽管含水的碱性酚醛树脂显示出良好的耐用性、相对低的成本和相对低的毒性，但已知它们表现出较慢的压制时间，并且通常生产的产品具有比由pMDI粘合剂组成的相同产品更高的厚度膨胀性。虽然异氰酸酯树脂可以表现出一些增强的性能，但它们比PF树脂更昂贵。在制造工厂或磨坊中生产的另一个缺点是与压力机和相关设备相关的巨大资金成本，包括在压制过程中提供热量的蒸汽发生设备。

在所述压制过程之后，所述木质纤维素复合材料经历机加工步骤，其可包括切割、修剪、铣削、和/或砂磨。特别是，已知用pMDI粘合剂制成的木质纤维素生产的板材产品难以加工，例如锯片、刨机刀片或砂光机带的磨损，或切割边缘或砂磨表面上的质量缺陷等。

第2013/0005867 A1号美国专利申请描述了基于大豆的粘合剂也已用于复合板的制造中。这些包括例如作为起始材料的大豆粉、大豆浓缩蛋白(SPC)、或大豆蛋白分离物(SPI)。为简便起见，本公开称所有含有大于20％碳水化合物的大豆产品为“大豆粉”。大豆粉比SPI便宜，但也含有高水平的碳水化合物，需要更复杂的交联技术，因为交联可导致大豆基粘合剂的耐水性大大提高。

包含淀粉和蛋白质组分(如大豆)的粘合剂描述于参考文献中，如第5,523,293号美国专利、第6,235,815号美国专利、美国专利申请2011/0100256、美国专利申请2013/202905、第7,960,452号美国专利公开了由植物蛋白和淀粉制成的粘合剂，还有其它参考文献描述了与尿素、苯酚或亚硫酸盐液反应的糖或淀粉，如第4,525,164号美国专利和第874584号BE专利。