[发明专利]粘结体系的硬化

说明书

本发明提供粘结体系，其包括用于粘结木质纤维素材料以形成面板和/或成型产品的基于甲醛的(脲‑/三聚氰胺‑/酚‑/间苯二酚‑甲醛或其它组合)和/或聚合异氰酸酯树脂体系组合物，该树脂体系组合物包含树脂硬化剂(也称为树脂催化剂)，其特征在于所述硬化剂是受热激活的。

背景技术

在由木质纤维素材料制造面板(panel)产品中，将胶粘剂(adhesive)组合物(其为基于甲醛的缩聚树脂体系或者为聚合异氰酸酯胶粘剂体系)加入到木质纤维素材料，将所得混合物形成为板坯(垫，mat)并且然后放置在施加热和压力的压机(press)中以使所述胶粘剂固化、使所述木质纤维素材料粘结、和形成最终的面板产品。

因此，例如，胶粘剂组合物在纤维板或颗粒板(碎料板，木屑板，particleboard)的形成中将混合和施加到材料(例如木材或其它木质纤维素材料)的纤维或碎屑，或者在刨花板或胶合板的形成中将混合和施加到木材刨花(strand)或饰面(veneer)的表面。

这样的胶粘剂组合物在施加之前经常以包含胶粘剂树脂、一些其它添加剂和任选的硬化剂的称为胶水(胶，glue)混合物的液体物料的形式制备，所述硬化剂催化和加快所述树脂或粘结剂在热压机中的固化。因此，人们使用基于甲醛的(脲-/三聚氰胺-/酚-甲醛或其它甲醛)胶粘剂或聚合异氰酸酯胶粘剂和硬化试剂，所述硬化试剂常规上为提供用于使所述胶粘剂树脂硬化和固化所需的酸性/碱性的酸/碱或盐。如下是期望的：所述催化剂的这种硬化作用在制造过程的热压阶段期间而并非在此之前发生。

将这样的硬化试剂共混到粘结剂或预聚物中具有如下劣势：如果由于任何原因致使在制造过程中在胶水混合物的制备和热压机横向进给之间有延迟(例如在聚合物与硬化试剂的共混和施加到木质纤维素材料之间的延迟、在板坯成形和在热压机中的放置之间的延迟)，那么固化可过早地进行，导致粘结功效(efficiency)的损失，这称为预固化。当使用游离的酸或碱时尤为如此，并且由于该原因，使用盐是优选的。另一方面，盐作为硬化试剂是较不活泼的，且因此在最后的加热/加压阶段中需要比游离的酸或碱更长的时间。然而，如果使用过量的催化用盐，那么可能同样地遭遇预固化。

为了延迟强的硬化试剂的作用，已经建议多种手段例如缓冲剂的使用，但是正如所述的，一旦产物处于制造的最后加压阶段中，所述缓冲剂就可具有使所述硬化试剂的反应变慢的不期望效果。

预固化问题对于如下情况已经变得更加严重：在热压阶段之前使用温度升高的木质纤维素材料或复合材料板坯(composite mat)，这再次使所述硬化试剂的作用在最佳的时间和/或位置之前加快。

强酸的铵盐是成功的催化剂，在游离甲醛的含量增大的树脂的情形中尤其如此。这种催化剂通过如下被激活(活化)：甲醛与所述盐的铵部反应，从而释放酸。然而，包含铵盐催化剂的粘结体系的限制从其使用之初起就是明显的，所述限制随着所述树脂的游离甲醛的含量历年下降而变得更加显著。根据欧洲标准EN 13986，现代树脂中游离甲醛的含量与传统“E2”型树脂相比可低高至20倍。如此低的甲醛含量显著地限制铵盐催化剂的功效。

对于酸可固化的树脂如脲-甲醛、三聚氰胺-甲醛、脲-三聚氰胺-甲醛树脂等，已经提出热触发的催化剂。这样的硬化剂能解决前述难题，只要触发温度是足够的。值得注意地，取决于所述成型产品类型和制造工艺的细节，热压机的压板温度在110-250℃的范围内。这样的热触发的化合物的常见类型为挥发性胺(例如三乙胺)与沸点较高的酸(例如硫酸)的盐。该盐的酸化机理是基于，所述胺的沸点(三乙胺的沸点℃)与所述酸的沸点(硫酸的沸点℃)相较时低。在施加期间，加热所述树脂和催化剂体系并且所述胺不断蒸发，留下促进所述树脂的固化和硬化的所述酸。

在美国专利No.3,317,474中公开了用于树脂的酸催化的固化的受热激活的潜在硬化剂。具体地，公开了下式的化合物：