粘合劑組合物制造技術

本發明專利技術涉及復合材料的組成、制備和用途，所述復合材料基于包含固含量大于40%的穩定的聚酰胺胺-表鹵醇樹脂（PAE樹脂）的粘合劑，所述粘合劑具有大于45重量%的固含量，其中PAE的相對高的固含量能夠產生粘合劑的高固含量。此外，至少45%的粘合劑固含量部分由PAE樹脂的固含量和蛋白質源的固含量構成。本發明專利技術還涉及包含PAE與大豆蛋白源的粘合劑。本發明專利技術還涉及所述粘合劑在復合材料，特別是含母料的復合材料，更具體是基于木質纖維或小木塊的復合材料中的用途。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及復合材料的組成、制備和用途，所述復合材料基于具有高固含量的包含聚酰胺胺-表鹵醇樹脂(PAE樹脂)的粘合剤。本專利技術還涉及PAE與大豆蛋白源的組合使用。本專利技術還涉及所述粘合劑在復合材料，特別是在含木料的復合材料中的用途。
技術介紹
PAE聚合物已知是造紙エ藝中的濕強度添加剤。將這些PAE聚合物用作基于蛋白質或木質素的粘合劑所用的固化劑組分的技術是已知的(美國申請2005/0282988)。將PAE與蛋白質，例如大豆粉、大豆分離蛋白或木質素用作木質纖維素的粘合劑是已知的(美國專利 7，252，735)。 該類型粘合劑的目前限制通常是理想的固含量。此外，先前的高固含量的PAE樹脂受限于高粘度和差的老化穩定性。在使用含PAE的粘合劑中仍需要高固含量的、穩定的PAE樹脂以得到高固含量的粘合劑配制品，其在對于特定應用的常規エ藝條件下在復合樣品中產生近似等于或比現有的基于低固含量的PAE的配制品更佳的強度和粘合性質。具有低分子量的PAE樹脂是已知的(US2007895122A)。這種材料產生較低的粘度。但是，為了得到在較高固含量下的低粘度，并保持老化穩定性，需要在本專利技術中發現的其它知識。美國專利5567798 (第6欄，第60-61行)教導了“為了延長使用期，優選30%或更低的殘余固含量。”相比之下，本專利技術的PAE樹脂出人意料地在高達40重量％或更高的固含量下是穩定的。美國專利3197427、4853431、6908983B2 和 7291695B2 教導為了穩定性需要低 pH。第一，pH范圍為2. 0-3. 0，第二，其低于4. 2，并且最優選為3. 2-3. 4，第三，其低于3. 3，以及第四，其低于3.0。與此相反，出人意料地是本專利技術中更高pH的PAE樹脂是穩定的。考慮到本專利技術的PAE樹脂的高固含量，這更是更出人意料的，并且考慮到本專利技術樹脂不但具有粘度穩定性，而且具有高吖丁啶鎗基官能團穩定性，這甚至是更出人意料的，所述吖丁啶鎗基官能團穩定性在以下將提及，這是重要的。美國專利申請2005/0261404 Al (第32段和第33段)教導了得到甚至高達50%的蛋白質材料的高固含量懸浮液的可能性。但是，熟悉含蛋白質材料的技術人員知道不是所有的蛋白質源都可在如此高的固含量下使用。例如，未變性的大豆粉與水混合時可在至多約35%的固含量下使用。超過35%的固含量，其粘度迅速増大至材料不再能攪拌、容易混合或泵抽。其粘度甚至在添加粘度改性劑如亞硫酸氫鈉的情況下也很高。使用基于干大豆粉重量1%含量的亞硫酸氫鈉，30%固含量的水性混合物的粘度為約400cps，在33%的固含量下為約1800cps，以及在36%的固含量下為約20000cps。其粘度隨固含量繼續呈指數式増大。本領域技術人員不能容易地混合或泵抽高于約36%固含量的大豆粉/水混合物。因此，如本專利技術所示，需要通過提高PAE組分的固含量而得到較高的固含量。美國專利申請2005/0261404 Al (第21段)也將該專利的配方限定為不含脲酶的大豆蛋白。對于基于蛋白質源和PAE樹脂的組合的粘合劑，這并不是必需的要求。在對于成功使用和復合材料制造的特定應用中，需要由較高固含量的PAE樹脂得到的較高固含量的粘合剤。例如在常規的刨花板制造エ藝中，約93份的木料與7份的基于脲甲醛的粘合劑組合，并且常規的脲甲醛(UF)樹脂的固含量為65%。本領域技術人員知道在刨花板廠的常規エ藝條件下采用低得多的固含量將導致不能合適地內粘結刨花板，造成有缺陷的板材。(參見 Modern Particleboard & Dry-Process FiberboardManufacturing, Τ. Μ. Maloney, 1977 Miller Freeman Publ.)盡管UF樹脂非常牢固快速地固化并且合理地易于使用，但這些樹脂缺少聚合物主鏈上的水解穩定性。這造成大量的游離甲醛從成品中釋放(并最終被家中的居住者吸入)。已有多項法令推動從室內應用中排除這些樹脂(Health and Safety Code Title 17California Code of Regulations Sec. 93120-9312012)。UF粘合劑的替代或拓展是十分希望的，因為甲醛對環境的不利影響。PAE和大豆粘合剤，例如PAE/大豆粉混合物此前已在商業上用20-30%固含量的PAE樹脂進行制造。當在常規條件下使用大量的PAE和大豆粉吋，所得粘合劑不能達到65%的UF樹脂固含量。僅通過加入大量的低分子量組分例如脲和丙三醇獲得過高固含量(美國專利申請2009/0098387)。之前還未發現具有低于5000cps的粘度的可使用粘合劑，例如UF樹脂，其中至少40%，優選大于50%的固體組成是PAE和蛋白質源如大豆粉的組合。
技術實現思路
高固含量的PAE樹脂的使用提高了粘合劑可達到的固含量和活性固含量。與粘合劑如UF和酚醛競爭的其它基于PAE和蛋白質的粘合劑體系也是如此。本專利技術涉及復合材料的組成、制備和用途，所述復合材料基于包含高固含量聚酰胺胺-表鹵醇樹脂(PAE樹脂)的粘合劑，所述粘合劑具有大于45%，優選大于50%的固含量。本專利技術的高固含量的PAE樹脂具有大于40%，優選大于43%的固含量。在粘合劑的固含量中，至少45重量％，并且優選大于50重量％是歸因于PAE和蛋白質源的組合固含量。相對高的PAE固含量能夠產生粘合劑的高固含量。用于本專利技術的PAE在32° C下的老化穩定性超過一周。本專利技術還涉及所述組合物作為粘結木料如層壓板、膠合板、刨花板、定向刨花板和纖維板的粘合劑的用途。對于各種用途的粘合劑應用，例如制造工程化木制品和其它類型的有用材料可通過本領域技術人員已知的各種方法而實現。許多這樣的應用受益于高固含量和低粘度的粘合劑配方的組合。具體實施例方式本專利技術涉及具有大于45重量％,優選大于50重量％的固含量的粘合劑的組成、制備和用途，所述粘合劑包含具有大于40重量％，優選大于43重量％的固含量的聚酰胺胺-表鹵醇樹脂(PAE樹脂)，其中，PAE相對高固含量能夠產生粘合劑的高固含量，并且其中PAE在32° C下具有超過一周的老化穩定性。此外，所述粘合劑組成中的固體部分由至少45重量％，優選大于50重量％的PAE和蛋白質源的組合構成。本專利技術還涉及PAE與蛋白質源組合的使用。本專利技術還涉及所述粘合劑在復合材料，特別是在含木料的復合材料，更具體地是基于木質纖維或小木塊的復合材料中的用途。本專利技術還涉及高固含量的粘合劑組合物及其用途，所述粘合劑包括高固含量的熱固性聚酰胺胺-表氯醇樹脂(PAE樹脂)和蛋白質或木質素。本專利技術的PAE樹脂的固含量大于40%，優選大于43%。這些粘合劑可用于粘結木料和其它材料。如需要，相對于目前的PAE樹脂，新發現的高固含量PAE樹脂必須在給定濃度下具有更低粘度，并且它們需在32° C下具有至少I周的老化穩定性。老化穩定性定義為在給定的使用濃度下的PAE溶液的穩定性，穩定性表示不大于3倍的粘度或優選不大于2倍的粘度。此外，穩定性表示不大于20%的吖丁啶鎗基團損失，更優選不大于15%的損失。更高固含量的PAE樹脂也可由通過RSV確定的分子量分類，并具有低于O. 3dl/g的RSV。出人意本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：D·F·瓦奈爾，B·K·施普拉爾，M·A·埃萬斯，
申請(專利權)人：赫爾克里士公司，
類型：
國別省市：