[發明專利]基于羧酸化木質素的粘合劑

無效

• 申請號: 201010624715.6
• 申請日: 2010-12-29
• 公開（公告）號: CN102115650A
• 公開（公告）日: 2011-07-06
• 發明（設計）人: S·A·克里希曼諾;M·D·凱利
• 申請（專利權）人: 羅門哈斯公司
• 主分類號: C09J151/00
• 分類號: C09J151/00;C09J201/06
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 陳哲鋒

技術領域

本發明涉及用于木質纖維素漿(lignocellulosic)和無紡抗熱纖維基材的基于羧酸化木質素(carboxylated?lignin)的粘合劑組合物。更具體的，本發明涉及粘合劑組合物，其含有烯鍵式不飽和羧酸接枝木質素或木質素衍生物成分，以及含有唑啉官能團的聚合物或樹脂成分，其固體重量比是50∶50-98∶2，及其形成的復合物，包括木質復合材料，例如中密度纖維板(MDF)和低密度纖維板(LDF)，和含有無紡抗熱纖維基材的復合材料，用作例如屋頂板用的纖維玻璃隔熱粘合劑和玻璃墊。

背景技術

這類應用中的粘合劑通常使用脲甲醛(UF)樹脂或在某些情況下使用酚醛樹脂。這些樹脂具有毒性危害。需要一種利用來自不含甲醛的可固化水相組合物制造抗熱復合材料的方法，因為現在和正在推進的立法會減少或消除甲醛的使用。基于木質素磺酸鹽再生(spent)亞硫酸鹽廢液的粘合劑顯示了對于碎料板的良好內部鍵合強度，但是在高濕度或水浸條件下的強度維持就很差。在本發明中，用烯鍵式不飽和羧酸單體(甲基丙烯酸)通過自由基聚合接枝木質素磺酸鹽，提供與木質素上存在的磺酸基團反應的官能度，從而促進防潮性能。另外，將羧酸化木質素與疏水唑啉穩定化的乳膠配合，后者也為接枝的羧酸基團提供了反應官能度，從而改善了濕強度。

已經進行了從天然粘合劑材料制備復合材料的各種嘗試，通常是利用這些產品的生物可降解性。然而，這類復合材料通常制備成本昂貴，而且機械性能很差。

Koyo?Sangyo有限公司的日本專利出版號JP2003147309公開了一種用具有羧酸官能基團的乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)乳液共聚物、具有唑啉環的聚合物以及淀粉填料(例如小麥面粉、米粉和玉米淀粉)的混合物制備的粘合劑。這種粘合劑為裝飾母板和層壓板，例如裝飾膠合板提供了防水性。然而，Koyo?Sangyo粘合劑不能提供具有約30％重量天然材料以上的組合物，因此得到的粘合劑不是生物可降解的。另外，該組合物含有約70％重量或以上的EVA，因此當與天然材料組合物相比時，無法提供成本優勢。

本發明人致力于解決這些問題，以提供主要來自天然材料的粘合劑組合物，用于復合木材和含有無紡抗熱纖維基材的復合材料，從而能夠獲得具有可接受的機械性能，包括濕強度的無甲醛復合材料。

發明內容

本發明提供了一種水相粘合劑復合物，其含有一種或多種烯鍵式不飽和羧酸接枝木質素或木質素磺酸鹽的一種組分，以及一種或多種含唑啉官能團的聚合物或樹脂的一種成分，其固體重量比是50∶50-98∶2。在一個實施例中，固體重量比是60∶40-98∶2。

在配制使用的粘合劑組合物中，組合物可含有40-98重量％，優選50wt％或以上的天然衍生的木質素或木質素磺酸鹽(ligosulfonate)組分。

在另一個實施例中，粘合劑組合物含有一種或多種原位酸生成劑化合物。

在另一個實施例中，含有唑啉官能團的聚合物或樹脂組分選自：唑啉官能化加成樹脂，其是用基于聚合反應固體計的10.0-100wt％的烯鍵式不飽和唑啉官能化單體制備的；唑啉官能化加成寡聚物，其是用基于聚合反應固體計的10.0-100wt％的烯鍵式不飽和唑啉官能化單體制備的；唑啉官能化加成聚合物；唑啉官能化加成寡聚物；唑啉官能化樹脂，及其混合物。

在一個實施例中，含唑啉官能團的聚合物或樹脂組分是樹脂負載型(supported)乳液聚合物。

在另一個實施例中，酸接枝木質素磺酸鹽中烯鍵式不飽和羧酸單體的聚合單元占酸接枝木質素磺酸鹽總重量的1-50wt％，優選5-25wt％。

在本發明的一個方面，提供了一種由粘合劑組合物和細分散(finely?divided)木材形成的復合木材，其中基于固體計，細分散木材和粘合劑組合物的重量比是100∶1-1∶1。在這樣的一個實施例中，復合木材選自木渣板、碎木板、纖維板和定向結構板(oriented?strand?board)。

在本發明的另一個方面，提供了粘合劑組合物與纖維、碎片、刨花或顆粒物質形成的無紡復合材料，其中基于固體計，纖維、碎片、刨花或顆粒物質與粘合劑組合物的重量比為100∶1-1∶1。在一個這樣的實施例中，無紡復合材料選自玻璃纖維、聚酯和石棉(stonewool)。