[發明專利]還原糖和胺的穩定反應性熱固性制劑

有效

• 申請號: 201110407985.6
• 申請日: 2011-11-29
• 公開（公告）號: CN102533208A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: W·C·芬奇;B·維恩斯坦;C·D·羅道斯基;D·E·威廉姆斯;C·J·蘭德
• 申請（專利權）人: 羅門哈斯公司
• 主分類號: C09J179/02
• 分類號: C09J179/02;C09J11/06;C09J11/04;D21H19/24
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 王穎

技術領域

本發明涉及由碳水化合物和胺形成的無甲醛熱固性粘合劑的儲存穩定高固體含量組合物，該組合物能快速固化，或者只需要較低的能量輸入。

發明背景

最常見的熱固性樹脂是甲醛縮合物，例如苯酚甲醛(PF)，脲甲醛(UF)，三聚氰胺甲醛(MF)和它們的組合。在固化后，涂布了這些熱固性樹脂的基材具有抗濕性。這些熱固性樹脂具有高反應性。加入無機酸的銨鹽之類的活化劑可以進一步提高它們的反應性。但是，一旦被活化，甲醛縮合物樹脂具有非常有限的“適用期(pot-life)”，必需在活化和配制后立即施用。為了解決其適用期問題，將這些樹脂在冷藏的情況下運輸和儲存，并且通常在接近其使用地點的位置制造它們。

通常，由甲醛縮合物、丙烯酸類熱固性樹脂和來自可再生資源的熱固性樹脂形成的熱固性制劑的制造者將它們的產品以濃縮的(固體含量＞50重量％)均相水溶液形式提供，該溶液可以在使用之前不久進行稀釋，并且如果需要可以進行活化。

第一代較安全的低毒性無甲醛熱固性樹脂，特別是水性的可再生熱固性樹脂，例如產生類黑精的含碳水化合物的熱固性樹脂，具有可接受的穩定性。這些樹脂可用于許多之前被甲醛熱固性材料占領的應用，例如絕緣/絕熱產品，木質復合材料產品，疊層產品和玻璃纖維氈片產品。但是，這些含碳水化合物的熱固性樹脂在經濟條件下的固化太慢，并且在施涂和固化后提供的涂布基材的抗濕性不夠。例如，US2007/0123679和US2007/0123680揭示了有機酸銨鹽與還原糖形成的類黑精。這些熱固性粘合劑在固體含量高于50重量％時也具有穩定性，但是反應性不高，因此需要大量能量來確保固化和固化后獲得的機械性質。而且，涂布了這些固化的樹脂的基材不具有抗濕性。此外，這些公開文獻沒有確認可低能固化的粘合劑。

最近，本發明人已經揭示了熱固性粘合劑，其包含還原糖，特別是右旋糖糖漿和木糖或半纖維素(例如來自木(材)糖)，該還原糖在與二胺(例如1，6-己二胺(HMDA))混合后形成反應性熱固性溶液。木糖-二胺制劑具有特別高的反應性。但是，該熱固性樹脂難以以較高固體含量的水性制劑(例如＞25重量％)的形式提供。事實上，含有HMDA的濃縮的(例如＞30重量％)木糖和右旋糖制劑在制備后立即凝膠，或者在制備后1-2小時內凝膠。這樣在這些新熱固性制劑的制備和運輸中造成嚴重問題。

依據本發明，本發明人已經致力于解決該問題，具體是提供由可再生材料得到的可低能固化的充分儲存穩定的高固體含量熱固性粘合劑制劑。這種解決方案能確保快速固化型熱固性制劑可以經濟地長距離運輸到終端用戶。

發明內容

依據本發明，具有長適用期的穩定的水性熱固性粘合劑組合物包含：一種或多種還原糖，優選5-碳或6-碳單糖；一種或多種伯胺化合物，優選二伯二胺或多伯胺；一種或多種作為穩定劑的酸或鹽，其pKa等于或小于8.5，優選等于或小于7.5，其中伯胺的當量數與還原糖中羰基(例如以醛基或酮基形式)的當量數的比值在0.125∶1到10∶1的范圍內。

具體實施方式

穩定劑可以是有機穩定劑或無機穩定劑。有機穩定劑可選自單羧酸，二羧酸，C₁₂-C₃₆脂肪酸，酸官能C₁₂-C₃₆脂肪酸酯，酸官能C₁₂-C₃₆脂肪酸醚，它們的混合物，優選是單羧酸，酸官能脂肪酸酯化合物，例如但不限于單甘油酯和二甘油酯，酸官能脂肪酸醚化合物。無機穩定劑可選自無機酸，無機酸胺鹽，無機酸銨鹽，路易斯(Lewis)酸，優選是鋁路易斯酸，以及它們的混合物。較佳地，無機穩定劑是無機酸的胺或銨鹽，例如碳酸氫銨，磷酸二氫銨，和硫酸胺。更佳地，穩定劑是在使用條件下會揮發的短效酸(fugitive?acid)穩定劑，例如乙酸、碳酸氫銨和檸檬酸。任何這些穩定劑也可與脂肪酸、脂肪酸酯、脂肪酸醚化合物混合。

以粘合劑中存在的伯胺的總摩爾數為基準計，一種或多種無機和/或有機穩定劑的總用量可為5-200摩爾％，或者等于或大于10摩爾％，或者優選等于或大于20摩爾％，或者優選最高達125摩爾％，或者更優選最高達100摩爾％。

本發明的組合物可以為濃縮形式，其總固體含量等于或高于15重量％，或者等于或高于20重量％，優選等于或高于30重量％，或者更優選等于或高于45重量％，或者最高達90重量％，或者優選最高達70重量％。