[發明專利]水性胺-碳水化合物熱固性材料

有效

• 申請號: 201310204899.4
• 申請日: 2013-05-28
• 公開（公告）號: CN103450824A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: W·C·芬奇;H·李;C·J·蘭德;C·D·羅多斯基;B·維因斯泰恩
• 申請（專利權）人: 羅門哈斯公司
• 主分類號: C09J103/02
• 分類號: C09J103/02;C09J179/02;C09J11/06;D04H1/587
• 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

本發明涉及水性粘結劑組合物，其含有一種或多種還原性糖、一種或多種二伯二胺(diprimary?diamine)或多（伯胺）（poly（primary?amine））和一種多糖，例如麥芽糖糊精；其作為可固化的粘結劑用于多種細碎的基材及編織和非編織基材的用途；以及由其制得的經粘結劑處理并固化之后的產品。

背景技術

由于成本優勢和良好的性能，過去上選的熱固性粘結劑樹脂是酚醛樹脂或脲甲醛樹脂。甲醛樹脂應用廣泛，尤其是用于粘結礦物纖維和玻璃纖維。但是，為了避免由含有甲醛的樹脂所引起的毒性及環境問題，已有多種市售的無甲醛粘結劑，它們大部分通常含有多元羧酸聚合物和多元醇，其加熱固化時經酯化反應形成熱固性材料。已知所有這些粘結劑都主要是原油的衍生物，而原油的儲量日益減少且價格波動大，并且這些原油增加大氣中的二氧化碳。更新的無甲醛粘結劑采用非石油衍生的可持續材料制成。

Mueller等在國際專利公布號為WO2012/037451A的專利申請中公開了一種無甲醛粘結劑組合物，所述組合物通過胺或氨和碳水化合物縮合形成類黑精，屬于熱固性材料，該粘結劑用含硫或含磷的有機酸催化制得，所述碳水化合物包括聚合度為3-10的多糖，如糖漿和水解纖維素或淀粉。該組合物旨在提供使用過程中腐蝕性較小的粘結劑。然而，當該組合物作為粘結劑使用時，若僅含有多糖而沒有還原性糖，則可能無法形成熱固性材料。因此，該粘結劑可能形成抗拉強度和耐水性不足的固化產物。另外，即使含有還原性糖，在使用過程中，很大比例的粘結劑組合物會成為水、氨或揮發性胺和二氧化碳氣體而損失。例如，右旋糖/多胺粘結劑組合物體系在80/20（w/w）配方下，重量損失高達35%。該使用過程中的重量損失代表著粘結劑的損失，且增加了終端使用者的成本。

發明內容

本發明旨在提供一種無甲醛的粘結劑以解決下述問題：提供可再生來源的熱固性粘結劑，它能滿足對耐水性、無甲醛、熱固性粘結劑的需求，該粘結劑在固化過程中更多地保留在基材上，因而固化重量損失較少。

具體實施方式

1、基于本發明的水性熱固性粘結劑組合物含有：i）一種或多種還原性糖，例如右旋糖，ii）一種或多種二伯二胺或多（伯胺），所有二伯二胺或多（伯胺）固體與所有還原性糖固體的重量比范圍為1.2:1-0.12:1，優選的為0.5:1-0.05:1；iii）按所有固體計，7-45重量%，優選的為10-30重量%的一種或多種多糖，該多糖的右旋糖（detrose）值（DE）為5-30，優選的為7或更高，更優選的為10-23，例如擁有所需DE值的麥芽糖糊精。

2、如本發明上述1中所述的組合物，還可含有最多20重量%，或優選的，最多10重量%的一種或多種穩定劑，例如pKa為8.5或更小的穩定劑酸或鹽，優選的pKa為7.5或更小，例如無機酸的銨鹽，比如磷酸銨、磷酸氫二銨（DAP）或硫酸銨（AS）。

3、如本發明上述1或2中所述的組合物，還可含有最多6重量%，或優選的最多4重量%的一種或多種阻燃劑，例如含磷的鹽或有機溴化合物，例如十溴二苯醚/三氧化銻。

4、如上述1-3所述的任一組合物，一種或多種還原糖優選為5-碳或6-碳的單糖。

5、本發明的另一方面是使用上述1-4所述的任一水性熱固性粘結劑組合物的方法，所述方法包括將該粘結劑組合物涂覆于基材上或與基材混合，然后加熱該處理后的基材或混合物以固化粘結劑，例如加熱至100-400℃。合適的基材包括纖維、碎片、碎屑、顆粒物、薄膜、板材和它們的組合。合適的基材材料包括如玻璃、玻璃纖維、石頭、石纖維、有機和無機基材的復合材料和復合纖維、木材或木質材料。

6、另一方面，本發明包含一種處理過的基材，例如，纖維氈（matt），其含有通過將1-4所述的任一組合物施涂于其上得到的已固化的粘結劑。優選的，該纖維氈的密度為5-220（kg/m³）。

具體實施方式

本文所用的術語“烷基”是指任何含有一個或多個碳原子的脂肪族烷基基團，該烷基基團包括正烷基、仲烷基、異烷基、叔烷基基團或含有一個多個五元、六元或七元環結構的環狀脂肪族基團。

本文所用的術語“水性”包括水以及基本上由水和可與水混合的溶劑組成的混合物。

本文所用的術語“按所有固體計”是指任何給定組分的重量與粘結劑中所有非揮發性組分（如還原性糖、多糖、伯胺、穩定劑、硅烷等）的總重量比較。