[發明專利]粘結劑和相關產品

在審

• 申請號: 201380026107.7
• 申請日: 2013-04-04
• 公開（公告）號: CN104334567A
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發明（設計）人: C·漢姆普森;B·帕科雷爾;R·杰克遜
• 申請（專利權）人: 克瑙夫絕緣私人有限公司
• 主分類號: C07H5/04
• 分類號: C07H5/04;C03C25/26
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 李英

本發明涉及水溶性預反應的粘結劑組合物，其制造方法，所述預反應的粘結劑組合物的應用，制造通過聚合物粘結劑粘結的物質收集體的方法，包含所述預反應的粘結劑組合物的粘結劑溶液或分散體，以及包含呈固化狀態的所述預反應的粘結劑組合物的產品。

一般而言，粘結劑因為其能夠固結(consolidate)非組裝或松散組裝的物質而用于制造制品。例如，粘結劑能夠使兩個或更多個表面變得結合。特別地，粘結劑可用于制造包含固結纖維的產品。熱固性粘結劑的特征可在于通過熱量或催化作用轉化成不溶且不熔的材料。熱固性粘結劑的實例包括多種酚-醛、脲-醛、蜜胺-醛及其它縮合-聚合材料，如呋喃及聚氨酯樹脂。含有酚-醛、間苯二酚-醛、酚/醛/脲、酚/蜜胺/醛等的粘結劑組合物廣泛地用于粘結纖維、織物、塑料、橡膠及許多其它材料。

歷史上，礦棉及木板工業使用過苯酚甲醛基粘結劑，其一般用脲進行了擴展。苯酚甲醛型粘結劑為最終產品提供適合的性能；然而，對更大可持續性的期望和環境考慮推動了替代性粘結劑的發展。一種此類替代性粘結劑為獲自使碳水化合物與酸的反應的碳水化合物基粘結劑，例如美國公開申請第2007/0027283號及公開的PCT申請WO?2009/019235。另一種替代性粘結劑是使多元羧酸和多元醇反應的酯化產物，例如，美國公開申請第2005/0202224號。因為這些粘結劑不利用甲醛作為試劑，所以它們統稱為無甲醛粘結劑。

當前發展的一個領域為貫穿包含建筑及汽車領域中的產品的大范圍的產品(例如礦棉隔離體(mineral?wool?insulat?ion)、木板、顆粒板、膠合板、辦公臺及聲學隔音體)尋找苯酚甲醛型粘結劑的替代物。特別地，先前所開發的無甲醛粘結劑可能不具有所有的所需性能。例如，丙烯酸和聚(乙烯醇)基粘結劑已顯示出對于一些(但不是全部)產品的有前景的性能特征。然而，它們與苯酚甲醛粘結劑相比相對更昂貴，基本上由石油基資源獲得，且與苯酚甲醛基粘結劑組合物相比具有顯示較低反應速率的傾向(需要延長的固化時間或提高的固化溫度)。

碳水化合物基粘結劑組合物由相對廉價的前體制成，且主要由可再生性資源獲得。然而，這些粘結劑亦可能需要基本上不同于傳統苯酚甲醛粘結劑體系固化的那些條件的固化反應條件。

具體來說，上述苯酚甲醛粘結劑的通用替代方案是使用碳水化合物多元胺粘結劑，它們是通過碳水化合物與含至少一個伯胺基的多元胺的反應而獲得的聚合物粘結劑。這些碳水化合物多元胺粘結劑是苯酚甲醛粘結劑的有效替代物，因為它們具有相似的或更好的粘結特性并與現有的方法高度相容。

通常，碳水化合物多元胺粘結劑制備為溶液，例如水溶液，并隨后施加到待粘結的松散組裝的物質上。然后，例如，熱處理此種濕的松散組裝的物質以使碳水化合物多元胺粘結劑固化。

盡管如此，碳水化合物多元胺粘結劑溶液中固體相當高的濃度與各種缺點有關，例如粘結劑溶液的快速凝膠化或凝固，以及碳水化合物組分的再結晶。基于相當短的儲存期限，觀察到與碳水化合物多元胺粘結劑的存儲和裝運有關的進一步的問題。

因此，成為本發明的基礎的技術問題是提供改進的粘結劑，尤其是與現有方法相容，環境上可接受并克服上述問題的粘結劑。

為了解決上述技術問題，作為第一方面，本發明提供水溶性預反應的粘結劑組合物，其包含(i)至少一種碳水化合物組分和(ii)至少一種含氮組分的反應產物。

預反應的粘結劑可以呈含至少20重量％，例如至少25重量％，30重量％，35重量％，40重量％，45wt.-％，50重量％，55重量％，60重量％，65重量％，70重量％，75重量％或80重量％的所述預反應的粘結劑組合物和/或至多85重量％，例如至多80重量％，75重量％或70重量％的所述預反應的粘結劑組合物的水溶液或分散體形式。

根據本發明，術語“預反應的粘結劑組合物”不受特別限制并一般包括通過使碳水化合物組分和含氮組分反應而可獲得和/或獲得的任何化學組合物，它們按原樣或在進一步改性時可以用作粘結劑，例如粘結松散組裝的物質。