[發明專利]用于制備木質纖維素復合材料的粘合劑體系

在審

• 申請號: 201380063217.0
• 申請日: 2013-12-03
• 公開（公告）號: CN105121584A
• 公開（公告）日: 2015-12-02
• 發明（設計）人: C·阿門-陳;J·加布里埃爾;F·希維齊克維斯基;P·多蘭
• 申請（專利權）人: 漢高股份有限及兩合公司;漢高知識產權控股有限責任公司
• 主分類號: C09J175/00
• 分類號: C09J175/00;C08G18/10;B32B7/12;B32B21/13;C09J5/02
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 于輝

技術領域

本申請涉及適合制備木質纖維素復合材料的粘合劑體系。更具體而言，本申請涉及包含底漆組合物的粘合劑體系，其中先用所述底漆組合物處理木質纖維素基材的表面，然后將聚氨酯粘合劑組合物施用到所述木質纖維素基材的表面上。

背景技術

用于木材結構目的的粘合劑的耐久性由例如，美國國家標準學會(AmericanNationalStandardsInstitute，ANSI)、美國材料試驗協會(AmericanSocietyforTestingMaterials，ASTM)和加拿大標準協會(CanadianStandardsAssociation，CSA)嚴格管理。如果聚氨酯粘合劑意欲用作結構木材產品中的粘合劑，那么其必須符合這些管理標準。

C.B.Vick和E.A.Okkonen在StrengthandDurabilityofOne-PartPolyurethaneAdhesiveBondstoWood,ForestProductsJournal,48(11-12),1999,第71-76頁中示出了，雖然聚氨酯粘合劑對木材的干粘合強度(dryadhesionstrength)可與其它粘合劑化學物質媲美，但是木材在濕氣暴露后的破壞水平往往并不令人滿意。鑒于所述木材破壞水平是特別包含在加拿大標準協會規范(Norm)CSA112.9中的對意欲用于室外暴露的結構木材粘合劑的一個重要要求，最近的研究已經著重于改善聚氨酯粘合劑的濕粘合強度(wetadhesionstrength)。

Custodio等人在“AReviewofAdhesionPromotionTechniquesforSolidTimberSubstrates”,TheJournalofAdhesion84,2008,第502-529頁中提出了許多用于木材部件的粘合改善技術，包括例如電暈放電和火焰處理。然而，出于實際、安全和環境原因，許多作者已經開始關注于使用底漆，其中先用所述底漆處理木材表面，然后將粘合劑組合物施用到所述木材表面上。

公開號為WO03/093385的國際專利申請(亨斯邁國際有限責任公司(HuntsmanInternationalLLC))公開了任選地使用表面處理溶液用于改善單組分(1K)聚氨酯粘合劑在南方黃松(SouthernYellowPine)和花旗松(DouglasFir)上的粘合性。這些表面處理溶液可以包含：含0.05至10重量％的或者尿素、聚乙烯醇、十二烷基苯磺酸鹽，或者乙烯與乙酸乙烯酯的共聚物的水溶液。雖然該文獻發現了尿素溶液在南方黃松上具有良好的結果(符合ASTMD2559關于木材分層所設立的規范)，但是這些溶液在花旗松上并不有效。另外，該文獻教導了對已施用了所述表面處理溶液的木材必須首先刨平和砂磨；如果沒有砂磨步驟，所述水溶液不會將聚氨酯粘合強度提高到通過ASTMD2559的濕暴露要求所需的程度。注意到砂磨在工廠規模上并不經常進行，并且其也不是關于結構木材產品的官方規范所容許的。

第5,543,487號美國專利(Vick等人)公開了一種包含基于甲醛的、羥甲基化的間苯二酚作為有效成分的羥甲基化間苯二酚偶聯劑，其能夠使商購的熱固性粘合劑(例如雙酚A環氧、苯酚-間苯二酚-甲醛、乳液聚合物異氰酸酯、苯酚-甲醛以及間苯二酚-甲醛)形成與各種未經處理的和經防腐處理的木材的粘結。為形成偶聯劑，使甲醛和間苯二酚在弱堿性條件下于65°與85°F之間的溫度下原位反應4到6個小時，然后再將其以150g/m²的極高涂布率施用到木材表面。該文獻的粘結過程總共要花費大約數天，而這對于生產工廠中的經濟應用來說太慢。此外，反應物甲醛是一種已知的人體致癌物質，使用它必須進行昂貴的預防性工廠建造。

公開號為WO2007/095670的國際專利申請(澳大利亞聯邦科工研究組織(CommonwealthScientificandIndustrialResearchOrganisation))涉及一種包含聚胺且pH為至少11.5的含水底漆組合物，其中所述聚胺優選為分子量在500至3百萬之間的聚乙烯亞胺。該文獻還涉及一種改善木材與涂層(例如靜電涂層)間的粘結的方法以及使用所述底漆組合物的粘合劑。在該文獻的可行實施方案中，在施用底漆之前需要對木材試樣進行砂磨：出于上述原因，在這里或許有更多的原因，這是有問題的；因為所述砂磨為兩步砂磨法，所述兩步砂磨法由首先使用粗糙的80粒度(grit)砂紙的粗砂磨和接著用150粒度砂紙的細砂磨組成。另外，雖然含有底漆的樣品的干拉伸強度得到了明顯改善，但是該引文沒有報告結構用途標準所需的關于濕粘合強度、分層或耐熱性的任何結果。