脫模劑及其在複合材料模製品生產中的用途的製作方法

2023-04-29 17:34:46

專利名稱：脫模劑及其在複合材料模製品生產中的用途的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種脫模劑及其在複合材料模製品生產中的用途在開放或封閉的模具中，使任選改性的有機粘結劑與碎片、纖維、墊席或顆粒形態的材料特別是含纖維素的材料(例如，木材、亞麻或稻草)反應，所述脫模劑包含至少一種式I的磷酸鹽或磷酸酯和醇。
背景技術：
已經有眾多專利和文獻出版物(W098/00464，US 5，008，359，US5, 140,086, US 5, 204, 176,US 3，440，189)公開了在開放或封閉的模具中，任選存在或不存在催化劑、助劑和/或添加劑下，由木材片、纖維或顆粒與異氰酸酯粘結劑生產稱為"複合材料"的擠壓形狀的製品，例如OSB (定向刨花板)、刨花板、纖維板如MDF或HDF板(中密度或高密度纖維板)或膠合板，以及軟木板和含有亞麻、稻草的模塑物或其他含纖維素的材料。在這些方法中，為了確保粘結劑反應以及使材料成型以得到期望的最終形狀(例如厚木板或薄板)，根據粘結劑的不同，需要20-450°C的溫度。在此過程中，壓力可達到 l-100bar。基於模製品的總重量，粘結劑的質量比為1-80重量％，優選5-40重量％，特別是小於20重量％，這取決於使用的粘結劑種類和複合材料種類。使用的粘結劑可以是任意一種多官能化的異氰酸酯，典型地是芳香族聚異氰酸酯。最廣泛使用的芳香族聚異氰酸酯是聚合的二苯甲烷二異氰酸酯(PMDI)。除了異氰酸酯之外，各種各樣的甲醛樹脂也可用作複合材料模製品中的粘結劑。最常用的包括尿素/甲醛、苯酚/甲醛或三聚氰胺/甲醛樹脂以及它們的混合物。也可以少量使用含有可再生原料例如丹寧酸、木質素或蛋白質的粘結劑。此外，可以使用鑄塑樹脂，例如環氧化物、聚酯、 聚氨基甲酸酯或聚乳酸樹脂。雖然壓縮的纖維素/異氰酸酯模製品的生產具有相當重要的工業價值，但所描述的方法仍有一些技術上的缺陷，例如由於聚氨基甲酸酯與其他材料突出的粘合力。特別不利的是模製品附著於模具上並因此難於從模具上移去，這經常導致破壞模製品，特別是其表面。為了避該缺點，通常使用拋光的、金屬模具並使用脫模劑。這些脫模劑在可固化的纖維素-異氰酸酯的混合物中作為內潤滑劑，或者在生產所述模製品之前為內模具表面提供具有外潤滑劑的均勻塗層，為了此目的，現有技術中有各種已知的注射法和噴射法以及輥塗法(DE-10 337594)。待模製的顆粒的表面也可以塗有脫模劑。這同樣也受噴塗的影響。傳統的內潤滑劑或外潤滑劑是，例如，脂肪酸及其金屬鹽(W0-A-03/072324， W0-A-2/36268)、聚合的脂肪酸(ΕΡ-Α-0 269 869)、羧基官能化的矽氧烷(ΕΡ-Β-0 129 430)、蠟(ΕΡ-Β-0 046 014)、特別是酯蠟(EP-B-0057 502)、氧化石蠟(W0-A-00/53381)或聚烯烴蠟(W0-A-98/00464)、聚烯烴蠟與脂肪酸的組合(W0-A-01/58998)或最後地脂肪酸或蠟酸與聚矽氧烷的組合，其用有機鍵合的活性氫基團改性並且能夠與異氰酸酯反應 (W0-A-03/008164)。
這些傳統的脫模劑具有以下缺點最終的模製品表面上具有黑斑點，這大大削弱其光學價值。此外，壓模經常顯示出堆積的黑色殘餘物。這些堆積的殘餘物還可以在所生產的模製品上再累積，用這種方法還會導致其表面結構上有黑斑點和/或凹凸，特別是在含矽樹脂的脫模劑的情況下，可以導致相當多的塗布問題。結果導致有時需要進行後處理，例如表面拋光。

DE 19601401公開了在成型的含纖維素-異氰酸酯的製品中，滑石作為熱穩定的脫模材料。然而，此無機固體在壓縮溫度下是固體，並因此同樣也會導致壓模上相當多的堆積。EP 1719597描述了利用含有氨丙基的矽氧烷化合物作為脫模劑以避免黑色殘餘的堆積。GB 1148016描述了含有游離羥基的有機物質即多元醇例如甘油、乙二醇、聚酯或聚醚作為脫模材料。然而，由於它們的羥基，這些物質會與作為粘結劑的異氰酸酯反應而不能僅作為具有脫模活性的物質。DE 2932175、US 4257995和DE 3108537描述了含有酸式磷酸酯的脫模劑作為具有脫模活性的物質，特別是內潤滑劑，用於生產含(木質)纖維素的產品。然而，在生產複合材料模製品中提高最優化的過程中，仍然需要提高加工速度並降低加工溫度。

發明內容
因此，本發明的目的在於提供一種脫模劑，其可以避免現有技術的脫模劑的一個或多個缺點，而且，其優選可提高加工速度和/或降低加工溫度。令人驚訝地，已經發現本發明的目的可以通過以下方法來達到往磷酸鹽(酯)， 例如，部分地在DE 2932175、US4257995和DE 3108537中描述的作為具有脫模活性的物質中，添加至少一種具有至少兩個羥基且分子量小於250g/mol的化合物，例如乙二醇或甘油。因此，本發明涉及脫模劑組合物，其在用於生產複合材料模製品的本發明方法中的用途，所述複合材料模製品本身可通過本發明的方法獲得，並且其用途如權利要求書中所要求保護的以及本說明所詳細描寫的。本發明的脫模劑具有以下優點通過使用該脫模劑，可以顯著地提高加工速度，特別是在連續性生產過程中。本發明的脫模劑還具有以下優點使用該脫模劑可以降低加工溫度。除了節能之夕卜，這還使得可以以淡色調生產木材(碎片)板，例如在較低溫度下生產。甚至在較高加工溫度下，本發明的脫模劑組合物具有以下優點生產的複合材料模製品表面的斑點和/或黑色著色不存在或者僅以輕微的程度存在。以下通過舉例來描述本發明的脫模劑組合物、其在用於生產複合材料模製品方法中的用途、複合材料模製品本身及其用途，但本發明並不局限於這些示範性的實施方式。以下所述化合物的範圍、通式或種類，不僅用來包含明確提及的相應範圍或化合物組，而且也包括通過除去個別值(範圍)或化合物得到的部分範圍或部分化合物組。本發明引用的文件，其全文，特別是涉及到相關的事實，都全部併入到本發明的公開內容中。除非另有說明，以百分比計的數據通常是指質量％。除非另有說明，以下描述的平均值都是指數均平均值。本發明的脫模劑組合物的特徵在於其至少包含以下組分a)至少一種通式(Ia)的磷酸酯或磷酸鹽
權利要求
1.一種脫模劑組合物，其特徵在於其包含以下組分a)至少一種通式(Ia)的磷酸鹽或磷酸酯
2.如權利要求1所述的組合物，其特徵在於，組分a)與組分b)的質量比為20 80到 80 20，優選為40 60到60 40，且特別優選約50 50。
3.如權利要求1或2所述的組合物，其特徵在於，組分b)包含至少一種化合物，優選地所述化合物選自單乙二醇、二乙二醇、三甘醇、四甘醇、丙二醇、丁二醇、甘油、三羥甲基丙烷和季戊四醇。
4.如權利要求1-3中至少一項所述的組合物，其特徵在於，基團R1-R6中的一個或全部是相同或不同的、選自支鏈的或直鏈的、無環的或環狀的、脂環族或雜環的、脂肪族或芳香族或雜芳族的、取代或未取代的有機基團，或者式(III)的基團
5.如權利要求1-4中至少一項所述的組合物，其特徵在於，存在至少一種其中X和 R1-R5不是有機基團的無機磷酸鹽作為組分a)。
6.如權利要求1-5中至少一項所述的組合物，其特徵在於，存在至少一種其中基團X和 R1-R5中的至少一個不是H、金屬或NRZH4_z+的有機磷酸酯作為組分a)，其中R和ζ如權利要求1中所定義。
7.如權利要求1-6中至少一項所述的組合物，其特徵在於，存在至少一種其中X和 R1-R5不是有機基團的無機磷酸鹽以及至少一種其中基團X和R1-R5中的至少一個不是H、金屬或NRzH4_z+的有機磷酸酯作為組分a)，其中R和ζ如權利要求1中所定義。
8.如權利要求1-7中至少一項所述的組合物，其特徵在於，存在鹼金屬多磷酸鹽和/或單/ 二 -9-十八烯-1-醇磷酸酯的鹼金屬鹽作為組分a)。
9.如權利要求1-8中至少一項所述的組合物，其特徵在於，存在鹼金屬氫氧化物優選選自NaOH和KOH作為組分c)。
10.一種用於生產複合材料模製品的方法，通過對包含至少一種有機粘結劑和至少一種以碎片、纖維、墊席、粉末或顆粒形式存在的材料的物質進行連續或間歇壓縮模塑來進行，其特徵在於所述壓縮模塑是在權利要求1-9中任意一項所述的脫模劑組合物存在下進行的。
11.如權利要求10所述的方法，其特徵在於，使用異氰酸酯、聚異氰酸酯、尿素/甲醛、 苯酚/甲醛、三聚氰胺/甲醛、環氧化物(EP)、聚氨基甲酸酯、聚酯和/或聚乳酸樹脂作為粘結劑。
12.如權利要求10或11所述的方法，其特徵在於，將所述脫模劑組合物塗敷到壓模上和/或塗敷到待模製的物質上。
13.一種複合材料模製品，其可通過如權利要求10-12中任意一項所述的方法獲得。
14.如權利要求13所述的複合材料模製品，其特徵在於，其具有板狀、塊狀、柱狀或者任選模加工的繩狀的形狀。
15.如權利要求13或14所述的複合材料模製品的用途，其用於生產家具、家具部件或包裝材料，或用作房屋建築和內部裝修中的材料。
全文摘要
本發明涉及一種脫模劑組合物，其包含以下組分a)至少一種磷酸鹽或磷酸酯，和b)至少一種具有至少兩個羥基且分子量小於250g/mol的化合物。基於所述組合物，組分a)的比例為0.1-70重量％，且組分b)的比例為0.5-90重量％。本發明還涉及一種其中使用了該脫模劑組合物生產複合材料模製品的方法，也涉及通過相應方法獲得的複合材料模製品及其用途。
文檔編號B27N3/00GK102166798SQ20101058851
公開日2011年8月31日 申請日期2010年12月10日 優先權日2009年12月10日
發明者M·V·B·布洛克, N·哈貝克, T·呂特格 申請人:贏創高施米特有限公司