低甲醛釋放量的粘合劑系統的製作方法

2023-11-10 06:23:37

專利名稱：低甲醛釋放量的粘合劑系統的製作方法
低甲醛釋放量的粘合劑系統發明領域本發明涉及改進的雙組分粘合劑系統、包括所述兩種粘合劑組分的工具包(kit)、 其用途、以及製造具有極低甲醛釋放量的室內木製品(interior wood products)的方法和可獲得的具有改進性能的室內木製品，尤其是模壓成形製品(form-pressed products)、鑲嵌地板部件(parquet floor elements)和家具面板。
背景技術：
模壓成形製品(也稱為模壓彎曲製品或者成形/曲式膠合板製品)通常由用粘合劑膠粘在一起的3 50層薄板(veneer)組成。膠粘過程在模具中進行，以便為最終製品給予所需形狀。最常用於該用途的粘合劑是脲-甲醛型粘合劑(UF)，因為其提供了極好的性能並且廉價。然而，UF粘合劑並非用於模壓成形的唯一的粘合劑類型。在需要較高防水性的情況中，使用三聚氰胺脲甲醛(MUF)粘合劑。在需要無甲醛的溶液時，使用PVAc或異氰酸酯乳液聚合物(EPI)粘合劑。由於PVAc粘合劑的熱塑性性質，PVAc粘合劑僅能用於沒有過多張力的非常簡單的結構。對於更複雜的結構，可使用EPI粘合劑。使用EPI粘合劑具有以下難點諸如異氰酸酯硬化劑的處理、有限的使用壽命、有限的組裝時間、相對長的加壓時間、膠層(glue line)蠕變的可能性(可歸因於粘合劑的熱塑性性質)以及高成本。
UF粘合劑是基於甲醛的，並且根據粘合劑配方而或多或少地從最終製品中釋放出甲醛。隨著對甲醛釋放的日益關注和對釋放量的限制日益嚴格，這正成為越來越嚴重的問題。這已經被以下方面所強調即，一些消費者在所有可能的製品中使用無甲醛粘合劑的決定，以及加利福尼亞的有關膠粘製品甲醛釋放量的非常嚴格的法規的建議。
近年來，已經對UF技術進行改進以儘可能減少從膠粘製品中釋放的甲醛量。對於刨花板(chipboards)來說，這已使甲醛釋放量從1970年之前的通常約100mg/100g的水平減少到現在的約5mg/100g的水平(根據EP檢測穿孔法(EP test perforator method) EN120)。然而，對於用UF系統能取得何種成效仍存在限制，因為當釋放量降低時膠粘質量也下降了。對於最終產品通常含有大量膠層O 49層)和大量膠粘劑的模壓彎曲製品來說這是很大的問題。每個膠層必須近乎於不釋放甲醛以提供具有所需釋放量的製品。本發明的一個目標是提供對該問題的解決方案。
US 4. 409. 293描述了一種使用UF粘合劑系統粘合木質纖維素材料的方法，其中通過將F U比降低到介於1 1到1 2之間來降低甲醛釋放量。然而，降低F U比對粘合劑的性能有很大影響。一般來說，具有低F U比的粘合劑通常導致這樣的膠層該膠層比具有高F U的粘合劑更脆，膠粘質量較低(即膠粘缺陷程度更高)，耐水性較差，且強度較低。另外，F U比的降低導致粘合劑反應性降低，從而導致固化時間延長。為提高固化速度，必須使用較高的加壓溫度並加入更多的酸或酸性成分。長固化時間以及相應的長加壓時間是不想要的，因為這會導致較低的工廠生產量。較高的加壓溫度是不想要的，因為能耗較高且所膠粘的製品變得更不穩定(弧度更大)的風險提高。加入更多的酸/酸性成分是不想要的，因為粘合劑系統的反應性提高不僅縮短了固化速度還減少了系統的使用壽命和組裝時間。
W00170898描述了一種粘合劑系統，其包括(a)醚化的氨基樹脂，優選醚化的MF 樹脂；(b)由一種或多種乙烯類不飽和單體製成的聚合物，優選PVAc ;(c)固化劑，優選甲酸；和(d)聚乙烯醇。該文獻還描述了一種與氨基樹脂組合使用的硬化劑組合物，其包括 (b)由一種或多種單乙烯類的不飽和單體製成的聚合物，優選PVAc，所述聚合物含有交聯後(post-crosslinking)基團；(c)羧酸，優選甲酸；和(d)聚乙烯醇。W00170898根本沒有涉及甲醛釋放量的問題，並且已顯示給出不能接受的結果，如實施例1，Cl. 2 (1-3/2-3)中所述。
EP0501174 Bl披露了一種UF膠粘劑的硬化組合物，其含有具有交聯後基團的聚醋酸乙烯酯的水性乳液、銨鹽和脲以控制膠粘劑聚合期間銨鹽的催化活性。然而，該硬化組合物不適於必須在室溫固化的粘合劑系統，並且不能給出極低的甲醛釋放量。
US 4963212涉及一種製造模壓成形製品的方法，特別是由木層壓板製成的家具框架或框架零件，所述木層壓板包含互相疊加或重疊的木質層壓體以及可固化或可硬化粘結劑或膠粘劑(特別是熱固化的雙組分脲膠粘劑)的中間層(Casco No. 120 。類似地， FR2622500涉及一種使用三聚氰胺基粘合劑製造模壓成形製品的方法。所述方法通過引用併入本文，作為一種製造本發明的模壓成形製品的合適方法。
US2003/0079833A1涉及一種包括三聚氰胺氨基樹脂(特別是三聚氰胺_甲醛 (「MF"))和酚醛樹脂組合物(包含酸和酚醛樹脂)的粘合劑系統，以及一種木基材料的膠粘方法(其中所述粘合劑系統被提供到木基材料上並進行固化)。US2003/0079832A1 描述了用於脲(UF)樹脂基粘合劑的相同發明。甲醛在很多情況中作為游離甲醛存在於甲醛基三聚氰胺樹脂中，但也會在固化過程中進一步從樹脂中釋放出來。根據 US2003/0079833A1，通過使用包含三聚氰胺氨基樹脂和酚醛樹脂組合物的粘合劑使用解決了游離甲醛釋放的問題，其中所述的酚醛樹脂組合物包括酸和酚醛樹脂，所述酚醛樹脂為間苯二酚樹脂或鞣酸樹脂或其混合物。
解決甲醛釋放的替代方案是添加與存在於粘合劑中或會在粘合劑固化期間釋放出來的游離甲醛結合的清除劑。取決於所加入的清除劑類型和量，其也可在膠粘製品的使用壽命期間與游離甲醛結合。然而，這樣的添加劑通常會對粘合劑結合質量有負面影響。
US 5.684. 118描述了通過將游離甲醛與脲結合來降低甲醛釋放量，並且描述了為充分降低甲醛釋放量，必須添加對粘合劑質量有害的量的脲。其還描述了使用低分子量的三聚氰胺脲甲醛粘合劑作為甲醛清除劑。必須單獨製備這種粘合劑的事實使得這種方案的成本相對較高。
WO 02/0723M描述了一種降低用UF粘合劑膠粘的層壓木製製品的甲醛釋放量的方法，其中在施加粘合劑之前，在單獨的步驟中用包含銨鹽的溶液對至少一個待膠粘的表面進行處理。已知銨鹽與游離甲醛反應以將甲醛結合為不揮發的形式。銨鹽溶液可額外包含脲以改善處理的甲醛清除效果。然而，該方法需要額外的工藝步驟，從而增加了成品的成本。
EP 1 291 389描述了向粘合劑中加入聚醯胺(諸如多種蛋白及其它低聚醯胺或聚合醯胺)以降低甲醛釋放量。天然蛋白和較長的聚醯胺往往會使粘合劑的粘度不必要地增大。
GB 589，131描述了在脲甲醛樹脂中使用諸如間苯二酚的甲醛固定劑以避免早期硬化。在以下文獻中也描述了在UF粘合劑中使用間苯二酚作為甲醛清除劑「Resorcinol derivatives for scavenging aldehydein particleboard 「 , Μ. Y. Dietrick and Τ. F. Terbilcox, Koppers Co. , Inc. , Monroeville, PA, USA, Proceedings of the Washington State UniversityInternational Particleboard/Composite Materials Symposium(1983),17th,233-48 ； " Influence of different catalyst systems on the hydrolytic stabilityof particleboards bonded with unmodified and modified UF-adhesives" ,T.W.Lee et al, in Holzforschung 48 (1994) Suppl. , pages 101-106; 禾口" Modifizierung von Harnstoff-formaldehydharzen mit Resorcin" ,E. Roffael in Adhesion 1980，Heft 11，pages 422-424。由參考文獻中可知間苯二酚既作為甲醛清除劑也作為硬化粘合劑的增強劑。然而，在製造UF樹脂的縮合反應期間添加間苯二酚會降低粘合劑的反應性，並且提高粘合劑系統的成本。間苯二酚還導致膠層色澤發暗，這在淺色膠粘劑品種和顯露式膠層(visible glue lines)用途中是不理想的。
W02007040410描述了用於製造膠粘製品的脲甲醛粘合劑系統，特別是還有曲式膠合板和實心木面板(solid wood panels)。與現有技術的粘合劑系統相比，通過使用包含脲與間苯二酚的組合的硬化劑而顯著降低了該粘合劑系統的甲醛釋放量。然而，該粘合劑系統的甲醛釋放量也仍過高到不符合最新的更嚴格的室內用途要求。
US 6，590，013涉及用於UF和mUF基粘合劑組合物中的硬化劑，其包括聚醋酸乙烯酯乳液、金屬氯化物、銨鹽和任選地甲醛捕獲劑。該硬化劑提供了高固化速度，但當應用於粘合劑組合物時，其不會得到具有低甲醛釋放量的粘合劑系統，如下表10(具體地為C6. 1) 所述，根據US 6，590，013的一般教導的對比實施例。
所有上述現有技術的問題在於甲醛釋放量仍然不能低至足以滿足最嚴格的甲醛釋放量要求同時保持良好的膠粘性能。因此，本發明的目的在於提供一種既具有極低的甲醛釋放量水平又具有良好的膠粘質量的改進的粘合劑系統。

發明內容
根據本發明，提供了一種雙組分粘合劑系統，其包括 -粘合劑組分I，其包括(以相對於粘合劑組分I總重的乾燥計) I. a) 50 70wt %的三聚氰胺-甲醛(MF)型樹脂，和 I. b) O 35wt%的有機或無機填料， I. c) O IOwt %的其它添加劑， I. d)25 40wt%的水， -粘合劑組分II，其包括(以相對於粘合劑組分II總重的乾燥計) II. a) 20 40wt%的水基分散體型粘合劑，優選官能化或未官能化的PVAc， II. b)0 10wt%的增稠劑， II. c) 15 40wt%的甲醛清除劑，優選氨基化合物， II. d)酸性化合物，其量能使粘合劑組分II的pH為1. 5 6. 5， II. e)0 !35wt% of有機或無機填料， II. f)0 其它添加劑， II. g)25 40wt%的水， 其中粘合劑I和II以1 0. 5 1 1. 5的I II重量比應用，優選1 0. 6 1 1.2，更優選1 0.9 1.15，且所述粘合劑系統的甲醛(F)與總氨基的摩爾比(F/NH2) 為介於0. 2到0. 7之間，優選0. 3 0. 7，更優選0. 25 0. 55，更優選0. 35 0. 55，且最優選 0. 45 0. 55。
應注意，儘管粘合劑組分(特別是樹脂和分散體型粘合劑)一般可以溶液的形式得到，本文所用的表示純組分的重量百分比，這對於樹脂組分來說也稱為乾重。除非另外指明，本文所用的術語如W02008026058和WO 2007/040410中所定義，這些文獻通過引用併入本文。任選的填料、增稠劑或其它添加劑可被添加到粘合劑系統的粘合劑組分I和II
這二者中。
如實施例所例證的，已發現根據本發明的粘合劑系統結合了極低的甲醛釋放量與極好的膠粘性能，使得該粘合劑系統非常適用於室內木製品中，優選模壓成形製品、實心木面板和鑲嵌地板部件。這些木製品可使用根據本發明的粘合劑系統來製造，以得到具有極低甲醛釋放量同時保持了固化速度、粘結質量、組裝時間、使用壽命等的製品。該系統比現有技術的UF系統的成本高，但可與EPI系統的價格競爭，同時避免了有害的異氰酸酯。該系統還明顯比EPI粘合劑易於使用，因為其具有以下優點將粘合劑組分I和II與基質表面接觸並加壓(組裝時間)之前的等待時間(waiting time)更長，固化時間更短，有效使用時間(使用壽命)更長，以及在加壓過程的時間內發泡和與金屬部件粘結的問題更少等。
具體實施例方式雙組分粘合劑系統中的MF型樹脂(I. a)是氨基樹脂，其中三聚氰胺是其生產中使用的至少一種原料，並且可以是任何三聚氰胺氨基樹脂，諸如三聚氰胺-甲醛(〃 ME")、 三聚氰胺-脲-甲醛(〃 MUF")、以及甲醛和三聚氰胺連同任何其它含有氨基、亞氨基或醯胺基基團的化合物(諸如脲、取代的脲和三聚氰二胺)的縮合物。優選MF型樹脂(I.a) 選自MF樹脂(基本上純的M和F)、含有0. 1 50wt%的脲(相對於脲和三聚氰胺總重的脲重量)的脲改性的MF樹脂(uMF)、或者改性的MF或uMF樹脂。優選，在uMF中，脲以相對小量存在，因此優選0. 1 35wt%，更優選1 20Wt%，甚至更優選1 IOwt %，通常為約 5wt %的脲⑶(相對於M和U的總重)。改性的MF或uMF樹脂為例如醚化的MF或uMF樹脂。最優選該樹脂為MF或醚化的MF樹脂。考慮到粘合劑性能，優選粘合劑組分I中的MF 型樹脂的F/NH2摩爾比為0. 4 1. 2，優選0. 9 1. 15。
粘合劑組分I具有高pH，優選介於7 12之間，更優選介於9 11之間。考慮到粘合劑溶液的穩定性，這一點是重要的。在高PH下，樹脂早期交聯的風險較低。
填料可用於調節膠粘劑混合物的粘度，並且通過調節膠粘劑在木材中的滲透而改善粘結質量，以及使粘合劑在基質表面中更好地調整不規則性。填料可包含在一種或兩種粘合劑組分中。優選地，填料的相對存在量為1 35 %，優選2 25 %，且更優選3 20 % 或3 15% 表示填料重量/粘合劑組分I或II重量X 100)。合適的填料的例子是有機填料，諸如木粉/纖維粉、澱粉、麩質、不同類型的木粉或(堅果)殼粉；以及無機填料，諸如粘土(特別是瓷土(高嶺土))、滑石和碳酸鈣。
此外，粘合劑組分I可包括0. 1 IOwt %、更優選2 5wt%的一種或多種其它常規添加劑(I. c)，所述其它常規添加劑優選選自防沫劑、增稠劑、表面活性劑、顏料、著色劑、 流變改性劑和/或增韌劑。增稠劑的例子是聚乙烯醇，以及纖維素化合物，諸如羥乙基纖維素和羧甲基纖維素。
考慮到實現良好的粘結性能，粘合劑組分I中的樹脂量優選選擇為儘可能高，但另一方面考慮到粘合劑組分I的穩定性和保存期限也不能太高。重要的還有，考慮到粘合劑應用的可操作性和對木基質的滲透的優化，粘度不能過高或過低。因此，粘合劑組分I的固含量優選為60 75wt%，更優選65 72wt% (在將1克樣品在通風爐中在空氣中於 120°C乾燥2小時之後測量固含量)。優選地，粘合劑組分I的粘度為1000 IOOOOmPa,優選 1500 IOOOOmPa,更優選 2000 8000mPa，最優選 3000 5000mPa (粘度用 Brookfield RVT於25°C用4號錠子在20rpm的速度下進行測量)。
優選地，粘合劑組分I不包含除所指明的樹脂Ia之外的另一種樹脂，並且更優選由這裡所指明的組分la、lb、Ic和Id組成。
粘合劑組分II不是一般的硬化劑，而是在某些方面特殊的，特別是除了用於硬化粘合劑組分I中的樹脂Ia的酸性組分II. d之外其還包含第二種類型的粘合劑樹脂；與相對於所得混合物中的三聚氰胺樹脂Ia的量來說相對大量的甲醛清除劑II. c相結合的分散體型粘合劑(II. a)。另外，粘合劑組分II相對於粘合劑組分I的相對量很高；優選接近1。
粘合劑組分II中的分散體型粘合劑(II. a)原則上可以是任何分散體型粘合劑， 但優選是官能化或未官能化的PVAc。原則上任何類型的PVAc均可使用，但優選使用官能化的PVAc。對於官能化的描述請見專利申請W02007040410。
優選地，粘合劑組分II基本上不含除所指明的樹脂II. a之外的另一種粘合劑樹脂類型，且更優選由這裡所指明的組分Ila、lib、lie、lid、lie、IIf和IIg組成。
如上所述，優選的是粘合劑組分的粘度不會過低到在混合到木基質中之後組織粘合劑組分或粘合劑的過高滲透。分散體型粘合劑(特別是PVAc)可具有足夠高的粘度以便無需額外添加增稠劑即可使用。然而，清除劑組分II. c (優選脲)以明顯量存在，並且可稀釋水基分散體型粘合劑II. a (優選PVAc)並降低其粘度，由此使粘合劑組分II的粘度降低到SOOmPa以下。在這種情況下，最優選加入0. 1 10wt%的增稠劑II. b以便將粘合劑組分II的粘度調節到SOOmPa以上。合適的增稠劑為例如聚乙烯_吡咯烷酮，或更優選聚乙烯醇。
優選地，粘合劑組分II的粘度為500 IOOOOmPa,優選1500 IOOOOmPa,更優選 1000 8000mPa，且最優選2000 5000mPa。粘度的選擇也取決於所預計的最終用途。粘合劑組分可單獨施加到基質表面。雙組分粘合劑系統作為混合物施加，則在將組分I和II 混合之後得到的粘合劑的粘度為1000 5000mPa，優選1500 3000mPa，且最優選1800 2500mPa (於25°C )。最優選地，當以1 1. 2的比例混合時粘合劑混合物的粘度為1800 1900mPa。
甲醛清除劑(II. c)用於降低最終產品使用壽命期間的最終膠粘劑混合物的甲醛釋放量，並且優選選自氨基化合物；優選脲、硫脲或胺(優選伯胺和仲胺)、氨、銨鹽或羥基化合物；最優選脲。也可使用可與甲醛反應的其它化學品諸如硫脲、氨、銨鹽、胺(最優選伯胺和仲胺)。原則上，諸如苯酚、間苯二酚或鞣酸的羥基官能化合物也可用於相同功能，但這些在模壓成形中較不優選，因為發現它們會降低反應性並導致顏色發暗的膠層，這通常是不理想的。優選粘合劑組分II包括5 ，優選10 40wt%，更優選15 40wt%，且最優選25 35%的氨基化合物作為甲醛清除劑(II. c)，優選脲。
酸性化合物II. d可以是有機或無機酸、酸性鹽或產酸化合物或其組合。粘合劑組分II包括酸性化合物(II. d)，以便在接觸以啟動其交聯反應時降低粘合劑組分I的PH。 優選酸性化合物(II. d)的存在量能使粘合劑組分II的pH介於1.5 6.5之間，優選介於 2 3之間，優選其存在量能使在將組分I和II混合之後得到的粘合劑的pH為介於3. 3 6. 5，優選3. 5 4. 5。酸性組分II. d的量通常介於1 20wt%，更優選2 12wt%。
酸性化合物II. d可以是有機或無機(質子)酸或酸性鹽或其組合，還包括在水溶液中提供酸性反應的金屬鹽(非質子酸)。合適的非質子酸性鹽的例子包括氯化鋁、硝酸鋁和硫酸鋁。合適的有機質子酸包括脂肪族或芳香族的一元_、二元_、三元-或多元-羧酸， 諸如甲酸、乙酸、馬來酸、丙二酸和檸檬酸。諸如對甲苯磺酸、對苯酚磺酸和苯磺酸也是合適的。無機質子酸可以是，例如，鹽酸、硫酸、硝酸、磷酸、硼酸、氨基硝酸。產酸化合物的例子是銨鹽，優選氯化銨、磷酸二氫銨和磷酸氫二銨、硫酸銨或硝酸銨，它們在與甲醛的反應中生成酸。鋁鹽或類似鹽具有雙重功能它們降低PH由此將使粘合劑組分I固化，但它們還另外具有使存在於粘合劑組分I和/或II中的最終的官能化PVAc分散體和/或聚乙烯醇交聯的可能性。優選的酸使有機酸，最優選甲酸。
出於類似於上述對於粘合劑組分I的理由，粘合劑組分II也可包含填料。粘合劑組分II中任選填料(II. e)的選擇更重要，因為在粘合劑組分II的PH條件下穩定性是一個問題。優選地，填料(II. e)選擇為在與其它組分組合時在一般PH下是穩定的，特別是當 pH = 1. 5 6. 5時，更特別是pH = 1. 5 4時。
粘合劑組合物II還可包含用於將PVAc粘合劑II. a和/或存在於PVAc粘合劑 II. a中的最終的聚乙烯醇和/或在粘合劑組分I和/或II中用作增稠劑的聚乙烯醇交聯的交聯劑，優選金屬陽離子，更優選鋁離子。該交聯劑選擇為能使交聯僅在混合和/或施加粘合劑系統之後生效。例如，鋁鹽或類似鹽具有將官能化的PVAc粘合劑和/或聚乙烯醇交聯的可能性，但由於其也能催化粘合劑組分I的固化，優選將該化合物加入粘合劑組分II 中。可使用的其它交聯劑為乙二醛或硼酸、或者具有反應性官能團的低聚物/聚合物。應注意，PVAc通常也包含聚乙烯醇，且MF樹脂將用作該分散體型粘合劑的交聯劑。
本發明還涉及雙組分粘合劑工具包，其包括在單獨容器中的根據本發明的粘合劑組分I和II，即，其中每種組分容納在獨立容器中。替代地，粘合劑組分I可以液體或固體 (諸如，例如，粉末)形式遞送。例如，粘合劑組分I可以是包含I. a、I.b、I. C和I.d的粉末製品，其中水在使用前的某個時間點加入。例如，可在粘合劑系統中的粘合劑組分I的使用前2 3天到數分鐘時加入水。
任選地，雙組分粘合劑工具包配有適於以1 0.5 1 1.5的重量比施用組分 I和II的施用工具。另外，粘合劑系統可包括固體重量比為1 0. 11 1 1. 20的三聚氰胺-甲醛(MF)型樹脂與甲醛清除劑，優選1 0.15 1 0.9，且最優選1 0. 20 1 0. 70。
可通過本領域已知的任何合適方法將兩種粘合劑組分或其混合物施用到木基材料上，諸如噴塗、刷塗、輥塗、簾式淋塗等，形成諸如滴、一股或多股、珠、或者基本連續的層。可通過以下方式將雙組分粘合劑施加到基質上通過輥式塗布器刷塗粘合劑I和II的膠粘混合物，或通過噴塗粘合劑組分I和II的膠粘混合物，或通過分別將粘合劑I和II噴塗到薄板片上，或通過噴灑施用兩種粘合劑組分的膠粘混合物或噴灑施用位於緊鄰的單獨的粘合劑組分。雙組分粘合劑工具包可配有類似輥塗器、噴塗裝置或連續擠壓裝置的施用裝置， 其任選地與先前的混和裝置組合。
原則上，粘合劑系統可有利地用於通過粘合劑系統來接合包括纖維、碎片和顆粒的木基材料的多種用途中。由於本發明的特定優勢在高端應用中受到關注並最好地表達和欣賞，本發明特別涉及了根據本發明的雙組分粘合劑系統或雙組分粘合劑工具包在製造室內木製品中的應用，特別是模壓成形製品、鑲嵌地板部件及家具面板。根據本發明所述的應用還意圖包含雙組分粘合劑系統的單個組分或組分組合以根據本發明所述的所有組合形式應用以實現相同效果。本發明還涉及包含根據本發明的粘合劑系統或可通過根據本發明的方法得到的具有極低甲醛釋放量的室內木製品，特別是模壓成形製品、鑲嵌地板部件和家具面板。
本發明還涉及一種具有極低甲醛釋放量的室內木製品的製造方法，特別是模壓成形製品、鑲嵌地板部件或家具面板，所述方法包括以下步驟將根據本發明的雙組分粘合劑系統的粘合劑I和II以預先混和的形式或單獨地、同時或連續地施加到待粘合木質層的一個表面或相對的兩個表面上以覆蓋其表面積的至少一部分，將配有粘合劑的木層以堆的形式組裝起來，並且將所述堆於較高溫度下受壓以使該堆定型並固化粘合劑。可通過將粘合劑組合物I和II單獨地施加到木基材料上來提供粘合劑系統。替代地，本發明的方法可包括將氨基樹脂與硬化劑混和以形成粘合劑系統，並隨後將該粘合劑系統提供到木基材料上。所述堆優選在熱壓機(heated press)或射頻(RF)壓機中於60 。C的溫度(優選 90 100°C )和0. 5 2N/mm2的壓力(優選0. 6 1. 5N/mm2)下進行加壓。可由3 50 層木材製造模壓成形製品，所述3 50層木材之間配有粘合劑系統以將它們膠粘在一起， 並且壓制和固化成形。施加到木層上的粘合劑的量為100 250g/m2，優選120 180g/m2， 更優選150 160g/m2。鑲嵌地板部件(parquet floor elements)通常具有不同的結構， 但大體上類似地由膠粘在一起的2層或更多層製成，所述2層或更多層中的至少一層是木製品層。
特別地，在模壓成形製品中，木層(也稱為薄板片(veneer sheets))最經常在堆中彼此平行地放置，且每個薄板片的木紋皆為同向，或者有時也十字交叉地放置。當使用輥塗器時，通常將膠粘混合物施加在每隔一張板片(every second sheet)的兩側上，由此每隔一片板片經過輥塗器且通過交替帶有和不帶有膠粘劑的薄板片而將堆放置在輥塗器的另一側。當噴塗或當施用噴灑施用時，將粘合劑施用到除最後一張之外的每張板片的一側。 通常以1 1 1 1.5的重量比施用粘合劑I和II。薄板片通常為0.5 3mm厚。最常用的木種為山毛櫸木，但所有類型的木材均可使用。也可使用塑料片材、薄金屬片、紙或紙板，優選與木材結合。薄板片的數目取決於所預計的最終產品。對於床板條(bed-slat)的生產來說，薄板片的數目約為10，對於椅子來說約為20，且對於製造衣架來說約為5。
粘合劑組分I和II的單獨施用包括例如，將粘合劑組分I施用到一件或多件木基材料上並將粘合劑組分Π施用到先前並未向其上施用粘合劑組分I的一件或多件木基材料上。然後，將其上僅已施用了粘合劑組分I的木基材料和其上僅已施用了粘合劑組分II的材料接合在一起以提供兩種組分的混和，從而形成了粘合劑系統，所述粘合劑系統可以是固化的。單獨施用還包括，例如，將粘合劑組分I和II施用到木基材料的同一表面上。 可將兩種組分完全施用到彼此之上、部分施用到彼此之上、或者彼此不相接觸。然後將施用了兩種組分的木基材料表面與另一件木基材料的表面接合，該表面也可以是用或未用兩種粘合劑組分塗布的，從而在加壓期間提供了粘合劑組分的良好混和，形成了粘合劑系統，所述粘合劑系統可以是固化的。粘合劑組分I和粘合劑組分II的單獨施用可以任何順序在待膠粘的木基材料上進行。
現在將聯繫以下實施例進一步描述本發明，然而這些實施例不應解釋為限制本發明的範圍。
測試方法 切變強度試驗(根據BS 1203/1204的原理) 從如標準中所述的那樣膠粘的3-層山毛櫸木膠合板上切下木榫。在20°C /65% RH的標準天氣中進行經調溫調溼處理(condition) —周后對該木榫進行測試。對未處理木榫(乾燥試驗)和在冷水(20°C )中進行調溫調溼處理24h之後的木榫(冷水試驗)均進行測試。在Alvetron TCT-50材料檢測機中檢測試件的切變強度。
刀齒試驗對層粘結質量的評價 通過向膠層中插入鑿子以將木件劈開來評價膠粘質量。對所得的斷裂面進行肉眼觀察，並通過對破裂的肉眼觀察來評價木材的破裂與膠層本身中的破裂。結果以％木材破裂(wood fracture)給出，其中100%木材破裂表示質量良好的膠層，因為在膠層本身中沒有任何破裂。高於60%的值是可接受的，且高於80%的值被認為是非常好的。
MM EN205講行 射荅接接頭的刀強It的測丨定 對用於木材和衍生的木製品的粘合劑進行檢測以評價其對熱水和冷水的耐受性。 將位於兩個對稱的木質粘結件之間的對稱粘結的單個搭接接頭(lap joint)經受特定的調溫調溼處理(如EN 12765中所述)，並通過平行於木紋的拉伸力使其拉緊至斷裂。在 Alvetron TCT-50材料檢測機中檢測試件的張力。
根據EN12765的非結構用塗的熱固化木材粘合劑等級分類 根據在如下所述的多種調溫調溼處理之後在特定條件下測量的粘結層的幹強度和溼強度(抗拉強度和切變強度)，該標準將非結構用途的熱固化樹脂基木材粘合劑分類為Cl到C4的耐久性等級。如EN205中所述的那樣製備搭接接頭。

權利要求
1. 一種雙組分粘合劑系統，包括-粘合劑組分I，其包括，以相對於所述粘合劑組分I總重的乾燥計 I. a) 50 70wt%的三聚氰胺-甲醛(MF)型樹脂，和 I. b)0 20wt%的有機或無機填料， I. c)0 IOwt%的其它添加劑，1.d)25 40wt% 的水，-粘合劑組分II，其包括，以相對於所述粘合劑組分II總重的乾燥計 II. a) 20 40wt%的水基分散體型粘合劑， II.b)10 10wt%的增稠劑， II. c) 15 40wt%的甲醛清除劑，II. d)酸性化合物，其量為能使粘合劑組分II的pH為1. 5 6. 5， II. e)0 20wt%的有機或無機填料， II. f)0 10襯％的其它添加劑， II. g)25 40wt%的水，其中粘合劑組分I和II以1 0.5 1 1.5的I II重量比應用，且所述粘合劑系統中甲醛(F)與總氨基的摩爾比(F/NH2)介於0.2 0.7之間。
2.根據權利要求1所述的雙組分粘合劑系統，其中粘合劑組分II的PH為1.5，且其中粘合劑系統中甲醛(F)與總氨基的摩爾比(F/NH2)介於0.3 0.7之間。
3.根據權利要求1或2所述的雙組分粘合劑系統，其中三聚氰胺-甲醛(MF)型樹脂與甲醛清除劑的固體重量比為1 0. 11 1 1. 20。
4.根據權利要求1 3中任一項所述的雙組分粘合劑系統，其中粘合劑組分I中的MF 型樹脂(I. a)具有0. 4 1. 2的F/NH2摩爾比。
5.根據權利要求1 4中任一項所述的雙組分粘合劑系統，其中MF型樹脂(I.a)選自 MF樹脂、用脲改性的MF樹脂(uMF)或改性MF或uMF樹脂，其中所述用脲改性的MF樹脂包括介於0. 1 50wt%的脲(相對於脲和三聚氰胺總重的脲重量)。
6.根據權利要求1 5中任一項所述的雙組分粘合劑系統，其中粘合劑組分I中的任選填料(I.b)是無機填料或有機填料。
7.根據權利要求1 6中任一項所述的雙組分粘合劑系統，其中粘合劑組分I包括 0. 1 10wt%的一種或多種其它添加劑，所述一種或多種其它添加劑選自防沫劑、增稠劑、 表面活性劑、顏料、著色劑、流變改性劑和/或增韌劑。
8.根據權利要求1 7中任一項所述的雙組分粘合劑系統，其中粘合劑組分I的粘度介於1500到IOOOOmPa之間，所述粘度用Brookfield RVT於25°C用4號錠子在20rpm的速度下測量。
9.根據權利要求1 8中任一項所述的雙組分粘合劑系統，其中粘合劑組分I的pH介於7到12之間。
10.根據權利要求1 9中任一項所述的雙組分粘合劑系統，其粘合劑組分II中的分散體型粘合劑(Il.a)是官能化或未官能化的PVAc。
11.根據權利要求1 10中任一項所述的雙組分粘合劑系統，其中粘合劑組分II包括 0. 1 10wt%的增稠劑(II. b)(不同於組分II. a)以調節粘度。
12.根據權利要求1 11中任一項所述的雙組分粘合劑系統，其中粘合劑組分II的粘度介於1500到IOOOOmPa之間。
13.根據權利要求1 12中任一項所述的雙組分粘合劑系統，其中在將組分I和II混合之後得到的粘合劑的粘度為介於1000到5000mPa之間。
14.根據權利要求1 12中任一項所述的雙組分粘合劑系統，其中甲醛清除劑(II.c) 是選自脲、硫脲、胺和氨的氨基化合物。
15.根據權利要求1 14中任一項所述的雙組分粘合劑系統，其中粘合劑組分II包括 15 40wt%的氨基化合物作為甲醛清除劑(II. c)。
16.根據權利要求1 15中任一項所述的雙組分粘合劑系統，其中粘合劑組分II中包含酸性化合物(II. d)，所述酸性化合物的量能使粘合劑組分II的pH為介於1. 5到6. 5之間。
17.根據權利要求1 16中任一項所述的雙組分粘合劑系統，其中酸性化合物(II.d) 為羧酸或酸性鹽或其組合。
18.根據權利要求1 16中任一項所述的雙組分粘合劑系統，其中酸性化合物(II.d) 是選自甲酸、乙酸和乳酸的一種或多種羧酸。
19.根據權利要求1 18中任一項所述的雙組分粘合劑系統，其中在將組分I和II混合之後得到的粘合劑的PH為介於3. 3到6. 5之間。
20.根據權利要求1 19中任一項所述的雙組分粘合劑系統，其中粘合劑組分II中的任選填料(II. e)選擇為在pH = 1. 5 6. 5的條件下穩定。
21.根據權利要求1 20中任一項所述的雙組分粘合劑系統，其中粘合劑組分II包括交聯劑以交聯分散體型粘合劑II. a和/或組分I或II中存在的增稠劑。
22.根據權利要求1 21中任一項所述的雙組分粘合劑系統，其切變強度在1100N/平方英寸以上，且其平均釋放量低於0. 5mg/l，所述切變強度根據BS 1203/1204在三層的山毛櫸木膠合板上於冷水中進行測量，且所述平均釋放量根據IS0-1M60-4進行測試，在用所述膠粘系統粘合的5層的膠合板樣品上測量。
23.—種雙組分粘合劑工具包，包括根據權利要求1 22中任一項所述的粘合劑組分 I和II，其中每種組分容納在獨立的容器中。
24.根據權利要求1 22中任一項所述的雙組分粘合劑系統或根據權利要求23所述的雙組分粘合劑工具包在製造具有極低甲醛釋放量的室內木製品中的應用，所述室內木製品包括模壓成形製品、鑲嵌地板部件和實心木面板。
25.製造具有極低甲醛釋放量的室內木製品的方法，包括以下步驟-將根據權利要求1 22中任一項所述的雙組分粘合劑系統的組分I和II以預先混合的形式或單獨地、同時或連續地施加到待結合木層的一個表面或相對的兩個表面上以覆蓋其表面積的至少一部分，-將配有粘合劑的木層以堆的形式組裝起來，-將所述堆於較高溫度下受壓以使該堆定型並固化粘合劑。
26.根據權利要求25所述的方法，其中所述堆在熱壓機或射頻壓機中在介於60到 120°C之間的溫度和介於0. 5到2N/mm2的壓力下受壓。
27.通過權利要求25或沈所述的方法得到的具有極低甲醛釋放量的室內木製品，所述室內木製品包括模壓成形製品、鑲嵌地板部件和實心木面板。
28.用作權利要求1 22中任一項所述的粘合劑系統中的組分II的粘合劑組分，其中所述粘合劑組分包括，以相對於粘合劑組分總重的乾燥計a)20 40wt%的水基分散體型粘合劑，b)0 IOwt%的增稠劑，c)15 40襯％的甲醛清除劑，d)酸性化合物，其量能使粘合劑組分的pH為1.5 6. 5，e)0 20wt %的有機或無機填料，f)0 IOwt%的其它添加劑，和g)25 40wt% 的水，其中粘合劑組分Π的粘度介於1500到IOOOOmPa之間。
全文摘要
本發明涉及改進的雙組分粘合劑系統、包括所述兩種粘合劑組分的工具包、其用途、以及製造具有極低甲醛釋放量的室內木製品(特別是模壓成形製品、鑲嵌地板部件和實心木面板)和可得到的具有改進性能的室內木製品。所述雙組分粘合劑系統包括組分I和組分II，所述組分I包括在25～40wt％的水中的50～70wt％的三聚氰胺-甲醛(MF)型樹脂，且粘合劑II包括25～40wt％的水基分散體型粘合劑、15～40wt％的甲醛清除劑和酸性化合物，所述酸性化合物的量能使粘合劑II的pH為1.5～6.5，其中粘合劑I和II以1∶0.5～1∶1.5的I∶II重量比應用，且所述粘合劑體系的甲醛(F)與總氨基的摩爾比(F/NH2)介於0.2和0.7之間。
文檔編號C09J161/28GK102186942SQ200980140516
公開日2011年9月14日 申請日期2009年8月12日 優先權日2008年8月13日
發明者阿斯特裡德·佩德森, 克裡斯汀·格羅斯塔德, 珀·桑德巴肯 申請人:太爾公司