聚异氰酸酯粘合剂和密封胶物系制造技术

本文介绍一种改性密封胶和粘合剂，它由聚合氰酸酯和固化剂化合而成，在室温下固化。聚异氰酸酯具有芳族连接的－ＮＣＯ基团，固化剂包括亚氨基和烯氨基官能化合物。该两组合分树脂物系可用于制造多层层压制品，特别是那些包括木质素和纤维素材料例如木和纸的制品。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及芳族聚异氰酸酯反应物系，它用作粘合剂和密封胶尤为有效。本专利技术尤其涉及两种组份的反应物系，包括芳族聚异氰酸酯用作粘合剂和异氰酸酯活性化合物用作固化剂。本专利技术还涉及应用两种新的组分物系的层压材料和/或密封材料。各种不同树脂一直用于层压木质和纸质结构的加工中，例如层压薄本板(LVL)，包括胶合板、粗纸板、木屑板和纸管。在选择用于加工所述制品的粘合剂中，一个重要考虑是促进固化所需的固化速率和温度。在多数情况下，待粘合的坯料厚度超过3厘米，这样，热穿透是很缓慢的，需要耗费相当多的时间和能量。实际上，最广泛使用的粘合剂是间苯二酚/苯酚甲醛型树脂，它能提供极好的粘着性，但仍然需要热活化和持久的固化时间。在使用中遇到的另一缺点是它呈现黑色，以致最终产品在美学上缺乏吸引力。使用酚醛树脂粘合剂的再一缺点是它们不能有效地与含高水分底物一起使用。鉴于多数木质底物均含有10%(重量)或更多的水分，因此必须对这些底物进行干燥处理，以使它们所含水分为5%(重量)左右。为减少木质底物的水分而进行处理时，则导致木质体积的减小并增加了应用酚醛树脂生产木制品的费用和时间。异氰酸酯交联胶乳也被用作粘合剂。但是，即使加热，其固化速率仍相当低。在薄板、纤维板和纸层薄板的形成过程中，聚异氰酸酯被用作制造纤维素材料的粘合剂，对于聚异氰酸酯的这类用途，通常要求固化温度达200℃或更高些，以便得到可接受的实际粘结强度。已知现有技术中，在注模反应物系中应用聚异氰酸酯和亚氨基及烯氨基官能化合物。例如，美国专利4794129号介绍了一种通过反应注塑方法制造聚合物的反应物系，该物系由一种有机芳族聚异氰酸酯和一种异氰酸盐反应组合物组成，所述组合物包括至少一种亚氨基官能化合物。美国专利4935460号揭示了一种反应注塑物系，其中A组分是一种有机聚异氰酸酯，B组分是一种异氰酸酯活性组分，它包含异氰酸酯封端的聚氨基甲酸酯予聚物和亚氨基官能化合物或含烯胺化合物的反应产物。然而，还没有一篇专利揭示其反应物系可用作粘合剂或密封胶。美国专利3865791号还介绍用包括单烯胺和聚异氰酸酯部分混合物制备予聚物的方法，然后这种予聚物可以与更多的聚异氰酸酯结合并可湿固化。美国专利4853454介绍了一种单组分可湿固化聚氨基甲酸酯物系，它包括聚氨基甲酸酯予聚物和聚醛亚胺。这些专利介绍的组合物可以用作涂料、铸料、修补料和胶接剂。但是，这些专利尚未揭示在制备复合制品(例如本屑板)中，这些组合物与木质纤维或纤维素材料结合的用途。人们需要一种冷固化树脂物系，它在室温和短时期内能充分固化，而且还应具有足以适于规模生产的适用期。在理论上，这种粘合剂物系可以在室温下，于30分钟内固化，它的操作适用期超过5分钟，所提供的粘合强度等于或大于现有树脂物系。另一需要是粘合剂可与含高水分底物，特别如木质纤维或纤维素底物一起使用。因此，本专利技术的目的之一是提供一种可冷固化的粘合剂/密封胶反应物系。本专利技术的目的之二是提供一种可在室温或接近室温下较短时期内固化的粘合剂/密封胶反应物系。本专利技术的目的之三是提供一种操作适用期大于5分钟的粘合剂/密封胶反应物系。本专利技术的目的之四是提供一种粘合强度等于或大于现有树脂物系的粘合剂物系。本专利技术的目的之五是提供一种可以与含较高水分的底物，例如木质纤维或纤维素底物一起使用的粘合剂。上述目的和其他目的均可通过本专利技术的反应物系达到。本专利技术涉及一种低温固化粘合剂或密封胶反应物系，它适用于木质纤维和纤维素复合物的制备，还涉及用该反应物系将木质纤维或纤维素底物相互封接或粘着的方法，所述液体粘合剂/密封胶反应物系包括(a)聚异氰酸酯，它具有芳族连接的异氰酸酯基团且数均异氰酸酯官能度为1.8至4.0。(b)固化剂，它具有至少一个亚氨基或烯氨基官能键，其中，聚异氰酸酯的异氰酸酯基团与亚氨基或烯氨基官能键的分子数比至少为2∶1。制备木质纤维或纤维素底物复合物的方法包括下述步骤(a)用液体粘合剂反应物系涂敷所述底物之一的表面，所述反应物系包括(ⅰ)聚异氰酸酯，它具有芳族连接的异氰酸酯基团且数均异氰酸酯官能度为1.8至4.0。(ⅱ)固化剂，它具有至少一个亚氨基或烯氨基官能键，其中，聚异氰酸酯的异氰酸酯基团与亚氨基或烯氨基官能键的分子数比至少为2∶1。(b)把这些底物压制在一起;(c)固化该粘合剂反应物系。本专利技术还涉及一种反应物系，它包括(a)聚异氰酸酯，它具有芳族连接的异氰酸酯基团且数均异氰酸酯官能度为1.8至4.0。其中，聚异氰酸酯不是予聚合异氰酸酯;(b)固化剂，它具有至少一个亚氨基或烯氨基官能键，其中，聚异氰酸酯的异氰酸酯基团与亚氨基或烯氨基官能键的分子数比至少为2∶1。本专利技术还涉及将所述底物粘合在一起的方法，该方法包括下述步骤(a)用液体粘合剂反应物系涂敷所述底物之一的表面，所述反应的物系包括(ⅰ)聚异氰酸酯，它具有芳族连接的异氰酸酯基团且数均异氰酸酯官能度为1.4至4.0。其中，聚异氰酸酯不是予聚合异氰酸酯;(ⅱ)固化剂，它具有至少一个亚氨基或烯氨基官能键，其中，聚异氰酸酯的异氰酸酯基团与亚氨基或烯氨基官能键的分子数比至少为2∶1。(b)把这些底物压制在一起;(c)固化该粘合剂反应物系。按照本专利技术密封底物表面的方法包括下述步骤(a)用液体密封胶反应物系涂敷至少一个底物表面，所述反应物系包括(ⅰ)聚异氰酸酯，它具有芳族连接的异氰酸酯基团且数均异氰酸盐官能度为1.8至4.0，其中，聚异氰酸酯不是予聚合异氰酸酯;(ⅱ)固化剂，它具有至少一个亚氨基或烯氨基官能键，其中，聚异氰酸酯的异氰酸酯基团与亚氨基或烯氨基官能键的分子数比至少为2∶1。(b)固化密封胶反应物系。用于本专利技术的有机聚异氰酸酯具有数均异氰酸酯官能度为1.8至4.0，以2至3为佳;数均分子量为100至5000，以120至1800为好，最佳为170至800。在包括聚异氰酸盐的所述类中，把摩尔百分数至少50(最佳至少90)的异氰酸酯基团直接连接于芳环。适宜的芳族聚异氰酸酯包括例如对苯撑二异氰酸酯;间苯撑二异氰酸酯;2，4-甲苯二异氰酸酯;2，6-甲苯二异氰酸酯;萘二异氰酸酯;联茴香胺二异氰酸酯;聚甲烯联苯聚异氰酸酯;2，4′-二苯甲烷二异氰酸酯(2，4′-MDI);4，4′-二苯甲烷二异氰酸酯(4，4′-MDI);3，3′-二甲基-4，4′-二苯撑二异氰酸酯;官能度大于2的聚二苯甲烷聚异氰酸酯;及其混合物等。MDI异构体(2，4′和4，4′)，这些异构体与聚二苯甲烷聚异氰酸酯、聚苯基甲烷聚异氰酸酯及其衍生物的混合物是较好的。聚苯基甲烷聚异氰酸酯及其衍生物是最佳的。聚异氰酸酯可包括少量脂族聚异氰酸酯。适宜的脂族聚异氰酸酯包括异佛尔酮二异氰酸酯;1，6-六甲撑二异氰酸酯;1，4-环己基二异氰酸盐;上述芳族聚异氰酸酯的饱和类似物;及其混合物等。可以使用适宜的uretonimine改性聚异氰酸酯，通常用下述方法制备在碳化二亚胺化合物存在下，把芳族聚异氰酸酯加热到超过聚异氰酸酯的熔化温度，例如140℃，使部分异氰酸酯基团转化为碳化二亚胺，然后使碳化二亚胺基团与未反应的异氰酸酯基团反应，生成uretonimine基团。可使用适宜的异氰酸酯封端的预聚物，并通过下述方法制备将过量的聚异氰酸酯与多元醇，包括胺化了的多元醇或其亚胺/本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于木质纤维和纤维素复合物制备的液体粘合剂／密封胶反应物系，所述反应物系包括：（ａ）聚异氰酸酯，它具有芳族连接的异氰酸酯基团且数均异氰酸酯官能度为１．８至４．０；（ｂ）固化剂，它具有至少１个亚氨基或烯氨基官能键，其中，聚异氰酸酯的异氰酸酯基团与亚氨基或烯氨基官能键的分子数比至少为２∶１。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：HR吉利斯，JR罗伯特逊，
申请(专利权)人：亨茨曼ICI化学品有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]