用于脲醛和脲-蜜胺-甲醛基胶粘剂的固化剂、包括该固化剂的胶粘剂组合物及其应用制造技术

一种用于脲醛和脲－蜜胺－甲醛基胶粘剂的固化剂包括聚乙酸乙烯酯乳液和金属氯化物及铵盐。包括脲醛或脲－蜜胺－甲醛树脂及上述固化剂的胶粘剂组合物提供了更快的固化速度、可接受的粘度、更好的粘接性和对底材类型更大的允许度。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于脲醛和脲-蜜胺-甲醛基胶粘剂的固化剂。本专利技术进一步涉及一种包括脲醛或脲-蜜胺-甲醛树脂及其固化剂的胶粘剂组合物，该胶粘剂组合物可提供比现有技术胶粘剂更快的固化速度、更好的粘接性和更广泛的用途。而且，本专利技术允许树脂∶固化剂比在很宽范围内变化而不损害所得粘接的质量。本专利技术还涉及所述固化剂用于固化脲醛或脲-蜜胺-甲醛树脂的应用。
技术介绍
脲醛(UF)树脂和脲-蜜胺-甲醛(UMF)树脂在工业上广泛用于粘合木材及作为生产木质材料(包括刨花板、胶合板和各种纤维板)的胶粘剂，增强用于生产纸袋和瓦楞纸箱板，生产绝缘泡沫、高品质砂纸和镶木地板的淀粉胶粘剂。尿素和蜜胺胶粘剂是尿素和／或蜜胺与甲醛的简单反应产物。它们通过使用固化剂加热或在室温硬化或固化。固化剂为酸性物质本身或者它们在与树脂混合时能够释放酸。强酸的铵盐是广泛使用的固化剂。US2，873，260公开了一种包含水溶性脲醛缩合物的抗开裂、酸固化、填隙胶粘剂，其中粉末状固化剂选自氯化铵和硫酸铵。GB761，777公开了一种干燥的组合物，在中间的水溶性固化阶段在混合物中包括干燥粉末状尿素-或硫脲醛缩合产物，用干燥的精细硫酸铵作为催化剂。与液体UF或UMF树脂和液体固化剂相比，这种粉末状产物不便于处理并且产生不健康的环境。而且，由GB2，274，084A已知可使用氯化铵、碱性脲和己胺的水溶液作为固化剂。但是，所得盐溶液提供的粘接具有非常差的填充能力。再者，GB2，245，578A公开了一种包括铵、铝和硫酸根离子及脲的用于固化含甲醛树脂的水性批料。这种固化体系可提供可接受的固化速度，但却不可避免地得到粘度非常低的胶粘剂，导致差的填充能力。EP0249747B1公开了一种包括无机或有机酸的铵盐的用于固化脲醛或脲-蜜胺-甲醛胶粘剂树脂的固化剂组合物，其中所述组合物进一步包括酸、脲、二醇或其官能化衍生物，任选金属盐。但是，所述固化剂组合物不包括聚乙酸乙烯酯，导致胶接层弹性差。WO 86／00915公开了一种通过使用一种液体组合物将两个或多个底材粘接或胶结在一起的方法，所述液体组合物包括有机多羟基化合物、磷酸铵、水分散聚乙酸乙烯酯、水分散甲醛树脂、多氨基化合物及可水固化的固化剂。包括最多5％，更优选2-5％聚乙酸乙烯酯的组合物不包含任何金属氯化物，得到不能令人满意的长固化时间。所述液体组合物的pH也较高，这进一步降低了固化速度。最后，该液体组合物是通过将所有组分以干燥粉末的形式共混在一起，并将水与所述粉末混合形成淤浆而制备的(见实施例)。但是，如上所述，与使用液体体系相比，使用粉末具有许多缺点，如粉尘问题，导致不健康的环境，必需额外的加工步骤。由上可见，仍然需要一种胶粘剂组合物，其能够满足安全快速粘接不同来源木件如软木如针叶树及硬木如柚木的要求。而且，还需要一种可用来粘合各种品质和各种湿度或油含量木材的胶粘剂组合物。专利技术概述现已令人惊讶地发现使用包括聚乙酸乙烯酯(PVA)乳液和金属氯化物及有机或无机酸的铵盐的固化剂来固化脲醛或脲-蜜胺-甲醛树脂使得到的胶粘剂组合物比现有技术的胶粘剂具有显著提高了的固化速度、可接受的粘度、更好的粘接性和对底材类型更大的允许度并且给工作环境带来较少的问题。此外，胶接层比现有技术胶粘剂具有更好的抗水性和更好的机械性能。因此本专利技术第一方面涉及用于脲醛或脲-蜜胺-甲醛基胶粘剂的固化剂，包括聚乙酸乙烯酯乳液和金属氯化物及有机或无机酸的铵盐。本专利技术第二方面涉及包括脲醛或脲-蜜胺-甲醛树脂和上面公开的固化剂的胶粘剂组合物。而且，本专利技术涉及以上公开的固化剂在固化脲醛或脲-蜜胺-甲醛树脂方面的应用。本专利技术另外的应用范围在下面给出的详述中将是显而易见的。但是，应该理解为详述和特定实施例虽然指出了本专利技术的优选实施方案，但只是举例说明，因为在本专利技术范围内的各种变化和修改对本领域技术人员而言可从详述中显而易见。实行本专利技术的最佳方式用作固化剂一个组分的金属氯化物选自氯化铝、氯化锌和氯化镁，优选氯化铝。作为固化剂的另一个组分使用了有机或无机酸的铵盐，所述盐选自磷酸一和二铵、硼酸铵和柠檬酸铵，优选磷酸一铵。因此，已经发现当用作释放酸的固化剂时，以上公开的金属氯化物将比通常所用的铵盐更有效地降低固化剂的pH，条件是共同使用铵盐。而且，该固化剂比含有氯化铵的固化剂稳定性更高，当与聚乙酸乙烯酯乳液共混时后者倾向于不稳定。固化剂中所用聚乙酸乙烯酯(PVA)乳液包括分子量为2，000-20，000、粘度为5，000-40，000cps且固含量为45-65wt％的聚乙酸乙烯酯。PVA优选为酸改性PVA，如由乙酰基或丙酰基基团改性的PVA。通过使用聚乙酸乙烯酯可以将固化剂的pH降至1或甚至更低而不破坏聚合物的均一相。这可显著提高固化速度。而且，与常规脲醛或脲-蜜胺-甲醛胶粘剂相比，PVA组分提供了增加的粘性和提高了的冲击强度。不受任何理论的约束，认为存在于脲醛或脲-蜜胺-甲醛中的羟甲基可与聚乙酸乙烯酯中的羟基反应使所得胶接层的抗水性得到改进。在本专利技术的一个优选实施方案中，固化剂组分的相对比例为a)5-80wt％聚乙酸乙烯酯乳液，b)1-25wt％金属氯化物，c)1-25wt％铵盐，d)0-3wt％常规添加剂和e)0-20wt％填料和／或增量剂，f)余量的水。将金属氯化物和铵盐的重量比控制在3∶1-0．5∶1，优选1．5∶1-1∶1以平衡固化剂和胶粘剂中H+的浓度是重要的。在本专利技术的一个特别优选实施方案中，固化剂包括a)30-65wt％聚乙酸乙烯酯乳液，b)4-10wt％金属氯化物，特别是约4．5-6wt％，c)4-10wt％铵盐，特别是约4．5-6wt％，d)0．4-2wt％常规添加剂和e)2-20wt％填料和／或增量剂，f)余量的水。对于哪些脲醛或脲-蜜胺-甲醛树脂可与根据本专利技术的固化剂一起使用没有特别限制。但是优选UF和UMF树脂的固含量为约40-75％，优选约60-70％，23℃时的粘度为约1500cps-6000cps，优选约1500cps-4500cps，并且游离甲醛含量低于1％。这种产物是通过为人熟知的甲醛加成到各氨基化合物中，然后进行缩合反应形成聚合物的反应而获得的。或者，这种产物可从例如挪威Dyno IndustriesA／S以商品名Dynorit_L-103和Dynorit_L-108购得。在根据本专利技术的胶粘剂组合物中，树脂∶固化剂比例优选为10∶1-3∶1，优选约5∶1。如果所述比例高于约10∶1，固化将进行得太慢，60℃时胶凝时间大于6分钟。另一方面，小于约3∶1的比例在60℃的胶凝时间小于约2分钟，这又短得不方便。但是，本专利技术胶粘剂组合物的树脂和固化剂比例属于上述范围是有利的，根据例如木材的类型(软木或硬木)、木材的品质及其湿度或油含量，所述比例在各种情况下可调节以为被粘接的特殊底材提供最佳结果。通过本专利技术方法挠性得到显著改进，本专利技术的胶粘剂组合物比现有技术胶粘剂提供了更广阔的应用范围和对底材类型更大的允许度。因此，根据本专利技术的胶粘剂组合物也可用于粘接柚木，迄今一直必需一种特殊的固化剂，因为柚木天然油含量高。而且，根据本专利技术的胶粘剂组合物可用于粘接水含量高达约15％的木材，而常用胶粘剂不能用于水含量约为10％的木材。同样根据本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于脲醛或脲－蜜胺－甲醛基胶粘剂的固化剂，其包括金属氯化物和有机或无机酸的铵盐，其特征在于金属氯化物选自铝、锌和镁的氯化物，铵盐选自磷酸一和二铵、硼酸铵和柠檬酸铵，其中金属氯化物与铵盐的比为３∶１－０．５∶１，并且该固化剂进一步包括聚乙酸乙烯酯乳液。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：B安德森，BG布雷默，
申请(专利权)人：福海曼有限公司，
类型：发明
国别省市：DK[丹麦]