【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種板，其包含含纖維素的材料，如植物纖維和/或木屑和/或木制部件，以及將這些含纖維素的材料粘合在一起的固化膠。本專利技術還涉及制造這種板的方法、用于所述板的膠以及制備所述膠的方法。本專利技術涉及包含含纖維素的材料的板。這些含纖維素的材料可以包括以下材料中的一種或多種：木纖維、木屑、木碎片（wood?flake）、木材層、亞麻纖維、竹纖維、麻纖維、來源于例如刨花板/木纖維板等的回收的木材廢料等。因此，這些含纖維素的材料可以例如是含木質纖維素的材料。這些板例如是木纖維板，諸如mdf（中密度纖維板）和hdf（高密度纖維板），其他木基板諸如刨花板、osb（定向結構刨花板）、復合板（multiplex?board）等，以及非木基纖維板諸如亞麻板、竹板、麻板等。這些板可以或可以不部分或完全由回收材料（如回收的含木質纖維素的材料）制成。因此，含纖維素的材料可以包括來源于回收例如刨花板、木纖維板或包含這種刨花板或木纖維板的板件的回收材料。因此，刨花板可以包括回收刨花板的顆粒，或木纖維板可以包括回收木纖維板的顆粒，諸如回收木纖維。
技術介紹
1、在生產所述板中使用的最常見的膠是氨基塑料聚合物，它是通過尿素和甲醛的縮聚反應生成脲醛樹脂（uf樹脂）而制備的。任選地，加入三聚氰胺并獲得三聚氰胺脲醛樹脂（muf樹脂），或加入三聚氰胺和苯酚（mupf樹脂：三聚氰胺脲酚醛樹脂）。這些膠的巨大優勢是它們的成本低，因為在其制備過程中使用普遍可用且廉價的原材料；以及它們的高反應性。這種膠在聚合過程中和聚合后，在溫度、濕度或ph值變化的影響下可能會釋放
2、us2006/0163769描述了水玻璃膠在生產耐火的衍生木制品中的用途。
3、用于生產衍生木制品的已知無甲醛膠由聚合物亞甲基二苯基二異氰酸酯（pmdi）組成。
4、ca2019382a1描述了一種異氰酸酯和足夠量的金屬皂的混合物，用作衍生木制品中的膠。金屬皂用作嵌段化合物，以防止水和異氰酸酯之間的反應，因此需要足夠量的金屬皂。ca2019382a1進一步描述了對于異氰酸酯和足夠量的金屬皂的混合物，也可以在混合物中包含水玻璃以形成乳液。
5、所有這些上述膠的另一個缺點是，它們基于化石原材料。
6、已經有用于板的生物基膠，但借助這些膠生產板不那么簡單。與常見的含甲醛的氨基塑料膠相比，缺點包括反應性太低、不受控制/不理想的預聚合、粘著性有限、潤濕性差。生物基膠的實例是基于木質素、植物粉（如大豆粉）或糖的膠。
技術實現思路
1、本專利技術涉及一種基于胺和碳水化合物的膠，因此板中存在的固化膠包含由這些胺和碳水化合物之間的美拉德（maillard）反應衍生的美拉德反應產物。首先，本專利技術的目的是優化這種膠和包含這種膠的板。
2、根據第一方面，本專利技術涉及一種包含含纖維素的材料（諸如植物纖維和/或木屑和/或木制部件）的板，以及將這些含纖維素的材料粘合在一起的固化膠，其中固化膠衍生自基于胺和碳水化合物的膠，并且固化膠包含衍生自這些胺和碳水化合物之間的美拉德反應的美拉德反應產物，其中該膠還包含用于控制美拉德反應的添加劑。為了形成這種板，使用基于胺和碳水化合物并且包含添加劑的膠，其中這種膠尚未固化或尚未完全固化。在板的形成過程中，這種膠會（進一步）固化，從而形成將含纖維素的材料粘合在一起的固化膠。這里，“固化膠”是指膠在板成型過程中已經固化的膠，它足夠干燥并將含纖維素的材料充分粘合在一起，從而生產出所需的板。這本身并不意味著膠是完全固化的。這里，固化膠可以是也可以不是完全固化膠。對于所述板，諸如纖維板、刨花板、osb板、復合板等，在生產過程中會產生和/或添加熱量，例如在壓制這些板的過程中。通過加熱，美拉德反應被引發，從而可能導致所用膠的進一步固化。這里，“衍生自基于胺和碳水化合物的膠的固化膠”是指用于形成板的膠固化后產生的膠。
3、用于形成這種板的膠是基于所述胺、碳水化合物和添加劑。這意味著這些胺、碳水化合物和添加劑將在膠形成過程中被提供。這些胺、碳水化合物和添加劑的百分比、量、比例在這里總是基于為形成膠而提供的干物質的量來表示的。這是因為在膠形成過程中，在使用膠形成板之前，這些胺和碳水化合物已經（部分）相互反應。含纖維素的材料的量優選以含纖維素的材料的干物質（因此為干燥的含纖維素的材料，例如干木材）表示。
4、通過添加劑，優選在板的形成過程中密切控制美拉德反應，從而形成所需的美拉德反應產物和/或獲得所需的反應速率，從而優化固化膠的性能以及形成的板的性能。因此，添加劑可以增加膠的反應性和/或抵消不希望的預聚合和/或增加固化膠的粘著性。結果產生具有所需拉伸強度、彎曲強度、e-模量等的板。因此，添加劑提供了更好的膠。與使用基于碳水化合物和胺的現有膠制造的板相比，借助這種膠，我們可以選擇制造具有更好性能的板。然而，我們也可以選擇使用比使用基于碳水化合物和胺的現有膠制造的板更少的膠，以獲得類似的性能。通過上述添加劑，我們還可以選擇降低膠中胺的含量。當胺在胺和碳水化合物總重量中的重量百分比至少為20時，獲得了良好的結果。例如，我們可以然后選擇使用較少的胺，從而選擇胺在胺和碳水化合物總重量中的重量百分比為至多20或至多15，以獲得與諸如使用基于碳水化合物和胺的現有膠制造的板類似的性能。
5、美拉德反應是還原糖和胺之間發生的一系列復雜化學反應的總稱。碳水化合物和胺在這里形成美拉德反應物。上述添加劑可以用于也可以不用于美拉德反應，因此可以形成也可以不形成美拉德反應物的一部分。可以使用一種或多種類型的添加劑。
6、胺是包含至少一個胺原子團的化合物，因此是胺的來源。用于形成膠的胺的干物質和碳水化合物的干物質的總和在含纖維素的材料的干物質中的重量百分比為例如2至20，優選3至15，甚至更優選4至10。我們在這里談論的是用于形成膠的胺的干物質和碳水化合物的干物質，因為在膠的形成過程中，即在膠的成分混合過程中，這些成分可能已經相互反應，其中例如形成水，使得干物質含量改變。上述量也由板的類型決定，例如，對于包括中心層和兩個外覆蓋層的三層刨花板，所述重量百分比例如在所有層中都為3%至12%，其中覆蓋層的重量百分比總是高于中心層的重量百分比。因此，對于覆蓋層，所述重量百分比可以是例如6、7、8、9、10、11或12。對于中心層，所述重量百分比可以是例如3、4、5、6、7或8。對于mdf或hdf或osb，該重量百分比可以是5至10，因此可以是例如6、7、8或9。
7、胺例如占胺和碳水化合物總重量的15?wt%至40?wt%，優選為20?wt%至30?wt%，或優選為35?wt%至40?wt%。然后，碳水化合物占胺和碳水化合物總重量的60?wt%至85?wt%，優選為70?wt%至80?wt%，或優選為60?wt%至65?wt%。胺可以例如包括二胺，諸如六亞甲基二胺（hdma），或包含胺基團的酰胺，或超支化聚酰胺本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種板，包含含纖維素的材料，所述含纖維素的材料諸如植物纖維和/或木屑和/或木制部件，以及將這些含纖維素的材料粘合在一起的固化膠，其中所述固化膠衍生自基于胺和碳水化合物的膠，并且所述固化膠包含衍生自這些胺和碳水化合物之間的美拉德反應的美拉德反應產物，其特征在于所述膠包含用于控制所述美拉德反應的添加劑。
2.根據權利要求1所述的板，其中所述添加劑包含堿。
3.根據權利要求2所述的板，其中所述堿包含K2CO3。
4.根據權利要求2或3所述的板，其中所述板包括一個或多個層，其中至少一個所述層包括所述含纖維素的材料和所述固化膠，其中優選地，對于這個層，所述堿相對于所述含纖維素的材料的重量百分比為0.03至1，甚至更優選0.1至1，甚至更優選0.1至0.4，最優選0.15至0.25。
5.根據前述權利要求中任一項所述的板，其中所述添加劑包含氯酸的鹽，例如次氯酸的鹽。
6.根據權利要求5所述的板，其中所述氯酸的鹽包含次氯酸鈉（NaOCl）。
7.根據權利要求5或6所述的板，其中所述板包括一個或多個層，其中至少一個所述層
8.根據前述權利要求中任一項所述的板，其中所述添加劑包含交聯劑，并且這些交聯劑優選是在胺和碳水化合物之間的所述美拉德反應中形成的中間體。
9.根據權利要求8所述的板，其中所述交聯劑選自包括α-羥醛、甘油醛和α-二羰基化合物的組。
10.根據權利要求8或9所述的板，其中所述板包括一個或多個層，其中至少一個所述層包括所述含纖維素的材料和所述固化膠，其中優選地，在這個層中所述交聯劑相對于含纖維素的材料的重量百分比為0.02至0.16，優選0.04至0.08。
11.根據前述權利要求中任一項所述的板，其特征在于，所述添加劑包含含金屬的組分，例如金屬氧化物和/或金屬氫氧化物和/或金屬鹽。
12.根據前述權利要求中任一項所述的板，其中所述添加劑包含胺交聯劑，其中優選地這些胺交聯劑選自包括聚酮、聚酯、異氰酸酯分散體、環氧化物、乙二醛和其他二醛的組。
13.根據權利要求12所述的板，其中所述板包括一個或多個層，其中至少一個所述層包括所述含纖維素的材料和所述固化膠，其中優選地對于這個層，所述胺交聯劑與含纖維素的材料的重量百分比為0.05至0.25，例如0.07至0.19。
14.一種板，任選地根據前述權利要求中任一項或多項所述的板，包含含纖維素的材料，所述含纖維素的材料諸如植物纖維和/或木屑和/或木制部件，以及將這些含纖維素的材料粘合在一起的固化膠，其中所述固化膠衍生自基于胺和碳水化合物的膠，并且所述固化膠包含衍生自這些胺和碳水化合物之間的美拉德反應的美拉德反應產物，其中至少一定比例的所述胺選自包括超支化聚酰胺和鏈胺的組；并且其中優選地至少一定比例的所述胺是超支化聚酰胺。
15.根據權利要求14所述的板，其中所述胺至少包含超支化聚酰胺，并且優選地所述超支化聚酰胺占所述胺的至少50?wt%，優選至少70?wt%。
16.根據權利要求14或15所述的板，其中所述超支化聚酰胺是通過氨基酸的縮聚獲得的，其中這些氨基酸優選選自包括精氨酸、谷氨酰胺、天冬酰胺和賴氨酸的組。
17.根據權利要求14至16中任一項所述的板，其中所述超支化聚酰胺包括平均分子量為500?g/mol至100000?g/mol、優選5000?g/mol至50000?g/mol并且甚至更優選10000?g/mol至25000?g/mol的第一組超支化聚酰胺。
18.根據權利要求14至17中任一項所述的板，其中所述板包括一個或多個層，其中至少一個所述層包括所述含纖維素的材料和所述固化膠，其中優選地，在這個層中超支化聚酰胺相對于含纖維素的材料的重量百分比為0.5至4，優選0.5至3，例如1至2。
19.根據權利要求14至18中任一項所述的板，其中所述超支化聚酰胺包括第一組超支化聚酰胺和第二組超支化酰胺，其中所述第一組超支化聚酰胺的平均分子量是所述第二組超支化聚酰胺的平均分子量的至少3倍高，優選至少5倍高，和/或其中所述第一組超支化聚酰胺的平均分子量是所述第二組超支化聚酰胺的平均分子量的至多15倍高，優選至多10倍高。
20.根據權利要求14至19中任一項所述的板，其中所述膠包含胺交聯劑，其中優選地這些胺交聯劑選自包括聚酮、聚酯、異氰酸酯分散體、環氧化物、乙二醛和其他二醛的組。
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【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】
1.一種板，包含含纖維素的材料，所述含纖維素的材料諸如植物纖維和/或木屑和/或木制部件，以及將這些含纖維素的材料粘合在一起的固化膠，其中所述固化膠衍生自基于胺和碳水化合物的膠，并且所述固化膠包含衍生自這些胺和碳水化合物之間的美拉德反應的美拉德反應產物，其特征在于所述膠包含用于控制所述美拉德反應的添加劑。
2.根據權利要求1所述的板，其中所述添加劑包含堿。
3.根據權利要求2所述的板，其中所述堿包含k2co3。
4.根據權利要求2或3所述的板，其中所述板包括一個或多個層，其中至少一個所述層包括所述含纖維素的材料和所述固化膠，其中優選地，對于這個層，所述堿相對于所述含纖維素的材料的重量百分比為0.03至1，甚至更優選0.1至1，甚至更優選0.1至0.4，最優選0.15至0.25。
5.根據前述權利要求中任一項所述的板，其中所述添加劑包含氯酸的鹽，例如次氯酸的鹽。
6.根據權利要求5所述的板，其中所述氯酸的鹽包含次氯酸鈉（naocl）。
7.根據權利要求5或6所述的板，其中所述板包括一個或多個層，其中至少一個所述層包括所述含纖維素的材料和所述固化膠，其中優選地，在這個層中次氯酸的鹽相對于含纖維素的材料的重量百分比為0.01至1，例如0.02至0.2或0.1至1或0.1至0.2。
8.根據前述權利要求中任一項所述的板，其中所述添加劑包含交聯劑，并且這些交聯劑優選是在胺和碳水化合物之間的所述美拉德反應中形成的中間體。
9.根據權利要求8所述的板，其中所述交聯劑選自包括α-羥醛、甘油醛和α-二羰基化合物的組。
10.根據權利要求8或9所述的板，其中所述板包括一個或多個層，其中至少一個所述層包括所述含纖維素的材料和所述固化膠，其中優選地，在這個層中所述交聯劑相對于含纖維素的材料的重量百分比為0.02至0.16，優選0.04至0.08。
11.根據前述權利要求中任一項所述的板，其特征在于，所述添加劑包含含金屬的組分，例如金屬氧化物和/或金屬氫氧化物和/或金屬鹽。
12.根據前述權利要求中任一項所述的板，其中所述添加劑包含胺交聯劑，其中優選地這些胺交聯劑選自包括聚酮、聚酯、異氰酸酯分散體、環氧化物、乙二醛和其他二醛的組。
13.根據權利要求12所述的板，其中所述板包括一個或多個層，其中至少一個所述層包括所述含纖維素的材料和所述固化膠，其中優選地對于這個層，所述胺交聯劑與含纖維素的材料的重量百分比為0.05至0.25，例如0.07至0.19。
14.一種板，任選地根據前述權利要求中任一項或多項所述的板，包含含纖維素的材料，所述含纖維素的材料諸如植物纖維和/或木屑和/或木制部件，以及將這些含纖維素的材料粘合在一起的固化膠，其中所述固化膠衍生自基于胺和碳水化合物的膠，并且所述固化膠包含衍生自這些胺和碳水化合物之間的美拉德反應的美拉德反應產物，其中至少一定比例的所述胺選自包括超支化聚酰胺和鏈胺的組；并且其中優選地至少一定比例的所述胺是超支化聚酰胺。
15.根據權利要求14所述的板，其中所述胺至少包含超支化聚酰胺，并且優選地所述超支化聚酰胺占所述胺的至少50?wt%，優選至少70?wt%。
16.根據權利要求14或15所述的板，其中所述超支化聚酰胺是通過氨基酸的縮聚獲得的，其中這些氨基酸優選選自包括精氨酸、谷氨酰胺、天冬酰胺和賴氨酸的組。
17.根據權利要求14至16中任一項所述的板，其中所述超支化聚酰胺包括平均分子量為500?g/mol至100000?g/mol、優選5000?g/mol至50000?g/mol并且甚至更優選10000?g/mol至25000?g/mol的第一組超支化聚酰胺。
18.根據權利要求14至17中任一項所述的板，其中所述板包括一個或多個層，其中至少一個所述層包括所述含纖維素的材料和所述固化膠，其中優選地，在這個層中超支化聚酰胺相對于含纖維素的材料的重量百分比為0.5至4，優選0.5至3，例如1至2。
19.根據權利要求14至18中任一項所述的板，其中所述超支化聚酰胺包括第一組超支化聚酰胺和第二組超支化酰胺，其中所述第一組超支化聚酰胺的平均分子量是所述第二組超支化聚酰胺的平均分子量的至少3倍高，優選至少5倍高，和/或其中所述第一組超支化聚酰胺的平均分子量是所述第二組超支化聚酰胺的平均分子量的至多15倍高，優選至多10倍高。
20.根據權利要求14至19中任一項所述的板，其中所述膠包含胺交聯劑，其中優選地這些胺交聯劑選自包括聚酮、聚酯、異氰酸酯分散體、環氧化物、乙二醛和其他二醛的組。
21.根據權利要求20所述的板，其中胺交聯劑與超支化聚酰胺的重量比為0.02至0.15。
22.一種用于粘合含纖維素的材料以形成板的膠，所述含纖維素的材料諸如植物纖維和/或木屑和/或木制部件，其中所述膠基于胺和碳水化合物，其特征在于所述膠包含用于控制美拉德反應...
【專利技術屬性】
技術研發人員：科恩·內爾，格特延·凡科利，肯尼·穆頓，
申請(專利權)人：尤尼林有限公司，
類型：發明
國別省市：
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