专利名称：植物纤维板用粘合剂组合物以及其使用的植物纤维板的制造方法
专利说明植物纤维板用粘合剂组合物以及其 使用的植物纤维板的制造方法 本发明涉及脱模性和耐水性良好、机械物理性质优良的植物纤维板的制备方法，以及在上述制备方法中使用的粘合剂组合物。早在1950年左右，用粘合剂粘合木材屑或纤维的木屑板和纤维板等的板材，作为家具材料、建筑的内装材料、顶板材料等就开始工业化的生产了。作为上述制备方法中使用的粘合剂，使用密胺·甲醛树脂、苯酚·甲醛树脂、尿素·甲醛树脂、有机聚异氰酸酯等。
然而，作为上述板用粘合剂使用有机聚异氰酸酯时，在粘合力和耐水性比其它树脂类粘合剂好、同时在热压实时不会释放有害的甲醛等优点，但是，存在热压实时产品板会强力附着在金属制的加热盘、基底(コウル)板、模具等上，取出制品困难的缺点。
上述缺点有可能可以通过在压实之前事先在加热盘、基底板、模具等上插入脱模性片或在各个热压实工序中每次涂布脱模剂而一定程度地解决，这反而使工艺由于变得复杂而不实用。
另外，提出使用亲水性尿烷预聚物制备多层木屑板(参见专利文献1。)的方法，但存在所制得的板的耐水性、具体地在水浸渍时的溶胀率大的问题。
而且，为了解决热压实时脱模性的问题，曾建议用木质片以及纤维和尿烷树脂类的粘合剂制备木屑板以及纤维板的方法(参见专利文献2。)，但存在所制得的板的剥离强度等的机械物理性质实用上不充分的问题。
本发明的目的在于提供了解决上述公知现有技术的问题、制备制备时脱模性良好耐水性和机械物理性质优良的植物纤维板的方法，以及其中使用的粘合剂组合物。特许公开昭62-59004号公报特许公开平2-214602号公报[发明内容]本发明人经过认真研究结果，发现在有机多异氰酸酯中混合使用游离基聚合引发剂，或者根据情况进一步混合使用再与分子内具有双键的脂肪酸酯化合物，可以解决上述课题，由此完成本发明。
即本发明特征为由下述的(A)和(C)形成的一种植物纤维板用粘合剂组合物，(A)有机异氰酸酯(C)游离基聚合引发剂。
而且本发明为特征为由以下述(A)、(B)和(C)形成的一种植物纤维板用粘合剂组合物，(A)有机异氰酸酯(B)分子内具有双键的脂肪酸酯化合物(C)游离基聚合引发剂。
进一步的本发明为一种植物纤维板的制备方法，其特征在于在植物纤维材料中混合上述各植物纤维板用粘合剂组合物，然后使该混合物成形为板状，并游离基聚合。[
图1]是表示实施例1-4以及比较例1-4中使用的秸秆屑的粒度分布示的图[发明的具体实施方式
]下面，对本发明进行详细说明。
作为本发明中使用的(A)有机异氰酸酯可以列举例如4，4’-二苯甲烷二异氰酸酯、2，4’-二苯甲烷二异氰酸酯、2，2’-二苯甲烷二异氰酸酯、含有30-70重量％的4，4’-二苯甲烷二异氰酸酯和2，4’-二苯甲烷二异氰酸酯和2，2’-二苯甲烷二异氰酸酯的混合物和70-30重量％的以三核体为主成分的多核体的多亚苯基多亚甲基多异氰酸酯(以下称作聚合MDI。)等的二苯甲烷二异氰酸酯类多异氰酸酯，而且，以及2，4-甲代苯撑二异氰酸酯、2，6-甲代苯撑二异氰酸酯所谓芳香族多异氰酸酯。其中，优选二苯甲烷二异氰酸酯类的多异氰酸酯，更优选其蒸汽压低或在低温时不容易发生结晶化的聚合MDI。
其它的可以列举例如苯撑二异氰酸酯等芳香族二异氰酸酯，亚二甲苯基二异氰酸酯、四甲基亚二甲苯基二异氰酸酯等的芳香脂族二异氰酸酯，四亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、3-甲基-1，5-戊烷二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯等的脂肪族二异氰酸酯，异佛尔酮二异氰酸酯、氢化甲代苯撑二异氰酸酯、氢化亚二甲苯基二异氰酸酯、氢化二苯甲烷二异氰酸酯、氢化四甲基亚二甲苯基二异氰酸酯等的脂环族二异氰酸酯。
可以使用上述的异氰酸酯基的一部分变性成缩二脲、脲基甲酸酯、碳化二亚胺、尿酮亚胺(ゥレトンィミン)、异氰脲酸酯(三聚体)、尿二酮(ゥレトジォン)(二聚体)、噁唑啉酮、酰胺、酰亚胺等的改性物。
另外，可以使用将它们变性为水乳化型的改性物。
可以单独使用上述物质或混合使用上述2种以上的物质。
作为本发明中使用的(B)分子内具有双键的脂肪酸酯化合物可以列举例如蓖麻油及其环氧亚烷基加成物，蓖麻油与用作原料的多元醇的酯交换物，多元醇的蓖麻油醇酸酯或蓖麻油醇酸酯多醇，蓖麻油的部分酰化物或部分氧化物，桐油，大豆油，亚麻籽油，多元醇的油酸酯，多元醇的亚油酸酯，多元醇的亚麻酸酯、上述作为主成分的多元醇或丙烯酸多元醇类的高级不饱和脂肪酸的酯。另外，也可以列举例如以乙二醇等二醇类为代表的多元醇和马来酸或富马酸等不饱和多元酸缩合得到的，分子内具有双键的不饱和聚酯，还可以列举在不饱和聚酯中联合使用苯乙烯、邻苯二甲酸二烯丙酯、二乙烯基苯等的乙烯单体的物质。而且，可以使用将其变性为水乳化型的改性物。其中，优选高级不饱和脂肪酸酯，特别优选甘油酯。
它们可以单独或2种以上混合使用。
作为本发明中使用的(C)游离基聚合引发剂可以列举例如，2，2’-偶氮二异丁腈、2，2’-偶氮二-2-甲基丁腈、2，2’-偶氮二异丁酸二甲酯、偶氮双氰基戊酸、1，1’-偶氮二-(环己基-1-甲腈)、2，2’-偶氮二-(2，4-二甲基戊腈)、2，2’-偶氮二-(4-甲氧基-2，4-二甲基戊腈)等的偶氮类化合物、1，1-双(叔丁基过氧基)-3，3，5-三甲基环己烷、1，1-双(叔己基过氧基)环己烷、1，1-双(叔己基过氧基)-3，3，5-三甲基环己烷、1，1-双(叔丁基过氧基)环己烷、1，1-双(叔丁基过氧基)环十二烷、正丁基-4，4-双(叔丁基过氧基)戊酸酯、2，2-双(叔丁基过氧基)丁烷、过氧化叔丁醇、二异丙基苯氢过氧化物、对薄荷烷氢过氧化物、叔己基过氧化物、1，1，3，3-四甲基丁基过氧化物、叔丁基异丙基苯过氧化物、二异丙苯过氧化物、二叔丁基过氧化物、异丁酰过氧化物、3，5，5-三甲基己酰过氧化物、辛酰过氧化物、月桂酰过氧化物、硬脂酰过氧化物、琥珀酸过氧化物、苯甲酰过氧化物、过氧化苯甲酸甲苯酯、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二正丙酯、过氧化二碳酸二(4-叔丁基环己基)酯、过氧化二碳酸二-2-乙氧基乙基酯、过氧化二碳酸二-2-甲氧基丁基酯、过氧化二碳酸二-2-乙基己基酯、过氧化二碳酸二(3-甲基-3-甲氧基丁基)酯、α，α’-二(新癸酰过氧基)二异丙基苯、过氧化新癸酸异丙基苯酯、过氧化新癸酸1，1，3，3-四甲基丁酯、过氧化新癸酸1-环己基-1-甲基乙酯、过氧化新癸酸叔己酯、过氧化新癸酸叔丁酯、过氧基特戊酸叔己酯、过氧化特戊酸叔丁酯、2，5-二甲基-2，5-二(2-乙基己基过氧基)己烷、过氧-2-乙基己酸1，1，3，3，-四甲基丁基酯、过氧化2-乙基己酸1-环己基-1-甲基乙基酯、过氧-2-乙基己酸叔己基酯、过氧-2-乙基己酸叔丁基酯、过氧异丁酸叔丁基酯、过氧月桂酸叔丁酯、过氧化-3，5，5-三甲基己酸叔丁基酯、叔己基过氧异丙基单碳酸酯、叔丁基过氧异丙基单碳酸酯、叔丁基过氧基-2-乙基己基单碳酸酯、2，5-二甲基-2，5-二(苯甲酰基过氧基)己烷、2，5-二甲基-2，5-二(间甲苯酰基过氧基)己烷、过氧乙酸叔丁酯、过氧苯甲酸叔己酯、过氧间甲苯酰基苯甲酸叔丁酯，过氧苯甲酸叔丁酯、二(叔丁基过氧基)间苯二甲酸酯等有机过氧化物。而且，可以使用将其改性为水乳化型的改性物。
它们可以单独或2种以上混合使用。
本发明的粘合剂组合物中，(B)脂肪酸酯化合物，相对于100重量份(A)有机异氰酸酯100重量份使用500重量份以下，优选10-250重量份、更优选20-100重量份。(C)游离基聚合引发剂，相对于100重量份(A)有机异氰酸酯和(B)脂肪酸酯化合物的总量，使用0.01-10重量份、优选使用0.1-5重量份。
作为本发明中使用的植物纤维材料例如木材(柳安木)屑、树皮、木质纤维、谷壳、秸秆(麦秆、稻秆、谷物秆等)、甘蔗渣、软木、竹、亚麻、黄麻(贵麻)。对上述物质的形状没有特别的限制，优选使用屑状。其中，从经济性角度考虑，秸秆最有利。
它们可以单独或2种以上混合使用。
在本发明中优选适宜使用在板形成时热量可以充分传导到内部的厚度形状的植物纤维材料形成的集成材料(例如OSB等)。
本发明中，将粘合剂组合物在植物纤维材料中混合的方法，可以根据情况任意选择，例如(一)将(A)有机异氰酸酯和(C)游离基聚合引发剂，根据情况进一步的(B)脂肪酸酯化合物，在使用前事先混合，再配合到植物纤维材料中，或(二)优选将根据情况的(B)脂肪酸酯化合物预先混合在植物纤维材料中，再与(A)有机异氰酸酯和(C)游离基聚合引发剂以任意的顺序配合。进一步的，可以将(A)有机异氰酸酯和(C)游离基聚合引发剂，和根据情况(B)脂肪酸酯化合物用水或有机溶剂稀释分散喷雾。
在本发明植物纤维质板的制备方法中，粘合剂组合物相对于100重量份植物纤维材料100重量份，优选配合0.1-50重量份，更优选0.5-25重量份，特别优选1-10重量份。
在本发明的植物纤维板的制造中的游离基聚合，是将成形的板制造用混合物在加热条件下用热板压布机等加压，具体的例如优选在50kg/cm2以下，100-250℃的条件下进行5-1000秒的处理。
通过在上述加压、加热条件下处理板制造用混合物，(A)有机异氰酸酯与秸秆水分中或秸秆和(B)脂肪酸酯化合物的分子内存在的羟基反应，而且(B)脂肪酸酯化合物分子内的双键游离基聚合可以形成板。下面，通过实施例对本发明进行更详细的说明。
实施例1将秸秆屑1000g放入旋转混合器滚筒中，在旋转时喷布30g PolymericMDI(日本聚氨酯工业公司制造WC-220)和30g蓖麻油和0.3g二异丙苯过氧化物的混合物。秸秆屑的粒径分布如图1所示。
将混合处理的秸秆屑在基底板上摆放的木框架(300×300×150mm)中以均一的厚度填充，除去木框架后，用加压热盘在160℃、20kg/cm2的条件下热压实制造板。
所得板容易从基底板上脱离。
这种板的物理性质根据JIS A 5908标准测定的结果和原料组成如表1中表示。
实施例2除了在实施例1中的30g Polymeric MDI和30g蓖麻油用40g Polymeric MDI和10g蓖麻油和10g桐油代替之外，同样地制备板，测定物理性质。
所得板容易从基底板上脱离。
这种板的物理性质以及原料组成在如表1所示。
实施例3除了在实施例1中的30g蓖麻油用30g桐油代替之外，其它与之相同，制备板，测定物理性质。
所得板容易从基底板上脱离。
这种板的物理性质以及原料组成在如表1种所示。
实施例4除了不使用在实施例2中的蓖麻油和桐油外，同样地制备板，测定物理性质。
所得板容易从基底板上脱离。
这种板的物理性质以及原料组成在如表1所示。
比较例1除了不使用其中的二异丙苯过氧化物，其它与实施例1相同，制备板，测定物理性质。
所得板容易从基底板上脱离。
这种板的物理性质以及原料组成如表2所示。
比较例2除了不使用其中的二异丙苯过氧化物，其它与实施例2相同，制备板，测定物理性质。
所得板容易从基底板上脱离。
这种板的物理性质以及原料组成如表2所示。
比较例3除了不使用其中的二异丙苯过氧化物，其它与实施例3相同，制备板，测定物理性质。
所得板容易从基底板上脱离。
这种板的物理性质以及原料组成如表2所示。
比较例4除了不使用其中的二异丙苯过氧化物，其它与实施例4相同，制备板，测定物理性质。
所得板容易从基底板上脱离。
这种板的物理性质以及原料组成如表2所示。
以上说明了，通过本发明可以提供制造时脱模性良好、溶胀率、吸水率等的耐水性和剥离强度、弯曲强度等的机械物理性质优良的植物纤维板的制造方法，以及其中使用的粘合剂组合物。
权利要求
1.一种植物纤维板用粘合剂组合物，其特征在于是由下述的(A)和(C)形成的，(A)有机异氰酸酯(C)游离基聚合引发剂。
2.一种植物纤维板用粘合剂组合物，其特征在于是由下述的(A)、(B)和(C)(A)有机异氰酸酯(B)分子内具有双键的脂肪酸酯化合物(C)游离基聚合引发剂。
3.一种植物纤维板的制备方法，其特征在于在植物纤维材料中混合权利要求1或2记载的植物纤维板用粘合剂组合物，然后使上述混合物成形为板状，并游离基聚合。
全文摘要
本发明提供了制造时脱模性良好，耐水性和机械物理性质优良的植物纤维板的制备方法，以及在上述制备方法中使用的粘合剂组合物。由下述(A)和(C)，根据情况进一步加上(B)的植物纤维板用粘合剂组合物，以及使用其的植物纤维板的制造方法(A)有机异氰酸酯；(B)分子内具有双键的脂肪酸酯化合物；(C)游离基聚合引发剂。
文档编号B27N3/04GK1548495SQ0314545
公开日2004年11月24日 申请日期2003年5月13日 优先权日2003年5月13日
发明者成濑晃, 王国平, 王方先 申请人:日本聚氨酯工业株式会社