用于生产木质纤维素型原料的压缩模塑制品的方法

本发明涉及从木质纤维素型原料，如在高脱膜条件下，通过使用有机 聚异氰酸酯的木纤维，生产具有良好的耐水性和耐湿性压缩模塑制品的具 有可加工性的方法。

众所周知，有机聚异氰酸酯作为粘合剂对于热压缩模塑制品(如从木质 纤维素型原料生产的刨花板和中等纤维板)具有良好的粘合性和可加工 性，木质纤维素型原料如木屑，木纤维和显示良好物理性能的制品。然而， 在连续或分批热压缩加工中，有机聚异氰酸酯的良好粘合性引起缺点，即 压缩模塑制品牢固地粘到接触的热板金属表面。

为了解决不希望的缺点(即与加热板的粘合)，需要预先往加热板表面 上喷涂脱模剂以形成脱模层。

日本专利公开No．3-21321公开了一种不同于表面喷涂脱模剂的方法， 其中，先于热压缩模塑，把有机聚异氰酸酯和矿物蜡喷涂到木质纤维素型 原料上以获得脱模性。但是，在该方法中，为了获得满意的脱模效果，需 要往混合物中加入大量的矿物蜡，因此该方法费用高，如果不改进的话， 不适于实际生产工艺。

日本公开特许No．4-232004公开了一种木质纤维素型原料的热压缩模 塑方法，即通过加入中性正磷酸盐酯作为蜡和聚异氰酸酯的相容剂。该方 法存在的问题为：在常温下，不能获得容易控制的蜡和中性正磷酸盐酯的 液体混合物。

本发明的发明人已经发现，在水介质中预先乳化的蜡容易被均匀分散 在有机正磷酸盐酯衍生物中，在常温下，容易控制所得到的混合物为液体 状态。本发明是基于上述发现完成的。

本发明目的在于提供一种在高脱膜条件下，用于生产木质纤维素型制 品的压缩模塑制品的方法。

本发明的方法是通过使用有机聚异氰酸酯化合物作粘合剂，用于生产 木质纤维素型原料的压缩模塑制品，该方法包括使用下列组分进行粘合：

(A)有机聚异氰酸酯，

(B)具有熔点范围从50℃-160℃的蜡的水乳液，

(C)一种有机磷酸盐酯衍生物，和

(D)可选用水。

在本发明的实验方案中有机磷酸盐酯衍生物是磷酸的脂族单-和／或二 -酯的链烷醇胺盐。

在本发明的另一个实验方案中，用链烷醇胺中和磷酸的单-和／或二-酯 与脂肪醇(具有12-20个碳原子)制备的有机磷酸盐酯衍生物。

在本发明的再另一个实验方案中，在使用前，不分顺序马上混合 (A)，(B)，(C)和(D)组分。

在本发明的更再另一个实验方案中，把组分(A)加入到由组分(B)，(C) 和(D)预先制备的混合物中，在使用前马上均匀混合所得到的混合物。

在本发明中使用的聚异氰酸酯可以是任何在分子中具有两个或更多个 异氰酸酯基团的有机聚异氰酸酯，它包括二苯基甲烷二异氰酸酯，甲苯二 异氰酸酯和六亚乙基二异氰酸酯。在这里术语“有机聚异氰酸酯”包括未 改性的有机聚异氰酸酯和改性的聚异氰酸酯。在本发明中优选的有机聚异 氰酸酯是由苯胺／甲醛缩合物光气化作用制备的双官能团的或多官能团的 多亚甲基多亚苯基聚异氰酸酯(后面称作“聚合的MDI”)：更优选的是具有 水分散性的水可分散的聚合的MDI。

众所周知，例如，由聚合的MDI与单官能团的含羟基物质反应(如具有 平均分子量从约250-约4000的亲水的烷氧基聚亚烷基二醇)制备水可分散 的聚合的MDI。

日本专利公开No．2-58287公开了一种水可分散的聚合的MDI，它是市 场可买到的“WOOD CURE-300”[NCO含量=28．0％-30．5％重量：由Nippon Polyurethane Industry Co．，Ltd．生产]。

有机聚异氰酸酯可以是由有机聚异氰酸酯与多元醇反应衍生的异氰酸 酯封端的预聚物。优选的异氰酸酯封端的预聚物是由MDI和／或聚合的MDI 与多元醇类(具有平均分子量范围从500-3000和含有亲水基团)反应制备 的。这些多元醇包括含有50mol％或更多氧丙环单元的聚醚多醇；具有阴离 子极基团如磺酸酯类(-SO3M，其中M是碱金属，季有机胺和类似物)的聚酯 -，聚碳酸酯-和聚醚-多醇，羧酸酯类(-COOM，其中M是碱金属，季有机胺 和类似物)和类似物。优选的异氰酸酯封端的预聚物可以是具有NCO-含量 20％-30％重量的反应产物，它是由MDI和／或聚合的MDI与含有50mol％或更 多氧丙环单元的聚醚多醇类反应得到的。

优选使用水可分散的聚合的MDI。

被用在本发明的蜡的水乳液是已知的蜡型防粘剂(熔点范围50℃-160 ℃)的水乳液，它包括天然蜡，如褐煤蜡，巴西棕榈蜡，米蜡(rice wax) 和石蜡；合成蜡如聚乙烯蜡，褐煤蜡衍生物类，石蜡衍生物类，硬化蓖麻 油和硬脂的酰胺。优选惯用的乳化剂用作乳化反应。乳液的固含量优选从 10％-50％重量。

用于本发明的有机磷酸酯衍生物包括众所周知的水可溶的磷酸酯型内 防粘剂如Zelec UN(由DuPont Co．生产的非中性磷酸酯盐醇)；和MOLD WIZ INT-1858和INT-1856，一种磷酸酯型内防粘剂(由Axel Plastics Research Laboratories Co．生产)。

通过使用磷酸酯使得板具有较高脱膜性和更满意的性能，磷酸酯是用 一种部分磷酸酯(由磷酸和脂肪醇制备的)的链烷醇胺通过中和作用制备 的。

所用的脂肪醇具有12-20个碳原子，包括十八烷醇，和油醇。磷酸的 酯化优选部分酯化以获得单-酯，-二酯，或它们的混合物。

用链烷醇胺中和部分磷酸酯以用作按照本发明的组合物的组分。不需 要精确的中和反应，化学计量比的范围从0．3-3．0。可以用链烷醇胺的中 和反应不完全或存在过量的链烷醇胺。用于中和反应的链烷醇胺包括单乙 醇胺，二乙醇胺，和三乙醇胺。有机磷酸酯衍生物可以是在水或其它溶剂 中的溶液。

通过把有机聚异氰酸酯组合物喷涂到木质纤维素型原料和热压缩原料 上，生产木质纤维素型压缩模塑制品。可以在任何刨花板成形条件下进行 成形。

对于有机聚异氰酸酯，含水蜡乳液和磷酸酯衍生物，在使用前可以马 上用(它们)形成的混合物喷涂或分别地涂到木质纤维素型原料上。除了上 述的三种组分可以选用水。

在分批混合器或连续混合器中，通过往木质纤维素型原料上均匀喷涂 组分(A)，(B)，(C)和选用的组分(D)的混合物而把各组分应用到木质纤维素 型原料上。

另一方面，在分批混合器或连续混合器中，组分(A)，(B)，(C)和(D)(按 任何顺序)被分别地喷涂到木质纤维素型原料上。优选使用连续混合。

在制备混合物时，可以按任何顺序混合组分(A)，(B)，(C)和(D)。然而， 优选最后加入组分(A)。并优选预先混合组分(B)和(C)。优选使用组分 (A)，(B)，(C)和(D)的混合物。

在连续在线生产中，优选在使用前混合含水蜡乳液和磷酸酯衍生物。 通过静态反应器使这种预先的混合物进一步连续地与水混合，接着与有机 聚异氰酸酯混合。把所得到的混合物喷涂到木质纤维素型原料上。

US专利No．5，093，058，No．5，188，785，No．5，200，267公开了连续的方 法和用于该方法的设备。

基于100重量份干木质纤维素型原料，相对于木质纤维素型原料的各 组分的量范围分别为5-20重量份有机聚异氰酸酯，0．5-0．4重量份含水 蜡乳液的固体成分，和0．1-2．0重量份磷酸酯衍生物的固体成分。

为了保持垫层的含水量，优选先于压缩以恒定值加入水。从所需要的 垫层水分含量设定值和木质纤维素型原料和乳液中的含水量之间的差计算 加入的水量。垫层水分含量范围为5-35％重量，优选为5-30％重量。

用本发明的方法，在木质纤维素型原料(如木屑，和木质纤维)的热压 缩模塑中防止原料粘合到金属表面上。此外，有助于把在常温为固态的蜡 处理成均匀液体乳液状态。

通过实施例来描述本发明，但不限制本发明。在实施例中，单位“份” 和“％”分别基于重量。 实施例1

用实验室用混合器混合，16．8g褐煤蜡乳液，“MN-30”(固体含量： 30％，Orion Kasei K．K)；1g磷酸酯衍生物，“MOLD WIZ INT-1858”(固 体含量：100％：Axel Plastics Research Laboratories Co．)；和35．9g 蒸馏水，以制备预先的混合物。

往所得到的预先混合物中加入20．1g水可乳化MDI，“WOOD CURE- 300”(Nippon Polyurethane Industry Co．，Ltd．)，用实验室用混合器通过 完全混合得到组合A。

往100份干屑中混入22．0份上述的组合A，在下面的模塑条件下对其 热压缩模塑。

通过在板的两个表面上放置铁板条“SPCC-SB”(Nippon Test Panel K．K)检查脱膜性。 [模塑条件]

板尺寸：          25cm×25cm

板厚度：          9cm

设计密度：        0．700g／cm3

屑的水含量        3％，柳安木屑

产品的水含量：    9％

垫层的含水量：    16％

压缩温度：        160℃

压缩压力：        30kg／cm2(板压力)

压缩时间：        每mm板厚12秒(108秒)

结果，容易从铁板分离压缩模塑板而不把屑粘到铁板上。按照JIS A 5908，该板具有抗挠强度288kg／cm2，并按照JIS A 5901，由于吸收水显示 厚度增加比为6．2％。

在下面的实施例中使用相同的测量方法。 实施例2

用实验室用混合器混合，13．3g巴西棕榈蜡乳液，“BN-50”(固体含 量：50％，Orion Kasei K．K)；1．0g磷酸酯衍生物，“MOLD WIZ INT-1858” (固体含量100％：Axel Plastics Research Laboratories Co．)；和41．0g 蒸馏水，以制备预先的混合物。

往所得到的预先混合物中加入20．0g水可乳化MDI，“WOOD CURE- 300”(Nippon Polyurethane Industry Co．，Ltd．)，用实验室用混合器通过 完全混合得到组合B。

往100份干屑中混入22．6份上述的组合B，在与实施例1相同的模塑 条件下对其热压缩模塑。

容易从铁板分离压缩模塑板而不把屑粘到铁板上。该板具有抗挠强度 288kg／cm2，并由于吸收水显示厚度增加比为6．4％。 实施例3

按照与实施例1相同的方式进行热压缩模塑，不同的是用聚合的MDI， “Millionate MR300”(Nippon Polyurethane Industry Co．，Ltd．)代替 水可乳化的MDI。

容易从铁板分离压缩模塑板而不把屑粘到铁板上。该板具有抗挠强度 287kg／cm2，并由于吸收水显示厚度增加比为6．2％。 实施例4

按照与实施例1相同的方式进行热压缩模塑，不同的是用非中性磷酸 盐醇“Zelec UN”(由DuPont Co．生产，固含量：100％)代替磷酸酯衍生 物。

容易从铁板分离压缩模塑板而不把屑粘到铁板上。该板具有抗挠强度 290kg／cm2，并由于吸收水显示厚度增加比为6．3％。 实施例5

按照与实施例1相同的方式进行热压缩模塑，不同的是用由100重量 份二油酰(dioleyl)磷酸酯与25重量份三乙醇胺(摩尔比=1∶1)中和制得的 产物代替磷酸酯衍生物。

容易从铁板分离压缩模塑板而不把屑粘到铁板上。该板具有抗挠强度 320kg／cm2，并由于吸收水显示厚度增加比为5．0％。 对比实施例1

用实验室用混合器混合，33．2g褐煤蜡乳液，“MN-30”(固体含量： 30％，Orion Kasei K．K)；和24．5g蒸馏水，以制备预先的混合物。

往所得到的预先混合物中加入19．9g水可乳化MDI，“WOOD CURE- 300”(Nippon Polyurethane Industry Co．，Ltd．)，用实验室用混合器通过 完全混合得到组合F。

往100份干屑中混入23．4份上述的组合F，在与实施例1相同的模塑 条件下对其热压缩模塑。

由于压缩模塑板与铁板坚固的粘合，不能将其从铁板上拉开。 对比实施例2

用实验室用混合器混合，19．9g巴西棕榈蜡乳液，“BN-50”(固体含 量：50％，Orion Kasei K．K)；和37．8g蒸馏水，以制备预先的混合物。

往所得到的预先混合物中加入19．9g水可乳化MDI，“WOOD CURE- 300”(Nippon Polyurethane Industry Co．，Ltd．)，用实验室用混合器通过 完全混合得到组合G。

往100份干屑中混入23．4份上述的组合G，在与实施例1相同的模塑 条件下对混合物热压缩模塑。

由于压缩模塑板与铁板坚固的粘合，不能将其从铁板上拉开。 对比实施例3

用实验室用混合器混合；1．0g磷酸酯衍生物，“MOLD WIZ INT-1858” (固体含量：100％：Axel Plastics Research Laboratories Co．)；和47．5g 蒸馏水，以制备预先的混合物。

往所得到的预先混合物中加入20．4g水可乳化MDI，“WOOD CURE- 300”(Nippon Polyurethane Industry Co．，Ltd．)，用实验室用混合器通过 完全混合得到组合H。

往100份干屑中混入20．3份上述的组合H，在与实施例1相同的模塑 条件下对混合物热压缩模塑。

由于压缩模塑板与铁板坚固的粘合，不能将其从铁板上拉开。 对比实施例4

用实验室用混合器混合；3．4g磷酸酯衍生物，“MOLD WIZ INT-1858” (固体含量：100％：Axel Plastics Research Laboratories Co．)；和47．6g 蒸馏水，以制备预先的混合物。

往所得到的预先混合物中加入20．4g水可乳化MDI，“WOOD CURE- 300”(Nippon Polyurethane Industry Co．，Ltd．)，用实验室用混合器通过 完全混合得到组合J。

往100份干屑中混入21．1份上述的组合J，在与实施例1相同的模塑 条件下对混合物热压缩模塑。

容易从铁板分离热压缩模塑板而不把屑粘到铁板上。该板具有抗挠强 度272kg／cm2，并由于吸收水显示厚度增加比为18．3％。板的耐水性远远低 于实施例1-3的板的耐水性。 对比实施例1的制备

在50ml样品瓶中放7．5g熔点范围75℃-85℃的褐煤蜡，和12．5g 2- 乙基己基二苯基磷酸酯，并加热达95℃以形成溶液。在该温度形成溶液后， 停止加热，并让溶液继续自然冷却。在约50℃-60℃，溶液失去流动性。 在常温下，溶液根本没有流动性。