專利名稱：定向結(jié)構(gòu)板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種定向結(jié)構(gòu)板(Oriented Strand Board，OSB)，包括芯層和兩個(gè)面層，其中至少面層包含膠粘劑組合物。
目前商業(yè)上制備的定向結(jié)構(gòu)板包括木條與膠粘劑組合物結(jié)合而成的芯層，該芯層被木條與另一種膠粘劑結(jié)合而成的兩個(gè)面層所覆蓋。OSB中的木條通常具有以下尺寸長(zhǎng)度在5mm與150mm之間，寬度在1mm與50mm之間，厚度在0.1mm與2mm之間。芯層可以構(gòu)成OSB的10wt％到90wt％，優(yōu)選OSB的40wt％到70wt％。已知的OSB的芯層中的膠粘劑組合物包含2-8wt％(干樹脂/干木料)的聚合二苯甲烷二異氰酸酯(pMDI)樹脂或者酚醛(PF)樹脂。面層中的膠粘劑組合物包含蜜胺脲醛(MUF)樹脂，還可以包含其中添加脫模劑的少量的苯酚或酚醛樹脂或者pMDI樹脂。面層的樹脂含量對(duì)于MUF通常為9-12wt％干樹脂/干木料，對(duì)于PF通常為2-6wt％干樹脂/干木料。按照慣例，制備好的OSB中的膠粘劑至少被部分地固化，優(yōu)選全部固化。這些已知的OSB可以符合EN 300標(biāo)準(zhǔn)中的OSB/3或者OSB/4標(biāo)準(zhǔn)。
已知的OSB的缺點(diǎn)是，為了確保符合OSB/3或者OSB/4標(biāo)準(zhǔn)，OSB中特別是面層中所需的樹脂的量較高。
本發(fā)明的目的是克服所述缺點(diǎn)。
所述目的通過以下方式達(dá)到至少一個(gè)面層中的膠粘劑組合物包含含有蜜胺、甲醛、可選的尿素和可選的芳香族羥基化合物的樹脂，其中蜜胺與甲醛的摩爾比為1∶0.8-1∶4.0，蜜胺與尿素的摩爾比為1∶0-1∶2.0，蜜胺與芳香族羥基化合物的摩爾比為1∶0-1∶2.0。優(yōu)選地，兩個(gè)面層中的膠粘劑組合物都包含根據(jù)本發(fā)明的樹脂。
根據(jù)本發(fā)明的OSB的優(yōu)點(diǎn)是，當(dāng)使用本申請(qǐng)中的可知類型的樹脂時(shí)，可以制得面層中具有較低量的樹脂的符合OSB/3或者OSB/4標(biāo)準(zhǔn)的OSB。通過將如上所限定的樹脂用于制備OSB的至少一個(gè)面層，為了制造符合OSB/3或者OSB/4標(biāo)準(zhǔn)的OSB而在面層中須使用的樹脂的量可以減少至2.5-8wt％干樹脂/干木料。因此使得OSB的成本價(jià)格低于上述已知的OSB的成本價(jià)格。另外，如果根據(jù)本發(fā)明的OSB在至少一個(gè)面層中包含所述相同量的樹脂，則此OSB與已知的OSB相比會(huì)呈現(xiàn)出優(yōu)越的性質(zhì)，特別是與沸水接觸后的內(nèi)部粘合強(qiáng)度和膨脹相關(guān)的性質(zhì)。
根據(jù)本發(fā)明的OSB是指制備好的OSB；如已知的，這意味著所有的樹脂和/或膠粘劑組合物都至少部分地被固化。優(yōu)選地，它們均被完全固化。
根據(jù)本發(fā)明的樹脂組合物包含蜜胺和甲醛。樹脂組合物中的蜜胺和甲醛是以摩爾比1∶0.8-1∶4.0存在的；優(yōu)選地，所述蜜胺∶甲醛摩爾比介于1∶0.85和1∶3.5之間；更優(yōu)選地，所述比例介于1∶0.9和1∶3.25之間；甚至更優(yōu)選地，所述比例介于1∶1.0和1∶3.0之間；特別地，所述比例介于1∶1.05和1∶2.8之間；最優(yōu)選地，所述比例介于1∶1.1和1∶2.6之間。如通常所知的，固化樹脂是為了達(dá)到其最終性能。在本發(fā)明中，術(shù)語“樹脂”涉及以未固化狀態(tài)存在的以及當(dāng)其作為制備好的OSB的一部分時(shí)在最終產(chǎn)品中以部分或全部固化狀態(tài)存在的樹脂。
樹脂通常是通過將干燥蜜胺粉末與甲醛水溶液進(jìn)行混合而制備的。此溶液的甲醛濃度例如是含30-55wt％的甲醛。
樹脂組合物可以還含有尿素和/或芳香族羥基化合物。
當(dāng)樹脂組合物中存在尿素時(shí)，蜜胺與尿素的摩爾比為1∶0-2.0；優(yōu)選地，所述蜜胺∶尿素摩爾比介于1∶0.05和1∶1.8之間，更優(yōu)選1∶0.1和1∶1.6之間，特別是1∶0.15和1∶1.4之間或者1∶0.25和1∶1.2之間。已令人驚訝地發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本發(fā)明的樹脂組合物中的一些尿素的存在對(duì)根據(jù)本發(fā)明的OSB的最終性質(zhì)具有有利的影響，然而與蜜胺相比通常認(rèn)為尿素本身導(dǎo)致了性能劣化。因此在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，樹脂中的蜜胺∶尿素摩爾比介于1∶0.25和1∶0.9之間。當(dāng)樹脂組合物中存在芳香族羥基化合物時(shí)，蜜胺與芳香族羥基化合物的摩爾比為1∶0-2.0，優(yōu)選1∶0.05-1.0。
芳香族羥基化合物的例子是間苯二酚、對(duì)苯二酚或者雙酚A。然而優(yōu)選使用苯酚作為芳香族羥基化合物。
可以通過添加固體尿素或者通過添加尿素水溶液并將其與蜜胺和甲醛溶液混合而將尿素引入樹脂混合物中。也可使用甲醛和尿素的水溶液與蜜胺粉末的組合。
當(dāng)制備樹脂組合物時(shí)，苯酚可以就其本身或者以甲醛/苯酚預(yù)縮合物的形式被添加。
在根據(jù)本發(fā)明的OSB的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，至少一個(gè)面層不包含聚合二苯甲烷二異氰酸酯(pMDI)樹脂；更優(yōu)選地，兩個(gè)面層均不包含pMDI樹脂。在根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，芯層不包含pMDI樹脂。還更優(yōu)選地，OSB整體上不包含pMDI樹脂。這具有的優(yōu)點(diǎn)是，OSB可以被更快地制備，原因是與基于pMDI的膠粘劑組合物相比含氨基塑料的膠粘劑組合物通常具有更高的固化速度。
對(duì)制備根據(jù)本發(fā)明的OSB所用的樹脂的一個(gè)非限制性的指示如下在20℃至40℃的溫度下互相添加并混合構(gòu)成樹脂組合物的組分。然后將溫度升至70℃和100℃之間?；旌衔锏膒H值優(yōu)選在7.0和10.0之間。在此條件下混合物發(fā)生反應(yīng)，即進(jìn)行縮合，直到樹脂組合物的粘度在10mPas和1000mPas之間，優(yōu)選在200mPas和900mPas之間。然后將樹脂組合物冷卻至20-75℃，優(yōu)選至室溫。已冷卻的樹脂組合物的pH通常在7和10之間。
對(duì)制備作為根據(jù)本發(fā)明的OSB的一部分的樹脂組合物的另一個(gè)非限制性的指示是包含分步計(jì)量加料組分的方法。例如，尿素可以在縮合時(shí)或者縮合之后被添加。
為了調(diào)節(jié)樹脂組合物的pH，可以使用產(chǎn)生堿性條件的普通添加劑，如優(yōu)選水溶液形式的堿金屬或者堿土金屬氫氧化物、例如三丁胺或三乙胺的叔胺、或者例如三乙醇胺和甲基二乙醇胺的烷醇叔胺。
水性樹脂組合物在20℃下的粘度通常為10-900mPas，且其固體含量在50％和80％之間。
通常，產(chǎn)品可在20℃下保存幾個(gè)星期。如已知的，樹脂中也可以添加少量的其它添加劑。
當(dāng)被用作定向結(jié)構(gòu)板(OSB)的面層中的樹脂時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的樹脂組合物具有令人驚訝的優(yōu)良性質(zhì)。其方法如下所述。
為了在面層中應(yīng)用，通常將樹脂與催化劑或者硬化劑混合從而形成膠粘劑組合物。通常使用例如硫酸銨作為硬化劑，其量不超過5wt％干硬化劑/干樹脂。但是也可以使用其它硬化劑；例如氯化銨或者硝酸銨。根據(jù)本發(fā)明的膠粘劑組合物可以任選地包含一種或者多種其它樹脂。在制備膠粘劑組合物時(shí)也可以應(yīng)用石蠟；這樣做通常是為了增強(qiáng)OSB的耐濕性。在根據(jù)本發(fā)明的OSB的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，上面給定的關(guān)于膠粘劑組合物中所含樹脂的三個(gè)摩爾比(蜜胺與甲醛的摩爾比、蜜胺與尿素的摩爾比和蜜胺與芳香族羥基化合物的摩爾比)也適用于作為整體的膠粘劑組合物。優(yōu)選地，膠粘劑組合物不包含除上述樹脂組合物之外的任何其它樹脂。
在添加催化劑之后，通常在OSB制造中的數(shù)小時(shí)內(nèi)使用膠粘劑組合物；將膠粘劑組合物噴涂在木條上，以用其涂覆木條。木條的長(zhǎng)度通常在5mm和200mm之間，優(yōu)選在20mm和150mm之間，更優(yōu)選在40mm和140mm之間，特別是在60mm和130mm之間，最優(yōu)選在80mm和120mm之間。木條的寬度通常在1mm和60mm之間，優(yōu)選在5mm和50mm之間，更優(yōu)選在10mm和40mm之間，特別是在14mm和30mm之間，最優(yōu)選在18mm和25mm之間。木條的厚度通常在0.1mm和2mm之間，優(yōu)選在0.2mm和1.5mm之間，更優(yōu)選在0.3mm和1.2mm之間，特別是在0.4mm和1mm之間，最優(yōu)選在0.5mm和0.8mm之間。一經(jīng)加熱膠粘劑組合物被固化/硬化，從而將木條彼此粘合在一起。加熱和固化/硬化發(fā)生在壓制最終OSB材料時(shí)。
制造OSB的方法通常是已知的，并在例如下列文獻(xiàn)中有所描述“Holzwekstoffe und Leime，M.Dunky and P.Niemz，p 133-135，Springer-Verlag，2002”和“Taschenbuch der Spanplatten Technik，Deppe & Ernst，p258-266，1991，DRW Verlag”。
制造根據(jù)本發(fā)明的定向結(jié)構(gòu)板的方法包括將根據(jù)本發(fā)明的膠粘劑組合物噴涂在OSB的至少一個(gè)面層優(yōu)選兩個(gè)面層的木條上。為了達(dá)到根據(jù)OSB/3或者OSB/4標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量，在所述一個(gè)面層或者兩個(gè)面層中的樹脂的量可以是2.5至8wt％干樹脂/干木料。優(yōu)選地，在一個(gè)面層或者兩個(gè)面層中的樹脂的量是至少2.75％，更優(yōu)選至少3.0％；這具有的優(yōu)點(diǎn)是，隨著樹脂的量增大，OSB的性能也提高；特別地，在一個(gè)面層或者兩個(gè)面層中的樹脂的量是至少3.25％，更優(yōu)選至少3.5wt％干樹脂/干木料。為了保證根據(jù)本發(fā)明的OSB的成本保持競(jìng)爭(zhēng)性，在一個(gè)面層或者兩個(gè)面層中的樹脂的量?jī)?yōu)選至多7.5％，更優(yōu)選至多7.0％，特別是至多6.5％，最優(yōu)選至多6wt％干樹脂/干木料。
芯材料是通過涂覆木條而制備的。通常，芯層中的木條小于面層中的木條。在已知的OSB中，木條的涂覆(也稱處理)通常是用基本上由聚合二苯甲烷二異氰酸酯(pMDI)或者酚醛(PF)樹脂組成的膠粘劑組合物來進(jìn)行的。在根據(jù)本發(fā)明的OSB中，也可以進(jìn)行此處理。然而在根據(jù)本發(fā)明的OSB的優(yōu)選實(shí)施方式中，芯層的木條包含含有樹脂組合物的膠粘劑組合物，其中所述樹脂組合物主要包含或者甚至基本由蜜胺、甲醛、可選的尿素和可選的芳香族羥基化合物組成。芯層中膠粘劑組合物中的樹脂優(yōu)選具有1∶0.8-1∶9的蜜胺與甲醛摩爾比，1∶0-1∶6的蜜胺與尿素摩爾比，1∶0-1∶2的蜜胺與芳香族羥基化合物摩爾比。更優(yōu)選地，芯層中膠粘劑組合物中的樹脂具有1∶0.8-1∶4的蜜胺與甲醛摩爾比，1∶0.1-1∶1.5的蜜胺與尿素摩爾比。這具有的優(yōu)點(diǎn)是，如同面層中的情況，與基于pMDI或者純PF樹脂的已知的膠粘劑組合物相比，在芯層中可以使用較少量的膠粘劑組合物，同時(shí)仍然達(dá)到了例如OSB/3或者OSB/4標(biāo)準(zhǔn)中所要求性能的理想的最終性能。在此實(shí)施方式中，根據(jù)本發(fā)明的OSB優(yōu)選不包含任何pMDI(未固化的、部分固化的或者全部固化的)。優(yōu)選地，將上述給定的摩爾比也適用于作為整體的膠粘劑組合物，因而膠粘劑組合物優(yōu)選不包含任何其它樹脂。
在根據(jù)本發(fā)明的膠粘劑組合物中所用的樹脂組合物具有一定的固體含量。如技術(shù)人員所知的，樹脂的固體含量是通過將少量樹脂(例如1或2克)放入120℃的烘箱中2小時(shí)而測(cè)定的。固體含量被定義為剩余物質(zhì)的相對(duì)重量，以放入烘箱的樹脂的重量百分比表示。在根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，處理芯層的木條所用的樹脂組合物的固體含量為至少60％或者62％。更優(yōu)選地，固體含量為至少64％或者66％。隨固體含量上升，引入芯層內(nèi)的水量減少。由于在后續(xù)的壓制步驟中應(yīng)當(dāng)除去水，因此引入盡量少的水是有利的。因而特別地，樹脂的固體含量為至少68％。最優(yōu)選地，固體含量為至少70％。樹脂的粘度也隨著固體含量的上升而增大。實(shí)踐表明，如果樹脂的固體含量保持低于80％、更優(yōu)選低于78％、特別是低于76％和最優(yōu)選低于75％，則有利于達(dá)到膠粘劑組合物在木條上的均勻分布。優(yōu)選地，膠粘劑組合物的粘度介于700mPas和900mPas之間；如前所示，膠粘劑組合物的粘度也受發(fā)生的縮合程度的影響。
在OSB的芯層的膠粘劑組合物中使用包含蜜胺、甲醛、可選的尿素和可選的芳香族羥基化合物的樹脂組合物，除了涉及面層的考慮，對(duì)其本身是有利的。因此，本發(fā)明還涉及包括芯層和兩個(gè)面層的OSB，其中至少芯層包含膠粘劑組合物，其中芯層中的膠粘劑組合物包含含有蜜胺、甲醛、可選的尿素和可選的芳香族羥基化合物的樹脂組合物，其中蜜胺與甲醛的摩爾比為1∶0.8-1∶9，蜜胺與尿素的摩爾比為1∶0-1∶6，蜜胺與芳香族羥基化合物的摩爾比為1∶0-1∶2。優(yōu)選地，芯層的膠粘劑組合物中的樹脂的蜜胺與甲醛的摩爾比為1∶0.8-1∶4，蜜胺與尿素的摩爾比為1∶0.1-1∶2。芯層中樹脂的量為在本發(fā)明的此方面中在上面所給出的。因此，芯層中尿素的量?jī)?yōu)選為0-0.025kg/kg芯層，更優(yōu)選0.005-0.015kg尿素/kg芯層。芯層所用樹脂的固體含量?jī)?yōu)選在上述給出的范圍內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的此OSB的面層可以包含已知的膠粘劑組合物，即包含基于pMDI樹脂或者PF樹脂。然而優(yōu)選地，至少一個(gè)面層優(yōu)選兩個(gè)面層包含膠粘劑組合物，其中樹脂包含或者甚至基本由根據(jù)本發(fā)明如上所述的化合物組成。優(yōu)選地，在兩個(gè)面層以及芯層中使用相同的膠粘劑組合物。這具有的優(yōu)點(diǎn)是，在OSB的制備中只需處理一種類型的樹脂和膠粘劑組合物。
通常通過以下方法制備OSB首先分散(同時(shí)通常實(shí)現(xiàn)定向)面層材料，之后是芯層材料然后是另一個(gè)面層材料層，然后將其熱壓而成OSB。在熱壓時(shí)發(fā)生固化。壓制可以是連續(xù)方式的或者間歇方式的。在芯層和面層中可以使用不同尺寸和定向的木條。與面層中的木條相比，芯層中的木條通常具有更小的尺寸和更低的定向度。
如此處所述，OSB具有三個(gè)層，一個(gè)芯層和兩個(gè)面層?？梢灾苽渚哂?個(gè)或者更多層的OSB也是已知的，例如通過在芯層和至少一個(gè)面層之間引入至少一個(gè)層。在本發(fā)明的上下文中，優(yōu)選將全部不是面層的層看作芯層并根據(jù)本發(fā)明對(duì)其進(jìn)行處理。
已知的典型壓制條件是1-7MPa、150-270℃，壓制時(shí)間是3-12sec/mm，優(yōu)選5-10sec/mm。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知，壓制時(shí)間是以秒每mm的OBS厚度給出的。
概括地講，制備根據(jù)本發(fā)明的定向結(jié)構(gòu)板(OSB)的方法優(yōu)選包括如下步驟a)制備包含含有蜜胺、甲醛、可選的尿素和芳香族羥基化合物的樹脂組合物的膠粘劑組合物，其中蜜胺與甲醛的摩爾比為1∶0.8-4.0，蜜胺與尿素的摩爾比為1∶0-2.0，蜜胺與芳香族羥基化合物的摩爾比為1∶0-2.0；b)用膠粘劑組合物處理木條；c)分散經(jīng)膠粘劑處理的木條以形成面層、該面層上的芯層和該芯層上的另一個(gè)面層，其中至少一個(gè)面層的木條是用a)中制備的膠粘劑組合物處理的；d)壓制木條以形成OSB，其中膠粘劑組合物至少部分地固化。
優(yōu)選地，兩個(gè)面層的木條都用步驟a)中制備的膠粘劑組合物處理。優(yōu)選地，步驟a)中制備的膠粘劑組合物中的樹脂的固體含量在67％和77％之間，更優(yōu)選在70％和75％之間。優(yōu)選地，芯層也用步驟a)中制備的膠粘劑組合物進(jìn)行處理。
根據(jù)本發(fā)明的OSB可以在至少一個(gè)面層中包含一定量的尿素，通常大部分是以鍵合的形式。此量可以表示為每kg面層所含尿素的千克數(shù)。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的成品OSB的至少一個(gè)面層包含的尿素的量為0.001-0.025kg/kg面層，更優(yōu)選0.005-0.015kg/kg面層。面層中的尿素的量可以采用已知方法例如Raman光譜或者固態(tài)NMR來測(cè)定。在本發(fā)明的上下文中涉及的OSB面層中的尿素是指尿素本身和以樹脂中的鍵合形式。優(yōu)選地，芯層的尿素含量也在上述給出的范圍之內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的成品OSB可以滿足EN 300要求中對(duì)OSB/3或者OSB/4材料的要求。此處的典型要求是對(duì)沸騰后的內(nèi)部粘合強(qiáng)度和厚度膨脹率的要求。
根據(jù)EN 317測(cè)定厚度膨脹率，并且對(duì)于符合OSB/3或者OSB/4標(biāo)準(zhǔn)的OSB，厚度膨脹率必須分別低于15％或者12％。根據(jù)EN 321和EN319測(cè)定沸騰后的內(nèi)部粘合強(qiáng)度。不同OSB厚度下的內(nèi)部粘合強(qiáng)度最小值為
通過以下實(shí)施例進(jìn)一步描述本發(fā)明。
實(shí)施例I樹脂制備將50wt％的甲醛水溶液與酚醛預(yù)縮合物的溶液進(jìn)行混合，并攪拌。用NaOH將混合物的pH調(diào)至9。在室溫下添加蜜胺。
然后將溫度升至90℃。溶解蜜胺并發(fā)生縮合直至耐水度為1.5-2。在20℃下測(cè)定耐水度。
然后將混合物冷卻。在60℃下添加尿素，之后在攪拌的同時(shí)將混合物進(jìn)一步冷卻至室溫。
樹脂組合物中相對(duì)每摩爾蜜胺包含2.2mol甲醛；0.26mol尿素和0.16mol苯酚。
樹脂的性質(zhì)為粘度＝300mPas(在20℃下)，pH＝10，固體含量＝62.5％，膠凝時(shí)間＝50秒，
耐水度＝1.5OSB制備通過向樹脂中添加作為硬化劑的硫酸銨以及1wt％(基于“濕”樹脂)的石蠟乳液從而制備用于OSB的兩個(gè)面層的膠粘劑組合物。然后將膠粘劑組合物噴涂在木條上。
OSB的面層包含5.8％的干樹脂/干木料和1％的干硬化劑/干樹脂。
將用于芯層的膠粘劑組合物也噴涂在木條上。OSB的芯層包含3.0％的干pMDI/干木料。然后通過分散一層木條作為面層、再分散一層木條作為芯層之后再分散一層木條作為第二面層，從而制備OSB。
芯層與面層的重量比為50/50。以9.4sec/mm的壓力因子、235℃的平均溫度和5MPa的壓力對(duì)OSB進(jìn)行壓制。
制得了厚度為22mm的OSB，其厚度膨脹率為8.9％，沸騰后的內(nèi)部粘合強(qiáng)度值為0.155N/mm2。
實(shí)施例II用如例如在實(shí)施例I中所述的相同的方法制備厚度為18mm的OSB。對(duì)于此OSB，面層包含6.0％的干樹脂/干木料和1.5％的干硬化劑/干樹脂。
以9.2sec/mm的壓力因子、235℃的平均溫度和5MPa的壓力對(duì)OSB進(jìn)行壓制。
制得了OSB，其厚度膨脹率為11.0％，沸騰后的內(nèi)部粘合強(qiáng)度為0.15N/mm2。
對(duì)比實(shí)驗(yàn)樹脂制備將50wt％的甲醛水溶液與酚醛預(yù)縮合物的溶液進(jìn)行混合，并攪拌。用NaOH將混合物的pH調(diào)至9。在室溫下添加蜜胺。
然后將溫度升至90℃。在此期間，當(dāng)溫度達(dá)到82℃時(shí)添加尿素。溶解蜜胺(和尿素)，發(fā)生縮合直至耐水度為3。在20℃下測(cè)定耐水度。在縮合時(shí)，通過添加NaOH將pH保持在9；當(dāng)耐水性達(dá)到3時(shí)，將pH升至10。然后將混合物冷卻至室溫。
樹脂組合物中相對(duì)每摩爾蜜胺包含4.17mol甲醛；2.27mol尿素和0.2mol苯酚。
樹脂的性質(zhì)為粘度＝300mPas(在20℃下)，pH＝10，固體含量＝62.5％，膠凝時(shí)間＝50秒，耐水度＝3OSB制備通過向樹脂中添加作為硬化劑的硫酸銨以及1wt％(基于“濕”樹脂)的石蠟乳液從而制備用于OSB的兩個(gè)面層的膠粘劑組合物。然后將膠粘劑組合物噴涂在木條上。
OSB的面層包含11wt％的干樹脂/干木料和1％的干硬化劑/干樹脂。
將用于芯層的膠粘劑組合物也噴涂在木條上。OSB的芯層包含3.0％的干pMDI/干木料。然后通過分散一層木條作為面層、再分散一層木條作為芯層之后再分散一層木條作為第二面層，從而制備OSB。
芯層與面層的重量比為50/50。以9.4sec/mm的壓力因子、235℃的平均溫度和5MPa的壓力對(duì)OSB進(jìn)行壓制。
制得了厚度為22mm的OSB，其厚度膨脹率為10％，沸騰后的內(nèi)部粘合強(qiáng)度值為0.14N/mm2。
實(shí)施例III用于面層的樹脂-樹脂A的制備使用如實(shí)施例I中制備的相同的樹脂。
用于芯層的樹脂-樹脂B的制備將50wt％的甲醛水溶液與酚醛預(yù)縮合物的溶液進(jìn)行混合，并攪拌。用NaOH將混合物的pH調(diào)至9。在室溫下添加蜜胺。
然后將溫度升至90℃。在此期間，當(dāng)溫度達(dá)到82℃時(shí)添加尿素。溶解蜜胺(和尿素)，發(fā)生縮合直至耐水度為3。在20℃下測(cè)定耐水度。在縮合時(shí)，通過添加NaOH將pH保持在9；當(dāng)耐水性達(dá)到3時(shí)，pH升至10。然后將混合物冷卻至室溫。
樹脂組合物中相對(duì)每摩爾蜜胺包含2.6mol甲醛；0.9mol尿素和0.16mol苯酚。
樹脂的性質(zhì)為粘度＝300mPas(在20℃下)，pH＝9.6，固體含量＝62％，膠凝時(shí)間＝55秒，耐水度＝1OSB制備通過向樹脂A中添加作為硬化劑的硫酸銨以及1wt％(基于“濕”樹脂)的石蠟乳液從而制備用于OSB的兩個(gè)面層的膠粘劑組合物。然后將膠粘劑組合物噴涂在木條上。
OSB的面層包含5.8wt％的干樹脂/干木料和1％的干硬化劑/干樹脂。
通過向樹脂B中添加作為硬化劑的硝酸銨以及1wt％(基于“濕”樹脂)的石蠟乳液從而制備用于OSB的芯層的膠粘劑組合物。然后將膠粘劑組合物噴涂在木條上。
OSB的芯層包含4wt％的干樹脂/干木料和2％的干硬化劑/干樹脂。
然后通過分散一層木條作為面層、再分散一層木條作為芯層之后再分散一層木條作為第二面層，從而制備OSB。
芯層與面層的重量比為50/50。以8sec/mm的壓力因子、200℃的平均溫度和5MPa的壓力對(duì)OSB進(jìn)行壓制。
制得了厚度為16mm的OSB，其沸騰后的內(nèi)部粘合強(qiáng)度值為0.13N/mm2。
實(shí)施例IV用于面層的樹脂-樹脂A的制備使用如實(shí)施例III中制備的相同的樹脂A。
用于芯層的樹脂-樹脂B的制備使用如實(shí)施例III中制備的相同的樹脂B。
OSB制備以與實(shí)施例III相同的方式制備膠粘劑組合物和16mm的OSB，不同之處是芯層包含5％的干樹脂/干木料。OSB的沸騰后的內(nèi)部粘合強(qiáng)度值為0.25N/mm2。
附加數(shù)據(jù)將如實(shí)施例II和實(shí)施例IV制備的OSB的面層完全剝?nèi)ァｋS后，對(duì)這樣的芯層的沸騰后的內(nèi)部粘合強(qiáng)度值進(jìn)行測(cè)量。兩個(gè)芯層所得值均為0.25N/mm2。
從實(shí)施例I和對(duì)比實(shí)驗(yàn)可以看出，與由已知用于此目的的氨基塑料樹脂制備的OSB相比，根據(jù)本發(fā)明的OSB在面層中所含的氨基塑料樹脂的量要少得多，而根據(jù)本發(fā)明的OSB的性能至少與已知OSB的性能同樣好。實(shí)施例II、III和IV說明，當(dāng)兩個(gè)面層和芯層都包含根據(jù)本發(fā)明的由氨基塑料樹脂制備的膠粘劑時(shí)，根據(jù)本發(fā)明還可以制備較薄的OSB，還呈現(xiàn)出令人滿意的性能。此外，附加數(shù)據(jù)表明，在兩個(gè)面層和芯層中的膠粘劑組合物包含或者基本由根據(jù)本發(fā)明的由氨基塑料樹脂組成時(shí)，是有利的，原因是這導(dǎo)致OSB具有更高的內(nèi)部粘合強(qiáng)度值。
權(quán)利要求
1.定向結(jié)構(gòu)板(OSB)，包括芯層和兩個(gè)面層，其中至少所述面層包含膠粘劑組合物，其特征在于至少一個(gè)所述面層中的所述膠粘劑組合物包含含有蜜胺、甲醛、可選的尿素和可選的芳香族羥基化合物的樹脂組合物，其中蜜胺與甲醛的摩爾比為1∶0.8-1∶4.0，蜜胺與尿素的摩爾比為1∶0-1∶2.0，蜜胺與芳香族羥基化合物的摩爾比為1∶0-1∶2.0。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的定向結(jié)構(gòu)板，其中所述樹脂組合物的蜜胺與甲醛的摩爾比為1∶1-1∶3.0，蜜胺與尿素的摩爾比為1∶0.05-1∶1.5，蜜胺與芳香族羥基化合物的摩爾比為1∶0-1∶1.0。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的定向結(jié)構(gòu)板，其中所述芳香族羥基化合物包含苯酚。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任何一項(xiàng)的OSB，其中所述芯層包含膠粘劑組合物，所述芯層中的所述膠粘劑組合物包含含有蜜胺、甲醛、可選的尿素和可選的芳香族羥基化合物的樹脂組合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的OSB，其中所述芯層中的所述膠粘劑組合物中的所述樹脂的蜜胺與甲醛的摩爾比為1∶0.8-1∶9，蜜胺與尿素的摩爾比為1∶0-1∶6，蜜胺與芳香族羥基化合物的摩爾比為1∶0-1∶2。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的OSB，其中所述芯層中的所述膠粘劑組合物中的所述樹脂的蜜胺與甲醛的摩爾比為1∶0.8-1∶4，蜜胺與尿素的摩爾比為1∶0-1∶2。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任何一項(xiàng)的定向結(jié)構(gòu)板，其中所述芯層中的所述膠粘劑組合物中的所述樹脂與根據(jù)權(quán)利要求1-3中任何一項(xiàng)所述的至少一個(gè)面層的膠粘劑組合物中的樹脂是相同的。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任何一項(xiàng)的定向結(jié)構(gòu)板，其中所述至少一個(gè)面層中的樹脂的量為2.5-8wt％干樹脂/干木料。
9.根據(jù)權(quán)利要求4-7中任何一項(xiàng)的定向結(jié)構(gòu)板，其中所述芯層中的樹脂的量為2.5-8wt％干樹脂/干木料。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任何一項(xiàng)的定向結(jié)構(gòu)板，其中所述面層中的尿素的量為0-0.025kg/kg面層。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的定向結(jié)構(gòu)板，其中所述面層中的尿素的量為0.005-0.015kg/kg面層。
12.定向結(jié)構(gòu)板(OSB)，包括芯層和兩個(gè)面層，其中至少所述芯層包含膠粘劑組合物，其特征在于所述芯層中的所述膠粘劑組合物包含含有蜜胺、甲醛、可選的尿素和可選的芳香族羥基化合物的樹脂組合物，其中蜜胺與甲醛的摩爾比為1∶0.8-1∶9，蜜胺與尿素的摩爾比為1∶0-1∶6，蜜胺與芳香族羥基化合物的摩爾比為1∶0-1∶2。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的OSB，其中所述芯層的所述膠粘劑組合物中的所述樹脂的蜜胺與甲醛的摩爾比為1∶0.8-1∶4，蜜胺與尿素的摩爾比為1∶0-1∶2。
14.根據(jù)權(quán)利要求12-13中任何一項(xiàng)的OSB，其中所述芯層中的樹脂的量為2.5-8wt％干樹脂/干木料。
15.根據(jù)權(quán)利要求12-14中任何一項(xiàng)的OSB，其中所述芯層中的尿素的量為0-0.025kg/kg芯層。
16.根據(jù)權(quán)利要求1-15中任何一項(xiàng)的定向結(jié)構(gòu)板，其中所述OSB的厚度膨脹率低于分別按照OSB/3或者OSB/4標(biāo)準(zhǔn)的15％或者12％。
17.根據(jù)權(quán)利要求1-15中任何一項(xiàng)的定向結(jié)構(gòu)板，其中所述OSB具有按照OSB/3或者OSB/4標(biāo)準(zhǔn)的沸騰后的內(nèi)部粘合強(qiáng)度值。
18.定向結(jié)構(gòu)板(OSB)的制備方法，包括如下步驟a)制備包含含有蜜胺、甲醛、可選的尿素和可選的芳香族羥基化合物的樹脂組合物的膠粘劑組合物，其中蜜胺與甲醛的摩爾比為1∶0.8-4.0，蜜胺與尿素的摩爾比為1∶0-2.0，蜜胺與芳香族羥基化合物的摩爾比為1∶0-2.0；b)用所述膠粘劑組合物處理木條；c)分散經(jīng)膠粘劑處理的木條以形成面層、該面層上的芯層和該芯層上的另一個(gè)面層，其中至少一個(gè)面層的木條是用a)中制備的膠粘劑組合物處理的；d)壓制所述木條，由此使所述膠粘劑組合物至少部分地固化，以形成OSB。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的OSB的制備方法，其中所述面層和芯層的木條是用步驟a)中制備的膠粘劑組合物處理的。
20.定向結(jié)構(gòu)板(OSB)的制備方法，包括如下步驟a)制備包含含有蜜胺、甲醛、可選的尿素和可選的芳香族羥基化合物的樹脂組合物的膠粘劑組合物，其中蜜胺與甲醛的摩爾比為1∶0.8-1∶9，蜜胺與尿素的摩爾比為1∶0-1∶6，蜜胺與芳香族羥基化合物的摩爾比為1∶0-2.0；b)用所述膠粘劑組合物處理木條；c)分散經(jīng)膠粘劑處理的木條以形成面層、該面層上的芯層和該芯層上的另一個(gè)面層，其中至少所述芯層的木條是用a)中制備的膠粘劑組合物處理的；d)壓制所述木條，由此使所述膠粘劑組合物至少部分地固化，以形成OSB。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的方法，其中所述步驟a)中所用的樹脂組合物的蜜胺與甲醛的摩爾比為1∶0.8-1∶4，蜜胺與尿素的摩爾比為1∶0-1∶2。
22.根據(jù)權(quán)利要求18-21中任何一項(xiàng)的方法，其中所述步驟a)中所用的樹脂組合物的固體含量為65-75％。
23.根據(jù)權(quán)利要求20-22中任何一項(xiàng)的方法，其中所述面層和芯層的木條是用步驟a)中制備的膠粘劑組合物處理的。
24.可通過權(quán)利要求22或23的方法得到的OSB。
全文摘要
定向結(jié)構(gòu)板(OSB)，包括芯層和兩個(gè)面層，其中面層包含膠粘劑組合物，其中至少一個(gè)面層中的膠粘劑組合物包含含有蜜胺、甲醛、可選的尿素和可選的芳香族羥基化合物的樹脂組合物，其中蜜胺與甲醛的摩爾比為1∶0.8－4.0，蜜胺與尿素的摩爾比為1∶0－2.0，蜜胺與芳香族羥基化合物的摩爾比為1∶0－2.0。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，兩個(gè)面層和芯層都包含所述膠粘劑組合物。根據(jù)本發(fā)明的OSB可以符合EN 300標(biāo)準(zhǔn)中的OSB/3甚至OSB/4的要求。
文檔編號(hào)C08L97/02GK1816601SQ200480018608
公開日2006年8月9日 申請(qǐng)日期2004年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月30日
發(fā)明者拉爾斯·埃瓦茨, 魯?shù)婪颉ぐ矕|尼厄·西奧多瑞斯·本瑟姆范, 卓扎夫·瑪麗亞·約翰內(nèi)斯·馬特黑, 約瑟·果達(dá)魯披·郭彌茲布索, 雅各布斯·阿德里恩·安東尼厄·沃梅嵐 申請(qǐng)人:帝斯曼知識(shí)產(chǎn)權(quán)資產(chǎn)管理有限公司, 太爾公司