專利名稱：木材粘合劑的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及基于特殊的異氰酸酯-封端的預聚物的組合物作為制造涂料材料和粘合劑、尤其是木材粘合劑的原材料的用途。
背景技術：
基于苯酚-或間苯二酚-甲醛或者蜜胺-甲醛縮合產(chǎn)物的粘合劑是已知的，并且特別是在高應力、耐久的木材結構中，被用于粘接木材(例如EP-A 0 879 270)。水性硬化劑混合物與蜜胺樹脂的反應是縮聚反應，其中當聚合物被合成時釋放出水。因此，為了使反應可再現(xiàn)地進行，木材的含水量必須滿足嚴格的條件。
在高應力木材結構情況下，例如承載的結構元件，對結構元件的機械強度有高要求。例如，甚至在多年老化之后，接合強度應該仍然是足夠的。
粘合劑的一般可用性要求滿足例如以下標準DIN EN 204，耐久性類別D4，或者WATT 91(木材粘合劑溫度測試)。
使用單組分或雙組分體系的聚氨酯粘合劑來粘接木材已經(jīng)久為人知，并且描述于期刊“Adhaision-K1eben & Dichten”，41，1-2/97，pp37-38(1997)。單組分體系尤其適合于木材基材，因為木材的天然含水量保證了具有足夠的水用作反應物。這免除了對測定精確的含水量的需要，或者正如許多水不可滲透基材的通常情況，不需要為了保證反應完全而用水霧噴霧基材表面。
然而，特別是在雙組分體系情況下，存在這樣的缺點當使用低粘度的聚異氰酸酯時，它們在壓制過程期間將遷移到木材中。雖然這在粘合劑和木材之間產(chǎn)生良好的接合，但是過度遷移將引起粘結接頭處粘合劑混合物的NCO-OH比例出現(xiàn)不可控制的偏移，該比例對于聚合物的合成是重要的。在低粘度單組分體系情況下，粘結接頭，特別是木材/粘合劑界面，聚異氰酸酯減少；在極端條件下，在兩種情況中可能出現(xiàn)有缺陷的粘合劑粘合。
為了保證在粘結接頭處有足夠的粘合劑濃度，可以使用較高粘度的體系，雖然這些將產(chǎn)生值得注意的涂覆問題。另一種可能性是加入填料，適合的例子是有機填料；無機填料不太適合，因為它們易于形成沉淀物，并且當由機器分配粘合劑時，可能導致在復雜的泵送和計量系統(tǒng)中磨損增大。
能夠使用的有機填料的例子是木粉、纖維素纖維以及塑料纖維。微纖雛形式的塑料纖雛還起觸變添加劑的作用。尤其適合的填料是原位制備的聚脲和/或聚聯(lián)亞氨基二氨甲酰在包含羥基的聚醚中的分散體，其被大規(guī)模用于生產(chǎn)具有提高的抗碎強度的聚氨酯泡沫(例如DE-OS 25 13 815)。使用基于有機多異氰酸酯和聚合物在有機羥基化合物中的分散體的單組分和雙組分聚氨酯粘合劑兩者，例如DE-OS 2719 720中所述，獲得了具有優(yōu)良的內(nèi)聚強度的柔性粘合劑結合。
粘合地粘接的木材結構的主要缺點是粘合劑對水分的敏感性，這導致粘合劑層被削弱并且限制了粘合地粘接的木材結構在永久潮濕環(huán)境中的使用。因此，在干燥狀態(tài)，通常能夠看到木材出現(xiàn)大范圍的基礎部分破壞，而當在水中放置時，或者在煮沸試驗中，能夠觀察到內(nèi)聚破壞。
RP-A 1 343 832要求保護作為木材粘合劑的異氰酸酯-封端的預聚物，其包含有機填料，基于甲代亞苯基二異氰酸酯和肼的加成物，因此具有高耐水性。
現(xiàn)成即可使用的粘合劑通常在兩個階段中制造。
在第一個階段中，在正常的攪拌釜反應器中，低粘度起始材料，例如多元醇和多異氰酸酯，被轉化成異氰酸酯-封端的預聚物，該攪拌釜反應器最適合于這類低粘度起始材料。
所述現(xiàn)成即可使用的粘合劑在特殊的攪拌單元中配制，所述攪拌單元更適合于引入具有附聚傾向的添加劑，例如尤其是流變性加工助劑。在此可以特別提到裝備有溶解機盤的攪拌釜反應器。
在第一個階段中已經(jīng)包含填料的預聚物的缺點是在制造用于各種各樣領域的異氰酸酯-封端的預聚物的正常生產(chǎn)過程中，這類有填料的預聚物導致生產(chǎn)單元需要高的清洗費用，因為如果不清洗，則來自先前的批次的填料將使下一個批次的預聚物不再是外表完全透明的，這將使其無法用于許多應用。
因此，本發(fā)明的目的是提供作為單組分木材粘合劑的原料的低粘度、基本上無填料的異氰酸酯-封端的預聚物，該粘合劑特別地用于粘接承載的結構元件，其具有提高的耐水性。

發(fā)明內(nèi)容
現(xiàn)在已經(jīng)令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，包含羥基的脂肪酸三酸甘油酯，特別是包含蓖麻油和蓖麻油衍生物的異氰酸酯-封端的預聚物，具有較小的滲入木材的傾向，并且因此當用于薄層來粘接木材時，即使沒有填料，也使基材具有較小的破壞傾向。基材破壞被理解為是指在粘結接頭中的斷裂模式呈現(xiàn)主要的或者完全的木材斷裂，而在其他情況中，能夠觀察到粘合破壞，即在粘合劑/木材界面的平滑斷裂，或者內(nèi)聚破壞，即在粘合劑層內(nèi)的斷裂。此外，這種多元醇為粘接提供了高疏水性，這對性能具有積極的影響，特別是在潮濕環(huán)境中。特別地，發(fā)現(xiàn)通過伴隨地使用聚醚多醇制備的預聚物是特別適合的，因為這降低了預聚物的粘度，這改進了基材表面的潤濕，并且使隨后的粘合劑制造商在配制時具有更大的靈活性。蓖麻油本身，其羥基數(shù)約160到170mgKOH/g，使由其制備的預聚物具有過高的粘度，因此就后續(xù)加工和配混而言證明是不太適合的。在這種情況下，為了生產(chǎn)低粘度預聚物，聚醚多醇的比例必須提高，雖然這再次使上述優(yōu)點最小化。另一方面，發(fā)現(xiàn)特別是羥基數(shù)為大約100到140mg KOH/g的商業(yè)上可得到的單脫水蓖麻油是最佳的，因為其為粘合劑提供了很好的疏水性，而不在預聚物合成期間過度地使粘度提高，因此能夠使聚醚含量保持較小。
因此，本發(fā)明提供了包含以下組分的組合物a)至少一種異氰酸酯-封端的預聚物，其通過以下物質(zhì)反應得到a1)至少一種有機多異氰酸酯，和a2)至少兩種有機多羥基化合物的混合物，其包含i)至少20重量％的包含羥基的脂肪酸三酸甘油酯，和ii)至少20重量％的具有平均至少兩個羥基的聚醚，i)和ii)的量是基于混合物a2)的總量，和b)任選地輔助物質(zhì)和添加劑，用于制造涂料和/或粘合劑、特別是用于粘接木材基材的粘合劑的用途。
優(yōu)選實施方案的詳細說明在說明書(包括實施例)和權利要求中，除非另外明確地規(guī)定，所有數(shù)字可以“大約”修飾，即使該詞語沒有明確地出現(xiàn)。此外，在此敘述的任何數(shù)值范圍用以包括所有包容在其中的子區(qū)間。
混合物a2)優(yōu)選具有50到180mg KOH/g的混合物平均羥基數(shù)。
異氰酸酯-封端的預聚物a)優(yōu)選具有8到20重量％、尤其優(yōu)選10到18和非常尤其優(yōu)選12到18重量％的異氰酸酯(NCO)含量。異氰酸酯含量表示自由異氰酸酯基團的含量，例如如按照DIN 53185測定的。在此，包含異氰酸酯基團的預聚物與化學計量過量的二丁胺反應，并且異氰酸酯基團的含量通過對未反應的二丁胺的量進行反滴定來測定。
用于合成異氰酸酯-封端的預聚物a)的適合的多異氰酸酯是聚氨酯化學中已知的脂肪族、脂環(huán)族、芳香族和雜環(huán)的多異氰酸酯，例如由例如W.Siefken在Justus Liebigs Annalen der Chemie，562，第75到136頁中描述的那些。其他適合的多異氰酸酯是具有例如異氰脲酸酯、縮二脲、脲二酮(uretdione)或者碳二亞胺基團的那些。這類多異氰酸酯能夠具有高官能度，例如超過3。
優(yōu)選的多異氰酸酯是2，4-和/或2，6-二異氰酸根合甲苯，MDI是特別尤其優(yōu)選的。MDI在此作為通稱使用，指單體的2，4’-和/或4，4’-二異氰酸根合二苯基甲烷，以及苯胺/甲醛縮合產(chǎn)物的粗光氣化產(chǎn)品，其包含10到60重量％高級的低聚物并且具有2.1到3.0的官能度，其已知的名稱為聚合的MDI。還可以使用單體的和聚合的MDI的混合物。另外的可能性是使用MDI衍生物，其中為了改進單體的4，4’-MDI的處理性能，通過引入碳二亞胺或者脲基甲酸酯基團制備了具有28到31％的異氰酸酯含量的4，4’-二異氰酸根合二苯基甲烷衍生物，其能夠在室溫下作為液體貯藏。特別尤其優(yōu)選的MDI品級是具有70到100％單體含量的那些，2，4’-MDI的比例優(yōu)選在10和70重量％之間。
在一個優(yōu)選的實施方案中，多異氰酸酯a1)由包含10到70重量％的2，4’-MDI和0到30重量％的低聚物的二苯甲烷二異氰酸酯類化合物組成。
特別尤其優(yōu)選地，使用的多異氰酸酯a1)是包含20到60重量％的2，4’-MDI和0到30重量％的低聚物的MDI。
按照本發(fā)明使用的多元醇混合物a2)，其平均羥基數(shù)優(yōu)選為50到180mg KOH/g，尤其優(yōu)選為60到150mg KOH/g，優(yōu)選由多元醇i)和ii)組成。多元醇混合物a2)優(yōu)選包含20到80重量％的組分i)和20到80重量％的組分ii)，所述量是基于多元醇混合物a2)的總重量。
按照本發(fā)明使用的組分i)由一種或多種脂肪酸三酸甘油酯組成，該脂肪酸三酸甘油酯具有一個或多個羥基，并且平均羥基數(shù)優(yōu)選為100到170，尤其優(yōu)選為110到150，并且特別尤其優(yōu)選為110到130mgKOH/g。尤其適合的三酸甘油酯是包含羥基并且具有8到26、優(yōu)選12到22個碳的飽和或者不飽和脂肪酸(例如蓖麻油酸)的三酸甘油酯，或者該脂肪酸與其他具有8到26、優(yōu)選12到22個碳、但不包含羥基的飽和或者不飽和脂肪酸(例如特別是亞油酸、棕桐酸和/或硬脂酸)的混合物的三酸甘油酯。優(yōu)選的三酸甘油酯是蓖麻油和其衍生物。在用于制備異氰酸酯-封端的預聚物a)的多元醇混合物a2)中，組分i)的用量優(yōu)選為20到80重量％，并且尤其優(yōu)選為40到70重量％，基于多元醇混合物a2)的總量。
作為包含羥基的脂肪酸三酸甘油酯，可以特別地提到蓖麻油和蓖麻油衍生物。在多元醇i)中，羥基數(shù)為160到170mg KOH/g的蓖麻油的比例可以方便地在0和70重量％之間，優(yōu)選在0到50重量％之間。按照本發(fā)明，特別尤其優(yōu)選的是使用羥基數(shù)為110到130mg KOH/g的單脫水蓖麻油，其在組分i)中的用量為30到100、優(yōu)選50到100和尤其優(yōu)選100重量％。這類產(chǎn)品，其可以優(yōu)選用作組分i)，基本上通過從蓖麻油中分解出大約一摩爾水，借此形成雙鍵來制備，并且羥基數(shù)從約165降低到約120mg KOH/g。這類產(chǎn)品是市售可得的。在此可以特別地參考例如Alberdingk & Boley，Krefeld的Rizinusl PD。
在本發(fā)明中，羥基數(shù)按照DIN 53240測定。按照所述的DIN 53240，其是相當于將1克物質(zhì)乙?；Y合的乙酸的量的氫氧化鉀的量(mg)。
尤其適合的具有平均至少兩個并且優(yōu)選兩個到四個羥基的組分ii)的聚醚，是市售可得的環(huán)氧丙烷和/或環(huán)氧乙烷與短鏈二醇，例如丙二醇，和/或三醇，例如甘油或者三羥甲基丙烷，或者胺，例如三乙醇胺或者乙二胺的加成物。該加成反應通常在堿催化下進行，但是也可以借助于特殊的鋅-鈷雙金屬配合物進行(例如美國專利3 829505)。組分ii)的聚醚多醇方便地具有20到200mg KOH/g、優(yōu)選25到150mg KOH/g并且尤其優(yōu)選30到120mg KOH/g的平均羥基數(shù)。每分子具有平均三個到四個羥基的支化聚醚多醇是優(yōu)選的。如果所述粘合劑被用于粘接非常潮濕的木材，為了保證木材被較好地潤濕，在聚醚多醇中伴隨地使用較長的環(huán)氧乙烷嵌段是有利的。具有70到130mg KOH/g的羥基數(shù)的聚亞丁基醚聚二醇同樣是適合的。當然，還可以使用任何所需要的這類多羥基化合物的混合物。
尤其優(yōu)選地，ii)中的聚醚組分由聚(環(huán)氧丙烷/環(huán)氧乙烷)共聚物多元醇組成，環(huán)氧乙烷的含量為0到30重量％、優(yōu)選0重量％到20重量％。環(huán)氧乙烷鏈的長度應該在10和20個環(huán)氧乙烷單元之間。較長的環(huán)氧乙烷單元傾向于在冷的時候結晶，并且因此對預聚物在冷的時候的貯存穩(wěn)定性具有不利影響。平均官能度為三到四并且平均羥基數(shù)為40到120mg KOH/g的聚丙二醇醚多元醇，例如通過在起始物如三乙醇胺和乙二胺上加成環(huán)氧丙烷制備的那些，是特別尤其優(yōu)選的。這樣成比例地使用，已經(jīng)為預聚物提供了一定程度的與水分的基本反應活性。
組分ii)的聚醚的數(shù)均分子量優(yōu)選為大約600到大約6000，并且尤其優(yōu)選為大約800到大約5000。超過所述范圍的分子量可能是不利的，因為它們可能提高預聚物的粘度。數(shù)均分子量(Mn)通過以下公式計算Mn＝(平均官能度Fm×56，100)/平均羥基數(shù)NCO預聚物a)通過多元醇混合物a2)與有機多異氰酸酯a1)反應進行制備。
在制備NCO預聚物a)中，每個異氰酸酯-反應性基團存在3到30并且優(yōu)選5到10個異氰酸酯基團。在最終NCO預聚物中，多元醇組分a2)的比例在20到75重量％之間，優(yōu)選30到60重量％，并且多異氰酸酯組分a)的比例在80到25重量％、優(yōu)選70到40重量％之間。
所述預聚物在常規(guī)攪拌釜反應器中制備，總是首先引入多異氰酸酯，然后在50到90℃的溫度下，任選地在惰性氣體氣氛下，依次或者以混合物形式計量加入多元醇。
反應溫度應該優(yōu)選在70到90℃之間。然而，反應也可以連續(xù)地在反應管或者一系列攪拌釜反應器中進行。優(yōu)選，反應不在溶劑存在下進行。反應通常在兩個到四個小時之后結束，并且預聚物應該具有稍微低于理論值的異氰酸酯含量。
優(yōu)選的預聚物由包含0到80重量％、優(yōu)選20到60重量％的雙官能2，4’-MDI以及4，4’-MDI的有機多異氰酸酯a1)得到。特別地，2，4’-MDI含量有助于預聚物的貯存穩(wěn)定性。當然，還可以使用這樣的多異氰酸酯，其具有高于2的官能度的低聚MDI的含量為5到50、優(yōu)選10到30重量％。在組分a1)中，單體二苯甲烷二異氰酸酯的含量，基于使用的所有MDI產(chǎn)品的總量，應該優(yōu)選為70到100重量％，并且2，4’-二苯甲烷二異氰酸酯的含量應該在0到80、優(yōu)選10到70重量％之間。高級低聚物的含量應該在0到30重量％之間。
原則上，在制備按照本發(fā)明使用的NCO預聚物中，可以(I)直接使用包含2，4’-MDI和/或4，4’-MDI以及超過10到50重量％的高級低聚物的有機多異氰酸酯a1)，或者(II)首先與2，4’-MDI含量為40到70重量％的單體二異氰酸酯進行反應，直到NCO含量為8到12重量％，然后加入低聚物含量為最多70重量％、優(yōu)選最多50重量％的多異氰酸酯，使得混合物的NCO含量為14到18重量％。
按照(II)制備的預聚物與按照(I)制備的預聚物相比具有較低的粘度。
原則上，包含異氰酸酯基團的預聚物能夠隨后用多官能脂肪族異氰酸酯處理。這樣的過程可以提高體系的官能度，而不提高預聚物的粘度。在這種情況下，尤其優(yōu)選的多異氰酸酯是包含縮二脲基團或者異氰脲酸酯基團的六亞甲基二異氰酸酯衍生物，例如，特別是由Bayer AG以商品名Desmodur N 100或者Desmodur N 3300出售的那些。
用這種方法制備的NCO預聚物a)不含填料，并且25℃下的粘度優(yōu)選低于3000，尤其優(yōu)選低于2000mPa.s。
按照本發(fā)明，用這種方法制備的包含異氰酸酯基團的預聚物，原則上已經(jīng)能夠以這種形式用作粘合劑或者涂料。
然而，以這種形式使用它們不是通常的情況；相反，優(yōu)選針對其相應的應用對該產(chǎn)品進行改性。
通過引入特殊的添加劑b)進行的改性在特別的攪拌單元中方便地進行，該攪拌單元能夠迅速地和均勻地將少量的添加劑在預聚物中分散，特別是那些具有附聚傾向的添加劑。在此可以特別地提到具有溶解機盤的攪拌單元。這些操作并不都是本發(fā)明的必要內(nèi)容，因此以下只簡要地進行描述。
前面階段的原材料，必須通過加入其他催化劑，對其與水分的反應活性進行精細調(diào)節(jié)。因此，用于粘接大的面積的粘合劑，與用于非常小的面積的粘合劑相比，要求不同的反應活性。使用聚氨酯化學中通常使用的普通催化劑能夠使與大氣水分的反應加速，所述催化劑例如是叔胺，例如二氮雜雙環(huán)辛烷、二嗎啉代二乙基醚和雙(二甲基氨基乙基)醚，和/或金屬催化劑例如二月桂酸二丁基錫。
按照本發(fā)明，原材料a)的流變特性必須適合于隨后的應用要求。例如，由于具有低粘度，該產(chǎn)品將從垂直表面上流下或者滴落。
通過加入氣相二氧化硅、短纖維例如Kevlar紙漿或者已經(jīng)在表面上進行了疏水化處理的相似的微纖維，或者通過使預聚物a)與脂肪族或者芳香族多胺，例如異佛爾酮二胺或者二乙基甲代亞苯基二胺，以0.2到5％的化學計量量進行反應，可以將低粘度預聚物a)轉化為高度假塑性形式，其在剪切力作用下同樣易于加工，但是在垂直表面上不再自由流動。
對于具有更加間隙-橋接(gap-bridging)性質(zhì)的應用，加入較大量的無水填料可能是有利的。
其他可能的改性是加入天然或者合成樹脂以提高初始強度，加入老化穩(wěn)定劑或者顏料、染料或者類似的添加劑，以便能夠容易地通過視覺檢查來檢驗涂布的均勻性等等。
組合物中這些通常用于粘合劑的輔助物質(zhì)和添加劑b)的比例，基于組合物總量，為最多大約30重量％、優(yōu)選最多大約10重量％。因此，在本發(fā)明使用的組合物中，異氰酸酯-封端的預聚物的比例，基于組合物總量，優(yōu)選為70到100重量％、尤其優(yōu)選90到100重量％。
按照本發(fā)明使用的組合物還優(yōu)選基本上不包含有機溶劑。就本發(fā)明而言，“基本上不包含有機溶劑”指包含優(yōu)選低于5重量％、尤其優(yōu)選低于3重量％、特別尤其優(yōu)選低于1重量％、并且通常優(yōu)選0重量％的有機溶劑，即沒有有機溶劑，所述量在每種情況下是基于組合物的總量。
按照本發(fā)明，所述組合物被用作涂料和粘合劑，特別是作為粘接木材基材的粘合劑。就本發(fā)明而言，并且按照DIN 16920，06/1981，粘合劑是非金屬物質(zhì)，其借助于表面粘合和內(nèi)部強度(內(nèi)聚)將基礎部件接合。能夠按照本發(fā)明被粘合地粘接的木材基材特別是承載木材結構元件。所述木材基材可以由任何可能類型的木材組成，例如楓樹、蘋果樹、樺樹、梨樹、山毛櫸、花旗松、紫杉、橡樹、唐棣屬、赤楊、桉樹、云杉、角樹、松樹、櫻桃樹、落葉松、椴樹、胡桃、白楊、plane、剌槐、七葉樹、紅樺、榆樹、瑞士梨樹、冷杉、榆樹、柳樹和李樹，以及金色柚木、阿林山欖、石松、bete、古夷布提木、黑檀樹、山胡桃樹、伊羅科木、綠柄桑、古夷蘇木、西非欖仁樹、桃花心木、Macassar烏木、猴子果木、曼森梧桐、梅蘭蒂木、沼澤橡樹、非洲黃檀、香桃木、橄欖樹岑樹、俄勒崗黃杉、花梨、黃檀、東方印度黃檀、rio、刺檜、紅木、假挪威械、北美香柏、非洲筒狀楝(桃花心木)、巨杉、sen、鮑迪豆、尖柱蘇木、柚木、鳥眼楓、wenge和斑馬木。山毛櫸、云杉、落葉松、花旗松、松樹和刺槐是優(yōu)選的。
本發(fā)明進一步涉及生產(chǎn)粘合地粘接的木材基材的方法，其包括將本發(fā)明使用的組合物施加到至少一個木材基材上，其量為100到500g/m2、優(yōu)選150到350g/m2，隨后將該木材基材與至少一個任選地也用本發(fā)明使用的組合物涂覆的其他木材基材結合，以及隨后，任選地在施加壓力下，使結合的木材基材硬化，在表面粘合情況下，所述壓力例如是最高0.5到1.0N/mm2，在楔形榫頭粘合情況下，所述壓力例如是2到15N/mm2。最后，本發(fā)明進一步涉及通過如上所述的方法制備的粘合地粘接的木材基材。
當然，還可以將其他材料，例如礦棉或者由聚氨酯、聚苯乙烯等等制成的絕緣泡沫，粘合地粘接到例如鋁、鋼或者木材的表面。然而，在所有非木材應用中，必須保證有足夠的水分可以用于硬化，如果必要，可以以霧或者噴水的形式提供附加的水分。
通過以下實施例更加確切地舉例說明本發(fā)明。本領域技術人員知道，本發(fā)明的范圍不局限于這些實施例。
具體實施例方式
實施例預聚物的制備在70℃下引入多異氰酸酯，并且加入干燥的多元醇(含水量＜0.05％)，保持溫度在60和80℃之間。
多元醇多元醇IRizinusl PD(Alberdingk & Bo1ey)，OH數(shù)122mgKOH/g；平均官能度約2。
多元醇II Desmophen5034BT(Bayer Material Science AG，Leverkusen)聚丙二醇醚多元醇，OH數(shù)35mg KOH/g；甘油起始物；環(huán)氧乙烷含量約14重量％；平均官能度約2.85。
多元醇III Desmophen2060BD(Bayer Material Science AG，Leverkusen)聚丙二醇醚二醇，OH數(shù)56mg KOH/g；平均官能度約1.96。
多元醇IV 蓖麻油，OH數(shù)166mg KOH/g；平均官能度約2.9。
多元醇V Desmophen4059EV(Bayer Material Science AG，Leverkusen)聚丙二醇醚多元醇，OH數(shù)60mgKOH/g；乙二胺起始物；平均官能度約3.7。
多異氰酸酯Iso I Desmodur2460M(Bayer Material Science AG，Leverkusen)(單體的MDI)54.5重量％的2，4’-MDI和45.4重量％的4，4’-MDI的混合物。
Iso II DesmodurVKS 20 F(Bayer Material Science AG，Leverkusen)(聚合的MDI)，NCO含量為31.5％，并且聚合物含量為約50重量％。
實施例1(按照本發(fā)明)引入562克Iso I，并且加熱到70℃。在氮氣氛下，在攪拌下，迅速地加入219克多元醇III，然后滴加219克多元醇I。當放熱反應已經(jīng)平緩后，通過在80℃下保持4小時使反應完全。這樣得到NCO預聚物，其NCO含量為15.8％，在25℃下的粘度為1100mPa.s。
實施例2(本發(fā)明)引入576克Iso I，并且加熱到70℃。在氮氣氛下，在攪拌下，迅速地加入106克多元醇III，然后滴加318克多元醇I。當放熱反應已經(jīng)平緩后，通過在80℃下保持4小時使反應完全。這樣得到NCO預聚物，其NCO含量為15.7％，在25℃下的粘度為985mPa.s。
實施例3(按照本發(fā)明)引入549克Iso I，并且加熱到70℃。在氮氣氛下，在攪拌下，迅速地加入338克多元醇III，然后滴加113克多元醇I。當放熱反應已經(jīng)平緩后，通過在80℃下保持4小時使反應完全。這樣得到NCO預聚物，其NCO含量為15.7％，在25℃下的粘度為890mPa.s。
實施例4(較少優(yōu)選)
引入586克Iso I，并且加熱到70℃。在氮氣氛下，在攪拌下，迅速地加入208克多元醇III，然后滴加208克多元醇IV。當放熱反應已經(jīng)平緩后，通過在80℃下保持4小時使反應完全。這樣得到NCO預聚物，其NCO含量為16.1％，在25℃下的粘度為4450mPa.s。
實施例5(對比例)引入550克Iso I，并且加熱到70℃。在氮氣氛下，在攪拌下，迅速地加入225克多元醇III，然后滴加225克多元醇II。當放熱反應已經(jīng)平緩后，通過在80℃下保持4小時使反應完全。這樣得到NCO預聚物，其NCO含量為15.9％，在25℃下的粘度為910mPa.s。
實施例6(按照本發(fā)明)引入554克Iso I，并且加熱到70℃。在氮氣氛下，在攪拌下，迅速地加入223克多元醇II，然后滴加223克多元醇I。當放熱反應已經(jīng)平緩后，通過在80℃下保持4小時使反應完全。這樣得到NCO預聚物，其NCO含量為16.1％，在25℃下的粘度為1550mPa.s實施例7(按照本發(fā)明)引入299克Iso I和279克Iso II，并且加熱到70℃。在氮氣氛下，在攪拌下，迅速地加入211克多元醇II，然后滴加211克多元醇I。當放熱反應已經(jīng)平緩后，通過在80℃下保持4小時使反應完全。這樣得到NCO預聚物，其NCO含量為15.7％，在25℃下的粘度為3380mPa.s。
實施例8(按照本發(fā)明)引入229克Iso I，并且加熱到70℃。在氮氣氛下，在攪拌下，迅速地加入211克多元醇II，然后滴加211克多元醇I。在20分鐘之后，加入279克Iso II。在80℃下保持4小時，使反應完全。這樣得到NCO預聚物，其NCO含量為15.6％，在25℃下的粘度為2950mPa.s。
實施例9(按照本發(fā)明)引入565.1克Iso I，并且加熱到70℃。在氮氣氛下，在攪拌下，迅速地加入217.5克多元醇I，然后滴加217.5克多元醇V。在20分鐘之后，加入279克Iso II。在80℃下保持4小時，使反應完全。這樣得到NCO預聚物，其NCO含量為15.92％，在25℃下的粘度為1670mPa.s。
實施例10(按照本發(fā)明)引入563克Iso I，并且加熱到70℃。在氮氣氛下，在攪拌下，迅速地加入109.2克多元醇I，然后滴加109.5克多元醇IV和218.5克多元醇II。在20分鐘之后，加入279克Iso II。在80℃下保持4小時，使反應完全。這樣得到NCO預聚物，其NCO含量為15.71+％，在25℃下的粘度為1840mPa.s。
木材的粘合劑粘接用所述預聚物刷涂尺寸為20×40×5毫米的山毛櫸木材試件(涂覆量約100到300g/m2)，重疊為20毫米，并且沒有間隙，放在壓機中，在0.6N/mm2的壓力下、在室溫下保持24小時。
在23℃和50％RH下貯存14天之后，在干燥狀態(tài)下在拉伸剪切試驗中將試件分開；在水中貯存24小時(23℃)之后，在濕的狀態(tài)下將它們分開。
獲得了以下結果試驗結果

N/mm2在拉伸剪切試驗中，在50毫米/分鐘前進速度下的粘合強度BPF粘合地粘接的面積中基礎部分斷裂的％上表表明，本發(fā)明的NCO預聚物(實施例1、2、3、4、6、7和8)在水中貯存之后具有平均高的基礎部分斷裂比。實施例4同樣顯示出可觀的基礎部分斷裂比，雖然約4500mPa.s的粘度是很高的并且將使在實際條件下對具有填料、催化劑、染料和流變加工助劑的制劑的加工變得很困難，因為實際上粘度進一步提高。
實施例5的預聚物，不是本發(fā)明的預聚物，在水儲存試驗中顯示出明顯較差的性能。
雖然上文為了舉例說明的目的，已經(jīng)詳細地描述了本發(fā)明，應當理解，這些細節(jié)僅僅是為了上述的目的，并且本領域技術人員可以對其進行修改，而不背離本發(fā)明的精神和范圍，除非它是由權利要求限定的。
權利要求
1.一種用于制造涂料和/或粘合劑的組合物，其包含a)至少一種異氰酸酯-封端的預聚物，其通過以下物質(zhì)反應得到a1)至少一種有機多異氰酸酯，和a2)至少兩種有機多羥基化合物的混合物，其包含i)至少20重量％的包含羥基的脂肪酸三酸甘油酯，和ii)至少20重量％的具有平均至少兩個羥基的聚醚，i)和ii)的量是基于混合物a2)的總量，和b)任選地輔助物質(zhì)和添加劑。
2.權利要求1的組合物，其中混合物a2)的平均羥基數(shù)為50到180mgKOH/g。
3.權利要求1的組合物，其中預聚物a)的異氰酸酯含量在8到20重量％之間。
4.權利要求1的組合物，其中預聚物a)的異氰酸酯含量在8到18重量％之間。
5.權利要求1的組合物，其中使用的多異氰酸酯a1)由包含10到70重量％的2，4’-MDI和0到30重量％的低聚物的二苯甲烷二異氰酸酯組成。
6.權利要求1的組合物，其中包含羥基的脂肪酸三酸甘油酯a2)i)的平均羥基數(shù)為100到170mg KOH/g。
7.權利要求6的組合物，其中包含羥基的脂肪酸三酸甘油酯a2)i)的平均羥基數(shù)為110到130mg KOH/g。
8.權利要求1的組合物，其中所述包含羥基的脂肪酸三酸甘油酯a2)i)基本上是羥基數(shù)為110到130mg KOH/g的單脫水蓖麻油。
9.權利要求1的組合物，其中在混合物a2)中聚醚多醇ii)的羥基數(shù)為20到200mg KOH/g。
10.權利要求1的組合物，其中在混合物a2)中聚醚多醇ii)基本上由包含甘油、三羥甲基丙烷、三乙醇胺和/或乙二胺作為起始物的聚丙二醇醚多元醇組成，所述聚醚多醇ii)的分子量為800到6000。
11.權利要求1的組合物，其中在多元醇混合物a2)中組分i)的含量基于多元醇混合物a2)的總量為40到70重量％。
12.權利要求1的組合物，其中在ii)中聚醚組分由聚(環(huán)氧丙烷/環(huán)氧乙烷)共聚物多元醇組成，該共聚物多元醇的環(huán)氧乙烷含量為0到20重量％。
13.一種用于粘接木材基材的粘合劑，其包含權利要求1的組合物。
14.權利要求1的組合物，其用于本材基材的粘合劑粘接。
15.用于生產(chǎn)粘合地粘接的木材基材的方法，其包括將權利要求1的組合物施加到至少一個第一木材基材，隨后將所述第一木材基材結合到至少一個第二木材基材，該第二木材基材任選地也用權利要求1的組合物涂覆，以及隨后，任選地在施加壓力下，將結合的木材基材硬化。
16.通過權利要求15的方法制備的粘合地粘接的木材基材。
全文摘要
本發(fā)明涉及基于特殊的異氰酸酯－封端的預聚物的組合物作為木材粘合劑的用途。該組合物包含通過至少一種有機多異氰酸酯與至少兩種有機多羥基化合物的混合物反應得到的異氰酸酯－封端的預聚物和任選地輔助物質(zhì)和添加劑，所述混合物包含至少20重量％的包含羥基的脂肪酸三酸甘油酯，以及至少20重量％的具有平均至少兩個羥基的聚醚。
文檔編號C09J175/04GK1803954SQ20061000514
公開日2006年7月19日 申請日期2006年1月13日 優(yōu)先權日2005年1月13日
發(fā)明者W·梅克爾, E·邁爾, M·溫特曼特爾 申請人:拜爾材料科學股份公司