專利名稱：用于制備多異氰酸酯膠人造板的脫模組合物體系及制備工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于制備多異氰酸酯膠人造板的脫模組合物體系及其制備工藝，更具體地說本發(fā)明涉及使用多異氰酸酯作膠粘劑制備人造板所使用的脫模組合物體系內(nèi)脫模劑、外脫模劑及其制備工藝，屬于化工制劑產(chǎn)品技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
有機(jī)多異氰酸酯作為一種高性能環(huán)保粘合劑，長期用作含木質(zhì)纖維素材料的粘合劑，主要用于制造麥秸、稻草等農(nóng)作物秸稈刨花板、普通木質(zhì)刨花板、定向刨花板、纖維板及膠合板等。該膠粘劑具有粘接性能好、制品無甲醛公害等特點。但是在壓板過程中，由于多異氰酸酯優(yōu)異的粘合性能，會造成含木質(zhì)纖維素材料與壓機(jī)壓板粘在一起，需要破壞板面才能分開，嚴(yán)重?fù)p害了板材質(zhì)量，而且清理壓板表面或傳送帶表面，耗時、費(fèi)力，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)效率。
為了解決粘板問題，人們采用了許多方法。例如，(1)使用聚四氟乙烯墊板或者牛皮紙。(2)采用表芯層分開施不同種膠，表層施脲醛或者酚醛膠，芯層施多異氰酸酯膠。但是這幾種方法，或者影響傳熱，在連續(xù)生產(chǎn)中操作不便；或者粘合性差，制品有甲醛釋放，影響了制品性能，降低了產(chǎn)品檔次。
此外，有許多公司研究，通過使用外脫模劑和內(nèi)脫模劑來解決粘板問題。外脫模劑如美國專利4,110,297所公開的金屬皂類，該方法所使用的金屬皂類，在噴施使用時會刺激人的氣管，引起咳嗽等不適癥狀。美國專利20030015122使用脂肪酸和聚乙烯蠟的混合乳液作外脫模劑，脂肪酸可以選用油酸，但是這種乳液脫模效果一般，連續(xù)脫模效果差。內(nèi)脫模劑如美國專利5554438，將石蠟和油酸混合，100℃下保持2分鐘，再將異氰酸酯和油酸在25℃下混合。將蠟/脂肪酸噴霧到刨花上，用量為刨花用量的1.25％，再將異氰酸酯和油酸的混合物噴霧到刨花上，用量為刨花用量的2.0％，然后熱壓得到刨花板。但是在異氰酸酯中加入蠟和脂肪酸會引起貯存穩(wěn)定性的問題，脂肪酸又可以與多異氰酸酯反應(yīng)，降低了膠粘劑的粘合性能。
其它提高異氰酸酯膠粘劑脫模性能的方法，多是直接在多異氰酸酯中加入內(nèi)脫模劑物質(zhì)，這些都不可避免的引起貯存穩(wěn)定性的問題，這些方法都不是令人滿意的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供用于制備多異氰酸酯膠人造板的脫模組合物體系內(nèi)脫模劑、外脫模劑及其制備工藝，用來解決多異氰酸酯作膠粘劑生產(chǎn)人造板的粘板問題。該體系的內(nèi)脫模劑、外脫模劑在保證多異氰酸酯優(yōu)異的粘合性能前提下，又保證人造板從熱壓板表面或傳送帶表面完全脫模。
應(yīng)用本發(fā)明的脫模組合物體系內(nèi)脫模劑、外脫模劑可以實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明脫模組合物體系外脫模劑或者內(nèi)脫模劑的原料組分為(A)蠟乳液，(B)脂肪酸酯類、磷酸酯類及其鹽類中一種或兩種的混合物。
為避免多異氰酸酯膠粘劑出現(xiàn)貯存穩(wěn)定性問題，脫模組合物可以與多異氰酸酯分開噴施到刨花或纖維中，或者加入到可乳化異氰酸酯中，一起噴施到刨花或纖維中。
用于本發(fā)明的有機(jī)多異氰酸酯包括聚氨酯化學(xué)工業(yè)中所知道的芳香族、脂肪族和脂環(huán)族多異氰酸酯，優(yōu)選那些室溫下為液體的多異氰酸酯。特別適用的是多亞甲基多苯基多異氰酸酯，具體例子包括煙臺萬華聚氨酯股份有限公司生產(chǎn)的PM-200、PM-300和PM-400。也可以是可乳化異氰酸酯。異氰酸酯的用量大約是絕干刨花或纖維用量的2％-8％，優(yōu)選3-6％，這需要根據(jù)制品的密度和性能要求來進(jìn)行調(diào)整。
本發(fā)明的脫模組合物體系外脫模劑，蠟乳液的重量在脫模組合物中不超過50％，最好20-40％；脂肪酸酯類或者磷酸酯類及其鹽類可以選用一種或兩種的混合物，重量在脫模組合物中不低于50％，最好60-80％。外脫模劑的固含量可以是1-20％，最優(yōu)是5-10％，使用時可以直接噴施在板坯表面和傳送帶的表面，也可以稀釋一倍噴施在板坯表面和傳送帶的表面。
本發(fā)明的脫模組合物體系內(nèi)脫模劑，蠟乳液的重量在脫模組合物中不低于50％，最好60-80％；脂肪酸酯類或者磷酸酯類及其鹽類可以選用一種或兩種的混合物，重量在脫模組合物中不高于50％，最好20-40％。內(nèi)脫模劑的固含量可以是10-40％，最優(yōu)是20-30％，使用時需要有獨立的噴施系統(tǒng)，在施膠的同時噴施內(nèi)脫模劑?；蛘吲c可乳化異氰酸酯預(yù)先混合，一同噴施。
本發(fā)明所使用的蠟包括植物蠟、動物蠟、礦物蠟、合成蠟及其它熔化點在40℃-170℃之間的蠟類。具體例子包括地蠟、石蠟、蜂蠟、鯨蠟、棕櫚蠟、褐煤蠟、微晶蠟、聚乙烯蠟、氧化聚乙烯蠟等，蠟的熔化點要求大于40℃，小于170℃。
脫模組合物體系外脫模劑或內(nèi)脫模劑的制備方法，包括以下步驟a、蠟乳液的制備；b、脂肪酸酯類、磷酸酯類及其鹽類中一種或兩種的共聚混合物的制備；c、上述蠟乳液與共聚混合物混合得到脫模組合物體系外脫模劑或內(nèi)脫模劑。
本發(fā)明所用的蠟必須制成蠟乳液，乳化劑可以使用陰離子型乳化劑、陽離子型乳化劑、非離子型乳化劑和兩性乳化劑。陰離子型乳化劑包括羧酸鹽類、硫酸鹽類、磺酸鹽類和磷酸鹽類，比如十二烷基硫酸鈉、十二烷基硫酸鉀、油酸鈉、油酸鉀、十二烷基磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉和亞甲基二萘磺酸鈉、三乙醇胺油酸鹽等。陽離子型乳化劑包括季銨鹽類和其它銨的鹽類。比如十六烷基三甲基氯化銨、十二烷基三甲基氯化銨和十八烷基二甲基芐基氯化銨等。非離子型乳化劑包括聚氧化乙烯羧酸酯、聚氧化乙烯多元醇羧酸酯、聚氧化乙烯烷基醚、聚氧化乙烯烷芳基醚等。比如吐溫20、吐溫40、吐溫60，吐溫80和壬基酚聚氧乙烯基醚等。兩性乳化劑包括羧酸類兩性乳化劑、硫酸酯類兩性乳化劑、磷酸酯類兩性乳化劑和磺酸類兩性乳化劑。比如羧基十二烷基甜菜堿等。
蠟乳液的制備方法可以先將蠟、乳化劑和水加入乳化器中，在一定溫度和轉(zhuǎn)速下攪拌一段時間。為了制備貯存穩(wěn)定的蠟乳液，乳化劑的選擇和攪拌速率的控制是很關(guān)鍵的。
脫模組合物體系外脫模劑或內(nèi)脫模劑另一原料組分是脂肪酸酯類、磷酸酯類及其鹽類。脂肪酸酯類的烷基碳原子數(shù)要在12-40之間，固體或液體均可。可以選擇油酸辛酯、硬脂酸辛酯、油酸丁酯、硬脂酸丁酯、亞油酸辛酯、亞油酸丁酯、以及油酸或硬脂酸與丙烯酸甲酯或丙烯酸丁酯的共聚混合物。磷酸酯類包括磷酸二異辛酯、月桂基磷酸酯、二月桂基磷酸酯、十六烷基磷酸酯等磷酸酯或者他們的堿金屬鹽。上述物質(zhì)可以選擇幾種物質(zhì)復(fù)配到一起，可以預(yù)先做成乳液，在加入到蠟乳液中混合均勻，或者在制備蠟乳液階段加入，最終得到貯存穩(wěn)定的乳液。
本發(fā)明的脫模組合物體系在保證多異氰酸酯優(yōu)異的粘合性能前提下，又能保證人造板從熱壓板表面或傳送帶表面完全脫模。
具體實施例方式
實施例11.脫模組合物體系外脫模劑、內(nèi)脫模劑的原料組分外脫模劑的原料組分為(A)蠟乳液，(B)脂肪酸酯類、磷酸酯類及其鹽類中一種或兩種的混合物，蠟乳液的重量在脫模組合物中為20％，脂肪酸酯類、磷酸酯類及其鹽類中的一種或兩種的混合物重量在脫模組合物中為80％；外脫模劑的固含量為2％；蠟乳液中的蠟選自植物蠟，乳化劑使用陰離子型乳化劑中的十二烷基硫酸鉀，脂肪酸酯類選油酸與丙烯酸丁酯的共聚混合物，磷酸酯(鹽)類可以選二異辛酯。
內(nèi)脫模劑的原料組分為(A)蠟乳液，(B)脂肪酸酯類、磷酸酯類及其鹽類中一種或兩種的混合物，蠟乳液的重量在脫模組合物中為60％，脂肪酸酯類、磷酸酯類及其鹽類中的一種或兩種的混合物重量在脫模組合物中為40％；內(nèi)脫模劑的固含量為10％；蠟乳液中的蠟選自植物蠟，乳化劑使用陰離子型乳化劑中的十二烷基硫酸鉀，脂肪酸酯類選油酸與丙烯酸丁酯的共聚混合物，磷酸酯(鹽)類可以選二異辛酯。
2.脫模組合物體系外脫模劑或內(nèi)脫模劑的制備工藝(1)、蠟乳液的制備先將一定量的蠟類物質(zhì)、水及乳化劑加入到乳化器中，在30min內(nèi)升高溫度到80-130℃，保持一定的溫度，連續(xù)攪拌1-2小時后，高速攪拌10min，再低速攪拌，并通冷卻水冷卻到室溫，靜止貯存；(2)、脂肪酸酯類、磷酸酯類及其鹽類中一種或兩種的混合物的制備將一定量的油酸、丙烯酸丁酯和聚合催化劑加入到反應(yīng)器中，聚合催化劑為過氧化苯甲，高速攪拌并升高溫度到100-170℃，反應(yīng)3-6小時，可制得均一的油狀液體。將二異辛酯和適量的水加入到油狀液體，一定溫度下攪拌1-2小時，可得到穩(wěn)定的乳液；(3)、將蠟乳液加入到上述乳液中，攪拌一段時間，即得到貯存穩(wěn)定的脫模劑乳液。
3.脫模效果的評價將粉碎好的麥秸或者木質(zhì)刨花按表芯層分好，表層使用較細(xì)麥秸或木質(zhì)刨花，芯層使用較粗麥秸或刨花。首先將表層料放入帶有霧化噴膠頭的拌膠機(jī)中，將計量好的PM-200噴施到麥秸或木質(zhì)刨花中，攪拌均勻。施膠量為絕于麥秸或刨花量的3％。再用同樣的方法，噴施PM-200在芯層麥秸或木質(zhì)刨花中，用量為絕干麥秸或刨花量的3％，得到拌好膠的芯層料。分別在壓機(jī)上、下鋼板涂上脫模劑，脫模劑用量(按固含量計算)為1.3g/m2。將拌好膠的表層料、芯層料鋪裝在鋼板上，先預(yù)壓，再熱壓，熱壓溫度170℃，熱壓時間17s/mm，壓力3.5Mpa。熱壓完后，拿走板材，觀察粘在金屬壓板上的刨花顆粒的情況，評價脫模劑的脫模效果。涂一次脫模劑，其連續(xù)脫模效果列于表1。
表1板號上壓板脫模效果 下壓板脫模效果15 525 535 5
4 5 55 5 4.56 5 4.57 4.5 4.58 4.5 49 4 410 4 311 3 3評分標(biāo)準(zhǔn)按照粘在金屬壓板上刨花量的多少和取出板的難易程度來評價，5分表示完全脫模，無粘著的刨花屑，4分略粘有少量刨花屑，取出不困難，3分粘有較多的刨花屑，取出較困難，2分局部粘板，1分完全粘板。
實施例21.脫模組合物體系外脫模劑、內(nèi)脫模劑的原料組分外脫模劑的原料組分為(A)蠟乳液，(B)脂肪酸酯類、磷酸酯類及其鹽類中的一種酯類或兩種酯類的混合物，蠟乳液的重量在脫模組合物中最好為40％，脂肪酸酯類、磷酸酯類及其鹽類中一種或兩種的混合物重量在脫模組合物中最好為60％；外脫模劑的固含量為19％；蠟乳液中的蠟選自合成蠟，乳化劑使用陽離子型乳化劑的十六烷基三甲基氯化銨，脂肪酸酯類選油酸丁酯，磷酸酯(鹽)類可以選二月桂基磷酸酯。
內(nèi)脫模劑的原料組分為(A)蠟乳液，(B)脂肪酸酯類、磷酸酯類及其鹽類中一種或兩種的混合物，蠟乳液的重量在脫模組合物中最好為80％，脂肪酸酯類、磷酸酯類及其鹽類中一種或兩種的混合物重量在脫模組合物中最好為20％；內(nèi)脫模劑的固含量為28％；蠟乳液中的蠟選自合成蠟，乳化劑使用陽離子型乳化劑的十六烷基三甲基氯化銨，脂肪酸酯類選油酸丁酯，磷酸酯(鹽)類可以選二月桂基磷酸酯。
2.脫模組合物體系外脫模劑或內(nèi)脫模劑的制備工藝(1)、蠟乳液的制備先將一定量的蠟類物質(zhì)、水及乳化劑加入到乳化器中，在30min內(nèi)升高溫度到80-130℃，保持一定的溫度，連續(xù)攪拌1-2小時后，高速攪拌10min，再低速攪拌，并通冷卻水冷卻到室溫，靜止貯存；(2)、脂肪酸酯類、磷酸酯類及其鹽類中一種或兩種的混合物的制備將一定量的油酸丁酯加入到反應(yīng)器中，高速攪拌并升高溫度到100-170℃，反應(yīng)3-6小時，可制得均一的油狀液體。將二月桂基磷酸酯和適量的水加入到油狀液體，一定溫度下攪拌1-2小時，可得到穩(wěn)定的乳液；(3)、將蠟乳液加入到上述乳液中，攪拌一段時間，即得到貯存穩(wěn)定的脫模劑乳液。
3.脫模效果的評價將粉碎好的麥秸或者木質(zhì)刨花按表芯層分好，表層使用較細(xì)麥秸或木質(zhì)刨花，芯層使用較粗麥秸或刨花。首先將表層料放入帶有霧化噴膠頭的拌膠機(jī)中，將計量好的PM-200和內(nèi)脫模劑組合物噴施到麥秸或木質(zhì)刨花中，攪拌均勻。施膠量為絕干麥秸或刨花量的3％，脫模劑用量為絕干麥秸或刨花的0.5％。再用同樣的方法，但是不加入脫模劑，噴施PM-200，用量為絕干麥秸或刨花量的3％，得到拌好膠的芯層料。分別在壓機(jī)上、下鋼板涂上外脫模劑，脫模劑用量(按固含量計算)為1.3g/m2。將拌好膠的表層料、芯層料鋪裝在鋼板上，先預(yù)壓，再熱壓，熱壓溫度170℃，熱壓時間17s/mm，壓力3.5MPa。熱壓完后，拿走板材，觀察粘在金屬壓板上的刨花顆粒的情況，評價脫模劑的脫模效果。涂一次脫模劑，其連續(xù)脫模效果列于表2。
表2板號上壓板脫模效果 下壓板脫模效果15 525 535 545 555 565 575 585 4.595 4.510 4.5 4.511 4 412 4 413 4 414 4 415 4 416 4 417 4 418 4 3
19 4 320 3 3實施例31.脫模組合物體系外脫模劑、內(nèi)脫模劑的原料組分外脫模劑的原料組分為(A)蠟乳液，(B)脂肪酸酯類、磷酸酯類及其鹽類中的一種酯類或兩種酯類的混合物，蠟乳液的重量在脫模組合物中最好為30％，脂肪酸酯類、磷酸酯類及其鹽類中的一種或兩種的混合物重量在脫模組合物中最好為70％；外脫模劑的固含量為10％；蠟乳液中的蠟選自礦物蠟，乳化劑使用非離子型乳化劑聚氧化乙烯羧酸酯，脂肪酸酯類選亞油酸辛酯，磷酸酯(鹽)類可以選十六烷基磷酸酯。
內(nèi)脫模劑的原料組分為(A)蠟乳液，(B)脂肪酸酯類、磷酸酯類及其鹽類中一種或兩種的混合物，蠟乳液的重量在脫模組合物中最好為70％，脂肪酸酯類、磷酸酯類及其鹽類中一種或兩種的混合物重量在脫模組合物中最好為30％；內(nèi)脫模劑的固含量為40％；蠟乳液中的蠟選自礦物蠟，乳化劑使用非離子型乳化劑聚氧化乙烯羧酸酯，脂肪酸酯類選亞油酸辛酯，磷酸酯(鹽)類可以選十六烷基磷酸酯。
2.脫模組合物體系外脫模劑或內(nèi)脫模劑的制備工藝(1)、蠟乳液的制備先將一定量的蠟類物質(zhì)、水及乳化劑加入到乳化器中，在30min內(nèi)升高溫度到80-130℃，保持一定的溫度，連續(xù)攪拌1-2小時后，高速攪拌10min，再低速攪拌，并通冷卻水冷卻到室溫，靜止貯存；(2)、脂肪酸酯類、磷酸酯類及其鹽類中一種或兩種的混合物的制備將一定量的亞油酸辛酯加入到反應(yīng)器中，高速攪拌并升高溫度到100-170℃，反應(yīng)3-6小時，可制得均一的油狀液體。將十六烷基磷酸酯和適量的水加入到油狀液體，一定溫度下攪拌1-2小時，可得到穩(wěn)定的乳液；(3)、將蠟乳液加入到上述乳液中，攪拌一段時間，即得到貯存穩(wěn)定的脫模劑乳液。
3.脫模效果的評價評價標(biāo)準(zhǔn)同實施例2。本發(fā)明并不局限于上述實施例子，其它不偏離本發(fā)明精神的實施例，通過一系列如以上實施例的實踐，觀察粘在金屬壓板上的刨花顆粒的情況，均可以得出上述評價脫模劑的脫模效果，從而實現(xiàn)本發(fā)明的發(fā)明目的。
權(quán)利要求
1.用于制備多異氰酸酯膠人造板的脫模組合物體系，其特征在于脫模組合物體系的外脫模劑或內(nèi)脫模劑的原料組分為(A)蠟乳液，(B)脂肪酸酯類、磷酸酯類及其鹽類中一種或兩種的混合物。
2.按照權(quán)利要求1所述的用于制備多異氰酸酯膠人造板的脫模組合物體系，其特征在于脫模組合物體系外脫模劑的蠟乳液的重量在脫模組合物中不超過50％，脂肪酸酯類、磷酸酯類及其鹽類中一種或兩種的混合物重量在脫模組合物中不低于50％。
3.按照權(quán)利要求2所述的用于制備多異氰酸酯膠人造板的脫模組合物體系，其特征在于蠟乳液的重量在脫模組合物中最好為20-40％，脂肪酸酯類、磷酸酯類及其鹽類中一種或兩種的混合物重量在脫模組合物中最好為60-80％。
4.按照權(quán)利要求1或2或3所述的用于制備多異氰酸酯膠人造板的脫模組合物體系，其特征在于外脫模劑的固含量為1-20％。
5.按照權(quán)利要求1所述的用于制備多異氰酸酯膠人造板的脫模組合物體系，其特征在于脫模組合物體系內(nèi)脫模劑的蠟乳液的重量在脫模組合物中不低于50％，脂肪酸酯類、磷酸酯類及其鹽類中的一種酯類或兩種酯類的混合物重量在脫模組合物中不高于50％。
6.按照權(quán)利要求5所述的用于制備多異氰酸酯膠人造板的脫模組合物體系，其特征在于蠟乳液的重量在脫模組合物中最好為60-80％，脂肪酸酯類、磷酸酯類及其鹽類中一種或兩種的混合物重量在脫模組合物中最好為20-40％。
7.按照權(quán)利要求1或5或6所述的用于制備多異氰酸酯膠人造板的脫模組合物體系，其特征在于內(nèi)脫模劑的固含量為10-40％。
8.按照權(quán)利要求1所述的用于制備多異氰酸酯膠人造板的脫模組合物體系，其特征在于蠟乳液中的蠟選自植物蠟、動物蠟、礦物蠟、合成蠟及其它熔化點在40℃-170℃之間的蠟類；脂肪酸酯類選自油酸辛酯、硬脂酸辛酯、油酸丁酯、硬脂酸丁酯、亞油酸辛酯、亞油酸丁酯以及油酸/硬脂酸與丙烯酸甲酯/丙烯酸丁酯的共聚混合物；磷酸酯(鹽)類可以選自磷酸二異辛酯、月桂基磷酸酯、二月桂基磷酸酯、十六烷基磷酸酯、雙十六烷基磷酸酯、十八烷基磷酸酯、雙十八烷基磷酸酯等以及對應(yīng)的金屬鹽。
9.用于制備多異氰酸酯膠人造板的脫模組合物體系的制備工藝，其特征在于其脫模組合物體系的外脫模劑或內(nèi)脫模劑制備包括以下步驟a、蠟乳液的制備；b、脂肪酸酯類、磷酸酯類及其鹽類中的一種酯類或兩種酯類的共聚混合物的制備；c、上述蠟乳液與共聚混合物混合得到脫模組合物體系外脫模劑。
10.按照權(quán)利要求9所述的用于制備多異氰酸酯膠人造板的外脫模劑的制備工藝，其特征在于所述的蠟乳液制備中的乳化劑可以使用陰離子型乳化劑、陽離子型乳化劑、非離子型乳化劑和兩性乳化劑，蠟乳液與共聚混合物的混合可以預(yù)先做成乳液，再加入到蠟乳液中混合均勻，或者在制備蠟乳液階段加入，最終得到貯存穩(wěn)定的乳液。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于制備多異氰酸酯膠人造板的脫模組合物體系及制備工藝，屬化工制劑產(chǎn)品領(lǐng)域。外脫模劑(或內(nèi)脫模劑)的原料組分(A)蠟乳液，(B)脂肪酸酯類、磷酸酯類及其鹽類中一種或兩種的混合物，蠟乳液的重量在脫模組合物中不超(不低)50％，脂肪酸酯類、磷酸酯類及其鹽類中一種或兩種的混合物重量在脫模組合物中不低(不超)50％。外脫模劑或內(nèi)脫模劑的制備工藝a.蠟乳液的制備；b.脂肪酸酯類、磷酸酯類及其鹽類中一種或兩種的共聚混合物的制備；c.上述蠟乳液與共聚混合物混合得到脫模組合物體系外脫模劑或內(nèi)脫模劑。本發(fā)明的脫模組合物體系在保證多異氰酸酯優(yōu)異的粘合性能前提下，又能保證人造板從熱壓板表面或傳送帶表面完全脫模。
文檔編號C10M137/00GK1546621SQ20031010575
公開日2004年11月17日 申請日期2003年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月29日
發(fā)明者楊西紅, 于強(qiáng), 孫大琴, 楊建業(yè), 朱蕓林, 葉明 , 丁凌 申請人:煙臺萬華聚氨酯股份有限公司