[发明专利]可固化的和固化的木材颗粒复合体及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用官能组分形成可固化木材颗粒复合体的方法，以 及进一步使得所述可固化木材颗粒复合体固化，形成固化的木材颗粒复合 体的方法，还涉及这样形成的可固化木材颗粒复合体和固化的木材颗粒复 合体。

背景技术

许多可用来形成木材颗粒复合体的组合物在形成所述木材颗粒复合体 的过程中经历固化步骤。也就是说，它们发生能够增大分子量的有效的化 学反应。固化反应通常具有一种或多种以下的功能：聚合，聚合物支化，聚 合物交联，以及形成交联网状结构。目前用来形成商品木材颗粒复合体的聚 合反应往往会特别危险，这些方法中包括三聚氰胺甲醛聚合反应，其在形 成木材颗粒复合体的过程中和之后表现出对环境危害的可能性。一种有可 能作为固化反应的化学反应是迈克尔加成。例如，美国专利第5,084,536号 揭示了使用迈克尔加成形成固化的漆(一种涂料)。但是，人们需要用包括迈 克尔加成的固化反应形成木材颗粒复合体。US2005/0081994 A1揭示了在强 碱的催化之下，将迈克尔加成用于一层木材的涂层，以提供可固化的附着 表面，使得可以将另一层木材层叠在该层木材之上。所述强碱催化的迈克 尔反应通常在室温下或接近室温的情况下是很容易的，使得其在用来在室 温和压力下施涂或粘合相邻的木材层的应用中颇具吸引力。无需通过施加 热量和压力来加快反应。尽管这种体系可用来在环境条件下层叠多层木材， 但是用来由木材颗粒形成木材颗粒复合体和对其进行成形的较为极端的条 件通常不可能使用强碱催化剂。在这种强碱催化体系中，将加热和加压结合 用于对木材颗粒的集合体进行压制和物理缠结或者通过其他方式啮合，形 成具有所需密度的所需形状，这样可以促进迈克尔加成，使得在伴有致密化 的所需压实完成之前，发生所述迈克尔聚合反应。除了会造成过早形成迈 克尔聚合物以外，升高的温度和压力还会由于强碱与其它迈克尔反应物的 副反应促进不希望有的副产物含量增大。

我们惊人地发现，包括选自多官能迈克尔给体、多官能迈克尔受体和 强碱催化剂的一种或两种迈克尔组分在与许多木材颗粒结合的时候，形成 一种在室温下稳定数小时或数天的包含迈克尔反应混合物的活性木材颗粒 掺混物，该掺混物可以成形为可固化的木材颗粒复合体，该复合体可以在 实际的固化温度和压力之下很容易具有活性，以形成具有有用的使用性能 的固化的木材颗粒复合体。

发明内容

本发明的一个方面涉及一种包括以下步骤的方法：

(a)提供许多未处理的木材颗粒的至少一个集合体；

(b)提供至少两种迈克尔官能组分；

(c)使得所述许多未处理的木材颗粒的集合体与迈克尔官能组分接触， 以形成许多迈克尔活性木材颗粒；

(d)任选地使得许多迈克尔活性木材颗粒的集合体与迈克尔官能组分接 触；

(e)将任意剩余的许多未处理的木材颗粒与任意许多迈克尔活性木材颗 粒掺混，形成活性木材颗粒掺混物；

(f)对所述活性木材颗粒掺混物进行成形，以形成可固化的木材颗粒复 合体；

其中：

所述接触的步骤在以下时刻进行：在掺混的步骤之前；在掺混步骤过 程中；或者在掺混步骤之前和过程中；

各迈克尔官能组分包括选自以下的一种或两种迈克尔成分：

(i)多官能迈克尔给体；

(ii)多官能迈克尔受体；

(iii)强碱催化剂，其具有pKa大于12.5的共轭酸；

所述迈克尔官能组分总合起来包括：

至少一种多官能迈克尔给体；

至少一种多官能迈克尔受体；

至少一种强碱催化剂。

本发明的第二方面涉及一种可固化的木材颗粒复合体，其包含：

(a)许多迈克尔活性木材颗粒的至少一个集合体；

(b)至少两种迈克尔官能组分，

其中：

各种迈克尔官能组分包含选自以下的一种或两种迈克尔成分：

(i)多官能迈克尔给体；

(ii)多官能迈克尔受体；

(iii)强碱催化剂，其具有pKa大于12.5的共轭酸；