[发明专利]高强度环保波状制品

说明书

相关申请

本申请要求申请号为61/014,209、申请日为2007年12月17日的美国临时专利申请的优先权，通过引用合并在本申请中。

技术领域

本发明涉及可生物降解且不含甲醛的波状制品，具体涉及一种具有大豆基树脂体系的波状制品。

背景技术

脲醛树脂(UF)被广泛用作粘合剂，用在定向拼合板和刨花板上。这些甲醛基树脂是无色的，价格低廉，能够快速固化形成一刚性的聚合物。虽然UF树脂有效，但刨花板和定向拼合板常常是出名的质量差。包括质量在内，担心的是这些复合材料暴露在水或热和潮湿条件下的降解速率。

另一个UF树脂粘合木制品的不足之处在于，它们慢慢地将甲醛释放到周围的环境内。甲醛是一已知致癌物质，是挥发性有机化合物(VOCs)中的一种。由于甲醛从木制品中排放相关的环境、健康、监管问题，有持续的需要选择无甲醛粘合剂。在一个或多个州内，最近的立法已经禁止或严重限制在家具和建筑材料上使用甲醛。

一系列无甲醛成分组合物已经被开发用作粘合剂用于制造木制品。美国专利No.4,395,504公开了由环脲和乙二醛反应制备的无甲醛粘合系统的使用，用于制造刨花板。然而，该系统固化相当慢，且需要酸性环境下(低pH)固化。

美国专利No.5,059,488表明当用于与环脲反应时，戊二醛比乙二醛具有优势。专利公开了戊二醛-乙烯脲树脂在木板制造上的使用。结果表明：该树脂比乙二醛-乙烯脲树脂固化快，且可以在一个较高的pH值条件下固化。然而，戊二醛基的数脂在经济上不可行。

美国专利No.4,692,478描述了无甲醛粘结剂，用于由碳水化合物原材料制备的刨花板和胶合板，如乳清蛋白、低蛋白乳清、淀粉和糖。过程包括碳水化合物被无机酸水解，然后由氨中和树脂。尽管原材料是廉价的、可再生的，但是反应必须在0.5左右实施。pH使处理过程困难，危险，且成本高。

美国专利No6,822,042还披露了碳水化合物材料(玉米糖浆)在制备价廉的木材粘合剂上的应用。这种粘合剂的优点包括强烈的粘合力、低成本、以及可再生原材料。然而，这种粘合剂需要使用异氰酸酯作为交联剂来合成。异氰酸酯是有毒的，用于替代甲醛是不受欢迎的。

美国专利No.6,599,455描述了一种无甲醛粘结剂用于生产刨花板，刨花板包含可固化的热塑性共聚物和交联剂，交联剂选自环氧基树脂、异氰酸酯、N-羟甲基和碳酸乙烯酯化合物。当固化后，该组合物提供很好的强度和耐水性。由于材料成本高，环氧基树脂经济上不可行。

美国专利No.6,348,530描述了无甲醛粘结剂用作生产成型木制品，包含羟基烷基化聚胺和多羧酸的混合物。粘合剂的制备需要艰难的步骤得到产品，导致经济上不可行的。

一种已有的甲醛产品替代产品为专有制造系统用于硬木、胶合板和刨花板。但是，已被证实包括其它有毒的化学物质，如环氧氯丙烷。虽然是对现有技术的改善，但它最终并不能从它的配方中消除所有危险的或存在潜在危险的化合物。见http://www.columbiaforestproducts.com/products/prodpb.aspx。美国专利No7,252,735和美国专利No7,345,136(中心地带资源技术)也被认为是与H2H专利产品，相关。被认为是在树脂形式中包括大豆蛋白，但是并不排除使用致癌粘合剂，与大豆蛋白结合。

因此，在大量尝试解决尿素甲醛粘合剂的问题后，需要建立一个真正的无毒的高强度树脂或复合体系，不含任何甲醛成分或其他的致癌物质，是地球友好和非常强劲的。

木材、植物或其它木质纤维素材料的另一个不足之处在于，它们在商业上可接受用于制作面板，但是它们不能有效用于塑形波状制品。

Flexform技术有限公司(www.flexformtech.com)生产无纺布天然纤维如麻，或亚麻，与聚丙烯一起生产粘合剂。正在出售的垫子是以未压缩状态出售的。它也被压制形成汽车门板，中、高密度板。然而，尽管垫子是有效的，但是它们不是可生物降解的。因此，仍需要易形成波状制品的可完全生物降解的复合材料。

现有技术就是要找到一个甲醛树脂的有效替代物。然而，需要的是提供一木板，在强度上超过现有技术的刨花板。如果这种材料是可生物降解，实质上，如果不是全部来自可再生能源，是环境友好的，将会是更有利的。如果材料适合用于塑形制品，可压成波形，且塑形完成时既刚又强，那将是有利的。希望这种可固化的组合物含有高含量不挥发物、且同时是稳定的、可快速固化的，在固化期间和固化后不挥发任何有毒的气味。期望产品被堆放在填埋场时对环境是无害的。本发明公开了一个或多个这些和其他的需要。

发明内容