CN105026512A - 包含疏水剂和稳定剂的组合物以及其制造和使用方法 - Google Patents

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Abstract

提供了包含疏水剂和稳定剂的组合物以及其制造和使用方法。在至少一个具体的实施例中,组合物可以包含约40wt%至约60wt%的木质素磺酸或其盐,约1wt%至约20wt%的疏水剂,以及约20wt%至约59wt%的液体介质,其中所有的重量百分比是基于该木质素磺酸或其盐、该疏水剂、以及该液体介质的组合重量。

Description

包含疏水剂和稳定剂的组合物以及其制造和使用方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2013年1月24日提交的具有的序列号为61/756,197的美国临时专利申请的优先权,将其通过引用结合在此。
背景技术
领域
所描述的实施例总体上涉及疏水剂和稳定剂的组合物以及其制造和使用方法。
相关技术说明
各种类型的工程木质纤维素复合材料,如碎料板、华夫板、颗粒板、以及定向刨花板是已知的并在建筑应用中使用。这些复合产品是通过将粘合剂施加到木质纤维素颗粒、碎片、或纤维上并且通过施加热和压力使它们形成为所希望的复合材料制备的。少量的疏水剂(通常作为乳液施用)用于改进木质纤维素材料的耐湿性。已知的乳液包括松蜡、脂肪酸皂、以及非离子乳化剂。
然而,这些乳液具有缺点。例如,这些乳液经常包含为木素纤维素材料赋予水的亲水性稳定剂,这可以使生产更加困难并且干扰复合产品的特性。还可能存在缺乏乳液与用于结合这些木质纤维素材料的粘合剂之间的相容性,这可能导致生产线的脱乳化和/或堵塞。
因此,对于用于复合木素纤维素产品的改进的含有疏水剂和稳定剂的组合物存在需要。
概述
提供了包含疏水剂和稳定剂的组合物,其制造方法,以及其在制造复合产品中的用途。在至少一个具体的实施例中,组合物可以包含约40wt%至约60wt%的木质素磺酸或其盐,约1wt%至约20wt%的疏水剂,以及约20wt%至约59wt%的液体介质,其中所有的重量百分比是基于所述木质素磺酸或其盐、所述疏水剂、以及所述液体介质的组合重量。
在至少一个具体的实施例中,用于制造复合产品的方法可以包括使多个木质纤维素基底、粘合剂、以及混合物混合以产生用树脂处理的配料(resinated furnish),所述混合物包含木质素磺酸或其盐、疏水剂、以及液体介质。所述混合物可以包含约40wt%至约60wt%的木质素磺酸或其盐,约1wt%至约20wt%的疏水剂,以及约20wt%至约59wt%的液体介质,其中所有的重量百分比是基于所述木质素磺酸或其盐、所述疏水剂、以及所述液体介质的组合重量。该方法还可以包括加热所述用树脂处理的配料以产生复合产品。
在至少一个具体的实施例中,复合产品可以包含至少部分固化的用树脂处理的配料。在固化之前,所述用树脂处理的配料可以包含多个木质纤维素基底、粘合剂、以及混合物,所述混合物可以包含木质素磺酸或其盐、疏水剂、以及液体介质。所述混合物可以包含约40wt%至约60wt%的木质素磺酸或其盐,约1wt%至约20wt%的疏水剂,以及约20wt%至约59wt%的液体介质,其中所有的重量百分比是基于所述木质素磺酸或其盐、所述疏水剂、以及所述液体介质的组合重量。
详细说明
已经出人意料地并且出乎意料地发现可以形成包含疏水剂或施胶剂(sizingagent)、稳定剂、以及液体介质的组合物或混合物,这些组合物或混合物含有高浓度的稳定剂。这些混合物可以呈乳液、悬浮液、分散体、和/或溶液的形式。已经出人意料地发现该稳定剂在该组合物中可以存在的量是基于该稳定剂、该疏水剂、以及该液体介质的组合重量约30wt%或更大、约40wt%或更大、或约50wt%或更大。该稳定剂可以是或包含一种或多种木质素磺酸和/或其一种或多种盐。该稳定剂或木质素磺酸和/或其盐在该混合物中可以存在的量是基于该木质素磺酸或其盐、该疏水剂、以及该液体介质的组合重量从低点约30wt%、约35wt%、约37wt%、约40%、或约45wt%至高点约50%、约55%、约60%、约65%、或约70%。在另一个实例中,该木质素磺酸和/或其盐在该混合物中可以存在的量是基于该木质素磺酸或其盐、该疏水剂、以及该液体介质的组合重量约35wt%至约42wt%、约39wt%至约44wt%、约42%至约48wt%、约46wt%至约52%、约45wt%至约55%、约50%至约57%、或约55%至约68%。在又另一个实例中,该木质素磺酸和/或其一种或多种盐在该混合物中可以存在的量是基于该木质素磺酸或其盐、该疏水剂、以及该液体介质的组合重量至少30wt%、至少35wt%、至少40wt%、至少45wt%、或至少50wt%至约55wt%、约57wt%、约60wt%、约63wt%、或约65wt%。
该疏水剂和稳定剂的混合物可以用作用于制造复合木质纤维素产品的施胶剂。在该混合物中的高浓度的稳定剂可以提供用于制备这些乳液、悬浮液、分散体、和/或溶液的胶体稳定性同时提供所必需的表面活性以确保一种或多种疏水剂有效沉积到这些木质纤维素基底的表面上。在该混合物中的高浓度的稳定剂还可以减少或降低能够与疏水剂和稳定剂结合以产生该混合物的液体介质(例如,水)的浓度。降低在该复合木质纤维素产品中的液体介质的含量可以降低制造成本。例如,降低的液体介质的存在可以与固化这些树脂以产生复合产品所需要的更少的能量输入关联。
疏水剂和木质素磺酸或其盐的混合物可以包括基于该木质素磺酸或其盐、该疏水剂、以及该液体介质的组合重量至少约0.5wt%至约30wt%的疏水剂。例如,该乳液可以包含疏水剂,其量为基于该木质素磺酸或其盐、该疏水剂、以及该液体介质的组合重量从低点0.5wt%、约0.7wt%、约1wt%、约3wt%、约6wt%、约9wt%、或约12wt%至高点约15wt%、约20wt%、约23wt%、或约25wt%。在另一个实例中,该疏水剂在该混合物中可以存在的量是基于该木质素磺酸或其盐、该疏水剂、以及该液体介质的组合重量从约0.6wt%至约3wt%、约1.3wt%至约5.5wt%、约5wt%至约8wt%、约1wt%至约10wt%、约7wt%至约12wt%、约9wt%至约16wt%、约14wt%至约17wt%、约15wt%至约18wt%、约19wt%至约25wt%、或约25wt%至约30wt%。
在一个或多个实施例中,该疏水剂可以包括单一的疏水剂。在一个或多个实施例中,该疏水剂可以是或包括两种或更多种不同的疏水剂。如果该疏水剂包括两种不同的疏水剂,即,第一疏水剂和第二疏水剂,则该第一和第二疏水剂可以相对于彼此以任何量存在。例如,该第一和第二疏水剂可以存在的重量比为约99:1、约90:10、约80:20、约70:30、约60:40、约50:50、约40:60、约30:70、约20:80、约10:90、或约1:99。在另一个实例中,如果该疏水剂包括第一疏水剂和第二疏水剂,则该混合物可以具有疏水剂组合物,该组合物包括基于该第一和第二疏水剂的组合重量以从约1wt%至约99wt%的量的该第一疏水剂以及相反地约99wt%至约1wt%的该第二疏水剂。在另一个实例中,该第一疏水剂的量可以是基于该第一和第二疏水剂的组合重量从低点约5wt%、约10wt%、约15wt%、约20wt%、约25wt%、约30wt%、约35wt%、约40wt%、或约45wt%至高点约60wt%、约65wt%、约70wt%、约75wt%、约80wt%、约85wt%、约90wt%、或约95wt%。在另一个实例中,如果存在三种或更多种疏水剂,那么这三种或更多种疏水剂可以相对于彼此以任何比率存在。
如果在该混合物中存在两种或更多种疏水剂,则这两种或更多种疏水剂可以与彼此结合作为固体、液体、或作为固体和液体的组合。如果是固体,则该疏水剂可以被加热至其熔点并且引入混合槽或在该混合槽内加热以提供呈液体形式的疏水剂。可以搅拌疏水剂的混合物以获得均匀的产品。混合叶片、叶轮、磁性搅拌棒、剪切搅拌、或其他机械手段可以被用来混合疏水剂。在另一个实例中,例如,也可以使用通过混合管的在线混合来获得最终产品。在另一个实例中,超声波声波可以被用来混合、共混、或以其他方式结合疏水剂。
疏水剂和木质素磺酸或其盐的混合物可以基于该木质素磺酸或其盐、该疏水剂、以及该液体介质的组合重量具有从低点约18wt%、约20wt%、或约25wt%至高点约35wt%、约40wt%、或约59wt%的液体介质含量。例如,疏水剂和木质素磺酸或其盐的混合物可以具有基于该木质素磺酸或其盐、该疏水剂、以及该液体介质的组合重量约59wt%或更少、约45wt%或更少、或约40wt%或更少、约35wt%或更少、约30wt%或更少、或约25wt%或更少的液体介质含量或水浓度。在其他实例中,疏水剂和木质素磺酸或其盐的混合物可以具有基于该木质素磺酸或其盐、该疏水剂、以及该液体介质的组合重量约15wt%至约25wt%、约20wt%至约30wt%、约20wt%至约59wt%、约25wt%至约35wt%、约27wt%至约40wt%、约33wt%至约43wt%、约37wt%至约49wt%、约45wt%至约56wt%、或约45wt%至约59wt%的液体介质含量。
疏水剂和木质素磺酸或其盐的混合物的粘度可以广泛地变化。例如,疏水剂和木质素磺酸或其盐的混合物的粘度可以是在约25℃的温度下从低点约1厘泊(“cP”)、约100cP、约250cP、约500cP、或约700cP至高点约1,000cP、约3,250cP、约4,500cP、约5,000cP、或约10,000cP。在另一个实例中,疏水剂和木质素磺酸或其盐的混合物可以具有的粘度是在约25℃的温度下从约10cP至约125cP、约20cP至约75cP、约75cP至约125cP、约260cP至约460cP、约725cP至约1,100cP、约4,100cP至约8,600cP、约8,600cP至约9,200cP、或约7,900cP至约9,990cP。在另一个实例中,疏水剂和木质素磺酸或其盐的混合物可以具有的粘度是在约25℃的温度下从约1cP至约450cP、约450cP至约1,205、约6,250cP至约7,550cP、约6,550cP至约8,250cP、约7,250cP至约9,100cP、约8,100cP至约9,600cP、或约6,600cP至约8,200cP。粘度可以使用布氏粘度计测量。例如,该布氏粘度计可以配备有小样品适配器(如10mL适配器)和用来最大化扭矩的适当的转子(如转子编号31)。
该混合物还可以包括一种或多种无机碱。说明性无机碱可以是或包括,但不限于,氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化钙、氢氧化镁、或它们的任何混合物或组合。无机碱在该混合物中可以存在的量是基于该木质素磺酸或其盐、该疏水剂、该无机碱、以及该液体介质的组合重量从约低点约0.1wt%、约0.3wt%、约0.5wt%、约0.8wt%、或约1wt%至高点约4wt%、约5wt%、或约6wt%。在另一个实例中,该无机碱可以是基于该木质素磺酸或其盐、该疏水剂、该无机碱、以及该液体介质的组合重量从约0.2wt%至约0.4wt%、约0.5wt%至约0.7wt%、约1.0wt%至约1.6wt%、约2.4wt%至约4.0wt%、或约3.2wt%至约5.8wt%。
该混合物的pH可以是从低点约1、约2、约3、约4、约5、约6、约7至高点约8、约9、约10、约11、约12、或约13。在另一个实例中,疏水剂和木质素磺酸或其盐的混合物的pH可以具有从约1至约2、约2至约3、约3至约4、约4至约5、约5至约6、约6至约7、约7至约8、约8至约9、或约9至约10、约10至约11、约11至约12、或约12至约13的pH。
该混合物可以包括一种或多种添加剂。说明性添加剂可以包括,但不限于,表面活性剂、分散剂、腐蚀抑制剂、染料、杀真菌剂、杀虫剂、或它们的任何混合物。说明性表面活性剂可以包括,但不限于,二辛基二甲基氯化铵、二癸基二甲基氯化铵、二椰油基二甲基氯化铵、椰油基苄基二甲基氯化铵、椰油基(分馏的)苄基二甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵、双十八烷基二甲基氯化铵、双十六烷基二甲基氯化铵、二(氢化牛脂基)二甲基氯化铵、二(氢化牛脂基)苄基甲基氯化铵、(氢化牛脂基)苄基二甲基氯化铵、二油基二甲基氯化铵、以及双(亚乙基十六烷酸酯)二甲基氯化铵。烷基酚、乙氧基化的(ethoxilated)、乙氧基化的脂肪酸、乙氧基化(ethoxylated)的脂肪醇、脂肪酸的盐、氧化乙烯-氧化丙烯嵌段共聚物、或它们的任何混合物。
分散剂(如果存在的话)可以包括添加的非表面活性聚合物或表面活性物质以改进颗粒的分离和/或抑制沉降或聚集。分散剂可以是阳离子的、阴离子的、非离子的、或两性的。分散剂可以包括天然淀粉和衍生淀粉。合适的淀粉分散剂可以包括,但不限于,羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、甲基羟丙基纤维素和乙基羟乙基纤维素、甲基纤维素和羧甲基纤维素、明胶、淀粉、瓜尔胶、黄原胶、聚乙烯醇、以及它们的混合物。淀粉分散剂可以包括纳米淀粉。此类纳米淀粉可以包括由Ecosynthetix公司(Ecosynthetix,Inc.)出售的那些。衍生淀粉可以通过使天然淀粉与阳离子化试剂反应获得,这些阳离子化试剂诸如缩水甘油基三甲基氯化铵或3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵。非离子型分散剂可以包括,但不限于,乙氧基化的脂肪醇、脂肪酸、烷基酚、脂肪酸酰胺、乙氧基化的或非乙氧基化的甘油酯、脂肪酸的脱水山梨糖醇酯、以及它们的混合物。合适的阳离子分散剂可以包括含氮化合物如季铵化合物、叔胺的盐类、水溶性含氮表氯醇树脂、阳离子聚氨酯、聚酰胺胺、聚-酰胺胺-表氯醇共聚物、二甲胺-表氯醇共聚物、二甲胺-乙二胺-表氯醇共聚物、氨-二氯乙烯共聚物、二烯丙基二甲基氯化铵、二烷基-氨基烷基丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯以及丙烯酰胺(例如,二甲基氨基乙基丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯)的均聚物和共聚物、阳离子聚合物(例如、聚丙烯酰胺、聚乙亚胺、聚酰胺胺和聚(二烯丙基二甲基氯化铵))以及它们的混合物。合适的阴离子分散剂可以包括,但不限于,磷酸化、磺化以及羧化的木质素或多糖、阴离子聚氨酯、萘磺酸盐、以及从具有阴离子基团的单体(例如、丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、衣康酸、巴豆酸、乙烯基磺酸、磺化的苯乙烯以及丙烯酸羟烷基酯和甲基丙烯酸羟烷基酯的磷酸盐)形成的乙烯基加成聚合物。疏水剂与分散剂的重量比可以是从低点约0.1wt%、约1wt%、约0.1wt%、约5wt%、或约7wt%、至高点约15wt%、约18wt%、或约20wt%。在另一个实例中,该分散剂在该混合物中可以存在的量是基于该木质素磺酸或其盐、该疏水剂、该分散剂、以及该水的组合重量从约低点约0.1wt%、约5wt%、约7wt%、或约10wt%至高点约18wt%、约22wt%、或约30wt%。在另一个实例中,该分散剂可以是基于该木质素磺酸或其盐、该疏水剂、该无机碱、以及该水的组合重量从约0.2wt%至约0.4wt%、约1wt%至约7wt%、约10wt%至约16wt%、或约20wt%至约25wt%。
疏水剂和木质素磺酸或其盐的混合物可以具有基于该木质素磺酸或其盐、该疏水剂、以及该液体介质的组合重量从低点约20wt%、约40wt%、约50wt%、或约65wt%至高点约75wt%、约80wt%、约85wt%、约95wt%、或约99.9wt%的非挥发性物质或“固体”含量。在其他实例中,该乳液可以具有基于该木质素磺酸或其盐、该疏水剂、以及该液体介质的组合重量约20wt%至约59wt%、约40wt%至约60wt%、约60wt%至约80wt%、约80wt%至约95wt%、约25wt%至约75wt%、约60wt%至约90wt%、或约75wt%至约85wt%的固体含量。在另一个实例中,该乳液可以具有基于该木质素磺酸或其盐、该疏水剂、以及该液体介质的组合重量至少20wt%、至少33wt%、至少41wt%、至少50wt%、至少55wt%、或至少62wt%的固体含量。
如在此使用的,如本领域技术人员理解的,固体含量可以通过确定在将小样品(例如,1-5克的该混合物)加热到适合的温度(例如,125℃)以及足够的时间以由此除去液体时的重量损失来测量。通过测量样品在加热之前和之后的重量,该样品中的百分比固体可以直接计算或者以其他方式估算。
疏水剂和木质素磺酸或其盐的混合物可以使用任何适合的方法或这些方法的组合制备。例如,疏水剂和木质素磺酸或其盐的混合物可以使用剪切均化器、超声发生器、和/或高压阀均化器(也称为动态高压均化器)被乳化、悬浮、分散、和/或形成溶液。剪切均化器使用剪切力来乳化该混合物并且降低乳液的粒度。超声发生器使用声波或超声波能量来乳化该混合物并且降低乳液的粒度。高压阀均化器通过在阀门的一侧建立压力并且然后允许该混合物流动穿过该阀门的窄的、可调节的间隙引起紊流流束,并且导致组分的混合以及粒度的降低来混合组分并且降低粒度。疏水剂和木质素磺酸或其盐的混合物可以在高压阀均化器中在从低点约1.3MPa、约5MPa、约10MPa、或约50MPa,至高点约100MPa、约150MPa或约207MPa的压力下混合。在另一个实例中,疏水剂和木质素磺酸或其盐的混合物可以在高压阀均化器中在从约2MPa至约10MPa、约11MPa至约19MPa、约22MPa至约35MPa、约10MPa至约45MPa,约12MPa至约150MPa、或约13MPa至约202MPa的压力下混合。
在该混合物中的疏水剂和木质素磺酸或其盐可以具有从低点约25nm、约50nm、约75nm或约90nm至高点约200nm、约300nm、约2,000nm、约3,000nm、约4,000nm或约5,000nm的粒度。在另一个实例中,疏水剂和木质素磺酸或其盐的混合物可以具有从约30nm至约55nm、约66nm至约110nm、约50nm至约300nm、约100nm至约169nm、约149nm至约210nm、约200nm至约400nm、或约1,005nm至约1,755nm、或约2,200nm至约4,855nm的粒度。疏水剂和木质素磺酸或其盐的混合物可以具有从低约80nm、约90nm、约100nm、约120nm、约140nm、约160nm、约180nm、约200nm至高约220nm、约250nm、约300nm、约400nm、约500nm、约1,000nm、约2,000nm、约3,000nm、约4,000nm、或约5,000nm的平均粒度。在另一个实例中,疏水剂和木质素磺酸或其盐的混合物可以具有从约80nm至约175nm、约110nm至约170nm、约150nm至约230nm、约280nm至约380nm、约150nm至约190nm、约150nm至约2,000nm、约160nm至约1,000nm、约800nm至约1,200nm、约2,000nm至约3,000nm、或约3,500nm至约4,500nm的平均粒度。
疏水剂和木质素磺酸或其盐的混合物可以在从低约10℃、约20℃、约30℃、约40℃、约50℃至高约80℃、约100℃、约120℃、约140℃、或约160℃的温度下被乳化、悬浮、和/或分散。在另一个实例中,疏水剂和木质素磺酸或其盐的混合物可以在从约15℃至约35℃、约25℃至约55℃、约65℃至约85℃、约80℃至约95℃、约105℃至约115℃、约100℃至约125℃、或约135℃至约155℃的温度下被乳化和/或分散。
该液体介质可以包括,但不限于,水、一种或多种醇、一种或多种醚、或它们的任何混合物。合适的醇可以包括,但不限于,甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、仲丁醇、异丁醇、叔丁醇、乙二醇、以及它们的混合物。合适的醚可以包括,但不限于,二甲醚、二***、四氢呋喃、以及它们的混合物。
在一个或多个实施例中,该液体介质可以包括单一的液体介质。在一个或多个实施例中,该液体介质可以是或包括两种或更多种不同的液体介质。如果该液体介质包括两种不同的液体介质,即,第一液体介质和第二液体介质,则该第一和第二液体介质可以相对于彼此以任何量存在。例如,该第一和第二液体介质可以存在的重量比为约99:1、约90:10、约80:20、约70:30、约60:40、约50:50、约40:60、约30:70、约20:80、约10:90、或约1:99。在另一个实例中,如果该液体介质包括第一液体介质和第二液体介质,则该混合物可以具有液体介质,该液体介质包括基于该第一和第二液体介质的组合重量以从约1wt%至约99wt%的量的该第一液体介质以及相反地约99wt%至约1wt%的该第二液体介质。在另一个实例中,该第一液体介质的量可以是基于该第一和第二液体介质的组合重量从低点约5wt%、约10wt%、约15wt%、约20wt%、约25wt%、约30wt%、约35wt%、约40wt%、或约45wt%至高点约60wt%、约65wt%、约70wt%、约75wt%、约80wt%、约85wt%、约90wt%、或约95wt%。在另一个实例中,如果存在三种或更多种液体介质,那么这三种或更多种液体介质可以相对于彼此以任何比率存在。
木质素磺酸及其一种或多种盐可以衍生自木质素。木质素是聚合物物质,其可以包括在与纤维素有关的植物和蔬菜物质以及其他植物组分中发现的取代的芳香族化合物。说明性植物和蔬菜物质可以包括,但不限于,稻草、***、剑麻、棉秆、小麦、竹子、印度草(sabai grass)、稻秆、香蕉叶、构树(即,韧皮纤维)、麻蕉叶、菠萝叶、北非芦苇草叶、来自龙舌兰科黄麻家族的种属晚芦荟属的纤维、盐水芦苇、棕榈叶、亚麻、粉碎的坚果壳、硬木、软木、回收的纤维板(如高密度纤维板、中密度纤维板、低密度纤维板、定向刨花板、颗粒板)、或它们的任何组合。例如,植物物质可以是或包括木材,例如硬木、软木、或它们的组合。说明性类型的木材可以包括,但不限于,桤木、白蜡木(ash)、白杨木、椴木、山毛榉、桦木、杉木、樱桃树、三叶杨、柏树、榆树、冷杉、橡胶树(gum)、朴树、山胡桃木、枫树、橡树、美洲山核桃、松树、白杨木、红木、檫木、云杉、无花果树、胡桃木、以及柳树。
合适的木质素材料可以包括,但不限于,以其与生具有的或天然状态的木质素,即,未改性的或未改变的木质素、木质素磺酸盐、或它们的任何组合或混合物。合适的木质素磺酸盐可以包括,但不限于,木质素磺酸铵、木质素磺酸钠、木质素磺酸钾、木质素磺酸钙、木质素磺酸镁、或它们的任何组合或混合物。木质素磺酸可以照原样使用并且盐或其他类似组分可以用来改性该酸,或者,更优选的是,木质素磺酸能够以其盐的形式使用。因此,以相当于木质素磺酸或其盐的方式进行的类似组分可以用作替代物,其条件是所希望的复合木质纤维素产品的边缘膨胀、水吸收、内部结合和/或挠曲强度特性都得到满足。
一种或多种疏水剂可以是或包括一种或多种蜡,例如石油蜡、褐煤蜡、合成蜡、以及天然蜡,例如植物蜡或动物蜡。该疏水剂可以是或包括烷基烯酮二聚体、烯基琥珀酸酐、矿物油、松香、合成酯、硅油、萜烯、烃类树脂、碳氟聚合物、植物油、无规聚乙烯聚合物、乙烯-丙烯酸聚合物、动物脂肪或油、甘油三酯、以及它们的任何混合物。
说明性石油蜡可以包括,但不限于,石蜡、微晶蜡、以及松蜡。石油蜡可以呈不同水平的精炼石蜡的形式,亦或较少精炼的松蜡的形式,作为石油精炼工艺的一部分。石蜡可以是或包括可以具有约20至约40个碳链的烷烃的混合物。石蜡的碳链可以是直链或支链的。微晶蜡可以是通过凡士林脱油生产的,作为石油精炼工艺的一部分蜡,微晶蜡包含更高百分比的支链烷烃和环烷烃。微晶蜡可以由高分子量饱和脂肪族烃组成并且可以特征为其与石蜡相关联的较大的晶体结构相比晶体结构的细度。松蜡可以通过冷却和溶剂过滤器压制来自石油精炼工艺的蜡馏出物产生。松蜡可以是半精制蜡,区别于片状蜡,它可以具有更高的油含量。
石油蜡可以具有基于该石油蜡的重量最高达约30wt%的石油油含量。石油蜡可以具有基于该石油蜡的重量从低点约1wt%、约3wt%、约5wt%、约7wt%、或约10wt%,至高点约15wt%、约20wt%、约25wt%、或约30wt%的油含量。在另一个实例中,该石油蜡可以具有基于该石油蜡的重量从约2wt%至约6wt%、约7wt%至约12wt%、约15wt%至约22wt%、或约24wt%至约29wt%的油含量。
不同的熔点可以是可接受的,如果改变复合木质纤维素产品的干燥条件,如此在复合板制造领域中已知的任何技术可以用来计算石油蜡的熔点。石蜡在室温下可以是固体,当被加热到约37℃至约110℃的温度时其可以开始进入液相。微晶蜡可以具有从约60℃至约80℃的熔化范围。松蜡可以具有从约40℃至约75℃的熔化范围。
褐煤蜡(也称为地蜡)可以是来自褐煤酸的酯。它们可以产生自已经进行提取、漂白、和酯化或皂化的褐煤。褐煤蜡可以由以下项组成:以约62wt%至约68wt%的长链(C24-C30)羧酸酯、以约22wt%至约26wt%的长链(C24-C30)羧酸、以约7wt%至约15wt%的长链醇、酮、以及烷烃、以及剩余的是树脂。褐煤蜡可以具有从约82℃至约95℃的熔点。褐煤蜡可以在水中具有有限的溶解度但是诸如四氯化碳、苯、氯仿或其他有机溶剂的溶剂可以用于将它结合到乳液中。
合成蜡可以包括,但不限于,烯键聚合物、氟碳聚合物、或通过费托合成衍生的烃类型。合成蜡可以衍生自烷基酸和/或烷基酯。例如,可以使用具有大于18个碳的链长的高分子量脂肪酸。此类烷基酸总体上被描述为具有式R—COOH,其中R是烷基非极性基团,其是亲脂性的并且可以是从18至大于100个碳。例如二十八烷酸以及其相应的酯,其是例如,该酸与乙二醇的二酯。COOH基团在乳液中在碱金属(如钠或钾)的存在下可以形成亲水极性盐。此类烷基酸可以吸附到蜡颗粒的表面上,提供在乳液中在水相中的稳定性。可以使用烷基酸与醇或二醇的其他酯化产物。氟碳聚合物可以是四氟乙烯蜡。
合成蜡还可以包括聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、乙烯-丙烯酸聚合物。聚乙烯蜡可以由乙烯制造。聚乙烯蜡可以被氧化或与丙烯酸共聚合以产生聚乙烯基团,这些聚乙烯基团可以帮助乳化。聚乙烯是高密度聚乙烯亦或低密度聚乙烯。高密度聚乙烯可以具有从110℃至140℃的熔化范围。低密度聚乙烯可以具有100℃至110℃的熔化范围。乙烯-丙烯酸聚合物可以具有20wt%的丙烯酸含量并且可以与合适的交联剂交联以增加它们的耐水性特性。
氟碳聚合物可以包括四氟乙烯蜡。四氟乙烯蜡可以具有高的耐热性,例如最高达约330℃。四氟乙烯蜡的氟基团产生有效的释放、滑动以及、摩擦特性。
疏水剂可以是或包括矿物油或液体石蜡。说明性矿物油是,但不限于,石蜡油。矿物油(也称为液体凡士林)可以是在石油的蒸馏中的副产物。它可以是透明的无色油,该无色油由不同分子量的直链的、支链的、和环状的烷烃(石蜡)构成。矿物油可以是通过蒸馏、氢化、加氢处理、和/或其他精炼工艺精炼的。用于矿物油的其他名称包括,但不一定限于,石蜡油、石蜡基油、润滑油、白矿物油、以及白油。
合适的松香可以是适合于施胶纸的任何改性的或未改性的松香,包括未强化的松香、强化的松香和增充的松香,以及松香酯、以及它们的混合物和共混物。松香可以是任何可商购类型的松香,例如木松香、脂松香、妥尔油松香、以及任何两种或更多种的混合物,呈它们的粗制或精炼的状态。也可以采用部分氢化的松香和聚合松香,以及已经处理至抑制结晶的松香,如通过热处理或与甲醛反应。
疏水剂可以是或包括合成酯,如脂肪酸酯和邻苯二甲酸酯。说明性脂肪酸酯可以包括,但不限于,已经经受酯化的妥尔油脂肪酸。说明性邻苯二甲酸酯可以包括,但不限于,邻苯二甲酸二丁酯和邻苯二甲酸二烯丙酯。
合适的烷基烯酮二聚体(“AKD”)可以由以下通式表征:
其中取代基R1和R2独立地是C8-至C30-烃基团,其可以是饱和或不饱和的、直链或支链的。取代基R1和R2包括,例如,以下基团:辛基、癸基、十二烷基、十四烷基、十六烷基、十八烷基、二十烷基、二十二烷基、二十四烷基、苯基、苄基、β-萘基和环己基。
这些具有式I的化合物可以通过使羧酰氯与叔胺反应制备。羧酰氯可以通过氯化天然存在的脂肪酸或它们的混合物获得。例如,基于脂肪酸的羧酰氯可以从椰子油、妥尔油、蓖麻油、橄榄油、牛油、棕榈仁油、以及类似物获得。合适的羧酰氯可以包括,但不限于,肉豆蔻酰氯、棕榈酰氯、硬脂酰氯、油酰氯、山嵛酸酰氯以及异硬酯酰氯。
合适的烷基琥珀酸酐(“ASA”)可以包括具有五元酸酐环和直链碳链的结构。烷基琥珀酸酐可以由以下通式表示:
其中取代基R1和R2独立地是C1至C20烃基团,其可以是饱和或不饱和的、直链或支链的。反应性环可以处于相对于该链的不同位置,并且最商业的ASA由这些异构体的混合物组成。例如,R1可以是辛基并且R2可以是癸基。
多种多样的烷基琥珀酸酐可以用作疏水剂。可以使用烷基琥珀酸酐的混合物。该ASA可以是轻琥珀油。该ASA可能易于水解所以必须小心以保持其干燥。水解可以通过尽可能晚地,经常就在添加到木质纤维素材料中之前制备乳液而最小化。
合适的硅油可以包括支链或直链的硅氧烷聚合物链。硅氧烷聚合物链可以是用烷氧基官能团封端的。
合适的烃类树脂可以包括,但不限于,低分子量聚丁二烯和丁二烯和戊间二烯、异戊二烯、苯乙烯以及苯乙烯衍生物的低分子量共聚物。烃类树脂还可以用马来酸酐改性。
该疏水剂可以是或包括一种或多种萜烯,如蒈烯、侧柏烯、以及桧烯。该疏水剂还可以包括松节油。
该疏水剂可以是或包括一种或多种植物油。说明性植物油可以包括,但不限于,红花油、葡萄籽油、向日葵油、胡桃油、大豆油、棉籽油、椰子油、玉米油、橄榄油、棕榈油、花生油、菜籽油、低芥酸菜籽油、芝麻油、榛子油、杏仁油、山毛榉油、腰果油、澳洲坚果油、蒙刚果仁油(mongongo nut oil)、山核桃油、松籽油、阿月浑子树油、葡萄柚子油、柠檬油、橙油、西瓜籽油、苦瓜油、印度葫芦油、冬南瓜籽油、葫芦科植物籽油(egusi seed oil)、南瓜籽油、西瓜籽油、琉璃苣子油、黑加仑籽油、月见草油、巴西莓油黑豆油、琉璃苣子油、亚麻籽油、角豆荚油、苋菜油、杏仁油、苹果籽油、阿甘油、鳄梨油、巴巴苏仁油、辣木油、婆罗洲油脂浆果油(borneo tallow nut oil)、好望角美木芸香木(cape chestnut)、长角豆油(algaroba oil)、可可油、苍耳子油(cocklebur oil)、罂粟油、羽叶棕榈油、芫荽籽油、枣仁油、地咖油、伪亚麻油(false flax oil)、***油、木棉籽油、红麻籽油、拉曼油、玛芙油、漆树果仁油、绣线菊籽油(meadowfoam seed oil)、芥菜籽油、秋葵子油、番木瓜籽油、紫苏籽油、柿子籽油、苹果籽油(pequi oil)、霹雳果油、石榴籽油、洋李仁油(prune kernel oil)、藜麦油、黑芝麻油、米糠油、刺果油、牛油坚果油、美藤果油、果油(sapote oil)、丝芥(seje)油、芝麻菜油、茶花籽油、蓟油、洋地栗油(taramiraoil)、烟草籽油、番茄籽油、小麦胚芽油、蓖麻油、菜籽油、亚麻油、芥末油、萝卜油、海蓬子属植物油、桐油、水黄皮(honge)油、麻疯果油、霍霍巴油、拿鹤油(nahoroil)、天堂油(paradise oil)、石油坚果油、达玛油(dammar oil)、亚麻籽油、梓油(stillingia oil)、斑鸠菊油(vernonia oil)、黄柏果油(amur cork tree fruit oil)、朝鲜蓟油(artichoke oil)、卤刺树(balanos)油、雷斯克懒勒籽油(bladderpod)、鸦胆子油(brucea javanica oil)、芒壳油(burdock oil)、桐实树油(candlenut oil)、胡萝卜籽油、大枫子油、海石油(crambe oil)、巴豆油、正萼距花油(cuphea oil)、夜堇菜油、霍霍巴油、芒果油、印度楝树油、欧姜(oojon)油、玫瑰果油、橡胶籽油、沙棘油、海南芥籽油(sea rocket seed oil)、雪球荚蒾籽油(snowball seed oil)、妥尔油、琼崖海棠油、香豆油、脂豆蔻籽油、或它们的混合物。说明性动物油或动物脂肪可以包括,但不限于,猪脂、羊脂、牛脂、马油、牛油、黄油、猪油、鸡油、或它们的任何混合物。
该疏水剂可以是或包括植物蜡,如巴西棕榈蜡。巴西棕榈蜡是用于可以从巴西棕榈树(Copernica Cerifera)(巴西棕榈树)收获的叶的保护涂层。棕榈蜡是具有86℃的熔点的硬的、脆性蜡。说明性动物蜡可以包括蜂蜡。
甘油三酯可以具有至少150、至少160、至少170、至少180、或至少190的皂化值。例如,甘油三酯可以具有从低点约150、约155、约160、约165、约170、约175、约180、约185、或约190至高点约195、约200、约205、约210、约220、约230、约240、约250、约260、或约270的皂化值。甘油三酯可以具有至少35、至少40、至少45、或至少50的碘值。例如,甘油三酯可以具有从低点约35、约37、约40、约43、约45、约47、或约50至高点约55、约57、约60、约65、约70、或约75的碘值。可以包括甘油三脂并且具有适合的皂化值和碘值的材料的说明性实例可以包括但不限于,菜籽油、步鱼油、玉米油、橄榄油、可可油、大豆油、亚麻籽油、棉籽油、猪油、羊脂、花生油、马油、牛油、棕榈油、黄油、棕榈仁油、椰子油、或它们的任何混合物。
该皂化值是皂化1克样品所要求的氢氧化钾(KOH)的毫克并且对应于酸值和酯值的总和。当测量皂化值时,样品可以用约0.5N氢氧化钾在醇溶液中进行皂化,并且过量的氢氧化钾可以用0.5N盐酸滴定。
为了测量碘值,由甘油三酸脂样品吸收的卤素的量可以进行测量,同时该卤素对该样品起作用。所吸收的卤素的量可以转化成碘并且以克/每100克样品表示。该碘值是由100克脂肪吸收的碘的克,并且该样品中的脂肪酸的不饱和度随碘值增加。氯仿或四氯化碳溶液可以被制备成样品,并且可以将碘和氯化汞的醇溶液或氯化碘的冰乙酸溶液添加到该样品中。在允许样品静置之后,保留而不引起任何反应的碘用硫代硫酸钠标准溶液滴定,由此计算吸收的碘的量。
疏水剂和木质素磺酸或其盐的混合物可以具有高于压制温度的闪点用于产生包括该混合物的复合产品以降低火灾危害。例如,该疏水剂可以具有从低约150℃、约160℃、或约170℃,至高约220℃、约230℃、约250℃、或约300℃的闪点。在另一个实例中,该疏水剂可以具有约155℃至约165℃、约175℃至约185℃、约190℃至约205℃、约210℃至约220℃、约225℃至约250℃、或约260℃至约295℃的闪点。
该疏水剂可以具有从低点约20℃、约30℃、约50℃或约60℃至高点约90℃、约120℃、约130℃、或约170℃的熔点。在另一个实例中,该疏水剂可以具有从约25℃至约45℃、约45℃至约60℃、约65℃至约80℃、约85℃至约100℃、约105℃至约120℃、约125℃至约145℃、或约150℃至约170℃的熔点。
疏水剂和木质素磺酸或其盐的混合物可以与一种或多种粘合剂或树脂混合。疏水剂和木质素磺酸或其盐的混合物可以与包含一种或多种自由基前体的氧化粘合剂或粘合剂一起使用。如在此使用的,术语自由基前体是指当经受预定条件时可以产生自由基的任何化合物或化合物的混合物。例如,该自由基前体可以是当加热到预定的温度时可以产生自由基的一种化合物或多种化合物的混合物。在另一个实例中,该自由基前体可以是用过氧化氢(氧化剂)可以产生自由基的一种化合物或多种化合物的混合物。
用作疏水剂的稳定剂的木质素磺酸以及其一种或多种盐通过氧化机理是反应性的。这样,该木质素磺酸和/或其盐可以涉及树脂的固化。固化的木质素磺酸及其一种或多种盐可以提高疏水剂的混合物的疏水性。木质素磺酸或其盐能够以如在具有以下序列号的美国专利申请中所讨论并描述的相同或相似的方式用在粘合剂***中:61/708,395;61/782,265;61/782,302;以及14/040,791。
一种或多种复合木质纤维素产品可以通过用一种或多种粘合剂和/或一种或多种自由基前体以及疏水剂和木质素磺酸或其盐的混合物涂覆多个木质纤维素基底制造或生产以产生用树脂处理的配料。该用树脂处理的配料可以是呈织造或非织造垫的形式。在该用树脂处理的配料中的一种或多种粘合剂和/或一种或多种自由基前体可以至少部分地固化以形成或产生复合木质纤维素产品。这种复合产品可以包括,但不限于,定向刨花板、颗粒板、胶合板、华夫板、刨花板、中密度纤维板、平行胶合材、定向胶合材、以及刨片层积材。在此的用疏水剂和木质素磺酸或其盐的混合物生产的木质纤维素复合材料可以用于生产各种各样的物品。例如,仅举数例,这些复合材料可以用作覆盖物以形成地板、屋顶或壁或用在家具中。在实施例中,蜡乳液可以被用来制造木质纤维素复合材料。
因此,在一些方面中,该木质纤维素复合材料可以是定向刨花板。本发明的示例性OSB包括多个木质纤维素基底、绳股、薄片、碎片、颗粒、或饼片(wafers),其中木质纤维素基底、绳股、薄片、碎片、颗粒、或饼片的每个层包括垂直于相邻层取向的绳股。如在此使用的,“薄片”、“绳股”、“碎片”、“颗粒”、以及“饼片”被认为彼此等效并且是可互换使用的。将此类木质纤维素绳股通过粘合剂结合在一起并且通过在此披露的施胶剂施胶。本发明的示例性OSB包括面板,例如具有的宽度为约1.2m、长度为约2.4m、以及厚度为从约0.5cm至约3cm的面板。
可以施加到木质纤维素基底上的粘合剂和/或自由基前体、疏水剂和木质素磺酸或其盐的混合物、以及一种或多种添加剂在此被称为涂层,即使这些粘合剂和/或自由基前体、疏水剂和木质素磺酸或其盐的混合物、以及添加剂可以呈小颗粒的形式,如雾化的颗粒或固体颗粒,它们可以不在该木质纤维素材料上形成连续的涂层。这些粘合剂和/或自由基前体、疏水剂的混合物、以及任何其他添加剂可以通过一种或多种喷涂、共混、和/或混合技术施加到木质纤维素基底上。优选的技术是当木质纤维素基底在圆筒混合机中翻滚时将疏水剂、粘合剂和/或自由基前体、以及其他添加剂的混合物喷雾在这些基底上。在一个实例中,该施胶剂可以通过j-喷嘴加入在典型地在约60℃至约99℃的温度下添加,该温度取决于该施胶剂的熔点(即,该施胶剂是在超过其熔点的温度下添加)。这些粘合剂和/或自由基前体以及疏水剂和木质素磺酸或其盐的混合物可以顺序地施加到木质纤维素基底绳股上。疏水剂和木质素磺酸或其盐的混合物的负载量水平可以是基于该复合产品的干重从低点约0.5wt%、约1wt%、约3wt%、约4wt%、至高点约5wt%、约10wt%、至约15wt%。在另一个实例中,疏水剂和木质素磺酸或其盐的混合物的负载量水平可以是基于该复合产品的干重从约0.7wt%至约1wt%、约0.6wt%至约1.5wt%、约2wt%至约5wt%、或约6wt%至约10wt%。该疏水剂的负载量水平或量可以是基于木质纤维素基底的干重从低点约0.5wt%、约1wt%、约3wt%、约4wt%、至高点约5wt%、约10wt%、至约15wt%。在另一个实例中,该疏水剂的负载量水平或量可以是基于木质纤维素基底的干重从约0.7wt%至约1wt%、约0.6wt%至约1.5wt%、约2wt%至约5wt%、或约6wt%至约10wt%。
在一个或多个实施例中,由蜡,如以上讨论并描述的石油蜡、褐煤蜡、合成蜡、以及天然蜡构成的疏水剂的量可以是基于该木材配料的干重小于5wt%、小于4.5wt%、小于4wt%、小于3.5wt%、小于3wt%、小于2.5wt%、小于2wt%、小于1.5wt%、小于1wt%、小于0.95wt%、小于0.9wt%、小于0.85wt%、小于0.8wt%、小于0.75wt%、小于0.7wt%、小于0.65wt%、小于0.6wt%、小于0.55wt%、小于0.5wt%、小于0.45wt%、小于0.4wt%、小于0.35wt%、小于0.3wt%、小于0.25wt%、小于0.2wt%、小于0.15wt%、小于0.1wt%、小于0.05wt%、或小于0.01wt%的蜡。
在一个或多个实施例中,该疏水剂的量可以是基于该疏水剂的总重量从约0.5wt%至约10wt%其中作为疏水剂的蜡的量是小于50%、小于45%、小于40%、小于35%、小于30%、小于25%、小于20%、小于15%、小于10%、小于9.5%、小于9%、小于8.5%、小于8%、小于7.5%、小于7%、小于6.5%、小于6%、小于5.5%、小于5%、小于4.5%、小于4%、小于3.5%、小于3%、小于2.5%、小于2%、小于1.5wt%、小于1%、小于0.5%、或小于0.1%的蜡。烷基烯酮二聚体、烯基琥珀酸酐、矿物油、松香、合成酯、硅油、萜烯、烃类树脂、氟碳聚合物、植物油、无规聚乙烯聚合物、乙烯-丙烯酸聚合物、甘油三酯如动物脂肪、以及它们的任何混合物可以结合使用并且构成疏水剂的至少一部分或者可以代替任何蜡使用。
多个木质纤维素基底,一种或多种自由基前体和/或一种或多种粘合剂,疏水剂、木质素磺酸或其盐、以及液体介质的混合物,以及任何其他添加剂或组分可以彼此混合、共混、搅拌、接触、或以其他方式结合以产生用树脂处理的配料。该用树脂处理的配料还可以称为“配料,”、“共混配料,”、“用树脂处理的混合物,”或“用树脂处理的配料”。包括在羟基的存在下可夺取的至少两个氢原子的一种或多种化合物可以任选地与木质纤维素基底和自由基前体以及(如果存在的话)催化剂结合以产生该混合物。该用树脂处理的配料可以被加热以生产含有木质纤维素的复合产品或“复合产品”。例如,该用树脂处理的配料可以被加热到从低点60℃、约90℃、约120℃、约150℃、或约160℃至高点约170℃、约200℃、约230℃、约260℃、或约300℃的温度以产生该复合产品。在另一个实例中,该用树脂处理的配料可以被加热到至少60℃、至少70℃、至少80℃、至少90℃、至少100℃、至少110℃、至少120℃、至少130℃、或至少140℃至约150℃、约155℃、约160℃、约165℃、约170℃、约180℃、约200℃、约225℃、约250℃、约275℃、或约300℃的温度。在另一个实例中,该用树脂处理的配料可以被加热到约140℃至约200℃、约155℃至约175℃、约160℃至约210℃、约160℃至约175℃、或约145℃至约225℃的温度。
在一个或多个实施例中,该用树脂处理的配料可以在空气中加热。在一个或多个实施例中,该用树脂处理的配料可以在惰性气氛或基本上惰性气氛(例如氮气)中加热。如果该用树脂处理的配料是在基本上惰性气氛中加热,则氧气的量可以是小于约5mol%、小于约3mol%、小于约1mol%、小于约0.5mol%、或小于约0.1mol%的氧气。适合的惰性气体可以包括,但不限于,氮气、氦气、或其混合物。
加热该用树脂处理的配料可以引起或促进该用树脂处理的配料的至少部分固化以生产该复合产品。如在此使用的,术语“固化,”、“固化的,”、“至少部分地固化,”、“至少部分固化的,”以及类似术语旨在是指在该用树脂处理的配料中发生的结构和/或形态变化,如通过共价化学反应(交联)、离子相互作用或团簇、相转变或转化、和/或氢键,当经受足够的条件(例如,足够加热)时,以引起其上已经施加有效量的自由基前体和任选地多酚化合物的柔性的、多孔基底,诸如木质纤维素基底的非织造垫或毡和/或刚性或半刚性基底,如木材或其他含有木质纤维素的板或片的特性得以改变。
如果在该用树脂处理的配料中存在自由基前体,那么该自由基前体的至少一部分可以保持未反应的或另外呈与该用树脂处理的配料的附加组分结合时相同的形式。例如,如果该自由基前体包括一种或多种氧化剂,例如过氧化氢(H2O2),当引发或启动该用树脂处理的配料的加热时可以存在至少一部分呈过氧化氢(H2O2)形式的氧化剂。在一个或多个实施例中,当加热该混合物时,该用树脂处理的配料可以包含初始存在于该用树脂处理的配料中的自由基前体的总量,即,该自由基前体结合多个木质纤维素基底以及,任选地,包括在羟基的存在下可夺取的至少两个氢原子的一种或多种化合物的总量的至少11%、至少13%、至少15%、至少20%、至少25%、至少30%、至少35%、至少40%、至少45%、至少50%、至少55%、至少60%、至少65%、或至少70%。在另一个实例中,当加热该用树脂处理的配料时,该用树脂处理的配料可以包含初始存在于该用树脂处理的配料中的自由基前体的总量的从约11%至约95%、约15%至约85%、约20%至约90%、约30%至约80%、约11%至约100%、约35%至约75%、约40%至约70%、约50%至约70%、约60%至约80%、约65%至约85%、或约30%至约95%。在至少一个具体的实例中,如果该用树脂处理的配料可以包括约5wt%的自由基前体、基于木质纤维素基底的干重,当该用树脂处理的配料初始形成时并且当该用树脂处理的配料被加热到60℃或更高的温度时,至少11%的自由基前体可以存在于该混合物中。用另一种方式说,基于木质纤维素基底的干重,在制备或形成该用树脂处理的配料时,如果该用树脂处理的配料包含约5wt%的一种或多种自由基前体,当引发或启动加热该用树脂处理的配料时,该混合物可以具有基于木质纤维素基底的干重初始5wt%或0.55wt%的至少11%的自由基前体浓度。
在一个或多个实施例中,当该用树脂处理的配料被加热到例如约60℃至约300℃的温度时,存在的一种或多种自由基前体的量可以是基于多个木质纤维素基底的干重至少0.5wt%、至少0.7wt%、至少1wt%、至少1.2wt%、至少1.5wt%、至少1.7wt%、至少2wt%、至少2.2wt%、至少2.5wt%、至少2.7wt%、至少3wt%、至少3.2wt%、至少3.5wt%、至少3.7wt%、至少4wt%、至少4.2wt%、至少4.5wt%、至少4.7wt%、或至少5wt%。例如,当加热该用树脂处理的配料时存在的一种或多种自由基前体的量可以是基于多个木质纤维素基底的干重从低点约1wt%、约1.5wt%、约1.6wt%、约1.8wt%、或约2.1wt%至高点约5wt%、约7wt%、约10wt%、约15wt%、约20wt%或更高。在另一个实例中,当加热该用树脂处理的配料时存在的一种或多种自由基前体的量可以是基于多个木质纤维素基底的干重从约1wt%至约10wt%、约1.5wt%至约7wt%、约2wt%至约6wt%、约2.5wt%至约8wt%、约3wt%至约5.5wt%、约4wt%至约6.5wt%、约2.2wt%至约11wt%、或约2.3wt%至约6.3wt%。
可以将该用树脂处理的配料加热只要形成该用树脂处理的配料。在将该用树脂处理的配料加热到至少60℃的温度之前,可以将该用树脂处理的配料保持、保留、或以其他方式维持在小于约60℃的温度持续一段时间。该用树脂处理的配料的组分之间的放热反应可以基本上并且显著减缓和/或防止使得该用树脂处理的配料并不显著地增加温度直到该用树脂处理的配料被有意地加热的至少一种方式可以是选择适当的自由基前体或多种自由基前体的混合物。换句话说,通过选择性地选择一种或多种适当的自由基前体,在没有将外部热量导引到用树脂处理的配料中的情况下,该用树脂处理的配料的温度可以保持没有或基本上没有发生放热。该用树脂处理的配料的具体温度在该时间段过程中在加热之前可以取决于(至少部分地)该用树脂处理的配料位于的环境或周围温度。在一个或多个实施例中,该用树脂处理的配料可以保持在小于60℃的温度下而没有任何有意的由此去除热。在一个或多个实施例中,该用树脂处理的配料可以保持在小于60℃的温度下而没有由此去除热,例如该用树脂处理的配料可以位于制冷装置内和/或冷却的流体(如冷空气)可以被引导朝向和/或穿过该混合物。在一个或多个实施例中,该用树脂处理的配料可以通过控制或调整该混合物的水浓度保持在小于60℃的温度下。例如,增加该用树脂处理的配料的水浓度可以降低、抑制、或防止该用树脂处理的配料经受放热反应。
在将该用树脂处理的配料加热到至少60℃的温度之前,该用树脂处理的配料可以保持在小于60℃、小于55℃、小于50℃、小于45℃、小于40℃、小于35℃、或小于30℃的温度持续至少10分钟、至少13分钟、至少15分钟、至少17分钟、至少20分钟、至少23分钟、至少25分钟、至少27分钟、至少30分钟、至少33分钟、至少35分钟、至少37分钟、至少40分钟、至少43分钟、至少45分钟、至少47分钟、至少50分钟、至少53分钟、至少55分钟、至少57分钟、或至少60分钟。例如,在将该用树脂处理的配料加热到至少60℃的温度之前,该用树脂处理的配料可以保持在小于60℃的温度下持续至少10分钟至约30分钟、至少约15分钟至约35分钟、至少约20分钟至约40分钟、至少约18分钟至约45分钟、或至少约15分钟至约40分钟。在另一个实例中,在将该用树脂处理的配料加热到至少60℃的温度之前,该用树脂处理的配料可以保持在小于60℃的温度下持续至少10分钟、约30分钟、约45分钟、约1小时、约2小时、约3小时、约5小时、约12小时、约18小时、约24小时、或约30小时。
在将该用树脂处理的配料加热到至少60℃的温度之前,由于该用树脂处理的配料的组分之间的一个或多个放热反应从该用树脂处理的配料产生的能量的量可以是小于约20cal/g的用树脂处理的配料、小于约18cal/g的用树脂处理的配料、小于约16cal/g的用树脂处理的配料、小于约15cal/g的用树脂处理的配料、小于约14cal/g的用树脂处理的配料、或小于约13.8cal/g的用树脂处理的配料。例如,在将该用树脂处理的配料加热到至少60℃的温度之前,由于该用树脂处理的配料的组分之间的一个或多个放热反应从该用树脂处理的配料产生的能量的量可以是小于14cal/g、小于13.5cal/g、小于13cal/g、小于12.5cal/g、小于12cal/g、小于11.5cal/g、小于11cal/g、小于10.5cal/g、小于10cal/g、小于9.5cal/g、小于9cal/g、小于8.5cal/g、小于8cal/g、小于7.5cal/g、小于7cal/g、小于6.5cal/g、小于6cal/g、小于5.5cal/g、小于5cal/g、小于4.5cal/g、小于4cal/g、小于3.5cal/g、小于3cal/g、小于2.5cal/g、小于2cal/g、小于1.5cal/g、小于1cal/g、或小于0.5cal/g的用树脂处理的配料。
呈平板、片材、板、或类似物形状或形式的复合产品可以呈包括六个外表面(即三对相对面对的表面)的矩形棱柱的形式。该复合产品的第一对相对面对的表面可以包括第一或“顶部”表面和相对的第二或“底部”表面。该复合产品的第二和第三对相对面对的表面可以被称为“侧表面”,这些侧表面具有的表面积小于第一和第二表面的表面积。这样,呈平板、片材、板、或类似物形状或形式的复合产品可以具有平均厚度,其中该平均厚度是第一和第二表面之间的长度或距离。
如果该复合产品是呈平板、片材、板、或类似物的形式,该混合物可以被加热的量或持续时间可以范围为从低点约5秒每毫米(s/mm)、约10s/mm、约12s/mm、或约15s/mm至高点约17s/mm、约19s/mm、约21s/mm、约23s/mm、约25s/mm、约27s/mm、约30s/mm、约35s/mm、约40s/mm、约50s/mm、或约60s/mm,其中该长度是指该复合产品的平均厚度,并且其中适合的范围包括任何两个值的组合。例如,可以将该混合物加热持续约7s/mm至约27s/mm、约9s/mm至约24s/mm、约11s/mm至约22s/mm、约8s/mm至约20s/mm、约14s/mm至约18s/mm、约6s/mm至约14s/mm、约10s/mm至约18s/mm、或约10s/mm至约16s/mm的一段时间,其中该长度是指该复合产品的平均厚度。在另一个实例中,可以将该混合物加热持续小于22s/mm、小于20s/mm、小于18s/mm、小于17s/mm、小于16s/mm、小于15s/mm、小于14s/mm、小于13s/mm、或小于12s/mm的一段时间,其中该长度是指该复合产品的平均厚度。在一个具体的实例中,呈平板、片材、板、或类似物形式并且具有约15mm的平均厚度并且经受约4分钟的总加热时间的复合产品将对应于将该混合物加热约16s/mm。在至少一个具体的实例中,可以将该混合物加热到约160℃至约170℃的温度持续13s/mm至约19s/mm的一段时间。
可以在加热该用树脂处理的配料之前、期间、和/或之后将压力任选地施加到该用树脂处理的配料上以产生该复合产品。例如,如果所希望的复合产品形状或结构是平板、片材、板、或类似物,则足以产生所希望尺寸的复合产品的量的混合物可以被运输、导向、置于、引入、布置、或以其他方式位于在该混合物被加热之前和/或当该混合物被加热时能够压制该混合物的压机中。该压机可以是开放的压机或密闭压机。在至少一个具体的实施例中,当该用树脂处理的配料被加热到例如约100℃至约250℃的温度时,开放的压机可以用来压制该用树脂处理的配料。在另一个实例中,该用树脂处理的配料可以通过模口挤出(挤出过程)并且加热以产生该复合产品。该用树脂处理的配料可以在从低点约0.5MPa、约1MPa、约3MPa、或约5MPa至高点约7MPa、约9MPa、或约11MPa的压力下压制。
说明性开放压机可以是如在以下美国专利号中讨论并描述的:4,017,248;5,337,655;5,611,269;5,950,532;6,098,532;以及6,782,810。合适的可商购的开放压机可以包括,但不限于,从辛北尔康普机械设备公司(Siempelkamp)可商购的压机和从德国迪芬巴赫公司(Dieffenbacher)可商购的CPS压机。
该用树脂处理的配料的pH可以是酸性、中性、或碱性的。例如,该用树脂处理的配料的pH可以是从低点约1、约2、或约3至高点约4、约5、约6、约7、或约8,其中合适的范围包括任何两个值的组合。在另一个实例中,该用树脂处理的配料的pH可以是从约1至约6、约1.5至约5.5、约2.5至约4.5、约2至约3.5、或约2.5至约3.5。该用树脂处理的配料的pH可以通过组合一种或多种碱性化合物、一种或多种酸性化合物、或以其一种或多种碱性化合物和一种或多种酸性化合物的组合调节到任何所希望的pH。
可以用来调节该用树脂处理的配料的pH的说明性碱性化合物可以包括,但不限于,氢氧化物、碳酸盐、氨、胺、或它们的任何组合。说明性氢氧化物可以包括,但不限于,氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铵(例如,氨水)、氢氧化锂、以及氢氧化铯。说明性碳酸盐可以包括,但不限于,碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、以及碳酸铵。说明性胺可以包括,但不限于,三甲胺、三乙胺、三乙醇胺、二异丙基乙胺(Hunig's碱)、吡啶、4-二甲基氨基吡啶(DMAP)、以及1,4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷(DABCO)。
可以用来调节该用树脂处理的配料的pH的说明性酸性化合物可以包括,但不限于,一种或多种无机酸、一种或多种有机酸、一种或多种酸盐、或它们的任何组合。说明性无机酸可以包括,但不限于,盐酸、硝酸、磷酸、硫酸、或它们的任何组合。说明性有机酸可以包括,但不限于,乙酸、甲酸、柠檬酸、草酸、尿酸、乳酸、或它们的任何组合。说明性酸性盐可以包括,但不限于,硫酸铵、硫酸氢钠、焦亚硫酸钠、或它们的任何组合。
该用树脂处理的配料可以包括一种或多种液体介质。该一种或多种液体介质可以存在于这些木质纤维素基底、该自由基前体、和/或任选的包含在羟基的存在下可夺取的至少两个氢原子的化合物中的任何一种或多种中。该液体介质可以是或包括,但不限于,水、醇、二醇、乙腈、二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、或它们的任何混合物。合适的醇可以包括,但不限于,甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、或它们的任何组合。合适的二醇可以包括,但不限于,乙二醉、丙二醇、或它们的组合。如在此使用的,术语“水性介质”和“水性液体”可以是或包括水和/或由水和/或其他水可混溶的溶剂组成的混合物。说明性水可混溶的溶剂可以包括,但不限于,醇、醚、胺、其他极性非质子溶剂、以及类似物。在至少一个实例中,该液体介质可以是水并且催化剂、氧化剂、和/或多酚化合物可以与水结合。
该用树脂处理的配料可以具有基于该用树脂处理的配料的总重量从低点约1wt%、约3wt%、约5wt%、或约10wt%至高点约12wt%、约14wt%、约16wt%、约18wt%、约20wt%、约22wt%、或约24wt%的液体(例如水)含量,其中适合的范围包括任何两个值的组合。例如,当该用树脂处理的配料含有水作为液体时,该用树脂处理的配料可以具有基于该用树脂处理的配料的总重量约10wt%至约25wt%、约12wt%至约20wt%、约11wt%至约19wt%、约13wt%至约18wt%、约15wt%至约18wt%、约12wt%至约17wt%、或约14wt%至约17wt%的水分含量。
该用树脂处理的配料的组分可以同时组合或相对于彼此以任何次序或顺序组合。例如,该自由基前体、疏水剂和木质素磺酸或其盐的混合物、以及(如果存在的话)具有在羟基的存在下可夺取的至少两个氢原子的一种或多种化合物可以与木质纤维素基底同时组合。在另一个实例中,该自由基前体以及疏水剂和木质素磺酸或其盐和木质素磺酸或其盐的混合物可以与木质纤维素基底组合以产生第一混合物并且然后具有在羟基的存在下可夺取的至少两个氢原子的任选的化合物可以与该第一混合物组合以产生该混合物。在另一个实例中,疏水剂和木质素磺酸或其盐的混合物、具有在羟基的存在下可夺取的至少两个氢原子该化合物可以与木质纤维素基底组合以产生第一或部分混合物,并且然后该自由基前体可以与该第一或部分混合物组合以产生该混合物。在另一个实例中,疏水剂和木质素磺酸或其盐的混合物、具有在羟基的存在下可夺取的至少两个氢原子的化合物、以及该自由基前体可以与木质纤维素基底混合以产生第一或部分混合物,并且然后氧化剂可以与该第一或部分混合物组合以产生该混合物。在另一个实例中,疏水剂和木质素磺酸或其盐的混合物和该自由基前体可以与木质纤维素基底混合以产生第一或部分混合物,并且然后具有在羟基的存在下可夺取的至少两个氢原子的化合物和该氧化剂可以与该第一或部分混合物混合以产生该混合物。在另一个实例中,疏水剂和木质素磺酸或其盐的混合物、具有在羟基的存在下可夺取的至少两个氢原子的化合物、以及过渡金属盐、过渡金属络合物及其组合可以与木质纤维素基底混合以产生第一或部分混合物,并且然后可以将过氧化氢喷雾在该第一或部分混合物上或与该第一或部分混合物接触以产生该混合物。
如果该自由基前体包括两种或更多种组分,例如催化剂和氧化剂,该自由基前体的组分可以与木质纤维素基底、疏水剂和木质素磺酸或其盐的混合物、以及具有在羟基的存在下可夺取的至少两个氢原子的任选的化合物以任何次序或顺序组合。例如,如果该自由基前体包括催化剂和氧化剂,该催化剂以及疏水剂和木质素磺酸或其盐的混合物可以与木质纤维素基底结合以产生第一部分混合物并且该氧化剂可以与该第一部分混合物组合以生产该混合物或反之亦然。在另一个实例中,该催化剂、疏水剂和木质素磺酸或其盐的混合物、以及具有在羟基的存在下可夺取的至少两个氢原子的化合物可以彼此组合以产生第一部分混合物,该第一部分混合物可以与木质纤维素基底组合以产生第二部分混合物,并且该氧化剂可以与该第二部分混合物组合以产生该混合物。在又另一个实例中,该氧化剂、疏水剂和木质素磺酸或其盐的混合物、以及具有在羟基的存在下可夺取的至少两个氢原子的化合物可以彼此组合以产生第一部分混合物,该第一部分混合物可以与木质纤维素基底组合以产生第二部分混合物,并且该催化剂可以与该第二部分混合物组合以产生该混合物。在另一个实例中,该氧化剂、疏水剂和木质素磺酸或其盐的混合物、以及该催化剂可以彼此组合以产生第一部分混合物,该第一部分混合物可以与木质纤维素基底组合以产生第二部分混合物,并且具有在羟基的存在下可夺取的至少两个氢原子的化合物可以与该第二部分混合物组合以产生该混合物。
该用树脂处理的配料的组分可以通过任何适合的递送方法被引入或以其他方式与彼此接触。例如,木质纤维素基底可以处于容器或其他容器中并且该自由基前体、疏水剂和木质素磺酸或其盐的混合物、以及(如果存在的话)具有在羟基的存在下可夺取的至少两个氢原子的化合物可以被喷雾或以其他方式引导至木质纤维素基底上以产生该混合物。在另一个实例中,该自由基前体、疏水剂和木质素磺酸或其盐的混合物、以及(如果存在的话)具有在羟基的存在下可夺取的至少两个氢原子的化合物可以被倾倒或刷到木质纤维素基底上。在另一个实例中,该木质纤维素基底以及疏水剂和木质素磺酸或其盐的混合物可以被引导、运输、引入、或以其他方式输送到已经包含该用树脂处理的配料的其他组分的任何一种或多种的容器中。用另一种方式说,木质纤维素基底以及疏水剂和木质素磺酸或其盐的混合物可以浸渍、浸泡、或以其他方式接触该自由基前体以及,任选地,具有在羟基的存在下可夺取的至少两个氢原子的化合物。
在该用树脂处理的配料中存在的自由基前体的量可以取决于(至少部分地)该自由基前体、木质纤维素基底、和/或(如果存在的话)具有在羟基的存在下可夺取的至少两个氢原子的化合物的具体组成并且,因此,可以广泛地变化。例如,在该用树脂处理的配料中的自由基前体的量可以是基于木质纤维素基底的干重从约1wt%至约200wt%。在另一个实例中,在该用树脂处理的配料中的自由基前体的量可以是基于木质纤维素基底的干重从低点约1wt%、约5wt%、约10wt%、或约20wt%至高点约80wt%、约100wt%、约120wt%、或约150wt%,其中合适的范围包括任何两个值的组合。在另一个实例中,该自由基前体在该用树脂处理的配料中可以存在的量是基于木质纤维素基底的干重从约0.1wt%至约30wt%、约1wt%至约20wt%、约5wt%至约50wt%、约10wt%至约70wt%、约0.5wt%至约25wt%、约3wt%至约6wt%、或约2wt%至约8wt%。在还另一个实例中,该自由基前体在该用树脂处理的配料中可以存在的量是基于木质纤维素基底的干重约0.1wt%至约10wt%、约1wt%至约12wt%、约2wt%至约9wt%、约3wt%至约9wt%、约5wt%至约15wt%、约4wt%至约6wt%、约8wt%至约20wt%、或约2wt%至约10wt%。
说明性自由基前体可以包括,但不限于,一种或多种偶氮化合物、一种或多种氧化剂、一种或多种催化剂与一种或多种氧化剂的组合或混合物、或它们的任何混合物或组合。说明性偶氮化合物可以由通式R-N=N-R'表示,其中R和R'可以独立地是取代的芳基或取代的烷基。术语“芳基”是指芳香族取代基,该取代基含有单个芳香族环或稠合在一起、共价键联、或键联于共用基团(如亚甲基或亚乙基部分)的多个芳香族环。更具体的芳基含有一个芳香族环或两个或三个稠合的或键联的芳香族环,例如苯基、萘基、联苯基、蒽基、菲基、以及类似物。在一个或多个实施例中,芳基取代基可以具有从1至约20个碳原子。烷基可以包括支链的或无支链的烷基,这些烷基具有从1至约15个碳原子或更优选地从1至约8个碳原子。说明性烷基可以包括,但不限于,甲基、乙基、正丙基、异丙基、异丁基、正丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、正己基、以及乙基己基。合适的偶氮化合物可以包括,但不限于偶氮二异丁腈(AIBN)。
该催化剂,如果存在于该自由基前体中,也可以称为引发剂、促进剂、还原剂、和/或加速剂。合适的催化剂可以是或包括,但不限于,金属离子、叔胺、聚合物叔胺、聚胺、磷酸盐、亚硫酸氢盐、偏亚硫酸氢盐、四乙酰乙二胺、氨腈、紫外光、或它们的任何组合。任何催化剂或多种催化剂的组合可以与木质纤维素基底和氧化剂组合以生产该混合物。除了或代替使木质纤维素基底与氧化剂和/或催化剂接触,可以使用超声波、光致-芬顿(Fenton)和/或电致-芬顿反应(通过辐射或电流原位生成羟基)。
合适的金属可以包括一种或多种第3族至第12族的金属原子。如在此使用的,全部参照元素周期表及其族参照新标记法(NEW NOTATION),公开于霍利凝聚化学词典(HAWLEY'S CONDENSED CHEMICAL DICTIONARY),第十三版,约翰威利父子公司(John Wiley&Sons,Inc.),(1997)(根据IUPAC许可复制在那里),除非另外指出。说明性过渡金属可以包括,但不限于,铁、铜、锰、钨、钼、钴、钛的金属离子、或它们的任何组合或混合物。该金属可以呈氧化物的形式。该金属可以呈,例如,结合到一种或多种络合剂或化合物上的盐或络合物的形式。说明性络合剂或络合化合物可以包括,但不限于,氰根(CN-)、硫酸根(SO4 2-)、乙二胺四乙酸(EDTA)、乙二胺-N,N'-二琥珀酸(EDDS)、乙二醇双(2-氨基***)-N,N,N',N'-四乙酸(EGTA)、二亚乙基三胺五乙酸(DTPA)、反式-1,2-二氨基环己烷四乙酸(CDTA)、亚氨基二琥珀酸盐(IDS)、次氮基三乙酸(NTA)、或其任何组合或混合物。其他络合化合物可以包括磷酸盐、或基于膦酸、草酸、抗坏血酸、次氮基乙酸盐、五倍子酸、富啡酸、或多金属氧酸盐的络合剂。
在一个或多个实施例中,该催化剂可以包括Fe2+或Fe3+离子,例如硫酸铁(II)、氧化铁(II)、硫酸铁(III)、氧化铁(III)。其他含铁离子的催化剂可以包括,但不限于,[Fe(CN)6]3-、亚铁氰化物[Fe(CN)6]4-、和/或[Fe(CN)5NO]2-。例如,该催化剂可以是或包括,但不限于,铁***(K3[Fe(CN)6])、亚铁***(K4[Fe(CN)6])、水合亚铁(II)氰化铵((NH4)4[Fe(CN)6]·xH2O)、水合六氰高铁酸铵(III)、十水合亚铁(II)***(Na4[Fe(CN)6]·10H2O)、二水合亚硝基铁***(Na2[Fe(CN)5NO]·2H2O)。其他合适的含铁催化剂可以包括,但不限于,Fe[EDTA]、Fe[EDDS]、Fe[DTPA]、Fe[EGTA]、Fe[CDTA]、Fe[IDS]、或它们的任何混合物。在至少一个具体的实施例中,该催化剂优选包括铁氰化物,例如,铁***、铁和乙二胺四乙酸(EDTA)的络合物、铁和(S,S)-乙二胺-N,N'-二琥珀酸((S,S)-EDDS)的络合物、铁和(R,R)-乙二胺-N,N'-二琥珀酸((R,R)-EDDS)的络合物、铁和(R,S)-乙二胺-N,N'-二琥珀酸((R,S)-EDDS)的络合物、铁和二亚乙基三胺五乙酸(DTPA)的络合物、铁和反式-1,2-二氨基环己烷四乙酸(DCTA)的络合物、铁和亚氨基二琥珀酸盐(IDS)的络合物、或它们的任何混合物。
叔胺可以由通式NR1R2R3表示,其中R1、R2、和R3各自独立地选自烷基、环烷基、杂环烷基、芳基、杂芳基、以及取代的芳基。烷基可以包括支链的或无支链的烷基,这些烷基具有从1至约15个碳原子或更优选地从1至约8个碳原子。说明性烷基可以包括,但不限于,甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、正己基、以及乙基己基。环烷基可以含有从3至7个碳原子。说明性环烷基可以包括,但不限于,环戊基、取代的环戊基、环己基、以及取代的环己基。术语“芳基”是指芳香族取代基,该取代基含有单个芳香族环或稠合在一起、共价键联、或键联于共用基团(如亚甲基或亚乙基部分)的多个芳香族环。更具体的芳基含有一个芳香族环或两个或三个稠合的或键联的芳香族环,例如苯基、萘基、联苯基、蒽基、菲基、以及类似物。芳基取代基可以包括从1至约20个碳原子。术语“含杂原子的,”如在“含杂原子环烷基基团,”中是指其中一个或多个碳原子被除碳之外的原子(例如,氮、氧、硫、磷、硼、或硅)取代的分子或分子片段。类似地,术语“杂芳基”是指含杂原子的芳基取代基。术语“取代的,”如在“取代的芳基,”中是指其中结合到碳原子的至少一个氢原子被一个或多个取代基取代的分子或分子片段,这些取代基是诸如羟基、烷氧基、烷硫基、膦基、氨基、卤基、甲硅烷基、以及类似物的官能团。说明性叔胺可以包括,但不限于,三甲胺、三乙胺、三乙醇胺、或它们的任何组合。说明性聚合物叔胺可以包括,但不限于,聚(N-甲基-二烯丙基胺)、聚(N-二甲基-乙烯胺)、N-二甲基-乙烯胺的共聚物、或它们的任何组合。说明性聚胺可以包括,但不限于,二亚乙基三胺(“DETA”)、三亚乙基四胺(“TETA”)、四亚乙基五胺(“TEPA”)。其他聚胺可以包括,例如,1,3-丙二胺、1,4-丁二胺、聚酰胺胺、以及聚乙烯亚胺。
说明性磷酸盐可以是或包括,但不限于,磷酸钾、磷酸钠、磷酸铵、或它们的任何组合或混合物。说明性亚硫酸氢盐可以包括,但不限于亚硫酸氢钠。说明性偏亚硫酸氢盐可以是或包括,但不限于,偏亚硫酸氢钠、偏亚硫酸氢钾、或它们的任何组合或混合物。说明性氨腈可以包括,但不限于,氨腈、氰胺化钙、氰胺一钠、或它们的任何组合。
催化剂(如果存在于该自由基前体中)的量可以广泛地变化。例如,在该混合物中催化剂的量可以是基于木质纤维素基底的干重从低点约0.00001wt%、约0.0001wt%、约0.001wt%、约0.01wt%、或约0.1wt%至约0.5wt%、约1wt%、约3wt%、约5wt%、约10wt%、或约20wt%,其中合适的范围包括任何两个值的组合。在另一个实例中,在该混合物中催化剂的量可以是基于木质纤维素基底的干重从约0.01wt%至约1.5wt%、约0.1wt%至约1.3wt%、约0.05wt%至约0.5wt%、约0.07wt%至约0.4wt%、约0.05wt%至约5wt%。在另一个实例中,在该混合物中该催化剂的量可以是基于木质纤维素基底的干重约0.001wt%至约0.5wt%、约0.15wt%至约0.35wt%、约0.1wt%至约0.4wt%、约0.1wt%至约2wt%、约0.05wt%至约3wt%、约0.05wt%至约0.35wt%、约0.1wt%至约4.5wt%、约0.15wt%至约4wt%、约0.05wt%至约3wt%、或约0.01wt%至约3.5wt%。
在一个或多个实施例中,可以保持结合到该络合剂直到该混合物被加热到例如约60℃至约300℃的温度的金属(如果存在于该催化剂中)的量可以是初始存在于该混合物中并且结合到该络合剂的金属的量的至少11%、至少13%、至少15%、至少20%、至少25%、至少30%、至少35%、至少40%、至少45%、至少50%、至少55%、至少60%、至少65%、或至少70%。在另一个实施例中,可以保持结合到该络合剂直到该混合物被加热到例如约60℃至约300℃的温度的金属(如果存在于该催化剂中)的量可以是初始存在于该混合物中并且结合到该络合剂的金属的量的约11%至约95%、约15%至约85%、约20%至约90%、约30%至约80%、约11%至约100%、约35%至约75%、约40%至约70%、或30%至约95%。
该催化剂,如果结合有液体介质,可以具有范围从约0.001wt%至约99.9wt%的固体总浓度。优选地,如果该催化剂结合有液体介质,则该催化剂和液体介质可以具有基于该催化剂和该液体介质的组合重量从低点约0.1wt%、约0.5wt%、约1wt%、或约2wt%至高点约4wt%、约5wt%、约6wt%、约7wt%、或约8wt%的固体浓度,,其中合适的范围包括任何两个值的组合。
该氧化剂,如果存在于该自由基前体中,可以是或包括任何适合的氧化剂或多种氧化剂的组合。该氧化剂可以是固体、液体、气体、或多相的。说明性氧化剂可以包括,但不限于,无机和/或有机过氧化合物、臭氧化物、含卤素氧化剂、或它们的任何组合。说明性无机过氧化合物可以包括,但不限于,过氧化氢、产生过氧化氢的化合物,例如,过碳酸盐、过硼酸盐、过氧硫酸盐、过氧磷酸盐、和/或过氧硅酸盐的碱金属盐,和/或相应的弱酸。说明性有机过氧化合物可以包括,但不限于,叔丁基过氧化物、过氧化苯甲酰、过氧羧酸、过乙酸、过苯甲酸、氢过氧化物(例如,叔丁基氢过氧化物)、或它们的任何组合或混合物。说明性含卤素氧化剂可以包括,但不限于,碱金属亚氯酸盐、碱金属次氯酸盐、二氧化氯、和/或氰尿酸的氯代钠盐。说明性臭氧化物可以包括,但不限于二甲基环氧乙烷。
该氧化剂可以与一种或多种液体介质组合。例如,该氧化剂可以是或包括过氧化氢的水溶液。氧化剂(例如,过氧化氢)组合有液体介质(例如,水)的浓度可以是基于该氧化剂和该液体介质的组合重量从低点约1wt%、约3wt%、约5wt%、约10wt%、约15wt%、约20wt%、约25wt%、或约30wt%至高点约50wt%、约60wt%、约70wt%、约80wt%、约90wt%、或约98wt%,其中适合的范围包括任何两个值的组合。
在该混合物中存在的氧化剂的量可以取决于(至少部分地)特定的氧化剂、催化剂、木质纤维素基底、和/或(如果存在的话)具有在羟基的存在下可夺取的至少两个氢原子的化合物并且,因此,可以广泛地变化。例如,在该混合物中的氧化剂的量可以是基于木质纤维素基底的干重从约1wt%至约200wt%。在另一个实例中,在该混合物中的氧化剂的量可以是基于木质纤维素基底的干重从低点约1wt%、约5wt%、约10wt%、或约20wt%至高点约80wt%、约100wt%、约120wt%、或约150wt%,其中合适的范围包括任何两个值的组合。在另一个实例中,该氧化剂在该混合物中可以存在的量是基于木质纤维素基底的干重从约0.1wt%至约30wt%、约1wt%至约20wt%、约5wt%至约50wt%、约10wt%至约70wt%、约0.5wt%至约25wt%、约3wt%至约6wt%、或约2wt%至约8wt%。在还另一个实例中,该氧化剂在该混合物中可以存在的量是基于木质纤维素基底的干重约0.1wt%至约10wt%、约1wt%至约12wt%、约2wt%至约9wt%、约3wt%至约9wt%、约5wt%至约15wt%、约4wt%至约6wt%、约8wt%至约20wt%、或约2wt%至约10wt%。
在一个或多个实施例中,可以保持存在直到该用树脂处理的配料被加热到例如约60℃至约300℃的温度的氧化剂(如果作为自由基前体存在或存在于该自由基前体中)的量可以是初始存在于该用树脂处理的配料中的氧化剂的量的至少11%、至少13%、至少15%、至少20%、至少25%、至少30%、至少35%、至少40%、至少45%、至少50%、至少55%、至少60%、至少65%、或至少70%。在另一个实施例中,可以保持存在直到该用树脂处理的配料被加热到例如约60℃至约300℃的温度的氧化剂(如果存在于该自由基前体中)的量可以是初始存在于该用树脂处理的配料中的氧化剂的量的约11%至约95%、约15%至约85%、约20%至约90%、约30%至约80%、约11%至约100%、约35%至约75%、约40%至约70%、或30%至约95%。
具有在羟基的存在下可夺取的至少两个氢原子的任选的一种或多种化合物可以是或包括,但不限于,一种或多种木质素、一种或多种单宁、一种或多种线性酚醛树脂、一种或多种改性酚醛树脂、双酚A、腐植酸、或它们的任何组合或混合物。如果具有在羟基的存在下可夺取的至少两个氢原子的两种或更多种化合物存在,具有在羟基的存在下可夺取的至少两个氢原子的两种或更多种化合物可以相对于彼此以任何量存在。具有在羟基的存在下可夺取的至少两个氢原子的一种或多种化合物可以呈固体、液体、或“两相”或固体/液体混合物的形式。
线性酚醛树脂可以通过使酚组分与醛组分或一种或多种醛化合物在酸催化剂的存在下反应而生产。该线性酚醛树脂的酚组分可以包括多种取代的酚类化合物、未取代的酚类化合物、或取代的和/或未取代的酚类化合物的任何组合。例如,该酚组分可以是苯酚本身,即单羟基苯。取代的酚的实例可以包括,但不限于,烷基取代的酚,如甲酚以及二甲苯酚;环烷基取代的酚,如环己基苯酚;烯基取代的酚;芳基取代的酚,如对苯基苯酚;烷氧基取代的酚,如3,5-二甲氧基苯酚;芳氧基酚,如对苯氧基苯酚;以及卤素取代的酚,如对氯苯酚。也可以使用二羟酚如邻苯二酚、间苯二酚、氢醌、双酚A和双酚F。用于代替在制备线性酚醛树脂时使用的一部分或全部酚的合适的酚类化合物(酚组分)的具体实例可以包括,但不限于,双酚A、双酚F、邻甲酚、间甲酚、对甲酚、3,5-5二甲苯酚、3,4-二甲苯酚、3,4,5-三甲基苯酚、3-乙基苯酚、3,5-二乙基苯酚、对丁基苯酚、3,5-二丁基苯酚、对戊基苯酚、对环己基苯酚、对辛基苯酚、3,5-二环己基苯酚、对苯基苯酚、对苯酚、3,5-二甲氧基苯酚、3,4,5-三甲氧基苯酚、对乙氧基苯酚、对丁氧基苯酚、3-甲基-4-甲氧基苯酚、对苯氧基苯酚、萘酚、蒽酚及其取代的衍生物。优选地,约80wt%或更多、约90wt%或更多、或约95wt%或更多的酚组分包括苯酚(单羟基苯)。
说明性醛化合物可以包括所谓的掩蔽的醛或醛等效物,如缩醛或半缩醛。合适的醛可以由通式R'CHO表示,其中R'是氢或通常具有1-8个碳原子的烃基。合适的醛化合物的具体实例可以包括,但不限于,甲醛、乙醛、丙醛、丁醛、糠醛、苯甲醛、或它们的任何组合。如在此使用的,术语“甲醛”可以是指甲醛、甲醛衍生物、其他醛、或它们的组合。优选地,醛组分是甲醛。一种或多种双官能醛还可以用来生产线性酚醛树脂,并且可以有利地用来将交联剂最终引入该至少部分固化的线性酚醛树脂中。
醛能够以诸如固体、液体、和/或气体的许多形式使用。具体地考虑甲醛,甲醛可以是或包括多聚甲醛(固体、聚合的甲醛)、***溶液(甲醛(有时与甲醇),以百分之37、百分之44、或百分之50的甲醛浓度的水溶液)、脲-甲醛浓缩物(“UFC”),和/或代替或除了其他形式的甲醛之外也可以使用甲醛气体。在另一个实例中,该醛可以是或包括预反应的脲-甲醛混合物,该混合物具有的脲与甲醛的重量比为约1:2至约1:3。
用于生产线性酚醛树脂的甲醛与酚的摩尔比可以是从约0.5至约0.95或更优选地从约0.7至约0.85。生产线性酚醛树脂的酚与甲醛之间的反应可以在酸催化剂的存在下在酸性条件下进行。合适的酸催化剂可以包括,但不限于,草酸、硫酸、对甲苯硫酸、盐酸、水杨酸、无机酸及其盐、或它们的任何组合。混合催化剂***,如ZnOAc/草酸和其他二价金属化合物(例如,乙酸盐)可以用来制备“高邻位”线性酚醛树脂。二价金属化合物可以包括Ca、Mg、Zn、Cd、Pb、Cu、CO、以及Ni。优选的催化剂包括草酸、硫酸、对甲苯磺酸、以及ZnOAc/草酸。最优选地,该催化剂是草酸或ZnOAc/草酸。
用于生产线性酚醛树脂的酸催化剂的量可以是足以催化酚与甲醛之间的反应以产生线性酚醛树脂。酚/甲醛反应可以在约1至约6小时内,例如在约2至约4小时内进行。酚/甲醛反应可以在从约80℃至约100℃,例如,约95℃至约100℃的温度下进行。该反应可以在大气压下进行,但是升高的压力可以用来允许施加更高的温度并且,因此更快的反应速率以及相应地更短的反应时间。
线性酚醛树脂可以通过加热(如通过蒸馏)处理以去除水和/或其他挥发性有机物质。在此处理后,游离酚可以是约0.001%至约2.0%,优选地约0.001%至约0.5%。所生成的线性酚醛树脂的蒸馏可以在大气压下通过加热至约140℃,并且然后于真空下直到该树脂达到约180℃至约220℃的温度进行。用于通过热处理该树脂的其他合适的方法可以包括薄膜蒸发器。所生成的熔融线性酚醛树脂可以被冷却到低于约100℃的温度。
如果希望的话,该线性酚醛树脂可以是中和的。线性酚醛树脂的中和可以通过添加一种或多种碱或碱性化合物(如氢氧化钠和/或氢氧化钾)或其等效物来完成。碱性化合物可以添加的量是足以将线性酚醛树脂的pH提高到在约5至约9,例如约6至约8之间。典型地,可以加入基于总的树脂固体约10wt%至约30wt%的水。合适的线性酚醛树脂和反转(inverted)线性酚醛树脂可以是如在美国专利号5,670,571以及美国专利申请公开号2008/0280787中讨论并描述的。
如在此使用的,术语“丹宁”是指可水解的单宁和缩合的单宁两者。这样,具有在羟基的存在下可夺取的至少两个氢原子的化合物可以是或包括可水解的单宁、缩合的丹宁、或可水解的单宁和缩合的丹宁的组合。合适的丹宁可由其衍生的灌木和/或树木的说明性种属可以包括,但不限于,金合欢属、栗属、豆科开花植物属(Vachellia)、儿茶属、榄仁树属、叶下珠属、云实属、栎属、破斧木属、铁杉属、漆树属、核桃属、山核桃属、和松属、或它们的任何组合。在另一个实例中,合适的丹宁可由其衍生的种属可以包括,但不限于,破斧木属、金合欢属、或它们的组合。在另一个实例中,合适的丹宁可由其衍生的种属可以包括,但不限于,松属、山核桃属、或它们的组合。
可水解的丹宁是简单的酚类如连苯三酚和鞣花酸以及糖(例如,葡萄糖)与没食子酸和双没食子酸的酯的混合物。说明性可水解的单宁可以包括,但不限于,从欧洲栗(例如,栗子)、榄仁树属和叶下珠属(例如,五倍子树(myrabalans)种),卷果云实(例如,鞣料芸实荚),苏木属,(例如,秘鲁树荚),角豆树,橡碗,以及栎属(例如,橡树)中回收的提取物。缩合的丹宁是通过缩合黄烷形成的聚合物。缩合的丹宁可以是直链或支链的分子。说明性缩合的丹宁可以包括,但不限于黑荆(例如,金合欢树或含羞草树皮提取物)、破斧木属(例如,白坚木木材提取物)、铁杉属(例如,铁杉树皮提取物)、漆树属(例如,漆树提取物)、胡桃属(例如,胡桃)、山核桃(例如,美洲山核桃)、以及松属(例如,新西兰辐射松、南欧海松、树皮提取物物种)。
缩合的丹宁典型地包括约70wt%至约80wt%的活性酚类成分(“丹宁部分”)并且剩余成分(“非丹宁部分”)典型地包括,但不限于,碳水化合物、水解胶体胶料(hydrocolloid gum)、以及氨基和/或亚氨基酸部分。缩合的丹宁可以按照回收时的状态使用或从有机物质中提取或者缩合的丹宁可以进行纯化,例如,约95wt%或更高的活性酚类成分。可以使用非常明确的工艺由起始材料(例如,树木和/或灌木)提取可水解的单宁和缩合的丹宁。在胶粘剂技术手册(Handbook of AdhesiveTechnology),第2版,CRC出版社,2003,第27章,“天然醛类胶粘剂I:单宁,(Natural Phenolic Adhesives I:Tannin)”和在可再生资源的单体/聚合物以及复合材料(Monomers,Polymers and Composites from Renewable Resources),爱思唯尔(Elsevier),2008,第8章,“单宁:主要来源。特性以及应用(Tannins:Major Sources,Properties and Applications)”中讨论并描述了单宁的更详细的讨论。
缩合的丹宁可以分类或分组成为两种主要的类别之一,即,含有间苯二酚单元的那些和含有间苯三酚单元的那些。包含间苯二酚单元的说明性丹宁包括,但不限于,黑荆树丹宁和白坚木单宁。间苯二酚单元可以由下式III表示。
间苯二酚基团在下式IV中在覆盖黑荆树和白坚木丹宁的单元结构的方框内示出。为了简单起见,黑荆树和白坚木丹宁的结构是由它们的类黄酮单元结构表示。
包含间苯三酚单元的说明性丹宁包括,但不限于,美洲山核桃丹宁和松树单宁。间苯三酚单元可以由下式V表示。
间苯三酚单元在下式VI中在覆盖美洲山核桃和松树丹宁的单元结构的方框内示出。为了简单起见,美洲山核桃和松树丹宁的结构是由它们的类黄酮单元结构表示。
间苯三酚因比间苯二酚更高的反应性而已知。这样,包含间苯三酚单元的丹宁比包含间苯二酚单元的丹宁更具反应性。
单宁可以具有酸性pH。例如,单宁的pH可以是从低点约3、约3.5、或约4至高点约5、约5.5、约6、或约6.5,其中合适的范围包括任何两个值的组合。丹宁可以具有间苯二酚和/或间苯三酚官能团。合适的、可商购的丹宁可以包括,但不限于,黑荆树丹宁、白坚木丹宁、铁杉丹宁、漆树丹宁、美洲山核桃丹宁、含羞草丹宁、松树单宁、或它们的任何组合。
说明性改性酚醛树脂可以包含其可以由通式VII表示:
其中n=3并且0.8<m<1.5。
其他说明性改性酚醛树脂可以是或包括在以下美国专利号中讨论并描述的那些:5,674,970;5,739,259;5,756,642;5,756,655;5,770,750;5,773,552;5,837,798;5,889,137;6,166,151;6,291,077;6,399,740;以及6,569,953。
腐殖酸可以由通式VIII表示:
具有在羟基的存在下可夺取的至少两个氢原子的化合物,例如,丹宁、木质素、和/或线性酚醛树脂,可以与液体介质组合。当与液体介质组合时具有在羟基的存在下可夺取的至少两个氢原子的化合物可以具有范围从约1wt%至约99wt%的固体的总浓度。例如,与液体介质组合的具有在羟基的存在下可夺取的至少两个氢原子的化合物可以具有基于具有在羟基的存在下可夺取的至少两个氢原子的化合物和该液体介质的组合重量从低点约5wt%、约10wt%、约15wt%、或约20wt%至高点约40wt%、约50wt%、约60wt%、约70wt%、或约80wt%的固体浓度。在另一个实例中,与液体介质组合的具有在羟基的存在下可夺取的至少两个氢原子的化合物可以具有从约40wt%至约60wt%、约45wt%至约55wt%、或约47wt%至约50wt%的固体浓度。在另一个实例中,与液体介质组合的具有在羟基的存在下可夺取的至少两个氢原子的化合物可以具有从约10wt%至约30wt%、约15wt%至约35wt%、约20wt%至约40wt%、约25wt%至约45wt%、约20wt%至约50wt%、或约35wt%至约55wt%的固体浓度。
具有在羟基的存在下可夺取的至少两个氢原子的这些化合物中的任何一种或多种可以用具有一个或多个碳-碳双键以及一个或多个反应性官能团的一种或多种化合物改性。例如,该用树脂处理的配料可以包含具有在羟基的存在下可夺取的至少两个氢原子的一种或多种改性的化合物,这些改性的化合物是通过使具有一个或多个反应性官能团的一种或多种不饱和单体与具有在羟基的存在下可夺取的至少两个氢原子的一种或多种化合物(例如,木质素、丹宁、线性酚醛树脂、改性酚醛树脂、双酚A、和/或腐植酸)至少部分地反应产生的。任何适合的具有一个或多个碳-碳双键和一个或多个反应性官能团的化合物或多种具有一个或多个碳-碳双键和一个或多个反应性官能团的化合物的组合可以用来产生具有在羟基的存在下可夺取的至少两个氢原子的改性化合物。优选地,具有一个或多个碳-碳双键和一个或多个反应性官能团的这些化合物是非离子型的。说明性具有一个或多个碳-碳双键和一个或多个反应性官能团的化合物可以包括,但不限于,一种或多种不饱和缩水甘油醚、一种或多种不饱和缩水甘油酯、一种或多种不饱和单环氧化物、一种或多种不饱和羟甲基化合物、马来酸酐、或它们的任何组合。
说明性不饱和缩水甘油醚可以由通式IX表示:
其中R1可以是烯键式不饱和基团如乙烯基、烯丙基、烯基、以及类似物。合适的缩水甘油醚可以包括,但不限于,乙烯基缩水甘油醚、异丙烯基缩水甘油醚、油烯基缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚、对乙烯基苄基缩水甘油醚、邻烯丙基苯基缩水甘油醚、丁烯基缩水甘油醚、4-乙烯基环己基缩水甘油醚、松香缩水甘油醚、环己烯基甲基缩水甘油醚、甲代烯丙基缩水甘油醚、或它们的任何组合。
说明性不饱和缩水甘油酯可以由通式X表示:
其中R1可以是具有从两个至19个碳原子的不饱和的、未取代的烷基。合适的缩水甘油酯可以包括,但不限于,甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸缩水甘油酯、巴豆酸缩水甘油酯、油酸缩水甘油酯、马来酸二缩水甘油酯、富马酸二缩水甘油酯、或它们的任何组合。
说明性不饱和单环氧化物可以包括,但不限于,直链或脂环族环氧化合物,其中该不饱和度是端基。适合的不饱和单环氧化物可以由通式XI表示:
其中R可以是单键或任选地含有烷基侧基的亚烷基;R1、R2、和R3可以独立地是氢,直链的、支链的或环状的烷基,或R1、R2、或R3中的任何两个可以是亚烷基并组合以形成5至12碳环状环,任选地含有烷基侧基;并且R、R1、R2、和R3中碳原子的数目可以是使得该环氧化物中碳原子的总数是从4至50。适合的不饱和单环氧化物可以包括,但不限于,4-乙烯基环己烯一氧化物、1-甲基-4-异丙烯基环己烯一氧化物、丁二烯一氧化物、或它们的任何组合。
说明性不饱和羟甲基化合物可以由通式XII表示:
其中R、R1、R2、和R3可以独立地是氢或含有从约1至约6个碳原子的烃基,例如,烷基。例如,烷基可以包含从1至4个碳原子。在至少一个实例中,R、R1、R2、和R3可以各自独立地是甲基或氢。适合的不饱和羟甲基化合物可以包括,但不限于,N-羟甲基丙烯酰胺、N-羟甲基甲基丙烯酰胺、N-羟甲基巴豆酰胺、或它们的任何组合。N-羟甲基烯键式不饱和的酰胺可以呈水溶液的形式。
在至少一个实例中,具有在羟基的存在下可夺取的至少两个氢原子的改性化合物可以不含或基本上不含任何阴离子单体。例如,具有在羟基的存在下可夺取的至少两个氢原子的改性化合物可以包含小于约3wt%、小于约2.5wt%、小于约2wt%、小于约1.5wt%、小于约1wt%、小于约0.7wt%、小于约0.5wt%、小于约0.3wt%、小于约0.1wt%、小于约0.05wt%、或小于约0.01wt%的阴离子单体。在至少一个实例中,具有在羟基的存在下可夺取的至少两个氢原子的改性化合物可以不含或基本上不含任何离子单体。例如,具有在羟基的存在下可夺取的至少两个氢原子的改性化合物可以包含小于约3wt%、小于约2.5wt%、小于约2wt%、小于约1.5wt%、小于约1wt%、小于约0.7wt%、小于约0.5wt%、小于约0.3wt%、小于约0.1wt%、小于约0.05wt%、或小于约0.01wt%的离子单体。在至少一个其他实例中,具有在羟基的存在下可夺取的至少两个氢原子的改性化合物可以不含或基本上不含任何阴离子和离子单体。例如,具有在羟基的存在下可夺取的至少两个氢原子的改性化合物可以包含小于约3wt%、小于约2.5wt%、小于约2wt%、小于约1.5wt%、小于约1wt%、小于约0.7wt%、小于约0.5wt%、小于约0.3wt%、小于约0.1wt%、小于约0.05wt%、或小于约0.01wt%的阴离子和离子单体。如在此使用的,术语“基本上不含阴离子单体”和“基本上不含离子单体”对应地是指具有在羟基的存在下可夺取的至少两个氢原子的改性化合物不包括任何有意地加入的相应的阴离子单体或离子单体。用另一种方式说,术语“基本上不含阴离子单体”和“基本上不含离子单体”是指具有在羟基的存在下可夺取的至少两个氢原子的改性化合物可以包括作为杂质存在的阴离子单体和/或离子单体。
具有在羟基的存在下可夺取的至少两个氢原子的化合物(如果存在于用树脂处理的配料中)的量可以广泛地变化。例如,在该混合物中具有在羟基的存在下可夺取的至少两个氢原子的化合物的量可以是基于木质纤维素基底的干重从约0.01wt%至约50wt%。在另一个实例中,在该用树脂处理的配料中具有在羟基的存在下可夺取的至少两个氢原子的化合物的量可以是基于木质纤维素基底的干重从低量约0.05wt%、约0.1wt%、约0.5wt%、约1wt%、约2wt%、约3wt%、约5wt%、或约7wt%至高量约15wt%、约20wt%、约25wt%、或约30wt%,其中合适的范围包括任何两个值的组合。在另一个实例中,在该用树脂处理的配料中具有在羟基的存在下可夺取的至少两个氢原子的化合物的量可以是基于木质纤维素基底的干重从低量约0.1wt%、约0.5wt%、约1wt%、约3wt%、或约5wt%至高量约10wt%、约13wt%、约15wt%、约17wt%、或约20wt%,其中合适的范围包括任何两个值的组合。在另一个实例中,在该用树脂处理的配料中具有在羟基的存在下可夺取的至少两个氢原子的化合物的量可以是基于木质纤维素基底的干重从约1wt%至约15wt%、约5wt%至约15wt%、约8wt%至约13wt%、约7wt%至约12wt%、或约5wt%至约25wt%。
木质纤维素基底可以包括以上参考木质素和单宁来源讨论并描述的任何一种或多种植物和蔬菜材料。如在此使用的,术语“木质纤维素”是指包含木质素和纤维素、半纤维素、或纤维素和半纤维素的组合的物质。木质纤维素基底可以是或可以由其衍生的起始材料可以通过不同的方法如扭曲(hogging)、研磨、锤磨、撕裂、粉碎、和/或压片成型、减小、或以其他方式成形为适当的尺寸。用于生产这些基底的其他方法可以包括刮削、切割、刮片、和/或锯切。木质纤维素基底的合适的形式可以包括,但不限于,碎片、薄片、饼片、纤维、粉末、刨花、锯屑或粉尘、饰面板、绳股、和/或类似物。因此,当与“木质纤维素”结合使用时,术语“基底”是指具有任何所希望的形状,例如碎片、薄片、纤维、粉末、刨花、锯屑或粉尘、饰面板、绳股、和/或类似物的木质纤维素材料或含有木质纤维素的材料。其他合适的木质纤维素基底可以包括,但不限于,木材碎片、木材纤维、木材薄片、木材绳股、木材饼片、木材刨花、木材颗粒、木材饰面板、或它们的任何组合。
基底的特定形状(configuration)可以(至少部分地)基于所希望的产品。例如,微粒如碎片、纤维、刨花、锯屑或粉尘、或类似物可以优选用于生产颗粒板、纤维板、以及类似物。基底可以具有的长度是从低点约0.05mm、约0.1mm、约0.2mm至高点约1mm、约5mm、约10mm、约20mm、约30mm、约40mm、约50mm、或约100mm,其中合适的范围包括任何两个值的组合。在另一个实例中,饰面板,即木材的层或片材,可以用于生产胶合板、叠层木皮板、以及类似物。饰面板可以具有的厚度是从低点约0.8mm、约0.9mm、约1mm、约1.1mm或约1.2mm至高点约3mm、约4mm、约5mm、约6mm、约7mm、约8mm、约9mm、或约10mm,其中合适的范围包括任何两个值的组合。
木质纤维素基底可以包括在这些基底的上面、周围、和/或内部的液体。例如,木质纤维素基底可以具有基于木质纤维素基底的干重从低点约1wt%、约2wt%、约3wt%、约4wt%、或约5wt%至高点约7wt%、约9wt%、约11wt%、约13wt%、约15wt%、约17wt%、约19wt%、约21wt%、约23wt%、约25wt%、约27wt%、约29wt%、约31wt%、约33wt%、约35wt%、或约37wt%的液体(例如水分)含量,其中适合的范围包括任何两个值的组合。在另一个实例中,木质纤维素基底可以具有约1wt%至约10wt%、约2wt%至约4wt%、约2wt%至约3wt%、约3wt%至约6wt%、约5wt%至约10wt%、约6wt%至约8wt%、或约4wt%至约9wt%的液体(例如水分)含量。木质纤维素基底可以是新鲜的,即,未处理的或干燥,或干燥和/或处理过的。例如,可以至少部分地干燥木质纤维素基底和/或木质纤维素基底由其衍生的起始材料。在另一个实例中,可以用水性介质(如水)洗涤和/或浸出木质纤维素基底。
如果在此讨论并描述的任何一种或多种组分包括两种或更多种不同的化合物,则这两种或更多种不同的化合物可以相对于彼此以任何比率存在。用另一种方式说,如果该用树脂处理的配料包括第一和第二类型的木质纤维素基底、自由基前体、和/或具有在羟基的存在下可夺取的至少两个氢原子的化合物,则第一和第二组分的量可以按任何所希望的比率存在。例如,如果该氧化剂存在于该自由基前体内并且包括第一氧化剂和第二氧化剂,则该用树脂处理的配料可以具有氧化剂组合物,该氧化剂组合物包括基于该氧化剂组合物的总重量(即,第一和第二氧化剂的总重量)以从约1wt%至约99wt%的量的该第一氧化剂和相反地约99wt%至约1wt%的该第二氧化剂。在另一个实例中,该第一氧化剂的量可以是基于第一和第二氧化剂的总重量从低点约5wt%、约10wt%、约15wt%、约20wt%、约25wt%、约30wt%、约35wt%、约40wt%、或约45wt%至高点约60wt%、约65wt%、约70wt%、约75wt%、约80wt%、约85wt%、约90wt%、或约95wt%。
一种或多种盐可以任选地与木质纤维素基底、自由基前体、疏水剂和木质素磺酸或其盐的混合物、以及具有在羟基的存在下可夺取的至少两个氢原子的任选的化合物组合。在该混合物中盐(如果存在的话)的量可以是基于木质纤维素基底的干重从低点约1wt%、约2wt%、或约3wt%至高点约10wt%、约20wt%、或约30wt%,其中合适的范围包括任何两个值的组合。一种或多种盐可以与木质纤维素基底、催化剂、和/或氧化剂以任何次序或顺序组合。说明性盐可以包括,但不限于,Al、Ca、K、Na、Cu、Zn、Mg、Mn、Ba、和/或Li阳离子。合适的阴离子可以包括,但不限于,碳酸根、氯离子、硝酸根、硅酸根、乙酸根、甲酸根、硫酸根、磷酸根、和/或其他形式。
合适的氧化粘合剂***可以是或包括在具有序列号为61/708,395的美国专利申请中讨论并描述的那些。适合的粘合剂还可以包括不要求如在此描述的自由基前体的粘合剂。此类粘合剂可以包括聚乙酸乙烯酯聚合物和共聚物、丙烯酸聚合物和共聚物、苯乙烯聚合物和共聚物、脂肪烃聚合物、乙烯基卤代物聚合物和共聚物、聚酯、聚酰胺、氨基塑料、环氧化物、硅酮、以及聚氨酯、粉末酚醛树脂,或该粘合剂可以是液体酚或氨基基体树脂、异氰酸酯树脂、脲-甲醛(“UF”)、苯酚-甲醛树脂、三聚氰胺-脲-甲醛(“MUF”)树脂、三聚氰胺-甲醛(“MF”)、或三聚氰胺-脲-苯酚甲醛(“MUPF”)树脂、以及它们的任何混合物。该粘合剂可以不含或基本上不含甲醛以供在生产复合产品,例如,木质纤维素产品如颗粒板和胶合板中使用。如在此使用的,术语“基本上不含甲醛”是指该混合物不包括或包含任何有意加入的甲醛或可以分解、反应、或以其他方式形成甲醛的化合物。用另一种方式说,术语“基本上不含甲醛”是指该用树脂处理的配料不包含甲醛或可以形成甲醛的化合物,但是可以包括以杂质存在的甲醛。因此,取决于用于生产在此讨论并描述的混合物的一种或多种特定的多官能醛,该混合物可以被称为“没有加入甲醛的”或“NAF”混合物。
不要求自由基前体的粘合剂可以存在的浓度是基于复合材料的干重从低点约1wt%、约2.5wt%、约3.5wt%、或约4wt%、至高点约10wt%、约12.5wt%、或约25wt%。在另一个实例中,不要求自由基前体的粘合剂可以存在的浓度是基于复合材料的干重从约1.5wt%至约2.5wt%、约1wt%至约3.5wt%、约2.5wt%至约6.5wt%、约5wt%至约14.5wt%、或约15wt%至约25wt%。
对于不要求自由基前体的粘合剂,可以使用酸、碱、以及金属催化剂来至少部分地固化该粘合剂。合适的酸可以包括,但不限于,硫酸、马来酸、乳酸、乙酸、甲酸、脲/苯酚磺酸、甲苯磺酸、或它们的任何组合。合适的碱可以包括,但不限于,氢氧化钠、氢氧化铵、硫酸铵、氢氧化钾、三亚乙基四胺、二亚乙基三胺、三乙胺、脲、4590 k-20预催化剂(由佐治亚-太平洋化学品有限公司(Georgia-Pacific ChemicalsLLC)制造)、或它们的任何组合。合适的金属催化剂可以包括,但不限于,钠、钾、铝、镁、锌的盐、或它们的任何组合。其他合适的催化剂可以包括,但不限于,硝酸钠、硫酸铝、磷酸氢铵、过硫酸铵、氯化铵、硝酸铵、硫酸铵、或它们的任何组合。合适的金属催化剂还可以包括过渡金属、过渡金属盐、过渡金属络合物、以及它们的混合物。
酸、碱、或金属催化剂(如果存在的话)的量可以广泛地变化。例如,在该用树脂处理的配料中催化剂的量可以是基于木质纤维素基底的干重从低点约0.00001wt%、约0.0001wt%、约0.001wt%、约0.01wt%、或约0.1wt%至约0.5wt%、约1wt%、约3wt%、约5wt%、约10wt%、或约20wt%,其中合适的范围包括任何两个值的组合。在另一个实例中,在该用树脂处理的配料中催化剂的量可以是基于木质纤维素基底的干重从约0.01wt%至约1.5wt%、约0.1wt%至约1.3wt%、约0.05wt%至约0.5wt%、约0.07wt%至约0.4wt%、约0.05wt%至约5wt%。在另一个实例中,在该用树脂处理的配料中该催化剂的量可以是基于木质纤维素基底的干重约0.001wt%至约0.5wt%、约0.15wt%至约0.35wt%、约0.1wt%至约0.4wt%、约0.1wt%至约2wt%、约0.05wt%至约3wt%、约0.05wt%至约0.35wt%、约0.1wt%至约4.5wt%、约0.15wt%至约4wt%、约0.05wt%至约3wt%、或约0.01wt%至约3.5wt%,。
在此讨论并描述的说明性复合产品可以包括,但不限于,颗粒板、纤维板如中密度纤维板(“MDF”)和/或高密度纤维板(“HDF”)、胶合板如硬木胶合板和/或软木胶合板、定向刨花板(“OSB”)、叠层木皮板(“LVL”)、层压饰面板(“LVB”)、复合木地板、以及类似物。
制造一种或多种复合产品的方法可以包括连续或半连续共混方法,其中木质纤维素基底和该用树脂处理的配料的其他组分,例如,催化剂、氧化剂,以及具有在羟基的存在下可夺取的至少两个氢原子的化合物可在被配置为用于接收各组分的第一或引入区域、端部、区或一个或多个其他位置处引入到共混机中,并且可以从该共混机中经由一个或多个回收出口引出用树脂处理的配料。该共混机可以被配置为包含从几百千克到几千千克的任何量。例如,在单一共混机内,可从该共混机中回收从低点约500kg/hr、约5,000kg/hr、约10,000kg/hr、或约13,000kg/hr至高点约16,000kg/hr、约20,000kg/hr、约25,000、kg/hr、或约30,000kg/hr混合物的任何量。在该用树脂处理的配料离开该共混机时,该用树脂处理的配料可以放置在输送带上并且可以运输到一个或多个干燥器、润湿***、压机、和/或其他处理设备中。例如,在至少一个具体的实施例中,可以分别在第一和第二共混机内共混第一或“面”混合物和第二或“芯”混合物来制造颗粒板产品。该第一共混机可以产生从约13,600kg/hr至约15,900kg/hr的“面”混合物并且该第二共混机可以产生从约18,100kg/hr至约20,400kg/hr的“芯”混合物。“面”混合物和“芯”混合物可以用于生产颗粒板面板或片材,其中该“面”混合物构成颗粒板的外层并且该“芯”混合物构成颗粒板的内层或芯层。
特别地提及颗粒板,根据在此讨论并描述的一个或多个实施例制造的颗粒板可以达到或超过在2009年2月2日批准的美国国家标准协会(ANSI)针对颗粒板(即ANSI A208.1-2009颗粒板)描述的用于H-1、H-2、H-3、M-0、M-1、M-S、M-2、M-3i、LD-1、和/或LD-2等级的颗粒板的要求。根据在此讨论并描述的一个或多个实施例制造的颗粒板可以达到或超过2009年2月2日批准的ANSI针对颗粒板(即,ANSI A208.1-2009颗粒板)定义的PBU、D-2、D-3、和/或M-3的要求。例如,表A和B列出了针对不同等级的颗粒板的某些要求。特别地提及定向刨花板(OSB),根据在此讨论并描述的一个或多个实施例制造的OSB可以满足或超过美国商业部的自愿执行标准(Voluntary Performance Standard)PS 2。特别地提及胶合板,根据在此讨论并描述的一个或多个实施例制造的胶合板可以满足或超过美国商业部的自愿执行标准PS 1和/或PS-2。
在一个或多个实施例中,可以将一种或多种添加剂与木质纤维素基底、自由基前体的混合物、以及任选地具有至少两个氢原子的化合物或与木质纤维素基底、不要求自由基前体的粘合剂、以及疏水剂和木质素磺酸或其盐的混合物结合以生产该用树脂处理的配料。示例性添加剂可以包括,但不限于,蜡和/或其他疏水性添加剂、水、一种或多种填料材料、增充剂、表面活性剂、脱模剂、染料、阻燃剂、甲醛清除剂、杀生物剂、或它们的任何组合。对于复合木质纤维素产品,如胶合板,一种或多种典型的填充材料可以包括但不限于,研磨的美洲山核桃和/或胡桃壳,并且典型的增充剂可以包括,例如,小麦面粉。其他合适的增充剂可以包括,但不限于,多糖、以及类似物。说明性多糖可以包括,但不限于,淀粉,纤维素,树胶(gum),如瓜尔胶和黄原胶,藻酸盐,果胶,结冷胶,或它们的任何组合。合适的多糖淀粉可以包括,例如玉米(maize)或玉米(corn)、糯玉米、高直链淀粉玉米、马铃薯、木薯、以及小麦淀粉。其他淀粉如基因工程淀粉可以包括高直链淀粉马铃薯和马铃薯支链淀粉。
如果一种或多种添加剂存在于该用树脂处理的配料中,则每一种添加剂的量可以是基于该用树脂处理的配料的总重量从低点约0.01wt%至高点50wt%。例如,任何给定组分或添加剂的量可以是基于该用树脂处理的配料的总重量从低点约0.01wt%、约0.05wt%、约0.1wt%、约0.5wt%、或约1wt%至高点约3wt%、约5wt%、约7wt%、或约9wt%。在另一个实例中,任何给定添加剂或组分的量可以是基于该用树脂处理的配料的总重量从低点约1wt%、约5wt%、约10wt%、约15wt%、或约20wt%至高点约25wt%、约30wt%、约35wt%、约40wt%、或约45wt%。在至少一个具体的实施例中,一种或多种蜡,例如,松蜡,可以存在于该用树脂处理的配料中并且蜡的量可以是基于木质纤维素基底的干重从低点约0.1wt%、约0.5wt%、或约0.9wt%至高点约1.5wt%、约2wt%、或约3wt%。
该复合产品可以具有从低点约0.5g/cm3、约0.55g/cm3、约0.6g/cm3、约0.63g/cm3、约0.65g/cm3、约0.67g/cm3、或约0.7g/cm3至高点约0.75g/cm3、约0.77g/cm3、约0.8g/cm3、约0.83g/cm3、约0.85g/cm3、约0.88g/cm3、约0.93g/cm3、约0.97g/cm3、或约1g/cm3的密度。例如,该复合产品可以具有约0.7g/cm3至约0.75g/cm3、约0.65g/cm3至约0.85g/cm3、约0.65g/cm3至约0.8g/cm3、约0.67g/cm3至约0.77g/cm3、约0.5g/cm3至约1g/cm3、约0.5g/cm3至约0.8g/cm3、约0.5g/cm3至约0.75g/cm3、或约0.64g/cm3至约0.8g/cm3的密度。在一个或多个实施例中,该复合产品可以具有小于1g/cm3、小于0.95g/cm3、小于0.88g/cm3、小于0.85g/cm3、小于0.83g/cm3、小于0.8g/cm3、小于0.79g/cm3、小于0.78g/cm3、小于0.77g/cm3、小于0.76g/cm3、小于0.75g/cm3、小于0.74g/cm3、或小于0.73g/cm3的密度。
该复合产品可以具有从低点约0.3MPa、约0.32MPa、约0.34MPa、约0.35MPa、约0.37MPa、约0.4MPa、约0.42MPa、约0.48MPa、约0.52MPa、约0.55MPa、或约0.58MPa至高点约0.69MPa、约0.75MPa、约0.83MPa、约0.9MPa、约0.97MPa、约1.05MPa、约1.15MPa、约1.2MPa、约1.25MPa、约1.3MPa、约1.35MPa、约1.4MPa、约1.45MPa、约1.5MPa、约1.55MPa、约1.6MPa、或约1.7MPa的内结合强度,其中合适的范围包括任何两个值的组合。例如,该复合产品可以具有约0.35MPa至约0.55MPa、约0.4MPa至约0.6MPa、约0.48MPa至约0.69MPa、约0.59MPa至约0.86MPa、约0.55MPa至约0.9MPa、或约0.51MPa至约0.85MPa的内结合强度。在一个或多个实施例中,该复合产品可以具有至少0.33MPa、至少0.32MPa、至少0.34MPa、至少0.38MPa、至少0.41MPa、至少0.45MPa、至少0.48MPa、至少0.51MPa、至少0.55MPa、至少0.58MPa、至少0.62MPa、至少0.66MPa、至少0.69MPa、至少0.72MPa、至少0.76MPa、或至少0.79MPa的内结合强度。每个实例的内结合强度可以根据在ASTM D1037-06a中规定的试验程序确定。
在一个或多个实施例中,该复合产品可以具有小于1g/cm3、小于0.95g/cm3、小于0.9g/cm3、小于0.85g/cm3、小于0.8g/cm3、小于0.79g/cm3、小于0.78g/cm3、小于0.77g/cm3、小于0.76g/cm3、小于0.75g/cm3、小于0.74g/cm3、或小于0.73g/cm3的密度以及至少0.3MPa、至少0.35MPa、至少0.4MPa、至少0.48MPa、至少0.51MPa、至少0.55MPa、至少0.58MPa、至少0.62MPa、至少0.65MPa、或至少0.69MPa的内结合强度。在至少一个具体的实例中,该复合产品可以具有小于0.8g/cm3的密度和至少0.48MPa的内结合强度。在至少一个其他具体的实例中,该复合产品可以具有小于0.8g/cm3的密度和至少0.69MPa的内结合强度。在至少一个其他具体的实例中,该复合产品可以具有小于0.73g/cm3的密度和至少0.48MPa的内结合强度。在又另一个实例中,该复合产品可以具有小于0.73g/cm3的密度和至少0.58MPa的内结合强度。
复合产品如颗粒板、纤维板、胶合板、以及定向刨花板可以具有的厚度或平均厚度是从低点约1.5mm、约5mm、或约10mm至高点约15mm、约20mm、约25mm、约30mm、约50mm、约100mm、约200mm、或约300mm,其中合适的范围包括任何两个值的组合。复合产品如颗粒板、纤维板、胶合板、以及定向刨花板可以具有的长度是约0.1m、约0.5m、约1m、约1.2m、约1.8m、约2.4m、约3m、或约3.6m。复合产品还可以具有的宽度是约0.1m、约0.5m、约1m、约1.2m、约1.8m、约2.4m、或约3m。
在此讨论并描述的复合产品可显示出低水平的甲醛释放。用于测定从复合产品中释放甲醛的适合的试验可以包括ASTM D6007-02和AST E1333-10。例如,复合产品可以显示出零甲醛释放。在另一个实例中,复合产品可以显示出小于约1份/百万份(“ppm”)、小于约0.9ppm、小于约0.08ppm、小于约0.07ppm、小于约0.06ppm、小于约0.05ppm、小于约0.04ppm、小于约0.03ppm、小于约0.02ppm、小于约0.01ppm、或小于约0.005ppm的甲醛释放。
该复合产品可以满足或超过加州空气资源委员会(“CARB”)阶段1(对于颗粒板来说,小于0.1份/百万份“ppm”甲醛)和阶段2(对于颗粒板来说,小于0.09ppm甲醛)所要求的甲醛释放标准。在此讨论并描述的复合产品也可以满足或超过日本JIS/JAS F***(对于颗粒板来说,不超过0.5mg/L甲醛)、日本JIS/JAS F****(对于颗粒板来说,不超过0.3mg/L甲醛)、欧洲E1、以及欧洲E2标准所要求的甲醛释放标准。
除了以上讨论并描述的复合产品之外,包含疏水剂和木质素磺酸或其盐的混合物还可以用于其他类型的产品和/或应用,例如,需要或希望疏水性的产品和/或应用。例如,疏水剂和木质素磺酸或其盐的混合物可以用在木材处理应用、绝缘、或涂覆应用中,例如、砂浆、混凝土、以及纸。对于这样的产品,疏水剂和木质素磺酸或其盐的混合物能够以约0.1wt%至约7wt%存在,基于该产品的总干重。
实例
为了提供上述讨论的更好的理解,提出了下面的多个非限制性实例。虽然这些实例可以针对特定的实施例,但它们不被视为在任何具体方面限制本发明。所有的份数、比例、以及百分比均以重量计,除非另外指明。
实例I
对于实例1,根据以下程序制备含有疏水剂的混合物。向6,100g木质素磺酸铵(52%-53%NVS)中加入151g石蜡并用高剪切均化器分散(5,000磅/平方英寸,循环2分钟)。形成具有的平均粒度为0.440μm的稳定乳液。该乳液包含基于该固体木质素磺酸铵5wt%的石蜡并具有54.5%的固体含量。该乳液具有在25℃的温度下8,680cP的粘度。
根据以下程序使用实例1的混合物制备颗粒板面板。将来自南部黄松的具有的水分含量为5wt%-7wt%的以2,100g的量的面等级的颗粒板木材配料放置在0.0283m3的共混机中。对于实例1,在共混时,按以下顺序以细雾的形式施加该粘合剂***的组分:a)与0.275wt%FeEDTA混合的7wt%的含有5wt%的石蜡的木质素磺酸铵(48%-49%水溶液);b)5wt%的过氧化氢(50%水溶液);c)3wt%的粉末状木质素磺酸铵,其中每种组分的量是基于该木材配料的干重。将用树脂处理的配料(水分含量为大约18wt%)共混附加的2分钟。形成40.64×40.64×5.08cm的垫子并将该板在166℃下挤压到被配置为用于生产具有的厚度为40.64×40.641.58±0.2cm的面板的挡块(stops)上4分钟(总挤压时间为240秒,由30秒密闭时间,在1,200磅/平方英寸下180秒挤压时间和30秒脱气时间组成)。将最终板复合材料冷却到室温并且对内结合(IB)强度、水吸收、以及厚度膨胀进行测试。还以相同的方式使用对比实例C1和C2的混合物制备了颗粒板面板,除了在C1中没有使用石蜡并且在C2中在ALS、过氧化氢、以及催化剂的混合之后施用松蜡的乳液。下表1示出了用实例1和对比实例C1和C2的混合物制造的颗粒板面板的结果。
1.木质素磺酸铵(ALS)的总量-7%液体+3%粉末状。
2.基于ASTM D1037-06a试验方法。
3.使用了传统的松蜡乳液蜡。
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如以上表1所示,实例2的颗粒板面板当与对比实例1和对比实例2相比时出人意料地并且出乎意料地显示出水吸收和厚度膨胀的显著降低。更具体地,与C1相比实例1具有水吸收百分比的205%的降低以及与C2相比可比较的水吸收百分比。实例1还示出与C1相比厚度膨胀百分比的388%的降低以及与C2相比厚度膨胀百分比的135%的降低。此种水吸收和厚度膨胀的显著降低不是从使用较少的蜡来制造复合木材产品所预期的。
本披露的实施例进一步涉及以下段落的任何一个或多个:
1.一种混合物,所述混合物包含木质素磺酸或其盐、疏水剂、以及水,其中所述木质素磺酸或其盐存在的量是从约40wt%至约60wt%,所述疏水剂存在的量是从约1wt%至约20wt%,以及所述液体介质存在的量是从约20wt%至约59wt%,其中所有的重量百分比是基于所述木质素磺酸或其盐、所述疏水剂、以及所述液体介质的组合重量。
2.根据段落1所述的混合物,其中所述混合物是呈乳液、分散体、悬浮液、或溶液的形式。
3.根据段落1或2所述的混合物,其中所述混合物是呈乳液的形式。
4.根据段落1至3中任一项所述的混合物,其中所述疏水剂包含一种或多种松香、一种或多种烷基烯酮二聚体、一种或多种烯基琥珀酸酐、一种或多种石蜡油、一种或多种硅油、一种或多种植物油、一种或多种烃类树脂、松节油、蒈烯、侧柏烯、桧烯、或其任何混合物。
5.根据段落1至4中任一项所述的混合物,其中所述疏水剂包含石油蜡、微晶蜡、松蜡、石蜡、褐煤蜡、合成蜡、巴西棕榈蜡、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、四氟乙烯蜡、或其任何混合物。
6.根据段落1至5中任一项所述的混合物,其中所述木质素磺酸的盐存在并且包含木质素磺酸铵、木质素磺酸钠、木质素磺酸钾、木质素磺酸钙、木质素磺酸镁、或其任何混合物。
7.根据段落1至6中任一项所述的混合物,其中所述混合物包含基于所述木质素磺酸或其盐、所述疏水剂、以及所述液体介质的组合重量约45wt%至约55wt%的木质素磺酸或其盐。
8.根据段落1至7中任一项所述的混合物,其中所述木质素磺酸或其盐存在的量是基于所述木质素磺酸或其盐、所述疏水剂、以及所述液体介质的组合重量至少40wt%。
9.根据段落1至8中任一项所述的混合物,其中所述疏水剂存在的量是基于所述木质素磺酸或其盐、所述疏水剂、以及所述液体介质的组合重量从约1wt%至约10wt%。
10.根据段落1至9中任一项所述的混合物,其中所述液体介质存在的量是基于所述木质素磺酸或其盐、所述疏水剂、以及所述液体介质的组合重量从约25wt%至约35wt%。
11.根据段落1至10中任一项所述的混合物,其中所述混合物进一步包含自由基前体。
12.根据段落1至11中任一项所述的混合物,其中所述自由基前体包含一种或多种氧化剂和一种或多种催化剂的混合物。
13.根据段落1至12中任一项所述的混合物,其中所述自由基前体包含过氧化氢和一种或多种含铁催化剂的混合物。
14.根据段落1至13中任一项所述的混合物,其中所述一种或多种催化剂包含一种或多种铁、铜、锰、钨、钼、钴、钛的金属离子,或其任何组合;一种或多种叔胺;聚合物叔胺;聚胺,或其组合。
15.根据段落1至14中任一项所述的混合物,其中所述一种或多种催化剂是选自由以下各项组成的组:铁***、乙二胺四乙酸铁、(S,S)-乙二胺-N,N'-二琥珀酸铁、二亚乙基三胺五乙酸铁、乙二醇双(2-氨基***)-N,N,N',N'-四乙酸铁、反式-1,2-二氨基环己烷四乙酸铁、以及其任何混合物。
16.根据段落1至15中任一项所述的混合物,其中所述自由基前体包含一种或多种催化剂,并且其中所述一种或多种催化剂包含呈结合到一种或多种络合剂的络合物形式的一种或多种金属。
17.根据段落1至16中任一项所述的混合物,其中所述一种或多种络合剂包含氰根(CN-)、硫酸根(SO4 2-)、乙二胺四乙酸(EDTA)、乙二胺-N,N'-二琥珀酸(EDDS)、乙二醇双(2-氨基***)-N,N,N',N'-四乙酸(EGTA)、二亚乙基三胺五乙酸(DTPA)、反式-1,2-二氨基环己烷四乙酸(CDTA)、亚氨基二琥珀酸盐(IDS)、次氮基三乙酸(NTA)、或其任何混合物。
18.根据段落1至17中任一项所述的混合物,其中所述自由基前体包含一种或多种偶氮化合物。
19.根据段落1至18中任一项所述的混合物,其中所述自由基前体包含具有通式R-N=N-R'的化合物,其中R和R'独立地是取代的芳基或取代的烷基。
20.根据段落1至19中任一项所述的混合物,其中所述一种或多种自由基前体包含偶氮二异丁腈(AIBN)。
21.根据段落1至20中任一项所述的混合物,其中所述混合物进一步包含粘合剂,所述粘合剂选自由以下各项组成的组:异氰酸酯树脂、脲-甲醛、苯酚-甲醛树脂、三聚氰胺-脲-甲醛树脂、三聚氰胺-甲醛树脂、或三聚氰胺-脲-苯酚-甲醛树脂、以及其任何混合物。
22.根据段落1至21中任一项所述的混合物,其中所述混合物包含催化剂,所述催化剂由以下各项组成:过渡金属盐、过渡金属络合物、以及其混合物。
23.根据段落1至22中任一项所述的混合物,其中所述混合物包含基于所述混合物的总重量至少50wt%的固体。
24.一种用于制造疏水剂和木质素磺酸或其盐的混合物的方法,所述方法包括:混合木质素磺酸或其盐、疏水剂、以及液体介质以产生混合物,其中所述混合物包含约40wt%至约60wt%的所述木质素磺酸或其盐,约1wt%至约20wt%的所述疏水剂,以及约20wt%至约59wt%的所述液体介质,其中所有的重量百分比是基于所述木质素磺酸或其盐、所述疏水剂、以及所述液体介质的组合重量;并且乳化所述混合物以产生所述疏水剂和木质素磺酸或其盐的乳液。
25.根据段落24所述的方法,其中所述疏水剂和木质素磺酸或其盐的乳液含有具有约150nm至约2,000nm的平均粒度的颗粒。
26.根据段落24或25所述的方法,其中所述疏水剂和木质素磺酸或其盐的乳液含有具有从约50nm至约300nm的平均粒度的颗粒。
27.根据段落24至26中任一项所述的方法,其中所述疏水剂和木质素磺酸或其盐的乳液含有具有约160nm至约1,000nm的平均粒度的颗粒。
28.根据段落24至27中任一项所述的方法,其中将所述疏水剂和木质素磺酸或其盐的乳液与一种或多种氧化剂和一种或多种催化剂混合。
29.根据段落24至28中任一项所述的方法,其中将所述疏水剂和木质素磺酸或其盐的乳液与催化剂混合,所述催化剂选自由以下各项组成的组:过渡金属盐、过渡金属络合物、以及其混合物。
30.一种用于制造复合产品的方法,所述方法包括:将多个木质纤维素基底、粘合剂、以及包含木质素磺酸或其盐、疏水剂和液体介质的混合物混合以产生用树脂处理的配料,其中所述木质素磺酸或其盐存在的量是约40wt%至约60wt%,所述疏水剂存在的量是约1wt%至约20wt%,以及所述液体介质存在的量是约20wt%至约59wt%,其中所有的重量百分比是基于所述木质素磺酸或其盐、所述疏水剂、以及所述液体介质的组合重量;并且加热所述用树脂处理的配料以产生复合产品。
31.根据段落30所述的方法,其中所述粘合剂包含自由基前体。
32.根据段落30或31所述的方法,其中所述自由基前体包含一种或多种氧化剂和一种或多种催化剂的混合物。
33.根据段落30至32中任一项所述的方法,其中所述自由基前体包含过氧化氢和一种或多种含铁催化剂的混合物。
34.根据段落30至33中任一项所述的方法,其中所述一种或多种催化剂包含一种或多种铁、铜、锰、钨、钼、钴、钛的金属离子,或其任何组合;一种或多种叔胺;聚合物叔胺;聚胺,或其组合。
35.根据段落30至34中任一项所述的方法,其中所述一种或多种催化剂是选自由以下各项组成的组:铁***、乙二胺四乙酸铁、(S,S)-乙二胺-N,N'-二琥珀酸铁、二亚乙基三胺五乙酸铁、乙二醇双(2-氨基***)-N,N,N',N'-四乙酸铁、反式-1,2-二氨基环己烷四乙酸铁、以及其任何混合物。
36.根据段落30至35中任一项所述的方法,其中所述自由基前体包含一种或多种催化剂,并且其中所述一种或多种催化剂包含呈结合到一种或多种络合剂的络合物形式的一种或多种金属。
37.根据段落30至36中任一项所述的方法,其中所述一种或多种络合剂包含氰根(CN-)、硫酸根(SO4 2-)、乙二胺四乙酸(EDTA)、乙二胺-N,N'-二琥珀酸(EDDS)、乙二醇双(2-氨基***)-N,N,N',N'-四乙酸(EGTA)、二亚乙基三胺五乙酸(DTPA)、反式-1,2-二氨基环己烷四乙酸(CDTA)、亚氨基二琥珀酸盐(IDS)、次氮基三乙酸(NTA)、或其任何混合物。
38.根据段落30至37中任一项所述的方法,其中所述自由基前体包含一种或多种氧化剂和一种或多种偶氮化合物。
39.根据段落30至38中任一项所述的方法,其中所述自由基前体包含具有通式R-N=N-R'的化合物,其中R和R'独立地是取代的芳基或取代的烷基。
40.根据段落30至39中任一项所述的方法,其中所述一种或多种自由基前体包含偶氮二异丁腈(AIBN)。
41.根据段落30至40中任一项所述的方法,所述粘合剂包含异氰酸酯树脂、脲-甲醛、苯酚-甲醛树脂、三聚氰胺-脲-甲醛树脂、三聚氰胺-甲醛树脂、三聚氰胺-脲-苯酚-甲醛树脂、或其任何混合物。
42.根据段落30至41中任一项所述的方法,其中所述粘合剂进一步包含催化剂,所述催化剂选自由以下各项组成的组:过渡金属盐、过渡金属络合物、以及其混合物。
43.根据段落30至42中任一项所述的方法,进一步包括:将所述用树脂处理的配料保持在小于60℃的温度下至少10分钟;并且将所述用树脂处理的配料加热到至少60℃至约300℃的温度以产生复合产品,所述复合产品具有小于1g/cm3的密度和至少0.35MPa的内结合强度,其中当所述用树脂处理的配料被加热到至少60℃时存在基于所述多个木质纤维素基底的干重至少1wt%的所述一种或多种自由基前体。
44.一种复合产品,包括:至少部分固化的用树脂处理的配料,其中,在固化之前,所述用树脂处理的配料包含多个木质纤维素基底、粘合剂、以及包含疏水剂、液体介质和木质素磺酸或其盐的混合物,其中基于所述木质素磺酸或其盐、所述疏水剂、以及所述液体介质的组合重量,所述木质素磺酸或其盐存在的量是约40wt%至约60wt%,所述疏水剂存在的量是约1wt%至约20wt%,以及所述液体介质存在的量是约20wt%至约59wt%。
45.根据段落44所述的复合产品,其中所述至少部分固化的粘合剂包含自由基前体。
46.根据段落44或45所述的复合产品,其中所述至少部分固化的自由基前体包含一种或多种氧化剂和一种或多种催化剂的混合物。
47.根据段落44至46中任一项所述的复合产品,其中所述至少部分固化的自由基前体包含过氧化氢和一种或多种含铁催化剂的混合物。
48.根据段落44至47中任一项所述的复合产品,其中所述一种或多种催化剂包含一种或多种铁、铜、锰、钨、钼、钴、钛的金属离子,或其任何组合;一种或多种叔胺;聚合物叔胺;聚胺,或其组合。
49.根据段落44至48中任一项所述的复合产品,其中所述一种或多种催化剂是选自由以下各项组成的组:铁***、乙二胺四乙酸铁、(S,S)-乙二胺-N,N'-二琥珀酸铁、二亚乙基三胺五乙酸铁、乙二醇双(2-氨基***)-N,N,N',N'-四乙酸铁、反式-1,2-二氨基环己烷四乙酸铁、以及其任何混合物。
50.根据段落44至49中任一项所述的复合产品,其中所述至少部分固化的自由基前体包含一种或多种催化剂,并且其中所述一种或多种催化剂包含呈结合到一种或多种络合剂的络合物形式的一种或多种金属。
51.根据段落44至50中任一项所述的复合产品,其中所述一种或多种络合剂包含氰根(CN-)、硫酸根(SO4 2-)、乙二胺四乙酸(EDTA)、乙二胺-N,N'-二琥珀酸(EDDS)、乙二醇双(2-氨基***)-N,N,N',N'-四乙酸(EGTA)、二亚乙基三胺五乙酸(DTPA)、反式-1,2-二氨基环己烷四乙酸(CDTA)、亚氨基二琥珀酸盐(IDS)、次氮基三乙酸(NTA)、或其任何混合物。
52.根据段落44至51中任一项所述的复合产品,其中所述至少部分固化的粘合剂包含一种或多种氧化剂和一种或多种偶氮化合物。
53.根据段落44至52中任一项所述的复合产品,其中所述至少部分固化的粘合剂包含具有通式R-N=N-R'的化合物,其中R和R'独立地是取代的芳基或取代的烷基。
54.根据段落44至53中任一项所述的复合产品,其中所述一种或多种自由基前体包含偶氮二异丁腈(AIBN)。
55.根据段落44至54中任一项所述的复合产品,其中所述至少部分固化的粘合剂选自由以下各项组成的组:异氰酸酯树脂、脲-甲醛、苯酚-甲醛树脂、三聚氰胺-脲-甲醛树脂、三聚氰胺-甲醛树脂、或三聚氰胺-脲-苯酚-甲醛树脂、以及其任何混合物。
56.一种用于制造复合产品的方法,所述方法包括:将多个木质纤维素基底、自由基前体、以及包含疏水剂、液体介质和木质素磺酸或其盐的混合物混合,以产生用树脂处理的配料,其中所述木质素磺酸或其盐存在的量是约40wt%至约60wt%,所述疏水剂存在的量是约1wt%至约20wt%,以及所述液体介质存在的量是约20wt%至约59wt%,其中所有的重量百分比是基于所述木质素磺酸或其盐、疏水剂、以及液体介质的组合重量;使所述用树脂处理的配料与过氧化氢接触;并且加热所述用树脂处理的配料以产生复合产品。
57.根据段落56所述的方法,其中所述用树脂处理的配料进一步包含以下化合物,这些化合物包含在羟基的存在下可夺取的至少两个氢原子。
58.根据段落56或57所述的方法,其中所述自由基前体包含一种或多种催化剂。
59.根据段落56至58中任一项所述的方法,其中所述自由基前体包含一种或多种氧化剂和一种或多种催化剂的混合物。
60.根据段落56至59中任一项所述的方法,其中所述自由基前体包含一种或多种含铁催化剂。
61.根据段落56至60中任一项所述的方法,其中所述一种或多种催化剂包含一种或多种铁、铜、锰、钨、钼、钴、钛的金属离子,或其任何组合;一种或多种叔胺;聚合物叔胺;聚胺,或其组合。
62.根据段落56至61中任一项所述的方法,其中所述一种或多种催化剂是选自由以下各项组成的组:铁***、乙二胺四乙酸铁、(S,S)-乙二胺-N,N'-二琥珀酸铁、二亚乙基三胺五乙酸铁、乙二醇双(2-氨基***)-N,N,N',N'-四乙酸铁、反式-1,2-二氨基环己烷四乙酸铁、以及其任何混合物。
63.根据段落56至62中任一项所述的方法,其中所述自由基前体包含一种或多种催化剂,并且其中所述一种或多种催化剂包含呈结合到一种或多种络合剂的络合物形式的一种或多种金属。
64.根据段落56至63中任一项所述的方法,其中所述一种或多种络合剂包含氰根(CN-)、硫酸根(SO4 2-)、乙二胺四乙酸(EDTA)、乙二胺-N,N'-二琥珀酸(EDDS)、乙二醇双(2-氨基***)-N,N,N',N'-四乙酸(EGTA)、二亚乙基三胺五乙酸(DTPA)、反式-1,2-二氨基环己烷四乙酸(CDTA)、亚氨基二琥珀酸盐(IDS)、次氮基三乙酸(NTA)、或其任何混合物。
65.一种用于制造复合产品的方法,所述方法包括将以下项混合:多个木质纤维素基底;具有通式R-N=N-R'的化合物,其中R和R'独立地是取代的芳基或取代的烷基;木质素磺酸或其盐;以及包含疏水剂、液体介质和木质素磺酸或其盐的混合物,其中所述木质素磺酸或其盐存在的量是约40wt%至约60wt%,所述疏水剂存在的量是约1wt%至约20wt%,以及所述液体介质存在的量是约20wt%至约59wt%,其中所有的重量百分比是基于所述木质素磺酸或其盐、疏水剂、以及液体介质的组合重量,以产生用树脂处理的配料;使所述用树脂处理的配料与过氧化氢接触;并且加热所述用树脂处理的配料以产生复合产品。
66.根据段落65所述的方法,其中所述具有通式R-N=N-R'的化合物包含偶氮二异丁腈(AIBN)。
67.根据段落1至66中任一项所述的混合物、方法、或复合产品,其中所述液体介质包含水、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、仲丁醇、异丁醇、叔丁醇、乙二醇、二甲醚、二***、四氢呋喃、或其任何混合物。
68.根据段落1至67中任一项所述的混合物、方法、或复合产品,其中所述液体介质是水。
69.一种组合物,包含约40wt%至约60wt%的木质素磺酸或其盐,约1wt%至约20wt%的疏水剂,以及约20wt%至约59wt%的液体介质,其中所有的重量百分比是基于所述木质素磺酸或其盐、所述疏水剂、以及所述液体介质的组合重量。
70.一种用于制造复合产品的方法,所述方法包括:将多个木质纤维素基底、粘合剂、以及包含木质素磺酸或其盐、疏水剂和液体介质的混合物混合以产生用树脂处理的配料,其中所述混合物包含约40wt%至约60wt%的所述木质素磺酸或其盐,约1wt%至约20wt%的所述疏水剂,以及约20wt%至约59wt%的所述液体介质,其中所有的重量百分比是基于所述木质素磺酸或其盐、所述疏水剂、以及所述液体介质的组合重量;并且加热所述用树脂处理的配料以产生复合产品。
71.一种复合产品,包括:至少部分固化的用树脂处理的配料,其中,在固化之前,所述用树脂处理的配料包含多个木质纤维素基底、粘合剂、以及包含木质素磺酸或其盐、疏水剂、液体介质的混合物,其中所述混合物包含约40wt%至约60wt%的所述木质素磺酸或其盐,约1wt%至约20wt%的所述疏水剂,以及约20wt%至约59wt%的所述液体介质,其中所有的重量百分比是基于所述木质素磺酸或其盐、所述疏水剂、以及所述液体介质的组合重量。
72.根据段落69至71中任一项所述的组合物、方法、或复合产品,其中所述疏水剂包含一种或多种松香、一种或多种烷基烯酮二聚体、一种或多种烯基琥珀酸酐、一种或多种石蜡油、一种或多种硅油、一种或多种植物油、一种或多种动物脂肪、一种或多种烃类树脂、松节油、蒈烯、侧柏烯、桧烯、或其任何混合物。
73.根据段落69至72中任一项所述的组合物、方法、或复合产品,其中所述疏水剂包含石油蜡、微晶蜡、松蜡、石蜡、褐煤蜡、合成蜡、巴西棕榈蜡、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、四氟乙烯蜡、或其任何混合物。
74.根据段落69至73中任一项所述的组合物、方法、或复合产品,其中所述木质素磺酸的盐存在并且包含木质素磺酸铵、木质素磺酸钠、木质素磺酸钾、木质素磺酸钙、木质素磺酸镁、或其任何混合物。
75.根据段落69至74中任一项所述的组合物、方法、或复合产品,其中所述混合物进一步包含自由基前体。
76.根据段落75所述的组合物、方法、或复合产品,其中所述自由基前体包含一种或多种氧化剂和一种或多种催化剂的混合物。
77.根据段落75所述的组合物、方法、或复合产品,其中所述自由基前体包含过氧化氢和一种或多种含铁催化剂的混合物。
78.根据段落75所述的组合物、方法、或复合产品,其中所述自由基前体包含一种或多种偶氮化合物。
79.根据段落69或72至78中任一项所述的组合物,其中所述混合物进一步包含异氰酸酯树脂、脲-甲醛树脂、苯酚-甲醛树脂、三聚氰胺-脲-甲醛树脂、三聚氰胺-甲醛树脂、三聚氰胺-脲-苯酚-甲醛树脂、或其任何混合物。
80.根据段落69至79中任一项所述的组合物、方法、或复合产品,其中所述液体介质包含水、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、仲丁醇、异丁醇、叔丁醇、乙二醇、二甲醚、二***、四氢呋喃、或其任何混合物。
81.根据段落69或72至80中任一项所述的组合物,进一步包含自由基前体,所述自由基前体包含过氧化氢和含铁催化剂的混合物,其中所述木质素磺酸的盐存在并且包括木质素磺酸铵、木质素磺酸钠、木质素磺酸钾、木质素磺酸钙、木质素磺酸镁、或其任何混合物,其中所述疏水剂包含松香、烷基烯酮二聚体、烯基琥珀酸酐、石蜡油、硅油、植物油、动物脂肪、烃类树脂、松节油、蒈烯、侧柏烯、桧烯、或其任何混合物,并且其中所述液体介质包含水。
82.根据段落70至78或80中任一项所述的方法或复合产品,其中所述粘合剂包含自由基前体,所述自由基前体包含过氧化氢和含铁催化剂的混合物,其中所述木质素磺酸的盐存在并且包括木质素磺酸铵、木质素磺酸钠、木质素磺酸钾、木质素磺酸钙、木质素磺酸镁、或其任何混合物,其中所述疏水剂包含松香、烷基烯酮二聚体、烯基琥珀酸酐、石蜡油、硅油、植物油、动物脂肪、烃类树脂、松节油、蒈烯、侧柏烯、桧烯、或其任何混合物,并且其中所述液体介质包含水。
83.根据段落70至78或80中任一项所述的方法或复合产品,其中所述粘合剂包含自由基前体。
84.根据段落83所述的方法或复合产品,其中所述自由基前体包含过氧化氢和一种或多种含铁催化剂的混合物。
85.根据段落70至78、80、或82至84中任一项所述的方法或复合产品,所述粘合剂包含异氰酸酯树脂、脲-甲醛树脂、苯酚-甲醛树脂、三聚氰胺-脲-甲醛树脂、三聚氰胺-甲醛树脂、三聚氰胺-脲-苯酚-甲醛树脂、或其任何混合物。
86.根据段落70或72至78、80、或82至85中任一项所述的方法,进一步包括:将所述用树脂处理的配料保持在小于60℃的温度下至少10分钟;并且将所述用树脂处理的配料加热到至少60℃至约300℃的温度以产生复合产品,所述复合产品具有小于1g/cm3的密度和至少0.35MPa的内结合强度,其中当所述用树脂处理的配料被加热到至少60℃时存在基于所述多个木质纤维素基底的干重至少1wt%的所述一种或多种自由基前体。
已经使用一组数值上限和一组数值下限描述了某些实施例和特征。应该理解的是考虑到了包括任何两个值的组合的范围,例如任何下限值与任何上限值的组合、任何两个下限值的组合、和/或任何两个上限值的组合,除非另外指明。某些下限值、上限值和范围在以下的一个或多个权利要求中出现。所有的数值都是“约”或“大约”所指示的值,并且考虑到了由本技术领域的普通技术人员将预期的实验误差和变化。
以上已经定义了不同术语。对于在权利要求书中使用的未在上述进行定义的术语,其应给予由相关领域的人员在这个术语体现在至少一个出版物或发行的授权中所给予的最宽泛的定义。此外,本申请引用的所有专利、测试程序和其他文献通过引用完全结合在此,其程度是当此披露内容不会与本申请不一致并且对于其中允许此种结合的所有司法管辖权。
虽然前述内容是针对本发明的实施例,可以设计本发明的其他和另外的实施例而不偏离其基本范围,并且其范围由随后的权利要求书所确定。

Claims (20)

1.一种组合物,包含约40wt%至约60wt%的木质素磺酸或其盐,约1wt%至约20wt%的疏水剂,以及约20wt%至约59wt%的液体介质,其中所有的重量百分比是基于所述木质素磺酸或其盐、所述疏水剂、以及所述液体介质的组合重量。
2.如权利要求1所述的组合物,其中所述疏水剂包含一种或多种松香、一种或多种烷基烯酮二聚体、一种或多种烯基琥珀酸酐、一种或多种石蜡油、一种或多种硅油、一种或多种植物油、一种或多种动物脂肪、一种或多种烃类树脂、松节油、蒈烯、侧柏烯、桧烯、或其任何混合物。
3.如权利要求1所述的组合物,其中所述疏水剂包含石油蜡、微晶蜡、松蜡、石蜡、褐煤蜡、合成蜡、巴西棕榈蜡、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、四氟乙烯蜡、或其任何混合物。
4.如权利要求1所述的组合物,其中所述木质素磺酸的盐存在并且包含木质素磺酸铵、木质素磺酸钠、木质素磺酸钾、木质素磺酸钙、木质素磺酸镁、或其任何混合物。
5.如权利要求1所述的组合物,其中所述混合物进一步包含自由基前体。
6.如权利要求5所述的组合物,其中所述自由基前体包含一种或多种氧化剂和一种或多种催化剂的混合物。
7.如权利要求5所述的组合物,其中所述自由基前体包含过氧化氢和一种或多种含铁催化剂的混合物。
8.如权利要求5所述的组合物,其中所述自由基前体包含一种或多种偶氮化合物。
9.如权利要求1所述的组合物,其中所述混合物进一步包含异氰酸酯树脂、脲-甲醛树脂、苯酚-甲醛树脂、三聚氰胺-脲-甲醛树脂、三聚氰胺-甲醛树脂、三聚氰胺-脲-苯酚-甲醛树脂、或其任何混合物。
10.如权利要求1所述的组合物,其中所述液体介质包含水、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、仲丁醇、异丁醇、叔丁醇、乙二醇、二甲醚、二***、四氢呋喃、或其任何混合物。
11.如权利要求1所述的组合物,进一步包含自由基前体,所述自由基前体包含过氧化氢和含铁催化剂的混合物,其中所述木质素磺酸的盐存在并且包括木质素磺酸铵、木质素磺酸钠、木质素磺酸钾、木质素磺酸钙、木质素磺酸镁、或其任何混合物,其中所述疏水剂包含松香、烷基烯酮二聚体、烯基琥珀酸酐、石蜡油、硅油、植物油、动物脂肪、烃类树脂、松节油、蒈烯、侧柏烯、桧烯、或其任何混合物,并且其中所述液体介质包含水。
12.一种用于制造复合产品的方法,所述方法包括:
将多个木质纤维素基底、粘合剂、以及包含木质素磺酸或其盐、疏水剂和液体介质的混合物混合以产生用树脂处理的配料,其中所述混合物包含约40wt%至约60wt%的所述木质素磺酸或其盐,约1wt%至约20wt%的所述疏水剂,以及约20wt%至约59wt%的所述液体介质,其中所有的重量百分比是基于所述木质素磺酸或其盐、所述疏水剂、以及所述液体介质的组合重量;并且
加热所述用树脂处理的配料以产生复合产品。
13.如权利要求12所述的方法,其中所述粘合剂包含自由基前体。
14.如权利要求13所述的方法,其中所述自由基前体包含过氧化氢和一种或多种含铁催化剂的混合物。
15.如权利要求12所述的方法,所述粘合剂包含异氰酸酯树脂、脲-甲醛树脂、苯酚-甲醛树脂、三聚氰胺-脲-甲醛树脂、三聚氰胺-甲醛树脂、三聚氰胺-脲-苯酚-甲醛树脂、或其任何混合物。
16.如权利要求13所述的方法,进一步包括:
将所述用树脂处理的配料保持在小于60℃的温度下至少10分钟;并且
将所述用树脂处理的配料加热到至少60℃至约300℃的温度以产生复合产品,所述复合产品具有小于1g/cm3的密度和至少0.35MPa的内结合强度,其中当所述用树脂处理的配料被加热到至少60℃时存在基于所述多个木质纤维素基底的干重至少1wt%的所述一种或多种自由基前体。
17.一种复合产品,包含:
至少部分固化的用树脂处理的配料,其中在固化之前,所述用树脂处理的配料包含多个木质纤维素基底、粘合剂、以及包含木质素磺酸或其盐、疏水剂、液体介质的混合物,其中所述混合物包含约40wt%至约60wt%的所述木质素磺酸或其盐,约1wt%至约20wt%的所述疏水剂,以及约20wt%至约59wt%的所述液体介质,其中所有的重量百分比是基于所述木质素磺酸或其盐、所述疏水剂、以及所述液体介质的组合重量。
18.如权利要求17所述的复合产品,其中所述粘合剂在固化之前包含自由基前体。
19.如权利要求17所述的复合产品,其中所述粘合剂在固化之前包含过氧化氢和一种或多种含铁催化剂的混合物。
20.如权利要求17所述的复合产品,其中所述粘合剂在固化之前包含异氰酸酯树脂、脲-甲醛树脂、苯酚-甲醛树脂、三聚氰胺-脲-甲醛树脂、三聚氰胺-甲醛树脂、三聚氰胺-脲-苯酚-甲醛树脂、或其任何混合物。
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