Композиція отверджувача, адгезійна система, спосіб склеювання дерев’яних матеріалів, застосування композиції отверджувача та адгезійної системи

1. Композиція отверджувача для адгезійної системи на основі амінової смоли, яка містить полівініловий спирт і від приблизно 1 до приблизно 50 мас. % кислоти, що належить до групи гліколевої кислоти і яблучної кислоти. 2. Адгезійна система, яка містить полімерний компонент, який являє собою амінову смолу, і отверджувальний компонент, який являє собою полівініловий спирт і кислоту, що належить до групи гліколевої кислоти і яблучної кислоти. 3. Композиція отверджувача за п. 1 або адгезійна система за п. 2, яка додатково містить полімер одного або більше етиленненасичених мономерів. 4. Композиція отверджувача за п. 3, в якій кількість полімеру одного або більше етиленненасичених мономерів становить від приблизно 5 до приблизно 25 мас. %. 5. Композиція отверджувача за будь-яким з пп. 1 або 3-4 або адгезійна система за будь-яким з пп. 2-3, в якій амінова смола являє собою меламінфо 2 (19) 1 3 92300 4 - контактування двох частин з одержанням, тим 17. Спосіб за будь-яким з пп. 15 або 16, який самим, збірної конструкції, в якій адгезійна систевключає склеювання дерев'яних пластин з одерма розташовується між частинами, утворюючи жанням дощаноклеєних балок. клейовий шов, 18. Застосування композиції отверджувача за - стиснення збірної конструкції так, щоб частини будь-яким з пп. 1, 3-5 або 9-12 для отвердження з'єдналися. амінової смоли. 16. Спосіб за п. 15, який включає роздільне нане19. Застосування адгезійної системи за будь-яким сення на дерев'яну поверхню частин, що містять з пп. 2, 6-8 або 13-14 для склеювання дерев'яних амінову смолу, й іншого компонента, який є компоматеріалів. зицією отверджувача за будь-яким з пп. 1, 3-5 або 20. Клеєний виріб, одержаний способом за будь9-12. яким з пп. 15-17. Даний винахід стосується композиції отверджувача, адгезійної системи і способу склеювання дерев'яних матеріалів. При виробництві дощаноклеєних балок повсюдно використовують аміновані смоли на основі меламіну, звичайно, меламінформальдегідні (MF) і меламіносечовиноформальдегідні (MUF) смоли. Ці амінові смоли дають світлі шви, у протилежність фенольним смолам, таким як фенолформальдегідні або фенолрезорцинолформальдегідні смоли. Смоли UF не прийнятні для використання при виготовленні дощаноклеєних балок через низьку водостійкість. Як отверджувальні агенти для смол MF і MUF використовують кислоту. Найчастіше використовуваною при виробництві дощаноклеєних балок кислотою є мурашина кислота або інша летка кислота, наприклад, оцтова кислота. Мурашина кислота забезпечує хороші результати склеювання, однак, їй властиві негативні побічні впливи на робоче середовище і корозійний вплив на клеїльне обладнання. Нелеткі кислоти, які забезпечують достатню швидкість отвердження (наприклад, пара-толуолсульфонова кислота (PTSA) і малеїнова кислота), є досить сильними кислотами, які підвищують ризик руйнування кислотою поверхні деревини і роблять композиції отверджувача, що також містять дисперсії полімеру, нестійкими. При склеюванні дощаноклеєних балок на повітрі при низькій температурі і низькій вологості виникає проблема забезпечення достатньої якості склеювання, якщо використовуються адгезійні системи відомого рівня техніки, в яких отверджувальним агентом є мурашина кислота. Було б бажано забезпечити таку композицію отверджувача, яка б не погіршувала якість робочого середовища, як у разі летких кислот. Крім того, було б бажано забезпечити композицію отверджувача і адгезійну систему, що характеризується поліпшеними результатами з точки зору якості склеювання при використанні в умовах низької температури і низької вологості. У документі WO 01/70898 А1 описана адгезійна система, що містить етерифіковану амінову смолу, карбонову кислоту, полівінілацетат і полівініловий спирт. У патенті US 6436865 описаний рідкий каталізатор для поперечного зшивання амінових смол. У документі WO 2005/010119 описана адгезійна композиція, що містить амінову смолу і кислоту з рКа менше 6. Метою даного винаходу є забезпечення композиції отверджувача, яка в поєднанні з аміновою смолою, зокрема з меламінформальдегідними або меламіносечовиноформальдегідними смолами утворює адгезійну систему, яка при використанні в способах склеювання деревини, переважно, при виробництві дощаноклеєних балок, забезпечує міцне клейове з'єднання, наприклад, випробуване на розрив волокон і на розшарування, не спричиняє або спричиняє слабкий руйнуючий вплив на поверхню деревини і забезпечує тривалий монтажний час. Крім того, цій композиції отверджувача не повинні бути властиві проблеми корозії і проблеми погіршення якості робочого середовища, як у разі летких кислот. Ця композиція отверджувача також повинна бути, переважно, стійкою при зберіганні. Опис винаходу Під терміном «адгезійна система» розуміється поєднання отверджувальної смоли і отверджувача для отвердження цієї смоли. Під терміном «вміст сухої маси» розуміється вміст всіх компонентів за винятком води. Даний винахід включає композицію отверджувача для застосування в адгезійній системі на основі амінової смоли, що містить від приблизно 1 до приблизно 50% мас. аліфатичної альфагідроксимоно- або дикарбонової кислоти і полівініловий спирт. Крім того, даний винахід включає адгезійну систему, що містить полімерний компонент, який являє собою амінову смолу, і стверджувальний компонент, який являє собою аліфатичну альфагідроксимоно- або дикарбонову кислоту, і полівініловий спирт. Крім того, даний винахід включає використання композиції отверджувача, відповідної даному винаходу, для отвердження амінової смоли. Крім того, даний винахід включає використання адгезійної системи, відповідної даному винаходу, для склеювання дерев'яних матеріалів. Крім того, даний винахід включає спосіб склеювання дерев'яних матеріалів, що полягає в нанесенні адгезійної системи на щонайменше одну з двох частин дерев'яного матеріалу, контактування цих двох частин з одержанням, тим самим, складання, в якому адгезійна система розташовується між частинами, утворюючи клейовий шов, стисненні складання так, щоб частини з'єднувалися, така адгезійна система містить полімерний компонент, який являє собою амінову смолу, і отверджувальний компонент, який являє собою аліфатичну альфа-гідроксимоно-або дикарбонову кислоту, і полівініловий спирт. Стиснення, за вибо 5 92300 6 ром, здійснюють при підвищеній температурі всеВідповідний загальний вміст полівінілового редині клейового шва. спирту в композиції отверджувача становить від В одному з варіантів здійснення винаходу адприблизно 0,5 до приблизно 25% мас, переважно, гезійна система являє собою адгезійну композивід приблизно 1 до приблизно 20% мас, більш пецію, що містить амінову смолу, аліфатичну альфареважно, від приблизно 2 до приблизно 15% мас, гідроксимоно-або дикарбонову кислоту і полівінінайбільш переважно, від приблизно 3 до приблизловий спирт. но 10% мас. В одному з варіантів здійснення винаходу адВідповідний загальний вміст полівінілового гезійна система містить полімерний компонент, що спирту в адгезійній композиції становить від прибмістить амінову смолу, і композицію отверджувача, лизно 0,1 до приблизно 15% мас, переважно, від як окремі частини, призначені для спільного викоприблизно 0,5 до приблизно 10% мас, найбільш ристання, наприклад, шляхом їх змішування перед переважно, від приблизно 1 до приблизно 5% мас. нанесенням на поверхню, що підлягає склеюванВ одному з варіантів здійснення винаходу ню або шляхом їх роздільного нанесення на повекомпозиція отверджувача і адгезійна композиція, рхню, що підлягає склеюванню або шляхом їх розпереважно, додатково містять полімер одного або дільного нанесення на різні поверхні, що більше етиленненасиченого мономеру. Прикладапідлягають склеюванню одна з одною. ми прийнятних етилен ненасичених мономерів є Аліфатичний ланцюг у вказаній кислоті являє вінілові мономери, такі як складний вініловий ефір, собою, переважно, аліфатичний ланцюг С1-С2. наприклад, вінілацетат, вінілпропіонат, вінілбутиКислота має відповідну розчинність у воді, що рат і їх співмономери з, наприклад, етиленом; алдорівнює щонайменше 5г/100г води при 25°С, пекілові ефіри акрилової і метакрилової кислоти, такі реважно, щонайменше 10г/100г води при 25°С, як метилакрилат, метилметакрилат, етилакрилат, більш переважно, щонайменше 25г/100г води при н-бутилакрилат і т.д.; бутадієн-стирол і його похід25°С, найбільш переважно, щонайменше 50г/100г ні, такі як карбоксильований бутадієн-стирол; заводи при 25°С. міщені або незаміщені моно-і діалкілові ефіри Кислота має відповідну молекулярну вагу меальфа-, бета-ненасичених дикарбонових кислот, нше приблизно 160г/моль, переважно, менше притакі як заміщені і незаміщені моно- і дибутил-, моблизно 140г/моль. но- і діетилмалеат, а також відповідні фумарати, Відповідний тиск парів даної кислоти станоітаконати і цитронати; альфа-, бета-ненасичені вить менше 10мм Hg (1333 Па) при 25°С, перевакарбонові кислоти, такі як кротонова, акрилова і жно, менше 5мм Hg (666,5 Па) при 25°С, найбільш метакрилова кислоти і їх суміші. Переважними є переважно, менше 1мм Hg (133 Па) при 25°С. полімери на основі вінілацетату. Полімер, переваВідповідна кислота належить до групи, в яку жно, одержують із суміші мономерів, що містить входять гліколева кислота, молочна кислота, ябщонайменше 50% мас. вінілацетату відносно залучна кислота і винна кислота, переважно, глікогальної ваги мономерів. лева кислота і яблучна кислота, найбільш переваВ одному з варіантів здійснення винаходу жно, кислота являє собою гліколеву кислоту. композиція отверджувача і адгезійна композиція, Відповідний вміст кислоти в композиції отверпереважно, додатково містять двоатомний або джувача становить від приблизно 2 до приблизно триатомний спирт. Прийнятними спиртами є моно30% мас, найбільш переважно, від, приблизно 5 етиленгліколь, монопропіленгліколь, діетиленглідо приблизно 15% мас. коль, дипропіленгліколь, 1,4-бутандіол і гліцерин, Відповідний вміст кислоти в адгезійній компопереважно, гліцерин. Наявність такого спирту зазиції становить від приблизно 0,5 до приблизно безпечує, наприклад, збільшений монтажний час. 15% мас, переважно, від приблизно 1 до приблизВідповідна кількість спирту в композиції отвено 10% мас, найбільш переважно, від приблизно рджувача становить від приблизно 1 до приблизно 1,5 до приблизно 5% мас. 40% мас, переважно, від приблизно 5 до приблизВідповідне вагове відношення кислоти до аміно 35% мас, найбільш переважно, від, приблизно нової смоли в адгезійній системі становить від 10 до приблизно 30% мас. приблизно 0,01 до приблизно 1, переважно, від Відповідна кількість спирту в адгезійній компоприблизно 0,02 до приблизно 0,85, більш перевазиції становить від приблизно 0,5 до приблизно жно, від приблизно 0,05 до приблизно 0,5, най25% мас, переважно, від приблизно 1 до приблизбільш переважно, від приблизно 0,1 до приблизно но 20% мас, найбільш переважно, від приблизно 2 0,25. до приблизно 15% мас. Відповідне рН композиції отверджувача станоВідповідно до одного з варіантів здійснення вить від приблизно 0 до приблизно 4, переважно, даного винаходу, полімер одного або більше етивід приблизно 0,5 до приблизно 4, найбільш переленненасиченого мономеру містить пост-зшиваючі важно від приблизно 1 до приблизно 2. групи. Пост-зшиваючі групи можуть бути введені в Відповідний ступінь гідролізу полівінілового полімер шляхом співполімеризації одного або біспирту становить >25%, переважно >25%, перельше етиленненасиченого мономеру з щонаймеважно >50%, найбільш переважно >75%. нше одним мономером, що містить щонайменше Відповідна середньовагова молекулярна вага одну пост-зшиваючу групу, з утворенням співполіполівінілового спирту становить від приблизно меру. До прийнятних пост-зшиваючих груп нале1000 до приблизно 200000 г/моль, переважно, від жать н-алкілол, н-алкоксиметил, карбоксилат і гліприблизно 5000 до приблизно 150000 г/моль, найцидил. більш переважно, від приблизно 10000 до приблиВ даному документі під терміном «постзно 120000 г/моль. зшиваючий мономер» розуміється мономер, що 7 92300 8 має першу реакційноздатну функціональну групу, Якщо в дисперсії полімеру одного або більше яка робить цей мономер прийнятним для співполіетиленненасиченого мономеру як додатковий меризації з етиленненасиченим співмономером компонент присутній полівініловий спирт, його кі(співмономерами), і другу функціональну групу, лькість повинна бути додана до кількості полівініяка не вступає в реакцію співполімеризації в ході лового спирту, вже присутнього в композиції отвеутворення даного полімеру, однак, забезпечує рджувача і адгезійної композиції, і, таким чином, наявність в співполімері реакційного центра, який охоплюватися вже описаним терміном «вміст позгодом вступає в реакцію, наприклад, в кислих лівінілового спирту». умовах, з іншим реакційним центром співполімеру Відповідна в'язкість (за Брукфілдом, 12 об/хв, і/або амінової смоли з утворенням в співполімері стрижень 3, 25°С) композиції отверджувача станоі/або аміновій смолі поперечних зв'язків. вить від приблизно 500 до приблизно 15000 До прийнятних пост-зшиваючих мономерів намПа с, переважно, від приблизно 1000 до приблилежать н-алкілолалкіламіди, наприклад, нзно 10000 мПа с, найбільш переважно, від прибметилолакриламід, н-етанолакриламід, нлизно 1500 до приблизно 5000 мПа с. пропанолакриламід, н-метилолметакриламід, нКомпонент, який містить амінову смолу і що є етанолметакриламід, н-пропанолметакриламід, нчастиною адгезійної системи як окремий компометилолмалеамід, н-метилолнапівамід малеїнової нент і/або призначений для використання спосокислоти, складний ефір н-метилолнапіваміду мабом роздільного нанесення, характеризується вмілеїнової кислоти; н-алкілоламіди вінілароматичних стом амінової смоли від, приблизно 20 до кислот, такі як н-метилол-п-вінілбензамід і т. п.; а приблизно 80% мас, переважно, від приблизно 35 також н-(алкоксиметил)акрилати і метакрилати, в до приблизно 75% мас, найбільш переважно, від яких алкільна група містить близько 1-8 атомів приблизно 50 до приблизно 70% мас. вуглецю, такі як н-(метоксиметил)акриламід, нАмінова смола, переважно, являє собою ме(бутоксиметил)акриламід, нламінформальдегідну або меламіносечовинофор(метоксиметил)метакриламід, нмальдегідну смолу. (бутоксиметил)алілкарбамат і нВ одному з варіантів здійснення способу скле(метоксиметил)алілкарбамат і суміші цих мономеювання матеріалів на основі деревини адгезійну рів з алілкарбаматом, акриламідом або метакрисистему наносять на дерев'яну поверхню як адгеламідом; а також триалілціанурат. Переважно визійну композицію. користовувати н-метилолакриламід або нВ одному з варіантів здійснення винаходу ад(бутоксиметил)акриламід. гезійна система містить амінову смолу і композиПолімер одного або більше етиленненасичецію отверджувача, що є окремими компонентами, ного мономеру відповідним чином одержують з, призначеними для спільного використання в споприблизно від 0,1 до приблизно 10% мас, перевасобах склеювання дерев'яних матеріалів. жно, від приблизно 0,2 до приблизно 6% мас. постВ одному з варіантів здійснення винаходу спозшиваючого мономеру відносно загальної ваги сіб включає роздільне нанесення на дерев'яну мономерів. поверхню одного компонента, що містить амінову В одному з варіантів здійснення винаходу оссмолу, й іншого компонента, який являє собою новою співполімеру є вінілацетат і нкомпозицію отверджувача. Нанесення цих двох метилолакриламід. компонентів може здійснюватися в будь-якому Відповідна кількість полімеру одного або біпорядку або одночасно. Крім того, компонент, що льше етиленненасиченого мономеру в композиції містить амінову смолу, може бути нанесений на отверджувача становить від приблизно 1 до прибпершу поверхню дерев'яного матеріалу, а комполизно 30% мас, переважно, від приблизно 5 до нент, що являє собою композицію отверджувача, приблизно 25% мас, найбільш переважно, від приможе бути нанесений на другу поверхню дерев'яблизно 10 до приблизно, 20% мас. ного матеріалу, після чого ці дві поверхні з нанеВідповідна кількість полімеру одного або бісеними на них компонентами з'єднують. льше етиленненасиченого мономеру в адгезійній Відповідна пропорція нанесеного компонента, композиції становить від приблизно 0,5 до приблищо містить амінову смолу, відносно композиції зно 20% мас, переважно, від приблизно 1 до приотверджувача становить від приблизно 50:1 до близно 15% мас, найбільш переважно, від приблиприблизно 1:6, переважно, від приблизно 20:1 до зно 2 до приблизно 10% мас. приблизно 1:4, більш переважно, від приблизно Відповідно до даного винаходу також можуть 10:1 до приблизно 1:3, найбільш переважно, від бути використані суміші полімерів одного або біприблизно 5:1 до приблизно 1:2. льше етиленненасиченого мономеру, що містять В одному з варіантів здійснення даного спосопост-зшиваючі групи, і полімерів одного або більбу адгезійну систему наносять на дерев'яну повеше етиленненасиченого мономеру, що не містять рхню у вигляді окремих компонентів, де один компост-зшиваючі групи. Наприклад, полімер може понент являє собою амінову смолу, інший містити і полівінілацетат без пост-зшиваючих груп, компонент являє собою кислоту і ще один компоі полімер на основі вінілацетату, що містить постнент являє собою полівініловий спирт. Ймовірно зшиваючі групи. використовуваний полімер одного або більше етиПолімер одного або більше етиленненасичеленненасиченого мономеру і/або поліол додають ного мономеру, відповідний даному винаходу, пеабо разом з кислотою, або разом з полімером одреважно, використовується у формі водної диспеного або більше етиленненасиченого мономеру. рсії. У разі роздільного нанесення компоненти можуть бути нанесені в будь-якій формі, наприклад, у 9 92300 10 формі ниток, шляхом розпилення, нанесення пендо приблизно 1000 г/м2, переважно, від приблизно зликом або накатування. 200 до приблизно 600 г/м2. Дерев'яні матеріали можуть належати до будьКрім того, даний винахід стосується клеєного якого типу дерев'яних матеріалів, наприклад, мавиробу, який може бути одержаний способом дасив деревини або композиційні матеріали з дереного винаходу. Клеєний виріб, переважно, являє вини, такі як деревностружкові плити. собою дощаноклеєну балку. Описуваний спосіб, переважно, включає склеДалі даний винахід описується в зв'язку з наювання дерев'яних пластин з одержанням дощаступними прикладами, які, однак, не треба тлуманоклеєних балок. Дощаноклеєні балки, що витричити як обмежуючі обсяг винаходу. мують випробування EN 391 В, можуть бути Приклади зроблені способом, відповідним даному винаходу. Приклад 1 (випробування різних кислот) Відповідна кількість адгезійної системи, що Як компоненти отверджувача були перевірені наноситься на дерев'яну поверхню, переважно, наступні кислоти: дерев'яну пластину, становить від приблизно 100 гліколева кислота яблучна кислота молочна кислота винна кислота лимонна кислота мигдалева кислота мурашина кислота малеїнова кислота п-толуолсульфонова кислота (аліфатична альфа-гідроксимонокарбонова кислота) (аліфатична альфа-гідроксидикарбонова кислота) (аліфатична альфа-гідроксимонокарбонова кислота) (аліфатична альфа-гідроксимонокарбонова кислота) (аліфатична альфа-гідрокситрикарбонова кислота) (ароматична альфа-гідроксимонокарбонова кислота) Були виготовлені композиції отверджувача (пп. 1-9), що містять 10,7% мас. кислоти, 16% мас. ПВА, 6% мас. полівінілового спирту і 67,3% мас. води. ПВА додали у формі дисперсії, що містить 50% мас. полімеру. Полівініловий спирт мав ступінь гідролізу 98,5% і молекулярну вагу 75000 г/моль. Композиції отверджувача, виготовлені з використанням п-толуолсульфонової кислоти (PTSA) і малеїнової кислоти були набагато менше стійкими при зберіганні, ніж виготовлені з використанням інших кислот, і їх подальше оцінювання не проводилося. Кожну композицію отверджувача об'єднали з меламіносечовиноформальдегідною смолою з вмістом сухої маси 63% мас. Меламіносечовиноформальдегідну смолу і композиції отверджувача наносили роздільно із співвідношенням в суміші 1:1 на ялинові зразки розміром 90 см 15,5 см в кількості 250 г/м2. Потім з цих зразків формували багатошаровий матеріал, монтажний час становив 15 хв., багатошаровий матеріал піддавали стисненню при температурі 20°С з тиском 0,7 0,8 МПа протягом 2 годин. Через 36 годин після періоду отвердження багатошарові матеріали випробували на розшарування відповідно до стандарту випробувань ΕΝ 391 В, який є досить жорстким. Межі для оцінки «добре» встановлені наступні: Розривання волокон: 70% Розшарування: 10% (всі результати з розшарування, перевищуючі 10%, однаково погані) Стійка при зберіганні композиція отверджувача в контексті даного винаходу являє собою композицію отверджувача, в якій дисперсія полімеру без значного гідролізу може бути присутньою через 4 місяці зберігання при 25°С. Результати узагальнені в таблиці 1. Таблиця 1 № Кислота рКа 1 2 3 4 5 6 7 8 9 гліколева кислота яблучна кислота винна кислота молочна кислота лимонна кислота мигдалева кислота малеїнова кислота PTSA мурашина кислота 3,83 3,40 2,98 3,86 3,13 3,41 1,87 -2,8 3,75 Стійкість* Розрив волоотверджувача кон,% відмінно 90% відмінно 81% відмінно 70% відмінно 86% відмінно 76% відмінно 91% погано не випробув. погано не випробув. відмінно >90% Розшарування, % 1,5% 5% 5% 8,5% 20% 50% не випробув. не випробув.