CN101484517B - 基于作为粘合剂的硅烷基复合物的含纤维素或木质纤维素的复合材料 - Google Patents

基于作为粘合剂的硅烷基复合物的含纤维素或木质纤维素的复合材料 Download PDF

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Abstract

本发明涉及基于(a)含纤维素或木质纤维素的材料和(b)作为粘合剂的由至少下述组分的反应产生的复合物：(i)缩水甘油基氧丙基烷氧基硅烷，(ii)固体含量＞20wt％的水性硅溶胶，(iii)作为水解催化剂的有机酸，和(iv)作为交联剂的锆酸正丙酯、钛酸丁酯或乙酰丙酮化钛。本发明涉及一种用于生产所述复合材料的方法以及复合物(b)作为木材基材料生产用的粘合剂的应用。

Description

基于作为粘合剂的硅烷基复合物的含纤维素或木质纤维素的复合材料
本发明涉及基于含纤维素或木质纤维素的材料和作为粘合剂的有机硅化合物的复合材料、其生产方法、以及特定有机硅化合物或其溶液的应用。
有机硅化合物以各种硅烷、其反应产物或相应制剂的形式用于复合材料的生产中，特别是基于天然或近天然纤维的那些材料，即含纤维素或木质纤维素的材料。
木材基材料包括至多约20％的粘合剂及其他添加剂。在世界范围内最常使用的木材基材料用粘合剂是脲醛树脂(UF树脂)。
然而，甲醛树脂粘合的木材基材料具有连续的甲醛排放，不管是否符合标准(EN 120和DIBt标准100，E1级＝0.1ppm)，从消费者保护的观点看这是有问题的，因为许多研究已经表明甲醛不仅影响中枢神经系统，而且还能导致恶性肿瘤。近年来，越来越需要进一步减少允许的甲醛浓度。
而且，用UF树脂胶合的木材基材料具有相对低的耐热性和防潮性，这妨碍了在大多数特殊领域的应用(例如，用于载荷和高强度用途、以及用于室外部分)。
除UF树脂外，约10％的酚醛树脂(PF树脂)也用于生产木材基材料。
在木材基材料工业中有机异氰酸酯以小比例用于具有良好机械特性和防水特性的材料。主要使用二苯甲烷二异氰酸盐(PMDI)。与之前所述的系统相反，异氰酸酯与木材、确切地说与木质素和纤维素形成化学化合物。
然而，使用PMDI作为粘合剂具有许多缺点。就涂覆技术而言，与金属的亲合力是投诉原因，因为在热压过程中PMDI胶合的颗粒和纤维能够粘附到压机上。为此，必须用昂贵的、特别涂布的压机皮带工作。
而且，当处理PMDI时必须提供和符合严格的工作安全措施。
用于天然或近天然木材基材料如马铃薯浆(pulp)(EP 0613906A1、DE 43 06 441 A1、DE 4340 517 A1、DE 434 518 A1)的粘合剂或粘合剂体系不能确保每次涂覆都符合标准的效果(在此背景下，也见ARKharazipour的“Enzyme von Weiβf
Figure 2006800312204_0
ulepilzen als Grundlage für dieHerstellung von Bindemitteln für Holzwerkstoffe[Enzymes of white-rotfungi as a basis for the preparation of binders for wood-based materials](白腐真菌的酶作为用于制备木材基材料用粘合剂的基础)”，vol 121，JDSauerlnders Verlag，Frankfurt am Main，ISBM 3-7939-5124-3)。
DE 100 37 724 A1公开了一种使用基于氢-、烷基-、烯基-、苯基-、缩水甘油基氧基烷基-、丙烯酰氧基烷基-和甲基丙烯酰氧基烷基-官能的硅氧烷的粘合剂来从有机物质生产复合材料的方法。
DE 196 47 369 A1涉及基于玻璃纤维、矿物纤维或木材基材料的复合材料，所使用的粘合剂是所谓的纳米复合物，其是通过通过溶胶-凝胶过程制备的，尤其是基于胶体无机颗粒和一种或多种可水解的有机硅烷。所使用的硅烷可以带有氯化物、烷氧基、乙酰氧基、烷基、烯基、芳基、缩水甘油基氧基烷基、和甲基丙烯酰氧基烷基基团作为官能团。
而且，WO 98/22536公开了基于植物材料的复合材料，其中，除了DE 196 47 369 A1所建议的溶胶-凝胶系统的聚硅氧烷之外，炔基、烷基丙烯酰基和芳基亚烷基基团(其还可以任选地具有一个或多个取代基如卤素、烷氧基、羟基、氨基或环氧基团)也被认为是除了烷基和烯基基团之外的可用基团，其不能通过水解消除。而且，根据WO 98/22536，纯的甲基三乙氧基硅烷或者甲基三乙氧基硅烷与四乙氧基硅烷的混合物可以用作生产复合材料用的粘合剂。
上述系统的一个实质缺点是还使用了可水解的醇盐。这些物质具有不可忽略的蒸气压，而且排出(eliminate)作为水解产物的醇。这在实践中导致常用于碎料板(particle board)工作中的加工机械产生相当大的气味，并且导致蒸汽爆炸的危险。
EP 0 716 127 B1和EP 0 716 128 B1公开了含氨基烷基-/烷基/羟基-或烷氧基硅氧烷的水基组合物，其特别是用于为纺织品、皮革、纤维素制品和淀粉制品赋予疏水性。这种可溶于水或水/醇混合物的氨基烷基有机羟基硅氧烷也称为羟基硅(hydrosil)系统。氟代烷基官能的羟基硅系统在例如EP 0 846 716 B1、EP 0 846 717 B1和EP 1 101 787 A2中公开。
德国专利申请10 2004 037 045.1涉及水性硅烷纳米复合物，它们用于涂布基材表面，例如纸、板、木材、纸板、塑料、漆膜涂层、石头、陶瓷、金属或金属合金的表面。
本发明的目的是提供基于另一种粘合剂的含纤维素或木质纤维素的复合材料。
根据本发明，该目的是根据专利权利要求的信息来实现的。
因此，令人惊讶地发现，具有充分改进的特性的新型复合材料基于(a)至少一种含纤维素或木质纤维素的材料和(b)作为粘合剂的复合物，该复合物(以下也称为纳米复合物或简称为粘合剂)由至少以下组分的反应产生：
(i)缩水甘油基氧丙基烷氧基硅烷，
(ii)固体含量＞20wt％的水性硅溶胶，
(iii)作为水解催化剂的有机酸，和
(iv)作为交联剂的锆酸正丙酯、钛酸丁酯或乙酰丙酮化钛，
其可以通过下述步骤以简单和经济的方式获得：
-用根据(b)的复合物处理干燥或潮湿的含纤维素或木质纤维素的材料，
-将用这种方式处理的纤维素或木质纤维素材料形成所需形式，然后对其进行热压。
该结果显示，根据(b)的复合物现在也可以用作复合材料生产用的粘合剂。
而且，根据本发明的复合材料能够有利地含至少一种其它组分(c)，例如可以提及但仅有少量的石蜡基或蜡基防水剂、防火剂如多磷酸盐、以及生物杀灭物质和香料等等。
与其它可比较的复合材料相比，根据本发明的复合材料通常有利地具有充分改进的横向拉伸强度。
而且，与UF-、PF-或MF胶合的复合材料相反，根据本发明的复合材料不会排放有害的甲醛蒸气。
此外，和PMDI粘合的木材基材料相比，生产根据本发明胶合的复合材料，特别是木材基材料可以具有充分降低的加工风险和极大降低的与健康有关的风险，且所生产的产品特性相同或更好。
因此本发明涉及基于(a)至少一种含纤维素或木质纤维素的材料和(b)作为粘合剂的由至少下述组分的反应产生的复合物的复合材料：
(i)缩水甘油基氧丙基烷氧基硅烷，
(ii)固体含量＞20wt％的水性硅溶胶，
(iii)作为水解催化剂的有机酸，和
(iv)作为交联剂的锆酸正丙酯、钛酸丁酯或乙酰丙酮化钛。
根据本发明的复合材料有利地特征在于复合物(b)的固体含量基于全干纤维素或木质纤维素材料为0.04到15wt％，优选3到12wt％，特别是4到9wt％。
根据本发明的复合材料优选特征在于(a)至少一种天然或近天然的含纤维素或木质纤维素材料选自工业木材、林业工业木料、使用过或重复利用的木材、木材颗粒、木片、木材纤维、木丝、木屑、锯屑、刨花片、切割碎片、锯末、胶合板废料、碎片、一年生植物的颗粒材料，例如谷草、稻草、大麻屑(shaving)或棉杆，或至少两种上述材料的混合物。
含纤维素或木质纤维素的纤维材料有利地源自硬木和软木、棕榈纤维、例如椰子纤维，以及一年生植物如谷草、稻草、棉黄麻和大麻纤维等等。
本发明所使用的复合物(b)在德国专利申请10 2004 037 045.1中详细描述。该德国专利申请的所有内容在此并入本申请的公开内容。
因此，复合物(b)可以通过混合至少下述物质而获得：(i)缩水甘油基氧丙基烷氧基硅烷，(ii)固体含量＞20wt％，优选＞30wt％的胶态水性硅溶胶，(iii)作为水解催化剂的有机酸，特别是乙酸、丙酸或马来酸，和(iv)作为交联剂的四丙基化锆[也称为锆酸正丙酯：Zr(O-C3H7)4]、钛酸丁酯(特别是钛酸正丁酯[Ti(O-C4H9)4]或乙酰丙酮化钛。此外，可以从这种水解产物中(特别是在有毒的甲醇的情况下)充分地除去醇水解产物，即到＜5wt％以至残余量为检测极限左右的程度，并且如果需要，可以定量地替换为水。
包括选自3-缩水甘油基氧丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油基氧丙基三乙氧基硅烷、3-缩水甘油基氧丙基甲基二甲氧基硅烷、3-缩水甘油基氧丙基甲基二乙氧基硅烷或至少两种上述硅烷的混合物的组分(i)的复合物(b)优选选择为根据本发明的复合材料。
固体含量为＞20到50wt％、特别优选30到50wt％、特别是40到50wt％、即约45wt％的通常为阳离子的胶体硅溶胶优选作为组分(ii)，该固体含量是根据DIN EN ISO 3251测定的。特别是，优选的水性硅溶胶具有3到5的pH，特别是3.5到4。然而，也可以使用碱稳定的硅溶胶。粒度分布的测定可以通过激光衍射(Coulter LS粒度计)以本来已知的方式进行。而且，除无定形水性SiO2颗粒之外，根据本发明使用的硅溶胶还可以含有其它形成溶胶-凝胶的水性的元素氧化物，例如氧化铝或硅/铝氧化物。此外，优选硅溶胶含有平均粒度为40到400纳米的无定形水性氧化物颗粒，例如但不限于，Levasil 200S/30％和Levasil100S/45％。pH可以通过本来已知的方法测定，例如通过pH试纸或pH棒(pH sticks)。
而且，选自乙酸、丙酸和马来酸的有机酸优选作为组分(iii)。因此，复合物(b)优选含有基于该复合物的0.01到3wt％的组分(iii)，特别优选0.5到2wt％，特别是1到2wt％。
根据组分(iv)的交联剂可以作为粉末或在醇溶液中用于复合物的生产中。根据本发明使用的复合物优选基于复合物(b)的0.5到8wt％的组分(iv)含量。
四烷氧基硅烷(特别是四乙氧基硅烷)、至少一种烷基硅烷、适当地烷基烷氧基硅烷(特别是二甲基二乙氧基硅烷或甲基三甲氧基硅烷)和/或苯基三甲氧基硅烷(特别是苯基三乙氧基硅烷或苯基三甲氧基硅烷)也可以有利地用作根据本发明使用的粘合剂(b)的另外的组分(v)。因此，复合物可以含有量为该复合物的1到10wt％的组分(v)。一定比例的组分(ii)可以适当地和相应地以组分(v)代替。
根据本发明使用的复合物(b)通常是微混浊到乳白色的液体，并且可以含有平均粒径为40到200纳米、优选50到100纳米的溶胶颗粒。溶胶颗粒直径的测定可以通过本来已知的方式进行，例如通过利用激光衍射。
所述复合物(b)通常基于所有组成具有＞40到＜60wt％的固体含量，优选45到55wt％，特别是45到50wt％。本发明的粘合剂的固体含量基于DIN ISO 3251来适当地测定。而且，本发明复合物的固体含量和粘度可以通过加入水来调节。有利地，水的加入是有利地，因此存在约50wt％的固体含量。
此外，根据本发明使用的粘合剂的区别特征在于相对低含量的醇水解产物，基于该复合物，含量为＜5wt％，优选＜3wt％，复合物中的醇含量可以例如通过气相色谱法以本来已知的方式测定。
除了水之外或者代替水，复合物(b)还可能含有特别合适的有机溶剂，优选≤10wt％的1-甲氧基丙-2-醇。
因此，本发明的粘合剂(b)还可以有利地含有基于该复合物的≤10wt％、优选5到10wt％的1-甲氧基丙-2-醇。这种系统的区别特征通常还在于高闪点。
根据本发明使用的粘合剂具有基于该复合物的优选约70到30wt％、特别优选65到50wt％的含水率作为计算参数。在约50％或以上的水作为溶剂的比例下，“非挥发性馏分”通常是在这种粘合剂中测定的。该测定通常是根据DIN EN ISO 3251“Determination of the content ofnonvolatile fractions(非挥发性馏分含量的测定)”而通过蒸发水和醇来进行的。为此目的，粘合剂通常在125℃下在一次性铝皿中适应1小时，并且通过重量差来测定非挥发性馏分的含量。通过这种方法测定相对值。因此，在复合物(b)的情况下，特别优选45到50wt％的非挥发性馏分含量。
而且，所谓的羟基硅系统可以被加入到根据本发明使用的纳米复合物(b)中。
这里，羟基硅系统被被理解为基本上意指水基、无氯化物、主要呈微酸性的含水体系，其含有水溶性的、几乎完全水解的(氟代)烷基-/氨基烷基-/羟基-(或烷氧基-)硅氧烷的混合物，如例如在EP 0 716 127A、EP 0 716 128A、EP 0 846 717A、EP 1 031 593A、和EP 1 101 787A中所公开的。以1∶0.01到0.01∶1、特别优选约1∶0.1到0.1∶1的重量比向本发明的粘合剂(b)中加入DYNASYLAN
Figure 2006800312204_2
F 8815是特别有利的，这里使用的DYNASYLAN
Figure 2006800312204_3
F 8815的活性物质含量优选为＜40wt％，特别优选0.1到20wt％，特别是约13到15wt％，基于该复合物并且根据如上所述的DIN ISO 3251测定。用这样的方式获得的复合物有利地区别在于通过该涂层的强烈的疏水和疏油特性(也称为“易清洗性”)的应用。
水、甲醇、乙醇和/或1-甲氧基丙-2-醇可以用作本发明的复合物中的稀释剂。
而且，羟基硅，优选包括含氟官能的活性物质的羟基硅，可以被加入到本发明的粘合剂或复合物(b)中。特别是，通过充分混合而加入羟基硅浓缩液，该羟基硅浓缩液的量为13到15wt％，以活性物质计且基于后来的粘合剂组成。
而且，本发明涉及一种通过下述方式获得的复合材料：
-产生干燥或潮湿的含纤维素或木质纤维素的材料(a)
-与复合物(b)接触，
-将用这种方式处理的纤维素或木质纤维素材料形成所需形式，然后对其进行热压。
所谓的“全干木材质量”通常是通过在103℃下将含纤维素或木质纤维素的材料处理到恒重来测定的，关于这点，参照DIN 53 183和EN 322。
潮湿的含纤维素或木质纤维素的材料，例如以木材纤维的形式，在所谓的精制机中进行纤维分离的工业过程之后，基于全干材质量可以具有多于100％的木材水分含量(以下也简称为水分含量)。例如，根据树种，刚刚砍伐的树干具有120到160％的水分含量。
在通过所谓的“喷放(blow line)”法生产中密度纤维板(MDF)中，所使用的纤维材料通常在施胶之前不进行干燥，而是从上游的纤维分离工艺中以仍然潮湿的状态直接进入风道，在该风道中粘合剂被加入到纤维中。然后，在施胶之后仅仅是在这种状态下干燥的纤维。优选确立约10到14％的水分含量，并且随后加工为MDF。
然而，也可以使用已经干燥的含纤维素或木质纤维素的材料来生产复合材料。
因此，例如在通过搅拌器工艺生产MDF中，使用干燥纤维，优选水分含量为约10到12％的那些。这种材料通常在混合器中进行施胶，然后进一步加工为MDF。这里，在施胶步骤之后也可以进行另外的干燥步骤，例如在管式干燥机线路中。
在碎料板生产中，优选使用已经干燥的颗粒，特别是水分含量为2到5％的那些。这种材料中使用的干燥主要在管束或转筒干燥机中进行。
因此，本发明也涉及一种通过下述方式生产根据本发明的复合材料的方法：
-用下述物质处理干燥或潮湿的含纤维素或木质纤维素的材料(a)
-根据(b)的复合物，
-将用这种方式处理的材料形成所需形式，然后对其进行热压。
当进行根据本发明所述的方法时，含纤维素或木质纤维素的材料(a)优选在靠压缩空气或水力驱动的施胶设备来用复合物(b)均匀地喷洒。
有利地，基于全干纤维素或木质纤维素材料，可以使用至多15wt％、优选0.1到14wt％、特别优选3到13wt％、非常特别优选5到12wt％的复合物(b)。
而且，除组分(a)和(b)外，可以使用至少一种选自石蜡、蜡、防火剂、染料、颜料、生物杀灭物质和香料的物质作为另外的组分(c)。基于全干纤维素或木质纤维素材料，组分(c)有利地以至多8wt％、优选0.01到7wt％的量使用。
为进行根据本发明的方法，可以使用本来已知的机器或设备用于生产复合材料、特别是木材基材料，例如来自Siempelkamp、Binos、Dieffenbacher或Metso的连续运行的Contiroll设备等等。
用粘合剂处理含纤维素或木质纤维素的材料的合适方法是例如刷、辊涂、喷洒、浸渍、淹没、喷洒、通过喷放法施胶或在混合器中施胶(使用来自例如L
Figure 2006800312204_4
dige、Drais或Binos的机器的搅拌器方法)。
含纤维素或木质纤维素的材料可以特别有利地在转鼓(循环法)中用组分(b)作为粘合剂(优选在室温下或在约10℃下冷却进行)通过用压缩空气运行的施胶机器来喷洒，例如施胶枪，其适当地具有0到4bar的绝对工作压力。通常用这样的方式获得已经基本上均匀施胶的材料。
而且，在根据本发明的方法中，施胶可以有利地在实验室规模或工业规模上，而且在槽式拌和机(trough mixer)、犁头混合器或搅拌混合器中或通过喷放法进行。
而且，在根据本发明的方法中，用这样的方式在环境温度下处理的纤维素或木质纤维素材料可以有利地分散得到饼，即特别是颗粒饼(cake)或底板(matt)，并且在至多250℃的温度、优选150到210℃和至多9N/mm2的压力、优选4到7N/mm2下压制至多300秒/毫米所需板厚、优选5到60秒/毫米、特别优选8到40秒/毫米的时间。
然而，其它成形制品，例如挤出物或矩形体部分或特殊形式制品，可以从这种饼或已经根据本发明进行施胶的纤维素或木质纤维素材料生产。
然而，进一步地，可以对已有的饼或已经施胶的材料先进行预压制或预紧实，例如用0.2到0.6N/mm2的初步压力。此外，已经施胶的材料，特别是饼，可以在预压之前、之中或之后，即在实际压制之前，预热到例如60到80℃。这种在实际压制步骤之前对饼或已经施胶的材料进行热预处理和/或机械预处理可以有利地有助于极大地改善后来的产品质量。
此外，在成形或压制步骤中获得的成形制品可以有利地进行后调理(postcondition)或调理。因此，例如，板材可以堆叠存储。另外，可以进行频率加热，例如通过微波技术。
然而，也可以在星形(star)冷却旋转器中进行冷却，例如20到30分钟。
另外，后调理有助于复合材料的标准化或均匀性。
因此，根据本发明的复合材料在冷却之后获得，特别是碎料板(particle board)、纤维板、超轻纤维板(ULF)、轻质纤维板(LBF)、中密度纤维板(MDF)、高密度纤维板(HDF)、OSB板(定向绞合板＝OSB)、胶合板、层压板、木材微粒、木材坯块和工业建设材料包括木材、所谓的“工程木材”，例如层压绞合板材(LSL)、平行绞合木材(PSL)和层压木板木材(LVL)。上述复合材料适当地具有150到1200kg/m3的堆积密度。堆积密度可以例如根据EN 323来测定。
为获得颗粒(参照组分(a))，现在使用不同比例的三种原料种类。约57％的所需木料原料通过工业木材残渣提供。来自木材处理和加工工业的木料废料称为工业木料残渣。其包括锯屑、刨花片、切割碎片和锯板片，还有来自胶合板工业的残余辊。另外的约23％的木料原材料从林业工业木料中获得。其是砍伐木材形式的传统原料，其在碎料板作业中被加工为木片或直接通过原条削片机得到颗粒。包括使用过或重复利用的木材的第三种组原材料为约20％。这些使用过的产品包括主要木材含量多于50质量％的固体木材、木材基材料或复合材料。在作业中，具有所定义的尺寸的颗粒通过小刀环削片机、长木(long wood)削片机和锤磨的方式从各种原料种类生产。在存在颗粒材料之后，其在管束或管状转鼓式干燥机中干燥到1.5到3％的水分含量。然后进行筛选和分级，颗粒材料被分成顶层颗粒和中层颗粒，并且可以将粗粒材料分开。然后，顶层和中层碎片的颗粒可以被给料以施胶和压制，例如，从而得到碎料板。
在工业用纤维的生产中，除林业木料外，工业木材残渣通常也用作原料。预先剥皮的林业木料与工业木材残渣一起在削片机中粉碎得到木片。这些木片通常通过“Asplund法”在160到180℃的蒸汽中在8到12bar的压力下蒸煮。在该操作后，所谓的增塑作用，材料进入精制机。其由两个反向旋转的磨盘组成，材料在其中纤维分离。在精制机中保持约11bar的恒压。由于温和的蒸煮条件，木材几乎不发生化学变化。这得到由此提供的浅色纤维和高效率。
木质纤维素通常被理解为意指通过三种主要的木材化学成分，纤维素、半纤维素和木质素形成的基质组分。木质素的加入(被木质素覆盖)通常导致细胞壁的木质化，因此改进了陆生植物的机械稳定性和强度。用于木材基材料工业的木质纤维素主要以纤维或颗粒形式获得。例如，木质纤维素纤维可以从硬木和软木中获得。此外，一些一年生植物，例如谷类、亚麻或大麻纤维，也是合适的木质纤维素纤维源。
纤维可以如上所述地通过Asplund法获得。其中，木材首先被粉碎为木片，然后在高温和高压下蒸煮，最后使用精制机(其由两个相对旋转的磨盘组成)纤维分离，获得颗粒，通常木材以木片形式供应给所谓的刀环削片机，其中得到颗粒的碎片具有所定义的尺寸。
在根据本发明的方法中，至少一种天然或近天然的含纤维素或木质纤维素的材料可以有利地用作组分(a)，其选自工业木材、林业工业木料、使用过或重复利用的木材、木材颗粒、木片、木材纤维(例如来自松木)、木丝、木屑、颗粒如锯屑、刨花片或切割碎片、锯板片(slab)、胶合板废料、碎片、来自一年生植物如谷草、稻草、大麻屑或棉杆的颗粒材料、或者至少两种上述材料的混合物。
在根据本发明的方法中，特别优选使用来自选自下述的植物的含纤维素或木质纤维素的材料：硬木、软木、椰子特别是椰子纤维、棉、亚麻废料、大麻废料、甘蔗、黄麻、剑麻、芦苇、稻草或者密封稻草杆。
通常，本发明如下进行：
含纤维素或木质纤维素的材料(a)用根据(b)的复合物处理。如果合适，另外的组分被加入到由此获得的材料中，后者被引入到模具中并以本来已知的方式固化。例如，由此获得的材料可以分散在热压机的表面上、梳理并热压。在该过程期间，含纤维素或木质纤维素的材料与本发明的粘合剂反应并蒸发掉水。
因此，包括含纤维素或木质纤维素的材料(a)的根据本发明的复合材料，特别是木材基材料，可以有利地使用复合物(b)作为粘合剂来生产。
因此，本发明还涉及复合物(b)作为木材基材料生产用的粘合剂的应用。
特别是，本发明的粘合剂用于生产碎料板、纤维板、超轻纤维板、轻质纤维板、中密度纤维板、高密度纤维板、OSB板、胶合板、层压板、木材颗粒、木坯块、“工程木料”、隔离材料、花盆(plant pots)(例如来自红腐云杉木的)、模具(例如然而并非排他地，用于汽车的内部装饰板的模具)。
本发明显示复合物(b)也特别适合作为生产复合材料、特别是具有良好机械工艺性能的木材基材料的粘合剂。而且，这种木材基材料的生产和使用的优势在于没有对健康有害的排放。
实施例
DYNASYLAN
Figure 2006800312204_5
VPS 4112-粘合的单层碎料板
用于生产碎料板的颗粒是在干燥后且恰好在施胶前在工业碎料板车间的皮带秤上取得的。由于该过程，它们被分成上层碎片和中层碎片。粘合剂通过得自WALTHER PILOT的施胶枪在通过压缩空气(0.2到1.2bar)方式的旋转施胶鼓中细雾化，并且被加入到颗粒中。
然后，将颗粒分散得到碎料板饼，并且进行热压。在3层碎料板的情况下，40％的上层材料用于外层且60％的中层材料用于内层。所生产的单层碎料板由100％的中层材料组成。
所需堆积密度为750kg/m3的6毫米厚单层碎料板是使用纳米复合物DYNASYLAN
Figure 2006800312204_6
VPS 4112作为粘合剂而由中层颗粒生产的。在每一情况下，基于全干颗粒，8.5％的DYNASYLAN
Figure 2006800312204_7
VPS 4112作为胶剂施用到颗粒材料中。碎料板在210℃下压制40秒/毫米的加压时间。材料试验的结果概括在表1中。
表1
  名称   横向拉伸强度(N/mm2)   和EN 312-4相比，横向拉伸强度的变化(0.45N/mm2)in％
  VPS 4112   0.53   +18
所有试验系列的碎料板都能够满足EN 312-4(0.45N/mm)和EN312-5(0.5N/mm2)。因此，可以表明根据组分(b)的复合物DYNASYLAN
Figure 2006800312204_8
VPS 4112也有利地适合作为用于碎料板的溶胶粘合剂。

Claims (27)

1.一种复合材料，其基于(a)至少一种含纤维素或木质纤维素的材料，和(b)作为粘合剂的由至少下述组分的反应产生的复合物：
(i)缩水甘油基氧丙基烷氧基硅烷，
(ii)固体含量＞20wt％的水性硅溶胶，
(iii)作为水解催化剂的有机酸，和
(iv)作为交联剂的锆酸正丙酯、钛酸丁酯或乙酰丙酮化钛。
2.根据权利要求1所述的复合材料，其包括基于全干纤维素或木质纤维素材料固体含量为0.04到9wt％的复合物(b)。
3.根据权利要求1或2所述的复合材料，包括用于复合物(b)的选自下述物质的组分(i)：3-缩水甘油基氧丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油基氧丙基三乙氧基硅烷、3-缩水甘油基氧丙基甲基二甲氧基硅烷、3-缩水甘油基氧丙基甲基二乙氧基硅烷、或至少两种上述硅烷的混合物。
4.根据权利要求1或2所述的复合材料，其包括固体含量为从＞20到50wt％的胶体硅溶胶作为复合物(b)的组分(ii)。
5.根据权利要求1或2所述的复合材料，其包括选自乙酸、丙酸和马来酸的有机酸作为复合物(b)的组分(iii)。
6.根据权利要求1或2所述的复合材料，其包括基于复合物(b)的组成含量为0.5到8wt％的复合物(b)的组分(iv)。
7.根据权利要求1或2所述的复合材料，其包括至少一种四烷氧基硅烷、至少一种烷基硅烷和/或苯基三烷氧基硅烷作为复合物(b)中的另外的组分(v)。
8.根据权利要求1或2所述的复合材料，在复合物(b)的组分(ii)中包括平均直径为40到200纳米的溶胶颗粒。
9.根据权利要求1或2所述的复合材料，在复合物(b)的组分(ii)中的基于该复合物总组成固体含量为从＞40到＜60wt％。
10.根据权利要求1或2所述的复合材料，在复合物(b)中包括含量基于该复合物总组成为＜5wt％的醇水解产物。
11.根据权利要求1或2所述的复合材料，在复合物(b)中包括含量基于该复合物总组成为≤10wt％的1-甲氧基丙-2-醇。
12.根据权利要求1或2所述的复合材料，在复合物(b)中包括基于该复合物总组成为70到30wt％的含水率。
13.根据权利要求1或2所述的复合材料，在复合物(b)中包括一定含量的至少一种表面活性剂。
14.根据权利要求1或2所述的复合材料，包括向复合物(b)中加入重量比为1∶0.01到0.01∶1的羟基硅系统，这里使用的羟基硅系统具有的活性物质含量为＜40wt％的所述硅氧烷。
15.根据权利要求1或2所述的复合材料，其包括：
(a)至少一种天然或近天然的含纤维素或木质纤维素的材料，其选自工业木材、林业工业木料、使用过或重复利用的木材、木材颗粒、木片、木材纤维、木丝、木屑、锯屑、刨花片、锯板片、胶合板废料、碎片、一年生植物的颗粒材料、或至少两种上述材料的混合物。
16.根据权利要求1所述的复合材料，含纤维素或木质纤维素的纤维材料来源于硬木、软木、棕榈纤维和一年生植物。
17.根据权利要求1或2所述的复合材料，其包括至少一种另外的组分(c)，该组分(c)选自石蜡-或蜡-基防水剂、防火剂、染料、生物杀灭物质和香料。
18.根据权利要求1或2所述的复合材料，其可以通过下述步骤获得：
-获取干燥或潮湿的含纤维素或木质纤维素的材料(a)
-与复合物(b)接触，
-将用这种方式处理的纤维素或木质纤维素材料形成所需形式，然后对其进行热压。
19.根据权利要求1或2所述的复合材料，其包括：
(a)至少一种天然或近天然的含纤维素或木质纤维素的材料，其得自切割碎片。
20.一种通过下述步骤生产根据权利要求1到19中任何一项所述的复合材料的方法：
-用根据(b)的复合物处理干燥或潮湿的含纤维素或木质纤维素的材料(a)，
-将用这种方式处理的材料形成所需形式，然后对其进行热压。
21.根据权利要求20所述的方法，其中所述含纤维素或木质纤维素的材料(a)是在转鼓中通过用压缩空气运行的施胶设备来用复合物(b)喷洒的。
22.根据权利要求20或21所述的方法，其中基于全干的纤维素或木质纤维素材料，使用了至多15wt％的复合物(b)。
23.根据权利要求20或21所述的方法，其中，除组分(a)和(b)外，基于全干纤维素或木质纤维素材料，进一步使用了量为至多8wt％的蜡作为组分(c)。
24.根据权利要求20或21所述的方法，其中处理过的纤维素或木质纤维素被分散以产生饼，梳理，并且在至多250℃的温度和至多9N/mm2的压力下压制最多300秒/毫米板厚的时间。
25.根据权利要求20或21所述的方法，其中已经用这样的方式处理过或者已经用这样的方式施胶的纤维素或木质纤维素材料在压制步骤之前进行热预处理和/或机械预处理。
26.根据权利要求20或21所述的方法，其中在成形或压制步骤中获得的成形制品进行后调理。
27.根据权利要求1到19中任何一项中所定义的复合物(b)作为木材基材料生产用的粘合剂的应用。
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