作为复合材料粘合剂的特殊氨烷基硅烷化合物的制作方法

专利名称：：作为复合材料粘合剂的特殊氨烷基硅烷化合物的制作方法作为复合材料粘合剂的特殊氨烷基硅烷化合物本发明涉及复合材料，该复合材料基于含纤维素或木质素纤维素的材料和作为粘合剂的有机硅化合物；所述复合材料的制备方法；和特殊有机硅化合物或其溶液的用途。有机硅化合物在复合材料的制备中以各种硅烷、其反应产物或相应制剂的形式使用，所述复合材料特别为基于天然或接近天然的纤维的那些材料，即，含有纤维素或木质素纤维素的材料。木质材料包含最多20%的粘合剂和其他添加剂。全世界最经常用于木质材料的粘合剂是脲甲醛树脂(UF树脂)。然而，曱醛树脂粘合的木质材料具有连续的曱醛散发，其尽管符合指导原则(EN120和DIBt指导原则100，El级别=0.1ppm),但从消费者保护的角度仍然是有问题的，因为许多研究表明曱醛不仅影响中枢神经系统，而且还导致癌症。最近，不断要求进一步降低可容许的甲醛浓度。而且，用UF树脂粘合的木质材料具有相对低的抗热性和抗湿性，这使其不能在大多数特殊领域应用，例如，用于载荷和高强度目的以及用于户外领域。除了UF树脂外，还有约10。/。的酚醛树脂(PF树脂)用于生产木质材料。为获得具有良好机机械性质和防水性的材料，在木质材料工业使用了小比例的有机异氰酸酯。主要使用了二苯甲烷二异氰酸酯(PMDI)。与上述系统不同，异氰酸酯与木料形成化学化合物，可证明地是与木质素和纤维素。然而，使用PMDI作为粘合剂必然产生许多缺点。从应用技术的角度，其原因是对金属的亲和力，因为PMDI粘合的木片和纤维可在热压过程中粘附至带压机(pressbelts)。因此，必须使用昂贵的特殊涂布的带压机操作。另外，当操作PMDI时，必须提供并遵守严格的操作安全措施。例如，用于天然或接近天然的木质材料如马铃薯浆(EP0613906Al、DE4306441A1、DE4340517Al、DE434518A1)的粘合剂或粘合剂系统，不确保符合每种应用标准的效果(此处，还参考"EnzymevonWeip伎ulepilzenalsGrundlagefiirdieHerstellungvonBindemittelnfiirHolzwerkstoffe[白腐真菌酶作为制备木质材料粘合剂的基底]"，A.R.Kharazipour,第121巻，JD.SauerlandersVerlag，FrankfurtamMain,ISBM3-7939-5124-3)。DE10037724Al公开了从有机物质制备复合材料的方法，使用了基于氢-、烷基-、烯基-、苯基-、缩水甘油氧基烷基-、丙烯酰基氧基烷基-和甲基丙烯酰氧基烷基-官能硅氧烷的粘合剂。DE19647369Al涉及基于玻璃纤维、矿物纤维或木质材料的复合材料，使用的粘合剂是所谓的纳米复合材料，该纳米复合材料通过溶胶-凝胶过程制备，并尤其基于胶体无机颗粒和一种或多种可水解有机硅烷。其中使用的硅烷可以带有氯、烷氧基、乙酰氧基、烷基、烯基、芳基、缩水甘油氧基烷基和甲基丙烯酰氧基烷基作为官能团。此外，超出DE19647369Al的介绍，WO98/22536公开了基于植物材料的复合材料，除了烷基和烯基以外，可任选具有一个或多个取代基(如卤素、烷氧基、羟基、氨基或环氧化物基团)的炔基、烷丙烯基和芳基亚烷基也被描述为溶胶-凝胶系统聚硅氧烷的可能自由基，其不能通过水解除去。另外，根椐WO98/22536,可使用纯的甲基三乙氧基硅烷或甲基三乙氧基硅烷与四烷氧基硅烷的混合物作为生产复合材料的粘合剂。上述系统的明显缺点在于还使用了可水解的醇盐。其具有不可忽视的蒸气压并且还除去醇作为水解产物。在实践中，在碎料板操作中常用的加工机器上，其导致相当的气味和归因于爆炸性蒸气的危险。EP0716127Bl和EP0716128Bl公开了基于水的含有氨基烷基V烷基-/羟基-或烷氧基硅氧烷的组合物，其尤其用于赋予织物、皮革、纤维素产品和淀粉产品以疏水性。这种可溶于水或水/醇混合物的氨基烷基有机羟基硅氧烷还被称为hydrosil系统。例如，EP0846716Bl、EP0846717Bl和EP1101787A2中公开了氟代烷基官能化hydrosil系统。素的复合材料。'0、土、"、'''J、，、'根据本发明，根据本专利权利要求的描述，实现所迷目的。因此，令人惊讶地发现了新颖的复合材料，该复合材料具有明显改良的性质并基于(a)至少一种含有纤维素或木质素纤维素的材料和(b)作为粘合剂的至少一种式(I)的氨烷基硅烷R、2N(CHR4)aSi(R3)r(OR)3-r(1)，其中基团R)和R"相同或不同，且在各自情况下为H或者直链、支链或环状的C!-至C2o-烷基或芳基或形式为H2N-(O0)-(生成的脲基)的氨基碳基，W是H或直链或支链的d-至Cs-烷基，基团W相同或不同，且W是H或甲基，a为1至10，优选3,基团R相同或不同，且R是H或直链或支链的C广至CV烷基，且r是0或l或2，基团W和I^可能是任选被取代的，且优选的取代基为来自F、Cl、Br和I系列的囟素或-(CHR4')a'-Sl(R3')r'(OR')3-r'形式的甲硅烷基或-(CHR^a.NI^'R2^式的氨基烷基，例如-(CH2)3Si(OCH3)3，-(CH2)3Si(OC2H5)3,-(CH2)3Si(CH3)(OCH3)2，-(CH2)3Si(CH3)(OC2H5)2,-(CH2)2NH(CH2)3Si(OCH3)3,-(CH2)2NH(CH2)3Si(OC2H5)3,-(CH2)2NH(CH2)3Si(CH3)(OCH3)2，-(CH2)2NH(CH2)3Si(CH3)(〇C2H5)2,-(CH2)2NH(CH2)2NH(CH2)3Si(OCH3)3，-(CH2)2NH(CH2)2NH(CH2)3Si(OC2H5)3,-(CH2)2NH(CH2)2NH(CH2)3Si(CH3)(OCH3)2,-(CH2)2NH(CH2)2NH(CH2)3Si(CH3)(OC2H5)2，和支链氨基烷基官能团，如>—(CH2)3SI(OCH3)3,H2N—(CH2)2Z仅提出各自情况下的几个例子，a'为至10，且r'为0或1或2,且R'、R1、R2'、Rv、R4'各自具有与上述相应基团R、R1、R2、尺3和114相同的含义，或者至少一种通式(I)的氨烷基硅烷与至少一种通式(II)的其他官能硅烷的至少一种共缩物R7(CHR6)bSi(R5)p(OR)3-p(II),其中尺7是H或乙烯基或氨基或缩水甘油氧基或丙烯酰氧基或甲基丙晞酰氧基或巯基或硫烷基或直链或支链d-至C20-烷基或芳基，基团R"可能是任选被取代的，基团RS相同或不同且RG是H或甲基，b是0至18，优选0、1、2、3、4、8、16或18，R5是H或直链或支链C广至Qr烷基，基团R相同或不同且R是H或直链或支链d-至CV烷基，且p是0或1或2，所述共缩物中的氨基官能可能被无机酸或有机酸(下文也称为HX或HnX,其中n-l、2或3)部分或完全中和，X优选为F、CK、Bf、r、NCV、HS(V、S042、H2PCV、HP042-、P043-、HCOO'或CH3COCT,或者含有至少一种式(I)氨烷基硅烷或至少一种共缩物的水溶液，所述共缩物基于至少一种通式(i)的氨烷基硅烷和至少一种通式(n)的其他官能硅烷，所述复合材料可通过简单、经济的方式获得，通过-使用含有至少一种式(i)的氨基硅烷化合物或至少一种共缩物的液体或溶液处理干燥或湿润的含纤维素或木质素纤维素的材料，所述共缩物基于至少一种通式(i)的氨烷基硅烷和至少一种通式(n)的其他官能硅烷，并且-使如此处理的纤维素或木质素纤维素材料成为需要的形式，然后对其进行热压。通常，根据一般的化学理解，可将基于至少一种通式(i)的氨烷基硅烷和至少一种通式(n)的其他官能硅烷的所述共缩物理解为可由通式(ni)表示的那些化合物[(OH)u(OR)v(0)、、,S(R3》(CHR4)aN(R')(R2)]x[(OH)d(OR)e(0)fSi(R5)p(CHR6)bR7〗y(HI),其中基团R、R1、R2、R3、R4、R5、R6和R7以及a和b相应于式(1)和(1I)中的含义，且u可以是0至3，v可以是0至3，w可以是0至1.5,d可以是0至3，e可以是0至3，f可以是0至1.5,x可以是l至1000,y可以是0至1000,r可以是0或1或2，且p可以是0或l或2，前提是(u十v+2w)=(3-r),JL(d+e+2f)=(3-p),且(x+y)是1至2000,伊C选2至1000，特别优选3至500，非常特别优选4至100,特别地，(x+y)是5至50。因此，一种或多种不同的氨基硅烷可与一种或多种不同官能硅烷共缩合。而且，所述共缩物还可以是嵌段共聚物和那些具有随机分布的共缩物。而且，例如，根据本发明使用的粘合剂有利地可含有其他组分，如仅列举几个实例基于石蜡或蜡的防水剂、防火剂(例如聚磷酸酯)和杀生物物质和芳香剂。还可以使用被赋予酸性并含有至少一种式(I)氨基硅烷化合物或至少一种缩合物的含水粘合剂，所述缩合物基于至少一种通式(I)的氨烷基硅烷和至少一种通式(II)的其他官能硅烷，结果是可有利地省去作为其他添加剂的固化剂溶液。通常，与目前许多复合材料相比，本发明复合材料的有利区别为明显提高的横向拉伸强度、弯曲强度和显著改善的溶胀行为。而且，与UF、PF或MF粘合的复合材料材料相比，本发明复合材料不发出有害的甲醛蒸气。另外，本发明粘合复合材料(特别是木质材料)的生产可能具有明显降低的加工危险和显著降低的健康相关风险，且所生产的产品与PMDI粘合的木质材料相比性质恒定或更好。特别是在根据本发明获得的中密度纤维板(MDF)中，材料测试结果超过EN622-5关于横向拉伸强度要求的最多147%。根据本发明粘合的MDF在水中保存24小时后的溶胀值低于所述EN规格50%以上。因此，在机械-工艺性质方面，可有利地将本发明的MDF指定为远优于单纯氨基塑料粘合MDF的材料种类。因此，本发明涉及复合材料，该复合材料基于(a)至少一种含有纤维素或木质素纤维素的材料和(b)至少一种式(I)的氨烷基硅烷R1R2N(CHR4)aSi(R3)r(OR)3-r(I)，其中基团R'和R"相同或不同，且在各自情况下为H或者直链、支链或环状的C广至C2o-烷基或芳基或氨基碳基，基团R1和W可能是任选被取代的，R-"是H或直链或支链的Cr至Q-烷基，基团RM目同或不同且W是H或曱基，a为1至10，基团R相同或不同且R是H或直链或支链的d-至Cs-烷基，且r是0或l或2，或者至少一种通式(I)的氨烷基硅烷与至少一种通式(II)的其他官能硅烷的至少一种共缩物R7(CHR6)bSi(R5)p(OR)3-p(II),其中117是H或乙烯基或氨基或缩水甘油氧基或丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基或巯基或硫烷基或直链或支链d-至C2o-烷基或芳基，基团R"可能是任选被取代的，基团RS相同或不同且I^是H或曱基，b是O至18，RS是H或直链或支链d-至Cs-烷基，基团R相同或不同且R是H或直链或支链Cr至CV烷基，且p是0或l或2，所述共缩物中的氨基官能可能被无机酸或有机酸部分或完全中和，或者含有至少一种式(I)氨烷基硅烷或基于至少一种通式(I)的氨烷基硅烷与至少一种通式(n)的其他官能硅烷的至少一种共缩物的水溶液，作为粘合剂。本发明复合材料优选特征为(a)至少一种来自下列的天然或接近天然的含纤维素或木质素纤维素材料工业木料、林业工业木料、使用过或回收的木料、木料刨花(woodshavings)、木片、木纤维、木丝、木屑、锯屑、刨削片、切割片、模板板材(shutteringboards)、薄板废料(veneerwaste)、碎片、一年生植物的碎片材料(例如，大麻碎屑或棉花杆)或至少两种上述材料的混合物。仅列举几个实例，含纤维素或木质素纤维素的纤维材料最好来源于硬木和软木、棕榈纤维(例如椰子纤维)和一年生植物，如稻草、谷草、棉花、黄麻、大麻。另外，根据组分(b),本发明的复合材料特征为作为粘合活性物质的通式(I)氨烷基硅烷或基于至少一种通式(I)氨烷基硅烷和至少一种通式(II)其他官能硅烷的至少一种共缩物，该粘合活性物质优选具有至少一种选自下列的氨基烷基3-氨基丙基、3-氨基-2-甲基丙基、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基、N-(2-氨基烷基)-3-氨基-2-甲基丙基、N-[N'-(2-氨基乙基)-2-氨基乙基]-3-氨基丙基、N-[N'-(2-氨基乙基)-2-氨基乙基]-3-氨基-2-甲基丙基、N，N-[二(2-氨基乙基)]-3-氨基丙基、N,N-[二(2-氨基乙基)]-3-氨基-2-甲基丙基、N-(正丁基)-3-氨基丙基、N-(正丁基)-3-氨基-2-曱基丙基等仅列出几个例子。对于式(I)或(III)中的R'I^N(CHR基团，下列的基团是特别优选的H2N(CH2)r,H2N(CH2)2NH(CH2)2NH(CH2)3>H2N(CH2)2\〉一(CH2)3-H2N(CH2)2Z而且，优选的根据(II)或(III)的基团R、CHR、是下列基团之一CH3-、(n)C3H7-、(i)C3H7-、(n)C4H9-、(i)C4H9-、(n)C8H17-、(i)C8H17-、(n)C16H32-、(i)C16H32-、(n)C18H36-、(i)C18H36-、H2N(CH2)3-、H2N(CH2)2NH(CH2)3-、H2N(CH2)NH(CH2)2NH(CH2)3-、[H2N(CH2)2]2N(CH2)3-、HS(CH2)3-、(H3CO)3Si(CH2)3-Sx-(CH2)3-(其中x=1至10,优选2、3、4或5)、C6H5-、H2C=C(CH3)COO(CH2)3^pH2C——CH-(CH+0(CH2)r。根据组分(b)，这种根据本发明用于本发明复合材料的粘合活性物质有利地是以下物质的含水、基本不含醇的水解产物至少一种通式(I)的氨烷基硅烷化合物或基于至少一种通式(I)的氨烷基硅烷和至少一种通式(II)的其他官能硅烷的至少一种共缩物。这种不含醇的水解产物可具有1至14、优选3至12、特别优选4至10的pH,1mPa.s至10000mPas、伊乙选1mPas至1000mPas的粘度，和基于所述物质组成的0.1%重量至80%重量、优选1%重量至80%重量、特别优选10%重量至60%重量的活性物质含量。例如，可根据DIN38404-5测定pH，并且例如，可才艮据DIN53015测定粘度。另外，本发明涉及可如下获得的复合材料-使用含有至少一种式(I)的氨基硅烷化合物或至少一种共缩物的液体处理干燥或湿润的含纤维素或木质素纤维素的材料，所述共缩物基于至少一种通式(I)的氨烷基硅烷和至少一种通式(II)的其他官能硅烷，并且-使如此处理的纤维素或木质素纤维素材料成为需要的形式，然后对其进行热压。通常，在本文中DIN53183和EN322中，所谓"绝对干燥木质量("absolutelydrywoodmass")"通过将含纤维素或木质素纤维素的材料在103。C下处理至恒重来测定。在所谓精制器中经过纤维分离的工业过程后，含有湿润纤维素或木质素纤维素的材料(例如以木纤维的形式)的木含湿量(下文还简称为含湿量)基于绝对干燥木质量可以超过100%。例如，根据树种，新石欠伐的树干的含湿量为120。C至160°C。通常，在通过所谓"吹线(blowline)"过程的MDF生产中，使用的纤维材料在粘合之前不被干燥，而是依然以湿润状态从上游纤维分离过程直接进入吹线，其中将粘合剂添加至所述纤维。然后在粘合状态下干燥所述纤维。优选形成约10%至14%的含湿量，并随后进一步加工为MDF。然而，也有可能使用已经干燥的含有纤维素或木质素纤维素的材料来生产复合材料。因此，例如在通过混合器方法生产MDF中，使用干燥的纤维，优选使用那些含湿量约10%至12%的纤维。通常，该材料在混合器中粘合，然后进一步被加工为MDF。这里，粘合步骤后还可进行附加的干燥步骤，例如在管形千燥器管线中。而且，在碎料板的生产中，优选使用已经干燥的碎片，特别是那些含湿量为2%至5%的碎片。所使用材料的干燥主要在管束千燥器或旋转干燥器中进行。本发明还涉及用于生产本发明复合材料的方法，通过-使用含有至少一种式(I)的氨基硅烷化合物或至少一种共缩物的液体处理干燥或湿润的含纤维素或木质素纤维素的材料，所述共缩物基于至少一种通式(I)的氨烷基硅烷和至少一种通式(II)的其他官能硅烷，并且-使如此处理的材料成为需要的形式，然后对其进行热压。为此目的，例如，可以使用本身已知用于生产复合材料(特别是木质材料)的装置或设备，仅举例几个实例，如来自Siempelkamp,Binos,Dieffenbacher或Metso的连续操作Contiroll设备。用于处理含有纤维素或木质素纤维素的材料(包含粘合剂)的适当方法是例如刷、滚涂、喷雾、浸渍、溢流、喷射(spraying)、吹线粘合或混合器中粘合(例如使用来自L6dige，Drais或Binos的装置的混合器过程)因此，可通过用压缩空气操作的粘合装置(例如粘合枪)将含有纤维素或木质素纤维素的材料特别有利地喷射于旋转滚筒中(循环过程，操作优选在室温下或冷却下，例如在4。C至12。C,特别是在约l(TC)，所述粘合装置适当地具有0barabs.至4barabs.的操作压力以及含有式(I)或(II)或(III)氨烷基硅烷化合物的水溶液。通常，如此获得大致均匀粘合的材料。另外，在本发明方法中，粘合有利地可以工业规模在槽式混合器、犁头混合器、搅拌混合器中以及通过吹线过程进行。另外，在本发明方法中，可在室温下将如此处理的纤维素或木质素纤维素材料有利地分散成饼状物(即，特别是颗粒饼或垫)，经梳理(combed),并在最多250。C、优选150。C至210°C的温度和最多9N/mm2、优选4N/mn^至7N/mn^的压力下压缩，持续最多300s/mm所需板厚度的时间，优选5s/mm至60s/mm,特别优选8s/mm至40s/mm。材料来生产其他形状的物品，例如挤出物或立方体部分或特殊形状的物口Oo然而，另外，也可以首先使用0.2N/mm2至0.6N/mm2的初步压力来预压或预压缩现有的饼状物或粘合材料。而且，可以在预压之前、预压过程中或预压之后(即，实际压缩之前)将粘合的材料(特别是饼状物)预热至例如6(TC至80。C。这种在实际压缩步骤之前对饼状物或粘合材料进行的热和/或机械预处理可有利促进随后产品质量的显著提高。而且，在成形或压缩步骤中获得的成形物品可有利地进行后处理或陈化(aging)。因此，例如，可将板堆积贮存。例如，可通过微波技术另外进行频繁加热。然而，也可在星形冷却机(starcoolingturner)中冷却20分钟至30分钟。通过后处理，还有可能促进复合材料的标准化或均一性。冷却后，从而获得本发明的复合材料，特别是碎料板、纤维板、超轻纤维板(ULF)、轻纤维板(LDF)、中密度纤维板(MDF)、高密度纤维板(HDF)、"OSB，，板(OSB=定向条板)、薄木板、层压木板、木质颗粒(woodpellets)、木块(woodbriquette)和包含木料的工业建筑材料，即所谓的"工程木料"，如层压条木(LSL)、平行条木(PSL)和层压薄木(LVL)。上述复合材料适当地具有150kg/n^至1200kg/n^的容积密度。例如，可根据EN323测定容积密度。目前，使用不同比例的三种原料来获得颗粒。约57%的所需木材原料由工业木料残渣提供。来自木料处理和加工工业的木材废料被称为工业木料残渣。这包括锯屑、刨削片、切割片和模板板材，以及来自薄木工业的残巻。另外约23%的木质原料获自林业工业木料。这是收获树干形式的传统原料，其在碎料板工厂里加工制成碎片或直接通过长木削片机制成颗粒。第三部分原料包括约20%的使用过或回收的木料。这些是使用过的产品，包括实木、木质材料或木质含量占优势(超过50%质量)的复合物。在工厂里，通过刀环削片机、长木削片机和锤磨机从多种原料制成确定尺寸的颗粒。当获得颗粒材料后，通常将其在管束干燥器或旋转管干燥器中干燥至1.5%至3%的含湿量。随后通过筛选和分类，将颗粒材料分成上层颗粒和中层颗粒，并分离掉可能的粗粒材料。然后，可将上层和中层部分的颗粒进料用于粘合，并例如，模制生成碎料板。在工业纤维生产中，除了林业木料外，一般还使用工业木质残渣作为原料。将事先去皮的林业木料与工业木质残渣一起在削片机中粉碎生成碎片。通过"Asplund方法"将这些碎片在8巴至12巴的压力下于16(TC至180。C的蒸汽中消化。经过该所谓的软化操作后，材料进入精制器。该精制器由两个相对旋转的磨盘组成，材料在其间进行纤维分离。精制器中保持约11巴的恒压。由于消化条件緩和，木料几乎不经过化学变化。这导致如此提供的纤维为浅色，并具有高产率。木质素纤维素一般被理解为由三种主要化学木质成分-纤维素、半纤维素和木质素所形成的基质组分。通常，木质素的掺入(用木质素包壳)导致细胞壁的木质化，从而导致提高的机械稳定性和陆生植物负荷能力。主要以纤维或颗粒的形式获得用于木质材料工业的木质素纤维素。例如，可以从硬木和软木获得木质素纤维素纤维。而且，一些一年生植物(如谷类、亚麻或大麻)也构成了木质素纤维素纤维适当的来源。此外，可通过Asplund方法获得纤维。其中，首先将木料粉碎生成碎片，然后在高温高压下消化并最后使用精制器(其由两个相对旋转的磨盘组成)进行纤维分离。为获得颗粒，通常将碎片形式的木料进料至所谓的刀环削片机，并在其中被粉碎以制成具有确定尺寸的颗粒。在本发明方法中，根椐组分(a)，有利地使用至少一种来自下组的天然或接近天然的含纤维素或木质素纤维素材料工业木料、林业工业木料、使用过或回收的木料、木料锯末、木片、木纤维(例如，来自松木)、木丝、木屑、颗粒(如锯屑)、刨削片或切割片、模板板材、薄板废料、碎片、一年生植物的碎片材料(例如，大麻碎屑或木杆(woodstraw))或至少两种上述材料的混合物。在本发明方法中，特别优选使用来自下述植物的含有纤维素或木质素纤维素的材料硬木、软木、椰子(特别是椰子纤维)、棉花、亚麻碎屑、大麻碎屑、bargasse、黄麻、剑麻、芦苇、稻草或谷草。另外，在本发明方法中，根据组分(b)，优选使用选自下列的式(I)的氨烷基硅烷化合物3-氨基丙基三曱氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基甲基二曱氧基硅烷、3-氨基-丙基甲基二乙氧基硅烷、3-氨基丙基硅烷三醇、N-(2-氨基乙基)-3-氨基-丙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-(2-氨基-乙基)-3-氨基丙基硅烷三醇、N-[N'-(2-氨基乙基)-2-氨基乙基]-3-氨基丙基-三甲氧基硅烷、N-[N'-(2-氨基乙基)-2-氨基乙基]-3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-[N'-(2-氨基乙基)-2-氨基乙基]-3-氨基丙基硅烷三醇、N,N-[二(2-氨基乙基)]-2-氨基丙基三甲氧基硅烷、N,N-[二(2-氨基乙基)]-2-氨基丙基三乙氧基硅烷、N，N-[二(2-氨基乙基)]-2-氨基丙基硅烷三醇、N-(正丁基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(正丁基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-(正丁基)-3-氨基丙基硅烷三醇、(H3CO)3Si(CH2)3NH(CH2)3Si(OCH3)3(双-AMMO)、(H5C20)3Si(CH2)3NH(CH2)3Si(OC2H5)3(双-AMEO)、双-DAMO)、niM、ni2川、n、v^n2妒ru^n2妒rivin2j2i、n…n2妒nn2j3)3(双-TRIAMO)或至少上述氨烷基珪烷的混合物或至少一种上述氨烷基硅烷化合物的水溶液通常，通过如下方法制备含有氨烷基硅烷的水溶液其中将水(优选软化水)与可水解的氨烷基硅烷相混合，如杲需要，使其在轻微加热和搅拌下反应。适当地，每l份重量的水使用0.001份重量至999份重量的至少一种式(I)的氨烷基硅烷化合物。优选地，每l份重量的水使用0.1份重量至90份重量的式(I)的氨烷基硅烷，特别优选1份重量至30份重量、更特别优选5份重量至15份重量、特别是7份重量至10份重量的式(I)的氨烷基硅烷。在该反应中，还可至少成比例地形成低聚硅烷。另外，可向该混合物或溶液添加有机酸或无机酸并将pH优选调节为2至10,所述有机酸或无机酸的几个例子为甲酸、乙酸、盐酸、硝酸、硫酸或磷酸。另外，可在水解后将醇水解产物从组合物中蒸馏除去，如果需要，则在减压条件下进行。获得了含有实际上完全水解的氨烷基硅烷的基本不含醇的溶液，醇含量优选少于3%重量，特别优选少于1%重量，更优选少于0.5%重量，特别是少于0.1%重量，即，在该系统检测限之下。因此，有利地，可制备通常澄清且不含醇的含有氨烷基硅烷的水溶液，例如DYNASYLAN⑧1151或1154，并且可作为粘合剂用于复合材料，特别是用于木质材料。在本发明的方法中，优选使用优选基于至少一种通式(II)的硅烷和根据式(I)公开的那些氨基硅烷的共缩物，其中通式(II)的硅烷来自四乙氧基硅烷、曱基三曱氧基硅烷、曱基三乙氧基硅烷、正丙基三甲氧基硅烷、正丙基三乙氧基硅烷、正丁基三甲氧基硅烷和异丁基三甲氧基硅烷、正丁基三乙氧基硅烷和异丁基三乙氧基硅烷、正辛基三甲氧基硅烷和异辛基三甲氧基硅烷、正辛基三乙氧基硅烷和异辛基三乙氧基硅烷、苯基三曱氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、乙烯基三曱氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、十三氟-l，l,2,2-四氢辛基三甲氧基硅烷、十三氟-l,l,2，2-四氢辛基三乙氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基三乙氧基硅烷、3-曱基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧丙基三乙氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基三乙氧基硅烷。通常，通过添加为获得期望寡聚度并影响缩合或共缩合或嵌段共缩合所需量的水，来水解相应的单体烷氧基硅烷或氯硅烷，可获得根据本发明使用的和式(III)的粘合剂，即，基于至少一种通式(I)氨烷基硅烷和至少一种通式(II)其他官能硅烷的共缩物或其水溶液，例如DYNASYLAN2907、2909或F8815。可在水解或缩合催化剂存在下完成该过程。也可在稀释剂或溶剂，优选甲醇、乙醇和/或异丙醇存在下，进行水解和缩合或共缩合或嵌段共缩合。通常，在反应后或反应过程中至少成比例地从系统中除去醇或溶剂，该系统用水稀释至想要的程度。另外，可向现有组合物添加其他组分，例如，其他的酸、醇、单体有机硅烷或单体阳离子氨基硅烷。然而，在ep0716127、ep0716128、ep0846717、ep0846716、ep1031593和ep1101787中也描述了适合此目的的相应系统和起始原料的制备。这里提到的专利的全部内容整体结合入本申请公开内容。式(m)的化合物可以按比例或者以实际完全水解的形式存在于含水系统中。而且，优选存在式(m)的直链或环状的硅烷寡聚物，即此时通常存在主要由m结构和d结构的相对短链有机硅氧烷。但是，有时也可(但明显较小限度地)存在支链结构或三维结构，即，具有t结构或q结构的式(iii)有机硅氧烷。根据本发明使用的粘合剂优选具有占该组合物重量的0.5%至95%、特别优选2%至40%、更特别优选5%至30%、特别是5°/。至20%的式(111)活性物质，即基于至少一种通式(i)氨烷基硅烷和至少一种通式(ii)其他官能硅烷的缩合物。根据本发明，每摩尔氨基官能氮含有0摩尔至3.6摩尔hcooh或h3ccooh、优选0.5摩尔至1.1摩尔酸的粘合剂是进一步优选的。因此，有利地，可将式(iii)的化合物(即，基于至少一种通式(i)氨烷基硅烷和至少一种通式(n)其他官能硅烷的共缩物)和相应的通常澄清且容易流动的溶液(例如dynasylanhs2907、hs2909或f8815)以想要的比例与水混合。还可将上述产品或物质首先混合，然后任选用水和/或醇稀释。例如，可以1:0.5至0.5:5、优选约1:1至0.5:2、特别是约1:2的比例将如下混合物与水混合大体上被乙酸或甲酸中和的三氨基烷基/十三氟-l,l,2,2-四氢辛基/羟基硅氧烷或烷氧基硅氧烷混合物，或大体上被乙酸中和的3-氨基丙基/异丁基/羟基硅氧烷或烷氧基硅氧烷混合物。根据本发明，粘合剂的水含量优选为该组合物重量的5%至99.5%、特别优选50%至98%、更特别优选60%至95%、特别是80%至95%,所述物质或组合物的各自组分的重量总和为100%。根据本发明，粘合剂的游离酸含量还为该组合物重量的<10%、优选0%至7%、特别优选0.001%至5%u换言之，本iJt明书这里所谓的游离酸成分不包括作为氨基或铵盐存在的酸成分。另外，该物质可含有醇，特别是曱醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、2-甲氧基乙醇或其混合物。然而，不含醇的粘合剂是优选的，即，通过常规方法如检测限<0.1%的气相色语法，可以检测这种物质中游离醇的限度不超过3%重量。通常，计算为Si02并一^i^于绝对干燥的纤维素或木质素纤维素材料，0.1%重量至14%重量、特别优选3%重量至13%重量、更特别优选5%重量至12%重量的式(1)的氨烷基硅烷或者基于至少一种通式(1)氨烷基硅烷和至少一种通式(II)其他官能硅烷的至少一种共缩物。另外，基于绝对干燥的纤维素或木质素纤维素材料，可以最多8%重量、优选0.01%重量至7。/。重量的量使用蜡或石蜡，作为本方法中除了组分(a)和(b)以外的另一组分(c)。通常，本发明实施如下例如，在空气作用或水压启动的粘合装置中，使用含有至少一种式(I)或(III)氨基烷基化合物的粘合剂，通过喷雾来处理含有纤维素或木质素纤维素的材料。任选向如此获得的材料添加其他组分，然后将所述材料以本身已知的方式引入模具并固化。例如，如此获得的材料可在热压机表面分散、梳理并热压。在该过程中，含有纤维素或木质素纤维素的材料与存在的粘合剂反应且水蒸发。因此，可有利地使用如下物质生产本发明的复合材料，特别是木质材料至少一种通式(I)的氨烷基硅烷化合物，或者基于至少一种通式(I)氨烷基硅烷和至少一种通式(II)其他官能硅烷的至少一种共缩物，或者含有至少一种通式(I)的氨烷基硅烷化合物或基于至少一种通式(I)氨烷基硅烷和至少一种通式(II)其他官能硅烷的至少一种共缩物的水溶液。尤其是，本发明粘合剂用于生产碎料板、纤维板、超轻纤维板、轻纤维板、中密度纤维板、高密度纤维板、OSB板、薄木板、层压木板、木质颗粒、木块、"工程木料"、绝缘材料、花盆(plantpots)(例如，来自红腐云杉木)、模塑(例如但不限于用于汽车内部装饰的模塑)。用于生产特别是具;良^机械-工艺性质的木质材料。这些木质材料的生产和使用完全没有危害健康的散放。有机官能硅烷与接近天然粘合剂的联合使用，可能生产符合相关欧洲标准(EN622-5)的具有机械-工艺性质的木质材料。实施例实施例1由工业纤维材料生产中密度纤维板(MDF)使用了100%松树纤维作为纤维材料生产MDF，符合工业标准。纤维板在试验性MDF设备中生产，其中纤维可自动松解、粘合、干燥并然后分散制成垫。从所述垫获得确定尺寸的纤维板，预压缩后，该纤维板在需要的温度下于电加热的单日光压缩机(single-daylightpress)中压缩需要的时间。制成了具有希望的800kg/n^容积密度的10mm厚MDF。该板在195。C下压缩24s/mm。使用的粘合剂是DYNASYLAN产品DYNASYLAN1154、HS2907和HS2卯9。在所有情况下，粘合度为基于绝对干燥纤维的12%重量的粘合剂。纤维板测试的机械-工艺性质列于表1。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>=粘合度在所有情况中为12%,没有使用防水剂。200680030903.8势溢也被16/18:K用所述DYNASYLAN⑧产品粘合的MDF的特征为非常高的强度和特别低的溶胀值。横向拉伸强度全部高于各自EN622-5(MDF)规格的超过100%。另外，也符合EN622-5(MDF.HLS)关于溶胀拉伸强度和溶胀厚度的规格。因此，制成的MDF还可用于湿润地区的栽荷目的。所测定的板性质几倍优于UF树脂粘合MDF的性质，使其可能在具有特别高的材料要求的应用中使用中密度纤维板。另外，在这些木质材料的生产和随后使用中存在非常低的潜在健康危害，所述危害例如在PMDI粘合木质材料中存在的问题。有机粘合系统(例如氨基塑料，如UF树脂和PF树脂)的使用也存在不可忽视的健康风险。这种问题可通过使用本DYNASYLAN系统而被有利地克服。实施例2从工业颗粒材料生产碎料板用于生产碎料板的颗粒在干燥后且粘合前即时取自工业碎料板工厂的带秤。通过该过程，其被分为上层部分和中层部分。通过来自WALTHERPILOT的粘合枪，在旋转粘合滚筒中借助压缩空气(O巴至4巴)将各自粘合剂精细雾化，并添加至所述颗粒。然后将颗粒分散制成碎料板饼并热压。在三层碎料板的情况下，40%的上层材料用于外层，且60%的中层材料用于内层。制成的单层碎料板由100%中层材#十组成。使用DYNASYLANHS2907和DYNASYLAN1154作为粘合剂，通过中层颗粒制备了具有750kg/n^的需要容积密度的6mm厚单层碎料板。在每种情况下，基于绝对干燥颗粒，使用8.5%的DYNASYLANHS2907和DYNASYLAN1154粘合所述颗粒材料。碎料板在210。C下压缩，持续40s/mm的压缩时间。材料测试结果总结于表2。表2DYNASYLAN⑧粘合单层碎料板的横向拉伸强度使用的粘合并J横向拉伸强度(EN319)(N/mm2)与EN312-4相比较的横向拉伸强度变化(0.45N/mm2)(%)DYNASYLAN"11540.51+13DYNASYLAN"HS29070.63+29所有测试组的碎料板都符合EN312-4(0.45N/mm2)和EN312-5(0.5N/mm2)。因此，表明有机官能硅烷适合作为碎料板的单独粘合剂。权利要求1.一种复合材料，该复合材料基于(a)至少一种含有纤维素或木质素纤维素的材料和(b)至少一种式(I)的氨烷基硅烷R1R2N(CHR4)aSi(R3)r(OR)3-r(I)，其中基团R1和R2相同或不同且在各种情况下为H或者直链、支链或环状的C1-至C20-烷基或芳基或氨基碳基，基团R1和R2可能是任选被取代的，基团R4相同或不同且R4是H或甲基，a为1至10，R3是H或直链或支链的C1-至C8-烷基，基团R相同或不同且R是H或直链或支链的C1-至C8-烷基，且r是0或1或2，或者至少一种通式(I)的氨烷基硅烷与至少一种通式(II)的其他官能硅烷的至少一种共缩物R7(CHR6)bSi(R5)p(OR)3-p(II)，其中R7是H或乙烯基或氨基或缩水甘油氧基或丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基或巯基或硫烷基或直链或支链C1-至C20-烷基或芳基，基团R7可能是任选被取代的，基团R6相同或不同且R6是H或甲基，b是0至18，R5是H或直链或支链C1-至C8-烷基，基团R相同或不同且R是H或直链或支链C1-至C8-烷基，且p是0或1或2，所述共缩物中的氨基官能可能被无机酸或有机酸部分或完全中和，或者含有至少一种式(I)氨烷基硅烷或基于至少一种通式(I)的氨烷基硅烷和至少一种通式(II)的其他官能硅烷的至少一种共缩物的水溶液，作为粘合剂。2.权利要求l的复合材料，该复合材料包括(a)至少一种来自下述组的天然或接近天然的含纤维素或木质素纤维素的材料工业木料、林业工业木料、使用过或回收的木料、木料刨花、木片、木纤维、木丝、木屑、颗粒、模板板材、薄板废料、碎片和来自一年生植物的颗粒材料或者至少两种上述材料的混合物。3.权利要求1或2的复合材料，所述舍纤维素或木质素纤维素的纤维材料源自硬木和软木、棕榈植物和一年生植物。4.权利要求1至3任一项的复合材料，组分(b)的式(I)的氨烷基硅烷化合物具有至少一种选自下列的氨基烷基3-氨基丙基、3-氨基-2-曱基丙基、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基、N-(2-氨基烷基)-3-氨基-2-甲基丙基、N-[N'-(2-氨基乙基)-2-氨基乙基]-3-氨基丙基、N-[N'-(2-氨基乙基)-2.氨基乙基]-3-氨基-2-甲基丙基、N,N-[二(2-氨基乙基)]-3-氨基丙基、N,N-[二(2-氨基乙基)]-3-氨基-2-甲基丙基、N-(正丁基)-3-氨基丙基或N-(正丁基)-3-氨基-2-甲基丙基。5.权利要求1至4任一项的复合材料，组分(b)是至少一种式(I)的氨烷基硅烷化合物或者基于至少一种通式(I)氨烷基硅烷和至少一种通式(n)其他官能硅烷的至少一种共缩物的含水、不含醇的水解产物。6.权利要求5的复合材料，所迷不含醇的水解产物在基于所述物质组成的活性物质含量为0.1%重量至80%重量时具有3至12的pH和1mPa.s至10000mPa.s的粘度，可通过用水稀释浓缩物来调节所述活性物质的含量。7.权利要求1至6任一项的复合材料，该复合材料包含至少一种选自下列的其他組分(c):基于石蜡或蜡的防水剂、防火剂、杀生物物质和芳香剂。8.权利要求1至7任一项的复合材料，该复合材料可通过如下方法获得-使用含有至少一种式(I)的氨基硅烷化合物或基于至少一种通式(I)氨烷基硅烷和至少一种通式(II)其他官能硅烷的至少一种共缩物的液体，处理干燥或湿润的含纤维素或木质素纤维素的材料，-使如此处理的纤维素或木质素纤维素材料成为需要的形式，然后对其进行热压。9.一种用于生产权利要求1至8任一项的复合材料的方法，该方法包括-使用含有至少一种式(I)的氨基硅烷化合物或基于至少一种通式(I)氨烷基硅烷和至少一种通式(II)其他官能硅烷的至少一种共缩物的液体，处理干燥或湿润的含纤维素或木质素纤维素的材料，-使如此处理的材料成为需要的形式，然后对其进行热压。10.权利要求9的方法，其中通过用压缩空气操作的粘合装置将含有纤维素或木质素纤维素的材料与水溶液一起喷射入旋转滚筒中，所迷水溶液含有至少一种式(I)的氨基硅烷化合物或基于至少一种通式(I)氨烷基硅烷和至少一种通式(II)其他官能硅烷的至少一种共缩物。11.权利要求9或10的方法，其中按Si02计算并基于绝对干燥的纤维素或木质素纤维素材料，使用最多15%重量的式(1)的氨烷基硅烷或者基于至少一种通式(I)氨烷基硅烷和至少一种通式(II)其他官能硅烷的共缩物，作为組分(b)的粘合活性物质。12.权利要求9至11任一项的方法，其中基于绝对干燥的纤维素或木质素纤维素材料，使用最多8%重量的蜡，作为除了组分(a)和(b)以外的其他组分(c)。13.权利要求9至12任一项的方法，其中如此处理的纤维素或木质素纤维素材料在环境温度下分散形成饼状物，并在最多250'C的温度和最多9N/mm2的压力下压缩最多300s/mm的时间。14.权利要求7至13任一项的方法，其中使用来自一年生植物的含纤维素的材料。15.权利要求7至14任一项的方法，其中使用来自下列的源自植物的含纤维素的材料硬木、软木、椰子、棉花、亚麻碎屑、大麻碎屑、bargasse、黄麻、剑麻、,苇、稻草或谷草。16.权利要求7至15任一项的方法，其中如此处理或粘合的纤维素17.权利要求7至16任一项的方法，其中对成形^压缩步骤中获得的成形产品进行后调节。18.式(I)的氨基硅烷化合物或基于至少一种通式(I)氨烷基硅烷和至少一种通式(II)其他官能硅烷的共缩物，或者含有至少一种式(I)的氨基硅烷化合物或基于至少一种通式(i)氨烷基硅烷和至少一种通式(n)其他官能硅烷的至少一种共缩物的水溶液，作为粘合剂用于制备权利要求i至8任一项的木质材料的用途。19.权利要求18的用途，用于制备碎料板、纤维板、超轻纤维板、轻纤维板、中密度纤维板、高密度纤维板、OSB板、薄木板、层压木板、模塑，用于汽车内部装饰的模塑、工业木质构造材料、绝缘材料、木质颗粒、木块和花盆。全文摘要本发明涉及复合材料，该复合材料基于(a)至少一种含有纤维素或木质素纤维素的材料和作为粘合剂的(b)至少一种式(I)R¹R²N(CHR⁴)_aSi(R³)_r(OR)_3-r(I)的氨烷基硅烷，其中基团R¹和R²相同或不同且在各自情况下为H或者直链、支链或环状的C₁-至C₂₀-烷基或芳基或氨基碳基，基团R¹和R²可能是任选被取代的，基团R⁴相同或不同且R⁴是H或甲基，a为1至10，R³是H或直链或支链的C₁-至C₈-烷基，基团R相同或不同且R是H或直链或支链的C₁-至C₈-烷基，且r是0或1或2，或者至少一种通式(I)的氨烷基硅烷与至少一种通式(II)R⁷(CHR⁶)_bSi(R⁵)_p(OR)_3-p(II)的其他官能硅烷的至少一种共缩物，其中R⁷是H或乙烯基或氨基或缩水甘油氧基或丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基或巯基或硫烷基或直链或支链C₁-至C₂₀-烷基或芳基，基团R⁷可能是任选被取代的，基团R⁶相同或不同且R⁶是H或甲基，b是0至18，R⁵是H或直链或支链C₁-至C₈-烷基，基团R相同或不同且R是H或直链或支链C₁-至C₈-烷基，且p是0或1或2，所述共缩物中的氨基官能可能被无机酸或有机酸部分或完全中和，或者含有至少一种式(I)氨烷基硅烷或基于至少一种通式(I)的氨烷基硅烷与至少一种通式(II)的其他官能硅烷的至少一种共缩物的水溶液作为粘合剂。这种复合材料可通过如下方式获得使用含有至少一种式(I)的氨基硅烷化合物或基于至少一种通式(I)氨烷基硅烷和至少一种通式(II)其他官能硅烷的至少一种共缩物的液体，处理干燥或湿润的含纤维素或木质素纤维素的材料，使如此处理的纤维素或木质素纤维素材料成为需要的形式，然后对其进行热压。本发明还涉及用于生产复合材料的相应方法，以及至少一种式(I)的氨基硅烷化合物或基于至少一种通式(I)氨烷基硅烷和至少一种通式(II)其他官能硅烷的至少一种共缩物作为粘合剂用于生产木质材料的用途。文档编号C08L97/00GK101248139SQ200680030903公开日2008年8月20日申请日期2006年6月2日优先权日2005年8月26日发明者A·卡拉兹波尔,B·斯坦德克,J·蒙基维奇,L·克罗瑟,P·詹克纳,R·埃德尔曼申请人:赢创德固赛有限责任公司