专利名称：用于制备多异氰酸酯胶人造板的脱模组合物体系及制备工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于制备多异氰酸酯胶人造板的脱模组合物体系及其制备工艺，更具体地说本发明涉及使用多异氰酸酯作胶粘剂制备人造板所使用的脱模组合物体系内脱模剂、外脱模剂及其制备工艺，属于化工制剂产品技术领域。
背景技术：
有机多异氰酸酯作为一种高性能环保粘合剂，长期用作含木质纤维素材料的粘合剂，主要用于制造麦秸、稻草等农作物秸秆刨花板、普通木质刨花板、定向刨花板、纤维板及胶合板等。该胶粘剂具有粘接性能好、制品无甲醛公害等特点。但是在压板过程中，由于多异氰酸酯优异的粘合性能，会造成含木质纤维素材料与压机压板粘在一起，需要破坏板面才能分开，严重损害了板材质量，而且清理压板表面或传送带表面，耗时、费力，严重影响了生产效率。
为了解决粘板问题，人们采用了许多方法。例如，(1)使用聚四氟乙烯垫板或者牛皮纸。(2)采用表芯层分开施不同种胶，表层施脲醛或者酚醛胶，芯层施多异氰酸酯胶。但是这几种方法，或者影响传热，在连续生产中操作不便；或者粘合性差，制品有甲醛释放，影响了制品性能，降低了产品档次。
此外，有许多公司研究，通过使用外脱模剂和内脱模剂来解决粘板问题。外脱模剂如美国专利4,110,297所公开的金属皂类，该方法所使用的金属皂类，在喷施使用时会刺激人的气管，引起咳嗽等不适症状。美国专利20030015122使用脂肪酸和聚乙烯蜡的混合乳液作外脱模剂，脂肪酸可以选用油酸，但是这种乳液脱模效果一般，连续脱模效果差。内脱模剂如美国专利5554438，将石蜡和油酸混合，100℃下保持2分钟，再将异氰酸酯和油酸在25℃下混合。将蜡/脂肪酸喷雾到刨花上，用量为刨花用量的1.25％，再将异氰酸酯和油酸的混合物喷雾到刨花上，用量为刨花用量的2.0％，然后热压得到刨花板。但是在异氰酸酯中加入蜡和脂肪酸会引起贮存稳定性的问题，脂肪酸又可以与多异氰酸酯反应，降低了胶粘剂的粘合性能。
其它提高异氰酸酯胶粘剂脱模性能的方法，多是直接在多异氰酸酯中加入内脱模剂物质，这些都不可避免的引起贮存稳定性的问题，这些方法都不是令人满意的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供用于制备多异氰酸酯胶人造板的脱模组合物体系内脱模剂、外脱模剂及其制备工艺，用来解决多异氰酸酯作胶粘剂生产人造板的粘板问题。该体系的内脱模剂、外脱模剂在保证多异氰酸酯优异的粘合性能前提下，又保证人造板从热压板表面或传送带表面完全脱模。
应用本发明的脱模组合物体系内脱模剂、外脱模剂可以实现上述目的，本发明脱模组合物体系外脱模剂或者内脱模剂的原料组分为(A)蜡乳液，(B)脂肪酸酯类、磷酸酯类及其盐类中一种或两种的混合物。
为避免多异氰酸酯胶粘剂出现贮存稳定性问题，脱模组合物可以与多异氰酸酯分开喷施到刨花或纤维中，或者加入到可乳化异氰酸酯中，一起喷施到刨花或纤维中。
用于本发明的有机多异氰酸酯包括聚氨酯化学工业中所知道的芳香族、脂肪族和脂环族多异氰酸酯，优选那些室温下为液体的多异氰酸酯。特别适用的是多亚甲基多苯基多异氰酸酯，具体例子包括烟台万华聚氨酯股份有限公司生产的PM-200、PM-300和PM-400。也可以是可乳化异氰酸酯。异氰酸酯的用量大约是绝干刨花或纤维用量的2％-8％，优选3-6％，这需要根据制品的密度和性能要求来进行调整。
本发明的脱模组合物体系外脱模剂，蜡乳液的重量在脱模组合物中不超过50％，最好20-40％；脂肪酸酯类或者磷酸酯类及其盐类可以选用一种或两种的混合物，重量在脱模组合物中不低于50％，最好60-80％。外脱模剂的固含量可以是1-20％，最优是5-10％，使用时可以直接喷施在板坯表面和传送带的表面，也可以稀释一倍喷施在板坯表面和传送带的表面。
本发明的脱模组合物体系内脱模剂，蜡乳液的重量在脱模组合物中不低于50％，最好60-80％；脂肪酸酯类或者磷酸酯类及其盐类可以选用一种或两种的混合物，重量在脱模组合物中不高于50％，最好20-40％。内脱模剂的固含量可以是10-40％，最优是20-30％，使用时需要有独立的喷施系统，在施胶的同时喷施内脱模剂。或者与可乳化异氰酸酯预先混合，一同喷施。
本发明所使用的蜡包括植物蜡、动物蜡、矿物蜡、合成蜡及其它熔化点在40℃-170℃之间的蜡类。具体例子包括地蜡、石蜡、蜂蜡、鲸蜡、棕榈蜡、褐煤蜡、微晶蜡、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡等，蜡的熔化点要求大于40℃，小于170℃。
脱模组合物体系外脱模剂或内脱模剂的制备方法，包括以下步骤a、蜡乳液的制备；b、脂肪酸酯类、磷酸酯类及其盐类中一种或两种的共聚混合物的制备；c、上述蜡乳液与共聚混合物混合得到脱模组合物体系外脱模剂或内脱模剂。
本发明所用的蜡必须制成蜡乳液，乳化剂可以使用阴离子型乳化剂、阳离子型乳化剂、非离子型乳化剂和两性乳化剂。阴离子型乳化剂包括羧酸盐类、硫酸盐类、磺酸盐类和磷酸盐类，比如十二烷基硫酸钠、十二烷基硫酸钾、油酸钠、油酸钾、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠和亚甲基二萘磺酸钠、三乙醇胺油酸盐等。阳离子型乳化剂包括季铵盐类和其它铵的盐类。比如十六烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵和十八烷基二甲基苄基氯化铵等。非离子型乳化剂包括聚氧化乙烯羧酸酯、聚氧化乙烯多元醇羧酸酯、聚氧化乙烯烷基醚、聚氧化乙烯烷芳基醚等。比如吐温20、吐温40、吐温60，吐温80和壬基酚聚氧乙烯基醚等。两性乳化剂包括羧酸类两性乳化剂、硫酸酯类两性乳化剂、磷酸酯类两性乳化剂和磺酸类两性乳化剂。比如羧基十二烷基甜菜碱等。
蜡乳液的制备方法可以先将蜡、乳化剂和水加入乳化器中，在一定温度和转速下搅拌一段时间。为了制备贮存稳定的蜡乳液，乳化剂的选择和搅拌速率的控制是很关键的。
脱模组合物体系外脱模剂或内脱模剂另一原料组分是脂肪酸酯类、磷酸酯类及其盐类。脂肪酸酯类的烷基碳原子数要在12-40之间，固体或液体均可。可以选择油酸辛酯、硬脂酸辛酯、油酸丁酯、硬脂酸丁酯、亚油酸辛酯、亚油酸丁酯、以及油酸或硬脂酸与丙烯酸甲酯或丙烯酸丁酯的共聚混合物。磷酸酯类包括磷酸二异辛酯、月桂基磷酸酯、二月桂基磷酸酯、十六烷基磷酸酯等磷酸酯或者他们的碱金属盐。上述物质可以选择几种物质复配到一起，可以预先做成乳液，在加入到蜡乳液中混合均匀，或者在制备蜡乳液阶段加入，最终得到贮存稳定的乳液。
本发明的脱模组合物体系在保证多异氰酸酯优异的粘合性能前提下，又能保证人造板从热压板表面或传送带表面完全脱模。
具体实施例方式
实施例11.脱模组合物体系外脱模剂、内脱模剂的原料组分外脱模剂的原料组分为(A)蜡乳液，(B)脂肪酸酯类、磷酸酯类及其盐类中一种或两种的混合物，蜡乳液的重量在脱模组合物中为20％，脂肪酸酯类、磷酸酯类及其盐类中的一种或两种的混合物重量在脱模组合物中为80％；外脱模剂的固含量为2％；蜡乳液中的蜡选自植物蜡，乳化剂使用阴离子型乳化剂中的十二烷基硫酸钾，脂肪酸酯类选油酸与丙烯酸丁酯的共聚混合物，磷酸酯(盐)类可以选二异辛酯。
内脱模剂的原料组分为(A)蜡乳液，(B)脂肪酸酯类、磷酸酯类及其盐类中一种或两种的混合物，蜡乳液的重量在脱模组合物中为60％，脂肪酸酯类、磷酸酯类及其盐类中的一种或两种的混合物重量在脱模组合物中为40％；内脱模剂的固含量为10％；蜡乳液中的蜡选自植物蜡，乳化剂使用阴离子型乳化剂中的十二烷基硫酸钾，脂肪酸酯类选油酸与丙烯酸丁酯的共聚混合物，磷酸酯(盐)类可以选二异辛酯。
2.脱模组合物体系外脱模剂或内脱模剂的制备工艺(1)、蜡乳液的制备先将一定量的蜡类物质、水及乳化剂加入到乳化器中，在30min内升高温度到80-130℃，保持一定的温度，连续搅拌1-2小时后，高速搅拌10min，再低速搅拌，并通冷却水冷却到室温，静止贮存；(2)、脂肪酸酯类、磷酸酯类及其盐类中一种或两种的混合物的制备将一定量的油酸、丙烯酸丁酯和聚合催化剂加入到反应器中，聚合催化剂为过氧化苯甲，高速搅拌并升高温度到100-170℃，反应3-6小时，可制得均一的油状液体。将二异辛酯和适量的水加入到油状液体，一定温度下搅拌1-2小时，可得到稳定的乳液；(3)、将蜡乳液加入到上述乳液中，搅拌一段时间，即得到贮存稳定的脱模剂乳液。
3.脱模效果的评价将粉碎好的麦秸或者木质刨花按表芯层分好，表层使用较细麦秸或木质刨花，芯层使用较粗麦秸或刨花。首先将表层料放入带有雾化喷胶头的拌胶机中，将计量好的PM-200喷施到麦秸或木质刨花中，搅拌均匀。施胶量为绝于麦秸或刨花量的3％。再用同样的方法，喷施PM-200在芯层麦秸或木质刨花中，用量为绝干麦秸或刨花量的3％，得到拌好胶的芯层料。分别在压机上、下钢板涂上脱模剂，脱模剂用量(按固含量计算)为1.3g/m2。将拌好胶的表层料、芯层料铺装在钢板上，先预压，再热压，热压温度170℃，热压时间17s/mm，压力3.5Mpa。热压完后，拿走板材，观察粘在金属压板上的刨花颗粒的情况，评价脱模剂的脱模效果。涂一次脱模剂，其连续脱模效果列于表1。
表1板号上压板脱模效果 下压板脱模效果15 525 535 5
4 5 55 5 4.56 5 4.57 4.5 4.58 4.5 49 4 410 4 311 3 3评分标准按照粘在金属压板上刨花量的多少和取出板的难易程度来评价，5分表示完全脱模，无粘着的刨花屑，4分略粘有少量刨花屑，取出不困难，3分粘有较多的刨花屑，取出较困难，2分局部粘板，1分完全粘板。
实施例21.脱模组合物体系外脱模剂、内脱模剂的原料组分外脱模剂的原料组分为(A)蜡乳液，(B)脂肪酸酯类、磷酸酯类及其盐类中的一种酯类或两种酯类的混合物，蜡乳液的重量在脱模组合物中最好为40％，脂肪酸酯类、磷酸酯类及其盐类中一种或两种的混合物重量在脱模组合物中最好为60％；外脱模剂的固含量为19％；蜡乳液中的蜡选自合成蜡，乳化剂使用阳离子型乳化剂的十六烷基三甲基氯化铵，脂肪酸酯类选油酸丁酯，磷酸酯(盐)类可以选二月桂基磷酸酯。
内脱模剂的原料组分为(A)蜡乳液，(B)脂肪酸酯类、磷酸酯类及其盐类中一种或两种的混合物，蜡乳液的重量在脱模组合物中最好为80％，脂肪酸酯类、磷酸酯类及其盐类中一种或两种的混合物重量在脱模组合物中最好为20％；内脱模剂的固含量为28％；蜡乳液中的蜡选自合成蜡，乳化剂使用阳离子型乳化剂的十六烷基三甲基氯化铵，脂肪酸酯类选油酸丁酯，磷酸酯(盐)类可以选二月桂基磷酸酯。
2.脱模组合物体系外脱模剂或内脱模剂的制备工艺(1)、蜡乳液的制备先将一定量的蜡类物质、水及乳化剂加入到乳化器中，在30min内升高温度到80-130℃，保持一定的温度，连续搅拌1-2小时后，高速搅拌10min，再低速搅拌，并通冷却水冷却到室温，静止贮存；(2)、脂肪酸酯类、磷酸酯类及其盐类中一种或两种的混合物的制备将一定量的油酸丁酯加入到反应器中，高速搅拌并升高温度到100-170℃，反应3-6小时，可制得均一的油状液体。将二月桂基磷酸酯和适量的水加入到油状液体，一定温度下搅拌1-2小时，可得到稳定的乳液；(3)、将蜡乳液加入到上述乳液中，搅拌一段时间，即得到贮存稳定的脱模剂乳液。
3.脱模效果的评价将粉碎好的麦秸或者木质刨花按表芯层分好，表层使用较细麦秸或木质刨花，芯层使用较粗麦秸或刨花。首先将表层料放入带有雾化喷胶头的拌胶机中，将计量好的PM-200和内脱模剂组合物喷施到麦秸或木质刨花中，搅拌均匀。施胶量为绝干麦秸或刨花量的3％，脱模剂用量为绝干麦秸或刨花的0.5％。再用同样的方法，但是不加入脱模剂，喷施PM-200，用量为绝干麦秸或刨花量的3％，得到拌好胶的芯层料。分别在压机上、下钢板涂上外脱模剂，脱模剂用量(按固含量计算)为1.3g/m2。将拌好胶的表层料、芯层料铺装在钢板上，先预压，再热压，热压温度170℃，热压时间17s/mm，压力3.5MPa。热压完后，拿走板材，观察粘在金属压板上的刨花颗粒的情况，评价脱模剂的脱模效果。涂一次脱模剂，其连续脱模效果列于表2。
表2板号上压板脱模效果 下压板脱模效果15 525 535 545 555 565 575 585 4.595 4.510 4.5 4.511 4 412 4 413 4 414 4 415 4 416 4 417 4 418 4 3
19 4 320 3 3实施例31.脱模组合物体系外脱模剂、内脱模剂的原料组分外脱模剂的原料组分为(A)蜡乳液，(B)脂肪酸酯类、磷酸酯类及其盐类中的一种酯类或两种酯类的混合物，蜡乳液的重量在脱模组合物中最好为30％，脂肪酸酯类、磷酸酯类及其盐类中的一种或两种的混合物重量在脱模组合物中最好为70％；外脱模剂的固含量为10％；蜡乳液中的蜡选自矿物蜡，乳化剂使用非离子型乳化剂聚氧化乙烯羧酸酯，脂肪酸酯类选亚油酸辛酯，磷酸酯(盐)类可以选十六烷基磷酸酯。
内脱模剂的原料组分为(A)蜡乳液，(B)脂肪酸酯类、磷酸酯类及其盐类中一种或两种的混合物，蜡乳液的重量在脱模组合物中最好为70％，脂肪酸酯类、磷酸酯类及其盐类中一种或两种的混合物重量在脱模组合物中最好为30％；内脱模剂的固含量为40％；蜡乳液中的蜡选自矿物蜡，乳化剂使用非离子型乳化剂聚氧化乙烯羧酸酯，脂肪酸酯类选亚油酸辛酯，磷酸酯(盐)类可以选十六烷基磷酸酯。
2.脱模组合物体系外脱模剂或内脱模剂的制备工艺(1)、蜡乳液的制备先将一定量的蜡类物质、水及乳化剂加入到乳化器中，在30min内升高温度到80-130℃，保持一定的温度，连续搅拌1-2小时后，高速搅拌10min，再低速搅拌，并通冷却水冷却到室温，静止贮存；(2)、脂肪酸酯类、磷酸酯类及其盐类中一种或两种的混合物的制备将一定量的亚油酸辛酯加入到反应器中，高速搅拌并升高温度到100-170℃，反应3-6小时，可制得均一的油状液体。将十六烷基磷酸酯和适量的水加入到油状液体，一定温度下搅拌1-2小时，可得到稳定的乳液；(3)、将蜡乳液加入到上述乳液中，搅拌一段时间，即得到贮存稳定的脱模剂乳液。
3.脱模效果的评价评价标准同实施例2。本发明并不局限于上述实施例子，其它不偏离本发明精神的实施例，通过一系列如以上实施例的实践，观察粘在金属压板上的刨花颗粒的情况，均可以得出上述评价脱模剂的脱模效果，从而实现本发明的发明目的。
权利要求
1.用于制备多异氰酸酯胶人造板的脱模组合物体系，其特征在于脱模组合物体系的外脱模剂或内脱模剂的原料组分为(A)蜡乳液，(B)脂肪酸酯类、磷酸酯类及其盐类中一种或两种的混合物。
2.按照权利要求1所述的用于制备多异氰酸酯胶人造板的脱模组合物体系，其特征在于脱模组合物体系外脱模剂的蜡乳液的重量在脱模组合物中不超过50％，脂肪酸酯类、磷酸酯类及其盐类中一种或两种的混合物重量在脱模组合物中不低于50％。
3.按照权利要求2所述的用于制备多异氰酸酯胶人造板的脱模组合物体系，其特征在于蜡乳液的重量在脱模组合物中最好为20-40％，脂肪酸酯类、磷酸酯类及其盐类中一种或两种的混合物重量在脱模组合物中最好为60-80％。
4.按照权利要求1或2或3所述的用于制备多异氰酸酯胶人造板的脱模组合物体系，其特征在于外脱模剂的固含量为1-20％。
5.按照权利要求1所述的用于制备多异氰酸酯胶人造板的脱模组合物体系，其特征在于脱模组合物体系内脱模剂的蜡乳液的重量在脱模组合物中不低于50％，脂肪酸酯类、磷酸酯类及其盐类中的一种酯类或两种酯类的混合物重量在脱模组合物中不高于50％。
6.按照权利要求5所述的用于制备多异氰酸酯胶人造板的脱模组合物体系，其特征在于蜡乳液的重量在脱模组合物中最好为60-80％，脂肪酸酯类、磷酸酯类及其盐类中一种或两种的混合物重量在脱模组合物中最好为20-40％。
7.按照权利要求1或5或6所述的用于制备多异氰酸酯胶人造板的脱模组合物体系，其特征在于内脱模剂的固含量为10-40％。
8.按照权利要求1所述的用于制备多异氰酸酯胶人造板的脱模组合物体系，其特征在于蜡乳液中的蜡选自植物蜡、动物蜡、矿物蜡、合成蜡及其它熔化点在40℃-170℃之间的蜡类；脂肪酸酯类选自油酸辛酯、硬脂酸辛酯、油酸丁酯、硬脂酸丁酯、亚油酸辛酯、亚油酸丁酯以及油酸/硬脂酸与丙烯酸甲酯/丙烯酸丁酯的共聚混合物；磷酸酯(盐)类可以选自磷酸二异辛酯、月桂基磷酸酯、二月桂基磷酸酯、十六烷基磷酸酯、双十六烷基磷酸酯、十八烷基磷酸酯、双十八烷基磷酸酯等以及对应的金属盐。
9.用于制备多异氰酸酯胶人造板的脱模组合物体系的制备工艺，其特征在于其脱模组合物体系的外脱模剂或内脱模剂制备包括以下步骤a、蜡乳液的制备；b、脂肪酸酯类、磷酸酯类及其盐类中的一种酯类或两种酯类的共聚混合物的制备；c、上述蜡乳液与共聚混合物混合得到脱模组合物体系外脱模剂。
10.按照权利要求9所述的用于制备多异氰酸酯胶人造板的外脱模剂的制备工艺，其特征在于所述的蜡乳液制备中的乳化剂可以使用阴离子型乳化剂、阳离子型乳化剂、非离子型乳化剂和两性乳化剂，蜡乳液与共聚混合物的混合可以预先做成乳液，再加入到蜡乳液中混合均匀，或者在制备蜡乳液阶段加入，最终得到贮存稳定的乳液。
全文摘要
本发明涉及用于制备多异氰酸酯胶人造板的脱模组合物体系及制备工艺，属化工制剂产品领域。外脱模剂(或内脱模剂)的原料组分(A)蜡乳液，(B)脂肪酸酯类、磷酸酯类及其盐类中一种或两种的混合物，蜡乳液的重量在脱模组合物中不超(不低)50％，脂肪酸酯类、磷酸酯类及其盐类中一种或两种的混合物重量在脱模组合物中不低(不超)50％。外脱模剂或内脱模剂的制备工艺a.蜡乳液的制备；b.脂肪酸酯类、磷酸酯类及其盐类中一种或两种的共聚混合物的制备；c.上述蜡乳液与共聚混合物混合得到脱模组合物体系外脱模剂或内脱模剂。本发明的脱模组合物体系在保证多异氰酸酯优异的粘合性能前提下，又能保证人造板从热压板表面或传送带表面完全脱模。
文档编号C10M137/00GK1546621SQ20031010575
公开日2004年11月17日 申请日期2003年11月29日 优先权日2003年11月29日
发明者杨西红, 于强, 孙大琴, 杨建业, 朱芸林, 叶明 , 丁凌 申请人:烟台万华聚氨酯股份有限公司