СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИГНОЦЕЛЛЮЛОЗНЫХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 2019 года по МПК B27N3/00 

Изобретение относится к способу изготовления однослойных или многослойных лигноцеллюлозных материалов, причем при смешивании компонентов однослойного лигноцеллюлозного материала, соответственно при смешивании компонентов сердцевинного слоя многослойного лигноцеллюлозного материала используют смесь (компонент А), содержащую a₁ органический изоцианат по меньшей мере с двумя изоцианатными группами или соответствующие смеси и а₂ органическую карбоновую кислоту, ангидрид карбоновой кислоты, хлорангидрид карбоновой кислоты или соответствующие смеси.

Из европейской заявки на патент ЕР-В-1852231 известен способ изготовления древесных материалов из продуктов измельчения лигноцелллюлоз и клея, причем к продуктам измельчения перед горячим прессованием добавляют по меньшей мере одну добавку (компонент С), выбранную из группы малеиновый ангидрид, фумаровую кислоту, акриловую кислоту, полиакрилаты, гомологи акриловой кислоты и смеси указанных веществ. При этом компонент С можно примешивать к волокнам после рафинера, например, совместно с вдуваемым клеем. В качестве клеев, в частности, упоминаются аминопласты, например, карбамидо-формальдегидные смолы, клеи на основе изоцианатов (полимерного МДИ) или соответствующая смесь.

Из международной заявки WO-A 2015/000913 известен способ изготовления лигноцеллюлозных материалов, согласно которому древесную стружку проклеивают связующим и отвердителем, причем отвердитель предпочтительно добавляют незадолго до использования связующего. В качестве связующих, в частности, упоминаются аминопласты, органические изоцианаты по меньшей мере с двумя изоцианатными группами (например, полимерный МДИ) или их смеси, а в качестве отвердителей любые известные специалистам отвердители или их смеси, в частности, карбоновые кислоты, сульфокислоты, фосфорная кислота, полифосфорная кислота или их соли, например, галогениды.

Однако технологические процессы, используемые для осуществления цитированных выше способов, оставляют желать лучшего.

С учетом вышеизложенного в основу настоящего изобретения была положена задача устранить указанные недостатки.

В соответствии с этим был найден новый, улучшенный, периодический или непрерывный, предпочтительно непрерывный способ изготовления однослойных или многослойных лигноцеллюлозных материалов, который включает следующие стадии:

(I) смешивание компонентов отдельных слоев,

(II) рассыпку приготовленной(-ых) на стадии (I) смеси(-ей) с целью формирования мата,

(III) при необходимости предварительное уплотнение сформированного посредством рассыпки мата и

(IV) горячее прессование при необходимости предварительно уплотненного мата,

причем в случае сердцевины многослойных лигноцеллюлозных материалов или в случае однослойных лигноцеллюлозных материалов на стадии (I) используют смесь (компонент А), содержащую:

a₁) от 50 до 99% масс., предпочтительно от 70 до 97% масс., особенно предпочтительно от 80 до 95% масс., в частности, от 85 до 92% масс. органического изоцианата по меньшей мере с двумя изоцианатными группами или соответствующих смесей,

a₂) от 1 до 50% масс., предпочтительно от 3 до 30% масс., особенно предпочтительно от 5 до 20% масс., в частности, от 8 до 15% масс. органической карбоновой кислоты, ангидрида карбоновой кислоты, хлорангидрида карбоновой кислоты или соответствующих смесей, и

а₃) от 0 до 49% масс., предпочтительно от 0 до 10% масс., особенно предпочтительно от 0 до 5% масс. вспомогательных компонентов или соответствующих смесей.

Кроме того, найден способ периодического или непрерывного изготовления однослойных или многослойных лигноцеллюлозных материалов, отличающийся тем, что компонент А используют в виде преимущественно безводной смеси.

Найден также периодический или непрерывный, предпочтительно непрерывный способ изготовления однослойных или многослойных лигноцеллюлозных материалов, который включает следующие стадии:

(I) смешивание компонентов отдельных слоев,

(II) рассыпку приготовленной(-ых) на стадии (I) смеси(-ей) с целью формирования мата,

(III) при необходимости предварительное уплотнение сформированного посредством рассыпки мата и

(IV) горячее прессование при необходимости предварительно уплотненного мата,

в соответствии с которым на стадии (I) в случае сердцевины многослойных лигноцеллюлозных материалов или в случае однослойных лигноцеллюлозных материалов частицы лигноцеллюлозы (компонент LCP-1) смешивают с

a) от 0,01 до 20% масс., предпочтительно от 0,05 до 5% масс., особенно предпочтительно от 0,1 до 1% масс., в частности, от 0,15 до 0,75% масс. смеси (компонентом А), содержащей:

a₁) от 50 до 99% масс., предпочтительно от 70 до 97% масс., особенно предпочтительно от 80 до 95% масс., в частности, от 85 до 92% масс. органического изоцианата по меньшей мере с двумя изоцианатными группами или соответствующих смесей,

a₂) от 1 до 50% масс., предпочтительно от 3 до 30% масс., особенно предпочтительно от 5 до 20% масс., в частности, от 8 до 15% масс. органического ангидрида карбоновой кислоты с 4-15 атомами углерода, или соответствующих смесей, и

а₃) от 0 до 49% масс., предпочтительно от 0 до 10% масс., особенно предпочтительно от 0 до 5% масс. вспомогательных компонентов или соответствующих смесей,

b) от 0 до 25% масс., предпочтительно от 0 до 20% масс., особенно предпочтительно от 0 до 10% масс., в частности, 0% масс. вспененных полимерных частиц с насыпной плотностью в диапазоне от 10 до 150 кг/м³ (компонентом В),

c) от 1 до 50% масс., предпочтительно от 3 до 30% масс., особенно предпочтительно от 5 до 15% масс. связующего, выбранного из группы аминопластов, фенопластов и их смеси (компонентом С-1), и от 0 до 3% масс., предпочтительно от 0 до 1% масс., особенно предпочтительно от 0 до 0,1% масс. органического изоцианата по меньшей мере с двумя изоцианатными группами (компонентом С-2),

d) от 0 до 5% масс., предпочтительно от 0,01 до 0,5% масс., особенно предпочтительно от 0,1 до 0,5% масс. отвердителя (компонентом D), и

e) от 0 до 5% масс., предпочтительно от 0,5 до 4% масс., особенно предпочтительно от 1 до 3% масс. добавки (компонентом Е),

а в случае покровных слоев многослойных лигноцеллюлозных материалов частицы лигноцеллюлозы (компонент LCP-2) смешивают с

f) от 0 до 20% масс., предпочтительно от 0 до 1% масс., особенно предпочтительно от 0 до 0,5% масс., в частности, от 0 до 0,1% масс. смеси (компонентом F), содержащей:

f₁) от 50 до 99% масс., предпочтительно от 70 до 97% масс., особенно предпочтительно от 80 до 95% масс., в частности, от 85 до 92% масс. органического изоцианата по меньшей мере с двумя изоцианатными группами или соответствующих смесей,

f₂) от 1 до 50% масс., предпочтительно от 3 до 30% масс., особенно предпочтительно от 5 до 20% масс., в частности, от 8 до 15% масс. органического ангидрида карбоновой кислоты, ангидрида карбоновой кислоты с 4-15 атомами углерода или соответствующих смесей, и

f₃) от 0 до 49% масс., предпочтительно от 0 до 10% масс., особенно предпочтительно от 0 до 5% масс. вспомогательных компонентов или соответствующих смесей,

g) от 1 до 30% масс., предпочтительно от 2 до 20% масс., особенно предпочтительно от 3 до 15% масс. связующего, выбранного из группы аминопластов, фенопластов, основанного на белке связующего, другого основанного на полимере связующего и их смесей (компонентом G), и при необходимости содержащего органический изоцианат по меньшей мере с двумя изоцианатными группами

h) от 0 до 5% масс., предпочтительно от 0,01 до 0,5% масс., особенно предпочтительно от 0,1 до 0,5% масс. отвердителя (компонентом Н) и

i) от 0 до 5% масс., предпочтительно от 0,5 до 4% масс., особенно предпочтительно от 1 до 3% масс. добавки (компонентом I),

причем способ отличается тем, что на стадии (I) компонент А и

- компонент С-1, соответственно

- смесь компонента С-1 с одним или несколькими компонентами, выбранными из группы компонентов С-2, D и Е,

наносят на частицы лигноцеллюлозы

(1) отдельно друг от друга или

(2) в виде смеси в течение промежутка времени после ее приготовления, составляющего от 0,1 до 3600 секунд, предпочтительно от 0,1 до 300 секунд, особенно предпочтительно от 0,1 до 60 секунд, в частности, от 0,1 до 10 секунд, еще более предпочтительно от 0,1 до 2 секунд.

Кроме того, найден периодический или непрерывный, предпочтительно непрерывный способ изготовления однослойных или многослойных лигноцеллюлозных материалов, который отличается тем, что компонент А используют в виде преимущественно безводной смеси.

Определение смеси «преимущественно безводная» в данном случае означает, что она содержит от 0 до 1% масс., предпочтительно от 0 до 0,1% масс., особенно предпочтительно от 0 до 0,01% масс., еще более предпочтительно от 0 до 0,001% масс. воды, в частности, 0% масс. воды.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения массовое отношение компонента А к компоненту С-1 находится в интервале от 0,001:1 до 1:1, предпочтительно от 0,01:1 до 0,2:1, особенно предпочтительно от 0,03:1 до 0,1:1.

Количества компонентов А-Е и F-I в массовых процентах (% масс.) указывают в пересчете на сухую массу частиц лигноцеллюлозы. Под сухой массой частиц лигноцеллюлозы подразумевают массу частиц лигноцеллюлозы без учета содержащейся в них воды. Данный показатель называют также массой в абсолютно сухом состоянии. В случае использования компонентов А-Е и F-I в водной форме (например, в виде водных растворов или эмульсий) присутствие в них воды при указании соответствующих массовых данных не учитывается. Так, например, в случае использования в качестве компонента Н 5 кг 30%-ного раствора нитрата аммония на 100 кг частиц лигноцеллюлозы (сухой массы) сухая масса нитрата аммония составляет 1,5% масс. Массовые количества аминопластов или фенопластов указывают в пересчете на содержащееся в них твердое вещество. Для определения содержания твердого вещества в аминопластах или фенопластах взятую в чашке весов навеску смолы (1 G в течение двух часов сушат в сушильном шкафу при 120°С+/-2К и взвешивают остаток после термостатирования при комнатной температуре в эксикаторе (Zeppenfeld, Grunwald, Klebstoffe in der Holz-und , издательство DRW, 2-е издание, 2005, с. 286).

Все слои дополнительно содержат воду, которая не учитывается при указании массовых данных.

Присутствие воды может быть обусловлено остаточной влажностью содержащих лигноцеллюлозу частиц LCP-1, соответственно LCP-2, наличием воды в связующих С-1, С-2, соответственно G-1, G-2 (например, если изоцианатсодержащее связующее находится в виде водной эмульсии или в случае использования водных аминопластов), дополнительно добавляемой водой (например, с целью разбавления связующих или увлажнения покровных слоев), наличием воды в добавках Е, соответственно I (например, в водных парафиновых эмульсиях), наличием воды в отвердителях D, соответственно Н (например, в водных растворах солей аммония) или наличием воды во вспененных полимерных частицах В (например, в случае если эти частицы вспенивают посредством водяного пара). Содержание воды в отдельных слоях может достигать 20% масс., то есть может находиться в диапазоне от 0 до 20% масс., предпочтительно от 2 до 15% масс., особенно предпочтительно от 4 до 10% масс. (соответственно в пересчете на 100% масс. общей сухой массы). Содержание воды в покровных слоях DS-A и DS-C предпочтительно выше, чем в сердцевине Kern-B.

Многослойные лигноцеллюлозные материалы обладают следующей типичной структурой:

(A) покровный слой DS-A (верхний покровный слой),

(B) сердцевина (Kern-B),

(C) покровный слой DS-C (нижний покровный слой),

причем покровные слои DS-A и DS-C соответственно могут состоять из одного слоя или нескольких (от одного до пяти, предпочтительно от одного до трех, особенно предпочтительно от одного до двух) слоев, обладающих разным составом, и причем покровные слои DS-A и DS-C обладают одинаковым или разным составом, предпочтительно одинаковым составом.

Однослойные лигноцеллюлозные материалы состоят только из одного слоя, который соответствует сердцевине Kern-B, причем подобные материалы не имеют ни покровного слоя DS-A, ни покровного слоя DS-C.

Предпочтительными являются многослойные лигноцеллюлозные материалы, а еще более предпочтительными трехслойные лигноцеллюлозные материалы, которые состоят из сердцевины, одного верхнего покровного слоя и одного нижнего покровного слоя.

Помимо покровных слоев многослойный лигноцеллюлозный материал может включать дополнительные наружные защитные слои, предпочтительно два дополнительных наружных защитных слоя, а именно верхний защитный слой, который примыкает к покровному слою DS-A (в случае одного слоя DS-A), соответственно к самому верхнему из верхних покровных слоев DS-A (в случае нескольких слоев DS-A), а также нижний защитный слой, который примыкает к покровному слою DS-C (в случае одного подобного слоя), соответственно к самому нижнему из нижних покровных слоев DS-C (в случае нескольких слоев DS-C), причем подобные защитные слои могут обладать любым составом.

Толщина подобных защитных слоев гораздо меньше толщины покровных слоев. Массовое соотношение между защитными слоями и покровными слоями составляет менее 10:90, предпочтительно менее 5:95. Еще более предпочтительным является отсутствие защитных слоев.

Однослойный лигноцеллюлозный материал помимо слоя Kern-B может содержать наружные защитные слои, предпочтительно два дополнительных наружных защитных слоя, а именно верхний защитный слой и нижний защитный слой, которые примыкают к слою Kern-B и могут обладать любым составом. Массовое соотношение между защитными слоями и слоем Kern-B составляет менее 5:95, предпочтительно менее 2:98. Еще более предпочтительным является отсутствие защитных слоев.

В качестве однослойных или многослойных лигноцеллюлозных материалов пригодны, например, выполненные из частиц лигноцеллюлозы изделия в виде бруса или плит, причем предпочтительными являются выполненные из частиц лигноцеллюлозы изделия в виде плит.

Предлагаемый в изобретении способ изготовления лигноцеллюлозных материалов включает следующие стадии:

(I) смешивание компонентов отдельных слоев,

(II) рассыпку приготовленной(-ых) на стадии (I) смеси(-ей) с целью формирования мата,

(III) при необходимости предварительное уплотнение сформированного посредством рассыпки мата и

(IV) горячее прессование при необходимости предварительно уплотненного мата.

Компоненты, количество которых может составлять также 0% масс., содержатся в лигноцеллюлозных материалах, соответственно указываемых в настоящем описании смесях лишь при необходимости.

Ниже предлагаемый в изобретении способ рассматривается более подробно.

Стадия (I) - смешивание компонентов отдельных слоев

Компоненты LCP-1, А, В, С-1, С-2, D и Е (входящие в состав сердцевины) и при необходимости компоненты LCP-2, F, G-1, G-2, Н и I (входящие в состав покровных слоев) смешивают, реализуя соответствующие отдельные процессы смешивания, причем как правило соответственно загружают частицы лигноцеллюлозы (компонент LCP-1, соответственно при необходимости компонент LCP-2) и в желаемой последовательности добавляют остальные компоненты А, В, С-1, С-2, D и Е, соответственно при необходимости F, G-1, G-2, Н и I.

Возможным является также использование смесей отдельных компонентов А, В, С-1, С-2, D и Е: так, например, можно смешать компоненты D и Е, прежде чем оба эти компонента совместно примешать к частицам лигноцеллюлозы LCP-1. При этом компоненты А, В, С-1, С-2, D и Е можно разделять на порции и в разные моменты времени примешивать эти порции (по отдельности или в смеси с тем или иным другим компонентом) к частицам лигноцеллюлозы LCP-1. В случае если разделяемый на порции компонент состоит из нескольких разных веществ, отдельные порции могут обладать отличающимся друг от друга составом. Аналогичные возможности существуют также для компонентов F, G-1, G-2, Н и I покровных слоев многослойных древесных материалов.

В предпочтительном варианте выполняют приготовление только одной смеси для покровных слоев, которую с целью формирования обоих покровных слоев разделяют на части в соответствии с массовым соотношением этих покровных слоев.

Кроме того, компоненты LCP-1, соответственно LCP-2, могут представлять собой смеси частиц разных сортов древесины и/или смеси частиц разного размера. В предпочтительном варианте осуществления изобретения в случае многослойных древесных материалов средний размер частиц компонента LCP-1 превышает средний размер частиц компонента LCP-2.

Смешивание компонентов сердцевины

Компонент С-1, при необходимости смешанный на отдельной стадии с одним или несколькими компонентами, выбранными из группы, включающей компоненты С-2, D и Е, и компонент А можно добавлять к частицам лигноцеллюлозы LCP-1, соответственно к смеси частиц лигноцеллюлозы LCP-1 с другими компонентами

(1) раздельно или

(2) в виде смеси,

предпочтительно в виде смеси.

(1) Раздельное добавление

Под раздельным добавлением подразумевается независимое друг от друга добавление компонента С-1 (соответственно смеси компонента С-1 с одним или несколькими компонентами, выбранными из группы, включающей компоненты С-2, D и Е) и компонента А к частицам лигноцеллюлозы LCP-1, соответственно к смеси частиц лигноцеллюлозы LCP-1 с другими компонентами, реализуемое посредством отдельных устройств для нанесения компонентов, например, форсунок или тарельчатых питателей. Используемые при этом устройства могут быть упорядочены в пространстве или могут включаться во времени таким образом, чтобы добавление компонента С-1 (соответственно смеси компонента С-1 с одним или несколькими компонентами, выбранными из группы, включающей компоненты С-2, D и Е) и добавление компонента А могли быть реализованы в желаемой последовательности. Устройства для нанесения предпочтительно упорядочены таким образом, чтобы компонент С-1 (соответственно смесь компонента С-1 с одним или несколькими компонентами, выбранными из группы, включающей компоненты С-2, D и Е) и компонент А можно было добавлять к смеси частиц лигноцелллюлозы LCP-1 с другими компонентами одновременно. Подобный вариант как правило реализуют благодаря тому, что соответствующие устройства находятся в непосредственной пространственной близости друг от друга. При этом в предпочтительном варианте осуществления изобретения устройства для нанесения могут быть ориентированы также таким образом, чтобы компоненты частично или полностью смешивались друг с другом уже на пути от соответствующего устройства к частицам лигноцелллюлозы LCP-1.

(2) Добавление в виде смеси

Добавление в виде смеси можно осуществлять, например, посредством подачи компонента С-1 (соответственно смеси, содержащей компонент С-1) и компонента А из отдельных резервуаров в смеситель, например, в смесительный резервуар или статический смеситель, причем полученную в смесителе смесь затем добавляют к частицам лигноцеллюлозы LCP-1, соответственно к смеси частиц лигноцеллюлозы LCP-1 с другими компонентами, в течение промежутка времени, составляющего от 0,1 до 3600 секунд, предпочтительно от 0,1 до 300 секунд, особенно предпочтительно от 0,1 до 60 секунд, в частности, от 0,1 до 10 секунд, еще более предпочтительно от 0,1 до 2 секунд. Речь при этом идет о промежутке времени между моментом контактирования компонента С-1 (соответственно содержащей компонент С-1 смеси) с компонентом А в смесителе и моментом контактирования смеси, содержащей компонент С-1 и компонент А, с частицами лигноцеллюлозы LCP-1. Добавление смеси к частицам лигноцеллюлозы LCP-1, соответственно к смеси частиц лигноцеллюлозы LCP-1 с другими компонентами, можно осуществлять посредством обычных устройств для нанесения, например, форсунок или тарельчатых питателей.

Компоненты С-2, D и Е можно разделять также на частичные количества. Соответствующие частичные количества можно добавлять в разные моменты времени, а также в виде смесей с различными компонентами.

Варианты раздельного добавления (1)

Например, можно загрузить компонент LCP-1, смешать его с компонентом С (в данном случае и ниже имеется в виду смешивание компонента LCP-1 с компонентом С-1, с обоими компонентами С-1 и С-2 или в желаемой последовательности с каждым из компонентов С-1 и С-2) и после этого:

- добавить компонент D, затем компоненты В и Е (в совокупности или в желаемой последовательности, предпочтительно сначала компонент В), а затем компонент А,

- добавить компонент D, затем компонент А, а затем компоненты В и Е (в совокупности или в желаемой последовательности), добавить компоненты В, D и Е (в совокупности или в желаемой последовательности, предпочтительно сначала компонент В), затем компонент А, а затем компоненты В, D и Е (в совокупности или в желаемой последовательности, предпочтительно сначала компонент В), или

- добавить компоненты А и D (в совокупности или в желаемой последовательности, предпочтительно сначала компонент А), а затем компоненты В и Е (в совокупности или в желаемой последовательности).

Например, можно загрузить компонент LCP-1, смешать его с компонентом С и компонентом D (с их совокупностью или в желаемой последовательности с каждым из них) и после этого:

- добавить компоненты В и Е (в совокупности или в желаемой последовательности, предпочтительно сначала компонент В), а затем компонент А, или

- добавить компонент А, затем компоненты В и Е (в совокупности или в желаемой последовательности, предпочтительно сначала компонент В).

Например, можно загрузить компонент LCP-1, смешать его с компонентом В, а затем с компонентом С, и после этого:

- добавить компонент D, затем компонент А, а затем компонент Е,

- добавить компоненты D и Е (в совокупности или в желаемой последовательности, предпочтительно сначала компонент D), а затем компонент А,

- добавить компоненты А и D (в совокупности или в желаемой последовательности, предпочтительно сначала компонент D), а затем компонент Е, или

- добавить компонент А, а затем компоненты D и Е (в совокупности или в желаемой последовательности, предпочтительно сначала компонент Е).

Например, можно загрузить компонент LCP-1, смешать его с компонентом В, компонентом С и компонентом D (с их совокупностью или в желаемой последовательности с каждым из них) и после этого:

- добавить компонент А, а затем компонент Е, или

- добавить компонент Е, а затем компонент А.

Например, можно загрузить компонент LCP-1, смешать его с компонентом Е, а затем с компонентом С, и после этого:

- добавить компонент D, затем компоненты В и А (в совокупности или в желаемой последовательности, предпочтительно сначала компонент А, а затем компонент В), или

- в совокупности или в желаемой последовательности добавить компоненты В, А и D (предпочтительно сначала добавить компонент А, а затем компоненты В и D в совокупности или в желаемой последовательности).

Например, можно загрузить компонент LCP-1, смешать его с компонентом В, а затем с компонентом С и компонентом D (с их совокупностью или в желаемой последовательности с каждым из них) и после этого:

- добавить компонент А, а затем компонент Е, или

- добавить компонент Е, а затем компонент А.

Например, можно загрузить компонент LCP-1, смешать его с компонентом В и компонентом Е (с их совокупностью или в желаемой последовательности с каждым из них), а затем с компонентом С, и после этого:

- добавить компоненты А и D (в совокупности или в желаемой последовательности, предпочтительно сначала компонент А, а затем компонент D).

Например, можно загрузить компонент LCP-1, смешать его с компонентом В и компонентом Е (с их совокупностью или в желаемой последовательности с каждым из них), а затем с компонентом С и компонентом D (с их совокупностью или в желаемой последовательности с каждым из них), и после этого:

- добавить компонент А.

Например, можно загрузить компонент LCP-1, смешать его с компонентом С, компонентом А и компонентом D (с их совокупностью или в желаемой последовательности с каждым из них) и после этого:

- добавить компоненты В и Е (в совокупности или в желаемой последовательности, предпочтительно сначала компонент В).

Например, можно загрузить компонент LCP-1, смешать его с компонентом В и после этого:

- добавить компоненты С и D (в совокупности или в желаемой последовательности), затем компонент А, а затем компонент Е,

- добавить компоненты С, D и Е (в совокупности или в желаемой последовательности, предпочтительно в виде общей смеси компонентов С, D и Е), а затем компонент А, или

- добавить компонент А, а затем компоненты С, D и Е (в совокупности или в желаемой последовательности, предпочтительно в виде общей смеси компонентов С, D и Е).

В предпочтительном варианте LCP-1 загружают совместно с компонентом В и смешивают с компонентом С-1, затем с компонентами С-2, D и Е (с их сокупностью или в желаемой последовательности с каждым из них), а затем с компонентом А; или LCP-1 загружают совместно с компонентом В и смешивают с компонентами С-1 и D (с их совокупностью или в желаемой последовательности с каждым из них), затем с компонентом А, а затем с компонентами С-2 и Е (с их совокупностью или в желаемой последовательности с каждым из них); или LCP-1 загружают при необходимости совместно с компонентом В и смешивают с компонентами С-1, С-2, D и Е (с их совокупностью или в желаемой последовательности с каждым из них), а затем с компонентом А; или LCP-1 загружают при необходимости совместно с компонентом В и смешивают с компонентом А, а затем с компонентами С-1, С-2, D и Е (с их совокупностью или в желаемой последовательности с каждым из них); или LCP-1 загружают совместно с компонентом В и смешивают с компонентом Е, затем с компонентом А, а затем с компонентами С-1, С-2 и D (с их совокупностью или в желаемой последовательности с каждым из них); или LCP-1 загружают совместно с компонентом В и смешивают с компонентом С-2, затем с компонентом А, а затем с компонентами С-1, D и Е (с их совокупностью или в желаемой последовательности с каждым из них).

В особенно предпочтительном варианте LCP-1 загружают совместно с компонентом В и смешивают с компонентами С-1 и D (с их совокупностью или в желаемой последовательности с каждым из них), затем с компонентом А, а затем с компонентами С-2 и Е (с их совокупностью или в желаемой последовательности с каждым из них); или LCP-1 загружают совместно с компонентом В и смешивают с компонентами С-1, С-2, D и Е (с их совокупностью или в желаемой последовательности с каждым из них), а затем с компонентом А; или LCP-1 загружают совместно с компонентом В, смешивают с компонентом А, а затем с компонентами С-1, С-2, D и Е (с их совокупностью или в желаемой последовательности с каждым из них).

Варианты добавления в виде смеси (2)

Например, можно загрузить компонент LCP-1, смешать его с компонентом В, а затем выполнить последовательное добавление:

- смеси компонента С-1 с компонентом А,

- компонента С-2 и

- компонентов D и Е (в совокупности или в желаемой последовательности).

Например, можно загрузить компонент LCP-1, смешать его с компонентом В, а затем выполнить последовательное добавление:

- смеси компонента С-1 с компонентом А,

- компонентов D и Е (в совокупности или в желаемой последовательности), и

- компонента С-2.

Например, можно загрузить компонент LCP-1, смешать его с компонентом В, а затем выполнить последовательное добавление:

- компонентов D и Е (в совокупности или в желаемой последовательности),

- смеси компонента С-1 с компонентом А и

- компонента С-2.

Например, можно загрузить компонент LCP-1, смешать его с компонентом В, а затем выполнить последовательное добавление:

- компонентов D и Е (в совокупности или в желаемой последовательности),

- компонента С-2 и

- смеси компонента С-1 с компонентом А.

Например, можно загрузить компонент LCP-1, смешать его с компонентом В, а затем выполнить последовательное добавление:

- компонента С-2,

- смеси компонента С-1 с компонентом А и

- компонентов D и Е (в совокупности или в желаемой последовательности).

Например, можно загрузить компонент LCP-1, смешать его с компонентом В, а затем выполнить последовательное добавление:

- компонента С-2,

- компонентов D и Е (в совокупности или в желаемой последовательности) и

- смеси компонента С-1 с компонентом А.

Например, можно загрузить компонент LCP-1, смешать его с компонентом В, а затем выполнить последовательное добавление:

- смеси компонентов С-1, D и А, и

- компонентов С-2 и Е (в совокупности или в желаемой последовательности).

В предпочтительном варианте осуществления изобретения, например, можно загрузить компонент LCP-1, смешать его с компонентом В, а затем выполнить последовательное добавление:

- компонента Е,

- смеси компонентов С-1, D и А, и

- компонента С-2.

Например, можно загрузить компонент LCP-1, смешать его с компонентом В, а затем выполнить последовательное добавление:

- компонентов С-2 и Е (в совокупности или в желаемой последовательности) и

- смеси компонентов С-1, D и А.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения, например, можно загрузить компонент LCP-1, смешать его с компонентом В, а затем выполнить последовательное добавление:

- компонента С-2,

- смеси компонента С-1, D и А, и

- компонента Е.

Например, можно загрузить компонент LCP-1, смешать его с компонентом В, а затем выполнить последовательное добавление:

- компонента С-2 и

- смеси компонентов С-1, D, Е и А.

Например, можно загрузить компонент LCP-1, смешать его с компонентом В, а затем выполнить последовательное добавление:

- смеси компонентов С-1, D, Е и А, и

- компонента С-2.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения, например, можно загрузить компонент LCP-1, смешать его с компонентом В, а затем выполнить последовательное добавление:

- части компонента Е,

- смеси компонентов С-1, D, А и части компонента Е, и

- компонента С-2.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения, например, можно загрузить компонент LCP-1, смешать его с компонентом В, а затем выполнить последовательное добавление:

- компонента С-2,

- смеси компонентов С-1, D, А и части компонента Е, и

- части компонента Е.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения, например, можно загрузить компонент LCP-1, смешать его с компонентом В, а затем выполнить последовательное добавление:

- части компонента Е и части компонента D (в совокупности или в желаемой последовательности),

- смеси компонентов С-1, А, части компонента D и части компонента Е, и

- компонента С-2.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения, например, можно загрузить компонент LCP-1, смешать его с компонентом В, а затем выполнить последовательное добавление:

- компонента С-2,

- смеси компонентов С-1, А, части компонента D и части компонента Е, и

- части компонента Е и части компонента D (в совокупности или в желаемой последовательности).

Смешивание компонентов покровных слоев

Компонент G-1, при необходимости смешанный на отдельной стадии с одним или несколькими компонентами, выбранными из группы, включающей компоненты G-2, Н и I, и компонент F можно добавлять к частицам лигноцеллюлозы LCP-2, соответственно к смеси частиц лигноцеллюлозы LCP-2 с другими компонентами,

(1) раздельно или

(2) в виде смеси,

предпочтительно в виде смеси.

Под раздельным добавлением (1) и добавлением в виде смеси (2) в данном случае подразумеваются технологические операции, аналогичные описанным выше для смеси компонента С-1 (соответственно смеси, содержащей С-1) и компонента А.

Компоненты G-2, Н и I можно разделять также на частичные количества. Соответствующие частичные количества можно добавлять в разные моменты времени и к смеси(-ям) разных компонентов.

Например, можно загрузить компонент LCP-2, смешать его с компонентом G (в данном случае и ниже имеется в виду смешивание компонента LCP-2 с компонентом G-1, с обоими компонентами G-1 и G-2 или в желаемой последовательности с каждым из них) и после этого добавить:

- компонент Н, затем компонент F, а затем компонент I,

- компоненты Н и I (в виде смеси или в желаемой последовательности), затем компонент I, а затем компонент F, или

- компоненты F и Н (в виде смеси или в желаемой последовательности), а затем компонент I.

Например, можно загрузить компонент LCP-2, смешать его с компонентом G и компонентом Н (с их совокупностью или в желаемой последовательности с каждым из них), и после этого добавить:

- компонент F, а затем компонент I, или

- компонент I, а затем компонент F.

Например, можно загрузить компонент LCP-2, смешать его с компонентом I, а затем с компонентом G, и после этого добавить:

- компонент Н, а затем компонент F,

- компоненты F и Н (в виде смеси или в желаемой последовательности, предпочтительно сначала компонент F, а затем компонент Н) или

- компоненты F и Н (в виде смеси или в желаемой последовательности).

Например, можно загрузить компонент LCP-2 и после этого добавить:

- компонент F, а затем компоненты G, Н и I (в совокупности или в желаемой последовательности, предпочтительно в виде общей смеси), или

- компоненты G, Н и I (в совокупности или в желаемой последовательности, предпочтительно в виде общей смеси), а затем компонент F.

В особенно предпочтительном варианте загружают компонент LCP-2, смешивают его с компонентами G и Н (с их совокупностью или в желаемой последовательности с каждым из них), затем с компонентом F, а затем с компонентом I; или загружают компонент LCP-2 и смешивают его с компонентами G, Н и I (с их совокупностью или в желаемой последовательности с каждым из них), а затем с компонентом G; или загружают компонент LCP-2 и смешивают его с компонентом F, а затем с компонентами G, Н и I (с их совокупностью или в желаемой последовательности с каждым из них).

Смешивание компонентов А-Е с компонентом LCP-1, или компонентов F-I с компонентом LCP-2 можно осуществлять известными из деревоперерабатывающей промышленности методами, например, описанными в М. Dunky, P. Niemz, Holzwerkstoffe und Leime, cc. 118-119, 145, издательство Springer, Гейдельберг, 2002.

Смешивание можно осуществлять посредством распыления компонентов или смесей компонентов на содержащие лигноцеллюлозу частицы на соответствующих устройствах, например, высокоскоростных ротационных клеенаносящих станках с подачей клея через пустотелый вал (внутренняя подача клея) или с внешней подачей клея посредством форсунок.

В случае если в качестве компонента LCP-1, или компонента LCP-2, используют лигноцеллюлозные волокна, распыление можно осуществлять также в продувном трубопроводе после рафинера.

В случае если в качестве компонента LCP-1, или компонента LCP-2 используют лигноцеллюлозные полосы (длинномерную узкую стружку), распыление как правило реализуют в крупногабаритных низкоскоростных смесителях.

Смешивание можно осуществлять также посредством распыления в ссыпной шахте, например, как описано в немецкой заявке на патент DE 10247412 А1 или DE 10104047 А1, или посредством распыления «занавеса» из частиц лигноцеллюлозы в соответствии с технологией Evojet фирмы Dieffen-bacher GmbH.

Стадия (II) - рассыпка приготовленной(-ых) на стадии i) смеси(-ей) с целью формирования мата

В случае однослойного лигноцеллюлозного материала для формирования мата выполняют рассыпку полученной на стадии (I) смеси компонентов LCP-1, A, B, C, D и E.

В случае многослойного лигноцеллюлозного материала для формирования мата выполняют последовательную рассыпку приготовленных на предыдущей стадии смесей компонентов LCP-1, А, В, С, D и Е и смесей компонентов LCP-2, G, Н и I таким образом, чтобы была сформирована предлагаемая в изобретении типичная структура многослойных лигноцеллюлозных материалов (А), (В), (С). При этом посредством рассыпки как правило формируют нижний покровный слой, соответственно нижние покровные слои (начиная с наружного нижнего покровного слоя до ближайшего к сердцевине нижнего покровного слоя), поверх нижних покровных слоев формируют сердцевинный слой, и, в заключение, формируют верхние покровные слои (начиная с ближайшего к сердцевине верхнего покровного слоя до наружного верхнего покровного слоя). В предпочтительном варианте посредством рассыпки формируют нижний покровный слой, поверх него сердцевинный слой и, в заключение, верхний покровный слой. Сердцевинный слой можно формировать посредством рассыпки, выполняемой на одной или нескольких ступенях, предпочтительно на двух ступенях.

При этом рассыпку смесей как правило выполняют непосредственно на подложку, например, на формирующй транспортер.

Рассыпку можно выполнять известными методами, в частности, методом инерционной сепарации, методом воздушной сепарации или, например, посредством валковых систем (смотри, например, М. Dunky, P. Niemz, Holz-Werkstoffe und Leime, cc. 119-121, издательство Springer, Гейдельберг, 2002), периодически или непрерывно, предпочтительно непрерывно.

Стадия (III) - при необходимости выполняемое предварительное уплотнение сформированного посредством рассыпки мата

После рассыпки каждого отдельного слоя можно выполнять его предварительное уплотнение. В случае изготовления многослойных лигноцеллюлозных материалов предварительное уплотнение как правило можно выполнять после рассыпки каждого отдельного слоя, однако предварительное уплотнение предпочтительно осуществляют после последовательной рассыпки всех слоев.

Предварительное уплотнение можно осуществлять известными специалистам методами, например, описанными в М. Dunky, P. Niemz, Holz-werkstoffe und Leime, издательство Springer, Гейдельберг, 2002, с. 819; Н.-J. Deppe, K. Ernst, MDF - Mitteldichte Faserplatte, издательство DRW, 1996, cc. 44, 45, 93; а также в справочнике A. , F. Scholz, Taschenbuch der Hoiztechnik, издательство Fachbuchverlag, Лейпциг, 2012, с. 219.

Во время или после предварительного уплотнения и перед реализацией стадии (IV) к мату на стадии предварительного нагревания можно подводить энергию от одного или нескольких любых источников энергии. Пригодными источниками энергии являются горячий воздух, водяной пар, паровоздушные смеси или электроэнергия (высокочастотное высоковольтное поле или микроволны). При этом сердцевина мата нагревается до температуры от 40 до 130°С, предпочтительно от 50 до 100°С, особенно предпочтительно от 55 до 75°С. В случае многослойных лигноцеллюлозных материалов предварительное нагревание водяным паром и паровоздушными смесями можно осуществлять также таким образом, чтобы нагревались только покровные слои, а сердцевина не нагревалась. В случае многослойных лигноцеллюлозных материалов нагреванию предпочтительно подлежит также сердцевина.

В случае если предварительное нагревание реализуют после предварительного уплотнения, упругое деформирование мата в процессе нагревания может быть предотвращено благодаря тому, что нагревание выполняют в ограниченном сверху и снизу пространстве. Соответствующие ограничительные поверхности выполнены таким образом, чтобы сохранялась возможность подвода энергии. Так, например, можно использовать перфорированные полимерные ленты или стальные сетки, которые допускают возможность пропускания горячего воздуха, водяного пара или паро-воздушных смесей. Ограничительные поверхности при необходимости выполнены таким образом, чтобы они оказывали на мат давление, достаточное для предотвращения упругого деформирования мата в процессе его нагревания.

Как правило предварительное нагревание после предварительного уплотнения не выполняют, то есть сформированный на стадии рассыпки мат после реализации стадии (III) обладает более низкой или такой же температурой, как до реализации этой стадии.

Уплотнение можно осуществлять на одной, двух или более ступенях.

Предварительное уплотнение как правило выполняют при давлении от 1 до 30 бар, предпочтительно от 2 до 25 бар, особенно предпочтительно от 3 до 20 бар.

Стадия (IV) - горячее прессование предварительно уплотненного мата

На стадии (IV) вследствие прикладывания давления прессования происходит (дополнительное) уменьшение толщины мата. При этом благодаря подводу энергии температура мата повышается. В наиболее простом варианте к мату прикладывают постоянное давление прессования и одновременно нагревают его посредством источника энергии постоянной мощности. Однако подвод энергии и уплотнение посредством давления прессования можно осуществлять в соответствующие разные моменты времени, а также в несколько ступеней. Энергию на стадии (IV) как правило подводят:

a) посредством прикладывания высокочастотного электрического поля и/или

b) посредством горячего прессования, то есть теплопередачи от нагреваемых поверхностей, например, поддонов, к мату в процессе прессования,

причем предпочтительным является горячее прессование b).

a) Подвод энергии посредством прикладывания высокочастотного электрического поля

При подводе энергии посредством прикладывания высокочастотного электрического поля мат нагревают таким образом, чтобы после выключения высокочастотного электрического поля на стадии (IV) слой сердцевины обладал температурой выше 90°С, причем указанная температура должна достигаться в течение промежутка времени, отсчитываемого с момента прикладывания высокочастотного электрического поля, составляющего менее 40 секунд, предпочтительно менее 20 секунд, особенно предпочтительно менее 12,5 секунд, в частности, менее 7,5 секунд, соответственное расчете на миллиметр толщины «d» плиты («d» означает толщину плиты после реализации стадии (IV).

Температура сердцевины после отключения высокочастотного электрического поля составляет по меньшей мере 90°С, то есть от 90 до 170°С, предпочтительно по меньшей мере 100°С, то есть от 100 до 170°С, особенно предпочтительно по меньшей мере 110°С, то есть от 110 до 170°С, в частности, по меньшей мере 120°С, то есть от 120 до 170°С.

Под прикладываемым высокочастотным электрическим полем подразумевается микроволновое излучение или высокочастотное электрическое поле, возникающее между двумя пластинами плоского конденсатора после прикладывания высокочастотного переменного напряжения.

В особенно предпочтительном варианте осуществления изобретения сначала может быть реализована стадия уплотнения, а затем выполнено нагревание посредством прикладывания высокочастотного переменного высоковольтного поля. Данный процесс можно осуществлять в непрерывном или периодическом режиме, предпочтительно в непрерывном режиме.

При этом перемещение сформированного посредством рассыпки и уплотненного мата в промежуточной зоне между параллельно упорядоченными плоскими конденсаторами можно осуществлять посредством ленточного транспортера.

Устройство, позволяющее в одной и той же машине реализовать процесс непрерывного нагревания посредством прикладывания высокочастотного электрического поля после уплотнения, описано, например, в международной заявке WO-A-97/28936.

Нагревание непосредственно после реализации стадии уплотнения можно осуществлять также в высокочастотном прессе периодического действия, например, в высокочастотном прессе HLOP 170 фирмы Hoefer Presstechnik GmbH.

В случае если нагревание выполняют после уплотнения, упругое деформирование мата во время нагревания может быть отодвинуто на второй план, минимизировано или предотвращено благодаря тому, что нагревание реализуют в ограниченном сверху и снизу пространстве. Соответствующие ограничительные поверхности выполнены таким образом, чтобы сохранялась возможность подвода энергии. Ограничительные поверхности при необходимости выполнены таким образом, чтобы они оказывали на мат давление, достаточное для предотвращения упругого деформирования мата в процессе его нагревания.

В особом варианте осуществления непрерывного процесса подобными ограничительными поверхностями являются прессующие ленты, которые приводятся в движение посредством роликов. Позади подобных прессующих лент упорядочены пластины конденсаторов. Мат пропускают через пару пластин конденсатора, причем между матом и верхней пластиной конденсатора находится одна прессующая лента, а между матом и нижней пластиной конденсатора другая прессующая лента. Обе пластины конденсатора могут быть заземлены, благодаря чему система высокочастотного нагревания функционирует в соответствии с принципом несимметричного электропитания.

В случае многослойных лигноцеллюлозных материалов после реализации стадии (IV) покровные слои DS-A и DS-C могут обладать температурой, отличающейся от температуры сердцевины Kern-B. Соответствующая разность температур как правило составляет от 0 до 50°С.

b) Подвод энергии посредством горячего прессования

Подвод энергии посредством горячего прессования обычно происходит благодаря контактированию мата с обогреваемыми поверхностями прессования, температура которых составляет от 80 до 300°С, предпочтительно от 120 до 280°С, особенно предпочтительно от 150 до 250°С, причем во время подвода энергии прессование выполняют под давлением от 1 до 50 бар, предпочтительно от 3 до 40 бар, особенно предпочтительно от 5 до 30 бар. Прессование можно осуществлять любыми известными специалистам методами (смотри примеры, приведенные в справочнике Taschenbuch der Spanplatten Technik, H.-J. Deppe, K. Ernst, 4-е издание, 2000, издательство DRW, Weinbrenner, Leinfelden Echterdingen, cc. 232-254, а также в MDF - Mitteldichte Faserplatten, H.-J. Deppe, K. Ernst, 1996, издательство DRW, Weinbrenner, Leinfelden-Echterdingen, cc. 93-104). Предпочтительно используют непрерывные методы прессования, например, посредством двухленточных прессов. Длительность прессования обычно составляет от 2 до 15 секунд, предпочтительно от 2 до 10 секунд, особенно предпочтительно от 2 до 6 секунд, в частности, от 2 до 4 секунд (соответственно в расчете на миллиметр толщины плиты), однако она может также существенно отличаться от указанных значений и составлять несколько минут (например, пять минут).

В случае если на стадии (IV) подвод энергии осуществляют а) посредством прикладывания высокочастотного электрического поля и b) посредством горячего прессования, предпочтительно сначала реализуют операцию а), а затем операцию b).

Ниже компоненты сердцевины LPC-1, А, В, С, D и Е и компоненты покровных слоев LPC-2, G, Н и I рассмотрены более подробно.

Компоненты LCP-1 и LCP-2

В качестве исходных материалов для частиц лигноцеллюлозы LPC-1 и LPC-2 пригодны различные сорта древесины или их смеси, например, еловая, буковая, сосновая, лиственничная, липовая, тополевая, эвкалиптовая, ясеневая, кашатновая или пихтовая древесина, а также соответствующие смеси, предпочтительно еловая древесина, буковая древесина или их смеси, в частности, еловая древесина, причем частицами лигноцеллюлозы LPC-1 и LPC-2 могут являться, например, частицы, образующиеся в результате измельчения древесного сырья, в частности, тонкие слои древесины, длинномерные узкие древесные полосы, древесная стружка, древесные волокна, древесная пыль или их смеси, предпочтительно древесная стружка, древесные волокна, длинномерные узкие древесные полосы или соответствующие смеси, особенно предпочтительно древесная стружка, древесные волокна или их смеси, то есть материалы, обычно используемые для изготовления древесно-стружечных плит, древесно-волокнистых плит и древесно-волокнистых плит высокой плотности. Источниками частиц лигноцеллюлозы могут являться также содержащие лигноцеллюлозу растения, например, лен, пенька, зерновые культуры или другие однолетние растения, предпочтительно лен или пенька. Особенно предпочтительному использованию подлежит древесная стружка, которую обычно применяют для изготовления древесно-стружечных плит.

Исходными материалами для частиц лигноцеллюлозы обычно являются круглые лесоматериалы, древесина от проходных рубок, древесные отходы, лесосечные отходы, промышленные древесные отходы, бывшая в употреблении древесина, отходы производства древесных материалов, использованные древесные материалы, а также содержащие лигноцеллюлозу растения. Переработку указанных материалов в необходимые древесные частицы, содержащие лигноцеллюлозу, например, древесную стружку или древесные волокна, можно осуществлять известными методами (смотри, например, М. Dunky, P. Niemz, Holzwerkstoffe und Leime, cc. 91-156, издательство Springer, Гейдельберг, 2002).

Размер частиц лигноцеллюлозы можно варьировать в широких пределах.

В случае если частицами лигноцеллюлозы LPC-1 и LPC-2 являются лигноцеллюлозные волокна, объемно-весовая средняя длина волокон компонента LPC-2 покровных слоев предпочтительно меньше или равна объемно-весовой средней длине волокон компонента LPC-1 в сердцевине многослойных лигноцеллюлозных материалов. Отношение объемно-весовой средней длины волокон (X_Strecke) компонента LPC-2 к объемно-весовой средней длине волокон (X_Strecke) компонента LPC-1 можно варьировать в широких пределах, причем как правило оно находится в диапазоне от 0,1:1 до 1:1, предпочтительно от 0,5:1 до 1:1, особенно предпочтительно от 0,8:1 до 1:1.

Объемно-весовая средняя длина волокон (X_Strecke) компонента LPC-1 как правило составляет от 0,1 до 20 мм, предпочтительно от 0,2 до 10 мм, особенно предпочтительно от 0,3 до 8 мм, еще более предпочтительно от 0,4 до 6 мм.

Объемно-весовую среднюю длину волокон (X_Strecke) определяют методом цифровой обработки изображений. Для этой цели можно использовать, например, прибор серии Camsizer® фирмы Retsch Technology. При этом определяют X_Strecke для каждого отдельного волокна репрезентативного образца, причем X_Strecke вычисляют по площади проекции частиц А и диаметру Мартина X_{Ma_min}. При этом справедливо соотношение X_Strecke=X_{Ma_min}/А. На основании отдельных значений определяют объемно-весовое среднее значение X_Strecke. Метод соответствующих измерений и оценка его результатов описаны в инструкции по эксплуатации прибора Camsizer (Bedienungsanleitung/Handbuch CAM-SIZER®, Retsch Technology GmbH, Version 0445.506, Release 002, Revision 009 vom 25.06.2010).

В случае если в качестве частиц лигноцелллюлозы LPC-1 и LPC-2 используют лигноцелллюлозные длинномерные узкие полосы или лигноцелллюлозную стружку, объемно-весовой средний диаметр частиц компонента LPC-2 покровных слоев предпочтительно меньше или равен объемно-весовому среднему диаметру частиц компонента LPC-1 в сердцевине многослойных лигноцелллюлозных материалов, особенно предпочтительно меньше последнего. Отношение объемно-весового среднего диаметра частиц X_{Fe max} компонента LPC-2 к объемно-весовому среднему диаметру частиц X_{Fe max} компонента LPC-1 можно варьировать в широких пределах, причем как правило оно находится в диапазоне от 0,01:1 до 1:1, предпочтительно от 0,1:1 до 0,95:1, особенно предпочтительно от 0,5:1 до 0,9:1.

Объемно-весовой средний диаметр частиц X_{Fe max} компонента LPC-1 как правило составляет от 0,5 до 100 мм, предпочтительно от 1 до 50 мм, особенно предпочтительно от 2 до 30 мм, еще более предпочтительно от 3 до 20 мм.

Объемно-весовой средний диаметр частиц X_{Fe max} определяют посредством цифровой обработки изображений. Для этой цели можно использовать, например, прибор серии Camsizer® фирмы Retsch Technology. При этом определяют X_{Fe max} для каждой отдельной лигноцеллюлозной длинномерной узкой полосы или для каждой отдельной лигноцеллюлозной стружки репрезентативного образца. X_{Fe max} является наибольшим диаметром Ферета частицы, который измеряют в разных направлениях. На основании отдельных значений определяют объемно-весовое среднее значение X_{Fe max}. Метод соответствующих измерений и оценка результатов описаны в инструкции по эксплуатации прибора Camsizer (Bedienungs-anIeitung/Handbuch CAMSIZER®, Retsch Technology GmbH, Version 0445.506, Release 002, Revision 009 vom 25.06.2010).

В случае использования смесей древесных стружек с другими частицами лигноцеллюлозы, например, смесей древесных стружек с древесными волокнами или смесей древесных стружек с древесной пылью, доля древесных стружек в компоненте LPC-1, соответственно компоненте LPC-2 как правило составляет по меньшей мере 50% масс. (находится в интервале от 50 до 100% масс.), предпочтительно по меньшей мере 75% масс. (находится в интервале от 75 до 100% масс.) и особенно предпочтительно по меньшей мере 90% масс. (находится в интервале от 90 до 100% масс.).

Значения средней плотности компонентов LPC-1 и LPC-2 независимо друг от друга как правило находятся в интервале от 0,4 до 0,85 г/см³, предпочтительно от 0,4 до 0,75 г/см³, в частности, от 0,4 до 0,6 г/см³. Эти данные относятся к стандартной кажущейся плотности, определяемой после выдержки образцов в стандартных климатических условиях (20°С, относительная влажность воздуха 65%).

Компоненты LPC-1 и LPC-2 независимо друг от друга могут содержать обычные незначительные количества воды, составляющие от 0 до 10% масс., предпочтительно от 0,5 до 8% масс., особенно предпочтительно от 1 до 5% масс. (при обычном незначительном диапазоне отклонений, составляющем от 0 до 0,5% масс., предпочтительно от 0 до 0,4% масс., особенно предпочтительно от 0 до 0,3% масс.). Эти количественные данные приведены в пересчете на абсолютное сухое древесное вещество (100% масс.) и относятся к водосодержанию компонента LPC-1, соответственно LPC-2, после их сушки (сушку выполняют обычными известными специалистам методами) непосредственно перед смешиванием с другими компонентами.

В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения в качестве частиц лигноцелллюлозы LPC-2 для формирования покровных слоев используют лигноцелллюлозные волокна, а в качестве частиц лигноцелллюлозы LPC-1 для формирования сердцевины используют лигноцелллюлозные длинномерные узкие полосы или лигноцелллюлозную стружку, особенно предпочтительно лигноцелллюлозную стружку, в частности, с объемно-весовым средним диаметром частиц X_{Fe max} от 2 до 30 мм.

Компонент В

В качестве вспененных полимерных частиц компонента В предпочтительно пригодны вспененные частицы термопластичных полимеров с насыпной плотностью в диапазоне от 10 до 150 кг/м³, предпочтительно от 30 до 130 кг/м³, особенно предпочтительно от 35 до 110 кг/м³, в частности, от 40 до 100 кг/м³ (насыпую плотность измеряют посредством взвешивания определенного объема сыпучего материала).

Вспененные полимерные частицы компонента В как правило используют в форме шариков или гранул со средним диаметром в интервале от 0,01 до 50 мм, предпочтительно от 0,25 до 10 мм, особенно предпочтительно от 0,4 до 8,5 мм, в частности, от 0,4 до 7 мм. В предпочтительном варианте осуществления изобретения шарики характеризуются низким значением поверхности в расчете на единицу объема, например, являются сферическими или эллиптическими частицами с преимущественно замкнутыми порами. Определяемое согласно стандарту DIN-ISO 4590 содержание открытых пор как правило не превышает 30% и составляет от 0 до 30%, предпочтительно от 1 до 25%, особенно предпочтительно от 5 до 15%.

Пригодными полимерами, из которых состоят вспениваемые или вспененные полимерные частицы, как правило являются любые известные полимеры или смеси полимеров, предпочтительно способные к вспениванию термопластичные полимеры или их смеси. Хорошо пригодными полимерами данного типа являются, например, поликетоны, полисульфоны, полиоксиметилен, поливинилхлорид (жесткий или мягкий), поликарбонаты, полиизоцианураты, поликарбодиимиды, полиакрилимиды, полиметакриламиды, полиамиды, полиуретаны, аминопласты, фенольные смолы, гомополимеры стирола (ниже называемые также полистиролом или стирольными полимерами), сополимеры стирола, гомополимеры олефинов с 2-10 атомами углерода, сополимеры олефинов с 2-10 атомами углерода и сложные полиэфиры. Для получения подобных олефиновых полимеров предпочтительно используют 1-алкены, например, этилен, пропилен, 1-бутен, 1-гексен и 1-октен.

Кроме того, в полимеры, предпочтительно термопласты, на которых основаны вспениваемые или вспененные полимерные частицы компонента А), могут быть введены обычные добавки, например, УФ-стабилизаторы, антиоксиданты, средства для нанесения покрытий, средства гидрофобизации, зародышеобразователи, пластификаторы, огнезащитные средства, а также растворимые или нерастворимые неорганические и/или органические красители.

Компонент В обычно можно получать следующим образом.

Пригодные полимеры можно вспенивать посредством способной расширяться среды (называемой также вспенивающим агентом) или компонента, содержащего способную расширяться среду, при воздействии микроволн, тепловой энергии, горячего воздуха, предпочтительно водяного пара, и/или при изменении давления (справочник Kunststoff Handbuch, 1996, том 4 „Polystyrol", издательство Hanser, 1996, сс. 640-673; заявка США на патент US-A-5,112,875). При этом как правило происходит расширение вспенивающего агента, увеличение размера частиц и образование пористых структур. Подобное вспенивание можно осуществлять в обычных вспенивающих устройствах, часто называемых установками для предварительного вспенивания. Установки для предварительного вспенивания могут быть смонтированы стационарно или с возможностью перемещения. Вспенивание можно осуществлять на одной или нескольких ступенях. При использовании одноступенчатой технологии расширение вспениваемых полимерных частиц до необходимого окончательного размера как правило происходит без особых проблем. В случае многоступенчатой технологии вспениваемые полимерные частицы как правило сначала расширяются до промежуточного размера, а на одной или нескольких последующих ступенях, приобретая соответствующие промежуточные размеры, расширяются до необходимого окончательного размера. Указанные выше компактные полимерные частицы (в данном случае называемые также вспениваемыми полимерными частицами) в отличие от вспененных полимерных частиц как правило не содержат пористых структур. Вспененные полимерные частицы как правило содержат лишь незначительные количества вспенивающего агента, составляющие от 0 до 5% масс., предпочтительно от 0,5 до 4% масс., особенно предпочтительно от 1 до 3% масс., соответственно в пересчете на общую массу полимера и вспенивающего агента. Полученные, как указано выше, вспененные полимерные частицы можно подвергать промежуточному хранению или использовать без дополнительных промежуточных операций для приготовления предлагаемого в изобретении компонента В.

Для расширения вспениваемых полимерных частиц можно использовать любые известные специалистам вспенивающие агенты, например, алифатические углеводороды с 3-10 атомами углерода, в частности, пропан, н-бутан, изобутан, н-пентан, изопентан, неопентан, циклопентан и/или гексан и их изомеры, спирты, кетоны, сложные эфиры, простые эфиры или галогенированные углеводороды, предпочтительно н-пентан, изопентан, неопентан и циклопентан, особенно предпочтительно рыночную смесь изомеров пентана, то есть смесь н-пентана с изопентаном.

Содержание вспенивающего агента во вспениваемых полимерных частицах в общем случае находится в диапазоне от 0,01 до 7% масс., предпочтительно от 0,6 до 5% масс., особенно предпочтительно от 1,1 до 4% масс., соответственно в пересчете на содержащие вспенивающий агент вспениваемые полимерные частицы.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения в компоненте В в качестве единственного полимера используют гомополимер стирола (в данном случае называемый также просто полистиролом), сополимер стирола или смеси этих полимеров.

Подобный полистирол и/или сополимер стирола может быть получен любыми известными специалистам методами полимеризации (смотри, например, электронную версию Ullmann's Encyclopedia, 6-е издание, 2000, или справочник Kunststoff-Handbuch 1996, том 4 „Polystyrol", cc. 567-598).

Вспениваемый полистирол и/или сополимер стирола как правило получают известными методами суспензионной полимеризации или экструзионным методом.

При использовании метода суспензионной полимеризации стирол можно полимеризовать в водной суспензии в присутствии обычного стабилизатора суспензии посредством радикалообразующих катализаторов при необходимости при добавлении других сомономеров. При этом вспенивающий агент и при необходимости используемые другие обычные добавки можно загружать в начале полимеризации, либо добавлять к реакционной смеси в процессе полимеризации или по ее завершении. Полученные пропитанные вспенивающим агентом, вспениваемые полимеры стирола в виде гранул по завершении полимеризации можно отделять от водной фазы, промывать, сушить и просеивать.

При использовании экструзионной технологии вспенивающий агент, например, с помощью экструдера можно вводить в полимер, который под давлением пропускают через мундштук и гранулируют, получая частицы или стерженьки.

Описанные выше предпочтительные или особенно предпочтительные вспениваемые полимеры или сополимеры стирола содержат относительно незначительные количества вспенивающего агента. Подобные полимеры называют также вспениваемыми полимерами, обедненными вспенивающим агентом. Хорошо пригодный метод получения обедненного вспенивающим агентом вспениваемого полистирола или сополимера стирола описан в патентной заявке США US-A-5,112,875, которую следует считать соответствующей ссылкой.

Как указано выше, можно использовать также сополимеры стирола. Содержание сополимеризованного стирола в подобных сополимерах стирола предпочтительно составляет по меньшей мере 50% масс. (находится в интервале от 50 до 100% масс.), предпочтительно по меньшей мере 80% масс. (находится в интервале от 80 до 100% масс.) соответственно в пересчете на массу полимера (без вспенивающего агента). В качестве сомономеров можно использовать, например, α-метилстирол, галогенированные в ядро стиролы, акрилонитрил, сложные эфиры на основе акриловой или метакриловой кислоты и спиртов с 1-8 атомами углерода, N-винил-карбазол, малеиновую кислоту (малеиновый ангидрид), (мет)акриламиды и/или винилацетат.

Полистирол и/или сополимер стирола предпочтительно может содержать незначительно количество полимеризационно введенного агента разветвления полимерных цепей, то есть соединения, содержащего более одной двойной связи, предпочтительно две двойные связи, например, дивинилбензола, бутадиена и/или бутандиолдиакрилата. Количество используемого агента разветвления цепей в общем случае составляет от 0,0005 до 0,5% мол. в пересчете на стирол. Можно использовать также смеси различных (со)полимеров стирола. К хорошо пригодным гомополимерам или сополимерам стирола относятся следующие продукты: прозрачный полистирол общего назначения, ударопрочный полистирол, получаемый анионной полимеризацией полистирол или ударопрочный полистирол, сополимеры стирола с α-метилстиролом, тройные сополимеры на основе акрилонитрила, бутадиена и стирола, сополимеры стирола с акрилонитрилом, тройные сополимеры на основе акрилонитрила, стирола и сложного эфира акриловой кислоты, тройные сополимеры на основе метакрилата, бутадиена и стирола, сополимеры на основе метилметакрилата, акрилонитрила, бутадиена и стирола, смеси указанных полимеров или их смеси с полифениленоксидом.

Предпочтительно используют полимерные частицы, особенно предпочтительно частицы полимеров или сополимеров стирола, в частности, гомополимеров стирола, молекулярная масса которых находится в диапазоне от 70000 до 400000 г/моль, особенно предпочтительно от 190000 до 400000 г/моль, еще более предпочтительно от 210000 до 400000 г/моль.

Подобные вспененные частицы полистирола или сополимеров стирола можно использовать для изготовления содержащего лигноцеллюлозу материала без реализации дополнительных мероприятий по сокращению содержания вспенивающего агента или после реализации таких мероприятий.

Вспениваемый полистирол, вспениваемый сополимер стирола, вспененный полистирол или вспененный сополимер стирола обычно бывают снабжены антистатическим покрытием.

К полимеру, из которого изготавливают вспененные полимерные частицы (компонент В), до или во время вспенивания в качестве добавок можно добавлять пигменты и частицы, например, сажу, графит или алюминиевый порошок.

Вспененные полимерные частицы компонента В, как правило и после прессования в лигноцеллюлозный материал, находятся в нерасплавленном состоянии: это означает, что полимерные частицы компонента В как правило не внедрены в частицы лигноцеллюлозы и не пропитывают их, а распределены между частицами лигноцеллюлозы. Полимерные частицы компонента В обычно могут быть отделены от лигноцеллюлозы физическими методами, например, после измельчения лигноцеллюлозного материала.

Общее содержание вспененных полимерных частиц компонента В в пересчете на общую сухую массу сердцевины как правило находится в диапазоне от 0 до 25% масс., предпочтительно от 0 до 20% масс., особенно предпочтительно от 0 до 10% масс., в частности, 0% масс.

Компоненты С-1, С-2, G-1 и G-2

Общее количество связующих компонента С-1 в пересчете на сухую массу частиц лигноцеллюлозы в сердцевине находится в диапазоне от 1 до 50% масс., предпочтительно от 3 до 30% масс., особенно предпочтительно от 5 до 15% масс.

Количество компонента С-2 находится в диапазоне от 0 до 3% масс., предпочтительно от 0 до 1% масс., особенно предпочтительно от 0 до 0,1% масс. и еще более предпочтительно составляет 0% масс.

Общее количество связующего компонента G-1 в пересчете на сухую массу частиц лигноцеллюлозы в покровных слоях находится в диапазоне от 1 до 30% масс., предпочтительно от 2 до 20% масс., особенно предпочтительно от 3 до 15% масс.

Количество компонента G-2 находится в диапазоне от 0 до 3% масс., предпочтительно от 0 до 1% масс., особенно предпочтительно от 0 до 0,1% масс. и еще более предпочтительно составляет 0% масс.

Связующее компонента С-1 может быть выбрано из группы аминопласта и фенопласта.

Связующее компонента С-2 может быть выбрано из группы органических изоцианатов по меньшей мере с двумя изоцианатными группами.

Связующее компонента G-1 может быть выбрано из группы аминопласта, фенопласта, основанного на белке связующего и другоего основанного на полимере связующего.

Связующее компонента G-2 может быть выбрано из группы органических изоцианатов по меньшей мере с двумя изоцианатными группами.

В качестве компонентов С-1 и G-1 можно использовать одинаковые или разные связующие, соответственно смеси связующих компонентов С-1 и G-1, причем предпочтительными являются одинаковые связующие, особенно предпочтительно в обоих случаях аминопласт.

В случае аминопластов, фенопластов, основанных на белках связующих и других основанных на полимере связующих массовые данные указаны в пересчете на содержание твердого вещества в соответствующем компоненте (содержание твердого вещества определяют посредством упаривания воды при 120°С в течение двух часов; смотри Zeppenfeld, Dirk Grunwald, Klebstoffe in der Holz- und , 2-е издание, издательство DRW, с. 268), а в случае органических изоцианатов в пересчете на сам изоцианатный компонент (то есть, например, не содержащий растворитель или воду в качестве эмульгатора).

Фенопласты

Фенопластами являются синтетические смолы, которые получают конденсацией фенолов с альдегидами и которые при необходимости могут быть модифицированы. Помимо незамещенного фенола для получения фенопластов можно использовать также производные фенола. К подобным производным фенола относятся крезолы, ксиленолы и другие алкилфенолы, например, п-трет-бутилфенол, п-трет-октилфенол и п-трет-нонилфенол, арилфенолы, например, фенилфенол и нафтолы, или двухвалентные фенолы, например, резорцин и бисфенол-А. Важнейшим альдегидом, используемым для получения фенопластов, является формальдегид, который можно использовать в разных формах, например, в виде водного раствора, в твердой форме в виде параформальдегида или в виде высвобождающего формальдегид вещества. Можно использовать также другие альдегиды, например, ацетальдегид, акролеин, бензальдегид или фурфураль, а также кетоны. Фенопласты могут быть модифицированы благодаря осуществлению химических превращений метилольных или фенольных гидроксильных групп и/или посредством физической дисперсии в модифицирующем средстве (смотри европейский стандарт EN ISO 10082).

Предпочтительными фенопластами являются фенол-альдегидные смолы, особенно предпочтительно фенол-формальдегидные смолы. Подобные смолы описаны, например, в справочнике Kunststoff-Handbuch, 2-е издание, издательство Hanser, 1988, том 10 „Duroplaste", cc. 12-40.

Аминопласты

Пригодными являются любые известные специалистам аминопласты, предпочтительно аминопласты, используемые для изготовления древесных материалов. Подобные смолы, а также их получение описаны, например, в Ullmanns der technischen Chemie, 4-е переработанное и дополненное издание, издательство Chemie, 1973, cc. 403-424 „Amino-plaste"; Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, том А2, издательство VCH Verlagsgesellschaft, 1985, сс. 115-141 „Amino Resins", а также в М. Dunky, P. Niemz, Holzwerkstoffe und Leime, издательство Springer, 2002, cc. 251-259 (UF-Harze), cc. 303-313 (MUF und UF mit geringer Menge Melamin). Речь при этом как правило идет о продуктах поликонденсации соединений, содержащих по меньшей мере одну, при необходимости частично замещенную органическими остатками аминогруппу или карбамидную группу (карбамидную группу называют также карбоксамидной группой), предпочтительно карбамидную группу предпочтительно карбамида или меламина, с альдегидом, предпочтительно формальдегидом. Предпочтительными продуктами поликонденсации являются карбамидо-формальдегидные смолы, меламино-формальдегидные смолы или содержащие маламин карбамидо-формальдегидные смолы, особенно предпочтительно карбамидо-формальдегидные смолы, например, продукты Kaurit^® Leim фирмы BASF SE.

Особенно предпочтительными являются продукты поликонденсации, в которых молярное отношение альдегида к аминогруппе, соответственно карбамидной группе, при необходимости частично замещенной органическими остатками, находится в диапазоне от 0,3:1 до 1:1, предпочтительно от 0,3:1 до 0,6:1, особенно предпочтительно от 0,3:1 до 0,55:1, еще более предпочтительно от 0,3:1 до 0,5:1. Указанные аминопласты обычно используют в жидкой форме в виде раствора, соответственно суспензии концентрацией от 25 до 90% масс., предпочтительно от 50 до 70% масс., предпочтительно в виде водного раствора, соответственно суспензии, однако их можно использовать также в виде твердого вещества.

Содержание твердого вещества в жидком водном аминопласте может быть определено в соответствии с Zeppenfeld, Dirk Grunwald, Klebstoffe in der Holz- und , 2-е издание, издательство DRW-Verlag, c. 268.

Органические изоцианаты

В качестве органических изоцианатов пригодны органические изоцианаты по меньшей мере с двумя изоцианатными группами или их смеси, в частности, любые известные специалистам органические изоцианаты или их смеси, предпочтительно используемые для изготовления древесных материалов или полиуретанов. Подобные органические изоцианаты, а также их получение и применение описаны, например, в справочнике Becker/Braun, Kunststoff Handbuch, 3-е переработанное издание, том 7 „Polyurethane", издательство Hanser, 1993, сс. 17-21, 76-88, 665-671.

Предпочтительными органическими изоцианатами являются олигомерные изоцианаты с 2-10, предпочтительно 2-8 мономерными единицами и в среднем по меньшей мере одной изоцианатной группой в мономерной единице, или их смеси. Изоцианаты могут быть алифатическими, циклоалифатическими или ароматическими. Особенно предпочтительным является органический изоцианат МДИ (дифенилметандиизоцианат), олигомерный органический изоцианат (полимерный МДИ) или смеси МДИ с полимерным МДИ. Подобные органические изоцианаты могут быть получены конденсацией формальдегида с анилином и фосгенированием образующихся при конденсации изомеров и олигомеров (смотри, например, Becker/Braun, Kunststoff Handbuch, 3-е переработанное издание, том 7 „Polyurethane", издательство Hanser, 1993, с последнего абзаца на с. 18 по второй абзац на с. 19 включительно, а также пятый абзац на с. 76). Еще более предпочтительными являются продукты серии LUPRANAT^® фирмы BASF SE, в частности, продукт LUPRANAT^® М 20 FB фирмы BASF SE.

Органическим изоцианатом может быть также форполимер с изоцианатными концевыми группами, который является продуктом взаимодействия изоцианата, например, полимерного МДИ, с одним или несколькими полиолами и/или полиаминами.

Пригодные полиолы могут выбраны из группы этиленгликоля, диэтиленгликоля, пропиленгликоля, дипропиленгликоля, бутандиола, глицерина, триметилолпропана, триэтаноламина, пентаэритрита, сорбита и их смесей. Другими пригодными полиолами являются биополиолы, например, полиолы из соевого масла, рапсового масла, касторового масла и подсолнечного масла. Пригодными являются также простые полиэфирполиолы, которые могут быть получены полимеризацией циклических оксидов, например, этиленоксида, пропиленоксида, бутиленоксида или тетрагидрофурана, в присутствии полифункциональных инициаторов. Пригодные инициаторы содержат активные атомы водорода и могут быть выбраны из группы воды, бутандиола, этиленгликоля, пропиленгликоля, диэтиленгликоля, триэтиленгликоля, дипропиленгликоля, этаноламина, диэтаноламина, триэтаноламина, толуолдиамина, диэтилтолуолдиамина, фенилдиамина, дифенилметандиамина, этилендиамина, циклогександиамина, циклогександиметанола, резорцина, бисфенола-А, глицерина, триметилолпропана, 1,2,6-гексантриола, пентаэритрита и их смесей. К другим пригодным простым полиэфирполиолам относятся диолы и триолы, например, полиоксипропилендиолы, полиоксипропилентриолы, поли(оксиэтиленоксипропилен)-диолы и поли(оксиэтиленоксипропилен)триолы, которые получают в соответствии с одновременно или последовательно реализуемыми реакциями присоединения, протекающими между этиленоксидом или пропиленоксидом и бифункциональными или трехфункциональными инициаторами. Пригодными являются также сложные полиэфирполиолы, например, содержащие концевые гидроксильные группы продукты реакции указанных выше полиолов с поликарбоновыми кислотами или производными поликарбоновых кислот, например, их ангидридами, в частности, с дикарбоновыми кислотами или производными дикарбоновых кислот, например, янтарной кислотой, сложным диметиловым эфиром янтарной кислоты, глутаровой кислотой, сложным диметиловым эфиром глутаровой кислоты, адипиновой кислотой, сложным диметиловым эфиром адипиновой кислоты, себациновой кислотой, фталевым ангидридом, ангидридом тетрахлорфталевой кислоты или диметилтерефталатом, или их смесями.

Пригодные полиамины могут быть выбраны из группы этилендиамина, толуолдиамина, диаминодифенилметана, полиметиленполифенилполиаминов, аминоспиртов и их смесей. Примерами пригодных аминоспиртов являются этаноламин и диэтаноламин.

Компонент G дополнительно включает также основанное на белке связующее.

Основанные на белке связующие

Пригодными основанными на белке связующими являются, например, казеиновые клеи, глютиновые клеи и «кровяные» альбуминовые клеи. Кроме того, можно использовать связующие, в качестве ингредиента которых используют гидролизованные щелочью белки. Подобные связующие описаны, например, в М. Dunky, P. Niemz, Holzwerkstoffe und Leime, издательство Springer, 2002, сс. 415-417.

Особенно пригодными являются связующие, основанные на соевом белке. В типичных случаях подобные связующие получают из соевой муки. Соевая мука при необходимости может быть модифицирована. Основанное на сое связующее может находиться в виде дисперсии. Подобное связующее содержит различные функциональные группы, например, лизин, гистидин, аргинин, тирозин, триптофан, серин и/или цистеин. В особом варианте соевый белок сополимеризуют, например, с фенольной смолой, карбамидной смолой или полимерным МДИ. В другом особом варианте основанное на сое связующее состоит из комбинации полиамидоэпихлоргидриновой смолы с основанным на сое связующим. Пригодным связующим является, например, коммерчески доступная система связующих Hercules^® PTV D-41080 Resin (PAE-Harz) и PTV D-40999 (соевый компонент).

Другие основанные на полимере связующие

Пригодными основанными на полимере связующими являются водные связующие, которые содержат полимер N, синтезированный из следующих мономеров:

a) от 70 до 100% масс. по меньшей мере одной этиленненасыщенной монокарбоновой и/или дикарбоновой кислоты (мономера(-ов) N₁),

b) от 0 до 30% масс. по меньшей мере одного другого этиленненасыщенного мономера, отличающегося от мономера N₁ (мономера(-ов) N₂)

и при необходимости низкомолекулярного сшивающего агента по меньшей мере с двумя функциональными группами, выбранными из группы, включающей гидроксильные группы, группы карбоновой кислоты и ее производных, первичные, вторичные и третичные аминогруппы, эпоксигруппы и альдегидные группы.

Синтез полимеров N, который известен специалистам, в частности, осуществляют посредством радикально инициируемой полимеризации в растворе, например, в воде или органическом растворителе (смотри, например, A. Echte, Handbuch der Technischen Polymerchemie, глава 6, издательство VCH, Вайнхайм, 1993; а также В. Vollmert, Grundriss der Makrmolekulare Chemie, том 1, издательство Е. Vollmert, Карлсруэ, 1988).

В качестве мономеров N₁ пригодны, в частности, α,β-моноэтиленненасыщенные монокарбоновые и дикарбоновые кислоты с 3-6 атомами углерода, их возможные ангидриды, а также их водорастворимые соли, в частности, соли щелочных металлов, например, акриловая кислота, метакриловая кислота, малеиновая кислота, фумаровая кислота, итаконовая кислота, цитраконовая кислота, тетрагидрофталевая кислота, соответственно ангидриды указанных кислот, например, малеиновый ангидрид, а также их натриевые или калиевые соли. Особенно предпочтительными являются акриловая кислота, метакриловая кислота и/или малеиновый ангидрид, причем особенно предпочтительными являются акриловая кислота и двойные комбинации, в частности, комбинация из акриловой кислоты и малеинового ангидрида или комбинация из акриловой кислоты и малеиновой кислоты.

В качестве мономера(-ов) N₂ обычно используют этиленненасыщенные соединения, способные к радикальной сополимеризации с мономером(-ами) N₁, например, этилен, α-олефины с 3-24 атомами углерода, в частности, пропилен, 1-гексен, 1-октен или 1-децен; винилароматические мономеры, в частности, стирол, α-метилстирол, о-хлорстирол или винилтолуолы; винилгалогениды, в частности, винилхлорид или винилиденхлорид; сложные эфиры на основе винилового спирта и монокарбоновых кислот с 1-18 атомами углерода, в частности, винилацетат, винилпропионат, винил-н-бутират, виниллаурат или винилстеарат; сложные эфиры на основе α,β-моноэтиленненасыщенных монокарбоновых и дикарбоновых кислот предпочтительно с 3-6 атомами углерода, таких как акриловая кислота, метакриловая кислота, малеиновая кислота, фумаровая кислота и итаконовая кислота, и алканолов, в общем случае содержащих 1-12, предпочтительно 1-8, в частности, 1-4 атомов углерода, например, сложный метиловый, этиловый, н-бутиловый, изобутиловый, пентиловый, гексиловый, гептиловый, октиловый, нониловый, дециловый или 2-этилгексиловый эфир акриловой кислоты или метакриловой кислоты, сложный диметиловый или ди-н-бутиловый эфир фумаровой или малеиновой кислоты; нитрилы α,β-моноэтиленненасыщенных карбоновых кислот, в частности, акрилонитрил, метакрилонитрил, динитрил фумаровой кислоты, динитрил малеиновой кислоты, а также сопряженные диены с 4-8 атомами углерода, в частности, 1,3-бутадиен или изопрен. Указанные мономеры как правило образуют совокупность базовых мономеров, доля которой в пересчете на общее количество мономеров N₂ составляет более 50% масс., предпочтительно более 80% масс., особенно предпочтительно более 90% масс. или даже 100% масс. Указанные мономеры как правило характеризуются растворимостью в воде, которая в нормальных условиях (20°С, атмосферное давление) находится в диапазоне от умеренной до низкой.

Другими мономерами N₂, которые в указанных выше условиях обладают повышенной растворимостью в воде, являются мономеры, которые содержат по меньшей мере одну сульфокислотную группу и/или ее анион, соответственно по меньшей мере одну аминогруппу, амидогруппу, уреидо-группу или N-гетероциклическую группу и/или ее аммониевые производные с протонированным или алкилированным атомом азота. Соответствующими примерами являются акриламид, метакриламид, винилсульфокислота, 2-акриламидо-2-метилпропансульфокислота, стиролсульфокислота и их водорастворимые соли, а также N-винилпирролидон, 2-винилпиридин, 4-винилпиридин, 2-винилимидазол, 2-(N,N-диметиламино)-этилакрилат, 2-(N,N-диметиламино)этилметакрилат, 2-(N,N-диэтиламино)-этилакрилат, 2-(N,N-диэтиламино)этилметакрилат, 2-(N-трет-бутил-амино)этилметакрилат, N-(3-N',N'-диметиламинопропил)метакриламид и 2-(1-имидазолин-2-онил)этилметакрилат.

Указанные выше водорастворимые мономеры N₂ обычно используют лишь в качестве модифицирующих мономеров в количествах, составляющих менее 10% масс., предпочтительно менее 5% масс., особенно предпочтительно менее 3% масс., соответственно в пересчете на общее количество мономеров N₂.

Другие мономеры N₂, которые обычно повышают внутреннюю прочность при пленкообразовании в полимерной матрице, обычно содержат по меньшей мере одну эпоксидную, гидроксильную, N-метилольную или карбонильную группу, или по меньшей мере две несопряженные этиленненасыщенные двойные связи. Соответствующими примерами являются мономеры, содержащие два винильных остатка, мономеры, содержащие два винилиденовых остатка, а также мономеры, содержащие два алкенильных остатка. При этом особенно предпочтительными являются сложные диэфиры двухатомных спиртов с α,β-моноэтиленненасыщенными монокарбоновыми кислотами, предпочтительно с акриловой кислотой или метакриловой кислотой. Примерами мономеров указанного выше типа, содержащих две несопряженные этиленненасыщенные двойные связи, являются алкиленгликольдиакрилаты и алкиленгликольдиметакрилаты, в частности, этиленгликольдиакрилат, 1,2-пропиленгликольдиакрилат, 1,3-пропиленгликольдиакрилат, 1,3-бутиленгликольдиакрилат, 1,4-бутиленгликольдиакрилат, этиленгликольдиметакрилат, 1,2-пропиленгликольдиметакрилат, 1,3-пропиленгликольдиметакрилат, 1,3-бутиленгликольдиметакрилат, 1,4-бутиленгликольдиметакрилат, а также дивинилбензол, винилметакрилат, винилакрилат, аллилметакрилат, аллилакрилат, диаллилмалеат, диаллилфумарат, метиленбисакриламид, циклопентадиенилакрилат, триаллилцианурат или триаллилизоцианурат. В этой связи особое значение имеют также сложные гидроксиалкиловые эфиры метакриловой кислоты и акриловой кислоты с 1-8 атомами углерода в гидроксиалкиле, в частности, N-гидроксиэтилакрилат, N-гидроксипропилакрилат, N-гидроксибутилакрилат, N-гидроксиэтилметакрилат, N-гидроксипропилметакрилат и N-гидроксибутилметакрилат, а также диацетонакриламид, ацетилацетоксиэтилакрилат и ацетилацетоксиэтилметакрилат.

Указанные выше сшивающие мономеры N₂ часто используют в количествах менее 10% масс., предпочтительно менее 5% масс., соответственно в пересчете на общее количество мономеров N₂. Однако особенно предпочтительно подобные сшивающие мономеры N₂ для получения полимера N не используют вовсе.

Предпочтительные полимеры N могут быть получены радикально инициируемой полимеризацией в растворе только мономеров N₁, причем особенно предпочтительно от 65 до 100% масс., еще более предпочтительно от 70 до 90% масс. акриловой кислоты сополимеризуют с малеиновой кислотой или малеиновым ангидридом, используемыми в количестве, особенно предпочтительно составляющем от 0 до 35% масс., еще более предпочтительно от 10 до 30% масс.

Полимер N предпочтительно обладает средневесовой молекулярной массой M_w в диапазоне от 1000 до 500000 г/моль, предпочтительно от 10000 до 300000 г/моль, особенно предпочтительно от 30000 до 120000 г/моль.

При получении полимера N его средневесовую молекулярную массу M_w регулируют известными специалистам методами, причем полимер N предпочтительно получают радикально инициируемой полимеризацией в водном растворе в присутствии передающих радикальные цепи соединений, так называемых регуляторов роста радикальных цепей. Средневесовую молекулярную массу M_w также определяют известными специалистам методами, например, методом гель-проникающей хроматографии.

Хорошо пригодными торговыми марками полимеров N являются, в частности, продукты Sokalan^® фирмы BASF SE, основанные, например, на акриловой кислоте и/или малеиновой кислоте. Другие пригодные полимеры описаны в международной заявке WO-A-99/02591.

Хорошо пригодные сшивающие агенты обладают (средневесовой) молекулярной массой в диапазоне от 30 до 10000 г/моль. Соответствующими примерами являются алканоламины, в частности, триэтаноламин; карбоновые кислоты, в частности, лимонная кислота, винная кислота и бутантетракарбоновая кислота; спирты, в частности, глюкоза, сахароза или другие сахара, глицерин, гликоль, сорбит и триметилолпропан; эпоксиды, в частности, бисфенол-А или бисфенол-F, а также основанные на них смолы; и полиоксиалкиленглицидиловые эфиры или триметилолпропантриглицидиловые эфиры. В предпочтительном варианте осуществления изобретения молекулярная масса используемого низкомолекулярного сшивающего агента находится в диапазоне от 30 до 4000 г/моль, особенно предпочтительно от 30 до 500 г/моль.

Другими пригодными связующими, основанными на полимере, являются водные дисперсии, содержащие один или несколько полимеров, синтезированных из следующих мономеров:

а. от 0 до 50% масс. по меньшей мере одного этиленненасыщенного мономера, содержащего по меньшей мере одну эпоксидную группу и/или по меньшей мере одну гидроксиалкильную группу (мономера(-ов) M₁),

Полимер М может быть получен радикально инициируемой эмульсионной полимеризацией соответствующих мономеров M₁ и/или М₂ в водной среде. Полимер М может быть однофазным или многофазным. Полимер М может обладать структурой типа «ядро/оболочка».

Осуществление радикально инициируемой эмульсионной полимеризации этиленненасыщенных мономеров в водной среде неоднократно описано в литературе, а, следовательно, хорошо известно специалистам (смотри, например, информацию об эмульсионной полимеризации в Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, том 8, с. 659 и следующие (1987); D.C. Blackley, High Polymer Latices, том 1, с. 35 и следующие (1966); Н. Warson, The Applications of Synthetic Resin Emulsions, глава 5, с. 246 и следующие (1972); D. Diederich, Chemie in unserer Zeit 24, cc. 135-142 (1990); Emulsion Polymerisation, издательство Interscience Publishers, Нью-Йорк (1965); в немецкой заявке на патент DE-A 4003422, а также в Dispersionen synthetischer Hochpolymerer, F. , издательство Springer, Берлин (1969)).

Для осуществления радикально инициируемых водных эмульсионных реакций полимеризации этиленненасыщенные мономеры обычно дисперсно распределяют в виде мономерных капелек в водной среде при совместном использовании диспергирующих добавок и полимеризуют посредством инициатора радикальной полимеризации.

В качестве мономера(-ов) M₁, например, используют глицидилакрилат и/или глицидилметакрилат, а также гидроксиалкилакрилаты и гидроксиалкилметакрилаты с 2-10, в частности, с 2-4 атомами углерода в гидроксиалкильных группах, предпочтительно с двумя или тремя атомами углерода в гидроксиалкильных группах, например, 2-гидроксиэтилакрилат, 2-гидроксиэтилметакрилат, 3-гидроксипропилакрилат, 3-гидроксипропилметакрилат, 4-гидроксибутилакрилат и/или 4-гидроксибутилметакрилат. Особенно предпочтительно используют один или более, предпочтительно один или два мономера M₁, выбранных из группы 2-гидроксиэтилакрилата, 2-гидроксиэтилметакрилата, глицидилакрилата и глицидилметакрилата.

Согласно изобретению в полимеризационный резервуар при необходимости можно загружать частичное или общее количество мономеров M₁. Однако возможен также вариант, в соответствии с которым общее количество или при необходимости остающееся остаточное количество мономеров M₁ подают в полимеризационный резервуар во время реакции полимеризации. При этом общее количество или при необходимости остающееся остаточное количество мономеров M₁ можно подавать в полимеризационный резервуар либо периодически в виде одной или нескольких порций, либо непрерывно с неизменным или варьируемым расходом. Особенно предпочтительно дозирование мономеров M₁ осуществляют во время реакции полимеризации непрерывно и с постоянным расходом, в частности, в виде составной части водной мономерной эмульсии.

В качестве мономера(-ов) М₂ обычно используют этиленненасыщенные соединения, способные к радикальной сополимеризации с мономером(-ами) N₁, например, этилен; винилароматические мономеры, в частности, стирол, α-метилстирол, о-хлорстирол или винилтолуолы; винилгалогениды, в частности, винилхлорид или винилиденхлорид; сложные эфиры на основе винилового спирта и монокарбоновых кислот с 1-18 атомами углерода, в частности, винилацетат, винилпропионат, винил-н-бутират, виниллаурат или винилстеарат; сложные эфиры на основе α,β-моноэтилен-ненасыщенных монокарбоновых и дикарбоновых кислот предпочтительно с 3-6 атомами углерода, таких как акриловая кислота, метакриловая кислота, малеиновая кислота, фумаровая кислота и итаконовая кислота, и алканолов, в общем случае содержащих 1-12, предпочтительно 1-8, в частности, 1-4 атомов углерода, например, сложный метиловый, этиловый, н-бутиловый, изобутиловый, пентиловый, гексиловый, гептиловый, октиловый, нониловый, дециловый или 2-этилгексиловый эфир акриловой кислоты или метакриловой кислоты, сложный диметиловый или ди-н-бутиловый эфир фумаровой или малеиновой кислоты; нитрилы α,β-моноэтилен-ненасыщенных карбоновых кислот, в частности, акрилонитрил, метакрилонитрил, динитрил фумаровой кислоты, динитрил малеиновой кислоты, а также сопряженные диены с 4-8 атомами углерода, в частности, 1,3-бутадиен или изопрен. Указанные мономеры как правило образуют совокупность базовых мономеров, доля которой в пересчете на общее количество мономеров М₂ составляет более 50% масс., предпочтительно более 80% масс., особенно предпочтительно более 90% масс. Указанные мономеры как правило характеризуются растворимостью в воде, которая в нормальных условиях (20°С, атмосферное давление) находится в диапазоне от умеренной до низкой.

Мономерами М₂, которые в указанных выше условиях обладают повышенной растворимостью в воде, являются мономеры, которые содержат по меньшей мере одну сульфокислотную группу и/или ее анион, соответственно по меньшей мере одну аминогруппу, амидную группу, уреидогруппу или N-гетероциклическую группу и/или ее аммониевые производные с протонированным или алкилированным атомом азота. В качестве примера следует упомянуть α,β-моноэтиленненасыщенные монокарбоновые и дикарбоновые кислоты с 3-6 атомами углерода и их амиды, например, такие как акриловая кислота, метакриловая кислота, малеиновая кислота, фумаровая кислота, итаконовая кислота, акриламид и метакриламид; кроме того, к подобным мономерам относится винилсульфокислота, 2-акриламидо-2-метилпропансульфокислота, стиролсульфокислота и их водорастворимые соли, а также N-винилпирролидон, 2-винилпиридин, 4-винилпиридин, 2-винилимидазол, 2-(N,N-диметиламино)этилакрилат, 2-(N,N-диметиламино)этилметакрилат, 2-(N,N-диэтиламино)этилакрилат, 2-(N,N-диэтиламино)этилметакрилат, 2-(n-трет-бутиламино)этилметакрилат, N-(3-N',N'-диметиламинопропил)метакриламид, 2-(1-имидазолин-2-онил)этилметакрилат и уреидометакрилат. Указанные водорастворимые мономеры М₂ обычно используют лишь в качестве модифицирующих мономеров в количествах, составляющих менее 10% масс., предпочтительно менее 5% масс., особенно предпочтительно менее 3% масс., соответственно в пересчете на общее количество мономеров М₂.

Мономеры М₂, которые обычно повышают внутреннюю прочность при пленкообразовании в полимерной матрице, обычно содержат по меньшей мере одну N-метилольную или карбонильную группу, или по меньшей мере две несопряженные этиленненасыщенные двойные связи. Соответствующими примерами являются мономеры, содержащие два винильных остатка, мономеры, содержащие два винилиденовых остатка, а также мономеры, содержащие два алкенильных остатка. При этом особенно предпочтительными являются сложные диэфиры двухатомных спиртов с α,β-моноэтиленненасыщенными монокарбоновыми кислотами, предпочтительно с акриловой кислотой или метакриловой кислотой. Примерами мономеров указанного выше типа, содержащих две несопряженные этиленненасыщенные двойные связи, являются алкиленгликольдиакрилаты и алкиленгликольдиметакрилаты, в частности, этиленгликольдиакрилат, 1,2-пропиленгликольдиакрилат, 1,3-пропиленгликольдиакрилат, 1,3-бутиленгликольдиакрилат, 1,4-бутиленгликольдиакрилат, этиленгликольдиметакрилат, 1,2-пропиленгликольдиметакрилат, 1,3-пропиленгликольдиметакрилат, 1,3-бутиленгликольдиметакрилат, 1,4-бутиленгликольдиметакрилат, а также дивинилбензол, винилметакрилат, винилакрилат, аллилметакрилат, аллилакрилат, диаллилмалеат, диаллилфумарат, метиленбисакриламид, циклопентадиенилакрилат, триаллилцианурат или триаллилизоцианурат. В этой связи имеют значение также такие соединения, как, например, диацетонакриламид, ацетилацетоксиэтилакрилат и ацетилацетоксиэтилметакрилат. Указанные выше сшивающие мономеры М₂ часто используют в количествах, составляющих менее 10% масс., предпочтительно менее 5% масс., особенно предпочтительно менее 3% масс., соответственно в пересчете на общее количество мономеров М₂. Однако подобные сшивающие мономеры М₂ часто не используют вовсе.

Согласно изобретению в полимеризационный резервуар при необходимости можно загружать частичное или общее количество мономеров M₁. Однако возможен также вариант, в соответствии с которым общее количество или при необходимости остающееся остаточное количество мономеров M₁ подают в полимеризационный резервуар во время реакции полимеризации. При этом общее количество или при необходимости остающееся остаточное количество мономеров M₁ можно подавать в полимеризационный резервуар либо периодически в виде одной или нескольких порций, либо непрерывно с неизменным или варьируемым расходом. Особенно предпочтительно дозирование мономеров M₁ осуществляют во время реакции полимеризации непрерывно и с постоянным расходом, в частности, в виде составной части водной мономерной эмульсии.

Для приготовления водной дисперсия компонента (II) часто совместно используют диспергирующие добавки, которые способствуют дисперсному распределению в водной фазе как мономерных капелек, так и полученных радикально инициируемой полимеризацией полимерных частиц, а, следовательно, обеспечивают стабильность полученного водного полимерного состава. В качестве подобных диспергирующих добавок пригодны как защитные коллоиды, обычно используемые для осуществления радикальной водной эмульсионной полимеризации, так и эмульгаторы.

Пригодными защитными коллоидами являются, например, поливиниловые спирты, производные целлюлозы или сополимеры, содержащие мономерные звенья винилпирролидона или акриловой кислоты, например, сополимеры, которые в настоящем описании обозначены как компонент I(i). Другие пригодные защитные коллоиды подробно описаны в Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, том XIV/1, Makromolekulare Stoffe, cc. 411-420, издательство Georg-Thieme, Штутгарт, 1961.

Очевидно, можно использовать также смеси эмульгаторов и/или защитных коллоидов. В качестве диспергирующих добавок часто используют исключительно те эмульгаторы, относительная молекулярная масса которых в отличие от защитных коллоидов обычно составляет менее 1000. Подобные эмульгаторы могут быть анионными, катионными или неионными. При использовании смесей поверхностно-активных веществ отдельные компоненты, очевидно, должны обладать совместимостью друг с другом, которую в сомнительных случаях можно проконтролировать, реализуя небольшую серию предварительных экспериментов. В общем случае анионные эмульгаторы совместимы друг с другом и с неионными эмульгаторами. Это относится также и к катионным эмульгаторам, в то время как анионные и катионные эмульгаторы в большинстве случаев несовместимы друг с другом.

Часто используемыми эмульгаторами являются, например, этоксилированные моноалкифенолы, диалкилфенолы и триалкилфенолы (степень этоксилирования от 3 до 50, алкильный остаток с 4-12 атомами углерода), этоксилированные жирные спирты (степень этоксилирования от 3 до 50, алкильный остаток с 8-36 атомами углерода), а также щелочнометаллические и аммониевые соли алкилсульфатов (алкильный остаток с 8-12 атомами углерода), кислых эфиров серной кислоты и этоксилированных алканолов (степень этоксилирования от 3 до 30, алкильный остаток с 12-18 атомами углерода), кислых эфиров серной кислоты и этоксилированных алкилфенолов (степень этоксилирования от 3 до 50, алкильный остаток с 4-12 атомами углерода), алкилсульфокислот (алкильный остаток с 12-18 атомами углерода) и алкиларилсульфокислот (алкильный остаток с 9-18 атомами углерода). Другие пригодные эмульгаторы приведены в Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, том XIV/1, Makromolekulare Stoffe, cc. 192-208, издательство Georg-Thieme, Штутгарт, 1961.

Для осуществления предлагаемого в изобретении способа предпочтительно используют неионные и/или анионные эмульгаторы.

Количество используемой диспергирующей добавки, в частности, эмульгаторов, как правило составляет от 0,1 до 5% масс., предпочтительно от 1 до 3% масс., соответственно в пересчете на общее количество смеси мономеров М. В случае использования защитных коллоидов в качестве единственной диспергирующей добавки расход диспергирующей добавки существенно возрастает: обычно используют от 5 до 40% масс., предпочтительно от 10 до 30% масс. диспергирующей добавки, соответственно в пересчете на общее количество смеси мономеров М.

Согласно изобретению в полимеризационный резервуар при необходимости можно загружать частичное или общее количество диспергирующей добавки. Однако возможен также вариант, в соответствии с которым общее количество диспергирующей добавки или при необходимости остающееся остаточное количество добавляют во время реакции полимеризации. При этом общее количество или при необходимости остающееся остаточное количество диспергирующей добавки можно подавать в полимеризационный резервуар периодически в виде одной или нескольких порций или непрерывно с постоянным или варьируемым расходом. Особенно предпочтительно дозирование диспергирующей добавки осуществляют во время реакции полимеризации непрерывно и с постоянным расходом, в частности, в виде составной части водной мономерной эмульсии.

Предпочтительные полимеры М содержат а) от 0,01 до 50% масс. по меньшей мере одного этиленненасыщенного мономера, содержащего по меньшей мере одну эпоксидную группу и/или по меньшей мере одну гидроксиалкильную группу (мономера(-ов) M₁) и b) от 50 до 99,99% масс. по меньшей мере одного другого этиленненасыщенного мономера, отличающегося от мономеров M₁ (мономера(-ов) M₂).

Особенно предпочтительными являются полимеры М, которые могут быть получены радикально инициируемой растворной полимеризацией от 10 до 30% масс., предпочтительно от 15 до 22% масс. сложных эфиров на основе акриловой и/или метакриловой кислоты и спиртов с 1-8 атомами углерода (предпочтительно метанола, н-бутанола или 2-этилгексанола), от 40 до 70% масс., предпочтительно от 55 до 65% масс. стирола и от 5 до 50% масс., предпочтительно от 20 до 30% масс. 2-гидроксиэтилакрилата, 2-гидроксиэтилметакрилата, глицидилакрилата и/или глицидилметакрилата, причем суммарное количество указанных компонентов составляет 100% масс.

Другие предпочтительные полимеры М не содержат мономера(-ов) М₁ и могут быть получены радикально инициируемой растворной полимеризацией от 80 до 99% масс., предпочтительно от 85 до 95% масс. сложных эфиров на основе акриловой и/или метакриловой кислоты и спиртов с 1-8 атомами углерода (предпочтительно метанола, н-бутанола или 2-этилгексанола), от 0 до 5% масс., предпочтительно от 1 до 3% масс. уреидометакрилата и от 0,5 до 5% масс., предпочтительно от 1 до 4% масс. α,β-моноэтиленненасыщенных монокарбоновых и дикарбоновых кислот с 3-6 атомами углерода (предпочтительно акриловой кислоты и метакриловой кислоты) и/или амидов этих кислот, причем суммарное количество указанных компонентов составляет 100% масс.

Другие предпочтительные полимеры М могут быть получены с использованием диспергирующих добавок на основе полиакриловой(-ых) кислоты(-т), описанных в европейской заявке на патент ЕР-А-1240205 или немецкой заявке на патент DE-A-19991049592.

Подобные полимеры предпочтительно обладают структурой типа «ядро/оболочка» (изотропное распределение фаз, например, в виде луковичных слоев) или структурой Януса (анизотропное распределение фаз).

Благодаря целенаправленному варьированию типа и количества мономеров M₁ и М₂ согласно изобретению специалистам предоставляется возможность получения водных полимерных составов, которые содержат полимеры М с температурой стеклования T_g, соответственно точкой плавления, в диапазоне от (-60) до 270°С.

Другие пригодные водные дисперсии могут быть выбраны из группы полиуретанов, галогенированных виниловых полимеров, полимеров на основе виниловых спиртов и/или сложных виниловых эфиров, каучуков, канифолей и углеводородных смол. Речь при этом идет о коммерчески доступных дисперсиях, например, этиленвинилацетатных дисперсиях Vinnepas^® фирмы Wacker или канифолях Tacylon фирмы Eastman Chemical Company. Предпочтительными являются водные дисперсии алифатических и ароматических полиуретанов, гомополимеров и сополимеров винилацетата, терпентинных смол и углеводородных смол.

Компоненты А и F

Компонентами А и F являются смеси, соответственно независимо друг от друга содержащие:

- от 50 до 99% масс., предпочтительно от 70 до 97% масс., особенно предпочтительно от 80 до 90% масс. органического изоцианата по меньшей мере с двумя изоцианатными группами или их смесей (ингредиента a₁, соответственно f₁),

- от 1 до 50% масс., предпочтительно от 3 до 30% масс., особенно предпочтительно от 10 до 20% масс. органической карбоновой кислоты, ангидрида карбоновой кислоты, хлорангидрида карбоновой кислоты или их смесей (ингредиента а₂, соответственно f₂), и

- от 0 до 49% масс., предпочтительно от 0 до 10% масс., особенно предпочтительно от 0 до 5% масс. вспомогательных компонентов или соответствующих смесей (ингредиента а₃, соответственно f₃).

В особом варианте осуществления изобретения указанные смеси приводят в контакт с частицами лигноцеллюлозы LCP-1, соответственно LCP-2, при температурах от 25 до 70°С, предпочтительно от 30 до 60°С, особенно предпочтительно от 35 до 50°С.

В другом особом варианте осуществления изобретения указанные смеси приводят в контакт с частицами лигноцеллюлозы LCP-1, соответственно LCP-2, по истечении промежутка времени после приготовления, то есть после реализованного в смесителе контакта компонента С-1 (соответственно смеси, содержащей компонент С-1) с компонентом А, соответственно после реализованного в смесителе контакта компонента G-1 (соответственно смеси, содержащей компонент G-1) с компонентом F, составляющего не более 3600 секунд, предпочтительно не более 300 секунд, особенно предпочтительно не более 60 секунд, в частности, не более 2 секунд.

В качестве органической карбоновой кислоты, ангидрида карбоновой кислоты, соответственно хлорангидрида карбоновой кислоты, пригодны производные органических кислот с молекулярной массой менее 2000 г/моль, предпочтительно менее 1000 г/моль, предпочтительно менее 500 г/моль. В качестве органических ангидридов карбоновых кислот пригодны ангидриды карбоновых кислот с 2-50 атомами углерода, например, уксусный ангидрид, ангидрид янтарной кислоты, фталевый ангидрид, глутаровый ангидрид, полималеиновый ангидрид, ангидрид перилентетракарбоновой кислоты или малеиновый ангидрид, в качестве органических хлорангидридов карбоновых кислот пригодны хлорангидриды карбоновых кислот с 2-20 атомами углерода, например, ацетилхлорид или хлорангидрид фталевой кислоты, причем предпочтительными являются ангидриды карбоновых кислот с 4-15 атомами углерода, например, ангидрид янтарной кислоты, фталевый ангидрид или малеиновый ангидрид, и хлорангидриды карбоновых кислот с 2-15 атомами углерода, например, ацетилхлорид, причем особенно предпочтительными являются ангидриды карбоновых кислот с 4-8 атомами углерода, например, ангидрид янтарной кислоты или малеиновый ангидрид, и хлорангидриды карбоновых кислот с 2-8 атомами углерода, например, ацетилхлорид, и причем еще более предпочтительным является малеиновый ангидрид.

Пригодными органическими кислотами являются карбоновые кислоты с 1-15 атомами углерода, например, муравьиная кислота, уксусная кислота, малеиновая кислота, бензойная кислота, фталевая кислота или себациновая кислота, органические сульфокислоты, например, п-толуолсульфокислота, метилсульфокислота, винилсульфокислота, стиролсульфокислота или морфолиноэтансульфокислота, а также органические фосфорная кислоты, например, алкилфосфоновые или арилфосфоновые кислоты.

В случае если компонент а₂, соответственно f₂ содержит органические кислоты, промежуток времени между осуществляемым посредством смешивания приготовлением компонента А, соответственно компонента F, и добавлением компонента А, соответственно компонента F, к частицам лигноцеллюлозы LCP-1, соответственно LCP-2, составляет менее 5 минут, предпочтительно менее одной минуты, особенно предпочтительно менее 10 секунд.

В качестве органических изоцианатов пригодны органические изоцианаты по меньшей мере с двумя изоцианатными группами или их смеси, в частности, любые известные специалистам органические изоцианаты или их смеси, предпочтительно используемые для изготовления древесных материалов или полиуретанов. Подобные органические изоцианаты, а также их получение и применение описаны, например, в справочнике Becker/Braun, Kunststoff Handbuch, 3-е переработанное издание, том 7 „Polyurethane", издательство Hanser, 1993, сс. 17-21, 76-88, 665-671.

Предпочтительными органическими изоцианатами являются олигомерные изоцианаты с 2-10, предпочтительно 2-8 мономерными единицами и в среднем по меньшей мере одной изоцианатной группой в мономерной единице, или их смеси. Изоцианаты могут быть алифатическими, циклоалифатическими или ароматическими. Особенно предпочтительным является органический изоцианат МДИ (дифенилметандиизоцианат), олигомерный органический изоцианат (полимерный МДИ) или смеси МДИ с полимерным МДИ. Подобные органические изоцианаты могут быть получены конденсацией формальдегида с анилином и фосгенированием образующихся при конденсации изомеров и олигомеров (смотри, например, Becker/Braun, Kunststoff Handbuch, 3-е переработанное издание, том 7 „Polyurethane", издательство Hanser, 1993, с последнего абзаца на с. 18 по второй абзац на с. 19 включительно, а также пятый абзац на с. 76). Еще более предпочтительными являются продукты серии LUPRANAT^® фирмы BASF SE, в частности, LUPRANAT^® М 20 FB фирмы BASF SE.

Органическим изоцианатом может быть также форполимер с изоцианатными концевыми группами, который является продуктом превращения изоцианата, например, полимерного МДИ, с одним или несколькими полиолами и/или полиаминами.

Пригодные полиолы могут выбраны из группы этиленгликоля, диэтиленгликоля, пропиленгликоля, дипропиленгликоля, бутандиола, глицерина, триметилолпропана, триэтаноламина, пентаэритрита, сорбита и их смесей. Другими пригодными полиолами являются биополиолы, например, полиолы из соевого масла, рапсового масла, касторового масла и подсолнечного масла. Пригодными являются также простые полиэфирполиолы, которые могут быть получены полимеризацией циклических оксидов, например, этиленоксида, пропиленоксида, бутиленоксида или тетрагидрофурана, в присутствии полифункциональных инициаторов. Пригодные инициаторы содержат активные атомы водорода и могут быть выбраны из группы, включающей воду, бутандиол, этилен гликоль, пропиленгликоль, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, дипропиленгликоль, этаноламин, диэтаноламин, триэтаноламин, толуолдиамин, диэтилтолуолдиамин, фенилдиамин, дифенилметандиамин, этилендиамин, циклогександиамин, циклогександиметанол, резорцин, бисфенол-А, глицерин, триметилолпропан, 1,2,6-гексантриол, пентаэритрит и их смеси. К другим пригодным простым полиэфирполиолам относятся диолы и триолы, например, полиоксипропилендиолы, полиоксипропилентриолы, поли(оксиэтиленоксипропилен)-диолы и поли(оксиэтиленоксипропилен)триолы, которые получают в соответствии с одновременно или последовательно реализуемыми реакциями присоединения, протекающими между этиленоксидом или пропиленоксидом и бифункциональными или трехфункциональными инициаторами. Пригодными являются также сложные полиэфирполиолы, например, содержащие концевые гидроксильные группы продукты реакции указанных выше полиолов с поликарбоновыми кислотами или производными поликарбоновых кислот, например, их ангидридами, в частности, с дикарбоновыми кислотами или производными дикарбоновых кислот, например, янтарной кислотой, сложным диметиловым эфиром янтарной кислоты, глутаровой кислотой, сложным диметиловым эфиром глутаровой кислоты, адипиновой кислотой, сложным диметиловым эфиром адипиновой кислоты, себациновой кислотой, фталевым ангидридом, ангидридом тетрахлорфталевой кислоты или диметилтерефталатом, или их смесями.

Пригодные полиамины могут быть выбраны из группы, включающей этилендиамин, толуолдиамин, диаминодифенилметан, полиметиленполифенилполиамины, аминоспирты и их смеси. Примерами пригодных аминоспиртов являются этаноламин и диэтаноламин.

Пригодными вспомогательными компонентами могут являться, например, инертные разбавители. В качестве инертных разбавителей пригодны инертные жидкости, например, ароматические соединения, в частности, толуол, бензол, ксилолы, нафталины или хлорбензол, органические растворители, в частности, ацетон, простые эфиры, этилацетат, тетрагидрофуран, сложные эфиры угольной кислоты (например, диметилкарбонат, диэтилкарбонат, дифенилкарбонат, пропиленкарбонат или этиленкарбонат), алканы и алкены (например, пентен, гексан, циклогексан или гептан), парафиновое масло, воска, эмульгируемые воска, силиконовые масла, причем предпочтительными инертными разбавителями являются сложные эфиры угольной кислоты, парафиновое масло или силиконовое масло, особенно предпочтительно сложные эфиры угольной кислоты или парафиновое масло.

Другими пригодными вспомогательными компонентами являются поверхностно-активные вещества, в частности, анионные, катионные, неионные и амфотерные поверхностно-активные вещества или их смеси.

Примеры поверхностно-активных веществ приведены в McCutcheon's, том 1: Emulsifiers & Detergents, McCutcheon's Directories, Glen Rock, США, 2008 (International Ed. or North American Ed.).

Пригодными анионными поверхностно-активными веществами являются соли щелочных металлов, щелочно-земельных металлов или аммония в виде соответствующих сульфонатов, сульфатов, фосфатов, карбоксилатов или их смесей. Примерами сульфонатов являются алкиларилсульфонаты, дифенилсульфонаты, α-олефинсульфонаты, лигносульфонаты, сульфонаты жирных кислот и масел, сульфонаты этоксилированных алкилфенолов, сульфонаты алкоксилированных арилфенолов, продукты конденсации нафталинсульфонатов, додецилбензолсульфонаты, тридецилбензолсульфонаты, нафталинсульфонаты, силилнафталинсульфонаты или сульфосукцинаты. Примерами сульфатов являются сульфаты жирных кислот и масел, этоксилированные алкилфенолсульфаты, сульфаты спиртов, сульфаты этоксилированных спиртов или эфирсульфаты жирных кислот.

Пригодными неионными поверхностно-активными веществами являются алкоксилаты, N-замещенные амиды жирных кислот, аминоксиды, сложные эфиры, поверхностно-активные вещества на основе сахаров, полимерные поверхностно-активные вещества, блоксополимеры и их смеси. Примерами алкоксилатов являются спирты, алкилфенолы, амины, амиды, арилфенолы, жирные кислоты или сложные эфиры жирных кислот, алкоксилированные посредством 1-50 эквивалентов алкиленоксида. Для алкоксилирования можно использовать этиленоксид и/или пропиленоксид, предпочтительно этиленоксид. Примерами N-замещенных амидов жирных кислот являются глюкамиды или алканоламиды жирных кислот. Примерами сложных эфиров являются сложные эфиры жирных кислот, сложные эфиры глицерина или моноглицериды. Примерами поверхностно-активных веществ на основе Сахаров являются сорбиты, этоксилированные сорбиты, сложные эфиры сахарозы, сложные эфиры глюкозы и алкилполиглюкозиды. Примерами полимерных поверхностно-активных веществ являются гомополимеры или сополимеры винилпирролидона, винилового спирта или винилацетата. Пригодными блоксополимерами являются блоксополимеры типа А-В или А-В-А, содержащие полиэтиленоксидные и полипропиленоксидные блоки, или блоксополимеры типа А-В-С, содержащие алканол и полиэтиленоксидные и полипропиленоксидные блоки.

Пригодными катионными поверхностно-активными веществами являются четвертичные ПАВ, например, четвертичные аммониевые соединения с одной или двумя гидрофобными группами или аммониевые соли длинноцепочечных первичных аминов.

Пригодными амфотерными поверхностно-активными веществами являются алкилбетаины и имидазолины.

Особенно предпочтительными являются неионные или амфотерные поверхностно-активные вещества и их смеси, особенно предпочтительно неионные поверхностно-активные вещества, еще более предпочтительно полигликолевые эфиры жирных спиртов.

Другими пригодными вспомогательными компонентами являются триалкилфосфаты. Пригодные три ал кил фосфаты являются соединениями формулы R₃PO₄, в которой каждый из трех остатков R независимо друг от друга может означать алкильную группу с 1, 2, 3, 4, 5 или 6 атомами углерода. Группы R могут содержать одинаковое или разное количество атомов углерода, предпочтительно одинаковое количество атомов углерода. При одинаковом количестве атомов углерода речь может идти либо об одинаковых группах, либо об изомерных группах, предпочтительно об одинаковых группах.

Так, например, можно использовать триметилфосфат, триэтилфосфат, трипропилфосфат, трибутилфосфат, трипентилфосфат, тригексилфосфат или их смеси, предпочтительно триметилфосфат, триэтилфосфат, трипропилфосфат или их смеси, особенно предпочтительно триэтилфосфат.

Компоненты А, соответственно F, перед добавлением к частицам лигноцелллюлозы LCP-1, соответственно LCP-2 (в случае, если добавление к частицам лигноцелллюлозы осуществляют отдельно от компонента С-1, соответственно G-1), соответственно перед добавлением к компоненту С-1, соответственно G-1 (если добавление к частицам лигноцелллюлозы осуществляют в виде смеси) предпочтительно находятся в виде гомогенного раствора.

Пригототовление компонента А, соответственно компонента F, при необходимости можно осуществлять незадолго до их добавления к частицам лигноцеллюлозы LCP-1, соответственно LCP-2 (в случае если добавление к частицам лигноцеллюлозы осуществляют отдельно от компонента С-1, соответственно G-1), соответственно незадолго до их добавления к компоненту С-1, соответственно G-1 (в случае если добавление к частицам лигноцелллюлозы осуществляют в виде смеси), посредством смешивания ингредиентов компонента А с компонентом В и при необходимости используемым компонентом С. При этом промежуток времени между приготовлением и добавлением составляет три часа или менее. Соответствующий промежуток времени может быть также очень коротким и может составлять всего несколько минут (например, пять минут или менее). При этом смешивание можно осуществлять посредством подачи ингредиентов А, компонента В и при необходимости используемого компонента С из отдельных резервуаров в смеситель, например, смесительный резервуар или статический смеситель, смешивания в этом смесителе и добавления полученной при этом смеси к частицам лигноцелллюлозы LCP-1, соответственно LCP-2.

Компонент D и Н

Компоненты D и Н соответственно независимо друг от друга могут содержать разные или одинаковые, предпочтительно одинаковые, известные специалистам отвердители или их смеси. Подобные отвердители предпочтительно добавляют к компоненту С-1, соответственно компоненту G-1 (при условии, что компонентом G-1 является связующее, выбранное из группы, включающей аминопласты и фенопласты).

Под отвердителями для аминопластового компонента или для фенопластового компонента в данном случае подразумевают любые химические соединения любой молекулярной массы, которые способствуют поликонденсации аминопласта или фенопласта или ускоряют ее. Группа хорошо пригодных отвердителей аминопласта или фенопласта, в особенности аминопласта, включает органические кислоты, неорганические кислоты, кислые соли органических кислот, кислые соли неорганических кислот, кислотообразующие соли, например, соли аммония, или кислые соли органических аминов. Компоненты этой группы, очевидно, можно использовать также в виде смесей. Соответствующими примерами являются сульфат аммония, нитрат аммония, неорганические или органические кислоты, например, серная кислота или муравьиная кислота, и регенерирующие кислоту вещества, такие как хлорид алюминия, сульфат алюминия или их смеси. Предпочтительная группа отвердителей для аминопласта или фенопласта включает неорганические или органические кислоты, такие как азотная кислота, серная кислота, муравьиная кислота или уксусная кислота, и полимеры с кислотными группами, в частности, гомополимеры или сополимеры акриловой кислоты, метакриловой кислоты или малеиновой кислоты.

В случае использования кислот, например, минеральных кислот, таких как серная кислота, или органических кислот, таких как муравьиная кислота, массовое количество кислоты в пересчете на общую сухую массу частиц лигноцеллюлозы LCP-1, соответственно LCP-2, предпочтительно составляет от 0,001 до 1% масс., предпочтительно от 0,01 до 0,5% масс., особенно предпочтительно от 0,02 до 0,1% масс.

Особенно предпочтительному использованию подлежат так называемые латентные отвердители, которые позволяют осуществлять латентное отверждение (смотри М. Dunky, P. Niemz, Holzwerkstoffe und Leime, издательство Springer, 2002, сс. 265-269). Определение отвердителя «латентный» в данном случае означает, что реакция отверждения начинается не непосредственно после смешивания аминопласта с подобным отвердителем, а с запаздыванием, соответственно после активирования отвердителя, например, под действием температуры. Замедленное отверждение способствует пролонгированию пригодности смеси аминопласта с отвердителем для переработки. Использование латентных отвердителей может оказаться предпочтительным также в случае смеси частиц лигноцеллюлозы с аминопластом, отвердителем и другими компонентами, поскольку при этом уменьшается тенденция аминопласта к преждевременному отверждению, то есть до реализации стадии (IV). Предпочтительными латентными отвердителями являются хлорид аммония, бромид аммония, йодид аммония, сульфат аммония, сульфит аммония, гидросульфат аммония, метансульфонат аммония, п-толуолсульфонат аммония, трифторметансульфонат аммония, нонафторбутансульфонат аммония, фосфат аммония, нитрат аммония, формиат аммония, ацетат аммония, хлорид морфолиния, бромид морфолиния, йодид морфолиния, сульфат морфолиния, сульфит морфолиния, гидросульфат морфолиния, метансульфонат морфолиния, п-толуолсульфонат морфолиния, трифторметансульфонат морфолиния, нонафторбутансульфонат морфолиния, фосфат морфолиния, нитрат морфолиния, формиат морфолиния, ацетат морфолиния, моноэтанолхлорид аммония, моноэтанолбромид аммония, йодид моноэтаноламмония, моноэтанолсульфат аммония, сульфит моноэтаноламмония, гидросульфат моноэтаноламмония, метансульфонат моноэтаноламмония, п-толуолсульфонат моноэтаноламмония, трифторметансульфонат моноэтаноламмония, нонафторбутансульфонат моноэтаноламмония, моноэтанолфосфат аммония, моноэтанолнитрат аммония, формиат моноэтаноламмония, моноэтанолацетат аммония или их смеси, предпочтительно сульфат аммония, нитрат аммония, хлорид аммония или их смеси, особенно предпочтительно сульфат аммония, нитрат аммония или их смеси.

В случае использования указанных выше латентных отвердителей их массовое количество в пересчете на общую сухую массу частиц лигноцелллюлозы LCP-1 соответственно LCP-2, предпочтительно составляет от 0,001 до 5% масс., особенно предпочтительно от 0,01 до 0,5% масс., еще более предпочтительно от 0,1 до 0,5% масс.

Фенопласты, предпочтительно феноло-формальдегидные смолы, можно отверждать также веществами со щелочным характером, в качестве которых предпочтительно используют карбонаты или гидроксиды, например, карбонат калия или гидроксид натрия.

Примеры других отвердителей для аминопластов приведены в М. Dunky, Р. Niemz, Holzwerkstoffe und Leime, издательство Springer 2002, сс. 265-269; примеры других отвердителей для фенопластов (предпочтительно феноло-формальдегидных смол) приведены М. Dunky, P. Niemz, Holzwerkstoffe und Leime, издательство Springer 2002, сс. 341-352.

Компоненты Е и I

Компоненты Е и I могут быть выбраны из группы, включающей поверхностно-активные вещества, из группы, включающей триалкилфосфаты, и/или из группы, включающей другие известные специалистам добавки, например, средства гидрофобизации, в частности, парафиновые эмульсии, средства защиты от поражения грибком, улавливающие формальдегид реагенты (например, карбамид или полиамины), огнезащитные средства, растворители (например, спирты, гликоли и глицерин), металлы, углерод, пигменты, красители, а также соли щелочных или щелочно-земельных металлов, выбранные из группы, включающей сульфаты, нитраты, фосфаты, галогениды и их смеси. Независимо друг от друга можно использовать одинаковые или разные, предпочтительно одинаковые добавки, количества которых в пересчете на общее содержание сухого вещества в частицах лигноцелллюлозы LCP-1, соответственно LCP-2, составляет от 0 до 5% масс., предпочтительно от 0,5 до 4% масс., особенно предпочтительно от 1 до 3% масс.

Пригодными поверхностно-активными веществами являются анионные, катионные, неионные, или амфотерные ПАВ и их смеси.

Примеры поверхностно-активных веществ приведены в McCutcheon's, том 1: Emulsifiers & Detergents, McCutcheon's Directories, Glen Rock, США, 2008 (International Ed. or North American Ed.).

Пригодными анионными поверхностно-активными веществами являются соли щелочных металлов, щелочно-земельных металлов или аммония в виде соответствующих сульфонатов, сульфатов, фосфатов, карбоксилатов или их смесей. Примерами сульфонатов являются алкиларилсульфонаты, дифенилсульфонаты, α-олефинсульфонаты, лигносульфонаты, сульфонаты жирных кислот и масел, сульфонаты этоксилированных алкилфенолов, сульфонаты алкоксилированных арилфенолов, продукты конденсации нафталинсульфонатов, додецилбензолсульфонаты, тридецилбензолсульфонаты, нафталинсульфонаты, силилнафталинсульфонаты или сульфосукцинаты. Примерами сульфатов являются сульфаты жирных кислот и масел, этоксилированные алкилфенолсульфаты, сульфаты спиртов, сульфаты этоксилированных спиртов или эфирсульфаты жирных кислот.

Пригодными неионными поверхностно-активными веществами являются алкоксилаты, N-замещенные амиды жирных кислот, аминоксиды, сложные эфиры, поверхностно-активные вещества на основе сахаров, полимерные поверхностно-активные вещества, блоксополимеры и их смеси. Примерами алкоксилатов являются спирты, алкилфенолы, амины, амиды, арилфенолы, жирные кислоты или сложные эфиры жирных кислот, алкоксилированные посредством 1-50 эквивалентов алкиленоксида. Для алкоксилирования можно использовать этиленоксид и/или пропиленоксид, предпочтительно этиленоксид. Примерами N-замещенных амидов жирных кислот являются глюкамиды или алканоламиды жирных кислот. Примерами сложных эфиров являются сложные эфиры жирных кислот, сложные эфиры глицерина или моноглицериды. Примерами поверхностно-активных веществ на основе Сахаров являются сорбиты, этоксилированные сорбиты, сложные эфиры сахарозы, сложные эфиры глюкозы и алкилполиглюкозиды. Примерами полимерных поверхностно-активных веществ являются гомополимеры или сополимеры винилпирролидона, винилового спирта или винилацетата. Пригодными блоксополимерами являются блоксополимеры типа А-В или А-В-А, содержащие полиэтиленоксидные и полипропиленоксидные блоки, или блоксополимеры типа А-В-С, содержащие алканол и полиэтиленоксидные и полипропиленоксидные блоки.

Пригодными катионными поверхностно-активными веществами являются четвертичные ПАВ, например, четвертичные аммониевые соединения с одной или двумя гидрофобными группами или аммониевые соли длинно-цепных первичных аминов.

Пригодными амфотерными поверхностно-активными веществами являются алкилбетаины и имидазолины.

Особенно предпочтительными поверхностно-активными веществами являются полигликолевые эфиры жирных спиртов, сульфаты жирных спиртов, сульфированные полигликолевые эфиры жирных спиртов, сульфоэфиры жирных спиртов, сульфированные сложные метиловые эфиры жирных кислот, поверхностно-активные вещества на основе сахаров (например, алкилгликозиды), алкилбензолсульфонаты, алкансульфонаты, сульфированные сложные метиловые эфиры жирных кислот, четвертичные соли аммония (например, бромид цетилтриметиламмония) и мыла.

Пригодные триалкилфосфаты являются соединениями формулы R₃PO₄, в которой каждый из трех остатков R независимо друг от друга может означать алкильную группу с 1, 2, 3, 4, 5 или 6 атомами углерода. Группы R могут содержать одинаковое или разное количество атомов углерода, предпочтительно одинаковое количество атомов углерода. При одинаковом количестве атомов углерода речь может идти либо об одинаковых группах, либо об изомерных группах, предпочтительно об одинаковых группах.

Так, например, можно использовать триметилфосфат, триэтилфосфат, трипропилфосфат, трибутилфосфат, трипентилфосфат, тригексилфосфат или их смеси, предпочтительно триметилфосфат, триэтилфосфат, трипропилфосфат или их смеси, особенно предпочтительно триэтилфосфат.

Применение

Предлагаемым в изобретении способом можно изготавливать однослойные и многослойные лигноцеллюлозные материалы различного типа, причем особенно предпочтительным является изготовление однослойных и многослойных древесно-стружечных плит, древесно-волокнистых плит и ориентированных древесно-стружечных плит, еще более предпочтительно однослойных древесно-стружечных плит, однослойных древесно-волокнистых плит и многослойных древесно-стружечных плит, в особенности многослойных древесно-стружечных плит.

Общая толщина предлагаемых в изобретении многослойных лигноцеллюлозных материалов, варьируемая в зависимости от их назначения, как правило находится в диапазоне от 0,5 до 100 мм, предпочтительно от 10 до 40 мм, в частности, от 15 до 20 мм.

Средняя общая плотность предлагаемых в изобретении однослойных и многослойных лигноцелллюлозных материалов как правило находится в интервале от 100 до 1000 кг/м³, предпочтительно от 400 до 850 кг/м³.

Средняя общая плотность предлагаемых в изобретении многослойных древесно-стружечных плит как правило составляет от 400 до 750 кг/м³, особенно предпочтительно от 425 до 650 кг/м³, в частности, от 450 до 600 кг/м³. Плотность определяют согласно европейскому стандарту EN 1058 через 24 часа после изготовления плит.

Выполненные предлагаемым в изобретении способом лигноцеллюлозные материалы, в частности, однослойные и многослойные древесно-стружечные плиты и однослойные древесно-волокнистые плиты, в частности, используют в строительстве, для внутренней отделки, при оформлении торговых помещений и изготовлении выставочных стендов, в качестве материалов для изготовления мебели, а также в качестве упаковочного материала.

Предпочтительным назначением изготавливаемых предлагаемым в изобретении способом лигноцеллюлозных материалов является их использование в качестве внутренних слоев панелей типа «сэндвич». При этом наружные слои панелей типа «сэндвич» могут быть выполнены из других материалов, например, из металла (в частности, алюминия или нержавеющей стали), тонких плит на основе древесных материалов (в частности, древесно-стружечных или древесно-волокнистых плит, предпочтительно древесно-волокнистых плит с высокой степенью уплотнения) или многослойных материалов (например, ламинатов высокого давления).

Для других предпочтительных сфер применения выполненные предлагаемым в изобретении способом лигноцеллюлозные материалы с одной или нескольких сторон снабжают покрытием, например, мебельными пленками, меламиновыми пленками, шпоном, пластиковым кантом или лаковым покрытием.

В строительстве, при внутренней отделке, а также при оформлении торговых помещений и сооружении выставочных стендов изготовленные согласно изобретению лигноцеллюлозные материалы, выполненные из них покрытые лигноцеллюлозные материалы или выполненные из них панели типа «сэндвич» используют, например, в качестве облицовки крыш и стен, заполняющих панелей, опалубки, полов, внутренних слоев дверей, перегородок или полочных стеллажей.

В мебельной промышленности изготовленные согласно изобретению лигноцеллюлозные материалы, выполненные из них покрытые лигноцеллюлозные материалы или выполненные из них панели типа «сэндвич» используют, например, в качестве опорного материала для секционной мебели, а также в качестве полок, дверного материала, столешниц, фронтальных элементов кухонной мебели, деталей столов, стульев и мягкой мебели.

Примеры

Изготовление плит

В качестве клея используют карбамидо-формальдегидный клей Kaurit^® Leim 337 фирмы BASF SE. Содержание твердого вещества 64,2% масс. устанавливают посредством воды. В качестве полимерного МДИ используют Lupranat^® М 20 FB фирмы BASF SE.

Приготовление стружечного материала для плиты 1 (примеры 1 и 3)

5,4 кг (в пересчете на сухую массу) еловой стружки (стружки для среднего слоя с влажностью 3%) смешивают в смесителе с 1 кг смеси, состоящей из 100 масс. ч. клея Kaurit^® Leim 337, 4 масс. ч. 52-процентного водного раствора нитрата аммония и 15 масс. ч. воды. Затем в смесителе наносят 21,6 г предварительно нагретой до 57°С смеси, состоящей из 3 масс. ч. полимерного MDI и 1 масс. ч. малеинового ангидрида. Смесь наносят на стружку через две минуты после смешивания.

Приготовление стружечного материала для плиты 2 (примеры 2 и 4)

5,4 кг (в пересчете на сухую массу) еловой стружки (стружки для среднего слоя с влажностью 3%) смешивают в смесителе с 1 кг смеси, состоящей из 100 масс. ч. клея Kaurit^® Leim 337, 4 масс. ч. 52-процентного водного раствора нитрата аммония, 15 масс. ч. воды и 3 масс. ч. смеси 8 масс. ч. полимерного MDI с 1 масс. ч. малеинового ангидрида. Смесь наносят на стружку через две минуты после смешивания.

Прессование стружечного материала для формирования древесно-стружечных плит

950 г проклеенной стружки сразу или после 15-минутной выдержки рассыпают в форме (30×30 см) и подвергают предварительному холодному прессованию. Затем предварительно уплотненный стружечный мат прессуют в горячем прессе, формируя древесно-стружечную плиту толщиной 16 мм (температура прессования 210°С, время прессования 80 секунд).

Испытание древесно-стружечных плит

Прочность при поперечном растяжении определяют согласно европейскому стандарту EN 319.

Набухание по толщине определяют через 24 часа согласно европейскому стандарту EN 317.

Показатель эмиссии формальдегида определяют перфораторным методом согласно европейскому стандарту EN 120.

Все количественные данные указаны в пересчете на абсолютно сухую массу древесной стружки (то есть на 100% масс.).

Группа изобретений относится к деревообрабатывающей промышленности, в частности к изготовлению однослойных или многослойных лигноцеллюлозных материалов. Смешивают компоненты отдельных слоев, рассыпают полученную смесь с целью формирования мата, при необходимости предварительно уплотняют сформированный мат и выполняют горячее прессование мата. Используют смесь, держащую от 50 до 99% мас. органического изоцианата по меньшей мере с двумя изоцианатными группами или соответствующих смесей, от 1 до 50% мас. органического ангидрида карбоновой кислоты с 4-15 атомами углерода или соответствующих смесей и от 0 до 30% мас. вспомогательных компонентов или соответствующих смесей. Кроме того, группа изобретений включает однослойный или многослойный лигноцеллюлозный материал с сердцевиной и при необходимости по меньшей мере одним верхним покровным слоем и одним нижним покровным слоем, а также применение однослойных и многослойных лигноцеллюлозных материалов. Снижается эмиссия формальдегида. 4 н. и 12 з.п. ф-лы.

1. Способ периодического или непрерывного изготовления однослойных или многослойных лигноцеллюлозных материалов, который включает следующие стадии: (I) смешивание компонентов отдельных слоев, (II) рассыпку приготовленной(-ых) на стадии (I) смеси(-ей) с целью формирования мата, (III) при необходимости предварительное уплотнение сформированного посредством рассыпки мата и (IV) горячее прессование при необходимости предварительно уплотненного мата, причем в случае сердцевины многослойных лигноцеллюлозных материалов или в случае однослойных лигноцеллюлозных материалов на стадии (I) используют смесь (компонент А), содержащую: a₁) от 50 до 99% мас. органического изоцианата по меньшей мере с двумя изоцианатными группами или соответствующих смесей, а₂) от 1 до 50% мас. органического ангидрида карбоновой кислоты с 4-15 атомами углерода или соответствующих смесей и а₃) от 0 до 30% мас. вспомогательных компонентов или соответствующих смесей.

2. Способ периодического или непрерывного изготовления однослойных или многослойных лигноцеллюлозных материалов по п. 1, отличающийся тем, что компонент А используют в виде преимущественно безводной смеси.

3. Способ периодического или непрерывного изготовления однослойных или многослойных лигноцеллюлозных материалов по п. 1, который включает следующие стадии: (I) смешивание компонентов отдельных слоев, (II) рассыпку приготовленной(-ых) на стадии (I) смеси(-ей) с целью формирования мата, (III) при необходимости предварительное уплотнение сформированного посредством рассыпки мата и (IV) горячее прессование при необходимости предварительно уплотненного мата, причем на стадии (I) в случае сердцевины многослойных лигноцеллюлозных материалов или в случае однослойных лигноцеллюлозных материалов частицы лигноцеллюлозы (компонент LCP-1) смешивают с: a) от 0,01 до 20% мас. смеси (компонентом А), содержащей: a₁) от 50 до 99% мас. органического изоцианата по меньшей мере с двумя изоцианатными группами или соответствующих смесей, а₂) от 1 до 50% мас. органического ангидрида карбоновой кислоты с 4-15 атомами углерода или соответствующих смесей и а₃) от 0 до 49% мас. вспомогательных компонентов или соответствующих смесей, b) от 0 до 25% мас. вспененных полимерных частиц с насыпной плотностью в диапазоне от 10 до 150 кг/м³ (компонентом В), c) от 1 до 50% мас. связующего, выбранного из группы, включающей аминопласты, фенопласты и их смеси (компонентом С-1), и от 0 до 3% мас. органического изоцианата по меньшей мере с двумя изоцианатными группами (компонентом С-2), d) от 0 до 5% мас. отвердителя (компонентом D) и e) от 0 до 5% мас. добавки (компонентом Е), а в случае покровных слоев многослойных лигноцеллюлозных материалов частицы лигноцеллюлозы (компонент LCP-2) смешивают с: f) от 0 до 20% мас. смеси (компонентом F), содержащей: f₁) от 50 до 99% мас. органического изоцианата по меньшей мере с двумя изоцианатными группами или соответствующих смесей, f₂) от 1 до 50% мас. органического ангидрида карбоновой кислоты с 4-15 атомами углерода или соответствующих смесей и f₃) от 0 до 49% мас. вспомогательных компонентов или соответствующих смесей, g) от 1 до 30% мас. связующего, выбранного из группы, состоящей из аминопластов, фенопластов, основанного на белке связующего, другого основанного на полимере связующего и их смесей (компонентом G-1), и от 0 до 3% мас. органического изоцианата по меньшей мере с двумя изоцианатными группами (компонентом G-2), h) от 0 до 5% мас. отвердителя (компонентом Н) и i) от 0 до 5% мас. добавки (компонентом I), отличающийся тем, что на стадии (I) компонент А и компонент С-1, соответственно смесь компонента С-1 с одним или несколькими компонентами, выбранными из группы, состоящей из компонентов С-2, D и Е, наносят на частицы лигноцеллюлозы (1) отдельно друг от друга или (2) в виде смеси в течение промежутка времени после ее приготовления, составляющего от 0,1 до 3600 с.

4. Способ изготовления однослойных или многослойных лигноцеллюлозных материалов по п. 1, отличающийся тем, что способ осуществляют непрерывно.

5. Способ изготовления однослойных или многослойных лигноцеллюлозных материалов по п. 1, отличающийся тем, что преимущественно безводная смесь (компонент А) включает от 0 до 1% мас. воды.

6. Способ изготовления однослойных или многослойных лигноцеллюлозных материалов по п. 3, отличающийся тем, что массовое отношение компонента А к компоненту С-1 составляет от 0,001:1 до 1:1.

7. Способ изготовления однослойных или многослойных лигноцеллюлозных материалов по п. 3, отличающийся тем, что сначала загружают LCP-1 при необходимости совместно с компонентом В и осуществляют смешивание с компонентом С-1 и при необходимости компонентом С-2, затем с компонентом D и компонентом Е (с их совокупностью или в желаемой последовательности с каждым из них), а затем с компонентом А; или загружают LCP-1 при необходимости совместно с компонентом В, после чего осуществляют смешивание с компонентом С-1, при необходимости компонентом С-2 и компонентом D (с их совокупностью или в желаемой последовательности с каждым из них), затем с компонентом А, а затем с компонентом Е; или загружают LCP-1 при необходимости совместно с компонентом В, после чего осуществляют смешивание с компонентом С-1, при необходимости с компонентом С-2, компонентом D и компонентом Е (с их совокупностью или в желаемой последовательности с каждым из них), а затем с компонентом А; или загружают LCP-1 при необходимости совместно с компонентом В, после чего осуществляют смешивание с компонентом А, а затем с компонентом С-1, при необходимости с компонентом С-2, компонентом D и компонентом Е (с их совокупностью или в желаемой последовательности с каждым из них).

8. Способ изготовления однослойных или многослойных лигноцеллюлозных материалов по п. 3, отличающийся тем, что частицами лигноцеллюлозы LCP-1 и LCP-2 являются древесные волокна, древесная стружка или смеси, используемые для изготовления древесностружечных плит, древесно-волокнистых плит средней плотности и древесно-волокнистых плит высокой плотности.

9. Способ изготовления однослойных или многослойных лигноцеллюлозных материалов по п. 1, отличающийся тем, что компонент А наносят на частицы лигноцеллюлозы LCP-1 при повышенной температуре.

10. Способ изготовления однослойных или многослойных лигноцеллюлозных материалов по п. 3, отличающийся тем, что контакт компонентов А-Е или F-I или смесей компонентов А-Е или F-I с частицами лигноцеллюлозы LCP-1 или LCP-2 реализуют при температурах от 25 до 70°С.

11. Способ изготовления однослойных или многослойных лигноцеллюлозных материалов по п. 3, отличающийся тем, что компонент D обеспечивает латентное отверждение, или содержит один или несколько латентных отвердителей.

12. Способ изготовления однослойных или многослойных лигноцеллюлозных материалов по одному из пп. 1-11, отличающийся тем, что лигноцеллюлозные материалы имеют плотность от 100 до 700 кг/м³.

13. Однослойный или многослойный лигноцеллюлозный материал с сердцевиной и при необходимости по меньшей мере одним верхним покровным слоем и одним нижним покровным слоем, изготовленный по одному из пп. 1-12, в котором сформированные посредством рассыпки слои: в случае сердцевины многослойных лигноцеллюлозных материалов или в случае однослойных лигноцеллюлозных материалов содержат частицы лигноцеллюлозы (компонент LCP-1), смешанные с: a) от 0,01 до 20% мас. смеси (компонентом А), содержащей: а₁) от 50 до 99% мас. органического изоцианата по меньшей мере с двумя изоцианатными группами или соответствующих смесей, а₂) от 1 до 50% мас. органического ангидрида карбоновой кислоты с 4-15 атомами углерода или соответствующих смесей и а₃) от 0 до 49% мас. вспомогательных компонентов или соответствующих смесей, b) от 0 до 25% мас. вспененных полимерных частиц с насыпной плотностью в диапазоне от 10 до 150 кг/м³ (компонентом В), c) от 1 до 50% мас. связующего, выбранного из группы, включающей аминопласты, фенопласты и их смеси (компонентом С-1), и от 0 до 3% мас. органического изоцианата по меньшей мере с двумя изоцианатными группами (компонентом С-2), d) от 0 до 5% мас. отвердителя (компонентом D) и e) от 0 до 5% мас. добавки (компонентом Е), а в случае покровных слоев многослойных лигноцеллюлозных материалов содержат частицы лигноцеллюлозы (компонент LCP-2), смешанные с f) от 0 до 20% мас. смеси (компонентом F), содержащей: f₁) от 50 до 99% мас. органического изоцианата по меньшей мере с двумя изоцианатными группами или соответствующих смесей, f₂) от 1 до 50% мас. органического ангидрида карбоновой кислоты с 4-15 атомами углерода или соответствующих смесей и f₃) от 0 до 49% мас. вспомогательных компонентов или соответствующих смесей, g) от 1 до 30% мас. связующего, выбранного из группы, состоящей из аминопласта, фенопласта, основанного на белке связующего, другого основанного на полимере связующего и их смесей (компонентом G), и при необходимости содержащего органический изоцианат по меньшей мере с двумя изоцианатными группами, h) от 0 до 5% мас. отвердителя (компонентом Н) и i) от 0 до 5% мас. добавки (компонентом I).

14. Однослойные или многослойные лигноцеллюлозные материалы по п. 13, которые могут быть изготовлены способом по одному из пп. 1-12.

15. Применение однослойных и многослойных лигноцеллюлозных материалов по п. 13 или 14 в строительстве, для внутренней отделки, при оформлении торговых помещений и сооружении выставочных стендов, в качестве материалов для изготовления мебели или в качестве упаковочного материала.

16. Применение однослойных и многослойных лигноцеллюлозных материалов по п. 13 или 14 в качестве облицовки крыш и стен, заполняющих панелей, опалубки, полов, внутренних слоев дверей, перегородок, стеллажей или в качестве опорного материала для секционной мебели, в качестве стеллажных полок, дверного материала, столешниц, фронтальных элементов кухонной мебели, облицовочных слоев конструкций типа «сэндвич», а также в качестве деталей столов, стульев и мягкой мебели.