RU2816964C1

RU2816964C1 - Composite products

Info

Publication number: RU2816964C1
Application number: RU2022117123A
Authority: RU
Inventors: Ричард ХЭНД; Лиам ДЖОНСОН
Original assignee: Кнауф Инзулацьон
Priority date: 2019-12-27
Filing date: 2020-12-22
Publication date: 2024-04-08

Abstract

FIELD: various technological processes.

SUBSTANCE: group of inventions relates to composite products, namely to wood boards and a method of their production. Method includes applying binder composition on loose wood material, arrangement of resinous wood material in form of sheet and exposure of sheet to heat and pressure with hardening of binder composition and with formation of wood board. Binding composition is a sugar-based binding composition which contains polymerizable reagents, optional fillers and at least one additional additive in form of solid particles. Binder composition is applied on one or more separate veneers, one or more separate tarred veneers are placed in a stack of separate veneers. Direction of fibres in adjacent veneers is shifted, in particular, at a right angle. Stacks are exposed to heat and pressure to cure the binder composition to form plywood.

EFFECT: providing excellent hardening rates, bond strength, separation strength, tensile strength and reduced swelling properties, ease of use and good stability during storage, increased strength of the connection and reduced migration of the binder composition, reduced and/or absence of leakage of the binder composition.

27 cl, 7 dwg, 11 tbl

Description

Настоящее изобретение относится к композитным изделиям, а именно к древесным плитам и способу их изготовления. Настоящее изобретение обеспечивает связующие композиции со свойствами, включая отличные скорости отверждения, прочность связи, прочность на разделение, прочность на разрыв и низкие свойства набухания, простоту обращения и хорошую стабильность при хранении. В частности, настоящее изобретение предоставляет связующие композиции со свойствами, включающими превосходную прочность соединения и низкую миграцию связующей композиции. В частности, настоящее изобретение обеспечивает снижение и/или отсутствие просачивания связующей композиции, особенно для фанеры.The present invention relates to composite products, namely wood-based panels and a method for their manufacture. The present invention provides binder compositions with properties including excellent cure rates, bond strength, separation strength, tensile strength and low swelling properties, ease of handling and good storage stability. In particular, the present invention provides adhesive compositions with properties including excellent bond strength and low migration of the adhesive composition. In particular, the present invention provides reduced and/or non-bleeding of the binder composition, especially for plywood.

Согласно первому аспекту, настоящее изобретение предоставляет способ изготовления древесной плиты, как определено в п. 1. Дополнительные аспекты определены в других независимых пунктах формулы изобретения; зависимые пункты формулы изобретения раскрывают предпочтительные или альтернативные варианты осуществления.According to the first aspect, the present invention provides a method for manufacturing wood-based board as defined in claim 1. Additional aspects are defined in other independent claims; The dependent claims disclose preferred or alternative embodiments.

Согласно одному из этих аспектов настоящее изобретение предоставляет способ изготовления древесной плиты, включающий:According to one of these aspects, the present invention provides a method for making a wood-based panel, including:

нанесение связующей композиции, в частности в форме водного раствора, на неплотный древесный материал с получением просмоленного неплотного древесного материала,applying a binder composition, in particular in the form of an aqueous solution, to the loose wood material to obtain a tarred loose wood material,

расположение просмоленного древесного материала в виде листа неплотно расположенного просмоленного древесного материала; иarrangement of tarred wood material in the form of a sheet of loosely spaced tarred wood material; And

воздействие на лист неплотно расположенного просмоленного древесного материала теплом и давлением с отверждением связующей композиции и с образованием древесной плиты из листа неплотно расположенного просмоленного древесного материала;subjecting a sheet of loosely tarred wood material to heat and pressure to harden the binder composition and form a wood board from a sheet of loosely tarred wood material;

причем связующая композиция представляет собой связующую композицию на основе сахара, которая содержит:wherein the binder composition is a sugar-based binder composition that contains:

полимеризуемые реагенты,polymerizable reagents,

необязательные наполнители иoptional fillers and

по меньшей мере, одну дополнительную добавку в виде частиц.at least one additional particulate additive.

По меньшей мере, одна дополнительная добавка в виде частиц выбрана из группы, состоящей из:The at least one additional particulate additive is selected from the group consisting of:

добавка(и) в виде частиц, имеющая(ие) удельную площадь поверхности по БЭТ ≥ 50 м²/г;particulate additive(s) having a BET specific surface area ≥ 50 m ² /g;

частицы аморфного диоксида кремния, в частности частицы синтетического аморфного диоксида кремния;amorphous silica particles, in particular synthetic amorphous silica particles;

частицы высокодисперсного диоксида кремния; иhighly dispersed silicon dioxide particles; And

необработанные частицы высокодисперсного диоксида кремния.untreated highly dispersed silica particles.

В качестве альтернативы или дополнительно по меньшей мере одна дополнительная добавка в виде частиц может содержать частицы, в частности гидрофильные частицы, имеющие средний диаметр и/или медианный (D₅₀) диаметр первичных частиц составляющий ≥ 5 нм и/или ≤ 100 нм.Alternatively or additionally, the at least one additional particulate additive may contain particles, in particular hydrophilic particles, having an average diameter and/or median (D ₅₀ ) diameter of the primary particles of ≥ 5 nm and/or ≤ 100 nm.

Способ может применяться для производства древесных плит, инженерной древесины, композитной древесины, искусственной древесины или искусственной доски, в частности, изготовленной посредством связывания стержней, частиц, волокон, слоев шпона или слоев древесины вместе связующим веществом с формированием древесной плиты.The method can be used to produce wood boards, engineered wood, composite wood, engineered wood or engineered board, particularly those made by bonding rods, particles, fibres, veneer layers or layers of wood together with a binder to form a wood board.

Древесная плита может быть фанерой, в частности деревянной панелью, состоящей из набора слоев (также называемых шпонами), в частности шпона, склеенных вместе, причем направление волокон в соседних слоях смещено, в частности, смещено под прямым углом; это может быть фанера, как описано в стандартах и/или отвечающая стандартам ISO 12465: 2007, или EN 313-2: 2000, или EN 313-1: 1996, или EN 636: 2003 (содержание которых включено в настоящий документ посредством ссылки). Древесина, используемая для шпона, может быть выбрана из кедра, дугласовой пихты, ели, сосны, пихты, красного дерева, дуба, бука, вишни, красного дерева, тополя, эвкалипта, клена, березы и иломбы.The wood board may be plywood, in particular a wood panel, consisting of a series of layers (also called veneers), in particular veneers, glued together, the direction of the grain in adjacent layers being offset, in particular offset at right angles; this may be plywood as described in the standards and/or meeting the standards of ISO 12465: 2007, or EN 313-2: 2000, or EN 313-1: 1996, or EN 636: 2003 (the contents of which are incorporated herein by reference) . The wood used for veneer can be selected from cedar, Douglas fir, spruce, pine, fir, mahogany, oak, beech, cherry, mahogany, poplar, eucalyptus, maple, birch and ashlar.

Древесину, используемую для шпона, предпочтительно выбирают из тополя, дуба, эвкалипта, березы и бука. Действительно, данный способ особенно подходит для производства фанеры, особенно для уменьшения просачивания связующих веществ на основе сахара. Просачивание представляет собой склонность связующей композиции к распространению, протеканию или проступанию через целлюлозную структуру и/или волокна фанерной плиты, особенно во время отверждения связующей композиции под воздействием тепла и давления. Особая проблема возникает, если происходит просачивание темных связующих композиций, поскольку это может привести к нежелательному окрашиванию или нежелательным пятнам, видимым на поверхностном слое фанеры. Таким образом, способ особенно полезен для уменьшения просачивания темноокрашенных связующих композиций.The wood used for veneer is preferably selected from poplar, oak, eucalyptus, birch and beech. Indeed, this method is particularly suitable for plywood production, especially for reducing the bleed-through of sugar-based binders. Bleeding is the tendency of the adhesive composition to spread, flow, or bleed through the cellulose structure and/or fibers of the plywood board, especially during the curing of the adhesive composition under heat and pressure. A particular problem arises if bleed-through of dark bonding compounds occurs, as this can result in unwanted staining or undesirable stains visible on the surface layer of the plywood. Thus, the method is particularly useful for reducing bleed-through of dark-colored binder compositions.

Этот способ также применим для производства древесностружечной плиты или склеенной смолой плиты из частиц, содержащей древесные частицы или состоящей из древесных частиц, удерживаемых вместе с помощью связующего вещества. В этом случае неплотный древесный материал содержит древесные частицы, состоит в основном из древесных частиц или состоит из древесных частиц. Древесные частицы могут содержать древесную стружку, древесные хлопья, древесные стержни, пиломатериалы, опилки, древесные волокна и их смеси. Древесные частицы могут быть выбраны из первичной древесины, вторичной древесины или их комбинаций; древесные частицы могут быть выбраны из березы, бука, ольхи, сосны, ели, тропической древесины и древесных смесей. Предпочтительно древесные частицы, контактирующие со связующей композицией, имеют содержание влаги ≤ 8% масс, ≤ 6% масс, или ≤ 5% масс. Древесные частицы могут быть высушены перед контактом со связующей композицией; высушенные древесные частицы могут иметь влажность ≥ 1%, ≥ 1,5% или ≥ 2% и ≤ 5%, ≤ 4% или ≤ 3,5% масс. Древесностружечной плитой может быть древесностружечная плита Р1, Р2, Р3, Р4, Р5, Р6 или Р7, как описано и/или определено в стандарте EN 312: 2003 (содержание которого включено в настоящий документ посредством ссылки). Данный способ особенно подходит для плит, отвечающих требованиям к плите Р4.This method is also applicable to the production of particle board or resin bonded particle board containing wood particles or consisting of wood particles held together by a binder. In this case, the loose wood material contains wood particles, consists mainly of wood particles, or consists of wood particles. Wood particles may include wood chips, wood flakes, wood rods, lumber, sawdust, wood fibers, and mixtures thereof. The wood particles may be selected from virgin wood, reclaimed wood, or combinations thereof; The wood particles can be selected from birch, beech, alder, pine, spruce, tropical wood and wood mixtures. Preferably, the wood particles contacting the binder composition have a moisture content of ≤8 wt%, ≤6 wt%, or ≤5 wt%. The wood particles may be dried before contact with the binder composition; dried wood particles may have a moisture content of ≥ 1%, ≥ 1.5% or ≥ 2% and ≤ 5%, ≤ 4% or ≤ 3.5% by weight. The particle board may be particle board P1, P2, P3, P4, P5, P6 or P7, as described and/or defined in EN 312: 2003 (the contents of which are incorporated herein by reference). This method is especially suitable for slabs that meet the P4 slab requirements.

Древесной плитой может быть ориентированно-стружечная плита (OSB), в частности ориентированно-стружечная плита OSB/1, OSB/2, OSB/3 или OSB/4, как описано в и/или отвечающая требованиям стандарта EN 300: 2006 (содержание которого включено в настоящий документ посредством ссылки).The wood-based board may be oriented strand board (OSB), in particular oriented strand board OSB/1, OSB/2, OSB/3 or OSB/4, as described in and/or meeting the requirements of EN 300: 2006 (the contents of which incorporated herein by reference).

Древесная плита может представлять собой древесноволокнистую плиту, в частности древесноволокнистую плиту высокой плотности (НВ), плиту средней твердости (MBL или МВН), древесноволокнистую плиту низкой плотности (SB) или древесноволокнистую плиту средней плотности (MDF), в частности, как описано в и/или отвечающую требованиям стандарта EN 622-1: 2003 (содержание которого включено в настоящий документ посредством ссылки). Древесная плита может представлять собой древесноволокнистую плиту средней плотности, в частности MDF.H, MDF.LA, MDF.HLS, L-MDF, L.MDF.H, UL1-MDF, UL2-MDF, или MDF.RWH, особенно как описано в и/или отвечающую требованиям стандарта EN 622-5: 2009 (содержание которого включено в настоящий документ посредством ссылки).The wood-based board may be a fibreboard, particularly high-density fibreboard (HDF), medium-density fibreboard (MBL), low-density fibreboard (SB) or medium-density fibreboard (MDF), particularly as described in and /or meeting the requirements of EN 622-1: 2003 (the contents of which are incorporated herein by reference). The wood board may be medium density fiberboard, such as MDF.H, MDF.LA, MDF.HLS, L-MDF, L.MDF.H, UL1-MDF, UL2-MDF, or MDF.RWH, especially as described in and/or meeting the requirements of EN 622-5: 2009 (the contents of which are incorporated herein by reference).

Древесная плита может быть снабжена облицовкой, например, шпоном или слоем меламина, например, для улучшения ее внешнего вида и/или прочности ее поверхности (поверхностей).The wood board may be provided with a veneer, for example a veneer or a layer of melamine, for example, to improve its appearance and/or the strength of its surface(s).

Согласно дополнительному аспекту настоящее изобретение предоставляет способ изготовления композитного изделия, включающий:According to a further aspect, the present invention provides a method for making a composite product, comprising:

нанесение связующей композиции, в частности в форме водного раствора, на не собранный или неплотно собранный материал с получением просмоленного материала,applying a binder composition, in particular in the form of an aqueous solution, to the uncollected or loosely collected material to obtain a tarred material,

расположение просмоленного материала с получением неплотно расположенного просмоленного материала; иarranging the tarred material to produce a loosely spaced tarred material; And

воздействие на неплотно расположенный просмоленный материал теплом и/или давлением с отверждением связующей композиции и с образованием композитного изделия;exposing the loosely tarred material to heat and/or pressure to harden the binder composition and form a composite product;

причем связующая композиция на основе сахара представляет собой связующую композицию на основе сахара, содержащую:wherein the sugar-based binder composition is a sugar-based binder composition comprising:

полимеризуемые реагенты,polymerizable reagents,

необязательные наполнители иoptional fillers and

по меньшей мере одну дополнительную добавку в виде частиц,at least one additional additive in the form of particles,

причем по меньшей мере одна дополнительная добавка в виде частиц выбрана из группы, состоящей из:wherein the at least one additional particulate additive is selected from the group consisting of:

добавка(-и) в виде частиц, имеющая(-ие) удельную площадь поверхности по БЭТ ≥ 50 м²/г;particulate additive(s) having a BET specific surface area ≥ 50 m ² /g;

В соответствии с дополнительными аспектами настоящее изобретение предоставляет композитные изделия, в частности, древесные плиты, фанеру и древесно-стружечные плиты, изготовленные в соответствии со способами, описанными в настоящем документе.In accordance with additional aspects, the present invention provides composite products, particularly wood-based panels, plywood, and particle boards, manufactured in accordance with the methods described herein.

Любой признак, описанный в настоящем документе в отношении конкретного аспекта настоящего изобретения, может использоваться в отношении любого другого аспекта настоящего изобретения.Any feature described herein in relation to a particular aspect of the present invention may be used in relation to any other aspect of the present invention.

Термин «связующая композиция» как применяется в настоящем документе означает все ингредиенты, наносимые на неплотный материал, т.е. древесный материал и/или присутствующие на неплотном материале, т.е. древесном материале, в частности до отверждения (отличные от самого неплотного материала и любой влаги в неплотном материале), включая полимеризуемые реагенты, необязательные наполнители (если присутствуют) и по меньшей мере одну дополнительную добавку в виде частиц. Связующая композиция может включать один или несколько растворителей; предпочтительно включает воду, так что связующая композиция предоставляется в виде водного раствора; в случае предоставления в виде раствора, особенно водного раствора, один или несколько компонентов связующей композиции, в частности, необязательные наполнители и по меньшей мере одна дополнительная добавка в виде частиц, могут присутствовать в растворе в виде дисперсии или эмульсии.The term "binder composition" as used herein means all the ingredients applied to a loose material, i.e. woody material and/or present on loose material, i.e. wood material, particularly prior to curing (other than the loose material itself and any moisture in the loose material), including polymerizing agents, optional fillers (if present), and at least one additional particulate additive. The binder composition may include one or more solvents; preferably includes water, such that the binder composition is provided in the form of an aqueous solution; when provided in the form of a solution, especially an aqueous solution, one or more components of the binder composition, in particular optional fillers and at least one additional particulate additive, may be present in the solution as a dispersion or emulsion.

Используемый здесь термин «полимеризуемые реагенты» означает реагенты, способные полимеризоваться в условиях отверждения с образованием полимерного связующего вещества. Полимеризуемые реагенты сшиваются при отверждении с образованием отвержденного связующего вещества, которое удерживает вместе ранее неплотно расположенный материал композитного изделия, т.е. древесного материала деревянной доски. Отвержденное связующее вещество предпочтительно представляет собой термореактивную смолу; предпочтительно нерастворимую в воде.As used herein, the term “polymerizable reagents” means reagents capable of polymerizing under curing conditions to form a polymer binder. The polymerizable reactants crosslink during curing to form a cured binder that holds the previously loose material of the composite product together, i.e. wood material wooden board. The cured binder is preferably a thermosetting resin; preferably insoluble in water.

Термин «сухая масса связующей композиции», как применяется в настоящей заявке, означает массу всех компонентов связующей композиции, отличных от любой присутствующей воды (либо в виде жидкой воды, либо в виде кристаллизационной воды) и отличных от любых других присутствующих растворителей.The term "dry weight of the binder composition" as used herein means the weight of all components of the binder composition other than any water present (either as liquid water or water of crystallization) and other than any other solvents present.

Полимеризуемые реагенты могут составлять ≥ 80%, ≥ 90% или ≥ 95% и/или ≤ 99% или ≤ 98% по сухой массе связующей композиции, в частности когда необязательные наполнители отсутствуют или присутствуют в небольшом количестве.The polymerizable reactants may comprise ≥ 80%, ≥ 90% or ≥ 95% and/or ≤ 99% or ≤ 98% by dry weight of the binder composition, particularly when optional fillers are absent or present in small amounts.

По меньшей мере одна дополнительная добавка в виде частиц может составлять ≥ 1%, ≥ 2%, ≥ 3%, ≥ 5% или ≥ 7% и/или ≤ 15%, ≤ 13%, ≤ 12% или ≤ 10% по сухой массе связующей композиции. По меньшей мере одна дополнительная добавка в виде частиц может присутствовать в связующей композиции в количестве, которое составляет ≥ 0,5%, ≥ 1%, ≥ 2% или ≥ 3% и/или ≤ 25% или ≤ 20% по сухой массе по отношению к сухой массе полимеризуемых реагентов.The at least one additional particulate additive may be ≥1%, ≥2%, ≥3%, ≥5% or ≥7% and/or ≤15%, ≤13%, ≤12% or ≤10% dry weight the mass of the binder composition. At least one additional particulate additive may be present in the binder composition in an amount that is ≥0.5%, ≥1%, ≥2% or ≥3% and/or ≤25% or ≤20% by dry weight by weight. relative to the dry weight of the polymerizing reagents.

В некоторых вариантах осуществления связующая композиция включает один или несколько необязательных наполнителей, например, для изготовления фанеры предпочтительно включает один или несколько наполнителей; необязательный наполнитель(-и) может(могут) составлять ≥ 15%, ≥ 20% или ≥ 25% и/или ≤ 55%, ≤ 50% или ≤ 40% масс, по сухой массе связующей композиции и/или отвержденного связующего вещества. В частности, когда связующая композиция содержит необязательные наполнители, полимеризуемые реагенты могут составлять ≥ 40%, ≥ 50%, ≥ 55% или ≥ 60% и/или ≤ 90%, ≤ 85%, ≤ 80%, ≤ 75% или ≤ 70% по сухой массе связующей композиции.In some embodiments, the binder composition includes one or more optional fillers, for example, for making plywood, it preferably includes one or more fillers; The optional filler(s) may comprise ≥ 15%, ≥ 20% or ≥ 25% and/or ≤ 55%, ≤ 50% or ≤ 40% by weight, by dry weight of the binder composition and/or cured binder. In particular, when the binder composition contains optional excipients, the polymerizable reactants may comprise ≥ 40%, ≥ 50%, ≥ 55% or ≥ 60% and/or ≤ 90%, ≤ 85%, ≤ 80%, ≤ 75% or ≤ 70 % by dry weight of the binder composition.

Связующая композиция предпочтительно не содержит или содержит не более 2% масс, не более 5% масс, или не более 10% масс, формальдегида мочевины (UF), меламиноформальдегидной мочевины (MUF), фенолформальдегида и их комбинаций.The binder composition preferably does not contain, or contains no more than 2% by weight, no more than 5% by weight, or no more than 10% by weight, urea formaldehyde (UF), melamine-formaldehyde urea (MUF), phenol-formaldehyde, and combinations thereof.

Связующая композиция предпочтительно представляет собой «связующее вещество без добавления формальдегида», то есть ни один из ингредиентов, используемых для образования связующей композиции, не содержит формальдегид. Оно может быть «в основном не содержащим формальдегид», то есть оно высвобождает менее 5 ч.н. млн формальдегида в результате сушки и/или отверждения (или соответствующих испытаний, имитирующих сушку и/или отверждение); более предпочтительно оно является «свободным от формальдегида», то есть оно высвобождает менее 1 ч.н. млн формальдегида в таких условиях.The binder composition is preferably a “formaldehyde-free binder,” that is, none of the ingredients used to form the binder composition contains formaldehyde. It can be “substantially free of formaldehyde,” meaning it releases less than 5 ppm. ppm formaldehyde resulting from drying and/or curing (or appropriate tests simulating drying and/or curing); more preferably it is “formaldehyde free”, that is, it releases less than 1 ppm. ppm of formaldehyde under such conditions.

Термин «лист неплотно расположенного просмоленного древесного материала», как применяется в настоящем документе, означает, что просмоленный древесный материал собран вместе с достаточной целостностью для обработки листа на производственной линии, но без того, чтобы просмоленный древесный материал был перманентно соединен вместе таким образом, который достигается путем полного перекрестного связывания связующей композиции. Перед отверждением связующая композиция предпочтительно обеспечивает липкость или клейкость, которые удерживают вместе неплотно расположенный древесный материал. Например, в случае древесностружечной плиты лист неплотно расположенного древесного материала предпочтительно имеет достаточную когезию для сохранения в форме листа или мата, особенно при прохождении по производственной линии и/или при перемещении между конвейерными лентами. В случае фанеры отдельные слои, т.е. отдельные шпоны, в стопке просмоленных шпонов предпочтительно имеют достаточную когезию, чтобы избежать относительного перемещения между шпонами, особенно при прохождении по производственной линии и/или при перемещении между конвейерными лентами.The term "sheet of loose tarred wood material" as used herein means that the tarred wood material is assembled together with sufficient integrity to process the sheet on a production line, but without the tarred wood material being permanently joined together in a manner that achieved by complete cross-linking of the binder composition. Before curing, the binder composition preferably provides a tack or tack that holds the loose wood material together. For example, in the case of particle board, a sheet of loose wood material preferably has sufficient cohesion to remain in sheet or mat form, especially when passing through a production line and/or when moving between conveyor belts. In the case of plywood, the individual layers, e.g. The individual veneers in a stack of tarred veneers preferably have sufficient cohesion to avoid relative movement between veneers, especially when passing through a production line and/or when moving between conveyor belts.

Связующая композиция представляет собой связующую композицию на основе сахара. Используемый здесь термин «связующая композиция на основе сахара» означает, что по меньшей мере 50% по сухой массе полимеризуемых реагентов содержат реагенты, выбранные из: i) одного или нескольких реагентов на основе восстанавливающего сахара; ii) один или несколько реагентов, которые в условиях отверждения образуют один или несколько реагентов на основе восстанавливающего сахара; iii) отверждаемый(-е) продукт(-ы) реакции одного или нескольких реагентов на основе восстанавливающего сахара; iv) реагенты, которые в условиях отверждения будут реагировать с одним или несколькими реагентами на основе восстанавливающего сахара; и v) комбинации вышеупомянутых реагентов.The binder composition is a sugar-based binder composition. As used herein, the term “sugar-based binder composition” means that at least 50% by dry weight of the polymerizable reactants contains reactants selected from: i) one or more reducing sugar-based reactants; ii) one or more reactants which, under curing conditions, form one or more reducing sugar reactants; iii) the curable reaction product(s) of one or more reducing sugar reagents; iv) reagents that, under curing conditions, will react with one or more reducing sugar reagents; and v) combinations of the above reagents.

Предпочтительно:Preferably:

а) полимеризуемые реагенты состоят в основном или состоят из реагентов, выбранных из; илиa) the polymerizable reagents consist mainly of or consist of reagents selected from; or

б) по меньшей мере 60% по сухому массе, более предпочтительно по меньшей мере 70% по сухому массе полимеризуемых реагентов включают реагенты, выбранные из;b) at least 60% by dry weight, more preferably at least 70% by dry weight of the polymerizable reagents include reagents selected from;

i) одного или нескольких реагентов на основе восстанавливающего сахара;i) one or more reducing sugar reagents;

ii) один или несколько реагентов, которые в условиях отверждения образуют один или несколько реагентов на основе восстанавливающего сахара; iii) отверждаемый(-е) продукт(-ы) реакции одного или нескольких реагентов на основе восстанавливающего сахара; iv) реагенты, которые в условиях отверждения будут реагировать с одним или несколькими реагентами на основе восстанавливающего сахара; и v) комбинации вышеупомянутых реагентов.ii) one or more reactants which, under curing conditions, form one or more reducing sugar reactants; iii) the curable reaction product(s) of one or more reducing sugar reagents; iv) reagents that, under curing conditions, will react with one or more reducing sugar reagents; and v) combinations of the above reagents.

Реагент(-ы), который(-ые) в условиях отверждения реагируют с одним или несколькими реагентами на основе восстанавливающего сахара, предпочтительно содержат один или несколько азотсодержащих реагентов, состоят в основном из одного или нескольких азотсодержащих реагентов или состоят из одного или нескольких азотсодержащих реагентов.The reactant(s) which, under curing conditions, react with one or more reducing sugar reactants preferably contain one or more nitrogen-containing reactants, consist primarily of one or more nitrogen-containing reactants, or consist of one or more nitrogen-containing reactants .

Отверждаемый(-е) продукт(-ы) реакции одного или нескольких реагентов на основе восстанавливающего сахара предпочтительно содержит продукты реакции одного или нескольких реагентов на основе восстанавливающего сахара и одного или нескольких азотсодержащих реагентов, состоит в основном из продуктов реакции одного или нескольких реагентов на основе восстанавливающего сахара и одного или нескольких азотсодержащих реагентов или состоит из продуктов реакции одного или нескольких реагентов на основе восстанавливающего сахара и одного или нескольких азотсодержащих реагентов.The curable reaction product(s) of one or more reducing sugar-based reactants preferably comprises the reaction products of one or more reducing sugar-based reactants and one or more nitrogen-containing reactants, consists primarily of the reaction products of one or more reducing sugar-based reactants reducing sugar and one or more nitrogen-containing reagents or consists of the reaction products of one or more reagents based on a reducing sugar and one or more nitrogen-containing reagents.

Как используется в настоящем документе, термин «состоит в основном из» или «состоящий в основном из» предназначен для ограничения объема утверждения или пункта формулы изобретения указанными материалами или стадиями, а также таковыми, которые существенно не влияют на основную и новую характеристику (характеристики) настоящего изобретения.As used herein, the term “consisting essentially of” or “consisting essentially of” is intended to limit the scope of the claim or claim to those materials or steps specified, and those that do not significantly affect the basic and novel feature(s) of the present invention.

По меньшей мере один реагент на основе восстанавливающего сахара может содержать моносахарид, моносахарид в его альдозной или кетозной форме, дисахарид, полисахарид, триозу, тетрозу, пентозу, ксилозу, гексозу, декстрозу, фруктозу, гептозу или их смеси. По меньшей мере один реагент на основе восстанавливающего сахара может быть получен in situ из углеводного реагента(-ов), в частности из углеводного реагента(-ов), имеющего декстрозный эквивалент по меньшей мере около 50, по меньшей мере около 60, по меньшей мере около 70, по меньшей мере около 80 или по меньшей мере около 90. Углеводный(-ые) реагент(-ы) может быть выбран из группы, состоящей из сахарозы, одного или нескольких невосстанавливающих Сахаров, мелассы, крахмала, гидролизата крахмала, гидролизатов целлюлозы и их смесей. Например, по меньшей мере один реагент на основе восстанавливающего сахара может содержать или состоять из реагента(-ов) на основе восстанавливающего сахара, получаемых in situ из сахарозы.The at least one reducing sugar reactant may contain a monosaccharide, a monosaccharide in its aldose or ketose form, a disaccharide, a polysaccharide, triose, tetrose, pentose, xylose, hexose, dextrose, fructose, heptose, or mixtures thereof. The at least one reducing sugar reactant can be produced in situ from carbohydrate reactant(s), particularly from carbohydrate reactant(s) having a dextrose equivalent of at least about 50, at least about 60, at least about 70, at least about 80, or at least about 90. The carbohydrate reactant(s) may be selected from the group consisting of sucrose, one or more non-reducing sugars, molasses, starch, starch hydrolysate, cellulose hydrolysates and their mixtures. For example, the at least one reducing sugar reactant may contain or consist of reducing sugar reactant(s) produced in situ from sucrose.

По меньшей мере один реагент на основе восстанавливающего сахара может содержать, состоять в основном из или состоять из комбинации декстрозы и фруктозы. Комбинация декстрозы и фруктозы может составлять по меньшей мере 80% масс, реагентов на основе восстанавливающего сахара. В качестве альтернативы или дополнительно декстроза может составлять по меньшей мере 40% масс, реагентов на основе восстанавливающего сахара и/или фруктоза может составлять по меньшей мере 40% масс, реагентов на основе восстанавливающего сахара. По меньшей мере один реагент на основе восстанавливающего сахара может содержать, состоять в основном из или состоять из кукурузного сиропа с высоким содержанием фруктозы (HFCS).The at least one reducing sugar reagent may contain, consist primarily of, or consist of a combination of dextrose and fructose. The combination of dextrose and fructose may constitute at least 80% by weight of the reducing sugar reagents. Alternatively or additionally, dextrose may comprise at least 40% by weight of the reducing sugar reactants and/or fructose may comprise at least 40% by weight of the reducing sugar reactants. The at least one reducing sugar reactant may contain, consist primarily of, or consist of high fructose corn syrup (HFCS).

По меньшей мере один реагент на основе восстанавливающего сахара может содержать реагент(-ы) на основе восстанавливающего сахара, выбранный(-ые) из группы, состоящей из ксилозы, арабинозы, декстрозы, маннозы, фруктозы и их комбинаций, например составляющих по меньшей мере 80% масс, реагентов на основе восстанавливающего сахара.The at least one reducing sugar reactant may comprise reducing sugar reactant(s) selected from the group consisting of xylose, arabinose, dextrose, mannose, fructose, and combinations thereof, such as at least 80 % mass, reagents based on reducing sugar.

Как применяется в настоящем документе, термин «азотсодержащий реагент(реагенты)" означает одно или несколько химических соединений, которые содержат по меньшей мере один атом азота и которые способны реагировать по меньшей мере с одним реагентом на основе восстанавливающего сахара; предпочтительно по меньшей мере один азотсодержащий реагент состоит из реагента(-ов) Майяра, то есть реагента(-ов), который способен реагировать по меньшей мере с одним реагентом на основе восстанавливающего сахара как часть реакции Майяра.As used herein, the term “nitrogen-containing reagent(s)” means one or more chemical compounds that contain at least one nitrogen atom and that are capable of reacting with at least one reducing sugar reagent; preferably at least one nitrogen-containing the reagent consists of Maillard reagent(s), that is, reagent(s) that are capable of reacting with at least one reducing sugar reagent as part of a Maillard reaction.

По меньшей мере один азотсодержащий реагент может содержать реагент(-ы), выбранный из группы, состоящей из неорганических аминов, органических аминов, органических аминов, содержащих по меньшей мере один первичный амин, солей органических аминов, содержащих по меньшей мере один первичный амин, полиаминов, полипервичных полиаминов и их комбинаций, любой из которых может быть замещенным или незамещенным. По меньшей мере один азотсодержащий реагент может содержать NH₃. NH₃ может применяться как таковой (например, в форме водного раствора), или в виде неорганической или органической аммониевой соли, например, сульфата аммония, фосфата аммония, фосфата диаммония или цитрата аммония, цитрата триаммония, или в виде источника NH₃, например, мочевины. Азотсодержащий(-ие) реагент(ы) может (могут) содержать сульфат аммония и/или цитрат аммония.The at least one nitrogen-containing reagent may contain reagent(s) selected from the group consisting of inorganic amines, organic amines, organic amines containing at least one primary amine, salts of organic amines containing at least one primary amine, polyamines , polyprimary polyamines and combinations thereof, any of which may be substituted or unsubstituted. The at least one nitrogen-containing reagent may contain NH ₃ . NH ₃ can be used as such (for example, in the form of an aqueous solution), or in the form of an inorganic or organic ammonium salt, for example, ammonium sulfate, ammonium phosphate, diammonium phosphate or ammonium citrate, triammonium citrate, or as a source of NH ₃ , for example, urea. The nitrogen-containing reagent(s) may contain ammonium sulfate and/or ammonium citrate.

Предпочтительно, чтобы по меньшей мере один азотсодержащий реагент содержал органический амин, состоящий в основном из или состоящий из органического амина(-ов), включающего по меньшей мере один первичный амин, более предпочтительно полипервичный(-ые) полиамин(-ы). При необходимости они могут быть замещенными. Как применяется в настоящем документе, термин "полиамин" означает любое органическое соединение, имеющее две или более аминные группы, и термин «полипервичный полиамин" означает органическое соединение, имеющее два или более первичных аминов (-NH₂). Как применяется в настоящем документе термин "замещенный" означает замещение одного или нескольких атомов водорода другими функциональными группами. Такие другие функциональные группы могут включать гидроксил, галоген, тиол, алкил, галогеналкил, гетероалкил, арил, арилалкил, арилгетероалкил, нитро, сульфоновые кислоты и их производные, карбоновые кислоты и их производные.Preferably, the at least one nitrogen-containing reagent contains an organic amine consisting essentially of or consisting of organic amine(s) comprising at least one primary amine, more preferably a polyprimary polyamine(s). If necessary, they can be replaced. As used herein, the term "polyamine" means any organic compound having two or more amine groups, and the term "polyprimary polyamine" means an organic compound having two or more primary amines (-NH ₂ ). As used herein, the term "polyamine" means any organic compound having two or more amine groups. "substituted" means the replacement of one or more hydrogen atoms with other functional groups. Such other functional groups may include hydroxyl, halogen, thiol, alkyl, haloalkyl, heteroalkyl, aryl, arylalkyl, arylheteroalkyl, nitro, sulfonic acids and derivatives thereof, carboxylic acids and their derivatives.

Полипервичный полиамин может быть диамином, триамином, тетрамином или пентамином. Как используется в настоящем документе термин «диамин» означает органическое соединение, содержащее два (и только два) амина, «триамин» означает органическое соединение, содержащее три (и только три) амина, «тетрамин» означает органическое соединение, содержащее четыре (и только четыре) амина, и «пентамин» означает органическое соединение, содержащее пять (и только пять) аминов.The polyprimary polyamine can be a diamine, triamine, tetramine or pentamine. As used herein, the term "diamine" means an organic compound containing two (and only two) amines, "triamine" means an organic compound containing three (and only three) amines, "tetramine" means an organic compound containing four (and only three) amines. four) amines, and "pentamine" means an organic compound containing five (and only five) amines.

Например, полипервичный амин может быть триамином, выбранным из диэтилентриамина (который представляет собой дипервичный триамин, т.е. диэтилентриамин имеет три амина, два из которых являются первичными аминами) или бис(гексаметилен)триамином; тетрамином, особенно триэтилентетрамином; или пентамином, особенно тетраэтиленпентамином. Полипервичный полиамин может включать дипервичный диамин, в частности 1,6-диаминогексан (гексаметилендиамин, HMDA) или 1,5-диамино-2-метилпентан (2-метилпентаметилендиамин). Полипервичный полиамин может включать трипервичный триамин, в частности 4-(аминометил)-1,8-октандиамин (AMOD). Один, два, несколько или каждый из первичных аминов полипервичного(-ых) полиамина(-ов) может присутствовать в форме соли, например, в виде аммониевой группы (-NH₃ ⁺). Особенно предпочтительно, чтобы по меньшей мере один азотсодержащий реагент содержал, состоял в основном из или состоял из полипервичных полиаминов, выбранных из группы, состоящей из: i) 1,6-диаминогексан; ii) 4-(аминометил)-1,8-октандиамин; и iii) комбинации 1,6-диаминогексана и 4-(аминометил)-1,8-октандиамина. Таким образом, в одном предпочтительном варианте осуществления полимеризуемые реагенты связующей композиции на основе сахара содержат, состоят в основном из или состоят из реагентов, выбранных из группы, состоящей из: i) по меньшей мере одного реагента на основе восстанавливающего сахара; ii) одного или нескольких полипервичных полиаминов, выбранных из 1,6-диаминогексана (гексаметилендиамина, HMDA), 4-(аминометил)-1,8-октандиамина (AMOD) и солей данных полиаминов, и iii) отверждаемых продуктов реакции соединений (i) и (ii).For example, the polyprimary amine may be a triamine selected from diethylenetriamine (which is a diprimary triamine, i.e. diethylenetriamine has three amines, two of which are primary amines) or bis(hexamethylene)triamine; tetramine, especially triethylenetetramine; or pentamine, especially tetraethylenepentamine. The polyprimary polyamine may include a diprimary diamine, particularly 1,6-diaminohexane (hexamethylenediamine, HMDA) or 1,5-diamino-2-methylpentane (2-methylpentamethylenediamine). The polyprimary polyamine may include a triprimary triamine, particularly 4-(aminomethyl)-1,8-octanediamine (AMOD). One, two, more or each of the primary amines of the polyprimary polyamine(s) may be present in salt form, for example, as an ammonium group (-NH ₃ ⁺ ). It is particularly preferred that the at least one nitrogen-containing reagent contains, consists essentially of, or consists of polyprimary polyamines selected from the group consisting of: i) 1,6-diaminohexane; ii) 4-(aminomethyl)-1,8-octanediamine; and iii) a combination of 1,6-diaminohexane and 4-(aminomethyl)-1,8-octanediamine. Thus, in one preferred embodiment, the polymerizable reactants of the sugar-based binder composition comprise, consist primarily of, or consist of reactants selected from the group consisting of: i) at least one reducing sugar-based reactant; ii) one or more polyprimary polyamines selected from 1,6-diaminohexane (hexamethylenediamine, HMDA), 4-(aminomethyl)-1,8-octanediamine (AMOD) and salts of these polyamines, and iii) curable reaction products of compounds (i) and (ii).

Полимеризуемые реагенты могут содержать, состоять в основном из или состоять из реагентов, причем:The polymerizable reagents may contain, consist primarily of, or consist of reagents, wherein:

по меньшей мере один реагент на основе восстанавливающего сахара составляет:at least one reducing sugar reagent is:

- ≥ 50%, ≥ 60% или ≥ 70% масс, по сухой массе полимеризуемых реагентов, и/или- ≥ 50%, ≥ 60% or ≥ 70% by weight, by dry weight of polymerizable reagents, and/or

- ≤ 97%, ≤ 95%, ≤ 90% или ≤ 85% масс, по сухой массе полимеризуемых реагентов, и/или- ≤ 97%, ≤ 95%, ≤ 90% or ≤ 85% by weight, by dry weight of polymerizable reagents, and/or

по меньшей мере один азотсодержащий реагент составляет:at least one nitrogen-containing reagent is:

- ≥ 3%, ≥ 5%, ≥ 7%, ≥ 10% или ≥ 15% масс, по сухой массе полимеризуемых реагентов, и/или- ≥ 3%, ≥ 5%, ≥ 7%, ≥ 10% or ≥ 15% by weight, based on the dry weight of polymerizable reagents, and/or

- ≤ 50%, ≤ 40%, ≤ 30% или ≤ 25% масс, по сухой массе полимеризуемых реагентов.- ≤ 50%, ≤ 40%, ≤ 30% or ≤ 25% by weight, based on the dry weight of the polymerized reagents.

Полимеризуемые реагенты могут содержать, состоять в основном из или состоять из реагентов, состоящих из 60% - 95% по сухой массе по меньшей мере одного реагента на основе восстанавливающего сахара, и 5% - 40% по сухой массе по меньшей мере одного азотсодержащего реагента, в пересчете на общую сухую массу полимеризуемых реагентов.The polymerizable reactants may contain, consist primarily of, or consist of reactants consisting of 60% to 95% by dry weight of at least one reducing sugar reactant, and 5% to 40% by dry weight of at least one nitrogen-containing reactant, in terms of the total dry weight of polymerized reagents.

Соотношение карбонильных групп в по меньшей мере одном реагенте на основе восстанавливающего сахара и реакционноспособных аминогрупп в по меньшей мере одном азотсодержащем реагенте может быть в диапазоне от 5:1 до 1:2. Например, соотношение карбонильных групп и реакционноспособных аминогрупп может быть в интервале от 5:1 до 1:1,8, от 5:1 до 1:1,5, от 5:1 до 1:1,2, от 5:1 до 1:1, от 5:1 до 1:0,8 и от 5:1 до 1:0,5. Другие примеры включают соотношения, такие как от 4:1 до 1:2, от 3,5:1 до 1:2, от 3:1 до 1:2, от 2,5:1 до 1:2, от 2:1 до 1:2 и от 1,5:1 до 1:2. Как применяется в настоящем документе, термин «реакционноспособная аминогруппа" означает любую аминогруппу по меньшей мере в одном азотсодержащем реагенте, которая способна реагировать по меньшей мере с одним реагентом на основе восстанавливающего сахара. В частности, примеры таких реакционноспособных аминогрупп включают первичный и вторичный амин(-ы).The ratio of carbonyl groups in the at least one reducing sugar reactant to reactive amino groups in the at least one nitrogen-containing reactant may range from 5:1 to 1:2. For example, the ratio of carbonyl groups and reactive amino groups can be in the range from 5:1 to 1:1.8, from 5:1 to 1:1.5, from 5:1 to 1:1.2, from 5:1 to 1:1, from 5:1 to 1:0.8 and from 5:1 to 1:0.5. Other examples include ratios such as 4:1 to 1:2, 3.5:1 to 1:2, 3:1 to 1:2, 2.5:1 to 1:2, 2: 1 to 1:2 and from 1.5:1 to 1:2. As used herein, the term "reactive amine group" means any amine group in at least one nitrogen-containing reagent that is capable of reacting with at least one reducing sugar reagent. Specifically, examples of such reactive amine groups include primary and secondary amine(- s).

По меньшей мере один азотсодержащий реагент и по меньшей мере один реагент на основе восстанавливающего сахара предпочтительно являются реагентом(-ами) Майяра. По меньшей мере один азотсодержащий реагент и по меньшей мере один реагент на основе восстанавливающего сахара (или их продукт(-ы) реакции) предпочтительно реагируют с образованием продуктов реакции Майяра, в частности меланоидинов, при отверждении. Отверждение связующей композиции может включать или состоять в основном из или состоять из реакции(-ий) Майяра. Предпочтительно отвержденное связующее вещество содержит полимер(-ы) который состоит в основном из продуктов реакции Майяра. Отвержденная связующая композиция может содержать меланоидин-содержащий и/или азотсодержащий полимер (полимеры); предпочтительным является термореактивное связующее вещество и предпочтительно в основном нерастворимое в воде.The at least one nitrogen-containing reagent and the at least one reducing sugar reagent are preferably Maillard reagent(s). The at least one nitrogen-containing reactant and the at least one reducing sugar reactant (or reaction product(s) thereof) preferably react to form Maillard reaction products, particularly melanoidins, upon curing. Curing of the binder composition may involve or consist primarily of or consist of a Maillard reaction(s). Preferably, the cured binder contains polymer(s) which consists primarily of Maillard reaction products. The cured binder composition may contain melanoidin-containing and/or nitrogen-containing polymer(s); preferred is a thermosetting binder and preferably substantially insoluble in water.

Связующая композиция и/или отвержденное связующее вещество может содержать сложноэфирные и/или сложнополиэфирные соединения.The binder composition and/or cured binder may contain ester and/or polyester compounds.

Связующая композиция может быть получена посредством объединения всех полимеризуемых реагентов, в частности посредством объединения всех из по меньшей мере одного реагента восстанавливающего сахара и всех из по меньшей мере одного азотсодержащего реагента на единственной стадии получения, например, посредством растворения реагента(-ов) на основе восстанавливающего сахара в воде, а затем добавления азотсодержащего реагента(-ов). Термин «единственная стадия получения» используется в настоящем документе в целях отличия от «множественной стадии получения», на которой первая часть полимеризуемых реагентов объединяется и хранится и/или реагирует в течение заранее определенного времени перед добавлением дополнительных полимеризуемых реагентов.The binder composition can be obtained by combining all of the polymerizable reactants, in particular by combining all of at least one reducing sugar reactant and all of at least one nitrogen-containing reactant in a single preparation step, for example by dissolving the reducing reactant(s) sugar in water and then adding nitrogen-containing reagent(s). The term "single preparation step" is used herein to distinguish it from a "multiple preparation step" in which a first portion of polymerizable reagents are combined and stored and/or reacted for a predetermined time before additional polymerizable reagents are added.

Альтернативно, связующая композиция может быть получена посредством:Alternatively, the binder composition can be prepared by:

объединения реагента(-ов) на основе восстанавливающего сахара, в частности всех из по меньшей мере одного реагента на основе восстанавливающего сахара, с первой частью по меньшей мере одного азотсодержащего реагента, с обеспечением промежуточной связующей композиции,combining the reducing sugar reactant(s), in particular all of at least one reducing sugar reactant, with a first portion of at least one nitrogen-containing reactant, providing an intermediate binder composition,

хранения промежуточной связующей композиции; иstoring the intermediate binder composition; And

объединения промежуточной связующей композиции со второй частью по меньшей мере одного азотсодержащего реагента с предоставлением всех полимеризуемых реагентов связующей композиции.combining the intermediate binder composition with a second portion of at least one nitrogen-containing reactant to provide all of the polymerizable reactants of the binder composition.

Промежуточная связующая композиция может содержать, состоять в основном из или состоять из продукта(-ов) реакции по меньшей мере одного реагента на основе восстанавливающего сахара с первой частью по меньшей мере одного азотсодержащего реагента. Реагенты могут быть нагреты для получения промежуточной связующей композиции; промежуточная связующая композиция впоследствии может быть охлаждена.The intermediate binder composition may contain, consist primarily of, or consist of the reaction product(s) of at least one reducing sugar reactant with a first portion of at least one nitrogen-containing reactant. The reactants can be heated to produce an intermediate binder composition; the intermediate binder composition may subsequently be cooled.

Первая и вторая части по меньшей мере одного азотсодержащего реагента могут представлять собой один и тот же азотсодержащий реагент или, альтернативно, они могут представлять собой различные азотсодержащие реагенты.The first and second portions of the at least one nitrogen-containing reactant may be the same nitrogen-containing reactant, or alternatively, they may be different nitrogen-containing reactants.

Как применяется в настоящем документе «хранение промежуточной связующей композиции» означает, что промежуточная связующая композиция хранится или транспортируется в течение длительного времени, в частности без кристаллизации по меньшей мере одного реагента на основе восстанавливающего сахара или гелеобразования, что сделало бы связующую композицию непригодной для использования. Промежуточная связующая композиция может храниться в течение периода по меньшей мере 30 минут, по меньшей мере 1 час, по меньшей мере 4 часа, по меньшей мере 12 часа, по меньшей мере 24 часа, по меньшей мере 96 часов, по меньшей мере 1 недели, по меньшей мере 2 недель, или по меньшей мере 4 недель.As used herein, “storing the intermediate binder composition” means that the intermediate binder composition is stored or transported for an extended period of time, particularly without crystallization of the at least one reducing sugar reactant or gelation that would render the binder composition unusable. The intermediate binder composition may be stored for a period of at least 30 minutes, at least 1 hour, at least 4 hours, at least 12 hours, at least 24 hours, at least 96 hours, at least 1 week, at least 2 weeks, or at least 4 weeks.

Необязательный(е) наполнитель(и) и/или, по меньшей мере, одна дополнительная добавка в виде частиц могут быть добавлены полностью или несколькими порциями к полимеризуемым реагентам с образованием связующей композиции, которая наносится, например, на бессистемную древесную массу. В одном предпочтительном варианте осуществления, в частности для применения в производстве древесно-стружечных плит, в котором по меньшей мере одна дополнительная добавка в виде частиц содержит частицы диоксида кремния, в частности частицы высокодисперсного диоксида кремния, частицы диоксида кремния готовят в форме эмульсии, а эмульсию частиц диоксида кремния объединяют с реагентами связующей композиции.The optional filler(s) and/or at least one additional particulate additive may be added in whole or in several portions to the polymerizable reactants to form a binder composition that is applied, for example, to random wood pulp. In one preferred embodiment, particularly for use in the particle board industry, wherein the at least one further particulate additive comprises silica particles, in particular highly dispersed silica particles, the silica particles are prepared in the form of an emulsion, and the emulsion is silica particles are combined with the reagents of the binder composition.

В одном предпочтительном варианте по меньшей мере одна дополнительная добавка в виде частиц содержит, состоит в основном из или состоит из добавки в виде частиц, имеющей удельную площадь поверхности по БЭТ ≥ 50 м²/г, ≥ 70 м²/г, ≥ 100 м²/г или ≥ 120 м²/г и/или ≤ 600 м²/г, ≤ 500 м²/г, ≤ 400 м²/г, ≤ 300 м²/г, ≤ 250 м²/г, ≤ 200 м²/г, ≤ 180 м²/г или ≤ 170 м²/г. Удельная поверхность по БЭТ измеряется в соответствии со стандартом ISO 9277 для расчета удельной поверхности твердых тел.In one preferred embodiment, the at least one additional particulate additive comprises, consists primarily of, or consists of a particulate additive having a BET specific surface area of ≥50 m ² /g, ≥70 m ² /g, ≥100 m ² /g or ≥ 120 m ² /g and/or ≤ 600 m ² /g, ≤ 500 m ² /g, ≤ 400 m ² /g, ≤ 300 m ² /g, ≤ 250 m ² /g, ≤ 200 m ² /g, ≤ 180 m ² /g or ≤ 170 m ² /g. BET specific surface area is measured in accordance with the ISO 9277 standard for calculating the specific surface area of solids.

По меньшей мере одна дополнительная добавка в виде частиц может содержать, состоять в основном из или состоять из добавки в виде частиц, в частности гидрофильных частиц, имеющих средний диаметр и/или медианный (D₅₀) диаметр первичных частиц, который составляет: i) ≥ 5 нм ≥ 7 нм, ≥ 10 нм и/или и) ≤ 100 нм, ≤ 50 нм, ≤ 30 нм или ≤ 20 нм. Медианный диаметр частиц (d₅₀) относится к размеру частиц, при котором 50% образца имеют меньший размер, а 50% образца имеют больший размер. Медианный диаметр частиц (d₅₀) и средний диаметр частиц можно определить методом лазерной дифракции, например, с использованием прибора Horiba LA 300. Образцы перед измерением могут быть деагломерированы, например, с помощью ультразвуковой вибрации в течение 2 минут.The at least one additional particulate additive may comprise, consist primarily of, or consist of a particulate additive, in particular hydrophilic particles having a mean diameter and/or median (D ₅₀ ) diameter of the primary particles that is: i) ≥ 5 nm ≥ 7 nm, ≥ 10 nm and/or and) ≤ 100 nm, ≤ 50 nm, ≤ 30 nm or ≤ 20 nm. Median particle diameter ( _d50 ) refers to the particle size at which 50% of the sample is smaller and 50% of the sample is larger. The median particle diameter (d ₅₀ ) and mean particle diameter can be determined by laser diffraction, for example using a Horiba LA 300 instrument. Samples can be deagglomerated before measurement, for example, using ultrasonic vibration for 2 minutes.

По меньшей мере одна дополнительная добавка в виде частиц может содержать, состоять в основном из или состоять из частиц диоксида кремния, в частности частиц аморфного диоксида кремния, предпочтительно частиц синтетического аморфного диоксида кремния. Частицы диоксида кремния могут представлять собой высокодисперсный диоксид кремния, также известный как пирогенный диоксид кремния, они могут представлять собой необработанные частицы высокодисперсного диоксида кремния.The at least one additional particulate additive may contain, consist essentially of, or consist of silica particles, in particular amorphous silica particles, preferably synthetic amorphous silica particles. The silica particles may be fumed silica, also known as fumed silica, or they may be unprocessed fumed silica particles.

По меньшей мере одна дополнительная добавка в виде частиц может представлять собой гидрофильные частицы и/или содержать гидрофильные частицы.The at least one additional particulate additive may be hydrophilic particles and/or contain hydrophilic particles.

Необязательный(-ые) наполнитель(-и), который отличается от по меньшей мере одной дополнительной добавки в виде частиц, может содержать, состоять в основном из или состоять из муки миндальной скорлупы, каолина и карбоната кальция. Необязательный наполнитель(-и) может составлять ≥ 2%, ≥ 5%, ≥ 10%, ≥ 15, ≥ 20% или ≥ 25% и/или ≤ 50% или ≤ 40% или ≤ 35% или ≤ 30% по сухой массе связующей композиции.The optional filler(s), which are different from the at least one additional particulate additive, may contain, consist primarily of, or consist of almond shell flour, kaolin, and calcium carbonate. Optional filler(s) may be ≥ 2%, ≥ 5%, ≥ 10%, ≥ 15, ≥ 20% or ≥ 25% and/or ≤ 50% or ≤ 40% or ≤ 35% or ≤ 30% dry the mass of the binder composition.

Связующая композиция может содержать вспомогательную(-ые) добавку(-и), отличную от необязательного наполнителя(-ей) и отличную от по меньшей мере одной дополнительной добавки в виде частиц. Вспомогательная(-ые) добавка(-и) может (могут) содержать одну или несколько вспомогательных добавок, выбранных из восков, красителей, разделительных агентов, акцепторов формальдегида (например, мочевины, дубильных веществ, экстракта квебрахо, фосфата аммония, бисульфита), водоотталкивающего агента, силанов, силиконов, лигнинов, лигносульфонатов и неуглеводного полигидроксильного компонента, выбранного из глицерина, полиэтиленгликоля, полипропиленгликоля, триметилолпропана, пентаэритрита, поливинилового спирта, частично гидролизованного поливинилацетата, полностью гидролизованного поливинилацетата или их смесей. Такие вспомогательные добавки обычно не являются реагентами связующей композиции, то есть они не образуют поперечных связей по меньшей мере с одним восстанавливающим сахаром и/или по меньшей мере с одним азотсодержащим реагентом (или продуктами их реакции) в процессе отверждения связующей композиции.The binder composition may contain co-additive(s) other than optional filler(s) and other than at least one particulate co-additive. The auxiliary additive(s) may contain one or more auxiliary additives selected from waxes, dyes, release agents, formaldehyde scavengers (eg urea, tannins, quebracho extract, ammonium phosphate, bisulfite), water repellent agent, silanes, silicones, lignins, lignosulfonates and a non-carbohydrate polyhydroxyl component selected from glycerol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, trimethylolpropane, pentaerythritol, polyvinyl alcohol, partially hydrolyzed polyvinyl acetate, fully hydrolyzed polyvinyl acetate or mixtures thereof. Such adjuvants are typically non-reagents of the binder composition, that is, they do not cross-link with at least one reducing sugar and/or at least one nitrogen-containing reactant (or reaction products thereof) during the curing process of the binder composition.

Связующая композиция может быть нанесена на неплотный материал, т.е. древесный материал, в форме жидкости, в частности в форме водной композиции, например, содержащей водный раствор или дисперсию, в частности, в которой сухая масса водной связующей композиции составляет: ≥ 40% масс, ≥ 45% масс, ≥ 50% масс, ≥ 55% масс, ≥ 60% масс, или ≥ 70% масс, и/или ≤ 95% масс, ≤ 90% масс, ≤ 85% масс, или ≤ 80% масс, от общей массы водной связующей композиции. В качестве альтернативы связующая композиция может быть нанесена на неплотный материал, т.е. древесный материал в виде твердого вещества, например, в виде порошка или в виде частиц. Связующая композиция может быть нанесена путем распыления; это особенно подходит для изготовления древесностружечной плиты. Связующая композиция может быть нанесена на частицы древесины, пропуская частицы древесины через спрей связующей композиции или посредством распыления связующей композиции на частицы древесины, например, пока частицы древесины смешиваются. Предпочтительно частицы древесины смешивают после нанесения связующей композиции, например, посредством перемешивания, особенно в смесителе или бункере. Связующая композиция может быть нанесена посредством распределения, например, в виде непрерывного слоя или в виде прерывистого слоя, например, в виде линий связующего; это особенно подходит для изготовления фанеры.The binder composition can be applied to loose material, i.e. wood material, in the form of a liquid, in particular in the form of an aqueous composition, for example containing an aqueous solution or dispersion, in particular in which the dry weight of the aqueous binder composition is: ≥ 40% by weight, ≥ 45% by weight, ≥ 50% by weight, ≥ 55% by weight, ≥ 60% by weight, or ≥ 70% by weight, and/or ≤ 95% by weight, ≤ 90% by weight, ≤ 85% by weight, or ≤ 80% by weight, of the total weight of the aqueous binder composition. Alternatively, the binder composition may be applied to a loose material, i.e. wood material in solid form, such as powder or particulate. The binder composition can be applied by spraying; it is especially suitable for making particle board. The binder composition can be applied to the wood particles by passing the wood particles through a spray of the binder composition or by spraying the binder composition onto the wood particles, for example, while the wood particles are mixed. Preferably, the wood particles are mixed after application of the binder composition, for example by mixing, especially in a mixer or hopper. The binder composition can be applied by spreading, for example, in the form of a continuous layer or in the form of a discontinuous layer, for example, in the form of lines of binder; it is especially suitable for making plywood.

Древесные плиты, в частности отвержденные, могут содержать по меньшей мере 70% масс, по меньшей мере 80% масс, по меньшей мере 90% масс, или по меньшей мере 95% масс, древесного материала.Wood-based panels, particularly cured ones, may contain at least 70% by weight, at least 80% by weight, at least 90% by weight, or at least 95% by weight wood material.

Загрузка связующего, то есть количество связующего вещества, нанесенного на неплотно собранный материал, т.е. неплотный древесный материал, и вычисленное как сухая масса связующей композиции, нанесенной на неплотно собранный материал, по отношению к объединенной массе i) сухой массы неплотно собранного материала и ii) сухой массы связующей композиции, нанесенной на неплотно собранный материал, может составлять ≥ 1,5%, ≥ 2%, ≥ 2,5%, ≥ 3%, ≥ 5%, ≥ 7% и/или ≤ 15%, ≤ 13%, ≤ 11%.Binder loading, i.e. the amount of binder applied to the loosely collected material, i.e. loose wood material, and calculated as the dry weight of the adhesive composition applied to the loose material, relative to the combined weight of i) the dry weight of the loose material and ii) the dry weight of the adhesive composition applied to the loose material, may be ≥ 1.5 %, ≥ 2%, ≥ 2.5%, ≥ 3%, ≥ 5%, ≥ 7% and/or ≤ 15%, ≤ 13%, ≤ 11%.

Толщина древесной плиты может быть ≥ 5 мм, ≥ 8 мм, ≥ 10 мм или ≥ 15 мм и/или ≤ 100 мм, ≤ 80 мм, ≤ 60 мм, ≤ 50 мм, ≤ 45 мм или ≤ 25 мм. Предпочтительная толщина находится в диапазоне от 10 до 45 мм или от 16 до 22 мм. Длина древесной плиты может быть ≥ 1,5 м, ≥ 2 м, ≥ 2,5 м или ≥ 3 м и/или ≤ 8 м, ≤ 6 м или ≤ 5 м. Ширина древесной плиты может быть ≥ 0,5 м, ≥ 1 м, ≥ 1,2 м, ≥ 1,5 м или ≥ 1,8 м и/или ≤ 4 м, ≤ 3 м или ≤ 3,5 м. Края древесной плиты могут быть зачищены и/или обрезаны и/или обработаны. Древесные плиты могут быть сложены в стопку и предоставлены в виде упаковки, содержащей множество плит, расположенных и/или связанных вместе, например, для облегчения транспортировки; упаковка может содержать обволакивающую пленку, например, из пластикового материала.The thickness of the wood board may be ≥ 5 mm, ≥ 8 mm, ≥ 10 mm or ≥ 15 mm and/or ≤ 100 mm, ≤ 80 mm, ≤ 60 mm, ≤ 50 mm, ≤ 45 mm or ≤ 25 mm. The preferred thickness is in the range from 10 to 45 mm or from 16 to 22 mm. The length of the wood board can be ≥ 1.5 m, ≥ 2 m, ≥ 2.5 m or ≥ 3 m and/or ≤ 8 m, ≤ 6 m or ≤ 5 m. The width of the wood board can be ≥ 0.5 m, ≥ 1 m, ≥ 1.2 m, ≥ 1.5 m or ≥ 1.8 m and/or ≤ 4 m, ≤ 3 m or ≤ 3.5 m. The edges of the wood board can be cleaned and/or trimmed and/ or processed. The wood panels may be stacked and provided in a package containing a plurality of panels arranged and/or tied together, for example, to facilitate transport; the packaging may contain an enveloping film, for example made of plastic material.

Воздействие на лист неплотно расположенного просмоленного древесного материала теплом и давлением с отверждением связующей композиции и с образованием древесной плиты из листа неплотно расположенного просмоленного древесного материала может включать прессование листа неплотно расположенного просмоленного древесного материала между нагретыми лентами или пластинами, например, в горячем прессе, например, при давлении ≥ 20 бар, ≥ 25 бар или ≥ 30 бар и/или ≤ 80 бар, ≤ 75 бар, ≤ 70 бар или ≤ 65 бар с получением твердой древесной плиты. Температура нагретых лент или пластин может быть ≥ 100°С, ≥ 110°С или ≥ 120°С и/или ≤ 280°С, ≤ 260°С, ≤ 240°С, ≤ 220°С или ≤ 200°С. Коэффициент сжатия, то есть время, в течение которого лист неплотно расположенного просмоленного древесного материала подвергается воздействию тепла и давления в прессе с отверждением связующей композиции и образованием древесной плиты, выражается в секундах на мм спрессованной толщины древесных плит может быть ≥ 2 с/мм, ≥ 3 с/мм, ≥ 4 с/мм или ≥ 5 с/мм и/или ≤ 10 с/мм, ≤ 9 с/мм, ≤ 8 с/мм или ≤ 7 с/мм.Exposing the loose tarred wood material sheet to heat and pressure to cure the binder composition and form a wood board from the loose tarred wood material sheet may involve pressing the loose tarred wood material sheet between heated belts or plates, such as in a hot press, e.g. at a pressure of ≥ 20 bar, ≥ 25 bar or ≥ 30 bar and/or ≤ 80 bar, ≤ 75 bar, ≤ 70 bar or ≤ 65 bar to obtain a solid wood board. The temperature of the heated strips or plates may be ≥ 100°C, ≥ 110°C or ≥ 120°C and/or ≤ 280°C, ≤ 260°C, ≤ 240°C, ≤ 220°C or ≤ 200°C. The compression ratio, that is, the time during which a sheet of loosely tarred wood material is exposed to heat and pressure in the press to cure the binder composition and form a wood board, expressed in seconds per mm of compressed thickness of wood boards can be ≥ 2 s/mm, ≥ 3 s/mm, ≥ 4 s/mm or ≥ 5 s/mm and/or ≤ 10 s/mm, ≤ 9 s/mm, ≤ 8 s/mm or ≤ 7 s/mm.

В ходе прессования и/или нагревания и/или отверждения древесной плиты внутренняя температура древесной плиты, в частности температура в центре плиты в направлении ее толщины, может повышаться до температуры, которая составляет:During pressing and/or heating and/or curing of the wood board, the internal temperature of the wood board, in particular the temperature at the center of the board in the direction of its thickness, can rise to a temperature that is:

a) ≥ 90°С, ≥ 100°С, ≥ 110°С, ≥ 115°С, ≥ 120°С, ≥ 130°С или ≥ 140°С, и/илиa) ≥ 90°C, ≥ 100°C, ≥ 110°C, ≥ 115°C, ≥ 120°C, ≥ 130°C or ≥ 140°C, and/or

b) ≤ 200°С, ≤ 180°С, ≤ 170°С или ≤ 160°С. Температура поверхностного слоя(-ев) древесной плиты может быть повышена до температуры, которая составляет:b) ≤ 200°C, ≤ 180°C, ≤ 170°C or ≤ 160°C. The temperature of the surface layer(s) of the wood board can be raised to a temperature that is:

a) ≥ 120°С, ≥ 130°С или ≥ 140°С, и/илиa) ≥ 120°C, ≥ 130°C or ≥ 140°C, and/or

b) ≤ 260°С, ≤ 220°С, или ≤ 200°С.b) ≤ 260°C, ≤ 220°C, or ≤ 200°C.

Способы получения древесных плит в соответствии с настоящим изобретением допускают скорости отверждения, которые по меньшей мере эквивалентны таковым при получении с сопоставимыми системами связующих. Значения прочности на сдвиг древесных плит, в частности фанеры, изготовленных с использованием связующих композиций согласно настоящему изобретению, улучшаются по сравнению с показателями, полученными с использованием сравнимых связующих систем. Просачивание, например просачивание в фанере, которое можно увидеть в некоторых системах посредством обесцвечивания поверхности деревянного шпона из-за протекания связующей композиции, уменьшается, в частности подавляется или существенно подавляется по сравнению с таковым при получении с сопоставимыми связующими системами. Предполагается, что улучшенные свойства связующих композиций согласно настоящему изобретению обусловлены использованием по меньшей мере одной дополнительной добавки в виде частиц.The methods for producing wood-based panels in accordance with the present invention allow cure rates that are at least equivalent to those produced with comparable binder systems. The shear strength values of wood-based panels, particularly plywood, made using the binder compositions of the present invention are improved compared to those obtained using comparable binder systems. Bleed-through, such as bleed-through in plywood, which can be seen in some systems through discoloration of the surface of the wood veneer due to the flow of the binder composition, is reduced, particularly suppressed or substantially suppressed, compared to that obtained with comparable binder systems. It is believed that the improved properties of the binder compositions of the present invention are due to the use of at least one additional particulate additive.

Не желая быть связанными какой-либо теорией, предполагается, что указанная по меньшей мере одна дополнительная добавка в виде частиц может действовать как агент, снижающий или частично ингибирующий миграцию связующей композиции. Предполагается, что указанное уменьшение или частичное ингибирование миграции связующей композиции внутри неплотно собранного материала, т.е. в целлюлозном материале древесного материала позволяет удерживать эффективное количество или концентрацию связующей композиции без распространения связующей композиции внутри целлюлозного материала для эффективного связывания древесного материала вместе, обеспечивая повышенную прочность связывания. Такое уменьшение или частичное ингибирование миграции связующей композиции внутри древесного материала, т.е. внутри целлюлозного материала, позволяет уменьшить, в частности, подавить нежелательное просачивание в фанере. Не желая быть связанными какой-либо теорией, предполагается, что указанная по меньшей мере одна дополнительная добавка в виде частиц не дает своего эффекта просто за счет изменения вязкости, поскольку без использования указанной по меньшей мере одной дополнительной добавки в виде частиц, но с наполнителями для обеспечения эквивалентной вязкости, улучшения прочности соединения и просачивания не наблюдалось. Не желая быть связанными какой-либо теорией, предполагается, что указанная по меньшей мере одна дополнительная добавка в виде частиц может действовать по меньшей мере частично как блокирующий агент, обеспечивая закупорку пор древесного материала, а также обеспечивая частично меньшую миграцию связующего вещества внутри древесного материала; однако опять же предполагается, что это не единственный механизм. Не желая быть связанными какой-либо теорией, считается, что указанная по меньшей мере одна дополнительная добавка в виде частиц, в частности гидрофильный высокодисперсный диоксид кремния, может уменьшить миграцию связующей композиции за счет образования водородной связи с полимерным связующим веществом, в частности за счет образования водородной связи между силанольными группами на поверхности гидрофильного высокодисперсного диоксида кремния с полимерным связующим веществом, в частности водородные связи с кислородом, присутствующим в связующей композиции на основе сахара, обеспечивая более уплотненную структуру связующей композиции.Without wishing to be bound by any theory, it is believed that the at least one additional particulate additive may act as an agent that reduces or partially inhibits the migration of the binder composition. It is believed that this reduction or partial inhibition of migration of the binder composition within the loosely assembled material, i.e. in the cellulosic material of the wood material allows an effective amount or concentration of the binder composition to be retained without spreading the binder composition within the cellulosic material to effectively bind the wood material together, providing increased bond strength. This reduction or partial inhibition of migration of the binder composition within the wood material, i.e. inside the cellulose material, allows you to reduce, in particular, suppress unwanted seepage in the plywood. Without wishing to be bound by any theory, it is believed that the at least one additional particulate additive does not produce its effect simply by changing the viscosity, since without the use of the at least one additional particulate additive, but with fillers for No equivalent viscosity, no improvement in bond strength, or permeation was observed. Without wishing to be bound by any theory, it is believed that the at least one additional particulate additive may act at least in part as a blocking agent to provide plugging of the pores of the wood material, as well as to provide partially reduced migration of the binder within the wood material; however, it is again suggested that this is not the only mechanism. Without wishing to be bound by any theory, it is believed that said at least one additional particulate additive, in particular hydrophilic highly dispersed silica, can reduce the migration of the binder composition by forming hydrogen bonds with the polymer binder, in particular by forming hydrogen bonding between silanol groups on the surface of the hydrophilic highly dispersed silica with the polymer binder, in particular hydrogen bonds with oxygen present in the sugar-based binder composition, providing a more compact structure of the binder composition.

Варианты осуществления настоящего изобретения далее описаны только в качестве примера со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:Embodiments of the present invention are now described by way of example only with reference to the accompanying drawings, in which:

фиг. 1 демонстрирует фанеру, изготовленную с использованием контрольной связующей композиции, и фанеру, изготовленную со связующей композицией, содержащей высокодисперсный диоксид кремния, каждая из которых показана после шлифовки конусом для выявления миграции связующего.fig. 1 shows plywood made with a control binder composition and a plywood made with a binder composition containing highly dispersed silica, each shown after being cone sanded to reveal binder migration.

фиг.2 представляет собой вид сбоку фанерных деталей, показанных на фиг.1;FIG. 2 is a side view of the plywood pieces shown in FIG. 1;

фиг. 3 демонстрирует полученное под микроскопом изображение линии склеивания подвергнутой конусному шлифованию фанеры, изготовленной с контрольной связующей композицией;fig. 3 shows a microscopic image of the bond line of cone-sanded plywood made with the control adhesive composition;

фиг. 4 демонстрирует полученное под микроскопом изображение линии склеивания подвергнутой конусному шлифованию фанеры, изготовленной со связующей композицией, содержащей высокодисперсный диоксид кремния;fig. 4 shows a microscopic image of a bond line of cone-sanded plywood made with a bond composition containing highly dispersed silica;

фиг. 5 демонстрирует полученное с помощью микроскопа изображение границы между целлюлозным материалом и отвержденным связующим веществом для фанеры, изготовленной со связующей композицией, содержащей высокодисперсный диоксид кремния;fig. 5 shows a microscope image of the interface between cellulosic material and cured binder for plywood made with a binder composition containing highly dispersed silica;

фиг. 6 представляет собой фотографию отвержденного связующего вещества, полученную после двух часов отверждения для контрольной связующей композиции и связующей композиции, содержащей высокодисперсный диоксид кремния; иfig. 6 is a photograph of the cured binder obtained after two hours of curing for the control binder composition and the binder composition containing highly dispersed silica; And

фиг. 7 представляет собой фотографию капли водной контрольной связующей композиции и капли водной связующей композиции, содержащей высокодисперсный диоксид кремния, на лицевом шпоне фанеры из тополя через два часа.fig. 7 is a photograph of a drop of aqueous control binder composition and a drop of aqueous binder composition containing highly dispersed silica on a poplar plywood face veneer after two hours.

Пример 1Example 1

Примеры А1 и А2 представляют собой связующие композиции в соответствии с изобретением, причем связующая композиция содержит высокодисперсный диоксид кремния (оксид кремния (IV) от Alfa Aesar, имеющий площадь поверхности от 130 до 170 м²/г и средний размер частиц 12 нм) в качестве дополнительной добавки в виде частиц. Примеры С1 и С2 представляют собой контрольные связующие композиции. Содержания различных компонентов даны в % по массе в пересчете на общую водную массу связующих композиций на основе сахара, как показано в Таблице 1. Содержания необязательных наполнителей и тип используемых наполнителей были подобраны таким образом, чтобы получить связующую композицию с и без высокодисперсного диоксида кремния для каждого типа азотсодержащего реагента с близкими значениями вязкости.Examples A1 and A2 are binder compositions according to the invention, wherein the binder composition contains highly dispersed silica (silicon (IV) oxide from Alfa Aesar having a surface area of 130 to 170 m ² /g and an average particle size of 12 nm) as additional additive in the form of particles. Examples C1 and C2 are control binder compositions. The contents of the various components are given in % by weight, based on the total water weight of the sugar-based binder compositions, as shown in Table 1. The contents of optional excipients and the type of excipients used were selected to provide a binder composition with and without highly dispersed silica for each type of nitrogen-containing reagent with similar viscosity values.

Каждую из связующих композиций готовили посредством смешивания азотсодержащего компонента и реагентов на основе восстанавливающего сахара в воде в количествах, приведенных в таблице 2, с получением раствора/дисперсии полимеризуемых реагентов. Необязательные наполнители (в данном случае мука миндальной скорлупы, каолин и карбонат кальция) и дополнительную добавку в виде частиц высокодисперсного диоксида кремния смешивали с водным раствором/дисперсией полимеризуемых реагентов в количествах, указанных в таблице 1 выше. Затем с использованием каждой связующей композиции были изготовлены 5-слойные фанерные панели с параметрами, указанными в таблице 3.Each of the binder compositions was prepared by mixing the nitrogen-containing component and reducing sugar reagents in water in the amounts shown in Table 2 to obtain a solution/dispersion of polymerizable reagents. Optional fillers (in this case almond meal, kaolin and calcium carbonate) and an additional additive in the form of highly dispersed silica particles were mixed with the aqueous solution/dispersion of polymerizable reagents in the quantities indicated in Table 1 above. Then, using each binder composition, 5-ply plywood panels were produced with the parameters shown in Table 3.

Прочность на сдвиг измеряли в соответствии со стандартом ASTM D 906-98 (2004). Из каждой изготовленной фанерной панели вырезали две горизонтальные полосы шириной 12,9 см. Затем каждая полоса была проточена с обеих сторон на заданную глубину, чтобы обеспечить надрезы, необходимые для испытания. От каждой из этих полос отрезали 12 образцов длиной 2,5 см. Затем образец вымачивали в воде при температуре 20±3°С в течение 24 часов. Затем образцы немедленно помещали в тестометрическую машину и измеряли прочность на сдвиг (прочность на сдвиг при закрывающем растягивании (сжатие), как определено в стандарте ASTM D 906-98). Результаты медианы прочности на сдвиг приведены в таблице 4 ниже.Shear strength was measured according to ASTM D 906-98 (2004). Two 12.9 cm wide horizontal strips were cut from each fabricated plywood panel. Each strip was then milled on both sides to a specified depth to provide the cuts required for testing. 12 samples 2.5 cm long were cut from each of these strips. The sample was then soaked in water at a temperature of 20±3°C for 24 hours. The samples were then immediately placed in a testing machine and the shear strength (closing tensile (compressive) shear strength as defined in ASTM D 906-98) was measured. The median shear strength results are shown in Table 4 below.

Результаты показывают, что использование связующих композиций А1 и А2, содержащих высокодисперсный диоксид кремния, обеспечивает лучшую прочность на сдвиг (при закрывающем растягивании (сжатие)) по сравнению с использованием связующих композиций С1 и С2 без высокодисперсного диоксида кремния.The results show that the use of binder compositions A1 and A2 containing highly dispersed silica provides better shear strength (at closing tension (compression)) compared to the use of binder compositions C1 and C2 without highly dispersed silica.

Для фанеры, изготовленной со связующими композициями А1 и А2, просачивания не наблюдалось.For plywood made with binder compositions A1 and A2, no seepage was observed.

Пример 2 - Миграция связующего веществаExample 2 - Migration of Binder

Для оценки миграции связующего вещества были изготовлены 5-слойные фанерные панели с параметрами панели, показанными в таблице 3, со связующими композициями А1 и С1, как показано в таблицах 1 и 2. Используемый высокодисперсный диоксид кремния представляет собой высокодисперсный диоксид кремния, как определено в Примере 1.To evaluate binder migration, 5-ply plywood panels were fabricated with panel parameters shown in Table 3 with binder compositions A1 and C1 as shown in Tables 1 and 2. The fumed silica used is fumed silica as defined in Example 1.

Миграцию связующего вещества оценивали в соответствии со следующим протоколом. Прошлифованный градиент через поверхностный шпон к линии склеивания и к внутреннему шпону был получен посредством шлифования одной из основных поверхностей каждого куска фанеры с градиентом от одной стороны фанеры к другой и проникновением в линию склеивания около самой глубокой точки. Тыльная сторона панели слегка отшлифована, чтобы сгладить локальные различия в толщине древесины. Это показывает моментальное состояние просачивания связующего вещества через часть панели. Затем берут по одной точке с каждой стороны панели (избегая центральной трети), где находится наибольшее расстояние между линией склеивания и хорошо видимым просачиванием на поверхности в этой точке, и отмечают. Затем в этой точке измеряют толщину, чтобы определить максимальную наблюдаемую толщину, которую прошло связующее вещество. Разница этих толщин получается из сравнения с соответствующей толщиной на линии склеивания, и считается, что это расстояние, на которое мигрировало связующее вещество. Его используют для сравнительной оценки характеристик просачивания различных связующих композиций. Измерение проводилось на восьми образцах. На фиг.1 и 2 показаны после шлифования: а) слева фанера, изготовленная с контрольным связующей композицией С1, и b) справа фанера, изготовленная со связующей композицией А1, содержащей высокодисперсный диоксид кремния.Binder migration was assessed according to the following protocol. The sanded gradient through the surface veneer to the glue line and to the interior veneer was created by sanding one of the main surfaces of each piece of plywood with a gradient from one side of the plywood to the other and penetrating into the glue line near the deepest point. The back of the panel is lightly sanded to smooth out local differences in wood thickness. This shows the instantaneous condition of binder bleed through part of the panel. Then take one point on each side of the panel (avoiding the central third) where there is the greatest distance between the bond line and the clearly visible seepage on the surface at that point and mark. The thickness is then measured at this point to determine the maximum observable thickness that the binder has traversed. The difference in these thicknesses is obtained by comparison with the corresponding thickness at the bond line and is considered to be the distance over which the binder has migrated. It is used for comparative assessment of the permeation characteristics of various binder compositions. The measurement was carried out on eight samples. Figures 1 and 2 show after sanding: a) on the left, plywood made with control binder composition C1, and b) on the right, plywood made with binder composition A1 containing highly dispersed silica.

Средние результаты миграции связующего вещества приведены в Таблице 5 ниже.The average binder migration results are shown in Table 5 below.

Результаты показывают, что меньшая миграция связующего вещества наблюдалась при использовании связующей композиции А1, содержащей высокодисперсный диоксид кремния, по сравнению со связующей композицией С1 без высокодисперсного диоксида кремния.The results show that less binder migration was observed when using binder composition A1 containing highly dispersed silica compared to binder composition C1 without highly dispersed silica.

Пример 3 - Шлифование конусом - Фотографии под микроскопомExample 3 - Cone grinding - Photos under a microscope

Фотографии фанеры, подвергнутой конусному шлифованию, изготовленной в примере 2, представлены на фиг.3, 4 и 5; фотографии сделаны с помощью микроскопа при увеличении около 100.Photographs of the bevel sanded plywood produced in Example 2 are shown in FIGS. 3, 4 and 5; The photographs were taken using a microscope at a magnification of about 100.

фиг. 3 демонстрирует линию склеивания фанеры, изготовленной с контрольной связующей композицией С1.fig. 3 shows the gluing line of plywood made with control binder composition C1.

фиг. 4 демонстрирует линию склеивания фанеры, изготовленной со связующей композицией А1.fig. 4 shows the gluing line of plywood made with binder composition A1.

фиг.5 демонстрирует границу между целлюлозным материалом и отвержденным связующим веществом для фанеры, изготовленной со связующей композицией А1.FIG. 5 shows the interface between the cellulosic material and the cured binder for plywood made with binder composition A1.

Как видно на фиг.3, связующая композиция С1, по-видимому, по меньшей мере частично проникла в целлюлозное вещество и/или значительно мигрировала в фанеру. Таким образом, предполагается, что на фактической клеевой линии присутствует уменьшенное количество связующего вещества, которое «связывает» целлюлозный материал.As can be seen in FIG. 3, binder composition C1 appears to have at least partially penetrated the cellulosic substance and/or migrated significantly into the plywood. Thus, it is assumed that there is a reduced amount of binder present on the actual glue line that "binds" the cellulosic material.

Для сравнения, на фиг.4 наблюдается очень мало целлюлозного материала, поскольку связующая композиция не проникла внутрь целлюлозного материала и не мигрировала, и, следовательно, большая часть нанесенной связующей композиции остается на фактической линии склеивания и, таким образом, доступна для связывания вместе целлюлозного материала соседних слоев фанеры.In comparison, very little cellulosic material is observed in FIG. 4 because the binder composition has not penetrated or migrated into the cellulose material, and therefore most of the applied binder composition remains on the actual bond line and is thus available for bonding the cellulose material together. adjacent layers of plywood.

Как видно на фиг.5, на границе между целлюлозным материалом и отвержденным связующим веществом связующая композиция практически не абсорбируется целлюлозным материалом.As can be seen in FIG. 5, at the interface between the cellulosic material and the cured binder, the binder composition is substantially not absorbed into the cellulosic material.

Пример 4 - Распределение связующей композицииExample 4 - Distribution of Binder Composition

Пример А4 представляет собой связующую композицию в соответствии с изобретением, причем связующая композиция содержит высокодисперсный диоксид кремния (оксид кремния (IV) от Alfa Aesar, имеющий площадь поверхности от 130 до 170 м²/г и средний размер первичных частиц 12 нм). Пример С4 представляет собой контрольную связующую композицию. Содержания различных компонентов даны в % по массе, в пересчете на общую массу связующей композиции на основе сахара, как показано в Таблице 6. Содержания необязательных наполнителей и тип используемых наполнителей были подобраны таким образом, чтобы получить связующую композицию с близкими значениями вязкости.Example A4 is a binder composition according to the invention, wherein the binder composition contains highly dispersed silica (silica (IV) oxide from Alfa Aesar having a surface area of 130 to 170 m ² /g and an average primary particle size of 12 nm). Example C4 is a control binder composition. The contents of the various components are given in % by weight, based on the total weight of the sugar-based binder composition, as shown in Table 6. The contents of optional fillers and the type of fillers used were selected to provide a binder composition with similar viscosities.

Каждую из связующих композиций готовили посредством смешивания азотсодержащего компонента и реагента на основе восстанавливающего сахара в воде в количествах, приведенных в таблице 7, с получением раствора/дисперсии полимеризуемых реагентов. Необязательные наполнители (в данном случае мука миндальной скорлупы, каолин и карбонат кальция) и высокодисперсный диоксид кремния смешивали с водным раствором/дисперсией полимеризуемых реагентов в количествах, указанных в таблице 6.Each of the binder compositions was prepared by mixing the nitrogen-containing component and the reducing sugar reagent in water in the amounts shown in Table 7 to obtain a solution/dispersion of polymerizable reagents. Optional fillers (in this case almond flour, kaolin and calcium carbonate) and highly dispersed silica were mixed with the aqueous solution/dispersion of polymerizable reagents in the quantities indicated in Table 6.

Массу каждой из связующих композиций С4 и А4 наносили на металлический поднос и помещали в печь на 2 часа при 140°С. Фиг.6 представляет собой фотографию отвержденного связующего вещества С4 (показано слева) и отвержденного связующего вещества А4 (показано справа), полученных после двухчасового отверждения связующих композиций в печи. Как видно, отвержденная связующая композиция А4, содержащая высокодисперсный диоксид кремния, является более «плотной», чем отвержденная связующая композиция С4. В отвержденной связующей композиции С4 видно множество «дырок», имеющих вид вспененных ячеек; предполагается, что этим объясняется большее растекание связующей композиции С4.A mass of each of the binder compositions C4 and A4 was applied to a metal tray and placed in an oven for 2 hours at 140°C. FIG. 6 is a photograph of cured binder C4 (shown on the left) and cured binder A4 (shown on the right) obtained after curing the binder compositions in an oven for two hours. As can be seen, the cured binder composition A4, containing highly dispersed silica, is more “dense” than the cured binder composition C4. In the cured binder composition C4, many “holes” are visible, having the appearance of foamed cells; It is believed that this explains the greater spreading of the C4 binder composition.

Фиг. 7 представляет собой фотографию капли каждой из водной связующей композиции А4 (показана слева) и С4 (показана справа), нанесенной на лицевой шпон фанеры из тополя. Фотография сделана через 2 часа после нанесения капли на древесину. Как видно, краевой угол капли двух связующих композиций явно различается. Капля водной связующей композиции С4 уже начала проникать в древесину, в то время как капля водной связующей композиции А4 находится во все еще неизменном виде.Fig. 7 is a photograph of a drop of each of aqueous binder composition A4 (shown on the left) and C4 (shown on the right) applied to a face veneer of poplar plywood. The photo was taken 2 hours after applying the drop to the wood. As can be seen, the droplet contact angle of the two binder compositions is clearly different. A drop of aqueous binder composition C4 has already begun to penetrate into the wood, while a drop of aqueous binder composition A4 is still unchanged.

Пример 5 - Миграция связующего веществаExample 5 - Binder Migration

Пример А5 представляет собой связующую композицию в соответствии с изобретением, причем связующая композиция содержит высокодисперсный диоксид кремния, имеющий площадь поверхности от 130 до 170 м²/г (оксид кремния (IV) от Alfa Aesar, средний размер первичных частиц 12 нм), и пример А6 представляет собой связующую композицию в соответствии с изобретением, причем связующая композиция содержит высокодисперсный диоксид кремния, имеющий площадь поверхности от 175 до 225 м²/г (CAB-O-SIL® М5 от Cabot). Пример С5 представляет собой контрольную связующую композицию. Содержания различных компонентов даны в % по массе, в пересчете на общую массу связующей композиции на основе сахара, как показано в Таблице 8.Example A5 is a binder composition according to the invention, wherein the binder composition contains highly dispersed silica having a surface area of 130 to 170 m ² /g (silicon (IV) oxide from Alfa Aesar, average primary particle size 12 nm), and Example A6 is a binder composition according to the invention, wherein the binder composition contains highly dispersed silica having a surface area of 175 to 225 m ² /g (CAB-O-SIL® M5 from Cabot). Example C5 is a control binder composition. The contents of the various components are given in % by weight, based on the total weight of the sugar-based binder composition, as shown in Table 8.

Каждую из связующих композиций готовили посредством смешивания азотсодержащего компонента и реагента на основе восстанавливающего сахара в воде в количествах, приведенных в таблице 9, с получением раствора/дисперсии полимеризуемых реагентов. Необязательный наполнитель (в данном случае каолин) и высокодисперсный диоксид кремния смешивали с водным раствором/дисперсией полимеризуемых реагентов в количествах, указанных в таблице 8. Затем с использованием каждой связующей композиции были изготовлены 5-слойные фанерные панели с параметрами, указанными в таблице 10.Each of the binder compositions was prepared by mixing the nitrogen-containing component and the reducing sugar reagent in water in the amounts shown in Table 9 to obtain a solution/dispersion of polymerizable reagents. The optional filler (in this case kaolin) and highly dispersed silica were mixed with the aqueous solution/dispersion of polymerizable reagents in the quantities indicated in Table 8. 5-ply plywood panels were then manufactured using each binder composition with the parameters indicated in Table 10.

Миграцию связующего вещества оценивали в соответствии с протоколом, как определено в примере 2.Binder migration was assessed according to the protocol as defined in Example 2.

Средние результаты миграции связующего вещества приведены в Таблице 11 ниже.The average binder migration results are shown in Table 11 below.

Результаты показывают, что меньшая миграция связующего вещества наблюдалась при использовании связующих композиций А5 и А6, содержащей высокодисперсный диоксид кремния, по сравнению со связующей композицией С5 без высокодисперсного диоксида кремния. Меньшая миграция связующего вещества наблюдалась при использовании связующей композиции А5, чем при использовании связующей композиции А6.The results show that less binder migration was observed with binder compositions A5 and A6 containing highly dispersed silica compared to binder composition C5 without highly dispersed silica. Less binder migration was observed with binder composition A5 than with binder composition A6.

Claims

1. A method for manufacturing a wood board, comprising: applying a binder composition, in particular in the form of an aqueous solution, to a loose wood material to produce a tarred loose wood material, arranging the tarred wood material in the form of a sheet of loose tarred wood material; and subjecting the loose tarred wood material sheet to heat and pressure to cure the binder composition and form a wood board from the loose tarred wood material sheet; wherein the binder composition is a sugar-based binder composition that contains: polymerizable reactants, wherein at least 50% by dry weight of the polymerizable reactants contains reactants selected from: i) one or more reducing sugar-based reactants; ii) one or more reactants which, under curing conditions, form one or more reducing sugar reactants; iii) curable reaction product(s) of one or more reducing sugar reagents; iv) reagents that, under curing conditions, will react with one or more reducing sugar reagents; and v) combinations of the above reagents; optional fillers and at least one additional particulate additive selected from the group consisting of: particulate additive(s) having a BET specific surface area ≥ 50 m ² /g, measured in accordance with with ISO 9277 standard; amorphous silica particles, in particular synthetic amorphous silica particles; highly dispersed silicon dioxide particles; and untreated fumed silica particles.

2. The method according to claim 1, characterized in that the polymerizable reagents consist mainly of Maillard reagent(s) and preferably consist of Maillard reagent(s) and contain: one or more reducing sugar reagents and/or curable reaction products of one or more reducing sugar reagents, and one or more nitrogen-containing reagents.

3. The method of claim 1, wherein the at least one additional particulate additive is a particulate additive having a BET specific surface area of ≥ 50 m ² /g, preferably ≥ 100 m ² /g , more preferably ≥ 120 m ² /g.

4. The method of claim 3, wherein the at least one additional particulate additive has a BET specific surface area of ≤ 600 m ² /g, preferably ≤ 300 m ² /g, and more preferably ≤ 250 m ² /G.

5. The method according to claim 1, characterized in that the at least one additional particulate additive is a particulate additive having an average primary particle size of ≥ 5 nm and ≤ 100 nm; preferably ≥ 5 nm and ≤ 50 nm, more preferably ≥ 7 nm and ≤ 30 nm, and even more preferably ≥ 10 nm and ≤ 20 nm.

6. The method according to claim 1, characterized in that at least one additional additive in the form of particles contains particles of synthetic amorphous silicon dioxide.

7. The method according to claim 1, characterized in that at least one additional particulate additive contains fumed silica, in particular untreated fumed silica.

8. The method according to claim 1, characterized in that at least one additional particulate additive contains hydrophilic particles.

9. Method according to claim 1, characterized in that the sugar-based binder composition contains: a) at least 1% by weight, preferably at least 3% by weight, preferably at least 5% by weight, more preferably at least 7% by weight of at least one additional particulate additive, based on the dry weight of the sugar-based binder composition; and/or b) not more than 15% by weight, preferably not more than 12% by weight, more preferably not more than 10% by weight. at least one additional particulate additive based on the dry weight of the sugar-based binder composition.

10. The method according to claim 1, characterized in that at least one reducing sugar-based reagent is selected from the group consisting of xylose, dextrose, fructose and combinations thereof.

11. The method according to claim 2, characterized in that the polymerizable reagents contain at least one reagent based on a reducing sugar, and at least one nitrogen-containing reagent.

12. The method according to claim 2, characterized in that the polymerizable reagents contain a curable reaction product(s) of at least one reducing sugar-based reagent, and at least one nitrogen-containing reagent.

13. The method according to claim 2, characterized in that at least one nitrogen-containing reagent contains polyprimary polyamine(s), in particular polyprimary polyamine(s) selected from the group consisting from: diprimary diamines, preferably 1,6-diaminohexane; tripervical triamine(s), preferably 4-(aminomethyl)-1,8-octanediamine; and their combinations.

14. The method according to claim 1, characterized in that the polymerizable reagents consist mainly of Maillard reagent(s), and preferably consist of Maillard reagent(s), and contain: one or more reducing sugar reagents and/or a curable( -th) reaction product(s) of one or more reducing sugar reagents, and one or more nitrogen-containing reagents; and wherein the one or more reducing sugar reactants is selected from the group consisting of xylose, dextrose, fructose, and combinations thereof.

15. The method according to claim 1, characterized in that the polymerizable reagents consist mainly of Maillard reagent(s), and preferably consist of Maillard reagent(s), and contain: one or more reducing sugar reagents and/or a curable( -th) reaction product(s) of one or more reducing sugar reagents, and one or more nitrogen-containing reagents; and wherein the one or more nitrogen-containing reagents is selected from the group consisting of 1,6-diaminohexane, 4-(aminomethyl)-1,8-octanediamine, and combinations thereof.

16. The method according to claim 11, characterized in that the polymerizable reagents contain from 60% of the mass. up to 95% wt. at least one reagent based on reducing sugar, and from 5% of the mass. up to 40% wt. at least one nitrogen-containing reagent, based on the total dry weight of the polymerizable reagents.

17. The method according to claim 1, characterized in that the sugar-based binder composition contains: a) at least 40% by weight, preferably at least 50% by weight, preferably at least 55% by weight, more preferably at least 60% of the mass. polymerizable reagents, based on the total dry weight of the binder composition; and/or b) less than 99% by weight, less than 97% by weight, less than 95% by weight, less than 90% by weight, less than 80% by weight. or less than 70% of the mass. polymerizable reagents in terms of the total dry weight of the binder composition.

18. The method according to claim 1, characterized in that the sugar-based binder composition contains from 3 to 50% by weight, in particular from 5 to 40% by weight, especially from 15 to 35% by weight. optional filler(s), based on the total dry weight of the binder composition.

19. The method of claim 1, wherein the optional fillers include one or more fillers selected from the group consisting of almond meal, kaolin, calcium carbonate, and combinations thereof.

20. Method according to claim 1, characterized in that the binder composition is applied to the loose wood material in the form of an aqueous solution, which contains from 40 to 95% by weight, in particular from 45 to 90% by weight, preferably from 50 to 85% wt., or more preferably from 60 to 80% wt. solids, based on the total weight of the aqueous binder composition.

21. The method according to claim 1, characterized in that the wood boards contain at least 70% wt., at least 80% wt., at least 90% wt. or at least 95% of the mass. wood material.

22. The method according to claim 1, characterized in that the wood board is selected from the group consisting of plywood; particle board, in particular P4 particle board; oriented strand board; and fiberboard, in particular hardboard (HB), medium density board (MBL or MBH), softboard (SB) or medium density fiberboard (MDF).

23. Method according to one of paragraphs. 1-22, characterized in that: the wood board is plywood, including a stack of individual veneers, the loose wood material includes one or more individual veneers, the tarred wood material includes one or more individual tarred veneers, the placement of the tarred wood material in the form of a sheet of loosely placed tarred wood material involves placing tarred veneers in a stack, wherein the direction of the grain in adjacent veneers is offset, in particular offset at right angles.

24. Method according to one of paragraphs. 1-22, characterized in that: the wood board is a particle board, and the loose wood material contains wood particles.

25. Use of at least one additional particulate additive in the plywood manufacturing method of claim 23 to reduce bleed of the binder composition through the veneer during curing.

26. The use of at least one additional particulate additive in the process for producing particle board according to claim 24 to reduce the tendency of the particle board to swell when immersed in water.

27. A method of manufacturing plywood comprising a stack of individual veneers, the method comprising: applying a binder composition, in particular in the form of an aqueous solution, to one or more individual veneers to produce one or more individual tarred veneers, placing one or more individual tarred veneers in a stack of individual veneers, the direction of the grain in adjacent veneers being offset, in particular offset at a right angle; and subjecting the stack to heat and pressure to cure the binder composition to form plywood; wherein the binder composition is a sugar-based binder composition that contains: polymerizable reactants, wherein at least 50% by dry weight of the polymerizable reactants contains reactants selected from: i) one or more reducing sugar-based reactants; ii) one or more reactants which, under curing conditions, form one or more reducing sugar reactants; iii) curable reaction product(s) of one or more reducing sugar reagents; iv) reagents that, under curing conditions, will react with one or more reducing sugar reagents; and v) combinations of the above reagents; optional fillers and at least one additional particulate additive selected from the group consisting of: particulate additive(s) having a BET specific surface area ≥ 50 m ² /g, measured in accordance with with ISO 9277 standard; amorphous silica particles, in particular synthetic amorphous silica particles; highly dispersed silicon dioxide particles; and untreated fumed silica particles, wherein at least one further particulate additive comprises fumed silica.