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MX2014013120A - Productos compuestos hechos con composiciones aglutinantes que incluyen taninos y aldehidos multifuncionales. - Google Patents

Productos compuestos hechos con composiciones aglutinantes que incluyen taninos y aldehidos multifuncionales.

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Publication number
MX2014013120A
MX2014013120A MX2014013120A MX2014013120A MX2014013120A MX 2014013120 A MX2014013120 A MX 2014013120A MX 2014013120 A MX2014013120 A MX 2014013120A MX 2014013120 A MX2014013120 A MX 2014013120A MX 2014013120 A MX2014013120 A MX 2014013120A
Authority
MX
Mexico
Prior art keywords
weight
aldehyde
binder composition
tannins
binder
Prior art date
Application number
MX2014013120A
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English (en)
Inventor
Bobby L Williamson
Feng Jing
Derek L Atkinson
Original Assignee
Georgia Pacific Chemicals Llc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Georgia Pacific Chemicals Llc filed Critical Georgia Pacific Chemicals Llc
Publication of MX2014013120A publication Critical patent/MX2014013120A/es

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Abstract

Se proporcionan los productos compuestos y los métodos para fabricar los mismos. El producto compuesto puede incluir una pluralidad de sustratos y por lo menos una composición aglutinante parcialmente curada. La composición aglutinante, antes del curado, puede incluir uno o más taninos y uno o más compuestos de aldehído multifuncional. Uno o más compuestos de aldehído multifuncional pueden incluir (1) tres o más átomos de carbono y dos o más grupos funcionales de aldehído, o (2) dos o más átomos de carbono, por lo menos un grupo funcional de aldehído, y por lo menos un grupo funcional distinto a un grupo funcional de aldehído. Un átomo de carbono de por lo menos un grupo funcional de aldehído en la composición aglutinante curada puede tener un primer enlace con una primera molécula de tanino y un segundo enlace con (a) la primera molécula de tanino, (b) una segunda molécula de tanino, o (c) un átomo de oxígeno de por lo menos un grupo funcional de aldehído.

Description

PRODUCTOS COMPUESTOS HECHOS CON COMPOSICIONES AGLUTINANTES QUE INCLUYEN TANINOS Y ALDEHIDOS MULTIFUNCIONALES Campo de la Invención Las modalidades descritas en la presente se refieren generalmente a productos compuestos hechos con composiciones aglutinantes que incluyen uno o más taninos y uno o más aldehidos multifuncionales y metodos para hacer y usar los mismos.
Antecedentes de la Invención La producción de productos de madera compuesta y productos de fibra compuestos requieren un aglutinante para enlazar las macropartículas o las fibras de madera discreta entre sí. Tales aglutinantes convencionales contienen formaldehído, que puede ser dañino a los humanos y al ambiente. Tales aglutinantes a base de formaldeh ído incluyen urea-formaldehído ("UF", por sus siglas en inglés), melamina-formaldehído ("M F", por sus siglas en inglés), fenol-formaldehído ("PF", por sus siglas en inglés), melamina-urea-formaldehído ("M UF", por sus siglas en inglés), y resinas de fenol-urea-formaldehído ("PUF", por sus siglas en inglés) . Mientras que estos aglutinantes a base de aglutinantes producen productos de madera compuesta y productos de fibra compuesta que tienen propiedades deseables, el formaldeh ído se libera durante la producción del aglutinante, durante el curado del producto compuesto que contiene el aglutinante, así como, de los productos compuestos finales hechos al usar el aglutinante.
Varios aglutinantes alternativos se han estudiado en un intento por reducir la cantidad de aglutinante a base de formaldehído o sustituir totalmente el aglutinante a base de formaldehído por completo en la producción de productos compuestos. Un tipo de aglutinante se ha estudiado que incluye el uso de taninos. Los taninos pueden combinarse con aglutinantes a base de formaldehído para reducir la concentración total de formaldehído en el aglutinante, usado solo, o mezclado con un endurecedor o un agente de curado como tetramina de hexametileno, paraformaldehido, sílice, ácido bórico, o similares. Estas tentativas de reducir la emisión de formaldehído, sin embargo, se acompañan con uno o más efectos indeseables como aglutinantes que continúan emitiendo más formaldehído que el deseado, tiempos de curado más largos, vida útil reducida de la resina, fuerza reducida del producto, tolerancia reducida para procesar las variaciones, y/o resistencia a la humedad inferior.
Hay una necesidad, por lo tanto, para composiciones aglutinantes mejorado para hacer productos compuestos que tienen emisión reducida o nula de formaldehído.
Breve Descripción de la Invención Se proporcionan productos compuestos hechos con composiciones aglutinantes que incluyen uno o más taninos y uno o más aldeh idos multifuncionales, y métodos para hacer los mismos. El método para hacer el producto compuesto puede incluir poner en contacto una pluralidad de sustratos con una composición aglutinante y por lo menos parcialmente el curado de la composición aglutinante para proporcionar el producto compuesto. La composición aglutinante puede incluir uno o más taninos, uno o más compuestos de aldeh ido multifuncional. Uno o más compuestos de aldehido multifuncional pueden incluir: (1 ) tres o más átomos de carbono y dos o más grupos funcionales de aldeh ido, o (2) dos o más átomos de carbono, por lo menos un grupo funcional de aldehido, y por lo menos un grupo funcional con excepción de un grupo funcional de aldehido. Un átomo de carbono de por lo menos un grupo funcional de aldehido en la composición aglutinante curado puede tener un primer enlace con una primera molécula de tanino de uno o más taninos y un segundo enlace con (a) la primera molécula de tanino, (b) una segunda molécula de tanino de uno o más taninos, o (c) un átomo de oxígeno de por lo menos un grupo funcional de aldehido.
El producto compuesto puede incluir una pluralidad de sustratos y una composición aglutinante al menos parcialmente curada. La composición aglutinante, antes del curado, puede incluir uno o más taninos y uno o más compuestos de aldehido multifuncional. Uno o más compuestos de aldehido multifuncional pueden incluir (1 ) tres o más átomos de carbono y dos o más grupos funcionales de aldeh ido, o (2) dos o más átomos de carbono, por lo menos un grupo funcional de aldehido, y por lo menos un grupo funcional con excepción de un grupo funcional de aldehido. Un átomo de carbono de por lo menos un grupo funcional de aldehido en la composición aglutinante curado puede tener un primer enlace con una primera molecula de tanino de uno o más taninos y un segundo enlace con (a) la primera molécula de tanino, (b) una segunda molécula de tanino de uno o más taninos, o (c) un átomo de oxígeno de por lo menos un grupo funcional de aldeh ido.
Descripción Detallada de la Invención Se han descubierto sorpresivamente y inesperadamente que las composiciones aglutinantes que contienen uno o más taninos, uno o más compuestos de aldehido multifuncional y opcionalmente uno o más compuestos base pueden usarse para producir productos compuestos a base de lignocelulosa y/o a base de fibras que tienen propiedades aceptables sin la necesidad de aglutinantes a base de formaldehído o sin la necesidad de aglutinantes a base de aldehido como se requiere anteriormente. En otras palabras, la composición aglutinante que contiene uno o más taninos y uno o más aldehidos multifuncionales pueden usarse solos para producir productos compuestos o puede combinarse con uno o más aglutinantes a base de aldehido para proporcionar un sistema aglutinante que contiene menos compuestos de aldehido con respecto a aglutinantes a base de aldehido anterior.
Como se usa en la presente, el termino "tanino" se refiere a los taninos h idrolizables y taninos condensados. Como tal, la composición aglutinante puede incluir taninos hidrolizables, taninos condensados, o una combinación de taninos hidrolizables y taninos condensados. Los géneros ilustrativos de arbustos y/o árboles de los cuales los taninos adecuados pueden derivarse pueden incluir, pero no se limitan a, Acacia, Castanea, Vachellia, Senegalia, Terminalia, Phyllanthus, Caesalpinia, Quercus, Schinopsis, Tsuga, Rhus, Juglans, Carya, y Pinus, o cualquier combinación de los mismos. En otro ejemplo, los géneros de los cuales los taninos adecuados pueden derivarse pueden incluir, pero no se limitan a , Schinopsis, Acacia, o una combinación de los mismos. En otro ejemplo, los géneros de los cuales los taninos adecuados pueden derivarse pueden incluir, pero no se limitan a, Pinus, Carya, o una combinación de los mismos.
Los taninos hidrolizables son mezclas de fenoles simples como pirogalol y ácido elágico y de ésteres de un azúcar, por ejemplo, glucosa, con ácidos gálicos y digálicos. Los taninos hidrolizable ilustrativos pueden incluir, pero no se limitan a, extractos recuperados de Castanea sativa, ( por ejemplo, castaña), Terminalia y Phyllanthus ( por ejemplo, especie del árbol mirobálano), Caesalpinia coriaria ( por ejemplo, divi-divi), Caesalpinia spinosa, ( por ejemplo, tara) , algarobilla, valonea , y Quercus ( por ejemplo, roble). Los taninos condensados son polímeros formados mediante la condensación de flavanos. Los taninos condensados pueden ser moleculas lineales o ramificadas. Los taninos condensados ilustrativos pueden incluir, pero no se limitan a Acacia mearnsii ( por ejemplo , extracto de corteza de zarzo o de mimosa), Schinopsis ( or ejemplo, extracto de madera del quebracho), Tsuga ( or ejemplo, extracto de corteza del cicuta), Rhus ( por ejemplo, extracto de zumaque), Juglans ( por ejemplo, nuez) , Carya illinoinensis ( por ejemplo, pacana), y Pinus ( por ejemplo, pino de Radiata, pino marítimo, especie de extracto de corteza).
Los taninos condensados incluyen aproximadamente 70% en peso a aproximadamente 80% en peso de ingredientes fenólicos activos (la "fracción de tanino") y los ingredientes restantes (la "fracción sin tanino") pueden incluirse, pero no se limitan a, carbohidratos, gomas hidrocoloideas, y fracciones ácidas amino e imino. Los taninos condensados pueden usarse como recuperados o extraídos de la materia orgánica o los taninos condensados pueden purificarse, por ejemplo, a aproximadamente 95% en peso o ingredientes fenólicos más activos. Los taninos hidrolizables y los taninos condensados pueden extraerse de la materia prima, por ejemplo, árboles y/o arbustos, al usar procesos establecidos. Una discusión más detallada de taninos se discute y se describe en el Handbook of Adhesive Technology. Segunda Edición , CRC Press, 2003, capítulo 27, "Natural Phenolic Adhesives I : Tannin," y en Monomers Polvmers and Composites from Renewable Resources. Elsevier, 2008, capítulo 8, "Tannins: Major Sources, Properties and Applications." Los taninos condensados pueden clasificarse o agruparse en una de dos categorías principales, a saber, estas que contienen una unidad de resorcinol y de éstas que contienen una unidad de floroglucinol . Los taninos ilustrativos que incluyen la unidad de resorcinol incluyen, pero no se limitan a, taninos de Zarzo negro y taninos de quebracho. La unidad de resorcinol puede representarse por la fórmula I a continuación.
Fórmula I El grupo de resorcinol se muestra dentro del recuadro que traslapa la estructura de unidad de los taninos de Zarzo negro y de quebracho en la Fórmula II a continuación . Para simplicidad , la estructura de los taninos de Zarzo negro y de quebracho está representada por su estructura de unidad de flavonoide.
Fórmula I I Los taninos ilustrativos que incluyen la unidad de floroglucinol incluyen , pero no se limitan a, taninos de pacana y taninos de pino. La unidad del floroglucinol puede representarse por la Formula I I I a continuación .
Fórmula I I I La unidad de florogiucinol se muestra dentro del recuadro que traslapa la estructura de unidad de los taninos de pacana y de pino en la Fórmula IV a continuación. Para simplicidad , la estructura de los taninos de pacana y de pino está representada por su estructura de unidad de flavonoide.
Fórmula IV El florogiucinol se conoce para una mayor reactividad que el resorcinol. Como tal, los taninos que incluyen la unidad de florogiucinol son más reactivos que los taninos que incluyen la unidad de resorcinol.
Si la composición aglutinante incluye una mezcla de cualquier relación de taninos hidrolizables y de taninos condensados con respecto entre sí puede usarse. Por ejemplo, una composición aglutinante que incluye los taninos hidrolizables y los taninos condensados puede tener una concentración de taninos condensados de aproximadamente 1 % en peso a aproximadamente 99% en peso, a base del peso combinado de los taninos hidrolizables y de los taninos condensados. En otro ejemplo, una composición aglutinante que incluye los taninos hidrolizables y los taninos condensados pueden tener una concentración de taninos condensados de aproximadamente 50% en peso o más, aproximadamente 55% en peso o más, aproximadamente 60% en peso o más, aproximadamente 70% en 5 peso o más, aproximadamente 75% en peso o más, aproximadamente 80% en peso o más, aproximadamente 85% en peso o más, aproximadamente 90% en peso o más, aproximadamente 95% en peso o más, o aproximadamente 97% en peso o más. ío Los taninos pueden tener un pH ácido. Por ejemplo, el pH de los taninos puede ser de uno bajo de aproximadamente 3, aproximadamente 3.5, o aproximadamente 4 a uno alto de aproximadamente 5, aproximadamente 5.5, o aproximadamente 6. Los taninos pueden tener grupos funcionales de resorcinol o de ís floroglucinol que puedan reaccionar con los aldeh idos bajo condiciones apropiadas. Los taninos adecuados, comercialmente disponibles pueden incluirse, pero sin limitarse a, tanino de Zarzo negro y tanino de quebracho. Otros taninos adecuados pueden incluir tanino de pino y tanino de pacana. 20 Si la composición aglutinante incluye dos o más diferentes taninos, los dos o más taninos pueden tener la unidad de resorcinol o una unidad de floroglucinol. Por ejemplo, la composición aglutinante puede incluir dos diferentes taninos que cada uno incluye unidades de resorcinol, por ejemplo, taninos de 25 quebracho y taninos de Zarzo negro. En otro ejemplo, la composición aglutinante puede incluir dos diferentes taninos, donde un primer tanino incluye una unidad de resorcinol, por ejemplo, tanino de Zarzo negro, y un segundo tanino incluye una unidad de floroglucinol, por ejemplo, tanino de pino. En otro ejemplo, la composición aglutinante puede incluir dos diferentes taninos que cada uno incluye unidades de floroglucinol, por ejemplo, taninos de pino y taninos de pacana.
Si la composición aglutinante incluye una mezcla de dos diferentes taninos, los dos taninos pueden estar presentes en cualquier relación con respecto entre sí. Por ejemplo, una composición aglutinante que incluye un primer tanino y un segundo tanino, donde son diferentes el primer y el segundo taninos entre sí, puede tener una concentración del primer tanino en una cantidad de aproximadamente 1 % en peso a aproximadamente 99% en peso e inversamente de aproximadamente 99% en peso a aproximadamente 1 % en peso del segundo tanino, a base del peso combinado del primero y el segundo taninos. En otro ejemplo, la cantidad del primer tanino en una composición aglutinante que incluye un primer y un segundo tanino puede ser de uno bajo de aproximadamente 5% en peso, aproximadamente 10% en peso, aproximadamente 15% en peso, aproximadamente 20% en peso, aproximadamente 25% en peso aproximadamente 30% en peso, aproximadamente 35% en peso, aproximadamente 40% en peso, o aproximadamente 45% en peso a uno mayor de aproximadamente 60% en peso, aproximadamente 65% en peso, aproximadamente 70% en peso, aproximadamente 75% en peso, aproximadamente 80% en peso, aproximadamente 85% en peso, aproximadamente 90% en peso, o aproximadamente 95% en peso, a base del peso combinado del primero y segundo taninos. La composición aglutinante puede incluir cualquier número de diferentes taninos con los diferentes taninos presentes en cualquier cantidad deseada.
Como se usa en la presente, los terminos "compuesto de aldehido multifuncional" y "aldehido multifuncional" se usan alternativamente y se refieren a compuestos que tienen por lo menos dos grupos funcionales, con por lo menos uno de los grupos funcionales que son un grupo de aldehido. Por ejemplo, el aldehido multifuncional puede incluir dos o más grupos funcionales de aldehido. En otro ejemplo, el aldehido multifuncional puede incluir por lo menos un grupo funcional de aldehido y por lo menos un grupo funcional con excepción de un grupo funcional de aldehido. Como se usa en la presente, el término "grupo funcional" se refiere a grupos reactivos en el compuesto de aldehido multifuncional y se puede incluir, pero no se limitan a, grupos aldehido, grupos de ácido carboxílico, grupos éster, grupos amida, grupos imina, grupos epóxido, grupos aziridina, grupos azetidinio, y grupos hidroxilo.
El compuesto de aldehido multifuncional puede incluir tres o más átomos de carbono y puede tener dos o más grupos funcionales de aldeh ido. Por ejemplo, el compuesto de aldehido multifuncional puede incluir tres, cuatro, cinco, seis, o más átomos de carbono y tener dos o más grupos funcionales de aldeh ido. El compuesto de aldeh ido multifuncional puede incluir dos o más átomos de carbono y tener por lo menos un grupo funcional de aldehido y por lo menos un grupo funcional con excepción de un grupo aldehido como un grupo de ácido carboxílico, un grupo áster, un grupo amida, grupos imina, un grupo epóxido, un grupo aziridina, un grupo azetidinio, y/o un grupo hidroxilo. Por ejemplo, el compuesto de aldeh ido multifuncional puede incluir dos, tres, cuatro, cinco, seis, o más átomos de carbono y tener por lo menos un grupo funcional de aldehido y por lo menos un grupo funcional con excepción de un grupo aldeh ido como un grupo de ácido carboxílico, un grupo áster, un grupo amida, grupos imina, un grupo epóxido, un grupo aziridina, un grupo azetidinio, y/o un grupo hidroxilo.
Los aldeh idos bifuncionales o difuncionales adecuados que tienen dos grupos funcionales de aldehido (-CHO) pueden representarse por la Fórmula V: Fórmula V donde R es grupo alifático, cicloalifático, aromático, o heterocíclico divalente que tiene de 1 a 12 átomos de carbono. Los aldehidos multifuncionales ilustrativos pueden incluir, pero no se limitan a, malonaldehído, succinaldeh ido, glutaraldeh ído, 2-hidroxiglutaraldeh ído, b-metilglutaraldeh ido, adipaldehído, pimelaldehído, suberaldehído, malealdehído, fumaraldeh ído, sebacaldeh ído, ftalaldehído, isoftalaldeh ído, tereftalaldeh ído, aldehidos aromáticos con anillo sustituido, cualquier combinación de los mismos, o cualquier mezcla de los mismos.
Los aldehidos multifuncional adecuados que incluyen un grupo aldeh ido y al menos un grupo funcional con excepción de un grupo aldehido pueden incluir, pero no se limitan a, ácido glioxílico, ásteres de ácido glioxílico, amidas de ácido glioxílico, 5-(hidroximetil)furfural, cualquier combinación de los mismos, o cualquier mezcla de los mismos. El grupo aldehido en ácido glioxílico, por ejemplo, no se observa generalmente en solución o como sólido. Como tal, para un aldehido multifuncional como ácido glioxílico que tiene un grupo aldeh ido y un grupo de ácido carboxílico, el grupo aldehido puede existir a menudo como un hidrato y podría representarse por la fórmula (H0)2CHCO2H . En otras palabra, cualquier forma o derivado de un compuesto particular puede usarse para preparar las composiciones aglutinantes discutidas y descritas en la presente. Por ejemplo, en el contexto del ácido glioxílico, el ácido glioxílico, el monohidrato de ácido glioxílico, y/o el glicoxilato pueden combinarse con los taninos para producir la composición aglutinante.
El átomo de carbono en por lo menos un grupo funcional de aldehido del compuesto de aldeh ido multifuncional puede enlazarse con el tanino sobre por lo menos el curado parcial de la composición aglutinante. Como se usa en la presente, los terminos "que cura", "curado", y los términos similares se proponen para referirse al cambio estructural y/o morfológico que ocurre en la composición aglutinante como se cura para causar la reacción química covalente (reticulación), interacción iónica o agrupamiento, adhesión mejorada al sustrato, transformación o inversión de fase, y/o enlazado de hidrógeno. Como se usa en la presente, las frases "por lo menos se cura parcialmente", "por lo menos curado parcialmente", y los términos similares se proponen para referirse a una composición aglutinante que ha experimentado por lo menos cierta reacción química covalente (reticulación), interacción iónica o agrupamiento, adhesión mejorada al sustrato, transformación o inversión de fase, y/o enlazado de hidrógeno, pero pueden también ser capaces de experimentar la reacción química covalente adicional (reticulación) , interacción iónica o agrupamiento, adhesión mejorada al sustrato, transformación o inversión de fase, y/o enlazado de hidrógeno.
El átomo de carbono en por lo menos un grupo funcional de aldeh ido del compuesto de aldehido multifuncional en la composición aglutinante curado puede tener un primer enlace con una primera molécula de tanino en uno o más taninos. El átomo de carbono en por lo menos un grupo funcional de aldehido del compuesto de aldeh ido multifuncional en la composición aglutinante curado puede también tener un segundo enlace con (1 ) la primera molecula de tanino, (2) una segunda molécula de tanino en uno o más taninos, o (3) un átomo de oxígeno de por lo menos un grupo funcional de aldehido. Por ejemplo, el átomo de carbono en por lo menos un grupo funcional de aldehido del 5 compuesto de aldeh ido multifuncional puede formar un primer y segundo enlace con una primera molécula de tanino en uno o más taninos cuando la composición aglutinante es por lo menos curada parcialmente. En otro ejemplo, el átomo de carbono en por lo menos un grupo funcional de aldehido del compuesto de ío aldeh ido multifuncional puede para un primer enlace con una primera molécula de tanino en uno o más taninos y un segundo enlace con una segunda molécula de tanino en uno o más taninos cuando la composición aglutinante por lo menos se cura parcialmente. En otro ejemplo, el átomo de carbono en por lo 15 menos un grupo funcional de aldehido del compuesto de aldeh ido multifuncional puede para un primer enlace con una primera molécula de tanino en uno o más taninos y puede tener o mantener un segundo enlace al átomo de oxígeno de por lo menos un grupo funcional de aldehido. Dicho de otra manera, en la 20 composición aglutinante curado, el átomo de carbono de por lo menos un grupo funcional de aldeh ido del compuesto de aldehido multifuncional puede tener un primer enlace con una primera molécula de tanino en uno o más taninos y un segundo enlace con la primera molécula de tanino, una segunda molécula de tanino en 25 uno o más taninos, o el átomo de oxígeno de por lo menos un grupo funcional de aldehido.
Algunos productos de reacción ilustrativos (A, B, C, D) de glutaraldehído y un tanino que contiene una unidad de resorcinol, por ejemplo, tanino de Zarzo negro o tanino de quebracho, se muestran a continuación en el Esquema de Reacción I . Para simplicidad, el tanino está representado por su estructura de unidad de flavonoide. R, como se nuestra en el producto etiquetado D puede ser una o más unidades de flavonoide u otros grupos funcionales que pueden conectar dos unidades de flavonoide de un tanino juntas.
Esquema de Reacción I Algunos productos de reacción ilustrativos (A, B, C , D) de glutaraldeh ído y un tanino que contiene una unidad de floroglucinol , por ejemplo, tanino de pacana o tanino de pino, se muestra a continuación en el Esquema de Reacción I I . Para simplicidad , el tanino está representado por su estructura unidad de flavonoide. R, como se muestra del producto etiquetado D puede ser una o más unidades flavonoides u otros grupos funcionales que pueden conectar dos unidades flavonoides de un tanino juntas.
Esquema de Reacción I I Como se muestra en los Esquemas de Reacción I e I I , para los productos A y B el átomo de carbono de por lo menos un grupo aldehido puede formar un primer enlace con un primer tanino y un segundo enlace con el átomo de oxígeno del grupo aldeh ido. Tambien mostrado en los Esquemas de Reacción I e I I , para el producto de reacción C, el átomo de carbono de por lo menos un grupo aldehido puede formar un primer enlace con un primer tanino y un segundo enlace con un segundo tanino. Para el producto de reacción D mostrado en los Esquemas de Reacción I e I I , el átomo de carbono de por lo menos un grupo aldehido puede formar un primer enlace con un primer tanino y un segundo enlace con el primer tanino. Sin desear estar unido por teoría, se cree que la probabilidad del átomo de carbono de por lo menos un grupo funcional de aldeh ido del aldeh ido multifuncional para formar un primer enlace y un segundo enlace con la misma 5 molecula de tanino aumenta como el número de unidades de flavonoides aumenta. Los taninos pueden incluir múltiples unidades de flavonoides, por ejemplo, de 2 a 1 1 , y mayor es el número de unidades de flavonoides mayor la probabilidad es que el átomo de carbono de un grupo aldehido puede formar un primer ío y segundo enlace con el mismo tanino.
El compuesto base puede ser o incluir cualquier compuesto o combinación de compuestos capaces de aumentar el pH de la composición aglutinante que incluye el tanino y el aldeh ido multifuncional. Las bases adecuadas o los compuestos alcalinos 15 pueden incluir, pero no se limitan a, hidróxidos, carbonatos, óxidos, aminas terciarias, amidas, cualquier combinación de los mismos, o cualquier mezcla de los mismos. Los hidróxidos ilustrativos pueden incluir, pero no se limitan a , hidróxido de sodio, hidróxido de potasio, hidróxido de litio, hidróxido de cesio, 20 hidróxido de bario, hidróxido de calcio, hidróxido de magnesio, hidróxido de aluminio, o cualquier combinación de los mismos, o cualquier mezcla de los mismos. Los carbonatos ilustrativos pueden incluir, pero no se limitan a, carbonato de sodio, bicarbonato de sodio, carbonato de potasio, carbonato de amonio, 25 cualquier combinación de los mismos, o cualquier mezcla de los mismos. Las aminas ilustrativas pueden incluir trimetilamina, trietilamina, trietanolamina, N, N-diisopropiletilamina (base de Hunig), piridina, 4-dimetilaminopiridina (DMAP, por sus siglas en ingles), 1 ,4-diazabiciclo[2.2.2]octano (DABCO, por sus siglas en inglés), o cualquier combinación de los mismos, o cualquier mezcla de los mismos.
En por lo menos una modalidad específica, el compuesto base puede estar libre de cualquier compuesto que contiene amino. Los compuestos que contienen amino ilustrativos pueden incluir, pero no se limitan a, amon íaco, aminas, y amidas. Como tal, en por lo menos un ejemplo, la composición aglutinante puede estar libre o esencialmente libre de cualquier compuesto amino. Como se usa en la presente, el término "esencialmente libre de cualquier compuesto amino" se entiende la composición aglutinante no incluye ni contiene ningún amoníaco, aminas, o amidas intencionalmente agregadas. Dicho de otra manera, el término "esencialmente libre de cualquiera de los compuestos amino" se entiende que la composición aglutinante no contiene compuestos amino, pero puede incluir los compuestos amino presentes como una impureza. Como tal, el término "esencialmente libre de cualquiera de los compuestos amino" puede referirse a la presencia de menos de 5% en peso, menos de 4% en peso, menos de 3% en peso, menos de 2% en peso, menos de 1 % en peso, menos de 0.5% en peso, menos de 0.1 % en peso, o menos de 0.05% en peso de compuestos amino, a base en el peso total de la composición aglutinante.
Adicionalmente, puesto que el átomo de carbono de por lo menos un grupo funcional de aldeh ido del compuesto de aldeh ido multifuncional puede enlazar a uno o más taninos o un tanino y un átomo de oxígeno, el átomo de carbono de por lo menos un grupo funcional de aldeh ido del compuesto de aldehido multifuncional en la composición aglutinante puede estar libre de cualquier enlace a un átomo de nitrógeno. En otras palabras, la composición aglutinante puede estar libre de átomos de nitrógeno enlazados al átomo de carbono de por lo menos un grupo funcional de aldehido del compuesto multifuncional.
La composición aglutinante puede incluir una suficiente cantidad del compuesto base para proporcionar una composición aglutinante con un pH de aproximadamente 4 a aproximadamente 14. Por ejemplo, el pH de la composición aglutinante puede ser de uno bajo de aproximadamente 4, aproximadamente 5, aproximadamente 6, aproximadamente 7 , o aproximadamente 8 a uno alto de aproximadamente 9, aproximadamente 10, aproximadamente 1 1 o aproximadamente 12. En por lo menos una otra modalidad, la composición aglutinante puede tener un pH de aproximadamente 7 o más. En otro ejemplo, la composición aglutinante puede tener un pH de al menos 4, al menos 4.5, al menos 5, al menos 5.5, al menos 6, al menos 6.5, al menos 7, al menos 7.5, al menos 8, al menos 8.5, al menos 9, al menos 9.5, al menos 10, al menos 10.5, al menos 1 1 , al menos 1 1 .5, o al menos 12. En otro ejemplo, la composición aglutinante puede tener un pH de menos de 12, menos de 1 1 .5, menos de 1 1 , menos de 10.5, menos de 10, menos de 9.5, menos de 9, menos de 8.5, menos de 8, menos de 7.5, menos de 7, menos de 6.5, menos de 6, menos de 5.5, menos de 5, o menos de 4.5. En otro ejemplo, la composición aglutinante puede tener un pH de aproximadamente 2 a aproximadamente 5, aproximadamente 3 a aproximadamente 6, aproximadamente 4 a aproximadamente 7, aproximadamente 5 a aproximadamente 8, aproximadamente 6 a aproximadamente 9, aproximadamente 7 a aproximadamente 10, aproximadamente 8 a aproximadamente 1 1 , aproximadamente 9 a aproximadamente 12, aproximadamente 8 a aproximadamente 12, aproximadamente 7 a aproximadamente 1 1 , o a aproximadamente 7 a aproximadamente 12. El compuesto base puede ser una solución acuosa. Por ejemplo, el compuesto base puede ser una solución acuosa de hidróxido de sodio de 50% en peso.
En una o más modalidades, la composición aglutinante puede tener un pH de menos de 2. Por ejemplo, uno o más compuestos ácidos pueden combinarse con la composición aglutinante para proporcionar la composición aglutinante con un pH de aproximadamente 2 o menos. En otro ejemplo, el pH de la composición aglutinante puede ser menos de 2, menos de 1 .9, menos de 1 .8, menos de 1 .7, menos de 1 .6, menos de 1 .5, menos de 1 .4, menos de 1 .3, menos de 1 .2, menos de 1 .1 , menos de 1 , menos de 0.9, menos de 0.8, menos de 0.7, menos de 0.6, o menos de 0.5. Por ejemplo, el pH de la composición aglutinante puede ser de aproximadamente 0.3 a aproximadamente 2, de aproximadamente 0.4 a aproximadamente 1 .9, de aproximadamente 0.5 a aproximadamente 1 .8, de aproximadamente 0.6 a aproximadamente 1 .7, de aproximadamente 0.7 a aproximadamente 1 .6, de aproximadamente 0.8 a aproximadamente 1 .5, de aproximadamente 0.7 a aproximadamente 1 .4, de aproximadamente 0.6 a aproximadamente 1 .3, de aproximadamente 0.5 aa aproximadamente 1 .2 , o a aproximadamente 0.4 a aproximadamente 1 .1 . Los compuestos ácidos adecuados que pueden combinarse con la composición aglutinante para reducir el pH de los mismos, pueden incluirse, pero no se limitan a, ácido clorhídrico, ácido sulfúrico, ácido nítrico, ácido bromhídrico, ácido yodhídrico, ácido perclórico, ácido fosfórico, ácido metansulfónico, ácido p-toluensulfónico, ácido sulfámico, ácido bórico quelatado con diol o poliol, ácido oxálico, ácido cítrico, cualquier combinación de los mismos, o cualquier mezcla de los mismos.
Uno o más taninos, uno o más aldehidos multifuncionales, y uno o más compuestos base pueden mezclarse, combinados, o de otra manera combinados entre sí para producir la composición aglutinante. El tanino y el aldehido multifuncional, cuando se combinan entre sí para producir la composición aglutinante, pueden reticularse entre sí para formar al menos una composición aglutinante parcialmente curada. Similarmente, el tanino y el aldeh ido multifuncional, cuando se combinan entre sí en presencia del compuesto base, pueden reticularse entre sí para formar al menos la composición aglutinante parcialmente curada. Por ejemplo, el átomo de carbono en al menos un grupo funcional de aldehido del compuesto de aldehido multifuncional puede enlazarse con el tanino sobre al menos el curado parcial de la composición aglutinante.
Como se discute en más detalle más adelante, la composición aglutinante puede aplicarse a una pluralidad de sustratos, por ejemplo , partículas, particulados, fibras, y/o chapa, y por lo menos curada parcialmente para producir un producto. Las reacciones de reticulación entre el tanino y el aldehido multifuncional en la composición aglutinante pueden ocurrir a temperatura ambiente y presión o a temperatura y/o presión elevada . La aplicación de calor y/o de presión puede acelerar la reticulación o el curado de la composición aglutinante. Las temperaturas adecuadas para curar las composiciones aglutinantes pueden ser de una baja de aproximadamente 20°C , aproximadamente 30°C, o aproximadamente 40°C a una alta de aproximadamente 150°C , aproximadamente 200°C , aproximadamente 250°C o aproximadamente 300°C. El material compuesto combinado con la composición aglutinante, por ejemplo, partículas y/o fibras de madera , pueden presionarse para formar un producto más compacto o más denso que de otra manera se producirá sin la presión aplicada. Las presiones adecuadas para curar las composiciones aglutinantes aplicadas a un material compuesto pueden ser de una baja de aproximadamente 101 kPa, aproximadamente 1 MPa, o aproximadamente 2 M Pa a una alta de aproximadamente 5 MPa, aproximadamente 7 MPa, aproximadamente 10 MPa, o aproximadamente 14 MPa.
El tanino y el aldehido multifuncional pueden combinarse entre sí en cantidades ampliamente variadas con respecto entre sí para producir las composiciones aglutinantes discutidas y descritas en la presente. Por ejemplo, la composición aglutinante puede incluir el tanino en una cantidad de una baja de aproximadamente 60 % peso, de aproximadamente 70 % peso, o de aproximadamente 80 % peso a un colmo de aproximadamente 85 % peso, aproximadamente 90 % peso, aproximadamente 95 w% , o aproximadamente 99 % peso, basados en el peso combinado del tanino y del aldeh ido multifuncional. En otro ejemplo, la composición aglutinante puede incluir el tanino en una cantidad de aproximadamente 75 % peso a aproximadamente 98 % peso, de aproximadamente 80 % peso a aproximadamente 97 % peso, de aproximadamente 82 % peso a aproximadamente 95 % peso, de aproximadamente 85 % peso a aproximadamente 92 % peso, o de aproximadamente 87 % peso a aproximadamente 90 % peso, basados en el peso combinado del tanino y del aldehido multifuncional. En otro ejemplo, la composición aglutinante puede incluir el aldehido multifuncional en una cantidad de una baja de aproximadamente 1 % peso, de aproximadamente 3 % peso, de aproximadamente 5 % peso o de aproximadamente 10 % peso a un colmo de aproximadamente 15 % peso, 5 aproximadamente 25 % peso, aproximadamente 35 % peso, o aproximadamente 40 % peso, basados en el peso combinado del tanino y del aldehido multifuncional. En otro más ejemplo, la composición aglutinante puede incluir el aldehido multifuncional en una cantidad de aproximadamente 2 % peso a ío aproximadamente 22 % peso, de aproximadamente 4 % peso a aproximadamente 20 % peso, de aproximadamente 6 % peso a aproximadamente 18 % peso, de aproximadamente 8 % peso a aproximadamente 16 % peso, o de aproximadamente 10 % peso a aproximadamente 14 % peso, basados en el peso combinado del 15 tanino y del aldehido multifuncional. En otro ejemplo, la composición aglutinante puede incluir aproximadamente 80% en peso a aproximadamente 95% en peso del tanino y aproximadamente 5% en peso a aproximadamente 20% en peso del aldehido multifuncional, a base en el peso combinado del 20 tanino y del aldehido multifuncional. En aún otro ejemplo, la composición aglutinante puede incluir aproximadamente 85% en peso a aproximadamente 90% en peso de tanino y aproximadamente 10% en peso a aproximadamente 15% en peso del aldehido multifuncional. En todavía otro ejemplo, la 25 composición aglutinante puede incluir aproximadamente 86% en peso, aproximadamente 87% en peso, aproximadamente 88% en peso, aproximadamente 89% en peso, o aproximadamente 90% en peso del tanino y aproximadamente 14% en peso, aproximadamente 13% en peso, aproximadamente 12% en peso, aproximadamente 1 1 % en peso, o aproximadamente 10% en peso del aldehido multifuncional, respectivamente, a base en el peso combinado del tanino y del aldehido multifuncional . En otro ejemplo, el tanino puede estar presente en la composición aglutinante en una cantidad de aproximadamente 60% en peso a aproximadamente 99% en peso, o aproximadamente 80% en peso a aproximadamente 95% en peso, o aproximadamente 85% en peso a aproximadamente 91 % en peso, a base en el peso combinado del tanino y del aldehido multifuncional. La cantidad del compuesto base en la composición aglutinante puede ser suficiente para ajustar el pH del tanino combinado y del aldehido multifuncional, que como se discute antes puede ser de aproximadamente 4 a aproximadamente 14. En otro ejemplo, la cantidad del compuesto ácido en la composición aglutinante puede ser suficiente para ajustar el pH del tanino combinado y del aldehido multifuncional, que como se discute antes puede ser aproximadamente 2 o menos.
El tanino, el aldehido multifuncional, y/o el compuesto base pueden combinarse con un medio líquido. Por ejemplo, el tanino, el aldehido multifuncional, y/o el compuesto base pueden combinarse por separado con un medio líquido y despues combinarse entre sí para producir la composición aglutinante. En otro ejemplo, el tanino, el aldeh ido multifuncional, y el compuesto base pueden combinarse entre sí para producir la composición aglutinante y un medio líquido puede entonces agregarse a la composición aglutinante. Los medios líquidos ilustrativos pueden incluirse, pero no se limitan a, agua, alcoholes, glicoles, acetonitrilo, sulfóxido de dimetilo, N , N-dimetilformamida, N-metilpirrolidona, cualquier combinación de los mismos, o cualquier mezcla de los mismos. Los alcoholes adecuados pueden incluirse, pero no se limitan a, metanol, etanol, propanol, isopropanol, butanol, cualquier combinación de los mismos, o cualquier mezcla de los mismos. Los glicoles adecuados pueden incluirse, pero no se limitan a, etilenglicol, propilenglicol, o una combinación de los mismos.
El tanino, el aldehido multifuncional, y/o el compuesto base combinados con un medio líquido pueden tener una concentración total de sólidos en una cantidad de aproximadamente 1 % en peso a aproximadamente 99% en peso. Por ejemplo, el tanino combinado con un medio líquido puede tener una concentración de sólidos de una baja de aproximadamente 5% en peso, de aproximadamente 10% en peso, de aproximadamente 15% en peso, o de aproximadamente 20% en peso a un colmo de aproximadamente 40% en peso, de aproximadamente 50% en peso, aproximadamente 60% en peso, aproximadamente 70% en peso, o aproximadamente 80% en peso, a base en el peso combinado del tanino y del medio líquido. Similarmente, el compuesto de aldehido multifuncional combinado con un medio líquido puede tener una concentración de sólidos de una baja de aproximadamente 5% en peso, de aproximadamente 10% en peso, de aproximadamente 15% en peso, o de aproximadamente 20% en peso a una alta de aproximadamente 40% en peso, de aproximadamente 50% en peso, de aproximadamente 60% en peso, de aproximadamente 70% en peso, o de aproximadamente 80% en peso a base en el peso combinado del compuesto de aldeh ido multifuncional y del medio líquido. Similarmente, el compuesto base combinado con un medio líquido puede tambien tener una concentración de sólidos de una baja de aproximadamente 5% en peso, de aproximadamente 10% en peso, de aproximadamente 15% en peso, o de aproximadamente 20% en peso a una alta de aproximadamente 40% en peso, de aproximadamente 50% en peso, aproximadamente 60% en peso, aproximadamente 70% en peso, o aproximadamente 80% en peso, a base en el peso combinado del compuesto base y el medio líquido. En al menos un ejemplo, el tanino, el aldeh ido multifuncional, y el compuesto base pueden cada uno combinarse con agua para formar mezclas acuosas y estas mezclas acuosas pueden entonces combinarse para producir la composición aglutinante. Por ejemplo las soluciones acuosas del 50% del tanino, el aldeh ido multifuncional, y el compuesto base pueden combinarse entre sí para producir la composición aglutinante. En otro ejemplo, cualquier uno o más del tanino, el compuesto de aldeh ido multifuncional, y el compuesto base pueden ser una solución acuosa que tiene un contenido de sólidos de aproximadamente 1 % en peso a aproximadamente 99% en peso, de aproximadamente 1 % en peso a aproximadamente 95% en peso, de aproximadamente 1 % en peso a aproximadamente 90% en peso, de aproximadamente 1 % en peso a aproximadamente 80% en peso, de aproximadamente 1 % en peso a aproximadamente 70% en peso, de aproximadamente 5% en peso a aproximadamente 60% en peso, de aproximadamente 10% en peso a aproximadamente 50% en peso, de aproximadamente 20% en peso a aproximadamente 60% en peso, o de aproximadamente 30% en peso a aproximadamente 50% en peso.
Como se usa en la presente, el contenido de sólidos del tanino, el aldehido multifuncional, y el compuesto base cuando se combinan con un medio líquido, como se entienden por los expertos en la téenica, pueden medirse determinando la pérdida de peso al calentar una pequeña muestra, por ejemplo, 1 -5 gramos del tanino/medio líquido, el aldehido multifuncional/medio líquido, o el compuesto base/medio líquido a una temperatura adecuada, por ejemplo, 125°C, y un tiempo suficiente para eliminar el líquido. Midiendo el peso de la muestra antes y después del calentamiento, el porcentaje de sólidos en la muestra pueden calcularse directamente o estimarse de otra manera.
Además del tanino, el aldehido multifuncional, y el compuesto base, y el medio líquido opcional, la composición aglutinante puede tambien incluir uno o más aditivos. Los aditivos pueden combinarse con el tanino, el aldehido multifuncional, el compuesto base, la composición aglutinante que contiene ya el tanino combinado, y aldeh ido multifuncional, y compuesto base, cualquier combinación de los mismos, o cualquier mezcla de los mismos. Los aditivos ilustrativos pueden incluirse, pero no se limitan a, ceras u otros aditivos hidrofóbicos, agua, materiales de relleno, extensores, tensioactivos, agentes de liberación , tintes, retardantes de fuego, depuradores de formaldehído, biocidas, cualquier combinación de los mismos, o cualquier mezcla de los mismos. Para los productos de madera compuesta, como madera contrachapado, materiales de relleno adecuados pueden incluir, pero no se limitan a, nuez molida y/o cáscaras de nuez, y extensores adecuados pueden incluir, por ejemplo, harina de trigo. Si la composición aglutinante incluye aditivos adicionales, la cantidad de cada aditivo puede ser de una baja de aproximadamente 0.01 % en peso, aproximadamente 0.1 % en peso, aproximadamente 1 % en peso, o aproximadamente 5% en peso a una alta de 20% en peso, aproximadamente 30% en peso, aproximadamente 40% en peso, o aproximadamente 50% en peso, basado en el peso combinado del tanino y del aldehido multifuncional. Por ejemplo, si la composición aglutinante incluye los aditivos adicionales, la cantidad de cada aditivo puede ser de aproximadamente 0.01 % en peso a aproximadamente 5% en peso, de aproximadamente 1 % en peso a aproximadamente 10% en peso, de aproximadamente 5% en peso a aproximadamente 40% en peso, de aproximadamente 0.01 % en peso a aproximadamente 50% en peso, aproximadamente 2% en peso a aproximadamente 20% en peso, aproximadamente 15% en peso a aproximadamente 45% en peso, o aproximadamente 1 % en peso a aproximadamente 15% en peso, basado en el peso combinado del tanino y del aldehido multifuncional.
Como se discute y describe antes, el aldeh ido multifuncional y el tanino puede comenzar a reticularse entre sí al entrar en contacto. Las reacciones de reticulación ocurren más rápido bajo condiciones alcalinas o básicas. Como se observa antes, la composición aglutinante puede tener un pH de menos de 2 o de aproximadamente 4 a aproximadamente 14. La reticulación hace que la mezcla de tanino y de aldehido multifuncional se espese o sea un gel. El índice en la cual las reacciones de reticulación ocurren puede afectar que se refiere comúnmente como la "duración útil" o "vida útil" de la composición aglutinante. Como las reacciones de reticulación entre el tanino y el aldeh ido multifuncional progresa la viscosidad de los aumentos de la composición aglutinante. Dependiendo del uso o la aplicación particular para la composición aglutinante, la viscosidad de la composición aglutinante puede aumentar a un punto en el que ya no se puede aplicar de manera eficiente o eficaz, por ejemplo, a un compuesto de madera y/o de fibra. Cuando la viscosidad del aumento de la composición aglutinante hace que la composición aglutinante sea demasiado gruesa para usar la duración útil usable del aglutinante puede decirse para haber sido excedida. La viscosidad de la composición aglutinante puede ser de una 5 baja de aproximadamente 100 centipoises ("cP", por sus siglas en ingles), aproximadamente 500 cP, aproximadamente 1 ,000 cP, o aproximadamente 1 ,500 cP a una alta de aproximadamente 3,000 cP, aproximadamente 5,000 cP, aproximadamente 8,500 cP, o aproximadamente 10,000 cP. Preferiblemente la viscosidad de la ío composición aglutinante es menor de aproximadamente 10,000 cP, menor de aproximadamente 8,000 cP, menor de aproximadamente 6,500 cP, o menor de aproximadamente 5,000 cP. La viscosidad de la composición aglutinante puede determinarse al usar un Viscómetro de Brookfield a una 15 temperatura de 25°C.
Una duración útil larga para las composiciones aglutinantes puede ser beneficiosa; sin embargo, una duración útil en el orden de segundos o solamente de algunos minutos puede ser más que aceptable. Por ejemplo, las composiciones aglutinantes 20 discutidas y descritas antes y en otra parte en la presente pueden tener duración útil de aproximadamente 30 segundos, aproximadamente 45 segundos, aproximadamente 1 minuto, aproximadamente 2 minutos, aproximadamente 3 minutos, aproximadamente 4 minutos, aproximadamente 5 minutos, 25 aproximadamente 7 minutos, aproximadamente 10 minutos, aproximadamente 15 minutos, aproximadamente 20 minutos, aproximadamente 30 minutos, o más. La duración útil de la composición aglutinante puede extenderse si se desea. Extender la duración útil de la composición aglutinante puede permitir alteraciones de proceso que pueden potencialmente encontrarse durante la producción de productos como productos de madera compuesta y/o productos de fibra compuesta. En otro ejemplo, extender la duración útil de la composición aglutinante puede permitir la producción externa de la composición aglutinante. En otras palabras, si la duración útil de la composición aglutinante es suficientemente larga, la composición aglutinante puede producirse en una instalación y transportar a otra instalación que produzca uno o más productos que usen la composición aglutinante, por ejemplo, productos de madera compuesta y/o productos de fibra compuesta.
Una forma para reducir o prevenir las reacciones de reticulación entre los taninos y los aldehidos multifuncionales en la composición aglutinante puede ser reducir la temperatura de la composición aglutinante. Por ejemplo, la temperatura de la composición aglutinante puede reducirse a aproximadamente 20°C o menos, aproximadamente 15°C o menos, aproximadamente 10°C o menos, aproximadamente 5°C o menos, o aproximadamente 0°C o menos.
Otra manera de reducir o de prevenir las reacciones de reticulación entre los taninos y los aldeh idos multifuncionales en las composiciones aglutinantes puede incluir la encapsulación de uno, dos o tres del tanino, del aldehido multifuncional, y, si está presente, de los compuestos base. Por ejemplo, el aldehido multifuncional puede contenerse dentro de la cápsula u otra cubierta o recipiente incluido para inhibir o para prevenir el contacto directo cuando se combina con los taninos. En otro ejemplo, el compuesto base puede contenerse dentro de una pluralidad de cápsulas u otras cubiertas o recipientes incluidos, que pueden permitir el pH del tanino y del aldehido multifuncional que están en contacto entre sí para estar debajo de aproximadamente 7 o debajo de aproximadamente 6. Como se discute antes, las reacciones de reticulación pueden retardarse, prevenirse, reducirse, o inhibirse de otra manera cuando el pH del tanino y del aldehido multifuncional es menor de 7, por ejemplo, un pH de aproximadamente 2 a aproximadamente 6.
Las cápsulas pueden romperse, reventarse, o fracturase, o permitir de otra manera los compuestos contenidos en las mismas para escaparse en un tiempo deseado o despues de un tiempo deseado. Por ejemplo, la presión y/o el calor aplicado al compuesto de madera y/o la fibra compuesta a la cual se ha aplicado la composición aglutinante puede hacer que las cápsulas se fracturen , liberen los compuestos contenidos dentro de las cápsulas y permitiendo que las reacciones de reticulación entre el aldehido multifuncional y el tanino ocurran.
Las cápsulas, si se usan para encapsular el tanino, el aldehido multifuncional y/o el compuesto base pueden ser microcápsulas. Las microcápsulas pueden tener un tamaño en sección transversal promedio de desde aproximadamente 0.25 pm a aproximadamente 1 ,000 pm. Por ejemplo, las microcápsulas 5 pueden tener un tamaño en sección transversal promedio de desde uno bajo de aproximadamente 1 mm, aproximadamente 5 pm, o aproximadamente 10 mm a uno alto de aproximadamente 100 pm, aproximadamente 200 pm, aproximadamente 400 pm, o aproximadamente 600 pm. Las cápsulas, si se usan para ío encapsular el tanino, el aldehido multifuncional, y el compuesto base, pueden ser macrocápsulas. Las macrocápsulas pueden tener un tamaño en sección transversal promedio de desde aproximadamente 1 ,000 pm a aproximadamente 10,000 pm . Por ejemplo, las macrocápsulas pueden tener un tamaño en sección 15 transversal promedio de desde uno bajo de aproximadamente 1 .000 pm, aproximadamente 1 ,500 pm, o aproximadamente 2,000 pm a uno alto de aproximadamente 5,000 pm, aproximadamente 7.000 pm, o aproximadamente 9,000 pm. Las teenicas para la encapsulación de varios compuestos se discuten y se describen 20 en los Números de Patentes de Estados Unidos: 4,536,524; 5,435,376; 5,532,293; 5,709,340; 5,91 1 ,923; 5,919,407; 5,919,557; 6,004,417; 6,084,010; 6,592,990; 6,703, 127; 6,835,334; 7,286,279; 7,300,530; 7,309,500; 7,323,039; 7,344,705; 7,376,344; 7,550,200. 25 La preparación de las cápsulas puede incluir, pero no se limita a, polimerización interfacial, procesos de separación de fase, o procesos de coacervación. Los métodos de encapsulación pueden también incluir la reacción en un medio acuoso conducido en presencia de material polielectrolito de hidrocarburo alifático cargado negativamente, sustituido con carboxilo, lineal disuelto en el medio acuoso, o la reacción en presencia de goma arábiga, o la reacción en presencia de un polielectrolito aniónico y una sal de amonio de un ácido.
Numerosas patentes discuten y describen las varias téenicas que pueden usarse para encapsular varios compuestos al usar varios materiales de encapsulación. Por ejemplo, el Número de Patente de Estados Unidos 7,323,039 describe métodos de emulsión para preparar microesferas de núcleo/cubierta al usar un método de secado en agua, después de lo cual las microesferas son recuperadas de la emulsión mediante centrifugación, filtración , o cribado. El Número de Patente de Estados Unidos 7,286,279 describe los procesos microencapsulación y las composiciones preparadas en una solución que comprende un precursor de polímero como un monómero, un extensor de cadena , o un oligómero; emulsionar el precursor en un solvente fluorado; y formar micropartículas endureciendo la emulsión mediante polimerización/reticulación del precursor, incluyendo la polimerización/reticulación interfacial y/o in-situ . El Número de Patente de Estados Unidos 7,376,344 describe la encapsulación sensible al calor. El Número de Patente de Estados Unidos 7,344,705 describe la preparación de las microesferas de baja densidad al usar un proceso de extensión por calor, donde las microesferas incluyen polímeros o copolímeros sinteticos biocompatibles. Los Números de Patentes de Estados Unidos 7,309,500 y 7,368, 130 describen métodos para formar las micropartículas, donde las gotas de quitosano, gelatina, polímeros hidrofílicos como alcohol polivin ílico, proteínas, péptidos, u otros materiales pueden cargarse en un solvente inmiscible para evitar que se unan antes de endurecer, tratando opcionalmente las micropartículas gelificadas con un agente reticulante para modificar sus propiedades mecánicas. El Número de Patente de Estados Unidos 7,374,782 describe la producción de microesferas de una macromolécula como proteína mezclada con un polímero soluble en agua bajo condiciones que permitan que el polímero soluble en agua elimine el agua de la proteína en contacto con una superficie hidrofóbica. El Número de Patente de Estados Unidos 7,297,404 describe la microencapsulación coacervativa, que es seguida por la separación de fase y la reticulación. El Número de Patente de Estados Unidos 7,375,070 describe partículas microencapsuladas con paredes externas que incluyen polímeros solubles en agua o mezclas de polímero así como enzimas. El Número de Patente de Estados Unidos 7,294,678 describe un óxido de polinitrilo o una dispersión de óxido de polinitrilo microencapsulada dentro de un recubrimiento de material de barrera antes de componerla en una mezcla de goma para prevenir la reacción prematura con las partículas de goma. El Número de Patente de Estados Unidos 7,368,613 describe la microencapsulación al usar materiales de cápsula hechos de materiales de plásticos similares a la cera como alcohol polivin Mico, sustancias similares a poliuretano, o gelatina suave. Los Números de Patentes de Estados Unidos: 4,889,877; 4,936,916; y 5,741 ,592 tambien se relacionan con la microencapsulación .
Los materiales de cápsula o de cubierta adecuados pueden ser o incluir cualquiera de uno o más de un número de diferentes materiales. Por ejemplo, el material de cápsula o de cubierta puede incluir polímeros naturales, polímeros sintéticos, elastómeros sintéticos, y similares. Los polímeros naturales ilustrativos pueden incluir, pero no se limitan a, carboximetilcelulosa, zeína, ftalato de acetato de celulosa, nitrocelulosa, etilcelulosa, propilhidroxicelulosa, gelatina, laca, goma arábiga, gelatina succinilada, almidón , ceras de parafina , corteza, proteínas, metilcelulosa, lignina de Kraft, arabinogalactano, caucho natural , o cualquier combinación o mezcla de los mismos. Los polímeros sintéticos ilustrativos pueden incluir, pero no se limitan a, alcohol polivinílico, cloruro de polivinilideno, polietileno, cloruro de polivinilo, polipropileno, poliacrilato, poliestireno, poliacrilonitrilo, poliacrilamida, polietileno clorado, poliéter, copolímero de acetal, poliéster, poliuretano, poliamida, polividona, poliurea, poli(p-xilileno), epoxi, metacrilato de polímetilo, etileno-vinilo, polihidroxietilo, copolímero de acetato, metacrilato, acetato de polivinilo, o cualquier combinación o mezcla de los mismos. Los elastómeros sinteticos ilustrativos pueden incluir, pero no se limitan a, polibutadieno, acrilonitrilo, polisopreno, nitrilo, neopreno, goma butílica, cloropreno, polisiloxano, caucho de estireno-butadieno, caucho de hidrina, caucho de silicona, terpolímeros de etileno-propileno-dieno, o cualquier combinación o mezcla de los mismos.
Otra manera de extender la duración útil de las composiciones aglutinantes puede ser bloquear el aldehido multifuncional con uno o más componentes de bloqueo o agentes de bloqueo. El bloqueo de los compuestos de aldeh ido multifuncional puede reducir o inhibir las reacciones de reticulación entre el tanino y los aldehidos multifuncionales. Como tal, el bloqueo del aldehido multifuncional puede usarse para formar una composición aglutinante estable que no reticule a un grado sustancial antes del curado de la composición aglutinante. En otras palabras, bloqueando el aldehido multifuncional, la reactividad entre el tanino y el aldehido multifuncional puede inhibirse o retardarse, así proporcionando control de cuando ocurren las reacciones de reticulación. Por ejemplo, las reacciones de reticulación pueden retrasarse hasta que la composición aglutinante se haya aplicado a la pluralidad de partículas, por ejemplo, partículas y/o fibras de madera, y el componente de bloqueo puede desactivase, por ejemplo, eliminado, mediante calor y/o presión , por ejemplo, que pueden entonces hacer que el tanino y el aldehido multifuncional reaccionen .
En una o más modalidades, el aldehido multifuncional puede ser bloqueado. Por ejemplo, el aldehido multifuncional puede hacerse reaccionar con un componente de bloqueo para producir un aldeh ido multifuncional bloqueado. Los componentes de bloqueo adecuados pueden incluir, pero no se limitan a, urea, una o más ureas sustituidas ( por ejemplo, urea de dimetilo), una o m más ureas cíclicas ( por ejemplo, urea de etileno, ureas de etileno sustituidas como urea de 4,5-dihidroxietileno, urea de propileno, y ureas de propileno sustituidas como urea de 4-hidroxi-5-metilpropileno) , uno o más carbamatos ( por ejemplo, carbamato de isopropilo o metilo), uno o más glicoles ( por ejemplo, etilenglicol y dipropilenglicol), uno o más polioles ( por ejemplo, que contienen por lo menos tres grupos hidroxi como glicerina), cualquier combinación de los mismos, o cualquier mezcla de los mismos.
La reacción de los aldehidos multifuncionales y del componente de bloqueo, por ejemplo, una urea o urea cíclica, puede ocurrir a una temperatura de dese aproximadamente 25°C a aproximadamente 100°C o aproximadamente 40°C a aproximadamente 80°C. En general el pH de los reactivo y los aldeh idos multifuncionales bloqueados resultantes pueden tener un pH de desde uno bajo de aproximadamente 2.5, aproximadamente 3, aproximadamente 3.5, o aproximadamente 4 a uno alto de aproximadamente 7, aproximadamente 8, aproximadamente 9, o aproximadamente 10. Las condiciones de proceso adicionales para preparar aldehidos multifuncionales bloqueados y componentes de bloqueo adecuados pueden ser como se discute y describe en los Números de Patentes de Estados Unidos: 4,695,606; 4,625,029; 4,656,296; y 7,807,749.
Debe observarse que la encapsulación, el enfriamiento, y/o la adición de componentes de bloqueo no son necesarios para producir las composiciones aglutinantes como se discute y describe en la presente. La encapsulación , el enfriamiento, y/o los componentes de bloqueo pueden usarse, si se desea, para extender la duración útil de las composiciones aglutinantes como se discute y describe en la presente.
Las composiciones aglutinantes pueden usarse para hacer, producir, o preparar de otra manera una variedad de productos. La composición aglutinante puede aplicarse a una pluralidad de sustratos, que pueden formarse en una forma deseada antes o despues de la aplicación de la composición aglutinante, y entonces la composición aglutinante puede por lo menos curarse parcialmente para producir un producto.
Los sustratos pueden incluir, pero no se limitan a , sustratos basados orgánicos, sustratos a base inorgánica, o una combinación de los mismos. Los sustratos basados orgánicos adecuados pueden incluir pero no se limitan a, material de lignocelulosa (sustratos que incluyen la celulosa y la lignina), paja, cáñamo, sisal, tallo de algodón, trigo, bambú , hierba sabai, paja de arroz, hojas de plátano, mora del papel (es decir, fibra basta), hojas de abacá, hojas de pina, hojas de hierba de esparto, fibras del genero Hesperaloe en la familia Agavaceae jute, cañas de agua salada, frondas de palma, lino, cáscaras de nuez de tierra, maderas duras, maderas blandas, paneles de fibras recieladas como panel de fibras de alta densidad , panel de fibra de media densidad, panel de fibra de baja densidad, panel de fibra orientada, panel aglomerado, fibras animales ( or ejemplo, lanas, pelo), productos de papel reciclado ( por ejemplo, periódicos, cartulina , cajas de cereal, y revistas), cualquier combinación de los mismos o cualquier mezcla de los mismos. Por ejemplo, los sustratos basados orgánicos pueden ser o incluir la madera, por ejemplo maderas duras, maderas blandas, o una combinación de las mismas. Los tipos ilustrativos de madera pueden incluir, pero no se limitan a, Aliso, Fresno, Aspen , Tilo Americano, Haya, Abedul, Cedro, Cereza, Álamo, Ciprés, Olmo, Abeto, Árbol gomífero, Almecina, Nogal blanco, Arce, Roble, Pecana, Pino, Tulipero, Secoya, Sasafrás, Picea, Sicómoro, Nogal, y Sauce. Las fibras basadas inorgánicas pueden incluir, pero no se limitan a las fibras plásticas ( por ejemplo, fibras de polipropileno, fibras de polietileno, fibras de cloruro de polivinilo, fibras de poliéster, fibras de poliamida, fibras de poliacrilonitrilo) , fibras de vidrio, lanas de vidrio, fibras minerales, lanas minerales, fibras inorgánicas sintéticas ( por ejemplo, fibras de aramida, fibras de carbón), fibras de cerámica, y cualquier combinación de las mismas. Las fibras basadas orgánicas e inorgánicas pueden combinarse para proporcionar las fibras en el panel de fibra.
La materia prima, de la cual los sustratos pueden derivarse, puede reducirse al tamaño apropiado por varios procesos como troceo, triturado, molido por martillo, rasgado, desmenuzado, y/o descamado. Las formas adecuadas de los sustratos pueden incluir, pero no se limitan a, astillas, fibras, virutas, serrín o polvo, o similares. Los sustratos pueden tener una longitud de desde una baja de aproximadamente 0.05 mm , aproximadamente 0.1 mm, aproximadamente 0.2 mm a una alta de aproximadamente 1 mm, aproximadamente 5 mm, aproximadamente 10 mm, aproximadamente 20 mm, aproximadamente 30 mm, aproximadamente 40 mm, aproximadamente 50 mm, o aproximadamente 100 mm .
Los productos o artículos de madera compuesta ilustrativos producidos al usar las composiciones aglutinantes pueden incluir, pero no se limitan a, panel aglomerado, panel de fibra como panel de fibra de media densidad ("M DF", por sus siglas en inglés) y/o panel de fibra de alta densidad ("H DF", por sus siglas en inglés), contrachapado como contrachapado de madera dura y/o contrachapado de madera blanda, panel de fibra orientada ("OSB", por sus siglas en inglés) , madera de chapa laminada ("LVL", por sus siglas en inglés), paneles de chapa laminada ("LVB", por sus siglas en ingles) , y similares.
La producción productos que contienen madera y otros que contienen sustrato pueden incluir poner en contacto una pluralidad de sustratos con la composición aglutinante para formar o producir una mezcla. La mezcla puede también referirse como "pasta", "pasta combinada", "mezcla resinada", o "pasta resinada". Los sustratos pueden ponerse en contacto mediante rocío, recubrimiento, mezcla, cepillado, película descendente o recubrimiento de cortina, inmersión, impregnación, o similares. Después de poner en contacto la pluralidad de sustratos con la composición aglutinante, la composición aglutinante puede por lo menos ser curada parcialmente. Por lo menos parcialmente curar la composición aglutinante puede incluir aplicar calor y/o presión a la misma. La composición aglutinante puede también por lo menos curarse parcialmente a temperatura ambiente y presión. Los sustratos puestos en contacto con la composición aglutinante pueden formarse en una forma deseada, por ejemplo, un panel, una estera tejida, o una estera no tejida. La mezcla puede formarse en una forma deseada antes, durante, y/o después del curado parcial de la composición aglutinante. Dependiendo del producto particular, la mezcla o pasta resinada puede presionarse antes, durante, y/o después de que la composición aglutinante por lo menos se cure parcialmente. Por ejemplo, la mezcla puede consolidarse o formarse de otra manera en una forma deseada, si se desea presionarse a una densidad y un espesor particulares, y calentarse por lo menos para curar parcialmente la composición aglutinante. En otro ejemplo, la mezcla pueden extruirse a traves de un troquel (proceso de extrusión) y calentarse por lo menos para curar parcialmente la composición aglutinante.
En una o más modalidades, la mezcla puede calentarse en aire. En una o más modalidades, la mezcla puede calentarse en una atmósfera inerte o sustancialmente una atmósfera inerte como nitrógeno. Si la mezcla se calienta en una atmósfera sustancialmente inerte la cantidad de oxígeno puede ser menor de aproximadamente 5% moles, menor de aproximadamente 3% moles, menor de aproximadamente 1 % mol, menor de aproximadamente 0.5% moles, o menor de aproximadamente 0.1 % mol de oxígeno. Los gases inertes adecuados pueden incluirse, pero no se limitan a, nitrógeno, argón, o una mezcla de los mismos.
En una o más modalidades, la presión puede aplicarse durante la producción de los productos compuestos. La presión aplicada puede depender, al menos en parte, del producto particular. Por ejemplo, la cantidad de presión aplicada a un proceso de panel aglomerado puede ser de aproximadamente 1 M Pa a aproximadamente 5 MPa o de aproximadamente 2 M Pa a aproximadamente 4 MPa. En otro ejemplo, la cantidad de presión aplicada a un producto de M DF puede ser de aproximadamente 2 M Pa a aproximadamente 14 MPa o de aproximadamente 2 MPa a aproximadamente 7 MPa o de aproximadamente 3 M Pa a aproximadamente 6 M Pa. La temperatura de la mezcla puede calentarse para producir por lo menos un producto parcialmente curado puede ser de una baja de aproximadamente 100°C, aproximadamente 125°C, aproximadamente 150°C, o aproximadamente 170°C a una alta de aproximadamente 180°C, aproximadamente 200°C, aproximadamente 220°C, o aproximadamente 250°C. La longitud de tiempo de la presión que puede aplicarse puede ser de una baja de aproximadamente 30 segundos, aproximadamente 1 minuto, aproximadamente 3 minutos, aproximadamente 5 minutos, o aproximadamente 7 minutos a una alta de aproximadamente 10 minutos, aproximadamente 15 minutos, aproximadamente 20 minutos, o aproximadamente 30 minutos, que pueden depender, por lo menos en parte, del producto particular y/o las dimensiones particulares, por ejemplo, espesor del producto.
Para los productos a base de madera o que contienen madera como panel aglomerado, panel de fibra , contrachapado, y panel de fibra orientada, la cantidad de la composición aglutinante aplicada al material de celulosa puede ser de una baja de aproximadamente 3% en peso, aproximadamente 4% en peso, aproximadamente 5% en peso o aproximadamente 6% en peso a una alta de aproximadamente 10% en peso, aproximadamente 12% en peso, aproximadamente 15% en peso, o aproximadamente 20% en peso, basada en el peso seco del material a base de madera o que contiene madera. Por ejemplo, un producto compuesto de madera puede contener de aproximadamente 5% en peso a aproximadamente 15% en peso, aproximadamente 8% en peso a aproximadamente 14% en peso, aproximadamente 10% en peso a aproximadamente 12% en peso, o aproximadamente 7% en peso a aproximadamente 10% en peso de la composición aglutinante, basado en el peso seco del material a base de madera o que contiene madera.
Los productos a base de madera o que contienen madera como panel aglomerado, panel de fibra, contrachapado, y panel de fibra orientada, pueden tener un espesor de desde uno bajo de aproximadamente 1 .5 mm, aproximadamente 5 mm, o aproximadamente 10 mm a uno alto de aproximadamente 30 mm, aproximadamente 50 mm, o aproximadamente 100 mm. Los productos a base de madera o que contienen madera pueden formarse en hojas o paneles. Las hojas o los paneles pueden tener una longitud de aproximadamente 1 .2 m, aproximadamente 1 .8 m , aproximadamente 2.4 m, aproximadamente 3 m, o aproximadamente 3.6 m. Las hojas o los paneles pueden tener una anchura de aproximadamente 0.6 m , aproximadamente 1 .2 m, aproximadamente 1 .8 m, aproximadamente 2.4 m, o aproximadamente 3 m.
Otra clase o tipo de productos, para los cuales la composición aglutinante puede usarse para producir o para hacer, puede incluir esteras de fibra y otros productos que contienen fibra. Las esteras de fibra pueden fabricarse en un proceso vía húmeda o vía seca. En un proceso vía húmeda, los paquetes de fibras cortadas, que tienen longitud y diámetro adecuados, pueden introducirse a un medio acuoso dispersor para producir una suspensión acuosa de fibra, conocida en la teenica como 5 "agua blanca". El agua blanca puede contener aproximadamente 0.5% en peso de fibras. Las fibras pueden tener un diámetro de aproximadamente 0.5 mm a aproximadamente 30 pm y una longitud de aproximadamente 5 mm a aproximadamente 50 mm, por ejemplo. Las fibras pueden ser dimensionarse o no sin ío dimensionarse y humedecerse o secarse, siempre y cuando las fibras puedan dispersarse adecuadamente dentro de la suspensión acuosa de fibra.
La suspensión de fibra, diluida o no diluida, puede introducirse en una máquma formadora de estera que pueda 15 incluir una pantalla formadora de estera, por ejemplo, una pantalla de alambre o una hoja de tela, que puede formar un producto de fibra y puede permitir que el exceso de agua drene del mismo, de tal modo formando una estera de fibra mojada o húmeda. Las fibras pueden recolectarse en la pantalla en la 20 forma de una estera de fibra húmeda y el exceso de agua es eliminado mediante gravedad y/o mediante la ayuda de vacío. El retiro de exceso de agua a través de la ayuda de vacío puede incluir uno o más vacíos.
La composición aglutinante puede formularse como un 25 líquido y aplicarse sobre la estera de fibra húmeda desecada. La aplicación de la composición aglutinante puede lograrse por cualquier medio convencional, por ejemplo empapando la estera en un exceso de solución o suspensión de composición aglutinante, una película descendente o recubrimiento de cortina, rocío, inmersión, o similares. El exceso de la composición aglutinante puede eliminarse, por ejemplo bajo vacío.
La composición aglutinante, despues de que se aplique a las fibras, puede al menos curarse parcialmente. Por ejemplo, el producto de fibra puede calentarse para efectuar el secado final y curado completo. La duración y la temperatura de calentado pueden afectar el índice de procesabilidad y de manejabilidad, al grado de curado y desarrollo de propiedad del sustrato tratado. La temperatura de curado puede ser de aproximadamente 50°C a aproximadamente 300°C , preferiblemente de aproximadamente 90°C a aproximadamente 230°C y el tiempo de curado estará generalmente en alguna parte entre 1 segundo a aproximadamente 15 minutos. En calentamiento, el agua presente en la composición aglutinante se evapora, y la composición experimenta el curado.
La composición aglutinante puede mezclarse con otros aditivos o ingredientes usados general en las composiciones para preparar productos de fibra y diluir con agua adicional a una concentración deseada que sea fácilmente aplicada sobre las fibras, como mediante un recubridor de cortina. Los aditivos ilustrativos pueden incluir, pero no se limitan a, dispersantes, biocidas, modificadores de viscosidad, ajustador de pH , agentes de acoplamiento, tensioactivos, lubricantes, antiespumantes, y similares. Por ejemplo, la composición aglutinante o el adhesivo puede agregarse a una solución acuosa ("agua blanca") de poliacrilamida ("PAA", por sus siglas en ingles), óxido de amina ("AO", por sus siglas en inglés), o hidroxietilcelulosa ("H EC", por sus siglas en inglés). En otro ejemplo, un agente de combinación ( por ejemplo, agente de combinación silano, como un aceite de organosilicio) puede también agregarse a la solución . En otro ejemplo, un agente de combinación puede incorporarse en un recubrimiento en las fibras.
El producto de fibras puede formarse como un producto relativamente delgado que tiene un espesor de aproximadamente 0.1 mm a aproximadamente 6 mm . En otro ejemplo, un producto de fibras relativamente grueso que tiene un espesor de aproximadamente 10 cm a aproximadamente 50 cm, o aproximadamente 15 cm a aproximadamente 30 cm, o aproximadamente 20 cm a aproximadamente 30 cm puede formarse. En otro ejemplo, el producto de fibras puede tener un espesor de desde uno bajo de aproximadamente 0.1 mm, aproximadamente 1 mm, aproximadamente 1 .5 mm, o aproximadamente 2 mm a uno alto de aproximadamente 5 mm , aproximadamente 1 cm, aproximadamente 5 cm , aproximadamente 10 cm, aproximadamente 20 cm , aproximadamente 30 cm, aproximadamente 40 cm, o aproximadamente 50 cm.
Dependiendo de las condiciones de formación, la densidad del producto puede tambien variarse de un producto de baja densidad relativamente espumosa a una mayor densidad de aproximadamente 6 libras por pie cúbico (96.11 kg/m3) a aproximadamente 10 libras por pie cúbico (160.2 kg/m3) o superior. Por ejemplo, un producto de estera de fibra puede tener un peso base que oscila de una cantidad baja de aproximadamente 0.1 libras (45.4 g), aproximadamente 0.5 libras (227 g) o aproximadamente 0.8 libras (363 g) hasta una cantidad alta de aproximadamente 3 libras (1 .3 kg), aproximadamente 4 libras (1 .8 kg) o aproximadamente 5 libras (2.2 kg) por cada 100 pies cuadrados (9.2 m2). En otro ejemplo, el producto de estera de fibra puede tener un peso base de aproximadamente 0.6 libras (272 g) por cada 100 pies cuadrados (9.2 m2) a aproximadamente 2.8 libras (1 .2 kg) por cada 100 pies cuadrados (9.2 m2), aproximadamente 1 libra (453 g) por cada 100 pies cuadrados (9.2 m2) a aproximadamente 2.5 libras (1.1 kg) por cada 100 pies cuadrados (9.2 m2), o aproximadamente 1 .5 libras (680 g) por cada 100 pies cuadrados (9.2 m2) a aproximadamente 2.2 libras (998 g) por cada 100 pies cuadrados (9.2 m2). En otro ejemplo, el producto de estera de fibra puede tener un peso base de 1.2 libras (544 g) por cada 100 pies cuadrados (9.2 m2), aproximadamente 1 .8 libras (816 g) por cada 100 pies cuadrados (9.2 m2), o aproximadamente 2.4 libras (1 .09 kg) por cada 100 pies cuadrados (9.2 m2).
Las fibras pueden representar el material principal de los productos de fibra no tejida, como un producto de estera de fibras. Por ejemplo, 60% en peso a aproximadamente 95% en peso del prod ucto de fibras, basado en la cantidad combinada de la composición aglutinante y las fibras pueden componerse de las s fibras. La composición aglutinante puede aplicarse en una cantidad de tal manera que la composición aglutinante curado constituye de aproximadamente 1 % en peso a aproximadamente 40% en peso del producto de fibras de vidrio terminado. La composición aglutinante puede aplicarse en una cantidad de tal ío manera que la resina curada constituye una baja de aproximadamente 1 % en peso, aproximadamente 5% en peso, o aproximadamente 10% en peso a una alta de aproximadamente 15% en peso, aproximadamente 20% en peso , o aproximadamente 25% en peso, basado en el peso combinado de la resina y de las 15 fibras.
Como se usa en la presente, los terminos "fibra", "fibroso", "fibra de vidrio", "vidrio de fibra", "fibras de vidrio", y similares se refieren a los materiales o los sustratos que tienen una morfología alargada que exhibe una relación de aspecto (longitud 20 a espesor) de mayor de 100, generalmente mayor de 500, y a menudo mayor de 1000. De hecho, una relación de aspecto de aproximadamente 10,000 es posible. Las fibras adecuadas pueden ser fibras de vidrio, fibras naturales, fibras sintéticas, fibras minerales, fibras de cerámica, fibras de metal, fibras de 25 carbono, cualquier combinación de las mismas o cualquier mezcla de las mismas. Las fibras de vidrio ilustrativas pueden incluir, pero no se limitan a, fibras de vidrio tipo A, fibras de vidrio tipo C, fibras de vidrio tipo E, fibras de vidrio tipo S, fibras de vidrio tipo ECR, fibras de vidrio de lana, y cualquier combinación de las mismas. El termino "fibras naturales", como se usa en la presente se refiere a fibras de planta extraídas de cualquier parte de una planta, incluyendo, pero sin limitarse a, el tallo, las semillas, las hojas, las raíces, o floema. Las fibras naturales ilustrativas pueden incluir, pero no se limitan a, algodón, yute, bambú, ramio, bagazo, cáñamo, cascara de coco, lino, cáñamo de Gumea, sisal, lino, henequén, y cualquier combinación de los mismos. Las fibras sintéticas ilustrativas pueden incluir, pero no se limitan a, polímeros sintéticos, como poliéster, poliamida, aramida, y cualquier combinación de los mismos. En por lo menos una modalidad específica, las fibras pueden ser fibras de vidrio que son fibras de vidrio de hebra cortada usada en húmedo ("WUCS", por sus siglas en inglés) . Las fibras de vidrio de hebra interrumpida usadas en húmedo pueden formarse mediante procesos convencionales conocidos en la téenica. Las fibras de vidrio de WUCS pueden tener un contenido de humedad de desde uno bajo de aproximadamente 5% , aproximadamente 8%, o aproximadamente 10% a uno alto de aproximadamente 20% , aproximadamente 25%, o aproximadamente 30%.
Antes de usar las fibras para hacer un producto de fibras, las fibras pueden permitirse envejecer por un periodo de tiempo.
Por ejemplo, las fibras pueden envejecerse por un período de algunas horas a varias semanas antes de usarse para hacer un producto de fibras. Para algunos productos de estera de fibras, por ejemplo, los productos de fibra de vidrio, las fibras pueden 5 envejecerse comúnmente por aproximadamente 3 a aproximadamente 30 días. Envejecer las fibras incluye simplemente almacenar las fibras a temperatura ambiente por la cantidad de tiempo deseada antes de usarse en la fabricación de un producto de fibras. ío La composición aglutinante discutida y descrita antes o en otra parte en la presente puede usarse para producir una variedad de productos de fibra. Los productos de fibra pueden usarse tal como están o incorporarse en una variedad de otros productos. Por ejemplo, los productos de fibra pueden usarse 15 como están producidos o incorporados en napas de aislamiento o rodillos, suelo compuesto, tejas asfálticas, tabla de forro, panel de pared de yeso, hilado, sustrato a base de microvidrio para tarjetas de circuitos impresos, separadores de baterías, material de filtro, material de cinta, respaldo de alfombras, y como lienzo 0 ligero de refuerzo en recubrimientos de cemento y diferentes de cemento para mampostería.
Cualquiera de una o más de las composiciones aglutinantes discutidas y descritas antes pueden combinarse con una o más composiciones aglutinantes o adhesivas adicionales o 5 secundarias para producir un sistema aglutinante o adhesivo (sistema de múltiple aglutinante). Una o más segundas composiciones aglutinantes o adhesivas pueden ser diferentes de una o más composiciones aglutinantes discutidas y descritas antes.
Las composiciones aglutinantes secundarias o adhesivas adicionales ilustrativas pueden incluir, pero no se limitan a, resina que contiene aldehido o a base de aldehido; una mezcla de productos de reacción de Maillard ; un copolímero de una o más unidades derivadas aromáticas de vinilo y por lo menos uno de anhídrido maleico y de ácido maleico; un polímero de poliamideoamina-epiclorhidrina; una mezcla y/o un producto de reacción de una poliamidoamina y un aglutinante de aducto de amon íaco-epiclorhidrina; una mezcla y/o un producto de reacción de un polímero de poliamidoamina-epiclorhidrina y por lo menos de una proteína de soya, una proteína de trigo, una proteína de chícharo, una proteína de maíz, y una proteína de guar; un aducto o un polímero de estireno, por lo menos uno de anhídrido maleico y ácido maleico, y por lo menos uno de un ácido acrílico y un acrilato; un aglutinante a base de ácido poliacrílico; acetato de polivinilo; metilendiisocianato polimérico ("pMDI", por sus siglas en inglés) ; almidón ; proteína; lignina; o cualquier combinación de los mismos. Las resinas que contienen aldehido o a base de aldeh ido ilustrativas puede incluir, pero no se limitan a, polímeros de urea-aldehido, polímeros de melamina-aldehído, polímeros de fenol-aldehido, resinas de resorcinol-aldehído, o cualquier combinación de las mismas o cualquier mezcla de las mismas. Las combinaciones de las resinas a base de aldehido pueden incluir, por ejemplo, melamina-urea-aldeh ido, fenol-urea-aldeh ido, y fenol-melamina-aldehído.
Las resinas a base de aldehido ilustrativas pueden incluir, pero no se limitan a, una o más resinas de amino-aldehído, resinas de fenol-aldehido, resinas de dihidroxibenceno o "resorcinol"-aldehído, cualquier combinación de las mismas o cualquier mezcla de las mismas. El componente amino de las resinas de amino-aldeh ído puede ser o incluir, pero no se limita a, urea, melamina, o una combinación de las mismas. Las resinas a base de aldehido pueden incluir, pero no se limitan a, resinas de urea-formaldehído ("U F", por sus siglas en ingles), resinas de fenol-formaldeh ído ("PF", por sus siglas en inglés), resinas de melamina-formaldehído ("M F", por sus siglas en inglés), resinas de resorcinol-formaldeh ido ("RF", por sus siglas en inglés), ácido estireno-acrílico; copolímero de ácido maleico-ácido acrílico, o cualquier combinación de los mismos o cualquier mezcla de los mismos. Las combinaciones de resinas de amino-aldeh ido pueden incluir, por ejemplo, melamina-urea-formaldehído ("MU F", por sus siglas en inglés), resinas de fenol-urea-formaldehído ("PUF", por sus siglas en inglés) , resinas de fenol-melamina-formaldehído ("PMF", por sus siglas en inglés), resinas de fenol-resorcinol-formaldehído ("PRF", por sus siglas en inglés), y similares.
Los compuestos de aldehido adecuados para hacer las resinas de amino-aldehído, resinas de fenol-aldehido, y/o resinas de dihidroxibenceno o "resorcinol"-aldehído pueden incluir, pero no se limitan a, compuestos de aldeh ido insustituidos y/o compuestos de aldehido sustituidos. Por ejemplo, los compuestos de aldehido adecuados pueden representarse por la fórmula RCHO, donde R es hidrógeno o un radical de hidrocarburo. Los radicales de hidrocarburo ilustrativos pueden incluir de 1 a aproximadamente 8 átomos de carbono. En otro ejemplo, los compuestos de aldeh ido adecuados pueden tambien incluir los aldehidos enmascarados así llamados o equivalentes de aldehido, como acétales o hemiacetales. Los compuestos de aldeh ido ilustrativos pueden incluir, pero no se limitan a, formaldehído, paraformaldehído, acetaldehído, propionaldehído, butiraldeh ído, furfuraldehído, benzaldehído, o cualquier combinación de los mismos o cualquier mezcla de los mismos. U no o más otros aldeh idos, como glioxal pueden usarse en lugar o en combinación con formaldehído y/u otros aldehidos. En por lo menos un ejemplo, el compuesto de aldehido puede incluir formaldehído, U FC, o una combinación del mismo.
Los compuestos de aldehido ilustrativos pueden incluir los aldehidos enmascarados así llamados o equivalentes de aldeh ido, como acétales o hemiacetales. Los aldehidos adecuados pueden representarse por la fórmula general R'CHO, donde R‘ es un hidrógeno o un radical de hidrocarburo generalmente que tiene 1 - 8 átomos de carbono. Los ejemplos específicos de los compuestos de aldeh ido adecuados pueden incluir, pero no se limitan a, formaldehído, acetaldehído, propionaldeh ido, butiraldehído, furfuraldehído, benzaldehído, o cualquier combinación o mezcla de los mismos. Como se usa en la presente, el termino "formaldehído" puede referirse al formaldehído, derivados de formaldeh ído, otros aldehidos, o combinaciones de los mismos. Preferiblemente, el componente de aldehido es formaldehído. Uno o más aldehidos difuncionales pueden también usarse para producir la resina de Novolac, y podrían usarse ventajosamente para introducir reticulaciones en última instancia en por lo menos la composición aglutinante parcialmente curada.
El aldehido puede usarse en muchas formas como sólida, líquida, y/o gas. Considerando el formaldehído en particular, el formaldehído puede ser o incluir la paraforma (formaldehído sólido, polimerizado), soluciones de formalina (soluciones acuosas de formaldeh ído, a veces con metanol, en concentraciones de formaldehído del 37 por ciento, 44 por ciento, o 50 por ciento), Concentrado de Urea-Formaldehído ("U FC", por sus siglas en inglés), y/o gas de formaldehído en lugar de o además de otras formas de formaldeh ído pueden también usarse. En otro ejemplo, el aldehido puede ser o incluir una mezcla de urea-formaldehído previamente reaccionada que tiene una relación en peso de urea a formaldehído de aproximadamente 1 :2 a aproximadamente 1 :3.
Las resinas de urea-formaldeh ído adecuadas pueden prepararse a partir de monómeros de urea y de formaldehído o de precondensados de urea-formaldeh ído de maneras bien conocidas por los expertos en la teenica. Similarmente, los polímeros de melamina-formaldehído, fenol-formaldehído, y resorcinol-formaldehído pueden prepararse a partir de melamina, fenol, y monómeros de resorcinol, respectivamente, y monómeros de formaldehído o a partir de precondensados de melamina-formaldehído, de fenol-formaldehído, y de resorcinol-formaldehído. Los reactivos de urea, de fenol, de melamina, de resorcinol, y de formaldehído están comercialmente disponibles en muchas formas y cualquier forma que pueda reaccionar con otros reactivos y no introducen mitades extrañas deletéreas a la reacción y al producto de reacción deseados puede usarse en la preparación del segundo copolímero. Una clase adecuada de polímeros de urea-formaldehído puede estar como se discute y describe en el Número de Patente de Estados Unidos 5,362,842.
La urea, si está presente en el segundo aglutinante, puede proporcionarse en una variedad de formas. Por ejemplo, la urea puede ser urea sólida, como soluciones de perla, y/o de urea, soluciones comúnmente acuosas, que están disponibles comúnmente. Además, la urea puede combinarse con otra mitad , más, por ejemplo, aductos de formaldehído y de urea-formaldehído, a menudo en solución acuosa. Cualquier forma de urea o de urea en combinación con formaldeh ído puede usarse para hacer un polímero de urea-formaldehído. La perla de urea y los productos de urea-formaldehído combinados son preferidos, como UFC. Estos tipos de productos pueden estar como se discuten y describen en los Números de Patentes de Estados Unidos 5,362 ,842 y 5,389,716, por ejemplo.
Muchos polímeros de urea-formaldeh ído adecuados están comercialmente disponibles. Los polímeros de urea-formaldehído como los tipos vendidos por Georgia Pacific Resins, I nc. (por ejemplo, GP®-2928 y GP®-2980) para aplicaciones de estera de fibra de vidrio, esta vendida por Hexion Specialty Chemicals, y por Arclin Company puede usarse. Las resinas de fenol-formaldehído y las resinas de melamina-formaldehído adecuadas pueden incluir las vendidas por Georgia Pacific Resins, Inc. (por ejemplo, GP®-2894 y GP®-4878, respectivamente). Estos polímeros se preparan de acuerdo con métodos bien conocidos y contienen grupos metilol reactivos que tras el curado forman enlaces de metileno o de éter. Tales aductos que contienen metilol pueden incluir N , N'-dimetilol, dihidroximetiloletileno; N , N’bis(metoximetilo), N, N'-dimetilolpropileno; 5,5-dimetil-N . N'dimetiloletileno; N , N'-dimetiloletileno; y similares.
Las resinas de urea-formaldeh ído pueden incluir de aproximadamente 45% a aproximadamente 70% , y preferiblemente, de aproximadamente 55% a aproximadamente 65% de sólidos, tienen generalmente una viscosidad de aproximadamente 50 cP a aproximadamente 600 cP, preferiblemente de manera aproximada 150 a aproximadamente 400 cP, exhiben normalmente un pH de aproximadamente 7 a aproximadamente 9, preferiblemente de manera aproximada 7.5 a 5 aproximadamente 8.5, y tienen a menudo un nivel de formaldehído libre de no más de aproximadamente 3.0% , y una diluibilidad al agua de aproximadamente 1 : 1 a aproximadamente 100: 1 , preferiblemente de manera aproximada 5: 1 y mayor.
El fenol puede incluir fenol y/o una variedad de compuestos ío fenólicos sustituidos, compuestos fenólicos insustituidos, o cualquier combinación de compuestos fenólicos sustituidos y/o insustituido. Por ejemplo, el componente de fenol puede ser el propio fenol (es decir, monohidroxibencen). Los ejemplos de fenoles sustituidos pueden incluir, pero no se limitan a, fenoles 15 sustituidos con alquilo como los cresoles y los xilenoles; fenoles sustituidos con cicloalquilo como ciclohexilfenol; fenoles sustituidos con alquenilo; fenoles sustituidos con arilo como p- fenilfenol; fenoles sustituidos con alcoxi como 3,5-dimetioxifenol; ariloxifenoles como p-fenoxifenol; y fenoles sustituidos con 20 halógeno como p-clorofenol. Los fenoles dihídricos como catecol , resorcinol, hidroqumona, bis-fenol A y bis-fenol F tambien pueden usarse. Los ejemplos específicos de los compuestos fenólicos adecuados (componentes de fenol) para sustituir una porción o todo el fenol usado en la preparación de una resina de Novolac 25 pueden incluir, pero no se limitan a, bis-fenol A, bis-fenol F, o- cresol, m-cresol, p-cresol, 3,5-5-xilenol, 3,4-xilenol, 3,4,5-trimetilfenol, 3-etilfenol, 3,5-dietilfenol, p-butilfenol, 3,5-dibutilfenol, p-amilfenol, p-ciclohexilfenol, p-octilfenol, 3,5-diciclohexilfenol, p-fenilfenol, p-fenol , 3,5-dimetoxifenol, 3,4,5-trimetoxifenol, p-etoxifenol, p-butox¡fenol, 3-metil-4-metoxifenol, p-fenoxifenol , naftol , antranol y derivados sustituidos de los mismos. Preferiblemente, aproximadamente 80% en peso o más, aproximadamente 90% en peso o más, o aproximadamente 95% en peso o más del componente de fenol incluye fenol (monohidroxibenceno). Las resinas fenol-formaldehído adecuadas pueden incluir resinas de resol y/o resinas de Novolac.
La melamina, si está presente en el segundo aglutinante, puede proporcionarse en una variedad de formas. Por ejemplo, puede usarse melamina sólida, como soluciones de perla y/o de melamina. Aunque la melamina se refiera específicamente a, la melamina puede sustituirse total o parcialmente con otros compuestos de aminotriazina. Otros compuestos de aminotriazina adecuados pueden incluir, pero no se limitan a, melaminas sustituidas, guanaminas cicloalifáticas, o combinaciones de las mismas. Las melaminas sustituidas incluyen las alquilmelaminas y las arilmelaminas que pueden ser mono-, di-, o tri-sustituidas. En las alquilmelaminas sustituidas, cada grupo alquilo puede contener 1 -6 átomos de carbono y, preferiblemente 1 -4 átomos de carbono. Los ejemplos ilustrativos de las alquilmelaminas sustituidas pueden incluir, pero no se limitan a, monometilmelamina, dimetilmelamina, trimetilmelamina, monoetilmelamina, y 1 -metil-3-propil-5-butilmelam¡na. En las arilmelaminas sustituidas, cada grupo arilo puede contener 1 -2 radicales de fenol y, preferiblemente, un radical de fenol. Los ejemplos ilustrativos de melaminas sustituidas con arilo pueden incluir, pero no se limitan a, monofenilmelamina y difenilmelamina. Cualquiera de las guanaminas cicloalifáticas pueden tambien usarse. Las guanaminas cicloalifáticas adecuadas pueden incluir las que tienen 15 o menos átomos de carbono. Los guanaminas cicloalifáticas ilustrativas pueden incluir, pero no se limitan a, tetrahidrobenzoguanamina, hexahidrobenzoguanamina, 3-metil-tetrahidrobenzoguanamina, 3-metilhexahidrobenzoguanamina, 3,4-dimetil-1 ,2,5,6-tetrahidrobenzoguanamina, y 3,4-dimetilhexahidrobenzoguanamina y mezclas de las mismas. Las mezclas de compuestos de aminotriazina pueden incluir, por ejemplo, melamina y una melamina sustituida con alquilo, como dimetilmelamina, o melamina y una guanamina cicloalifática, como tetrahidrobenzoguanamina.
El componente de resorcinol, si está presente en el segundo aglutinante, puede proporcionarse en una variedad de formas. Por ejemplo, el componente de resorcinol puede proporcionarse como un sólido de color blanco/grisáceo u hojuelas y/o el componente de resorcinol pueden calentarse y suministrarse como un líquido. Cualquier forma del resorcinol puede usarse con cualquier forma del componente de aldehido para hacer el copolímero de resorcinol-alde ido. El componente de resorcinol puede ser el mismo resorcinol (es decir, Benceno-1 ,3-diol) . Los compuestos de resorcinol adecuados pueden tambien describirse como fenoles sustituidos. El componente de sólidos de un copolímero de resorcinol-formaldehído líquido puede ser de aproximadamente 45% en peso a aproximadamente 75% en peso. Los copolímeros de resorcinol-formaldehído líquidos pueden tener una viscosidad de Brookfield a 25°C que varía extensamente, por ejemplo, de aproximadamente 200 cP a aproximadamente 20,000 cP. Los copolímeros de resorcinol líquidos tienen comúnmente un color ambarino oscuro.
La mezcla de reactivos de Maillard puede incluirse, pero no se limitan a, una fuente de un carbohidrato (reactivo de carbohidrato) y un reactivo de amina capaz de participar en una reacción de Maillard con el reactivo de carbohidrato. En otro ejemplo, la mezcla de reactivos de Maillard puede incluir una mezcla previamente reaccionada parcialmente del reactivo de carbohidrato y del reactivo de amina. El grado de cualquier pre reacción puede preservar la capacidad de la mezcla de los reactivos de Maillard de ser mezclados con cualquiera otros componentes deseados para ser agregados en la composición como uno o más aditivos. Los reactivo de Maillard adecuados y los productos de reacción de Maillard pueden estar como se discute y describe en el Número de Publicación de Solicitud de Patente de Estados Unidos 2007/0027283; 2007/0123679; 2007/0123680; 2007/0142596; y 201 1 /0060095.
El aldehido a base de resinas y/o el aglutinante a base de reactivo de Maillard puede modificarse combinándose con uno o 5 más modificadores. El modificador puede ser o incluir el copolímero de una o más unidades derivadas aromáticas de vinilo y por lo menos uno de anhídrido maleico y ácido maleico, modificado opcionalmente mediante la reacción con uno o más compuestos base. En otro ejemplo, el modificador puede estar o ío incluir un aducto de estireno, por lo menos uno de anhídrido maleico y de ácido maleico, y por lo menos uno de un ácido acrílico y un acrilato. En otro ejemplo, el modificador puede ser o incluir uno o más látex. En otro ejemplo, el modificador puede incluir dos o más de: (1 ) un copolímero que comprende una o más 15 unidades derivadas aromáticas de vinilo y por lo menos un de anh ídrido maleico y de ácido maleico; (2) un aducto de estireno, por lo menos uno de anhídrido maleico y de ácido maleico, y por lo menos uno de un ácido acrílico y un acrilato; y (3) uno o más látex. La adición de uno o más modificadores al aglutinante a 20 base de aldehido y/o el aglutinante a base de reactivo de Maillard puede estar como se discute y describe en el Número de Publicación de Solicitud de Patente de Estados U nidos: 201 1 /0060095.
El copolímero de una o más unidades derivadas aromáticas 25 de vinilo y por lo menos uno de anhídrido maleico y de ácido maleico puede producirse al usar cualquier reactivo adecuado. Similarmente, el copolímero que incluye uno o más ácidos carboxílicos insaturados, uno o más anh ídridos carboxílicos insaturados, o una combinación de los mismos, una o más unidades derivadas aromáticas de vinilo, y uno o más compuestos base pueden producirse al usar cualquiera de los reactivos adecuados. Similarmente, el copolímero modificado mediante reacción con uno o más compuestos base, donde el copolímero incluye uno o más ácidos carboxílicos insaturados, uno o más anhídridos carboxílicos insaturados, o una combinación de los mismos, una o más unidades derivadas aromáticas de vinilo, pueden producirse al usar cualquiera de los reactivos adecuados. Las unidades derivadas aromáticas de vinilo ilustrativas pueden incluir, pero no se limitan a, estireno, alfa-metilestireno, viniltolueno, y combinaciones de los mismos. Preferiblemente, las unidades derivadas aromáticas de vinilo se derivan de estireno y/o de derivados de las mismas. Más preferiblemente, las unidades derivadas aromáticas de vinilo se derivan a partir el estireno para producir un anhídrido maleico de estireno (ácido) o copolímero de "SMA". Los copolímeros de SMA adecuados incluyen resinas que contienen unidades de monómero estirenico alternante y de anh ídrido maleico (ácido), colocadas en formas aleatorias, alternantes, y/o de bloque. El copolímero que incluye uno o más ácidos carboxílicos insaturados, uno o más anhídridos carboxílicos insaturados, o una combinación de los mismos, una o más unidades derivadas aromáticas de vinilo, y una o más aminas pueden estar como se discuten y describen en el Número de Publicación de Solicitud de Patente de Estados Unidos: 201 1 /0165398 y Número de Serie que tiene Solicitud de Patente de Estados U nidos: 13/228.917.
Los polímeros de poliamida-epiclorhidrina pueden hacerse mediante la reacción de la epiclorohidrina y de una poliamida bajo condiciones básicas (es decir un pH entre aproximadamente 7 a aproximadamente 1 1 ). El polímero resultante puede entonces ponerse en contacto con un ácido para estabilizar el producto. Ver, por ejemplo, los Números de Patentes de Estados Unidos 3,31 1 ,594 y 3,442,754. La epiclorohidrina sin reaccionar en el producto puede hidrolizarse mediante el ácido a 1 ,3-dicloro-2-propanol ( 1 ,3-DCP, por sus siglas en ingles), a 3-cloro-1 ,2-propandiol (CPD, por sus siglas en inglés), y a 2,3-dicloro-1 -propanol (2,3-DCP, por sus siglas en inglés) . El producto de 1 ,3-DCP es el producto de hidrólisis predominante con CPD que es formado en niveles de aproximadamente 10% del 1 ,3-DCP y del 2,3-DCP que son formados en niveles de aproximadamente 1 % del 1 ,3-DCP. Aunque el producto final pueda incluir varios otros tipos de clorinas orgánicas (como se mide por la diferencia entre el cloruro inorgánico y las concentraciones de clorina total), las concentraciones de 1 ,3-DCP y de CPD pueden determinarse exactamente mediante las téenicas de medición de C13 RM N y de GC-MS conocidas en la técnica. Las concentraciones de 2,3-DCP están, sin embargo, generalmente debajo del límite de detección de C13 RMN así que 1 ,3-DCP y CPD se usan generalmente como las medidas para los productos de hidrólisis de epiclorohidrina presentes en el polímero. De utilidad particular están los polímeros de poliamida-epclorohidrina, un ejemplo de los cuales es vendido bajo los nombres comerciales Kymene 557LX y Kymene 557H por Hercules, Inc. y AM RES® de Georgia-Pacific Resins, Inc. Estos polímeros y el proceso para hacer los polímeros se discuten y se describen en los Números de Patentes de Estados Unidos 3,700,623 y 3,772,076. Una descripción extensa de las resinas de epihalohidrina polimerica se da en el Capítulo 2 : - Alkaline - Curing Polymeric Amine - Epichlorohydrin by Espy in Wet Strength Resins and Their Application (L. Chan , Editor, 1994).
Polímero de poliamideoamina-epiclorhidrina ilustrativo; una mezcla y/o un producto de reacción de un aglutinante de aducto de poliamidoamina y de amon íaco-epiclorhidrina; y/o una mezcla y/o un producto de reacción de un polímero de poliamidoamina-epiclorhidrina y por lo menos una de una proteína de soya, una proteína de trigo, una proteína de chícharo, una proteína de maíz, y una proteína de guar pueden incluir las discutidas y descritas en los Números de Patentes de Estados Unidos 7,736,559 y 7781501 ; y Números de Publicación de Solicitud de Patente de Estados Unidos: 2006/0142433; 2007/0054144; y 2008/0027159.
El aducto o el polímero de estireno, por lo menos uno de anhídrido maleico y de ácido maleico, y por lo menos uno de un ácido acrílico y de un acrilato puede producirse al usar cualquier reactivo adecuado. Cualquier ácido acrílico o acrilato adecuado puede usarse como el metacrilato de metilo, acrilato de butilo, metacrilato, o cualquier combinación de los mismos o cualquier mezcla de los mismos. Preferiblemente, el acrilato es metacrilato de metilo (MMA, por sus siglas en ingles). El aducto puede combinarse con el polímero a base de aldehido, los reactivos de Maillard, o una combinación de los mismos. En otro ejemplo, los componentes del aducto pueden mezclarse con el polímero a base de aldehido, la mezcla de reactivos de Maillard, o una combinación de los mismos.
El aducto puede prepararse disolviendo los componentes del aducto en una solución adecuada. Las soluciones ilustrativas pueden incluir, pero no se limitan a, soluciones acuosas de hidróxido de sodio, hidróxido de amonio, hidróxido de potasio, y combinaciones de los mismos. La solución puede calentarse a una temperatura de aproximadamente 70°C a aproximadamente 90°C. La solución puede llevarse a cabo a la temperatura elevada hasta que los componentes estén todos por lo menos parcialmente en la solución . La solución puede entonces agregarse a la resina de fenol-aldehido, a la mezcla de reactivos de Maillard, o la combinación de la resina de fenol-aldehido y a la mezcla de reactivos de Maillard.
El aducto puede prepararse combinando el estireno, por lo menos uno de anhídrido maleico y de ácido maleico, y por lo menos uno de un ácido acrílico y de un acrilato para formar un terpolímero. La cantidad de estireno en el aducto puede oscilar de una baja de aproximadamente 50% en peso, aproximadamente 55% en peso, o aproximadamente 60% en peso a una alta de aproximadamente 75% en peso, aproximadamente 80% en peso, o aproximadamente 85% en peso, a base de el peso total del aducto. La cantidad del anhídrido maleico y/o del ácido maleico en el aducto puede oscilar de una baja de aproximadamente 15% en peso, aproximadamente 20% en peso, o aproximadamente 25% en peso a una alta de aproximadamente 40% en peso, aproximadamente 45% en peso, o aproximadamente 50% en peso, a base de el peso total del aducto. La cantidad del ácido acrílico y/o del acrilato en el aducto puede oscilar de una baja de aproximadamente 1 % en peso, aproximadamente 3% en peso o aproximadamente 5% en peso a una alta de aproximadamente 10% en peso, aproximadamente 15% en peso, o aproximadamente 20% en peso, a base de el peso total del aducto.
En otro ejemplo, el ácido acrílico o el acrilato puede combinarse con el copolímero de una o más unidades derivadas aromáticas de vinilo y por lo menos una de anhídrido maleico y de ácido maleico para proporcionar el modificador. Por ejemplo, combinar el ácido acrílico o el acrilato con SMA puede formar un terpolímero metil-metacrilato anhídrido maleico de estireno. En otro ejemplo, el modificador puede tambien incluir una mezcla física de ácido acrílico de estireno y/o copolímero de estireno-acrilato y un copolímero de SMA. El aducto o el polímero de estireno, por lo menos uno de anhídrido maleico y ácido maleico, y por lo menos uno de un ácido acrílico y un acrilato y la mezcla física de ácido acrílico de estireno y/o copolímero de estireno-acrilato y un copolímero de SMA pueden prepararse de acuerdo con los procesos discutidos y descritos en el N úmero de Patente de Estados Unidos 6,642,299.
El aglutinante a base de ácido poliacrílico puede incluir una solución acuosa de un polímero de policarboxi, un alcohol trihídrico monomerico, un catalizador, y un ajustador de pH . El polímero de policarboxi puede incluir un polímero o un oligómero orgánico que contiene más de un grupo carboxi pendiente. El polímero de policarboxi puede ser un homopolímero o un copolímero preparado a partir de ácidos carboxílicos insaturados que incluyen, pero no se limitan a, ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido crotónico, ácido isocrotónico, ácido maleico, ácido cinámico, ácido 2-metilmaleico, ácido itacónico, ácido 2-metilitacónico, ácido a,b-metilenglutárico, y similares. Otros polímeros de policarboxi adecuados pueden prepararse a partir de anhídridos ¡nsaturados que incluyen , pero no se limitan a, anhídrido maleico, anh ídrido itacónico, anhídrido acrílico, anhídrido metacrílico, y similares, así como mezclas de los mismos.
Los alcoholes trihídricos ilustrativos pueden incluir, pero no se limitan a, glicerol, trimetilolpropano, trimetiloletano, trietanolamina, 1 ,2,4-butantriol, y similares. Uno o más alcoholes trih ídricos pueden mezclarse con otros alcoholes polihídricos. Otros alcoholes polihídricos pueden incluir, pero no se limitan a, etileno, glicol, 1 ,3-propandiol, 1 ,4-butandiol, 1 ,6-hexandiol, 2-buteno-1 , eritritol, pentaeritritol , sorbitol, y similares. El catalizador puede incluir una sal metal-alcalina de un ácido orgánico que contiene fosforo; particularmente sales alcalinas-metálicas del ácido fosforado, ácido hipofosforoso, y ácidos polifosfóricos. Los catalizadores ilustrativos pueden incluir, pero no se limitan a, sodio, fosfíto de sodio, fosfito de potasio, pirofosfato de disodio, pirofosfato de tetrasodio, tripolifosfato de sodio, hexametafosfato de sodio, fosfato de potasio, polimetafosfato de potasio, polifosfato de potasio, tripolifosfato de potasio, trimetafosfato de sodio, y tetrametafosfato de sodio, o cualquier combinación de los mismos o cualquier mezcla de los mismos. Los polímeros a base de ácido poliacrílico ilustrativos pueden estar como se discute y describe en el Número de Patente de Estados Unidos 7,026,390.
Las proteínas adecuadas pueden ser o incluir de otra manera, pero no se limitan a, harina de maíz, harina de soya, harina de trigo, sangre secada por aspersión, o cualquier combinación de los mismos o cualquier mezcla de los mismos. La harina de soya puede ser una proteína de soya cruda y/o una proteína de soya modificada como se discute y describe en el Número de Patente de Estados Unidos 6,497,760. La proteína de soya cruda puede estar en la forma de habas enteras de tierra (incluyendo las cáscaras, aceite, proteína, minerales, etc ), una comida (extraída o extraída parcialmente), una harina (es decir, generalmente contiene menos de aproximadamente 1 .5% de aceite y aproximadamente 30-35% de carbohidrato), o aislante (es decir, una harina de proteína sustancialmente pura que contiene menos de aproximadamente 0.5% de aceite y menos de aproximadamente 5% de carbohidrato). La proteína de soya adecuada puede derivarse de cualquier fuente de proteína de soya como concentrado de soya o comida de soya. Las harinas derivadas de soya ricas en proteínas, como aislante de proteína de soya, concentrado de proteína y harina de soya desengrasada ordinaria, que contienen en el intervalo de aproximadamente 20-95% de proteína, pueden usarse. De éstos, la harina de soya ordinaria es el más abundante y rentable. La fuente de proteína de soya (harina de soya) puede estar esencialmente libre de la ureasa funcional. La información sobre la proteína de soya puede encontrarse en, por ejemplo, Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, Cuarta Edición, Volumen 22, págs. 591 -619 ( 1997). La proteína de soya modificada puede modificarse con cualquiera de dos clases de modificadores. La primera clase de modificadores puede incluir las sales de sulfato y de sulfonato de 8 a 22 átomos de carbono de metal alcalino saturadas e insaturadas. Dos modificadores preferidos en esta clase son dodecilsulfato de sodio y dodecilbencenosulfonato de sodio. La segunda clase de modificadores incluye compuestos que tienen la fórmula R2NC(=X)NR2, donde cada R se selecciona individualmente del grupo que consiste de H y grupos saturados y insaturados de de 1 a 4 átomos de carbono, y X se selecciona del grupo que consiste de O, N H , y S. Los grupos saturados de 1 a 4 átomos de carbono se refieren a grupos alquilo (ambos de cadena lineal y ramificada) y los grupos insaturados se refieren a grupos alquenilo y alqumilo (ambos de cadena lineal y ramificada). Los modificadores ilustrativos en el segundo grupo pueden incluir, pero no se limitan a, clorhidrato de urea y de guanidina. Las otras proteínas de soya y preparación adecuadas de las mismas pueden incluir, pero sin limitarse a, las discutidas y descritas en los Números de Patentes de Estados Unidos 2,507,465; 2,492,510; 2,781 ,286; 3,285,805; 3,957,703; 4,070,314; 4,244,846; and 4,778,530.
Los almidones de polisacárido ilustrativos pueden incluir, pero no se limitan a, mazorca o maíz, mazorca cerosa, alta mazorca de amilosis, patata, tapioca, almidón de trigo, o cualquier combinación de los mismos o cualquier mezcla de los mismos. Otros almidones como almidones geneticamente dirigidos pueden incluir, altos almidones de patata de amilosa y amilopectina de patata.
La lignina es una sustancia polimérica que puede incluir los compuestos aromáticos sustituidos encontrados en la materia de planta y de vegetales asociados con celulosa y otros componentes de plantas. La materia de planta y de vegetales ilustrativa puede incluir, pero no se limita a, paja, cáñamo, sisal, tallo de algodón , trigo, bambú, hierba sabai, paja de arroz, hojas de plátano, mora del papel (es decir, fibra basta), hojas de abacá, hojas de piña, hojas de hierba de esparto, fibras del género Hesperaloe en la familia Agavaceae jute, cañas de agua salada, frondas de palma, lino, cáscaras de nuez de tierra, maderas duras, maderas blandas, paneles de fibras recieladas como panel de fibras de alta densidad, panel de fibra de media densidad, panel de fibra de baja densidad, panel de fibra orientada, panel aglomerado, o cualquier combinación de los mismos o cualquier mezcla de los mismos. Por ejemplo, la materia de planta puede ser o incluir madera, por ejemplo maderas duras, maderas blandas, o una combinación de las mismas. Los tipos ilustrativos de madera pueden incluir, pero no se limitan a, aliso, Fresno, Aspen, Tilo Americano, Haya, Abedul, Cedro, Cereza, Álamo, Ciprés, Olmo, Abeto, Árbol gomífero, Almecina, Nogal blanco, Arce, Roble, Pecana, Pino, Tulipero, Secoya, Sasafrás, Picea, Sicómoro, Nogal, y Sauce.
La lignina puede extraerse o recuperarse de otra manera de la materia de planta y/o de vegetal al usar cualquier proceso o combinación de procesos adecuada. Por ejemplo, en la pulpa y la industria papelera, los materiales que contienen lignina como madera, paja, tallos de mazorca, bagazo, y otros tejidos vegetales y de plantas se procesan para recuperar la celulosa o la pulpa. Como tal, los licores desfibrados residuales que incluyen la lignina como un subproducto pueden ser una fuente de lignina. Puede haber variación en la estructura química de la lignina. La variación en la estructura qu ímica de la lignina puede depender, por lo menos en parte, de la planta particular de la cual la lignina se recupera desde, la localización que la planta se hizo crecer, y/o del metodo particular usado en la recuperación o el aislamiento de la lignina de la materia de planta y/o vegetal. La lignina puede incluir grupos activos, como hidrógenos activos y/o grupos hidroxilo fenólicos a través de los cuales la reticulación o el enlace puede efectuarse.
Puesto que la lignina se separó de la planta puede alterarse químicamente en cierta medida de la que se encuentra en la planta, el término "lignina", puede también referirse a productos de lignina obtenidos sobre la separación de la celulosa o recuperados de la materia de planta. Por ejemplo, en un proceso de desfibrado de sulfito, el material de lignocelulosa puede digerirse con un bisulfito o un sulfito que da por resultado en al menos la sulfonación parcial de la lignina. Como tal, la lignina puede someterse opcionalmente para promover la división o modificaciones como el tratamiento o reacción alcalina con otros componentes para disminuir el contenido de sulfuro de sulfonato o para aumentar a los grupos activos. Por ejemplo, la lignina puede ser procesada de tal manera que tiene un contenido de hidróxido fenólico de desde aproximadamente 1 .5% en peso a aproximadamente 5% en peso y menos de aproximadamente 3% en peso de sulfuro de sulfonato. En otros metodos de recuperación o de separación de lignina del tejido de planta, la lignina no puede sulfonarse, pero podría químicamente alterarse algo de alguna otra manera. Por ejemplo, en los licores desfibrados residuales obtenidos en sulfato u otros procesos desfibrados alcalinos, la lignina puede estar presente como una sal alcalina-metálica disuelta en el licor acuoso alcalino y puede incluir generalmente un suficiente contenido de hidroxilo fenólico para no requerir ninguna modificación adicional. Sin embargo, el álcali o la lignina de Kraft puede hacerse reaccionar además con otros componentes para además aumentar los grupos activos. La "lignina de hidrólisis" que puede recuperarse de la hidrólisis de los materiales de lignocelulosa en la fabricación de azúcar puede también alterarse algo de los mismos encontrados en la planta. Como tal, la lignina de hidrólisis puede modificarse además para solubilizar la lignina así como para aumentar el contenido de hidroxilo fenólico. También, los productos de lignina como un licor desfibrado residual puede someterse a varios tratamientos como, por ejemplo, ácido, alcalino o tratamientos de calor o hechos reaccionar con los otros productos químicos que pueden alterar además algo los componentes de lignina. Las ligninas sulfonadas ilustrativas pueden incluir, pero no se limitan a, lignosulfonato de sodio y lignodulfonato de amonio.
Los licores desfibrados residuales, o los productos de lignina producidos en la separación o la recuperación de la lignina de la materia de planta puede incluir la lignina de varios pesos moleculares que oscilan de aproximadamente 300 a más de 100,000. Los licores de los cuales la lignina puede recuperarse pueden también incluir uno o más otros componentes además de la lignina. Por ejemplo, en el proceso de desfibrado de sulfito, el licor de sulfito pasado puede incluir lignosulfonatos que pueden estar presentes como sales de cationes, como magnesio, calcio, amonio, sodio y/o otros cationes. Los sólidos de licor de sulfito pasados pueden incluir aproximadamente 40% en peso a aproximadamente 65% en peso de lignosulfonatos con el resto que es carbohidratos y otros componentes orgánicos e inorgánicos disueltos en el licor. Los productos de lignina producidos por otros procesos desfibrados pueden también incluir otros materiales como carbohidratos, productos de degradación de carbohidratos, y materiales resinosos que se separan de los materiales celulósicos con la lignina. Debe observarse que no es necesario separar la lignina de los otros componentes que pueden estar presentes.
Las composiciones aglutinantes pueden combinarse con uno o más segundos aglutinantes o adhesivos en cualquier cantidad deseada con respecto entre sí para producir un sistema aglutinante. Por ejemplo, la cantidad de ya sea la primera composición aglutinante o la segunda composición aglutinante en el sistema aglutinante puede oscilar de aproximadamente 0.1 % en peso a aproximadamente 99% en peso, con base en el peso de sólidos combinados de la primera y la segunda composiciones aglutinantes. En otro ejemplo, el sistema aglutinante puede tener una concentración de la primera composición aglutinante en una cantidad de desde una baja de aproximadamente 0.5% en peso, aproximadamente 1 % en peso, aproximadamente 2% en peso, aproximadamente 3% en peso, o aproximadamente 4% en peso a una alta de aproximadamente 10% en peso, aproximadamente 20% en peso, aproximadamente 30% en peso, aproximadamente 40% en peso, aproximadamente 50% en peso, aproximadamente 60% en peso, aproximadamente 70% en peso, aproximadamente 80% en peso, o aproximadamente 90% en peso, a base de el peso de sólidos combinados de la primera y la segunda composiciones aglutinantes. En otro ejemplo, el sistema aglutinante puede tener una concentración de la primera composición aglutinante en una cantidad de aproximadamente 10% en peso a aproximadamente 90% en peso y una concentración del segundo sistema aglutinante de aproximadamente 90% en peso a aproximadamente 10% en peso, a base de el peso de sólidos combinados de la primera composición aglutinante y la segunda composición aglutinante.
Las composiciones aglutinantes pueden estar libre o esencialmente libre de formaldeh ido. Como se usa en la presente, el termino "esencialmente libre de formaldeirído" se entiende la composición aglutinante no incluye ni contiene ningún formaldehído o compuestos intencionalmente agregado que puedan descomponer, hacer reaccionar, o formar de otra manera el formaldeh ído. Dicho de otra manera, el término "esencialmente libre de formaldehído" se entiende la composición aglutinante no contiene el formaldehído o los compuestos que pueden formar el formaldehído, pero que pueda incluir el formaldehído presente como una impureza. Por consiguiente, dependiendo de los aldehidos multifuncionales particular usados para producir las composiciones aglutinantes, la composición aglutinante puede referirse como "ningún formaldehído agregado" o composición aglutinante de "NAF". Las composiciones aglutinantes puede cumplir o exceder los estándares de emisión del formaldeh ído requeridos por la California Air Resources Board ("CARB", por sus siglas en ingles) Fase 1 (menos de 0.1 partes por millón "ppm" de formaldehído para el panel aglomerado), y Fase 2 (menos de 0.09 ppm de formaldehído para el panel aglomerado). Las composiciones aglutinantes pueden también cumplir o exceder los estándares de emisión de formaldehído requeridos por los estándares Japonés J IS/JAS F*** (no excede 0.5 mg/l de formaldehído para el panel aglomerado), Japonés JIS/JAS F**** (no excede 0.3 mg/l de formaldeh ído para el panel aglomerado), Europeo E1 , y Europeo E2.
Como tal, los productos de madera compuesta y/o los productos de fibra compuesta producidos con las composiciones aglutinantes y/o los sistemas de aglutinante pueden exhibir un bajo nivel de emisión de formaldehído. Una prueba adecuada para determinar la emisión de formaldehído de un producto de madera compuesto que incluye por lo menos una composición aglutinante y/o un sistema aglutinante parcialmente curado puede incluir ASTM D6007-02 y AST E 1333-10. De acuerdo con tal metodo de prueba, los productos de madera compuesta y/o los productos de fibra que contienen por lo menos una composición aglutinante y/o un sistema aglutinante parcialmente curado puede incluir una emisión de formaldehído de cero. Los productos de madera compuesta y/o los productos de fibra que contienen por lo menos una composición aglutinante y/o un sistema aglutinante parcialmente curado pueden tener una emisión de formaldehído de menos de aproximadamente 1 parte por millón ("ppm", por sus siglas en inglés), menos de aproximadamente 0.9 ppm , menos que aproximadamente 0.08 ppm, menos de aproximadamente 0.07 ppm, menos de aproximadamente 0.06 ppm, menos de aproximadamente 0.05 ppm, menos de aproximadamente 0.04 ppm, menos de aproximadamente 0.03 ppm , menos de aproximadamente 0.02 ppm, menos de aproximadamente 0.01 ppm, o menos de aproximadamente 0.005 ppm.
Ejem plos Para proporcionar una mejor comprensión de la discusión anterior, se ofrecen los siguientes ejemplos no limitantes. Aunque los ejemplos pueden dirigirse a las modalidades específicas, no deben verse como que limitan la invención en ningún respecto específico. Todas las partes, proporciones, y porcentajes están por peso a menos que se indique lo contrario.
Ejemplo 1 Se usaron el tanino de Zarzo negro y glutaraldehído para producir las composiciones aglutinantes. El tanino de Zarzo negro se adquirió de Bondtite Adhesives Ltd . y tienen el número de producto 345. El glutaraldehído fue una solución acuosa de 50% en peso y se adquirió de Sigma Aldrich y tiene el número de producto W512303.
Una serie de composiciones aglutinantes (Ej. 1 -6) se preparó combinando el tanino de Zarzo negro (solución acuosa al 50% en peso) con el glutaraldeh ído (solución acuosa al 50% en peso) a relaciones en peso variantes y el tiempo de gel de cada ejemplo entonces se determinó en tres diferentes niveles de pH (pH de 8, 9, y 10). Por consiguiente, las composiciones aglutinantes del Ej. 1 -6 fueron soluciones acuosas al 50% en peso aproximadamente. Un ejemplo comparativo ( C 1 ) a los tres niveles de pH (pH de 8, 9, y 10) tambien se preparó. Se preparó el ejemplo comparativo C1 combinando el tanino de Zarzo negro (solución acuosa al 50% en peso) con glioxal (solución acuosa al 50% en peso) para proporcionar una mezcla que contenía aproximadamente 91.8% en peso de tanino de Zarzo negro y aproximadamente 8.2% en peso de glioxal. El glioxal se adquirió de ACROS y ten ía número de producto 156220025.
Para cada uno de los Ejemplos 1 -6, se preparó una mezcla de aproximadamente 15 g en un recipiente de 150 mi agregando la cantidad apropiada de tanino de Zarzo negro y glutaraldehído a la misma para formar las composiciones aglutinantes. Para el ejemplo comparativo, se preparó una mezcla de aproximadamente 15 g en un recipiente de 150 mi agregando la cantidad apropiada de tanino de Zarzo negro y glioxal a la misma para formar la composición aglutinante. Cada ejemplo se monitoreó mediante un medidor de pH Orion 2 Star. A temperatura ambiente, cada mezcla (C1 y Ej. 1 -6) se ajustó al pH apropiado (8, 9, o 10) agregando una solución de hidróxido de sodio al 50% en peso a la misma. Las cantidades particulares de cada componente combinado para proporcionar cada uno de los ejemplos (C 1 y Ej. 1 -6) se muestran en la Tabla 1 a continuación.
Se agregó una muestra de 10 g por cada ejemplo (C1 y Ej. 1 -6) a un tubo de prueba pyrex de 18 x 150 mm. Se insertó una barra aplicadora de madera (Fisher, 01 -340) en el tubo de prueba. El medidor de gel fue el medidor de gel GT-4 de Techne Incorporated. El interruptor de "mantener-operando" se colocó en la posición "operar" y el brazo móvil en el medidor de gel se golpea ligeramente para accionar la luz roja, de modo que el metro estuviera en la posición de paro. El interruptor de "mantener-operando" entonces se colocó en la posición "mantener" y el botón "cero" fue presionado para despejar la exhibición de tiempo. El tubo de prueba entonces se colocó en un baño de ebullición de agua a 100°C, al usar el tapón para la alineación y el botón de "inicio" se presionó. La barra de madera se conectó con el brazo móvil insertando la tapa de la barra en el conectador. Se ajustó la altura de la muestra, ajustando el soporte de gato o moviendo la altura del medidor, de modo que al barra fuera de 0.25 pulgadas (0.6 cm) de la parte inferior del tubo de prueba en su punto más bajo, y en el medio del tubo de prueba, no tocando los lados. El interruptor de "mantener-operando" se colocó a "operar" para activar el sensor de punto de gel. El contador de tiempo y el motor se paró automáticamente cuando el punto de gel se alcanzó y el tiempo se registró. La Tabla 2 muestra los resultados de prueba de tiempo de gel. Los valores del por ciento en peso ("% en peso") se basan en el peso combinado del tanino, es decir, tanino de Zarzo negro, y el aldehido multifuncional, es decir, glioxal o glutaraldehído.
Como se muestra en la Tabla 1 , el ejemplo comparativo C 1 , el cual fue una mezcla de tanino de Zarzo negro y de glioxal, no se gelificó en todo o durante un período de 30 minutos. Sorpresivamente e inesperadamente, las composiciones aglutinantes para todos los Ejemplos 1 -6 se gelificaron . A excepción del Ej. 1 , el resto de los ejemplos (Ej. 2-6) tiene un rato de gel de menos de 10 minutos para tofos los tres valores de pH de 8, 9, y 10. Adicionalmente, la composición aglutinante de los Ejemplos 4 y 5 se realiza similarmente y tenía el tiempo de gel más corto de las muestras probadas para el intervalo de pH de 8 a 10. Tambien como se muestra en la Tabla 1 , el tiempo de gel se redujo para las composiciones aglutinantes cuando a un pH de 9 y 10 con respecto a cuando las composiciones aglutinantes tenían un pH de 8.
Ejemplo Para producir la composición aglutinante usada en los Ejemplos 7-16, el tanino y el aldehido multifuncional fueron los mismos como en el Ejemplo 1. Las composiciones aglutinantes se prepararon de nuevo combinando la cantidad apropiada del tanino de Zarzo negro (solución acuosa al 50% en peso) con el glutaraldehído (solución acuosa al 50% en peso) para proporcionar las composiciones aglutinantes para los Ejemplos 7-16 que contenía todo aproximadamente 88% en peso de tanino de Zarzo negro y aproximadamente 12% en peso de glutaraldehído, basadas en el peso combinado del tanino de Zarzo negro y del glutaraldehído. El pH fue variado desde una baja de 1.1 a una alta de 11.0 para determinar el efecto del pH en el tiempo de gel. Dependiendo del pH deseado se agregó una solución de 50% en peso de NaOH o una solución concentrada de HCI (la concentración es 36.5-38%) a cada una de las mezclas de tanino de Zarzo negro y glutaraldehído. La cantidad particular de cada componente combinado para proporcionar cada uno de los Ejemplos 7-16 se muestra en la Tabla 3 a continuación. El mismo procedimiento para realizar la prueba de gel se usó como en el Ejemplo 1 La Tabla 3 tambien muestra los resultados de la prueba de tiempo de gel a diferentes niveles de pH.
Como se muestra en ia Tabla 3, un pH entre aproximadamente 9.1 y 10.2 proporcionó el tiempo de gel más rápido para la composición aglutinante que contenía 88% en peso de tanino de Zarzo negro y 12% en peso de glutaraldehído. Cuando el pH de la composición aglutinante estaba entre aproximadamente 2 y en alguna parte entre aproximadamente 6 y 7, las composiciones aglutinantes no se gelificaron en 30 minutos. Por consiguiente, el pH de la composición aglutinante puede aumentarse a aproximadamente 7 o más a las composiciones aglutinantes del producto que se gelifican en el plazo de 30 minutos.
Ejemplo III Se condujo una prueba del sistema de unión y evaluación automatizada (ABES) para evaluar la respuesta mecánica , es decir, fuerza en enlace, de la composición aglutinante preparada de acuerdo con los Ejemplos I e II que contuvo 88% en peso de tanino y 12% en peso de glutaraldehído. Se prepararon cuatro composiciones aglutinantes que tenían un pH de 9, 10, 11, y 12. El pH se ajustó como se discute antes en el Ejemplo 1 al usar una solución de hidróxido de sodio al 50% en peso. La Tabla 4 a continuación muestra las cantidades de cada componente combinado entre sí para producir las composiciones aglutinantes de los Ejemplos 17-20.
Las composiciones aglutinantes de los Ejemplos 17-20 se aplicaron a los extremos de un par de tiras de chapa de arce que se montaron en un ABES y presionaron a 100°C y una presión de 1 .2 N/mm2 para los tiempos variantes (20, 45, 60, 90, o 120 segundos) y despues tiradas aparte entre sí para medir la fuerza de esfuerzo cortante. Se condujo la prueba de ABES de acuerdo con el método de prueba discutido y descrito en C. Heinemann et al. , "Kinetic Response of Thermosetting Adhesive Systems to Heat: Physico-Chemical Versus Mechanical Responses," en Proc. 6th Pacific Rim Bio-Based Composites Symposium, Portland/USA, Oregon State University 2002, Vol. 1 , S. 34-44. Los resultados se muestran en la Tabla 5 a continuación y cada punto de referencias es el promedio de 3 pruebas. io Como se muestra en la Tabla 4, la composición aglutinante del Ej. 19 que tenían un pH de 1 1 proporcionó la fuerza en enlace mayor en un tiempo de curado de 60 segundos o más. Sin embargo, todo el Ej. 17-20 exhibió fuerza en enlace adecuada en todos los tiempos de prensado. 15 Ejemplo IV Se condujo una prueba de análisis mecánico dinámico para evaluar la respuesta mecánica, es decir, fuerza en enlace, de la composición aglutinante preparada de acuerdo con los Ejemplos I e I I que contuvo 88% en peso de tanino y 12% en peso de 20 glutaraldehído. Se prepararon cinco composiciones aglutinantes que tenían un pH de 8, 9, 10, 1 1 , y 12. Se ajustó el pH como se discute antes en el Ejemplo 1 al usar una solución de hidróxido de sodio al 50% en peso. La Tabla 6 a continuación muestra la cantidad de cada componente combinado entre sí para producir 25 las composiciones aglutinantes de los Ejemplos 21 -25.
Tabla 6: Cantidades de Preparación de la Composición aglutinante Las composiciones aglutinantes de los ejemplos 21 -25 se aplicaron a 4 capas de trenzado de fibra de vidrio que se montaron en un DMA, con una amplitud de 20 mm, y el ajuste a 20 Hertz. El índice de rampa de calentamiento fue 10°C por minuto. Los resultados se muestran en la Tabla 7 a continuación.
Ejemplo V Se determinó la duración útil (viscosidad sobe tiempo) para la composición aglutinante que contuvo 88% en peso de tanino de Zarzo negro y 12% en peso de glutaraldehído (preparado como en 5 Ejemplo 1 ) a un pH de aproximadamente 9 (Ej . 26) y un pH de aproximadamente 10 (Ej . 27) . Adicionalmente, la duración útil para un Ejemplo Comparativo 2 (C2) que contuvo solamente el tanino de Zarzo negro (el mismo como en el Ejemplo 1 ) a un pH de aproximadamente 10 y como una solución acuosa al 50% en ío peso tambien se determinó. Las composiciones aglutinantes del Ej . 21 y 22 y el tanino de Zarzo negro de C2 se transfirieron a un sujetador de muestra de un viscómetro de Brookfield (modelo DV- I I + ), y la viscosidad se registró a un tiempo de 1 , 2, 3, 5, 7, 10, 15, 20, y 30 minutos. Un recipiente de muestra de 1 5 mi y un 15 husillo del No. 31 se usaron para conducir la prueba de viscosidad. Las pruebas de viscosidad se midieron a 25°C . Los resultados de la prueba de viscosidad durante 30 minutos se muestran en la Tabla 8 a continuación . 5 Como se muestra en la Tabla 8, la viscosidad de las composiciones aglutinantes del Ej. 26 y 27 no aumentaron a aproximadamente 10,000 cP hasta alguna vez entre 20 y 30 minutos. 5 Ejemplo VI Se determinó el efecto que el enfriamiento tuvo en la duración útil de la composición aglutinante (Ej. 28) que contenía 88% en peso de tanino de Zarzo negro y 12% en peso de glutaraldehído (preparado como en el Ejemplo 1 ) a un pH de ío aproximadamente 9. El resultado del enfriamiento se comparó a un ejemplo comparativo (C3) que tenía la misma composición como en el Ej. 28, pero no se sometió a enfriamiento. El Ej. 28 se enfrió y mantuvo a una temperatura de aproximadamente 0°C durante el ajuste de pH y antes de la prueba de viscosidad . La 15 viscosidad se determinó como se discute antes en el Ejemplo IV.
Los resultados se muestran en la Tabla 9 a continuación. 25 Como se muestra en la Tabla 9, el enfriamiento de la composición aglutinante reduce el aumento en viscosidad durante el transcurso del tiempo por aproximadamente 50% .
Ejemplo Vil Dos estudios de tablero aglomerado se condujeron para determinar la fuerza en enlace interna ("I B", por sus siglas en ingles) en libras por pulgada cuadrada ("psi", por sus siglas en inglés) y densidad promedio en libras por pie cúbico ("pcf", por sus siglas en inglés). Cuatro composiciones aglutinantes (Ej . 29-32) se prepararon, cada una contenida de aproximadamente 88% en peso de tanino de Zarzo negro y aproximadamente 12% en peso de glutaraldehído. El pH para el Ej . 29-32 fue 12.1 , 1 1 , 10, y 9, respectivamente. Se ajustó el pH como se discute antes en el Ejemplo 1 al usar una solución de hidróxido de sodio al 50% en peso. La Tabla 10 a continuación muestra la cantidad de cada componente combinado entre sí para producir las composiciones de aglutinante de los Ejemplos 29-32.
Para el primer estudio de tablero aglomerado, se agregó la materia prima de madera de pino amarillo del sur (3.571 g, contenido de humedad 6.86% en peso) a un mezclador de cinta. Bajo mezclado mecánico, la composición aglutinante, es decir, la mezcla de tanino de Zarzo negro (585.5 g de la concentración al 50% en peso) y glutaraldehído (79.8 g, concentración al 50% en peso) que tiene el pH deseado que se ajustó al usar la cantidad apropiada de una solución de hidróxido de sodio del 50%, se roció al mezclador de cinta a traves de un atomizador. La cantidad de composición aglutinante agregada a la materia prima de madera para producir cada muestra de tablero aglomerado fue 10% en peso, basado en el peso seco de la materia prima de madera. Una solución de cera (17.2 g) entonces se roció sobre la materia prima de madera. Despues de que el contenido de humedad de la materia prima de madera/composiciones aglutinantes se midió (14.18%), 2.349 g de la mezcla de materia primar-aglutinante se propagaron homogéneamente en 16 pulgadas (41 cm) por estera de 16 pulgadas (41 cm) formando el marco y entonces previamente se prensó manualmente. La estera que formó el marco se eliminó para proporcionar una estera previamente prensada o consolidada. La estera consolidada se colocó en una prensa caliente a una temperatura de aproximadamente 330°F (138°C) y se sometió a presión por aproximadamente 8 minutos. Se usó un programa de presión de tres etapas para la producción del tablero aglomerado. En la primera etapa, la presión alcanzó aproximadamente 640 psi después de aproximadamente 7 segundos mientras se presionaban los paneles a un espesor de panel final de aproximadamente 0.620 pulgadas (1 .5 cm). En la segunda etapa, la presión se disminuyó gradualmente a aproximadamente 260 psi durante el resto del ciclo de prensado. En la tercera etapa, un tiempo de descompresión de 30 segundos en un espesor de conjunto de aproximadamente 0 635 pulgadas ( 1 6 cm) se usó al final del proceso.
El tablero aglomerado entonces se cortó en bloques de 2 pulgadas (5 cm) por 2 pulgadas (5 cm) que tenían un espesor variante dependiendo del grado de cada tablero se compactó en la prensa. Los pesos se midieron para determinar la densidad promedio. La fuerza de enlace interna por cada ejemplo se midió y se determinó de acuerdo con el metodo de prueba proporcionado para ASTM D 1037-06a. Por consiguiente, para el primer estudio de tablero aglomerado se hicieron cuatro tableros aglomerados (Ej . 24, 25, 26, y 27) a un pH de 12.1 , 1 1 , 10, y 9, respectivamente. Los resultados se muestran en la Tabla 1 1 a continuación .
Para la segunda prueba de tablero aglomerado, siete muestras adicionales de tablero aglomerado (Ej. 33-39) se hicieron al usar el mismo procedimiento como en la primera prueba de tablero aglomerado excepto que la temperatura de prensa se aumentó a 400°F (204°C) y el tiempo de prensa varió entre 2.5 minutos y 6 minutos, con los tiempos de prensa mostrados en la Tabla 13 a continuación . El pH de la composición aglutinante para el Ej. 33-39 se mantuvo de aproximadamente 10.2 a aproximadamente 10.3. La Tabla 12 a continuación muestra la cantidad de cada componente combinado entre sí para producir las composiciones aglutinantes de los Ejemplos 33-39.
Los resultados para la segunda prueba de tablero aglomerado se determinaron como en la primera prueba de tablero aglomerado y se muestran en la Tabla 13 a continuación .
Como se muestra en las Tablas 10 y 11 , la composición aglutinante produjo tableros aglomerados que exhibieron fuerzas de enlace internas de 65 psi o más.
Las modalidades de la presente solicitud además se relacionan con cualquiera o más de los siguientes párrafos: 1. Un producto compuesto, comprende: una pluralidad de sustratos y al menos una composición aglutinante parcialmente curada, donde la composición aglutinante, antes del curado, comprende: uno o más taninos; y uno o más compuestos de aldehido multifuncional que comprenden: (1) tres o más átomos de carbono y dos o más grupos funcionales de aldehido, o (2) dos o más átomos de carbono, al menos un grupo funcional de aldehido, y al menos un grupo funcional con excepción de un grupo funcional de aldehido, donde un átomo de carbono al menos de un grupo funcional de aldehido en la composición aglutinante curada tiene un primer enlace con una primera molecula de tanino de uno o más taninos y un segundo enlace con (a) la primera molécula de tanino, (b) una segunda molécula de tanino de uno o más taninos, o (c) un átomo de oxígeno de al menos un grupo funcional de aldehido. 2. Un método para hacer un producto compuesto, comprende: poner en contacto una pluralidad de sustratos con una composición aglutinante, donde la composición aglutinante comprende: uno o más taninos; y uno o más compuestos de aldehido multifuncional que comprenden: (1) tres o más átomos de carbono y dos o más grupos funcionales de aldehido, o (2) dos o más átomos de carbono, al menos un grupo funcional de aldehido, y al menos un grupo funcional con excepción de un grupo funcional de aldehido; y al menos parcialmente curando la composición aglutinante para proporcionar un producto compuesto, donde un átomo de carbono de al menos un grupo funcional de aldehido en la composición aglutinante curada tiene un primer enlace con una primera molécula de tanino de uno o más taninos y un segundo enlace con (a) la primera molécula de tanino, (b) una segunda molécula de tanino de uno o más taninos, o (c) un átomo de oxígeno de al menos un grupo funcional de aldehido. 3. Una composición aglutinante que comprende uno o más taninos y uno o más compuestos de aldehido multifuncional, donde uno o más compuestos de aldehido multifuncional comprenden: (1) tres o más átomos de 5 carbono y dos o más grupos funcionales de aldehido, o (2) dos o más átomos de carbono, al menos un grupo funcional de aldehido, y al menos un grupo funcional con excepción de un grupo funcional de aldehido. 4. Una composición aglutinante curada que ío comprende uno o más taninos y uno o más compuestos de aldehido multifuncional, donde uno o más compuestos de aldehido multifuncional comprenden: (1) tres o más átomos de carbono y dos o más grupos funcionales de aldehido, o (2) dos o más átomos de carbono, al menos 15 un grupo funcional de aldehido, y al menos un grupo funcional con excepción de un grupo funcional de aldehido, y donde un átomo de carbono de al menos un grupo funcional de aldehido en la composición aglutinante cu rada tiene un primer enlace con una primera molecula 20 de tanino de uno o más taninos y un segundo enlace con (a) la primera molécula de tanino, (b) una segunda molécula de tanino de uno o más taninos, o (c) un átomo de oxígeno de al menos un grupo funcional de aldehido. 5. El producto compuesto, el método, la 25 composición aglutinante, o la composición aglutinante curada de acuerdo con cualquiera de los párrafos 1 a 4, donde al menos un grupo funcional con excepción de un grupo funcional de aldehido se seleccionan del grupo que consiste de: un grupo de ácido carboxílico, un grupo 5 áster, un grupo amida, un grupo imina, un grupo epóxido, un grupo aziridina, un grupo azetidinio, y un grupo hidroxilo. 6 El producto o metodo compuesto de acuerdo con de los párrafos 1 a 5, donde uno o más taninos están ío presentes en una cantidad de aproximadamente 60% en peso a aproximadamente 99% en peso, basado en un peso total de uno o más taninos y uno o más compuestos de aldehido multifuncional. 7. El producto o método compuesto de acuerdo con 15 de los párrafos 1 a 6, donde uno o más taninos están presentes en una cantidad de aproximadamente 80% en peso a aproximadamente 95% en peso, basado en un peso de sólidos totales de uno o más taninos y uno o más compuestos de aldehido multifuncional. 20 8. El compuesto o el método de acuerdo con cualquiera de los párrafos 1 a 7, donde uno o más taninos y uno o más compuestos de aldehido multifuncional se combinan entre sí en un medio líquido. 9. El producto o método compuesto de acuerdo con 25 el párrafo 8, donde el medio líquido comprende agua, y donde la composición aglutinante tiene una concentración de agua de aproximadamente 1% en peso a aproximadamente 70% en peso, basada en un peso total de uno o más taninos, uno o más compuestos de aldehido 5 multifuncional, y el medio líquido. 10. El producto o metodo compuesto de acuerdo con cualquiera de los párrafos 1 a 9, donde la composición aglutinante está esencialmente libre de formaldehído. 11. El producto o método de acuerdo con cualquiera ío de los párrafos 1 a 10, donde uno o más taninos se extraen de uno o más árboles que pertenecen a los géneros seleccionados del grupo que consiste de: Castanea sativa, Terminalia, Phyllantus, Caesalpina coriaria, Caesalpinia spinosa, Acacia mearnsii, 15 Schinopsis, Tsuga, Rhus, Pinus, Carya, y Juglans. 12. El producto o método compuesto de acuerdo con cualquiera de los párrafos 1 a 11, donde uno o más compuestos de aldehido multifuncional comprenden glutaraldehído, ácido glioxílico, malondialdehído, 20 adipaldehído, ftalaldehído, 5-(hidroximetil)furfural, o cualquier mezcla de los mismos. 13. El producto o método compuesto de acuerdo con cualquiera de los párrafos 1 a 12, donde el compuesto de aldehido multifuncional se bloquea con un agente de 25 bloqueo. 14. El producto o metodo compuesto de acuerdo con el párrafo 13, donde el agente de bloqueo comprende urea, una o más ureas cíclicas, uno o más glicoles, uno o más polioles, o cualquier mezcla de los mismos. 15. El producto o método compuesto de acuerdo con cualquiera de los párrafos 1 a 14, donde la composición aglutinante además comprende uno o más compuestos base. 16. El producto o método compuesto de acuerdo con el párrafo 15, donde uno o más compuestos base comprenden hidróxido de potasio, carbonato de potasio, hidróxido de sodio, carbonato de sodio, o cualquier mezcla de los mismos. 17. El producto o método compuesto de acuerdo con cualquiera de los párrafos 1 a 16, donde la pluralidad de sustratos comprende sustratos de lignocelulosa, fibras de vidrio, o cualquier mezcla de los mismos. 18. El producto o método compuesto de acuerdo con cualquiera de los párrafos 1 a 17, donde el producto compuesto es un tablero aglomerado, un panel de fibras, una madera contrachapada, un panel de fibra orientada, una madera de chapa laminada, un tablero de madera de chapa laminada, o una estera de la fibra de vidrio no tejida. 19. El producto o método compuesto de acuerdo con cualquiera de los párrafos 1 a 18, donde la composición aglutinante es un componente de un sistema aglutinante, y donde el sistema aglutinante comprende una segunda composición aglutinante. 5 20. El producto o metodo compuesto de acuerdo con el párrafo 19, donde la segunda composición aglutinante comprende una resina a base de aldehido; una mezcla de reactivos de Maillard; un producto de reacción de reactivos de Maillard; un copolímero de una o más ío unidades derivadas aromáticas de vinilo y al menos uno de anhídrido maleico y ácido maleico; un polímero de poliamidoamina-epiclorhidrina; una mezcla de un aglutinante de aducto de poliamidoamina y amoníaco- epiclorhidrina; una mezcla de un polímero de 15 poliamidoamina-epiclorhidrina y al menos una de una proteína de soya, una proteína de trigo, una proteína de chícharo, una proteína de maíz, y una proteína de guar; un aducto o un polímero de estireno, al menos uno de anhídrido maleico y ácido maleico, y al menos uno de un 20 ácido acrílico y un acrilato; un aglutinante a base de ácido poliacrílico; acetato de polivinilo; metilendiisocianato polimérico; almidón; proteína de soya, lignina; o cualquier combinación de los mismos. 21. El método de acuerdo con cualquiera de los 25 párrafos 2, o 5 a 18, donde uno o más taninos, uno o más compuestos de aldehido multifuncional, o ambos se encapsulan en una pluralidad de cápsulas. 22. El metodo de acuerdo con el párrafo 21, que adicionalmente comprende fracturar por lo menos una porción de las cápsulas para causar el contacto directo entre uno o más taninos y uno o más compuestos de aldehido multifuncional. 23. El método de acuerdo con cualquiera de los párrafos 2 o 5 a 22, que adicionalmente comprende combinar una segunda composición aglutinante con la composición aglutinante para proporcionar un sistema aglutinante, donde la pluralidad de sustratos se pone en contacto con el sistema aglutinante 24. El método de acuerdo con el párrafo 23, donde la segunda composición aglutinante comprende una resina basada en aldehido; una mezcla de reactivos de Maillard; un producto de reacción de los reactivo de Maillard; un copolímero de una o más unidades derivadas de vinilo aromático y por lo menos uno de anhídrido maleico y de ácido maleico; un polímero de poliamidoamina-epiclorhidrina; una mezcla de un aducto aglutinante de poliamidoamina y de amoníaco-epiclorhidrina aducen la carpeta; una mezcla de un polímero de poliamidoamina-epiclorhidrina y por lo menos uno de una proteína de soya, una proteína de trigo, una proteína de chícharo, una proteína de maíz, y una proteína de guar; un aducto o un polímero de estireno, por lo menos uno de anhídrido maleico y de ácido maleico, y por lo menos uno de un ácido de acrílico y de un acrilato; un aglutinante a base de ácido poliacrílica; acetato de polivinilo; diisocianato de metileno polimerico; almidón; proteína de soya, lignina; o cualquier combinación de los mismos.
Ciertas modalidades y características se han descrito al usar un conjunto de límites superiores numéricos y un conjunto de límites inferiores numéricos. Debe apreciarse que los intervalos incluyen la combinación de cualquier de dos valores, por ejemplo, la combinación de cualquier valor inferior con cualquier valor superior, la combinación de cualquiera de dos valores inferiores, y/o la combinación de cualquier de dos valores superiores están contempladas a menos que se indique lo contrario. Ciertos límites inferiores, límites superiores e intervalos aparecen en una o más reivindicaciones más adelante. Todos los valores numéricos son "aproximado" o "aproximadamente" el valor indicado, y tienen en cuenta el error y las variaciones experimentales que serían esperadas por un experto que tiene habilidad ordinaria en la téenica.
Varios términos se han definido antes. Al grado de un término usado en una reivindicación no se define antes, se le debe dar a las personas la definición más amplias en la teenica pertinente ha dado que el término como se refleja en por lo menos una publicación impresa o patente publicada. Además, todas las patentes, procedimientos de prueba, y otros documentos citados en esta solicitud se incorporan completamente por referencia al grado que tal descripción no es inconsistente con esta solicitud y para todas las jurisdicciones en las cuales se permite tal incorporación.
Aunque lo anterior se dirige a las modalidades de la actual invención, otras y modalidades adicionales de la invención pueden ser ideadas sin apartarse del alcance básico de los mismos, y el alcance de los mismos es determinado por las siguen reivindicaciones.

Claims (17)

REIVINDICACIONES
1. Un producto compuesto, que comprende: una pluralidad de sustratos y por lo menos una composición aglutinante parcialmente curada, donde la composición aglutinante, antes del curado, comprende: uno o más taninos; y uno o más compuestos de aldehido multifuncional que comprenden: (1) tres o más átomos de carbono y dos o más grupos funcionales de aldehido, o (2) dos o más átomos de carbono, por lo menos un grupo funcional de aldehido, y por lo menos un grupo funcional distinto de un grupo funcional de aldehido, donde un átomo de carbono de por lo menos un grupo funcional de aldehido en la composición aglutinante curada tiene un primer enlace con una primera molecula de tanino de uno o más taninos y un segundo enlace con (a) la primera molécula de tanino, (b) una segunda molécula de tanino de uno o más taninos, o (c) un átomo de oxígeno de por lo menos un grupo funcional de aldehido.
2. El producto compuesto de la reivindicación 1, donde por lo menos un grupo funcional distinto de un grupo funcional de aldehido se selecciona del grupo que consiste en : un g rupo ácido carboxíl ico, un grupo ester, un g rupo amida, un grupo imina, un g rupo epóxido, un grupo aziridina, u n grupo azetidinio, y un g rupo hid roxilo.
3. El producto compuesto de la reivindicación 1 , donde uno o más taninos están presentes en una cantidad de aproximadamente 60% en peso a aproximadamente 99% en peso, basado en un peso total de uno o más taninos y de uno o más compuestos de aldeh ido multifuncional .
4. El producto compuesto de la reivindicación 1 , donde uno o más taninos están presentes en una cantidad de aproximadamente 80% en peso a aproximadamente 95% en peso, basado en un peso de los sólidos totales de uno o más taninos y de uno o más compuestos de aldeh ido multifuncional.
5. El producto compuesto de la reivindicación 1 , donde uno o más taninos y uno o más compuestos de aldeh ido multifuncional se combinan entre sí en un medio l íq uido.
6. El producto compuesto de la reivindicación 5, donde el medio líquido comprende agua, y donde la composición aglutinante tiene una concentración de agua de aproximadamente 1 % en peso a aproximadamente 70% en peso, basada en un peso total de uno o más taninos, de uno o más compuestos de aldeh ido multifu ncional , y del med io l íquido.
7. El producto compuesto de la reivindicación 1 , donde la composición aglutinante está esencialmente libre del formaldeh ído.
8. El producto compuesto de la reivindicación 1 , donde uno o más taninos se extraen de uno o más árboles que pertenecen a los generos seleccionados del grupo que consiste en: Castanea sativa, Terminalia, Phyllantus, Caesalpina coriaria, Caesalpinia spinosa, Acacia mearnsii, Schinopsis, Tsuga, Rhus, Pinus, Carya, y Juglans.
9. El producto compuesto de la reivindicación 1 , donde uno o más compuestos de aldeh ido multifuncional comprenden aldeh ido glutárico, ácido glioxílico, malond ialdeh ído, adipaldehído, ftalaldeh ido, 5-(hidroximetil)furfural, o cualquier mezcla de los mismos.
1 0. El producto compuesto de la reivindicación 1 , donde el compuesto de aldeh ido multifuncional se bloquea con un agente de bloqueo.
1 1 . El producto compuesto de la reivindicación 12, donde el agente de bloq ueo comprende urea, una o más ureas cíclicas, uno o más glicoles, uno o más polioles, o cualquier mezcla de los mismos.
12. El producto compuesto de la reivindicación 1 , donde la composición aglutinante además comprende uno o más compuestos base.
1 3. El producto compuesto de la reivindicación 14, donde uno o más compuestos base comprenden hidróxido de potasio, carbonato de potasio, hidróxido de sodio, carbonato de sodio, o cualquier mezcla de los mismos.
14. El producto compuesto de la reivindicación 1 , 5 donde la pluralidad de sustratos comprende sustratos de lignocelulosa, fibras de vidrio, o una mezcla de los mismos.
15. El producto compuesto de la reivindicación 1 , donde el producto compuesto es un tablero aglomerado, un panel de fibras de madera, una madera contrachapada, un ío tablero de filamento orientado, una vigueta revestida, un tablero revestido, o una estera no tejida de fibra de vidrio.
16. El producto compuesto de la reivindicación 1 , donde la composición aglutinante es un componente de un sistema aglutinante, y donde el sistema aglutinante 15 comprende una segunda composición aglutinante.
17. El producto compuesto de la reivindicación 1 8, donde la segunda composición aglutinante comprende una resina basada en aldehido; una mezcla de reactivos de Maillard; un producto de reacción de los reactivo de 20 Maillard; un copol ímero de una o más un idades derivadas de vinilo aromático y por lo menos u no de anh ídrido maleico y de ácido maleico; un polímero de poliamidoamina-epiclorhidrina; una mezcla de un aducto aglutinante de poliamidoamina y de amoníaco- 25 epiclorhidrina; una mezcla de un polímero de poliamidoamine-epiclorhidrina y por lo menos una de u na proteína de soya, una proteína de trigo, una proteína de ch ícharo, una proteína de maíz, y una proteína de guar; un aducto o un polímero de estireno, por lo menos uno de anh ídrido maleico y de ácido maleico, y por lo menos uno de un ácido de acrílico y de un acrilato; un aglutinante a base de ácido poliacrílico; acetato de polivinilo; diisocianato de metileno polimerico; almidón; proteína de soya, lignina ; o cualquier combinación de los mismos. 1 8. Un método para fabricar u n producto compuesto, que comprende: poner en contacto una pluralidad de sustratos con una composición aglutinante, donde la composición aglutinante comprende: uno o más taninos; y uno o más compuestos de aldeh ido multifuncional q ue comprenden : ( 1 ) tres o más átomos de carbono y dos o más grupos funcionales de aldeh ido, o (2) dos o más átomos de carbono, por lo menos un grupo funcional de aldeh ido, y por lo menos un g rupo funcional distinto a un g rupo fu ncional de aldehido; y por lo menos enrar parcialmente la composición aglutinante para proporcionar un producto compuesto, donde un átomo de carbono de por lo menos un grupo funcional de aldehido en la composición aglutinante curada tiene un primer enlace con una primera molecula de tanino de uno o más taninos y un segundo enlace con (a) la 5 primera molécula de tanino, (b) una segunda molécu la de tan ino de uno o más taninos, o (c) un átomo de oxígeno de por lo menos u n grupo funcional de aldeh ido. 1 9. El método de la reivindicación 18, donde uno o más tan inos, uno o más compuestos de aldeh ido ío multifuncional , o ambos se encapsulan en una pluralidad de cápsulas, el método además comprende fracturar por lo menos una porción de las cápsu las para causar el contacto directo entre uno o más taninos y uno o más compuestos de aldehido multifuncional . 15 20. El método de la reivindicación 1 8, que adicionalmente comprende combinar una segunda composición aglutinante con la composición aglutinante para proporcionar un sistema aglutinante, donde la pluralidad de sustratos se pone en contacto con el sistema 20 aglutinante, y donde la segunda composición ag lutinante comprende una resina basada en aldeh ido; una mezcla de reactivos de Maillard ; un producto de reacción de los reactivos de Maillard ; un copol ímero de una o más unidades derivadas de vinilo aromático y por lo menos uno 25 de anh íd rido maleico y de ácido maleico; un pol ímero de poliamidoamina-epiclorhidrina; una mezcla de un aducto aglutinante de poliamidoamina y de amon íaco-epiclorhidrina; una mezcla de un polímero de poliamidoamina-epiclorhidrina y por lo menos una de una proteína de soya, una proteína de trigo, una proteína de g uisante, una proteína de maíz, y u na proteína de g uar; un aducto o un pol ímero de estireno, por lo menos uno de anh ídrido maleico y de ácido maleico, y por lo menos uno de un ácido de acrílico y de un acrilato; un aglutinante a base de ácido poliacrílico; acetato de polivinilo; diisocianato de metileno polimerico; almidón ; proteína de soya, lignina; o cualquier combinación de los mismos.
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Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9587077B2 (en) 2013-03-14 2017-03-07 Georgia-Pacific Chemicals Llc Methods for making composite products containing lignocellulose substrates
NZ711575A (en) 2013-03-14 2017-02-24 Georgia Pacific Chemicals Llc Binder compositions and methods for making and using same
FR3011244B1 (fr) * 2013-10-02 2017-12-08 Michelin & Cie Composition adhesive aqueuse pour le collage
EP3083866A4 (en) * 2013-12-20 2017-08-30 New Zealand Forest Research Institute Limited Adhesive
US9476204B2 (en) 2014-02-03 2016-10-25 Owens Corning Intellectual Capital, Llc Boxed netting insulation system for roof deck
US9926702B2 (en) 2014-02-03 2018-03-27 Owens Corning Intellectual Property, LLC Roof insulation systems
US9920516B2 (en) 2014-02-03 2018-03-20 Owens Corning Intellectual Capital, Llc Roof insulation systems
BR112016020815B1 (pt) * 2014-03-12 2021-12-28 Hexion Inc Polímero, e, método de preparação de um polímero
WO2015153520A1 (en) 2014-04-02 2015-10-08 Georgia-Pacific Chemicals Llc Methods for making lignocellulose composite products with oxidative binders and encapsulated catalyst
US9492961B2 (en) * 2014-08-01 2016-11-15 Usg Interiors, Llc Acoustic ceiling tiles with anti-sagging properties and methods of making same
TWI549997B (zh) 2014-10-14 2016-09-21 財團法人工業技術研究院 木質素生質環氧樹脂的形成方法與木質素生質環氧樹脂組合物
RU2736927C2 (ru) * 2014-12-23 2020-11-23 Роквул Интернэшнл А/С Улучшенное связующее
US11274444B2 (en) 2014-12-23 2022-03-15 Rockwool International A/S Binder
HUE061143T2 (hu) * 2015-04-21 2023-05-28 Kastamonu Entegre Agac Sanayi Anonim Sirketi Eljárás poliflavonoidot és származékokat tartalmazó gyanták elõállítására és ezek alkalmazása fa-alapú kompozit lemeztermékekben
KR102037839B1 (ko) * 2015-05-20 2019-10-31 주식회사 케이씨씨 바인더 조성물 및 이를 사용하여 섬유상 재료를 결속하는 방법
US20170058073A1 (en) * 2015-08-25 2017-03-02 Comsats Institute Of Information Technology Synthesis and application of formaldehyde free melamine glutaraldehyde amino resin as an effective retanning agent
CN105198262B (zh) * 2015-09-11 2017-09-29 佛山市三水区永华利建材有限公司 一种利用造纸黑液制备高效混凝土减水剂的方法
US12070929B2 (en) * 2016-05-13 2024-08-27 Rockwool A/S Mineral wool product
CN107118316B (zh) * 2017-06-01 2019-12-24 河北大学 一种酚醛树脂微球及其制备方法与应用
CN108516899B (zh) * 2018-06-25 2022-03-04 山东农业大学 一种基于生物基粘结剂的功能型缓控释肥核芯及其制备方法
FI131178B1 (en) * 2018-07-13 2024-11-22 Paptic Oy Water-dispersed composite structure and method of production thereof
CN111231424B (zh) * 2020-02-20 2021-07-06 上海乐盈纸业有限公司 瓦楞纸板及其生产工艺
WO2021243235A1 (en) * 2020-05-29 2021-12-02 Cargill, Incorporated Engineered wood adhesives and engineered wood therefrom
CN112375521B (zh) * 2020-11-13 2022-04-15 西南林业大学 一种双组分胶黏剂及其在人造板材中的应用
CN117203172A (zh) * 2021-02-16 2023-12-08 洛科威有限公司 矿物棉粘合剂
CA3219729A1 (en) * 2021-05-28 2022-12-01 Cargill, Incorporated Engineered wood adhesives and engineered wood product therefrom
WO2023147247A1 (en) * 2022-01-31 2023-08-03 Purdue Research Foundation Production of rice straw fiber board using lignin from catalytically depolymerized rice straw
WO2025124691A1 (en) * 2023-12-12 2025-06-19 Upm-Kymmene Corporation A layered wood product

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2048388C (en) * 1990-08-16 1996-12-03 Yasuo Tamura Laminated material and process for manufacturing the same
DE69916649T2 (de) * 1998-10-19 2005-07-07 Chimar Hellas S.A., Kalamaria Phenol/Formaldehyd-Bindungsharze aus erneuerbaren Quellen
DE10017524A1 (de) * 2000-04-10 2001-10-18 Edmone Roffael Verfahren zur Herstellung einer tanninhaltigen Bindemittelflotte aus Abfallstoffen der Holzindustrie
US20030054055A1 (en) * 2001-03-30 2003-03-20 Kabushiki Kaisha Juken Sangyo Method for the production of tannin and its use
US7319131B2 (en) * 2003-03-07 2008-01-15 Angus Chemical Company Phenolic resins
AU2002953568A0 (en) * 2002-12-24 2003-01-16 Borden Chemical Australia Pty Ltd Novel chemical composition, method of making same, and products made therefrom
WO2004087387A1 (en) * 2003-03-31 2004-10-14 Matsushita Electric Works, Ltd. Fiber board
CA2636885C (en) * 2006-01-12 2012-09-25 Dynea Oy Polymer-aldehyde binding system for manufacture of wood products
FR2901559B1 (fr) * 2006-05-24 2008-08-29 Clariant Specialty Fine Chemicals Sas Resine aminoplaste ou phenoplaste a base d'au moins un monoacetal du glyoxal et d'acide glyoxylique, et ses utilisations
WO2009028646A1 (ja) * 2007-08-31 2009-03-05 The Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd. 架橋剤、架橋高分子、およびそれらの用途
DE102007063430A1 (de) * 2007-12-19 2009-08-06 Dynea Oy Bindemittel für Werkstoffe auf Holzspan- und/oder Holzfaserbasis, Verfahren zur Herstellung desselben und Formkörper
FI20096036A0 (fi) * 2009-10-08 2009-10-08 Upm Kymmene Wood Oy Bioliima ja puulevy

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Publication number Publication date
CN104349878A (zh) 2015-02-11
RU2014147709A (ru) 2016-06-20
AU2013251684A1 (en) 2014-11-20
US20130287993A1 (en) 2013-10-31
CA2871486A1 (en) 2013-10-31
WO2013163245A1 (en) 2013-10-31
IN2014KN02381A (es) 2015-05-01
BR112014026359A2 (pt) 2017-06-27
CL2014002820A1 (es) 2015-06-19

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