BRPI1016039B1 - Processo, e, composição antimascaramento - Google Patents

Abstract

processo, e, composição antimascaramento compósitos lignocelulósicos são preparados prensando uma mistura de um material lignocelulósico particulado com mdi polimérico, na presença de um agente antimascaramento etoxilado de amina graxa.

Description

PROCESSO, E, COMPOSIÇÃO ANTIMASCARAMENTO

Referência Cruzada Aos Pedidos De Patente Relacionados [001] Este pedido de patente reivindica prioridade ao pedido de patente provisório U.S. no. de série 61/187.379, depositado em 16 de junho de 2009. Campo Técnico [002] Modalidades da presente invenção geralmente dizem respeito a adesivos/aglutinantes de poliisocianato e mais particularmente à produção de compósitos lignocelulósicos que usam tais aglutinantes.

Fundamentos Da Invenção [003] Produtos de placa compósita, tais como aglomerado, fibra de média densidade (MDF), fibra de alta densidade (HDF), e placa de trança orientada (OSB) podem ser usados em muitas aplicações, tais como telhado e chão doméstico, móvel, armários, painéis de porta, armações, e postes de sinalização, como com poucos exemplos. Geralmente, para preparar tais produtos compósitos um substrato lignocelulósico particulado (madeira) é misturado com um aglutinante, e a mistura é colocada em uma esteira ou outra superfície para prensagem. Uma prensa, tal como uma prensa estática ou contínua, pode ter um ou mais cilindros para exercer e/ou receber pressão. Enquanto na prensa, o aglutinante pode ser ativado para se ligar às partículas do substrato juntas. Uma vez curado, o produto compósito pode ser removido da prensa.

[004] Aglutinantes a base de formaldeído dominaram a indústria de madeira compósita. Mas formaldeído é ligado aos riscos de saúde humana. Por exemplo, ele é um poluente interno comum, pode ser tóxico, pode causar reações alérgicas e pode ser um carcinógeno humano. Assim, o uso de formaldeído em produtos de madeira compósita pode ser desencorajado.

[005] Aglutinantes a base de isocianato, particularmente aglutinantes de polifenileno polimetileno poliisocianato (PMDI, ou MDI polimérico), oferecem vantagens sobre os aglutinantes a base de formaldeído. Estas vantagens incluem melhor velocidade de cura, propriedades de resistência física e a umidade da placa superior, a capacidade de se ligar aos materiais lignocelulósicos tendo altos teores de água, e a eliminação do perigo de emissão de formaldeído.

[006] O uso de aglutinantes de MDI polimérico em produto de madeira compósita, entretanto, realmente tem certas desvantagens. Uma desvantagem dos aglutinantes de PMDI é adesão do aglutinante ao cilindro. Uma outra desvantagem dos aglutinantes de PMDI é o acúmulo de produtos de reação do aglutinante na prensa plana ou, quando usado, uma superfície da matriz. O desenvolvimento de superfícies de matriz decorativas pode ser particularmente problemático, uma vez que se acumulará a um ponto onde "mascarará" a superfície decorativa no produto compósito. A matriz então é inútil e terá que ser removida para limpeza. Este processo de limpeza é caro e significativamente reduz a produtividade. Para superar estas desvantagens, uma metodologia em camadas evoluiu para evitar desenvolvimento e pegajosidade do aglutinante da placa prensada para a prensa plana. Geralmente, três camadas de substrato tratado com aglutinante são usadas neste método, uma camada de núcleo, e duas camadas de superfície. MDI polimérico é usado para ligar a camada de núcleo e um aglutinante diferente, tal como um aglutinante a base de formaldeído, é usado para ligar as duas camadas de superfície. As três diferentes camadas de partículas de madeira tratadas com aglutinante são postas na prensa antes de curar e deve-se ter cuidado para evitar que partículas tratadas com isocianato (partículas da camada de núcleo) quebrem na camada de superfície e entre em contato com a superfície da prensa.

[007] Agentes de liberação também foram usados para evitar que PMDI ligado aos painéis grudassem no cilindro/superfície da prensa e reduzir formação da superfície (mascaramento). Agentes de liberação externos podem ser aplicados à superfície da prensa e/ou à superfície da massa de particulado de madeira tratada com aglutinante antes que a prensagem aconteça.

Alternativa ou adicionalmente, um agente de liberação interno pode ser misturado com o aglutinante e/ou a massa particulada de volume. Embora útil, a tecnologia de agente de liberação não é confiável o suficiente para permitir o uso industrial em grande escala de PMDI em camadas de superfície de placas compósitas prensadas. Agentes antiligação também foram empregados para tentar eliminar adesão ou mascaramento induzido por PMDI. Geralmente, uma camada muito fina de um agente antiligação, tal como um agente antiligação a base de silicone ou de silício é revestido e cozido na prensa plana/superfície da matriz. Em muitos casos, o agente antiligação resultou em liberação aceitável, mas cilindro/matriz de mascaramento ainda é uma preocupação.

[008] Infelizmente, o uso de agentes de liberação e agentes antiligação não resultou no uso em grande escala de aglutinantes a base de PMDI em camadas de superfície. Além disso, ainda há uma perda na produtividade e assim efetividade de custo devido à necessidade de interromper repetidamente a produção para limpar prensas planas e/ou matrizes. Assim, ainda há uma necessidade de maneiras para reduzir adesão de PMDI e formação de produto de reação nas prensas planas e mascaramento das superfícies da matriz.

Sumário Da Invenção [009] Modalidades aqui descritas fornecem um processo de aplicar um agente antimascaramento entre um substrato de compósito lignocelulósico e uma superfície de prensagem, o agente antimascaramento compreendendo mais que cerca de 50 % em peso do agente antimascaramento total de um alcoxilado de amina graxa tendo grupos hidroxila livres; e aplicando pressão ao substrato de compósito lignocelulósico usando a superfície de prensagem. [0010] Outras modalidades fornecem uma composição antimascaramento para aplicar a uma superfície de pressão de um aparelho para mascarar artigos lignocelulósicos compósitos, a composição antimascaramento tendo um carreador líquido e um agente antimascaramento dispersado no carreador líquido, o agente antimascaramento tendo um componente de alcoxilado de amina graxa com grupos hidroxila livres. Descrição Resumida Dos Desenhos [0011] Figura 1 é um gráfico que mostra os resultados de mascaramento de matriz simulada de acordo com uma modalidade da presente invenção.

Descrição Detalhada [0012] De acordo com uma modalidade da presente invenção, um processo para produzir artigos de compósito lignocelulósico modelado ligado ao adesivo pode ser repetido uma pluralidade de vezes antes de uma ou mais superfícies de prensagem precisarem ser limpas. Superfícies de prensagem não precisam ser limpas frequentemente em virtude de a formação de isocianato-aglutinante e/ou tais produtos de reação do aglutinante na superfície ou superfícies de prensagem ser reduzida. Esta redução é devido à presença de um tipo particular de agente antimascaramento. Como tal, aglutinantes de MDI poliméricos podem ser usados tanto nas camadas de superfície quanto nas camadas de núcleo do artigo compósito.

[0013] Geralmente, para preparar um artigo compósito lignocelulósico modelado ligado ao adesivo de acordo com uma modalidade do processo da invenção um substrato lignocelulósico é combinado com um componente adesivo de isocianato polifuncional. O substrato tratado com adesivo pode ser formado em uma forma desejada para prensar uma forma de placa retangular como esta. Em virtude de a superfície do substrato tratado com MDI polimérico poder entrar em contato com as superfícies de prensagem, tal como um cilindro ou matriz, uma modalidade de um agente antimascaramento pode ser aplicada a uma ou mais superfícies de prensagem, a superfície exposta do substrato tratado com adesivo, ou ambas. O agente antimascaramento aqui descrito inclui certas aminas graxas alcoxiladas, em particular aminas graxas etoxiladas, tal como compostos etoxilados de amina de sebo. Estes agentes antimascaramento resultam em melhorias de processamento significativas e vantagens sobre os sistemas de liberação atualmente disponíveis.

[0014] Uma vez que uma modalidade do agente antimascaramento é aplicada, as superfícies de prensagem prensam o substrato tratado com adesivo em condições que são adequadas para curar o adesivo e ligar as partículas lignocelulósicas do substrato juntas. Daí em diante o artigo acabado, tal como uma placa, é removido da prensa e o processo pode ser repetido inúmeras vezes antes que seja necessário interromper a produção para limpar as superfícies de prensagem.

[0015] O substrato para produzir um artigo compósito pode ser qualquer substrato lignocelulósico adequado para a produção de artigos compósitos modelados ligados por prensa. Por exemplo, o substrato lignocelulósico pode ser um ou mãos de madeira, tanto de uma única espécie de madeira quanto de uma combinação de diferentes espécies de madeira; produtos agrícolas, tais como cascas de nozes, palha (por exemplo, arroz, trigo e cevada), linho, bagaço, cascas de grãos de cereais e talos de plantas; e produtos lignocelulósicos reciclados, tais como aglomerado pré- ou pós-consumidor, fibra de média densidade (MDF), fibra de alta densidade (HDF), placa de trança orientada (OSB), e papel rasgado, embora modalidades não sejam limitantes destes exemplos. Independente do tipo de substrato, o substrato é normalmente fornecido como partículas de forma e tamanho adequados. Forma da partícula pode ser qualquer forma incluindo formas regulares e irregulares. Por exemplo, partículas podem ser, sem limitação, fibras, discos, esferas, lascas, flocos, tiras, pastilhas, arranjos, stendos, serragem, palha, talos, e combinações destes. Em algumas modalidades o substrato particulado pode ser uma mistura complexa de partículas de diferentes formas.

[0016] Além disso, partículas podem ser de qualquer tamanho adequado, mas elas são tipicamente muito menores no tamanho que o artigo compósito final. Em algumas modalidades, as partículas são menores que 5 micrômetros de diâmetro (da forma medida no maior eixo da partícula) a 20 cm de diâmetro, embora modalidades não sejam assim limitadas. Na prática, o substrato particulado pode ser uma mistura complexa de tamanhos, bem como uma mistura complexa de formas.

[0017] Em uma modalidade particular, o substrato inclui lascas de madeira que são maiores em um eixo que no outro. Estas partículas algumas vezes podem ser referidas como discos, tiras ou fibras. As lascas de madeira podem ser produzidas correndo pedaços maiores de madeira através de um fatiador de madeira. Em algumas modalidades as lascas de madeira são, em média, de 1 cm a 10 cm de comprimento (eixo longo) e de 1 mm a 5 mm de espessura. Geralmente, lascas de madeira são a matéria-prima de madeira predominante usada para fabricar OSB.

[0018] Em uma outra modalidade particular, o substrato é fibra lignocelulósica, que são fibras e feixes de fibra que foram reduzidas no tamanho de outras formas de lignocelulose. Por exemplo, uma fibra amplamente usada é fibra lignocelulósica refinada, que é produzida amaciando maiores partículas de madeira, tais como lascas e stendos, com vapor e pressão e então mecanicamente triturando a madeira em um refinador para produzir o tamanho de fibra desejado. Modalidades não são limitadas a fibras sendo formadas desta maneira — fibras e feixes de fibra podem ser preparados por qualquer método conhecido de formação de fibra e polpa, tais como, mas sem limitação, meios químicos, mecânicos, químico-mecânico e termo-mecânico. Em uma modalidade, fibras individuais podem ser de 5 micrômetros a 80 micrômetros de diâmetro e de 0,5 mm a 8 mm de comprimento. Além disso, um feixe de fibra pode incluir pelo menos 100 fibras individuais, embora modalidades não sejam assim limitadas. Um tipo de substrato fibroso é a matéria-prima predominante usada na fabricação de placa de fibra.

[0019] Em algumas modalidades do substrato, o material lignocelulósico é o único substrato usado, e em uma modalidade particular somente uma espécie de madeira é usada de uma vez. Mas modalidades do substrato não são limitadas aos materiais lignocelulósicos somente — em algumas modalidades um ou mais materiais lignocelulósicos são combinados com materiais não lignocelulósicos. Materiais adequados não lignocelulósicos incluem, sem limitação, resíduos de carpete triturado, grânulos de borracha, partículas trituradas de materiais de espuma orgânica, particulados inorgânicos, e combinações destes. Como os materiais lignocelulósicos, os materiais não lignocelulósicos podem ser processados para formar lascas, flocos, fibras, tiras, pastilhas, apara, stendos, serragem, palha, talos, e qualquer outra forma usada. Em modalidades onde o substrato é material lignocelulósico e não lignocelulósico combinado, prefere-se que o substrato lignocelulósico seja o substrato predominante em peso, embora modalidades não sejam assim limitadas e o material não lignocelulósico pode ser o substrato predominante em peso.

[0020] Algumas vezes o substrato é seco antes de ser usado para preparar um material compósito. Por exemplo, se o nível de umidade do substrato for muito alto, ele pode interferir com o desempenho do adesivo. Em algumas modalidades, um nível de umidade do substrato adequado pode ser entre 20 % e 2 % em peso ou entre 14 % e 5 % do material lignocelulósico. Para alcançar estes níveis de umidade o material lignocelulósico pode ser seco expondo-o a alta temperatura de ar especialmente se o material particulado lignocelulósico for derivado de madeira "verde".

[0021] O adesivo ou aglutinante aplicado ao substrato pode ser qualquer adesivo ou aglutinante que é adequado para ligar materiais lignocelulósicos para formar compósitos. Composições de isocianato polifuncionais que contêm grupos isocianato livres (-NCO) são preferidas, mas modalidades não são limitadas a isto. O termo "polifuncional" engloba composições de isocianato difuncionais e de funcionalidade superior. O termo "livre", com relação a grupos isocianato ou -NCO, denota o grupo químico "-N=C=O" e é diferente de grupos isocianato que são mascarados por grupos de bloqueio (por exemplo, isocianatos "bloqueados"). Isocianatos bloqueados são desnecessários e, em alguns exemplos, eles não são desejáveis ou ainda expressamente excluídos. Com relação à funcionalidade, modalidades de poliisocianatos podem ter uma funcionalidade do grupo isocianato média de 2,0 ou maior. Prefere-se que a funcionalidade do grupo isocianato média varie de 2,0 a 3,0, de 2,5 a 3,0, ou de 2,6 a 2,9, embora modalidades não sejam assim limitadas. Em modalidades particulares, funcionalidades do grupo isocianato média são maiores que 2,1, 2,2, 2,3, 2,4, 2,5, 2,6, 2,7, ou 2,9. Da forma aqui usada, o termo "média" para funcionalidades do grupo, pesos moleculares, e pesos equivalentes são para compostos poliméricos; absolutos são para compostos puros a menos que de outra forma indicado.

[0022] Com relação a grupos isocianato livres, modalidades de poliisocianatos têm concentrações de grupo isocianato livre total (-NCO) que excedem 10 % em peso dos poliisocianatos totais, embora modalidades não sejam limitadas a isto. Em algumas modalidades do poliisocianato, a concentração de grupo isocianato livre total excede 15 % em peso, e em outras modalidades a concentração é 20 % em peso ou maior ou 25 % em peso ou maior. Em uma modalidade particular, o teor de isocianato livre é 31,5 % em peso dos poliisocianatos totais. Em algumas modalidades a composição de poliisocianato pode ser uma única espécie molecular contendo uma pluralidade de grupos isocianato livres, e em outras modalidades a composição de poliisocianato pode ser uma mistura de diferentes espécies moleculares, cada uma individualmente contendo uma pluralidade de grupos isocianato livres.

[0023] Modalidades dos poliisocianatos nas composições de poliisocianato podem ter um peso molecular médio de 100 a 5000. Em algumas modalidades, os poliisocianatos têm um peso molecular médio de 120 a 1800, e em outras modalidades, o peso molecular médio é de 150 a 1000. Ainda em outras modalidades, o peso molecular médio dos poliisocianatos é de 170 a 700, ou de 180 a 500, ou ainda de 200 a 400.

[0024] Poliisocianatos poliméricos usados em modalidades do componente adesivo incluem poliisocianatos aromáticos, tais como p-fenileno diisocianato; m-fenileno diisocianato; 2,4- tolueno diisocianato; 2,6-tolueno diisocianato; naftaleno diisocianatos; dianisidine diisocianato; polimetileno polifenil poliisocianatos; 2,4'-difenilmetano diisocianato (2,4'-MDI); 4,4'-difenilmetano diisocianato (4,4'-MDI); 2,2'-difenilmetano diisocianato (2,2'-MDI); 3,3'-dimetil-4,4'-bifenilenodiisocianato; e misturas dos mesmos. Preferivelmente, pelo menos 80 mols porcento, e mais preferivelmente mais que 95 mol porcento, dos grupos isocianato da composição adesiva de poliisocianato são ligadas diretamente aos anéis aromáticos.

[0025] Dos poliisocianatos aromáticos poliméricos, isômeros de diisocianato de MDI e/ou poliisocianatos poliméricos das séries de MDI (por exemplo, polimetileno polifenil poliisocianatos, que também são conhecidos como PMDI ou MDI polimérico) tendo funcionalidades médias de mais que 2 são especialmente poliisocianatos aromáticos do componente adesivo preferidos. Exemplos de poliisocianato PMDI adesivos RUBINATE® M e poliisocianato RUBINATE® 1840 adequados, ambos disponíveis da Huntsman, The Woodlands, Texas. Poliisocianato RUBINATE® M é uma mistura complexa de isômeros de diisocianato de MDI e oligômeros de funcionalidade superior da série MDI. Este produto de poliisocianato tem um teor de -NCO livre de cerca de 31,5 % em peso e uma funcionalidade média de cerca de 2,7. Outros exemplos de isocianatos adequados incluem misturas de isômeros MDI sozinho ou com polimetileno polifenil poliisocianatos tri e funcionalidades superiores, e os polimetileno polifenil poliisocianatos com funcionalidade tri ou superior em sistema [0026] Em modalidades particulares, os isocianatos da série MDI (ou misturas dos mesmos) têm concentrações de grupo isocianato livre total que excede 10 % em peso, ainda mais preferivelmente que excede 15 % em peso, ainda mais preferivelmente 20 % em peso ou maior, e acima de tudo preferivelmente 25 % em peso ou maior. Estes adesivos de poliisocianato da série MDI tipicamente são líquidos a 25 oC e têm funcionalidades isocianato médias do grupo de mais que 2,2, ainda mais preferivelmente mais que 2,3, ainda mais preferivelmente 2,5 a 3,0, e acima de tudo preferivelmente 2,6 a 2,9.

[0027] Em algumas modalidades do adesivo, MDI polimérico é modificado para ser dispersível em água. Patentes número 3.996.154 e 6.407.196 descrevem métodos para modificar o MDI polimérico para torná-lo dispersível em água e são incorporados aqui pela referência.

[0028] Poliisocianato RUBINATE® 1780 é um exemplo de um MDI polimérico emulsificável; pode ser obtido de Huntsman, The Woodlands, Texas.

[0029] Outros exemplos de poliisocianatos adequados para uso como adesivos incluem prepolímeros e quasipolímeros terminados em isocianato conforme conhecido na tecnologia. Além disso, derivados não prepolímero da série de MDI e di e/ou poliisocianatos (tais como a carbodiimida, uretonimina, e/ou derivados modificados de isocianurato; todos carregando grupos isocianato livres residuais) são todos derivados de isocianato adequados.

[0030] Modalidades particulares do adesivo podem incluir um isocianato aromático e uma quantidade menor de um ou mais poliisocianatos alifáticos. Poliisocianatos alifáticos adequados incluem isoforona diisocianato, 1,6-hexametileno diisocianato, 1,4-cicloexil diisocianato, análogos saturados dos poliisocianatos aromáticos mencionados anteriormente, e misturas dos mesmos. Além disso, o adesivo pode incluir um componente de isocianato aromático e um outro componente adesivo de madeira, tais como misturas de poliisocianato e uma quantidade menor em peso de um ou mais adesivos a base de formaldeído. Ainda em outras modalidades, o adesivo de isocianato pode conter um ou mais catalisadores organometálicos de metal de transição conforme descrito no pedido de patente PCT/US08/64459, que está aqui incorporado pela referência.

[0031] Modalidades do agente antimascaramento incluem um ou mais etoxilados de amina graxa contendo grupos hidroxila livres (-OH). Em algumas modalidades o componente etoxilado de amina graxa é mais que 50 % em peso do peso do agente de mascaramento. Em outras modalidades, o componente etoxilado de amina graxa é mais que 90 % em peso e em uma modalidade particular o etoxilado de amina graxa é o único componente do agente antimascaramento. Nestas modalidades do agente antimascaramento onde o componente etoxilado de amina graxa é menos que 100 % em peso do agente de mascaramento, o restante do agente de mascaramento pode ser composto por qualquer outro um ou mais agentes antimascaramento conhecidos.

[0032] Em uma modalidade, um ou mais etoxilados de amina graxa são aminas terciárias contendo uma pluralidade de ligações de éter tendo a fórmula geral: Em que R é um grupo linear ou ramificado, saturado ou insaturado, alifático tendo de 8 a 40 átomos de carbono; y é um número inteiro de 0 a 30; n é um número inteiro de 2 a 50 e representa grau de alcoxilação; e x é um número inteiro de 1 a 49.

[0033] Na prática, entretanto, o etoxilado de amina graxa pode conter alguns grupos etoxilados de amina secundária residual, além de grupos etoxilados de amina terciária.

[0034] Em algumas modalidades o R grupo tem de 10 a 30 átomos de carbono, em outras modalidades o R grupo tem 10 a 20 átomos de carbono, e ainda em outras modalidades o R grupo tem de 12 a 20 carbonos. Em algumas modalidades, o R grupo é um material que ocorre naturalmente, tais como sebo contendo grupos C14, C16 ou C18 predominantemente reto saturado ou insaturado, ou grupos de coco ou soja.

[0035] Em modalidades onde y á 0, o composto anterior pode ser referido como éter de amina graxa etoxilada.

[0036] Conforme mostrado na fórmula anterior, o etoxilado de amina graxa contém somente óxido de etileno (EO), como o único tipo de unidade de óxido de alquileno na molécula. Em algumas modalidades, entretanto, um ou ambos os grupos EO x e (n-x) podem ser substituídos por um ou mais grupos de óxido de alquileno, tais como óxido de propileno (PO). Entretanto, a quantidade relativa de EO é preferivelmente mais que 50 mols porcento de todas as unidades de óxido de alquileno na molécula, e mais preferivelmente mais que 70 mol porcento, e ainda mais preferivelmente mais que 90 mol porcento. Para preparar o etoxilado de amina graxa, uma molécula base é submetida a etoxilação.

[0037] Etoxilação geralmente requer o uso de um hidróxido de metal alcalino, tais como KOH, NaOH e CsOH. Tais hidróxidos de metal alcalino podem ser deixados como são ou neutralizados com ácidos fracos, especialmente ácidos carboxílicos, tais como ácidos acético ou lático, para formar um sal. Em algumas modalidades a molécula base submetida a etoxilação é uma amina primária graxa tendo a estrutura R-NH2. Em outras modalidades a molécula base pode ser um ou mais derivados de uma amina graxa, tais como diaminas graxas tendo a estrutura R-NH-(CH2)3-NH2; triaminas graxas tendo a estrutura R-NH-(CH2)3-NH-(CH2)3-NH2; e fatetraminas graxas tendo a estrutura R-NH-(CH2)3-NH-(CH2)3-NH-(CH2)3-NH2, em que os grupos R são da forma discutida anteriormente.

[0038] Independente do tipo de molécula base, o número de unidades EO adicionado a cada equivalente N-H individual da amina graxa de partida ("razão de etoxilação ") é preferivelmente de 2 a 50, mais preferivelmente 2 a 25, e ainda mais preferivelmente 3 a 20. Em uma monoamina de sebo existem dois equivalentes N-H. Em uma tetramina de sebo existem 5 equivalentes N-H.

[0039] Exemplos de etoxilados de amina graxa adequados onde y = 0 e R = sebo são listados na tabela 1, a seguir. A fórmula geral para tais etoxilados de amina graxa é: H (OCH2CH2X - N-( CH2CH2O) n-xH

I sebo TABELA 1 [0040] Exemplos de aminas terciárias etoxiladas disponíveis da Huntsman [0041] Exemplos adicionais de etoxilados de amina graxa adequados são listados Tabela 2, a seguir. Nestes exemplos, y = 0, mas R não é necessariamente sebo. ______________________________TABELA 2________________________________ [0042] Ainda mais exemplos de etoxilados de amina graxa adequados são mostrados nas tabelas 3 e 4. Nestes exemplos y / 0 e R é sebo na tabela 3 e uma variedade (isodecila, octadecila) de grupos na tabela 4. Estes etoxilados de amina graxa também podem ser referidos como éter de amina graxa etoxilado ou ainda éteres de amina etoxilados. TABELA 3 [0043] Certamente, modalidades da presente invenção podem incluir aditivos, tratamentos, ou ambos, mas estes componentes são opcionais e podem ser usados conforme desejado para uma aplicação particular, de fato, a necessidade para, o propósito de e as quantidades apropriadas de cada um dos aditivos ou tratamentos opcionais será percebido pelos versados na tecnologia.

[0044] Exemplos de tipos de aditivos potenciais incluem ceras de grude, agentes de liberação de matriz, polióis, catalisadores de cura, extensores de isocianato (por exemplo, óleos de soja, óleo de semente de linho, lignina, carboidratos, carbonato de propileno), retardantes de chama (por exemplo, tricloroppropil fosfato, polifosfato de amônio, trifenil fosfato), supressores de fumo, água, conservantes de madeira, agentes antifúngicos (por exemplo, borato de zinco), agentes antibacterianos (por exemplo, ácido bórico), pigmentos, corantes, fragrâncias, antioxidantes, absorventes de ultravioleta, espumescente, fibras de reforço, tais como fibras de vidro ou mineral ou natural, esteiras de reforço, materiais de revestimento, resíduo de plástico triturado (um tipo específico de carga orgânica), e combinações destes, embora modalidades não sejam limitadas a isto. Se usado, o aditivo pode ser adicionado junto ao adesivo de poliisocianato ou como uma corrente separada. Exemplos de tratamentos potenciais incluem aplicar um agente antiligação nas superfícies de prensagem, pré-aquecer o substrato lignocelulósico, e a combinação de ambos. Modalidades, entretanto, não são limitadas a esta lista de tratamentos potenciais. Métodos apropriados para usar os aditivos ou tratamento, sua faixa de uso e o processo usado geralmente serão entendidos pelos versados na tecnologia.

[0045] Se cera de grude for usada como um aditivo adicional, ela pode ser aplicada ao substrato lignocelulósico. Tais ceras conferem repelência à água ao produto compósito, não afetando adversamente ao mesmo tempo a estética, resistência ou processamento subseqüente (tal como laminação, impressão ou colagem) do produto compósito. Ceras usadas podem incluir, mas sem limitações, cera solta, cera de parafina, cera de polietileno, cera de polioxietileno, cera microcristalina, cera shellac, cera ozokerita, cera montana, cera emulsificada e combinações destes.

[0046] Em algumas modalidades um agente de liberação externo, agente de liberação interno, ou ambos são utilizados como aditivos ou tratamentos. Agentes de liberação externos são diferentes de agentes de liberação internos em que eles são aplicados na superfície da prensa e/ou na superfície exposta do substrato tratado com aglutinante antes da prensagem. Ao contrário, agentes de liberação de matriz internos são usados na mistura com a massa lignocelulósica ou no adesivo de volume. Assim, a distinção entre agentes de liberação externos e internos é baseada no modo de uso e não na composição química; embora as composições químicas dos agentes de liberação de matriz externo e interno sejam normalmente também diferentes. Existe um número relativamente grande de composições de liberação de matriz interna e externa conhecido na tecnologia e qualquer uma ou combinação delas pode ser usada aqui, se desejado, desde que não interfira com modalidades do agente antimascaramento aqui descrito.

[0047] Em algumas modalidades um ou mais polióis podem ser utilizados como um aditivo. Por exemplo o poliol ou polióis podem ser misturados com o adesivo de isocianato, ou com a massa particulada de volume, ou ambos. Tais polióis podem melhorar taxas de cura e processabilidade de aglutinantes PMDI.

[0048] Exemplos de tais polióis são tos em detalhe no pedido de patente PCT/US08/64459, que está aqui incorporado pela referência.

[0049] Além disso, uma das superfícies da prensa pode ser tratada com um agente antiligação para reduzir pegajosidade do compósito lignocelulósico na prensa. Tal agente antiligação pode compreender composições conhecidas na tecnologia de prensar compósitos lignocelulósicos como sendo efetico na prevenção de pegajosidade na superfície de prensagem. Exemplos de tais agentes antiligação incluem Revestimento CRYSTALCOAT™ MP-313 e SIL VUE® (SDC Coatings, Anaheim, Calif.), revestimento de liberação ISOSTRIP® 23 (Huntsman, The Woodlands, TX), aminoetilaminopropiltrimetoxisilano (Dow Corning Corporation, Midland, MI), e similares. Em algumas modalidades, um agente antiligação pode ser cozido na prensa plana/superfície da matriz. Para fazer isto, primeiro a superfície é limpa da sujeira, pó e graxa; então de cerca de 10 a 300 micrômetros de uma solução do agente antiligação são aspergidos na superfície, e por último a superfície é cozida em mais que 300 °F (149 °C) por cerca de 1 a 4 horas.

[0050] A prensa utilizada em uma modalidade da presente invenção pode ser qualquer prensa conhecida (por exemplo, usada na fabricação de artigos lignocelulósicos compósitos) ou aparelho similar. Por exemplo, a prensa pode ser uma prensa estática, uma prensa de modo de lote ou uma prensa contínua. Tipicamente uma prensa tem uma ou mais superfícies de prensagem. A superfície ou superfícies de prensagem podem ser qualquer superfície adequada, mas na indústria estas superfícies são tipicamente superfícies de metal, tais como placas ou matrizes de coifa de aço inoxidável. Para aumentar a vida da superfície de prensagem devido ao desgaste, abrasão, corrosão, etc., um revestimento e/ou tratamento, tais como cromo, níquel, níquel-cobalto, diamante-cromo, níquel-politetrafluoretileno, níquel-nitrito de boro ou nitrito de titânio pode ser aplicado na superfície de prensagem. A superfície ou superfícies de prensagem, seja revestida, tratada ou não, entra em contato e comprime o substrato tratado com adesivo.

[0051 ] Para tratar o substrato particulado, um componente adesivo de poliisocianato é adicionado ou aplicado ao substrato por qualquer meio conhecido na tecnologia. Por exemplo, em muitas aplicações o adesivo é aspergido no substrato, tais como por aspersão em massa usando bicos de aspersão ou girando discos do poliisocianato. Com métodos de aplicação por aspersão o adesivo pode ser uniformemente distribuído em toda a massa de partículas do substrato. Outros métodos de aplicar adesivo de poliisocianato líquido ao substrato lignocelulósico incluem misturas na linha de sopro e mistura rotatória. A mistura pode ser facilitada usando defletores e/ou pás em um misturador.

[0052] Normalmente, o adesivo é aplicado ou adicionado na forma líquida, tanto em massa quanto como uma emulsão em água, embora modalidades não sejam assim limitadas. O adesivo, geralmente, e em particular um adesivo de poliisocianato, pode ser aplicado ao substrato na quantidade de 0,5 % a 10 %, ou de 1 % a 8 %, ou ainda de 2 % a 6 % em peso com relação ao peso do substrato lignocelulósico não tratado. Isto é, o adesivo pode ser adicionado ao substrato da forma usada no processo de fabricação do compósito— depois de qualquer operação de secagem desejada e antes de aplicar qualquer adesivo ou aditivo opcional ao substrato.

[0053] O substrato tratado com adesivo pode então ser formado em uma forma que aproxima da do artigo compósito final. Por exemplo, o substrato tratado com adesivo pode ser espalhado levemente em uma superfície de formação tendo uma forma, tais como um retângulo. Tais superfícies de formação incluem esteiras, temas, placas de coifa, matriz, e cintos de formação. Em algumas modalidades estes tipos de superfícies são pré-tratadas com um agente de liberação de matriz externo para facilitar a liberação do artigo compósito depois que ele foi preparado. Em outras modalidades, o substrato tratado com adesivo é espalhado em um material de revestimento, uma placa, ou um outro tipo de superfície que ficará permanentemente ligado ao compósito final durante a prensagem. Em algumas modalidades, o substrato particulado lignocelulósico é pré-aquecido antes ou durante a modelagem ou formação. Fontes de calor para tal pré-aquecimento incluem microondas, radio frequência, irradiação infravermelho, ar quente ou vapor, embora modalidades não sejam assim limitadas.

[0054] Notavelmente, o componente adesivo de poliisocianato pode ser usado em toda a seção transversal dos artigos compósitos. Isto é, um diferente aglutinante ou adesivo não é requerido para as camadas de superfície. Assim, modalidades do processo são simplificadas e permitem a disposição em camadas do substrato para obter uma orientação desejada de partículas lignocelulósicas. Sem a necessidade de um diferente adesivo para as camadas de superfície, a quantidade de substrato tratado com adesivo que é espalhado na superfície de formação pode ser relacionada à espessura e densidade da placa compósita final, conforme um versado na tecnologia pode perceber. Além disso, a quantidade de substrato tratado com adesivo também pode depender do tipo de substrato usado e das condições de prensagem, que também podem ser percebidos por um versado.

[0055] O agente antimascaramento pode ser aplicado, em algumas modalidades, à superfície exposta do substrato tratado com adesivo e em outras modalidades ele pode ser aplicado a uma ou mais superfícies de prensagem. Ainda em outras modalidades, o agente antimascaramento pode ser aplicado tanto ao substrato exposto tratado com adesivo quanto à superfície ou superfícies de prensagem. O agente antimascaramento pode ser aplicado aos componentes a não ser a superfície ou superfícies de prensagem, tais como temas de formação ou outros componentes que não são parte da prensa.

[0056] Se o agente antimascaramento for um líquido ou sólido de baixa fusão ele pode ser aplicado como é. Existe uma preferência, entretanto, por dispersar o agente antimascaramento em um carreador líquido como uma solução ou suspensão. Geralmente, soluções são desejadas sobre suspensões. Um exemplo de um carreador líquido é água. Mas modalidades de carreadores líquidos não são limitadas a água — qualquer carreador adequado pode ser usado incluindo certos compostos contendo hidroxila líquida de quatro carbonos ou menos e misturas dos mesmos. Alguns exemplos de tais compostos contendo hidroxila incluem álcool metílico, álcool etílico, álcool propílico, etileno glicol, propileno glicol, dietileno glicol, e glicerol para citar poucos. Em uma modalidade particular o carreador pode ser uma mistura de água e uma quantidade menor de composto contendo hidroxila líquido. Sem ficar preso à teoria, acredita-se que nesta modalidade, o composto contendo hidroxila líquido aumenta a solubilidade do ingrediente antimascaramento ativo em água. A concentração de agente antimascaramento no carreador líquido pode ser a maior possível, permitindo ainda propriedades de aplicação adequadas, tais como liquidez e baixa viscosidade. Em algumas modalidades, a concentração em peso de agente antimascaramento no carreador líquido será entre 2 % e 40 %, tais como entre 5 % e 15 %, por exemplo cerca de 10 %. Se um carreador líquido for usado, o peso de tal carreador não é considerado parte do peso do agente antimascaramento em virtude de o carreador não ser um ingrediente ativo.

[0057] O agente antimascaramento pode ser aplicado a uma superfície por qualquer método adequado, tais como por aspersão. Independente do método de aplicação, superfícies tratadas com o agente antimascaramento são geralmente completa e uniformemente revestidas. Por exemplo, em algumas modalidades o agente antimascaramento ativo (peso do carreador não está incluído) pode ser aplicado a cada raiz quadrada da superfície particular de 0,01 gramas a 2,0 gramas, mas mais preferivelmente de 0,1 gramas e 1 grama, embora modalidades não sejam limitadas a isto. Em alguns casos o agente antimascaramento pode ser seco antes do processamento adicional.

[0058] Para preparar o artigo compósito final, a superfície de formação (com o substrato tratado com adesivo nele) é transportado para a prensa. Geralmente, a superfície de prensagem(s) aplica pressão adequada ao substrato para obter a espessura do compósito desejada. Em algumas modalidades calor e/ou umidade são aplicados ao substrato enquanto ele é prensado. Calor pode ser aplicado por qualquer meio convencional, mas em muitas aplicações industriais ele é fornecido por uma superfície ou superfícies de prensagem quente. Calor também pode ser fornecido por injeção de vapor ou por uma combinação de injeção de vapor e superfícies de prensagem quentes. Da mesma maneira, umidade pode ser fornecida por qualquer meio conhecido incluindo injeção de vapor pela prensa ou aspergindo um polvilho de água no substrato lignocelulósico tratado com adesivo formado a medida em que entra na prensa. Modalidades, entretanto, não são limitadas a estes exemplos.

[0059] Sem ficar preso à teoria, acredita-se que a cura do adesivo de poliisocianato é predominantemente pela reação ativada por calor de grupos isocianato livres (-NCO) do adesivo com umidade no substrato particulado lignocelulósico. Consequentemente, ligações de ureia são produzidas e possivelmente também ligações de biureto, que aumentam o peso molecular e finalmente reticulam o adesivo. Também existem reações que quimicamente ligam o adesivo ao material lignocelulósico, tais como reações entre grupos -NCO livres e funcionalidade hidroxílica e/ou amínica presentes na madeira. Condições da prensa, incluindo calor e umidade, podem variar consideravelmente dependendo da espessura do compósito, do tipo de matéria-prima particulada usada, do tipo e nível de adesivo de poliisocianato usado, requerimentos de densidade e qualidade de superfície, e da presença e nível de quaisquer aditivos. Normalmente, condições da prensa são selecionadas de maneira a promover a cura do adesivo de poliisocianato e ligação das partículas lignocelulósicas juntas, de maneira tal que o compósito resultante tenha propriedades físicas desejáveis.

[0060] Pressões típicas usadas no ciclo de prensagem são entre 5 e 70 bars, mas mais tipicamente de 10 a 50 bars. Em uma modalidade, a pressão usada no ciclo de prensagem é de 15 a 40 bars. Tempos de residência na prensa podem ser entre 4-20 segundos/mm de espessura do produto, preferivelmente de 5-16 segundos/mm, mais preferivelmente de 6-14 segundos/mm, e ainda mais preferivelmente de 7-12 segundos/mm de espessura do produto. Temperaturas da prensa (isto é, as temperaturas na superfície de prensagem, tais como temperaturas no cilindro) podem ser de 50 °C a 250 oC, mas mais preferivelmente de 70 °C a 230 °C, ainda mais preferivelmente de 90 oC a 220 °C, e ainda mais preferivelmente de 100 oC a 210 °C. Embora as pressões, tempos de residência e temperaturas mencionados anteriormente sejam típicos e/ou preferidos, as modalidades não são limitadas a isto.

[0061] Uma outra consideração do processo é produção da prensa, ou a quantidade de artigos compósitos produzidos pela prensa por unidade de tempo. Fabricantes buscam um equilíbrio entre a necessidade de alta produção e cura adequada. De maneira a alcançar este equilíbrio o ciclo da prensa é frequentemente programado de maneira tal que a taxa de pressão estabelecida, a temperatura, e a duração da prensagem sejam otimizados para cada tipo de produto. O ciclo de prensagem pode ser complexo e pode ter mais que uma pressão máxima.

[0062] Depois que a prensagem é completa, o artigo lignocelulósico compósito é liberado das superfícies de prensagem. Em modalidades onde o artigo foi preparado usando um adesivo a base de poliisocianato em toda a seção transversal do produto, esta liberação foi inesperada e surpreendentemente fácil. Assim, artigos compósitos lignocelulósicos podem ser produzidos usando um adesivo de poliisocianato como o único adesivo se um agente antimascaramento etoxilado de amina graxa for usado. Esta combinação torna o processamento dos substratos lignocelulósicos compósitos mais simples e mais econômico em virtude de facilitar o uso de aglutinantes de MDI polimérico nas camadas de superfície do compósito, bem como na camada de núcleo. Além disso, o agente antimascaramento etoxilado de amina graxa é particularmente efetivo fornecendo menor desenvolvimento (ou mascaramento) nas superfícies de prensagem. Assim, o número de cargas da prensa (quantidade de substrato tratado com poliisocianato) antes que seja necessário limpar as superfícies de prensagem é maior. Também se acredita que os agentes antimascaramento de amina graxa etoxilada de acordo com o processo da invenção podem fornecer memória adequada e não podem prejudicar as qualidades da superfície do produto compósito (tais como capacidade de pintar e cor). EXEMPLOS: Exemplo 1 Procedimento experimental: Mascaramento da matriz simulada [0063] O teste foi completo para avaliar as propriedades "antimascaramento" da amina graxa etoxilada. Para fazer isto, painéis de madeira compósita foram prensadas em suporte de chapa de metal para simular o mascaramento da matriz. As madeiras compósitas foram preparadas de um substrato de flocos de pinha amarela do Sul (Pinus sp.) medindo cerca de 100 mm x 500 mm x 1 mm de dimensão. O substrato foi tratado com 6 % em peso de metileno difenil diisocianato polimérico RUBINATE® M e 0,9 % de acelerador de produto de madeira 25010, ambos disponíveis da Huntsman. O substrato tratado com adesivo foi formado em 30 x 30 cm de esteiras e coberto com quatro materiais de suporte de chapa de níquel finos medindo cerca de 13 x 13 cm cada. As esteiras de madeira compósita formadas foram aspergidas com 6,0 gramas (em uma concentração de 20 porcento de sólidos) de uma cera de liberação de parafina, produtos AQUIFER® 539, da BYK USA Inc. Daí em diante, dois conjuntos de esteiras foram aspergidos com 6,0 gramas (em uma concentração de 20 porcento de sólidos) de um agente antimascaramento e um conjunto de esteiras (o conjunto de controle) não foi aspergido com nenhum agente antimascaramento. O agente antimascaramento aspergido em um conjunto de esteiras foi etoxilado de amina graxa SURFONIC® T-20 da Huntsman e o agente antimascaramento aspergido no outro conjunto de esteiras foi Release'n Clean SF0520-40, um sabão a base de agente de liberação da Valspar Corporation. Uma série de 40 painéis foi prensada a uma densidade def 42 lb/pé cúbico (0,67 g/cm3) com o suporte de chapa de metal colocado na superfície da esteira e configurado em uma matriz 2 por 2 (4 peças totais, duas linhas e duas colunas) em uma prensa aquecida a 335 oF (168°C) a cerca de 400 psi (375kPa) de força de compressão. Depois da prensagem, o suporte de chapa foi removido do painel formado e pesado com um equilíbrio analítico a 0,0001 gramas. Referindo-se à figura 1, a capacidade antimascaramento dos dois agentes antimascaramento comparada ao controle é mostrada. Geralmente, o desenvolvimento foi calculado subtraindo o peso original do suporte de chapa metálica de seu peso depois da prensagem e o desenvolvimento por número de prensagem foi registrado. Conforme observado no gráfico, a série de controle (diamantes) apresentou mascaramento da matriz, que aumentou com cada prensagem subsequente. Ao contrário, a série de teste tendo as esteiras de produto sabão Release'n Clean (triângulos) apresentou menos mascaramento da matriz comparado ao controle. Mas as outras séries de teste, com esteiras aspergidas com etoxilado de amina graxa SURFONIC® (quadrados), não apresentou nenhum mascaramento da matriz do suporte de chapa metálica, indicando que pelo menos 40 substratos sucessivos podem ser processados antes da limpeza da superfície de prensagem. Embora a presente invenção tenha sido descrita com relação a um número limitado de modalidades, versados na tecnologia perceberão inúmeras modificações e variações nelas. Pretende-se que as reivindicações em anexo cubram todas tais modificações e variações e caiam no verdadeiro espírito e escopo desta presente invenção.

REIVINDICAÇÕES

Claims (16)

1. Processo, caracterizado pelo fato de que compreende: aplicar um agente antimascaramento a um substrato de compósito lignocelulósico, uma superfície de prensagem, ou ambos, o agente antimascaramento compreendendo mais que 50 % em peso do agente antimascaramento total de um alcoxilado de amina graxa tendo grupos hidroxila livres; e aplicar pressão ao substrato de compósito lignocelulósico usando a superfície de prensagem.

2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o substrato de compósito lignocelulósico é formado tratando um substrato lignocelulósico com uma composição de isocianato polifuncional compreendendo mais que 50 % em peso da composição de isocianato polifuncional total de um isocianato polifuncional tendo grupos isocianato livres.

3. Processo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o agente antimascaramento tem a fórmula geral: em que R é um grupo Cs a C40 linear ou ramificado, saturado ou insaturado alifático, y varia de 0 a 30, n varia de 2 a 50, e x varia de 1 a 49.

4. Processo, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o agente antimascaramento tem a fórmula geral: em que R é um grupo alifático Cs a C40 linear ou ramificado, saturado ou insaturado, n varia de 2 a 50, e x varia de 1 a 49.

5. Processo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que aplicar o agente antimascaramento compreende formar uma solução do agente antimascaramento em um carreador líquido selecionado do grupo que consiste em água, um composto contendo hidroxila líquido tendo 1 a 4 átomos de carbono, e misturas dos mesmos.

6. Processo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que ainda compreende repetir e aplicar um agente antimascaramento e aplicar pressão ao substrato de compósito lignocelulósico.

7. Processo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que cada um dos grupos alcoxilado do alcoxilado de amina graxa compreende pelo menos 70 mols porcento de óxido de etileno.

8. Processo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que uma razão em mol de óxido de etileno para mols de nitrogênio no alcoxilado de amina graxa varia de 2 a 50.

9. Processo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o alcoxilado de amina graxa é uma amina etoxilada de sebo.

10 . Processo, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o alcoxilado de amina graxa é um etoxilado de amina graxa tendo pelo menos dois grupos hidroxila livres por molécula.

11 . Processo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que aplicar o agente antimascaramento compreende formar uma solução do agente antimascaramento em um carreador líquido selecionado do grupo que consiste em água, um composto contendo hidroxila líquido tendo 1 a 4 átomos de carbono, e misturas dos mesmos.

12 . Processo, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o agente antimascaramento é aplicado ao substrato de compósito lignocelulósico.

13 . Processo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o substrato lignocelulósico compreende uma pluralidade de camadas lignocelulósicas ligadas por uma composição adesiva de poliisocianato tendo mais que 10 % em peso de grupos isocianato livres, e o alcoxilado de amina graxa é um etoxilado de amina graxa.

14 . Processo, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o etoxilado de amina graxa tem a fórmula geral: em que R é um grupo alifático C§ a C40 linear ou ramificado, saturado ou insaturado, y varia de 0 a 30, n varia de 2 a 50, e x varia de 1 a 49, e o etoxilado de amina graxa é aplicado formando uma solução em um carreador líquido selecionado do grupo que consiste em água, um composto contendo hidroxila líquido tendo 1 a 4 átomos de carbono, e misturas dos mesmos.

15 . Composição antimascaramento para aplicar a uma superfície de pressão de um aparelho para mascarar artigos lignocelulósicos compósitos, caracterizada pelo fato de que a composição antimascaramento compreende: um carreador líquido; e um agente antimascaramento disperso no carreador líquido, o agente antimascaramento compreendendo um alcoxilado de amina graxa tendo grupos hidroxila livres.

16 . Composição antimascaramento, de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo fato de que o agente antimascaramento tem a fórmula geral: em que R é um grupo alifático C§ a C40 linear ou ramificado, saturado ou insaturado, y varia de 0 a 30, n varia de 2 a 50, e x varia de 1 a 49, ou a fórmula geral: H(OCH2CH2)x-N-(CH2CH2O) n.xH I R em que R é um grupo alifático C§ a C40 linear ou ramificado, saturado ou insaturado, n varia de 2 a 50, e x varia de 1 a 49, e o carreador líquido é selecionado do grupo que consiste em água, um composto contendo hidroxila líquido tendo 1 a 4 átomos de carbono, e misturas dos mesmos.