具体实施方式

本文公开了一种木质纤维素复合制品(“制品”)。所述制品可以用于各种应用。此类应用的实例包含但不限于：用于包装；用于家具和橱柜；用于屋顶和地板覆板；用于屋顶、地板和壁板镶板；用于窗框和门框；以及用于网状托架(webstock)，例如用于工程工字梁的网状托架。

在各个实施例中，所述制品可以称为各种形式的工程木质纤维素复合材料，例如工程木材复合材料，如定向刨花板(OSB)；定向刨花材(OSL)；重组木；纤维板，如低密度纤维板(LDF)、中密度纤维板(MDF)和高密度纤维板(HDF)；万花板；碎料板或刨花板；颗粒板(PB)；胶合板；等等。通常，所述制品呈OSB、OSL、PB、重组木、胶合板、LDF、MDF或HDF的形式，更典型地呈PB、MDF、HDF或OSB的形式；然而，应当理解，所述制品可以呈其它工程木材形式，如但不限于本文描述和例示的那些。应当理解，木质纤维素复合制品的名称在本领域中经常可互换地使用。例如，某人可能将复合材料称为OSB，而另一人可能将同一复合材料称为刨花板。

所述制品包含多个木质纤维素片。木质纤维素片可以来源于多种木质纤维素材料。通常，木质纤维素片来源于木材；然而，木质纤维素片可以来源于其它木质纤维素材料，例如来源于甘蔗渣、稻草、亚麻屑、坚果壳、谷物壳等，以及其混合物。如果木材用作木质纤维素材料，则木质纤维素片可以由各种硬木片和/或软木片制成。如玻璃纤维、云母、石棉、橡胶、塑料等呈薄片、纤维或其它微粒形式的非木质纤维素材料也可以与木质纤维素材料混合；然而，此类材料通常不是必需的。

木质纤维素片可以来自多种工艺，如通过将小原木、工业木材残渣、树枝、粗制浆材等粉碎成呈锯末、碎屑、薄片、晶片、线、稀松布、纤维、片材等形式的片。在某些实施例中，木质纤维素片包含通常用于形成OSB、OSL、重组木和颗粒板(PB)的那些片。在其它实施例中，木质纤维素片包含通常用于形成如LDF、MDF和HDF等纤维板的那些片。在又另一个实施例中，木质纤维素片包含通常用于形成胶合板的那些片。应当理解，所述制品可以包含上述材料和/或如线和锯末等片的各种组合。另外，所述制品可以形成为除面板和板以外的形状。

木质纤维素片可以通过各种常规技术产生。例如，纸浆级原木可通过传统的圆木刨片机在一次操作中转化为薄片。可替代地，可以用常规设备将原木和伐木残渣切成约0.5到约3.5英寸长的细小物，然后将细小物在常规的环形刨片机中制成薄片。原木通常在制成薄片之前剥皮。所述制品不限于形成木质纤维素片的任何特定方法。

木质纤维素片的尺寸不是特别关键的。在如用于形成OSB的实施例等某些实施例中，木质纤维素片通常包含平均长度为约2.5到约6英寸、平均宽度为约0.5到约2英寸并且平均厚度为约0.1到约0.5英寸的线。应当理解，根据本领域技术人员所期望的，还可以使用其它尺寸。在这些实施例中的一些实施例中，除了线之外，制品还可以包含其它类型的木质纤维素片，如碎屑。在某些实施例中，通常约1.5英寸宽和约12英寸长的线可以用于制造刨片层积材，而通常约0.12英寸宽和约9.8英寸长的线可以用于制造平行胶合材。在如用于形成碎料板的实施例等某些实施例中，木质纤维素片包含平均长度为约2到约6英寸、平均宽度为约0.25到约3英寸并且平均厚度为约0.005到约0.05英寸的薄片。在如用于形成重组木的实施例等其它实施例中，木质纤维素片包含平均直径在约0.25mm到约20mm、约0.5mm到约15mm或约1mm到约10mm范围内并且长度在几英寸到几英尺长范围内的薄的不规则片。在授予Coleman的美国专利第6,344,165号中描述了关于木质纤维素片(例如稀松布)的合适尺寸和形状以及制造重组木的方法的详细信息，所述美国专利的公开内容以全文引用的方式并入本文中。在又其它实施例中，木质纤维素片是通常用于形成常规PB的木质纤维素片。如果期望产生更适合生产所期望的制品的尺寸，则可以在使用前将木质纤维素片进一步研磨。例如，锤子、翼式搅打器和齿盘磨可以用于形成各种尺寸和形状的木质纤维素片。

木质纤维素片可以具有不同的水分含量，如果存在，水可以用作异氰酸酯反应性组分，这将在下面进一步描述。通常，按100重量份的木质纤维素片计，木质纤维素片具有约1到约20重量份、约2到约15重量份、约3到约12重量份或约5到约10重量份(水)、或介于其间的任何子范围的水分含量。如果存在于木质纤维素片中(和/或上)，则水有助于制品的固化或凝固。应当理解，木质纤维素片可以具有固有的水分含量；或者可替代地，可以在形成制品之前和/或期间，如分别通过润湿或干燥木质纤维素片来将水添加到木质纤维素片或从木质纤维素片中去除，以获得木质纤维素片的期望水分含量。

根据期望形成的制品的类型，木质纤维素片以各种量用于制品中。通常，如在OSB、PB、重组木或MDF应用中，按100重量份的制品计，木质纤维素片以约75到约99重量份、约85到约98重量份、约90到约97重量份或约92到约95.5重量份、或介于其间的任何子范围的量使用。应当理解，根据包含木质纤维素片的水分含量在内的各种因素，所述量可以更高或更低。例如，木质纤维素片的水分含量可以因地理位置、来源等而不同，例如因工厂而不同。

所述制品进一步包含粘合剂体系。在某些实施例中，所述制品包含木质纤维素片和粘合剂体系。在另外的实施例中，所述制品基本上由木质纤维素片和粘合剂体系组成。在又另外的实施例中，所述制品由木质纤维素片和粘合剂体系组成。在其它相关实施例中，所述制品进一步包含添加剂组分。

粘合剂体系安置在木质纤维素片上以用于结合木质纤维素片。“安置在...上”意指粘合剂体系与木质纤维素片的至少一部分接触。所述粘合剂体系包含粘结剂组分和催化剂组分。粘合剂体系可以包含一种或多种另外的组分，如下所述。粘合剂通常由粘结剂组分和催化剂组分形成。应当理解，在许多实施例中，粘结剂组分(例如与水、其自身和/或另一种组分)发生反应，使得它可以仅在制品的形成过程中存在一段时间。例如，在制品的形成过程中，大多数粘结剂组分可以全部反应，使得在形成后几乎没有粘结剂组分残留在制品中。在其它实施例中，成型后制品中可以存在一定量的粘结剂组分。

粘结剂组分通常选自异氰酸酯组分、甲醛树脂、基于蛋白质的粘合剂或其组合。如果使用的话，则异氰酸酯组分通常是聚合二苯基甲烷二异氰酸酯(pMDI)；然而，也可以如下所述使用其它异氰酸酯。如果使用的话，则甲醛树脂通常是脲甲醛(UF)树脂或三聚氰胺UF树脂，然而，也可以使用其它甲醛，例如苯酚甲醛(PF)树脂。如果使用的话，则基于蛋白质的粘合剂通常是基于大豆的粘合剂，然而，也可以使用其它基于蛋白质的粘合剂，例如基于酪蛋白的粘合剂。

通常，粘结剂组分仅在其反应产物固化至最终固化状态以形成粘合剂体系并且因此形成制品之前存在一定量的时间。换句话说，在用于形成制品的组分之间发生反应之后，例如在异氰酸酯组分与异氰酸酯反应性组分之间反应之后，反应产物通常是粘合剂体系的最终固化状态(如下所述)。

可以将粘合剂的组分预混合或组合以形成粘合剂体系，然后可以将粘合剂体系施涂到木质纤维素片。在某些实施例中，粘结剂组分、催化剂组分和任选的一种或多种另外的组分在制品的形成期间单独施涂到木质纤维素片和/或已经存在于其上，而不是预混合并施涂，所有所述的这些将在下文进一步描述。在其它实施例中，将组分中的两种或更多种组分预混合并施涂，例如粘结剂和催化剂组分、催化剂和异氰酸酯反应性组分等。

一旦固化，粘结剂组分通常就将木质纤维素片彼此粘附。例如，异氰酸酯组分和异氰酸酯反应性组分的反应产物可以通过键(例如脲键)将木质纤维素片结合。催化剂组分通常是惰性的，使得所述催化剂组分不是反应产物的一部分(尽管所述催化剂组分可能存在于其中)。在《聚氨酯手册(THE POLYURETHANES HANDBOOK)》(David Randall和Steve Lee编辑,约翰·威利父子公司(John Wiley&Sons,Ltd.)2002)的第397到399页中对木质复合材料的一般粘附机理进行了详细说明，所述文献的公开内容在各个非限制性实施例中通过引用整体并入本文。

在粘结剂组分的第一实施例中，粘合剂体系包含异氰酸酯组分和与异氰酸酯组分具有反应性的异氰酸酯反应性组分的反应产物。异氰酸酯组分通常是具有两个或更多个官能团(例如两个或更多个异氰酸酯(NCO)基团)的聚异氰酸酯。换句话说，异氰酸酯组分可以仅仅是异氰酸酯或异氰酸酯的组合。合适的有机聚异氰酸酯包含但不限于常规的脂族、脂环族、芳脂族和芳族异氰酸酯。在某些实施例中，异氰酸酯组分选自二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、聚合二苯基甲烷二异氰酸酯(pMDI)及其组合。聚合二苯基甲烷二异氰酸酯也可以称为聚亚甲基聚亚苯基聚异氰酸酯。在其它实施例中，异氰酸酯组分是可乳化的MDI(eMDI)。其它合适的异氰酸酯的实例包含但不限于甲苯二异氰酸酯(TDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、萘二异氰酸酯(NDI)及其组合。在具体实施例中，异氰酸酯组分是MDI。在另一个具体实施例中，异氰酸酯组分是pMDI。在另外的具体实施例中，异氰酸酯组分是MDI和pMDI的组合。

在某些实施例中，异氰酸酯组分是异氰酸酯封端的预聚物。异氰酸酯封端的预聚物是异氰酸酯与多元醇和/或聚胺的反应产物。异氰酸酯可以是聚氨酯领域中的任何类型的异氰酸酯，例如一种聚异氰酸酯。如果用于制作异氰酸酯封端的预聚物，则多元醇通常选自乙二醇、二甘醇、丙二醇、二丙二醇、丁二醇、甘油、三羟甲基丙烷、三乙醇胺、季戊四醇、山梨糖醇及其组合。多元醇也可以是下文通过讨论异氰酸酯反应性组分而进一步描述和例示的多元醇。如果用于制备异氰酸酯封端的预聚物，则聚胺通常选自乙二胺、甲苯二胺、二氨基二苯甲烷和聚亚甲基聚亚苯基聚胺、氨基醇及其组合。合适的氨基醇的实例包含乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺及其组合。异氰酸酯封端的预聚物可以由两种或更多种上述多元醇和/或聚胺的组合形成。

异氰酸酯或异氰酸酯封端的预聚物也可以通过在乳化剂的存在下将此类材料与水混合而以水性乳液的形式使用。异氰酸酯组分也可以是改性的异氰酸酯，例如碳二亚胺、脲基甲酸酯、异氰脲酸酯和缩二脲。

其它合适的异氰酸酯包含授予Gismondi等人的美国专利第4,742,113号；授予Mente等人的美国专利第5,093,412号；授予Clarke等人的美国专利第5,425,976号；授予Hsu的美国专利第6,297,313号；授予Thompson等人的美国专利第6,352,661号；授予Mente等人的美国专利第6,451,101号；授予Mente等人的美国专利第6,458,238号；授予Mente等人的美国专利第6,464,820号；授予Mente等人的美国专利第6,638,459号；授予Mente等人的美国专利第6,649,098号；授予Capps的美国专利第6,822,042号；授予Capps的美国专利第6,846,849号；授予Evers等人的美国专利第7,422,787号；授予Lu等人的美国专利第7,439,280号；和授予Mente的美国专利第8,486,523号；以及Savino等人的美国公开第2005/0242459号中描述的异氰酸酯；所述文献的公开内容在各个非限制性实施例中通过引用整体并入本文。

合适的异氰酸酯组分的具体实例可从新泽西州弗洛勒姆帕克的巴斯夫公司(BASFCorporation of Florham Park,N.J.)以商标商购获得，如M、M20、MI、M20SB、M20HB和M20FB异氰酸酯。在一个实施例中，异氰酸酯组分是M20。在另一个实施例中，异氰酸酯组分是M20FB。应当理解，异氰酸酯组分可以包含上述异氰酸酯和/或异氰酸酯封端的预聚物的任何组合。

如果使用的话，则异氰酸酯组分的粘度通常适合于将异氰酸酯组分特定地施涂到木质纤维素片，如通过将异氰酸酯组分喷雾、成雾和/或雾化以将异氰酸酯组分施涂到木质纤维素片。通常，根据ASTM D2196，异氰酸酯组分在25℃下的粘度为约100到约5,000cps、约100到约2,500cps或约100到约1,000cps、或介于其间的任何子范围。不论使用哪种施涂技术，异氰酸酯组分的粘度都应该足以充分涂覆木质纤维素片。

粘合剂体系可以包含异氰酸酯组分和异氰酸酯反应性组分的反应产物。在一个实施例中，异氰酸酯反应性组分是水，其可以例如以预先存在的水分含量(或其一部分)的形式被施涂到木质纤维素片和/或已经存在于木质纤维素片上。在其它实施例中，异氰酸酯反应性组分包含多元醇和/或聚胺。在某些实施例中，异氰酸酯反应性组分包含聚合物多元醇，其也可以称为接枝多元醇。异氰酸酯反应性组分可以包含上述异氰酸酯反应性组分的组合，例如水和多元醇。

通常，如在OSB、PB、重组木或MDF应用中，按100重量份的木质纤维素片计，异氰酸酯反应性组分以约1到约20重量份、约1到约15重量份或约2到约10重量份、或介于其间的任何子范围的量使用。本文所述的量通常基于以下假设：木质纤维素片是完全干燥的，以考虑到木质纤维素片的水分含量的变化。下文描述了更具体的量。如果在异氰酸酯反应性组分中使用水，则所述水可以以这些量或以关于木质纤维素片的水分含量的量存在。

如果使用的话，则多元醇通常选自常规多元醇，如乙二醇、二甘醇、丙二醇、二丙二醇、丁二醇、甘油、三羟甲基丙烷、三乙醇胺、季戊四醇、山梨糖醇及其组合。其它合适的多元醇包含但不限于生物多元醇，如大豆油、蓖麻油、大豆蛋白、菜籽油等及其组合。认为某些多元醇赋予增塑作用和/或成膜性和粘性，其可随压力增加。例如，某些多元醇可以充当增塑剂，尤其是与催化剂组分结合使用。

合适的聚醚多元醇包含但不限于在存在多官能引发剂的情况下通过环状氧化物聚合获得的产物，所述环状氧化物例如环氧乙烷(EO)、环氧丙烷(PO)、环氧丁烷(BO)或四氢呋喃。合适的引发剂化合物包含多个活性氢原子，并且包含水、丁二醇、乙二醇、丙二醇(PG)、二甘醇、三甘醇、二丙二醇、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、甲苯二胺、二乙基甲苯二胺、苯二胺、二苯基甲烷二胺、乙二胺、环己烷二胺、环己烷二甲醇、间苯二酚、双酚A、甘油、三羟甲基丙烷、1,2,6-己三醇、季戊四醇及其组合。

其它合适的聚醚多元醇包含聚醚二醇和三醇，如通过同时或顺序地将环氧乙烷和环氧丙烷加成至二官能或三官能引发剂中而获得的聚氧化丙烯二醇和三醇以及聚(氧化乙烯-氧化丙烯)二醇和三醇。还可以使用以多元醇组分的重量计具有约5到约90重量％的氧化乙烯含量的共聚物，其中多元醇可以是嵌段共聚物、无规/嵌段共聚物或无规共聚物。其它合适的聚醚多元醇包含通过四氢呋喃的聚合反应获得的聚丁二醇。

合适的聚酯多元醇包含但不限于多元醇与多元羧酸的羟基封端反应产物，所述多元醇如乙二醇、丙二醇、二甘醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、1,6-己二醇、环己烷二甲醇、甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇或聚醚多元醇或此类多元醇的混合物，所述多元羧酸尤其是二羧酸或其成酯衍生物，例如琥珀酸、戊二酸和己二酸或其二甲酯癸二酸、邻苯二甲酸酐、四氯邻苯二甲酸酐或对苯二甲酸二甲酯或其混合物。也可以使用通过内酯(例如己内酯)与多元醇结合的聚合获得的聚酯多元醇，或羟基羧酸(例如羟基己酸)的聚合获得的聚酯多元醇。

合适的聚酯酰胺多元醇可以通过在聚酯化混合物中包含氨基醇(如乙醇胺)来获得。合适的聚硫醚多元醇包含通过单独地或与其它二醇、环氧烷、二羧酸、甲醛、氨基醇或氨基羧酸缩合硫代二甘醇而获得的产物。合适的聚碳酸酯多元醇包含通过使二醇(如1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、二乙二醇或四乙二醇)与二芳基碳酸酯(例如碳酸二苯酯)或与光气反应获得的产物。合适的聚缩醛多元醇包含通过使二元醇(如二乙二醇、三乙二醇或己二醇)与甲醛反应制备的那些。其它合适的聚缩醛多元醇还可以通过使环状缩醛聚合来制备。合适的聚烯烃多元醇包含羟基封端的丁二烯均聚物和共聚物，并且合适的聚硅氧烷多元醇包含聚二甲基硅氧烷二醇和三醇。

合适的多元醇的具体实例可从巴斯夫公司(BASF Corporation)以商标商购获得。应当理解，异氰酸酯反应性组分可以包含上述多元醇中的两种或更多种的任意组合。

在使用聚合物多元醇的某些实施例中，聚合物多元醇是接枝多元醇。接枝多元醇也可以称为接枝分散多元醇或接枝聚合物多元醇。接枝多元醇通常包含通过在多元醇(例如聚醚多元醇)中一种或多种乙烯基单体(例如苯乙烯单体和/或丙烯腈单体)和大分子单体的原位聚合获得的产物(即聚合物颗粒)。在一个实施例中，异氰酸酯反应性组分是苯乙烯-丙烯腈(SAN)接枝多元醇。

在其它实施例中，聚合物多元醇选自聚脲(PHD)多元醇、聚异氰酸酯加聚(PIPA)多元醇及其组合。应当理解，异氰酸酯反应性组分可以包含上述聚合物多元醇的任何组合。PHD多元醇通常是通过多元醇中二异氰酸酯与二胺的原位反应形成的，从而得到聚脲颗粒的稳定分散体。PIPA多元醇与PHD多元醇相似，不同之处在于，分散体通常通过二异氰酸酯与链烷胺而不是二胺的原位反应形成，从而在多元醇中得到聚氨酯分散体。所述制品不限于制备聚合物多元醇的任何特定方法。

如果使用的话，则聚合物多元醇可以用作上浆剂的替代物，例如上浆蜡或蜡上浆剂替代物，尤其是一旦形成就赋予制品一定程度的斥水性。例如，石蜡是OSB和OSL应用中常用的蜡上浆剂。在某些实施例中，制品基本上不含蜡组分，例如石蜡。“基本上不含”意指在这些实施例中，按100重量份的木质纤维素片计，蜡组分通常以不大于约5重量份、不大于约2.5重量份、不大于约1.5重量份、或接近或等于0重量份、或介于其间的任何子范围的量存在。在某些实施例中，制品完全不含蜡组分。

聚合物多元醇可以赋予斥水性的一种方法是通过至少部分地涂覆木质纤维素片的表面，从而降低表面的表面张力。聚合物多元醇赋予斥水性的另一种方法是聚合物多元醇至少部分地填充木质纤维素片内和木质纤维素片之间的毛细管，从而为毛细管吸收水提供屏障。进一步地，认为聚合物多元醇减少了在固化以形成反应产物期间或之后在制品内例如在粘合剂内形成微裂缝和/或纳米裂缝的形成。又进一步地，如果此类裂缝已经存在于木质纤维素片中，则聚合物多元醇至少部分地填充此类裂缝，如关于毛细管描述的那样。据信，当制品在使用过程中暴露于湿气时，水的阻塞和裂缝的填充减少了分层和溶胀的问题。进一步认为，这种“填充”主要由于聚合物多元醇的聚合物颗粒而发生。

在各个实施例中，聚合物多元醇包含连续相和不连续相。聚合物多元醇的连续相通常不与异氰酸酯组分混溶，异氰酸酯组分增加了聚合物颗粒对诸如羟基(OH)基团的反应性。一旦反应性基团反应，此类反应性基团还可以在制品中赋予交联。聚合物颗粒在下面进一步描述。

在某些实施例中，聚合物多元醇的多元醇是疏水性多元醇。在具体实施例中，多元醇是疏水性聚醚多元醇。在另一个具体实施例中，多元醇是疏水性聚酯多元醇。疏水性多元醇包含环氧烷。在这些实施例中，按100重量份的疏水性多元醇的环氧烷计，疏水性多元醇通常具有约0到约50重量份、约2到约20重量份、或约5到约15重量份、或介于其间的任何子范围的环氧乙烷(EO)。在其它实施例中，按100重量份的环氧烷计，疏水性多元醇通常具有至少60重量份、至少70重量份、或至少80重量份、或介于其间的任何子范围的环氧丙烷(PO)。因此，在这些实施例中，疏水性多元醇是富含环氧丙烷的多元醇，其赋予疏水性多元醇疏水性，并因此进一步赋予制品疏水性。

在某些实施例中，疏水性多元醇的环氧烷包含EO和PO的混合物。在另一个实施例中，疏水性多元醇的环氧烷仅包含PO，即，疏水性多元醇不包含其它环氧烷，例如EO。在某些实施例中，疏水性多元醇包含本领域已知的其它类型的环氧烷，例如环氧丁烷(BO)，其与PO组合以及任选地与EO组合。疏水性多元醇的环氧烷可以以各种构型排列，例如无规(杂)构型、嵌段构型、封端构型或其组合。例如，在一个实施例中，疏水性多元醇包含EO和PO的杂种混合物。

在某些实施例中，疏水性多元醇末端用EO封端。按100重量份的疏水性多元醇计，疏水性多元醇通常具有约5到约25重量份、约5到约20重量份、或约10到约15重量份、或介于其间的任何子范围的EO的封端。在某些实施例中，EO可以仅存在于末端环氧乙烷封端中；然而，在其它实施例中，EO也可以与PO一起并且任选地与其它环氧烷(例如BO)一起存在于疏水性多元醇的环氧烷中。通常，认为增加疏水性多元醇的PO含量是优选的，以赋予制品增加的疏水性。

合适的疏水性多元醇包含但不限于甘油引发的、三羟甲基丙烷引发的、丙二醇引发的和蔗糖引发的聚醚多元醇及其组合。在一个实施例中，疏水性多元醇是甘油引发的聚醚多元醇。疏水性多元醇的环氧烷通常从疏水性多元醇的相应引发剂部分延伸。

接枝多元醇的不连续相包含聚合物颗粒。如果木质纤维素片中存在微裂缝和/或纳米裂缝，则认为聚合物多元醇的不连续相的聚合物颗粒至少部分地填充了这些裂缝。聚合物颗粒由于其大分子单体成分而通常尺寸较大，即，聚合物颗粒具有微米或更大的尺寸，例如微米或更大的直径。在某些实施例中，聚合物颗粒的平均直径为约0.1到约10微米，或者为约0.1到约1.5微米，或介于其间的任何子范围。在其它实施例中，聚合物颗粒具有小于0.1微米的平均直径，其使聚合物多元醇具有纳米聚合物颗粒。当制品在储存或使用期间暴露于湿气时，阻水和裂缝的填充减少了分层和溶胀的问题。除了填充裂缝外，在某些实施例中，聚合物颗粒与异氰酸酯组分具有反应性，这可以增加制品的内部结合(IB)强度。聚合物颗粒通常包含选自以下的单体的反应产物：苯乙烯(例如α-甲基苯乙烯)、丙烯腈、丙烯酸和甲基丙烯酸的酯、烯属不饱和腈、胺、酰胺及其组合。在某些实施例中，聚合物颗粒包含大分子单体例如具有不饱和度的多元醇的进一步反应，其允许聚合物颗粒的化学结合。在这些实施例中，认为由于与聚合物颗粒连接的反应性基团例如OH基团可以与异氰酸酯组分反应，因此聚合物颗粒可以在制品中赋予交联。还认为，根据聚合物颗粒的特定化学组成，例如由苯乙烯和丙烯腈单体形成的聚合物颗粒，聚合物颗粒可以用作“热熔”粘合剂。

在一个实施例中，聚合物颗粒包含苯乙烯丙烯腈(SAN)共聚物，所述SAN共聚物是苯乙烯单体和丙烯腈单体的反应产物。通常，SAN共聚物具有的苯乙烯与丙烯腈的重量比为约30:70到约70:30、约40:60到约60:40、约45:55到约60:40、约50:50到约60:40、或约55:45到约60:40、或介于其间的任何子范围。在一个实施例中，SAN共聚物具有的苯乙烯与丙烯腈的重量比为约66.7:33.3。在另一个实施例中，聚合物颗粒是脲，其是胺单体和异氰酸酯(NCO)基团，例如二异氰酸酯的NCO基团的反应产物。在又一个实施例中，聚合物颗粒是氨基甲酸酯，其是醇单体和异氰酸酯(NCO)基团，例如二异氰酸酯的NCO基团的反应产物。

通常，按100重量份的聚合物多元醇计，聚合物颗粒以约5到约70重量份、约15到约55重量份、或约25到约50重量份、或介于其间的任何子范围的量存在于聚合物多元醇中。在一个实施例中，按100重量份的接枝多元醇计，聚合物颗粒在聚合物多元醇中的存在量为约65重量份。通常，增加聚合物颗粒的量可以提高制品的斥水性。

聚合物多元醇的分子量通常为约400到约20,000、约500到约10,000、约600到约5,000、或约700到约3,000、或介于其间的任何子范围。在一实施例中，聚合物多元醇的分子量为约730。在另一个实施例中，聚合物多元醇的分子量为约3,000。

其它合适的聚合物多元醇及其制备方法包含授予Grace等人的美国专利第4,522,976号；授予Mente等人的美国专利第5,093,412号；授予Wujcik等人的美国专利第5,179,131号；授予Huang等人的美国专利第5,223,570号；授予Heinemann等人的美国专利第5,594,066号；授予Kratz等人的美国专利第5,814,699号；授予Falke等人的美国专利第6,034,146号；授予Falke等人的美国专利第6,103,140号；授予Chang等人的美国专利第6,352,658号；授予Harrison等人的美国专利第6,432,543号；授予Lorenz等人的美国专利第6,472,447号；授予Harrison等人的美国专利第6,649,107号；和授予Adkins等人的美国专利第7,179,882号，所述美国专利的公开内容在各个非限制性实施例中通过引用并入本文。

合适的聚合物多元醇的具体实例可从巴斯夫公司以商标商购获得，如1365、4600、4650、4800、4815、4830和4850接枝多元醇。在具体实施例中，异氰酸酯反应性组分包含4650。在另一个实施例中，异氰酸酯反应性组分是2086和/或593。异氰酸酯反应性组分可以包含上述聚合物多元醇的任何组合。在《聚氨酯手册》(David Randall和Steve Lee编辑,约翰·威利父子公司2002)的第104和105页中对关于聚合物多元醇的详细信息进行了描述，所述文献在各个非限制性实施例中整体并入本文。

如果使用的话，则聚合物多元醇的粘度通常适合于将聚合物多元醇特定地施涂到木质纤维素片，如通过将聚合物多元醇喷雾、成雾和/或雾化以将聚合物多元醇施涂到木质纤维素片。通常，根据ASTM D2196，聚合物多元醇在25℃下的粘度为约100到约10,000cps、约500到约5,000cps或约500到约3,000cps、或介于其间的任何子范围。不论使用哪种施涂技术，聚合物多元醇的粘度都应该足以充分涂覆木质纤维素片。

如果使用的话，则按100重量份的粘合剂体系计，聚合物多元醇通常以约5到约40重量份、约10到约30重量份、或约15到约25重量份、或介于其间的任何子范围的量使用。异氰酸酯反应性组分可以包含上述多元醇、聚合物颗粒和/或聚合物多元醇的类型的任何组合。

如果将异氰酸酯组分用作粘结剂组分，则粘合剂体系可以进一步包含与聚合物多元醇中的多元醇不同的辅助多元醇。用作辅助多元醇的合适的多元醇如异氰酸酯封端的预聚物中所述。辅助多元醇可以用于多种目的。例如，可以利用具有较高官能度的辅助多元醇(相对于聚合物多元醇的多元醇)来提供额外的与异氰酸酯组分反应的反应性基团，或者可以利用辅助多元醇来增加或降低粘合剂体系的粘度。辅助多元醇可以以各种量使用。

在粘结剂组分的第二实施例中，粘合剂体系的粘结剂组分包含UF树脂、苯酚甲醛(PF)树脂或三聚氰胺UF(MUF)树脂或其组合。PF树脂可以是本领域中的任何类型。类似地，UF树脂可以是本领域中的任何类型的UF树脂或三聚氰胺UF树脂。合适等级的UF树脂和三聚氰胺UF树脂可从如俄勒冈州斯普林菲尔德的瀚森特种化学公司(Hexion SpecialtyChemicals Inc.of Springfield,Oreg)等许多供应商商购获得。合适的UF树脂的具体实例是来自翰森(Hexion)的Casco-Resin F09RFP。

在粘结剂组分的第三实施例中，粘合剂体系的粘结剂组分是基于大豆的粘合剂。基于大豆的粘合剂通常包含可以被改性或可以未被改性的大豆粉。基于大豆的粘合剂可以呈分散体的形式。大豆可具有各种官能团，如赖氨酸、组氨酸、精氨酸、酪氨酸、色氨酸、丝氨酸和/或半胱氨酸。如果存在的话，则按大豆本身计，每种基团可以在约1重量％到约8重量％的范围内。在某些实施例中，大豆粉可以与如PF、UF、pMDI等共聚。在以下文献中描述了合适的基于大豆的粘合剂：《木材粘合剂2005(Wood adhesives 2005)》:2005年11月2-4日...美国加利福尼亚州圣地亚哥(San Diego,Calif.,USA).威斯康星州麦迪逊(Madison,Wis.):林产品学会(Forest Products Society),2005:ISBN:1892529459:第263-269页；所述文献在各个非限制性实施例中通过引用整体并入。

在某些实施例中，基于大豆的粘合剂包含聚酰胺胺-表氯醇(PAE)树脂和大豆粘合剂的组合。PAE树脂和大豆粘合剂可以以各种比率使用，通常存在的大豆粘合剂的量相对于PAE树脂的量更大。合适等级的PAE和大豆粘合剂可从特拉华州威尔明顿的赫尔克里士公司(Hercules Incorporated of Wilmington,Del.)商购获得，如PTV D-41080树脂(PAE)和PTV D-40999大豆粘合剂。在一个实施例中，粘结剂组分包含上述PAE树脂和大豆粘合剂的组合。

通常，如在OSB、PB、重组木或MDF应用中，按100重量份的木质纤维素片计，粘结剂组分以约1到约25重量份、约1到约20重量份、约1到约15重量份、约2到约10重量份、约5到15重量份、约5到10重量份或约5到12重量份、或介于其间的任何子范围的量使用。

在某些实施例中，按100重量份的木质纤维素片计，异氰酸酯组分以约1.4到约10.5重量份、2到约3重量份、约2.25到约2.75重量份或约2.5重量份、或介于其间的任何子范围的量使用。在另一个实施例中，按100重量份的木质纤维素片计，UF、PF和/或MUF树脂以约5到约10重量份、约5到约12重量份或约5到约15重量份、或介于其间的任何子范围的量使用。在另一个实施例中，按100重量份的木质纤维素片计，基于大豆的粘合剂以约7到约8重量份、或介于其间的任何子范围的量使用。通常，当使用太少的粘结剂组分时，所得制品不具有商业上成功所需的必要物理性能。同样，当使用过多的粘结剂组分时，制造制品的成本通常会增加，超出使用这种量的粘结剂组分所带来的任何好处。

所述粘合剂体系还包含催化剂组分，使得所述制品进一步包含安置在所述多个木质纤维素片上的催化剂组分。“安置在...上”意指催化剂组分与木质纤维素片的至少一部分接触。应当理解，在制造期间可以存在各种形式的制品，如湿/未固化状态到干/固化状态。制品的“湿”形式也可以称为块料、供应料(furnish)或毡；而“干”形式通常是制品的最终形式，如PB、OSB等。应当理解，制品的最终形式可以具有一定的残留水分含量。催化剂组分通常在反应产物形成期间存在。催化剂组分可以施涂到木质纤维素片上(例如通过喷雾)或可以与木质纤维素片组合(例如在混合器中)或两者。可替代地，催化剂可以在与施涂到木质纤维素片或与木质纤维素片混合相结合或分开的情况下直接喷雾在传送带或其它加工设备上。

催化剂组分包含咪唑或者是咪唑。咪唑是式为C₃N₂H₄的有机化合物。除了咪唑之外，催化剂可以进一步包含载体或溶剂，例如水。此类溶剂可以以各种量使用。在某些实施例中，催化剂包含咪唑的水溶液。

据信，催化剂允许异氰酸酯(例如MDI、pMDI等)与如水、多元醇和/或聚胺等给质子材料的反应以更快的速率发生。一个实例是水与MDI/pMDI之间形成聚脲键的反应。另一个实例是聚氨酯键的形成，例如当使用一种或多种多元醇时。此类反应可以是制品形成的速率决定步骤。如下文进一步所述，在粘合剂体系中包含咪唑还通过促进粘合剂体系的组分的反应缩短了制造制品的压制时间。还认为咪唑可以用于降低形成制品所需的催化剂组分的总量。

通常，按100重量份的木质纤维素片计，粘结剂组分和催化剂组分以约1到约25重量份、约1到约15重量份、约1到约10重量份或约3到约10重量份、或介于其间的任何子范围的组合量用于制品中。“组合量”意指粘结剂组分和催化剂组分中的每一种都以正量，即，以按100重量份的木质纤维素片计大于零(0)重量份的量单独地用于制品中。粘结剂组分和催化剂组分可以以各种重量比用于制品中。在各个实施例中，此比率为0.1:1到1:0.1。在另一个实施例中，此比率为约1:1。应当理解，其它任选的组分，例如添加剂组分，也可以用于形成制品。在相关的实施例中，按100重量份的所述制品计，粘合剂体系以约1到约15重量份、或约1到约25重量份、或介于其间的任何子范围的量使用。

在某些实施例中，粘合剂体系包含MDI和咪唑的水溶液。在另外的实施例中，粘合剂体系基本上由MDI和咪唑的水溶液组成。在又另外的实施例中，粘合剂体系由MDI和咪唑的水溶液组成。在其它相关实施例中，MDI全部或部分被pMDI替代。在这些实施例中，水与MDI/pMDI反应形成反应产物。除了粘结剂和催化剂组分之外，水可以是预固化粘合剂体系的一部分(即，有意地添加/使用水)，和/或已经与木质纤维素片一起存在(例如作为水分，水被预先喷雾于其上等)。在其它相关实施例中，除了TAP和MDI/pMDI外，粘合剂体系进一步包含多元醇，例如聚合物多元醇。也可以存在其它组分，如添加剂组分。咪唑的水溶液和MDI/pMDI可以以任何重量比使用。在各个实施例中，此比率为0.1:1到1:0.1。在另一个实施例中，此比率为约1:1。

在某些实施例中，催化剂组分包含咪唑的水溶液。在各个实施例中，溶液中的固体的重量％(或咪唑％)为大于0％到约40％。在其它实施例中，溶液中的固体的重量％(或咪唑％)为大于0％到约20％。优选地，溶液中的固体的重量％(或咪唑％)为约10％到约20％。

在某些实施例中，咪唑的总重量相对于木质纤维素片为大于0％到约0.50％。在其它实施例中，咪唑的总重量相对于木质纤维素片为大于0％到约0.25％。优选地，咪唑的总重量相对于木质纤维素片为约0.12％到约0.25％。

粘结剂组分和催化剂组分可以通过各种方式提供给消费者使用，如在轨道车、油轮、大型罐和容器或较小尺寸的罐、手提袋和成套工具中使用。例如，一个罐可以含有粘结剂组分，而另一个罐可以含有催化剂组分。通常，将组分分别提供给消费者减少了组分的过早潜在的反应，并为形成粘合剂提供了增加的调配灵活性。例如，消费者可以选择特定的粘结剂组分和特定的催化剂组分及其量，以制备由所述特定的粘结剂组分和特定的催化剂组分形成的制品。如果使用其它组分，如添加剂组分，例如催化剂组分，则此类组分可以单独提供或与一种或多种粘结剂组分或催化剂组分预混合。

粘合剂体系可以进一步包含添加剂组分。如果使用的话，则添加剂组分通常选自脱模剂、上浆剂、催化剂、填料、阻燃剂、增塑剂、稳定剂、交联剂、扩链剂、链终止剂、脱气剂、润湿剂、表面改性剂、泡沫稳定剂、除湿剂、干燥剂、降粘剂、增强剂、染料、颜料、着色剂、抗氧化剂、相容剂、紫外线稳定剂、触变剂、抗老化剂、润滑剂、偶联剂、溶剂、流变学促进剂、增粘剂、增稠剂、抑烟剂、抗静电剂、抗微生物剂、杀真菌剂、杀虫剂及其组合。添加剂组分可以以各种量使用。

其它合适的添加剂包含在Kruesemann等人的美国公开第2006/0065996号中描述的添加剂，所述美国公开的公开内容在各个非限制性实施例中通过引用整体并入本文。添加剂组分可以包含上述添加剂的任何组合。

在一个实施例中，添加剂组分包含锡催化剂。合适的锡催化剂包含有机羧酸的锡(II)盐，例如乙酸锡(II)、辛酸锡(II)、乙基己酸锡(II)和月桂酸锡(II)。在一个实施例中，有机金属催化剂包含二月桂酸二丁基锡，其是有机羧酸的二烷基锡(IV)盐。合适的有机金属催化剂的具体实例，例如二月桂酸二丁基锡可从宾夕法尼亚州艾伦镇的空气化工产品有限公司(Air Products and Chemicals,Inc.of Allentown,Pa.)以商标商购获得。所述有机金属催化剂还可以包含有机羧酸的其它二烷基锡(IV)盐，如二乙酸二丁基锡、马来酸二丁基锡和二乙酸二辛基锡。

其它合适的添加剂的实例包含氯化铁(II)；氯化锌；辛酸铅；三(二烷基氨基烷基)-s-六氢三嗪，包含三(N,N-二甲基氨基丙基)-s-六氢三嗪；氢氧化四烷基铵，包含氢氧化四甲基铵；碱金属氢氧化物，包含氢氧化钠和氢氧化钾；碱金属醇盐，包含甲醇钠和异丙醇钾；和具有10到20个碳原子和/或侧OH基团的长链脂肪酸的碱金属盐。

其它合适的添加剂，特别是三聚催化剂的另外的实例包含N,N,N-二甲基氨基丙基六氢三嗪、钾、乙酸钾、N,N,N-三甲基异丙基胺/甲酸盐及其组合。合适的三聚催化剂的具体实例可从空气化工产品有限公司以商标商购获得。

其它合适的添加剂，尤其是叔胺催化剂的又另外的实例包含：二甲基氨基乙醇、二甲基氨基乙氧基乙醇、三乙胺、N,N,N',N'-四甲基乙二胺、N,N-二甲基氨基丙胺、N,N,N',N',N"-五甲基二丙烯三胺、三(二甲基氨基丙基)胺、N,N-二甲基哌嗪、四甲基亚氨基-双(丙胺)、二甲基苄胺、三甲胺、三乙醇胺、N,N-二乙基乙醇胺、N-甲基吡咯烷酮、N-甲基吗啉、N-乙基吗啉、双(2-二甲基氨基-乙基)醚、N,N-二甲基环己胺(DMCHA)、N,N,N',N',N"-五甲基二亚乙基三胺、1,2-二甲基咪唑、3-(二甲基氨基)丙基咪唑及其组合。合适的叔胺催化剂的具体实例可从空气化工产品有限公司以商标商购获得。添加剂组分可以以各种量使用。添加剂组分可以包含上述的任何组合。

在某些实施例中，制品基本上不含UF树脂和/或PF树脂。“基本上不含”意指在这些实施例中，按100重量份的制品计，UF树脂和/或PF树脂以不大于约15重量份、不大于约10重量份、不大于约5重量份、或接近或等于0重量份、或介于其间的任何子范围的量存在。在其它实施例中，制品完全不含UF树脂和/或PF树脂。

在某些实施例中，制品进一步包含聚合物颗粒。在这些实施例中，聚合物颗粒通常与木质纤维素片共混合。聚合物颗粒可以用于减轻制品的重量。在这些实施例中，粘合剂体系通常安置在木质纤维素片和聚合物颗粒上以用于结合木质纤维素片和聚合物颗粒。

如果使用的话，则聚合物颗粒可以具有各种尺寸、分布、形状和形式。通常，聚合物颗粒呈珠的形式。在某些实施例中，聚合物颗粒是发泡聚苯乙烯珠；然而，聚合物颗粒可以由各种热塑性塑料和/或热固性塑料形成。合适的聚合物颗粒的具体实例可从巴斯夫公司以商标商购获得。合适的聚合物颗粒的其它实例在授予Schmidt等人的美国专利第8,304,069号中有所描述，所述专利的公开内容在各个非限制性实施例中通过引用整体并入本文。

如果使用的话，则按100重量份的木质纤维素片计，聚合物颗粒可以以约1到约30重量份、约1到约20重量份或约1到约10重量份、或介于其间的任何子范围的量使用。

制品可以具有各种尺寸、形状和厚度。例如，制品可以被配置成模仿常规的复合制品，如OSB、PB、重组木和MDF梁、板或面板。制品也可以具有各种复杂的形状，如模塑件、饰面、家具等。在某些实施例中，制品是纤维板，例如MDF。在其它实施例中，制品是OSB、重组木或OSL。在又其它实施例中，制品是PB。制品可以包含一个或多个层。例如，如果制品是OSB，则制品可以包含：一层，例如，芯层；两层，例如，芯层和面层/饰面层(fascia layer)；或三层或更多层，例如，一个芯层和两个饰面层。

在某些实施例中，如对于OSB应用，制品具有第一饰面层，所述第一饰面层包含所述多个木质纤维素片的压缩在一起并基本上在第一方向上朝向的第一部分。制品进一步具有第二饰面层，所述第二饰面层与第一饰面层间隔开并平行于第一饰面层并且包含所述多个木质纤维素片的压缩在一起并基本上在第一方向上朝向的第二部分。制品还进一步具有芯层，所述芯层安置在第一饰面层与第二饰面层之间并包含所述多个木质纤维素片的压缩在一起并基本上在与第一方向不同的第二方向上朝向的剩余部分。在这些实施例中，所述多个木质纤维素片的部分中的至少一个部分与粘合剂体系一起被压缩。除了芯层之外或作为对芯层的替代，饰面层还可以包含粘合剂体系。在某些实施例中，芯层包含聚合物颗粒以及木质纤维素片。所述层可以各自包含不同的粘合剂体系，这取决于在所述层的相应粘合剂体系中使用的具体组分。在某些实施例中，所述层中的至少一层，例如饰面层中的一个或两个饰面层可以包含PF树脂。所述层中的每一层可以具有各种厚度，如常规OSB层所遇到的厚度。OSL通常具有基本上仅在一个方向上朝向的木质纤维素片。可以例如通过利用粘合剂体系形成的其它类型的复合制品(例如木质复合材料)及其制造方法在《聚氨酯手册》(David Randall和Steve Lee编辑,约翰·威利父子公司2002)的第395到408页中进行了描述，所述文献在各个非限制性实施例中通过引用整体并入本文。

制品具有原始厚度，即，制造后的厚度，例如在压制毡以形成最终的(即，经固化的)制品之后的厚度。通常，基于根据ASTM D1037的24小时冷浸试验，由于粘合剂体系，制品表现出小于约10％、小于约5％、或小于约3％的溶胀。厚度可以变化，但通常为约0.25到约10英寸、约0.25到约5英寸、或约0.25到约1.5英寸、或介于其间的任何子范围。应当理解，当描述除了板或面板以外的复杂形状时，描述厚度可能是不合适的。如此，基于制品的最终构造，制品可以具有各种尺寸。

制品具有内部结合(IB)强度。通常，根据ASTM D1037，IB强度大于约20、大于约30、大于约40、大于约50、大于约60、大于约70、大于约80、大于约90、或大于约100磅每平方英寸(psi)。在某些实施例中，根据ASTM D1037，制品的IB强度为约50到约500psi、约100到约300psi、或约150到约250psi、或介于其间的任何子范围。

IB强度是拉伸性质。通常，在常规制品中，随着IB强度的增加，诸如弹性模量(MOE)和断裂模量(MOR)之类的挠曲特性也会发生变化，特别是，随着IB强度的增加，MOE通常会降低。

通常，根据ASTM D1037，制品的MOE大于75,000psi、大于95,000psi、大于100,000psi或大于110,000psi。通常，根据ASTM D1037，制品的MOR大于3,000psi、大于3,250psi、大于3,300psi或大于3,500psi。

还公开了形成制品的方法。为了形成制品，通常提供木质纤维素片。木质纤维素片可以来源于多种木质纤维素来源，并且可以由多种工艺形成。

粘结剂组分和催化剂组分，以及通常其它组分，例如异氰酸酯反应性组分和/或添加剂组分(以下将所有这些简称为“组分”)被施涂到所述多个木质纤维素片以形成块料。所述组分可以同时施涂到木质纤维素片，或者可以在不同的时间施涂到木质纤维素片。在一个实施例中，粘结剂组分在催化剂组分之前施涂到木质纤维素片。在另一个实施例中，粘结剂组分在催化剂组分之后施涂到木质纤维素片。在又另一个实施例中，粘结剂组分和催化剂组分同时施涂到木质纤维素片。例如，可以将粘结剂组分施涂到木质纤维素片，并且然后可以稍后将催化剂组分施涂到木质纤维素片，反之亦然。优选地，在施涂粘结剂组分之前将催化剂组分施涂到木质纤维素片。

可替代地，可以分别地和/或预混合地同时施涂组分。在一个实施例中，将组分共混以形成粘合剂体系，从而将粘合剂体系施涂到木质纤维素片。可以通过各种方法，如通过混合、翻滚、轧制、喷涂、压片、吹塑线树脂化、共混(例如吹塑线共混)等将组分施涂到木质纤维素片。例如，如以下进一步所述的，可以在块料的形成期间将组分和木质纤维素片混合或研磨在一起，也称为粘结剂-木质纤维素混合物或“供应料”。

通常，通过喷雾、雾化或成雾工艺将组分施涂到木质纤维素片。然后将其上施涂有粘结剂组分和催化剂组分的所述多个木质纤维素片安置在载体上，并大体上形成(或限定)块料。然后可以如通过将块料下放在载体(例如传送带)上来将块料形成毡，或者可替代地，可以将毡直接形成在载体上，即，将粘结剂-木质纤维素混合物直接形成在载体上。换言之，其上施涂有粘结剂组分和催化剂组分的所述多个木质纤维素片可以布置在载体上以通过各种方式形成块料。然后可以将块料进料到成型机中，所述成型机通常将块料形成为具有预定宽度和预定厚度的毡，其中所述多个木质纤维素片在载体上松散地朝向。毡的预定宽度和厚度根据制品所需的最终宽度和厚度确定，如下文进一步描述的。然后，毡可以形成为各种形状，如板或面板，或者形成为更复杂的形状，如通过将毡模制或挤出以形成制品。

在某些实施例中，当木质纤维素片在合适的设备中被搅动时，将组分喷雾、雾化和/或成雾到木质纤维素片上。喷雾、雾化或成雾可以通过使用喷嘴来进行，如用于供应到其上的每种单独组分的一个喷嘴，或具有预混合并供应到其上的两种或更多种组分的喷嘴。通常，至少一个喷嘴施涂粘结剂组分，并且至少一个喷嘴施涂催化剂组分。为了最大限度地覆盖木质纤维素片，当木质纤维素片在旋转共混器或类似设备中翻滚时，通常通过将组分的液滴喷雾到木质纤维素片上或将组分的颗粒雾化或成雾到木质纤维素片上来施涂组分。作为另一个实例，可以在配备有至少一个，通常至少两个或三个旋转盘式雾化器的旋转鼓式共混器中将木质纤维素片涂覆有组分。也可以使用包含挡板的滚筒、罐或滚轴。可以相信，对组分施加剪切力是重要的，特别是如果此类组分具有高粘度。剪切力可以用于获得组分相对于木质纤维素片的适当分布，并且可以通过用于获得组分的适当雾化的特定喷嘴设计来获得。当然，期望用组分完全覆盖木质纤维素片以确保适当的结合。部分基于组分的液滴尺寸分布，雾化可用于最大限度地将组分分布到木质纤维素片上。通常，在施涂前不对组分进行预混合，以防止过早反应。如此，组分各自通过一个或多个喷嘴单独施涂到木质纤维素片上，通常通过每个组分一个喷嘴以防止过早反应和/或污染。

可替代地，可以将木质纤维素片直接提供给载体，并且可以通过例如喷雾或压片将组分施涂到木质纤维素片以形成块料。例如，可以将木质纤维素片安置在传送带或板上，并且然后用组分喷涂以形成块料。进一步地，组分中的至少一种组分，例如催化剂组分，可能已经存在于木质纤维素片上，使得粘合剂体系的剩余组分，例如粘结剂组分，可以随后施涂到木质纤维素片和催化剂组分以形成块料。

要施涂且与木质纤维素片混合的组分的量取决于几个变量，包含所使用的具体组分、所使用的木质纤维素片的尺寸、水分含量和类型、制品的预期用途，以及制品的期望性质。所得块料通常可以形成为单层或多层毡，所述毡被压缩成例如OSB、PB、重组木、MDF或具有期望形状和尺寸的另一制品。所述块料也可以如通过将块料模制或挤出来形成更复杂的形状。

毡可以以任何合适的方式形成。例如，可以将块料从一个或多个在皮带上方间隔开的料斗中沉积在环形皮带或传送带上承载的板状托架上。当形成多层毡时，使用多个料斗，其中每个料斗具有在托架的宽度上延伸的分配或成形头，以在托架在成形头之间移动时相继沉积单独的块料/供应料层。毡的厚度将取决于如木质纤维素片的尺寸和形状、用于形成毡的特定技术，最终制品的期望厚度和密度以及压制循环期间使用的压力等因素而变化。毡的厚度通常是制品最终厚度的约5倍到约20倍。例如，对于0.5英寸厚的刨花板或颗粒板并且最终密度为约35lbs/ft³，毡通常最初将为约3英寸到约6英寸厚。毡的宽度通常基本上与制品的最终宽度相同；然而，取决于制品的构造，最终宽度可以是厚度的一部分，类似于厚度的描述。

通常，木质纤维素片在块料和毡中松散地朝向。提供如传送带或板等载体，并且将块料和最终的毡安置在载体上。块料可以在形成之后，例如在转鼓中直接形成在载体上，和/或转移到载体上。可以认为，当在载体上时，粘合剂体系基本上保持块料中所述多个木质纤维素片的朝向。对于使粘合剂体系保持木质纤维素片的朝向，不需要完全保持朝向。例如，可能会发生较小的扭曲。通常，粘合剂体系用作“增粘剂”或“粘性”胶，并且可以用作UF树脂和/或PF树脂以及其它常规粘合剂的替代或补充粘合剂。如此，粘合剂体系具有粘性或冷粘性。冷粘性可以通过多种方式确定。例如，可以使用“坍落度”测试，所述测试使用装满了块料的漏斗，然后将漏斗倾斜到表面上并除去，以使块料(呈漏斗状)保留在表面上。然后可以观察到漏斗形块料的形状随时间的变化，例如由于漏斗形块料的塌落/塌陷而导致的角度变化。另一个实例称为“雪球”测试，在所述测试中，可以抓取一小部分块料，将块料做成手球，然后上下颠倒球以确定所述球是否散开。其它合适的测试在ASTM D1037中进行了描述。

当将块料形成为毡时，当毡在载体上时，粘合剂体系也基本上保持毡的宽度和厚度。可以理解，当载体移动时，例如通过传送，粘合剂体系防止毡由于振动而散开。例如，如果载体是板，并且所述板正被移动到压力机，则也会发生振动。此类振动会引起木质纤维素片的朝向问题，可能使内部结合(IB)强度降低，并可能引起其它类似问题。

通常通过在高温和压力下压缩由块料形成的毡来形成制品。通常，向毡施加压力，至少持续足以形成制品的时间量。通常也施加热量。此类条件有利于粘合剂体系的反应，特别是至少粘结剂组分的反应，以形成反应产物。通过赋予粘性，粘合剂体系可以如通过减少在向毡施加压力时木质纤维素片吹散的机会来减少木质纤维素片在毡中的移动。具体地，相对于常规压制速度和/或用于形成常规复合制品的压力，可以增加向毡施加压力以形成制品的速度，这为制品的制造商提供了经济上的好处，例如增加了产量。粘合剂体系赋予的相同粘性在毡运动期间，例如在输送时是有用的。

通常，向毡施加热量以促进粘合剂体系的固化。压制温度、压力和时间的变化范围很大，这取决于制品的形状、厚度和期望的密度、木质纤维素片(例如木片或锯末)的尺寸和类型、木质纤维素片的水分含量以及所使用的具体组分。压制温度例如可以在约100℃到约300℃的范围内。为了使内部蒸汽的产生最小化并且将最终复合制品的水分含量降低到期望水平以下，压制温度通常小于约250℃，最通常为约180℃到约240℃，或介于其间的任何子范围。所利用的压力通常为约300到约800磅每平方英寸(psi)，或介于其间的任何子范围。通常，压制时间为120到900秒，或介于其间的任何子范围。所用的压制时间应具有足够的持续时间，以至少基本上固化粘合剂(以便基本上形成反应产物)并提供具有所需形状、尺寸和强度的复合制品。对于例如刨花板或PB板的制造，压制时间主要取决于所生产的复合制品的面板厚度。例如，对于具有约0.5英寸厚度的复合制品，压制时间通常为约200秒到约300秒。经考虑，在上述任何步骤中，可以在不增加任何外部热量的情况下利用压力。可替代地，可以利用外部热量而无需在任何前述步骤中使用任何外部压力。此外，可以在任何前述步骤中施加外部热量和压力。

用于形成制品的其它合适的方法在授予Mente等人的美国专利第6,451,101号；授予Mente等人的美国专利第6,458,238号；授予Mente等人的美国专利第6,464,820号；授予Mente等人的美国专利第6,638,459号；授予Mente等人的美国专利第6,649,098号；授予Coleman等人的美国专利第6,344,165号；授予Lu等人的美国专利第7,439,280号；和授予Mente的美国专利第8,486,523号；以及Savino等人的美国公开第2005/0242459号中有所描述，所述文献中的每个在各种非限制性实施例中明确地并入本文。

在不受任何特定理论的束缚或限制的情况下，据认为，相对于当不使用催化剂组分来形成制品时所需的时间量，催化剂组分的存在减少了形成制品所需的时间量。具体而言，认为催化剂组分可用于减少制品制造期间粘合剂体系的固化时间。如此，可以通过增加制造速度，例如压制速度(即，较短的压制时间)来增加制品的通过量。还可以实现其它制造益处，如相对于常规粘合剂，向多个木质纤维素片施涂粘合剂体系的组分得到改善。

在各个实施例中，催化剂组分的使用可以将加工速度提高1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、15％、20％或更多。加工速度的增加可以通过在形成期间施加到显影制品上的破坏力的最小增加(如果有的话)来实现。可替代地，催化剂组分的使用可以降低施加到显影制品上的破坏力。

以下说明制品的实例旨在例示而不是限制本公开。

实例

制备了比较制品和示例性制品。所述制品是颗粒板。所述制品是使用用于制造颗粒板(PB)的典型生产方法制成的，使得制造方法不会在制品之间产生差异。用于制品的每种组分的量和类型在下表I中展示。

表I

*每个都按100重量份的木质纤维素片计。

木质纤维素片具有通常用于形成PB的形状和尺寸。粘结剂是包含pMDI的异氰酸酯。异氰酸酯可从巴斯夫公司商购获得。实例1中使用的催化剂是咪唑的水溶液。实例1与比较实例1的不同之处仅在于添加了催化剂。这些量在上表I中以总量的形式报告。

每种供应料通过在共混器中将组分喷雾和共混而形成。添加到共混器中的顺序如下：木质纤维素片、粘结剂和催化剂(如有必要)。每种供应料均在环境温度下制备。

在本领域使用的典型温度和压力条件下，使用标准PB成型设备对毡进行压缩，从而形成相应制品中的每个制品。如下表II所示，使用不同的压制时间来形成制品中的每个制品。在制品形成后，目视检查每个制品的分层或其它缺陷。根据ASTM D1037确定制品的内部结合(IB)强度。

为了确定分析IB强度，将颗粒板切割成两半。接下来，从半部之一切下2"的条带。然后将所述条带切割成用于IB测试的八个2"条带。据认为，由实验室规模的板尺寸引起的边缘效应(例如挤压)在条带的最终IB值中起一定作用。例如，八个条带中的两个或三个条带的值可能低于八个条带中剩余条带的值。据信，这通常是由于在边缘处的挤压造成的。

总体而言，如图1所示，本公开制品需要的压制时间少于比较制品需要的压制时间。特别是在压制时间为140秒时，本公开制品(实例1)表现出89.356psi的IB强度，而比较制品(比较实例1)仅表现出50.12psi的IB强度。

第一组另外的实例

如先前所述的那样制备比较制品和示例性制品。用于制品的每种组分的量和类型在下表II中展示。

表II

*每个都按100重量份的木质纤维素片计。

粘结剂是包含pMDI的异氰酸酯。异氰酸酯可从巴斯夫公司商购获得。实例2-4中使用的催化剂是咪唑的水溶液。实例2-4改变了施涂到木质纤维素片的催化剂的量，但咪唑的量在实例2-4之间保持恒定。这些量在上表II中以总量的形式报告。

如先前所描述的，每种供应料通过在共混器中将组分喷雾和共混而形成。形成后，每种供应料被均匀地分成各自重约3,620克的块料(或毡)。如先前所述的那样对毡进行压缩，从而形成相应制品中的每个制品。如下表IV所示，使用不同的压制时间来形成制品中的每个制品。在制品形成后，目视检查每个制品的分层或其它缺陷。根据ASTM D1037确定制品的内部结合(IB)强度。

总体而言，实例2-3(分别含有10％到20％的催化剂固体)在120秒的压制时间下表现出比比较实例2高得多的IB强度，如图2所示。具体而言，比较实例2的平均内部结合(IB)强度为25.73psi。实例2-3(分别含有10％到20％的催化剂固体)在120秒的压制时间下分别表现出55.29psi和96.97psi的平均内部结合(IB)强度。实例4(含有40％的催化剂固体)的平均内部结合(IB)强度为0psi。在不受任何理论的束缚的情况下，催化剂组分中高浓度的咪唑(例如，40％)导致与pMDI的反应更快，这加速了在共混和形成板期间的预固化过程，从而导致与比较实例2相比，IB更低。

第二组另外的实例

如上文讨论的那样制备比较制品(比较实例3和4)和示例性制品(实例5、6、7)。用于制品的每种组分的量和类型在下表III中展示。

表III

*每个都按100重量份的木质纤维素片计。

**比较实例4包含0.30wt％的磷酸三乙酯作为催化剂。

粘结剂是包含pMDI的异氰酸酯。异氰酸酯可从巴斯夫公司商购获得。实例5-7中使用的催化剂是咪唑的水溶液。实例5-7改变了施涂到木质纤维素片的咪唑的量，但催化剂组分的固体％在实例5-7之间保持恒定。比较实例3不包含任何催化剂组分。比较实例4包含磷酸三乙酯作为催化剂。这些量在上表III中以总量的形式报告。

如先前所描述的，每种供应料通过在共混器中将组分喷雾和共混而形成。每种供应料被均匀地分成各自重约3,620克的块料(或毡)。如前所述，毡被压缩形成相应制品中的每个制品。如下表VI所示，使用不同的压制时间来形成制品中的每个制品。在制品形成后，目视检查每个制品的分层或其它缺陷。根据ASTM D1037确定制品的内部结合(IB)强度。

总体来说，如图3所示，本公开制品(实例5-7)在120秒的压制时间下表现出比比较实例3更高的IB强度，尤其是在0.12％和0.25％剂量的咪唑下。具体而言，实例5-7(分别含有0.12％、0.25％和0.50％剂量的咪唑)在120秒的压制时间下分别表现出48.89psi、96.97psi和52.64psi的平均内部(IB)强度。另一方面，比较实例3仅表现出25.73psi的平均内部结合(IB)强度。比较实例4(含有磷酸三乙酯作为催化剂)在120秒的压制时间下表现出35.91psi的平均内部结合(IB)强度，并且因此实例5-7也显示出比比较实例4更高的IB强度。在不受任何理论的束缚的情况下，即使在保持固体含量低(20％)的情况下，催化剂组分中高剂量的咪唑(例如，0.50％或更多)也会导致与pMDI的反应更快，这加速了在共混和形成板期间的预固化过程，从而导致比实例7更低的IB强度。

应当理解，所附权利要求书不限于表达具体实施方式中所描述的特定化合物、组合物或方法，其可以在落入所附权利要求书范围内的特定实施例之间变化。关于本文所依赖的描述各种实施例的特定特征或方面的任何马库什组，应当理解，可从独立于所有其它马库什成员的相应马库什组的每一成员获得不同的、特殊的和/或出人意料的结果。马库什组的每一成员可单独地或组合地依赖，并且在所附权利要求的范围内为具体实施例提供足够的支持。

还应理解，独立地和共同地描述本公开的各个实施例时所依赖的任一范围和子范围均落入所附权利要求书的范围内，并且应理解为描述和预期包含其中的全部和/或部分值的所有范围，即使此类值在本文中未明确写明。本领域技术人员容易认识到，所列举的范围和子范围足以描述和实现本公开的各个实施例，并且可将这些范围和子范围进一步划定为相关的一半、三分之一、四分之一、五分之一，等等。仅作为一个实例，范围“0.1到0.9”可以进一步被描述成下部的三分之一(即，0.1到0.3)、中部的三分之一(即，0.4到0.6)和上部的三分之一(即，0.7到0.9)，其单独地且共同地位于所附权利要求书的范围内，并且可以被单独地和/或共同地依赖并对所附权利要求书的范围内的具体实施例提供充分支持。另外，对于定义或修饰范围的语言，如“至少”、“大于”、“小于”、“不大于”等，应理解为此类语言包含子范围和/或上限或下限。作为另一个实例，范围“至少10”本身包含至少10到35的子范围、至少10到25的子范围、25到35的子范围等，并且每个子范围可以被单独地和/或共同地依赖并对所附权利要求书的范围内的具体实施例提供充分支持。最后，在所公开的范围内的单个数字可被依赖，并且在所附权利要求的范围内为具体实施例提供足够的支持。例如，范围“1到9”包含各单个整数，如3，以及包含小数点(或分数)的单个数字，如4.1，其可以被依赖并且对所附权利要求书的范围内的具体实施例提供充分支持。

本公开已在本文中以说明性的方式进行了描述，并且应理解，已经使用的术语在本质上旨在是说明性词语而非限制性词语。鉴于以上教导，本公开的许多修改和变化是可能的。在所附权利要求书的范围内，可以与具体描述的方式不同的方式来实践本公开。在此明确地考虑了独立和从属权利要求的所有组合的主题，无论是单个还是多个从属。