ES3060896T3

ES3060896T3 - Adhesive with tack and use in wood composite products

Info

Publication number: ES3060896T3
Application number: ES18823893T
Authority: ES
Inventors: Dennis Michael Kinio; Niels Mathieu Barbara Smeets; Veronique Jollet; Emmanouil Karagiannidis; Lem Gabrehiwet; Julien Francois Marie Antoine Philippe MESNAGER
Original assignee: ECOSYNTHETIX Inc
Current assignee: ECOSYNTHETIX Inc
Priority date: 2017-06-29
Filing date: 2018-06-29
Publication date: 2026-03-30
Anticipated expiration: 2038-06-29
Also published as: CN110799617B; CA3066629A1; BR112019027386A2; EP3645652A4; EP3645652A1; CA2972410A1; EP3645652C0; EP3645652B1; WO2019000103A1; CN110799617A; PL3645652T3

Abstract

Esta invención describe composiciones adhesivas útiles para proporcionar cohesión a partículas, por ejemplo, a una estera de partículas de madera producida durante la fabricación de tableros de partículas antes del curado. Las composiciones adhesivas contienen: a) uno o más biopolímeros y b) uno o más monómeros u oligómeros. Un oligómero puede tener un grado de polimerización de 4 o inferior. La proporción en peso del monómero/oligómero con respecto al biopolímero puede estar entre 30:70 y 80:20. Opcionalmente, las composiciones adhesivas pueden combinarse con un isocianato. La composición adhesiva puede utilizarse para fabricar compuestos de madera sin formaldehído añadido, como tableros de partículas. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0002] Adhesivo con pegajosidad y uso en productos de madera compuesta

[0003] Campo

[0004] Esta especificación se refiere a composiciones adhesivas capaces de impartir resistencia cohesiva (pegajosidad) a un sustrato, opcionalmente denominadas agentes de adherencia, a una composición de resina híbrida curable capaz de impartir resistencia cohesiva a un sustrato antes de ser curado, y a productos de madera compuestos tales como tableros de partículas fabricados con dichas composiciones.

[0005] Antecedentes

[0006] Los productos de madera compuesta (o productos compuestos de madera) incluyen, por ejemplo, tableros de partículas, también llamados tableros aglomerados. Muchos productos de madera compuesta se fabrican convencionalmente con resinas a base de formaldehído. Sin embargo, las preocupaciones por el exceso de emisiones de formaldehído han fomentado la creación de resinas “sin formaldehído añadido” (NAF). Las resinas NAF deben cumplir requisitos de salud, seguridad y medio ambiente, requisitos de rendimiento relevantes para el producto final, como fuerza de unión y resistencia al agua, y varios requisitos del proceso de fabricación. Los aglutinantes de isocianato, como el diisocianato de metileno difenilo polimérico (pMDI), se han utilizado para fabricar compuestos de madera NAF como tableros de partículas, tableros de astillas orientadas (OSB) y tableros de fibra de densidad media (MDF). El pMDI se utiliza para fabricar estos productos porque, entre otras características, tiene una baja viscosidad (menos de 500 cPs a 40 °C) adecuada para pulverizar sobre partículas de madera en líneas de soplado o resinadores, lo que da como resultado tableros terminados con buena tolerancia al agua y buenas propiedades mecánicas. Sin embargo, el pMDI no produce pegajosidad. En la fabricación de tableros de partículas, partículas discretas de madera (normalmente astillas o finos, pero que opcionalmente incluyen astillas, escamas, aserrín, etc.) y/u otros materiales lignocelulósicos se secan (hasta un contenido de humedad de aproximadamente 2-3 %) y se clasifican para producir una mezcla de tamaños de partículas. Las partículas secas se mezclan con una resina termoendurecible y, opcionalmente, varios aditivos en un resinador y luego se forman una estera. La estera generalmente se prensa previamente, por ejemplo a aproximadamente 70 psi y temperatura ambiente, para reducir el volumen de la estera, brindarle cierta resistencia mecánica y permitir un proceso posterior más rápido. Posteriormente, la estera es transportada a una prensa caliente donde la resina termoestable se endurece y el tablero se consolida. Normalmente, la estera se traslada desde la etapa de preprensado a la etapa de prensado en caliente utilizando un conjunto de cintas transportadoras. Las diferencias en el espesor de la estera, los distintos niveles de tracción en la dirección radial de la correa y la presencia de espacios horizontales y verticales en los puntos de transferencia entre los segmentos de la correa crean oportunidades de rotura de la estera, lo que da como resultado derrames de material o partes del producto final fuera de las especificaciones. Por lo tanto, es beneficioso que la estera tenga cierta “pegajosidad” o una ligera adherencia, preferiblemente un nivel mínimo de adhesión entre las partículas sueltas suficiente para mantener la estera de madera en una sola pieza a través de la línea de producción. Además del preprensado, se pueden agregar adhesivos a las partículas de madera para mantenerlas pegadas entre sí con suficiente fuerza cohesiva para que la estera pueda soportar distorsiones mecánicas en las direcciones vertical y horizontal antes de llegar a la etapa de prensado en caliente. Se puede utilizar una variedad de tipos de adhesivos para proporcionar temporalmente resistencia cohesiva a las partículas en condiciones de baja o nula presión aplicada. Estos adhesivos suelen pertenecer al grupo identificado como adhesivos sensibles a la presión (PSA), adhesivos de fraguado en frío o, de forma más general, “agentes de adherencia”.

[0007] En la fabricación de tableros de partículas, normalmente se utilizan dos enfoques para desarrollar suficiente pegajosidad en la estera para soportar los puntos de transferencia y los espacios a través de la línea de producción: a) confiar en la pegajosidad existente en la resina termoendurecible y b) confiar en aditivos (diferentes de la resina termoendurecible) que proporcionen pegajosidad. Por ejemplo, actualmente, muchas instalaciones que producen tableros de partículas utilizan resinas termoendurecibles de urea-formaldehído (UF). Las resinas UF también aportan pegajosidad. Sin embargo, como se mencionó anteriormente, existe un número cada vez mayor de productos de madera compuesta fabricados sin resinas de formaldehído añadido (NAF), algunas de las cuales se basan en isocianatos como pMDI. Sin embargo, los isocianatos no proporcionan pegajosidad. Por lo tanto, los agentes de adherencia son útiles en combinación con resinas de isocianato.

[0008] El documento US2012/0214909 describe una composición de soja con un diluyente a un pH inferior a 5.0. El documento CN101955748A describe un adhesivo para madera a base de polvo de gluten de maíz sin formaldehído y su método de preparación. El documento WO2011/156380 divulga adhesivos proteicos y métodos para fabricar y utilizar dichos adhesivos. Los adhesivos proteicos contienen harina vegetal molida o una composición polipeptídica aislada obtenida de la biomasa vegetal. El documento WO2016/101063 divulga un aglutinante que comprende gotitas de isocianato en agua, en donde las gotitas de isocianato tienen un tamaño de gotita promedio de 500 micrómetros o menos, y las gotitas de isocianato tienen cubiertas que comprenden un biopolímero o un producto de reacción de un biopolímero e isocianato. El biopolímero puede ser una nanopartícula de biopolímero o almidón cocido y modificado químicamente. Opcionalmente, el aglutinante también puede incluir urea. El sustrato del aglutinante puede ser madera, otro material lignocelulósico o fibras sintéticas o naturales. En ejemplos particulares, el aglutinante se utiliza para fabricar compuestos de madera sin formaldehído añadido, incluidos tableros de partículas y MDF.

[0009] Introducción

[0010] La siguiente sección tiene como objetivo introducir al lector a la descripción detallada que sigue.

[0011] Esta especificación describe composiciones adhesivas que pueden usarse como agentes de adhesión y, opcionalmente, como parte de una composición de resina híbrida curable. Las composiciones se pueden utilizar para proporcionar temporalmente resistencia cohesiva a una o más partículas que de otro modo estarían sueltas (alternativamente llamadas sustrato). El sustrato puede ser orgánico, por ejemplo lignocelulósico. El sustrato puede estar en forma de, por ejemplo, astillas, finos u otras partículas de madera. La composición se puede utilizar para proporcionar suficiente fuerza cohesiva para mantener las partículas juntas y, como resultado, ayudar a mantener la forma o la integridad mecánica de una colección de partículas durante las operaciones de manipulación, transporte y procesamiento. En algunos ejemplos, la composición se utiliza para fabricar un producto de madera compuesta, como un tablero de partículas.

[0012] En al menos algunos ejemplos, la composición adhesiva incluye agua, uno o más biopolímeros, uno o más monómeros u oligómeros, opcionalmente uno o más aditivos y opcionalmente uno o más isocianatos. Uno o más de los componentes pueden disolverse o dispersarse en el agua. La relación en peso de uno o más monómeros u oligómeros a uno o más biopolímeros puede estar en el rango de 30:70 a 80:20. Opcionalmente, la composición puede formarse sobre el sustrato o antes de aplicarse al sustrato.

[0013] Los inventores han observado que una dispersión de nanopartículas de biopolímero con isocianato como se describe en la Publicación Internacional Número WO 2016/101063 puede proporcionar pegajosidad, pero sólo con una carga de nanopartículas y un contenido de humedad en relación con el peso de la madera que exceda las condiciones típicas de fabricación de tableros de partículas. Los monómeros u oligómeros descritos en este documento tampoco producen una pegajosidad significativa por sí solos. Sin embargo, las mezclas de nanopartículas de biopolímero y otras formas de biopolímero con monómero u oligómero pueden proporcionar pegajosidad con un contenido de carga y humedad útil para fabricar tableros de partículas.

[0014] Esta especificación también describe métodos de aplicación de una composición adhesiva a un sustrato. En algunos ejemplos, se prepara una mezcla de agua, uno o más biopolímeros, uno o más monómeros y/o oligómeros y uno o más isocianatos y luego se aplica a un sustrato como astillas o finos de madera. En algunos ejemplos, se aplica una mezcla de agua y uno o más biopolímeros, opcionalmente con uno o más monómeros u oligómeros, a un sustrato por separado de la aplicación de uno o más isocianatos al sustrato. En algunos ejemplos, uno o más biopolímeros, uno o más monómeros u oligómeros y uno o más isocianatos se aplican al sustrato por separado unos de otros. La composición adhesiva se puede curar posteriormente para formar un producto de madera compuesto, como un tablero de partículas.

[0015] Breve descripción de las figuras

[0016] La Figura 1 es un gráfico que muestra la pegajosidad en varias proporciones de biopolímero a monómero u oligómero.

[0017] La Figura 2 es un gráfico que muestra la viscosidad de composiciones adhesivas acuosas en varias concentraciones de sólidos.

[0018] La Figura 3 es un gráfico que muestra la pegajosidad de composiciones adhesivas acuosas con varios monómeros u oligómeros.

[0019] La Figura 4 es un gráfico que muestra la pegajosidad de composiciones adhesivas acuosas con mezclas de un oligómero y un monómero.

[0020] La Figura 5 es un gráfico que muestra la pegajosidad de composiciones adhesivas acuosas con varios biopolímeros.

[0021] La Figura 6 es un gráfico que muestra la variación de la pegajosidad a lo largo del tiempo.

[0022] La Figura 7 es un gráfico que muestra la pegajosidad de composiciones adhesivas acuosas con y sin resina de isocianato.

[0023] La Figura 8 es un gráfico que muestra la resistencia de unión interna (IB) para composiciones adhesivas acuosas con un isocianato agregado en diversas condiciones.

[0024] La Figura 9 contiene imágenes de microscopía óptica de emulsiones de un isocianato (pMDI) en una composición adhesiva acuosa en diferentes relaciones de fase pMDI:Agua (ß). La barra de escala en las imágenes equivale a 100 µm. La Figura 9 también muestra un gráfico de la variación del tamaño de gota de isocianato con el valor Beta (ß) para dos composiciones adhesivas, cada una con una relación 50:50 en peso de biopolímero y monómero u oligómero.

[0025] La Figura 10 es un gráfico que muestra la pegajosidad en varias cargas de una composición adhesiva acuosa. La Figura 11 es un gráfico que compara la pegajosidad de una composición adhesiva acuosa en comparación con la pegajosidad de una resina de melamina urea formaldehído (MUF).

[0026] La Figura 12 es un gráfico que compara la pegajosidad de muestras de tableros de partículas fabricados con una composición adhesiva acuosa en diferentes capas del tablero.

[0027] La Figura 13 es un gráfico que compara la unión interna de muestras de tableros de partículas fabricados con una composición adhesiva acuosa en diferentes capas del tablero.

[0028] La Figura 14 es un gráfico que compara la pegajosidad de un tablero de control de partículas con muestras de tableros de partículas fabricados con diversos adhesivos acuosos.

[0029] La Figura 15 es un gráfico que compara la resistencia de unión interna de un tablero de control de aglomerado con muestras de tableros de aglomerado fabricados con diversos adhesivos acuosos.

[0030] Descripción detallada

[0031] Un aspecto de la presente invención es una composición de resina híbrida curable que comprende:

[0032] (a) agua;

[0033] (b) uno o más biopolímeros de polisacáridos o polipéptidos;

[0034] (c) uno o más monómeros u oligómeros que tengan un grado promedio de polimerización de 4 o menos; y, (d) uno o más isocianatos

[0035] en el que el o los monómeros u oligómeros se seleccionan del grupo de compuestos con capacidad para formar enlaces de hidrógeno,

[0036] y en la que una relación de uno o más monómeros u oligómeros a uno o más biopolímeros está en el rango de aproximadamente 30:70 a aproximadamente 80:20 en peso,

[0037] y en el que el uno o más biopolímeros se seleccionan del grupo que consiste en: (i) uno o más materiales proteínicos, en el que el uno o más materiales proteínicos contienen más del 15 % en peso de proteína pero menos del 40 % de proteína en base seca, (ii) materiales celulósicos, (iii) materiales hemicelulósicos, (iv) uno o más materiales amiláceos y combinaciones de los mismos.

[0038] Un aspecto adicional de la invención es un método para fabricar un compuesto de madera que comprende una etapa de aplicación de la composición a un sustrato a base de madera.

[0039] Los isocianatos útiles como resina incluyen, sin limitación, diisocianato de tolueno (TDI), diisocianato de hexametileno (HDI), diisocianato de metilendifenilo (MDI) y MDI polimérico (pMDI). El MDI polimérico normalmente es una mezcla de MDI que contiene entre un 30 y un 80 % p/p de isocianato de 4,4'-metilendifenilo, y el resto de la mezcla está compuesta por oligómeros y polímeros de MDI de mayor peso molecular. Los isocianatos generalmente no son miscibles en agua, aunque algunas formulaciones de MDI emulsionables (EMDI) están disponibles comercialmente y pueden usarse como resinas. Para fabricar materiales compuestos, la resina se mezcla con un sustrato y se cura. El curado generalmente se desencadena mediante el calor aplicado a la mezcla de resina y sustrato. La resina y el sustrato a menudo se comprimen durante el curado. Como se describe más adelante, la resina se puede usar con un agente de adhesión, creando así una composición de resina híbrida curable que se puede curar pero que también proporciona pegajosidad antes de curarse.

[0040] A menos que el texto asociado sugiera lo contrario, los siguientes términos tendrán los significados que se describen a continuación.

[0041] Sustrato: una pluralidad de partículas, opcionalmente con diferentes formas y tamaños. Un sustrato puede comprender partículas lignocelulósicas, por ejemplo, astillas de madera, partículas finas y otras partículas de madera o lignocelulósicas que pueden transformarse en tableros de partículas. En un sustrato suelto, las partículas están sueltas o desagregadas. En un sustrato compuesto pegado sin curar, las partículas se han agregado en una forma o figura determinada en presencia de una composición adhesiva o una composición de resina híbrida curable, opcionalmente con preprensado a temperatura ambiente pero sin sufrir una etapa de curado que implique, por ejemplo, aumento de temperatura o presión o irradiación.

[0042] Composición adhesiva: una combinación de agua y (a) uno o más biopolímeros; (b) uno o más monómeros y/u oligómeros; y, opcionalmente (c) uno o más aditivos, que pueden mezclarse entre sí o aplicarse a un sustrato suelto en dos o más subcombinaciones.

[0043] Composición de resina híbrida curable: una composición adhesiva combinada con una resina termoendurecible, por ejemplo uno o más isocianatos. Los componentes de la composición de resina híbrida curable se pueden aplicar a un sustrato suelto en una mezcla de todos los componentes o en dos o más partes o submezclas. Una mezcla que incluye al menos un biopolímero y un isocianato comprende opcionalmente una fase acuosa con uno o más isocianatos dispersos en la fase acuosa, opcionalmente en la que la fase de isocianato ha sido estabilizada por el biopolímero o uno o más aditivos en la fase acuosa, por ejemplo como se describe en la Publicación Internacional Número WO 2016/101063, que se incorpora aquí como referencia. Pegajosidad: propiedad de un adhesivo que le permite formar una unión de resistencia medible inmediatamente después de que el adhesivo y el sustrato entran en contacto bajo baja presión (de A.A. Marra Technology of Wood Bonding:Principles in Practice. New York: Van Nostrand Reinhold; 1992).

[0044] Prueba de empuje: una prueba para medir la pegajosidad en la que un sustrato compuesto pegado sin curar se empuja a una velocidad constante sobre un borde. La pegajosidad se mide por la distancia (por ejemplo en cm) que dicho sustrato es capaz de pasar hasta romperse. En los ejemplos aquí presentados, el dispositivo utilizado para realizar la “prueba de empuje” está adaptado del descrito en detalle en R.J. Leichti C.Y. Hse, R.C. Tang, J. Adhesion, 1988, 25, 31-44. Se ha descrito un dispositivo similar en solicitud de patente estadounidense 8895643 B2 por GG Combs, N. Barksby y J.F. Dormish; 2014. En los ensayos descritos, se prepara una muestra formando una estera de sustrato compuesto encolado sin curar con dimensiones de 305 x 305 x 50 mm. Posteriormente, la estera se compacta bajo una ligera presión (5.6 kg/cm²) por un breve periodo de tiempo (30 s). La velocidad de empuje es de 6 cm/s.

[0045] A continuación se describirán varias composiciones adhesivas que pueden usarse como agente de adhesión y, opcionalmente, también como parte de una composición de resina híbrida curable. En al menos algunos ejemplos, la composición adhesiva incluye agua, uno o más biopolímeros, uno o más monómeros u oligómeros y, opcionalmente, uno o más aditivos. Los componentes distintos del agua pueden opcionalmente disolverse o dispersarse en agua. La relación entre uno o más biopolímeros y uno o más monómeros u oligómeros puede estar en el rango de 30:70 a 80:20, o como se define más detalladamente en este documento.

[0046] En una composición de resina híbrida curable que incluye uno o más isocianatos, la masa de isocianato es opcionalmente no más del 150 %, o no más del 130 %, o no más del 110 % de la masa de agua en la composición tal como se aplica a la madera (es decir, excluyendo el agua en la madera). La masa del biopolímero opcionalmente no es más del 55 % de la masa del agua. La relación de biopolímero a isocianato está opcionalmente entre 80:20 y 15:85, o entre 50:50 o 15:85, o 25:75 o más.

[0047] En algunos ejemplos, se mezclan el biopolímero, el monómero/oligómero y el agua, y se añade el isocianato a la mezcla. Preferiblemente, el biopolímero, el monómero/oligómero y el agua forman una dispersión o solución estable antes de agregar el isocianato. El isocianato se puede agregar a la mezcla de biopolímero, monómero/oligómero y agua mediante agitación mecánica y/o alimentando los componentes en un mezclador estático en línea. El isocianato y el biopolímero en agua pueden formar una emulsión relativamente estable u otra dispersión. El término “relativamente estable” utilizado anteriormente indica preferiblemente una estabilidad de la emulsión suficiente como para no aumentar significativamente la viscosidad durante un tiempo aceptable a una temperatura específica. En términos de la industria de compuestos de madera, el requisito en términos de estabilidad es garantizar que exista una “vida útil” del proceso suficiente para la emulsión acuosa de isocianato. Para fabricar tableros de partículas, la viscosidad debe ser inferior a 1000 cP, o inferior a 700 cP, a 40 °C durante al menos 15 minutos. Opcionalmente, una composición de resina híbrida curable premezclada tiene una viscosidad de menos de 500 cP o menos de 300 cP. Una composición de resina híbrida curable premezclada puede permanecer con baja viscosidad durante 30 minutos o más, o 60 minutos o más.

[0048] En otros ejemplos, se aplican agua, biopolímero, monómero/oligómero e isocianato a un sustrato de madera en dos o más partes. En algunos ejemplos, el agua, el biopolímero y el monómero/oligómero se pueden mezclar antes de aplicarlos a la madera, mientras que el componente isocianato se aplica por separado. En algunos ejemplos, el biopolímero, opcionalmente con agua, el monómero/oligómero, opcionalmente con agua, y el isocianato se aplican cada uno por separado.

[0049] En algunos ejemplos, la composición acuosa se utiliza para fabricar compuestos de madera, como tableros de partículas. El pMDI, cuando se utiliza solo, normalmente se pulveriza sobre astillas o partículas finas de madera a una concentración de entre 1 y 6 g de pMDI por cada 100 g de madera. La composición de resina híbrida curable se puede aplicar, por ejemplo, a una concentración de 2 a 10 g de sólidos de composición de resina híbrida curable por cada 100 g de madera. La cantidad de isocianato en la composición de resina híbrida curable puede ser de 4 g por 100 g de madera o menos. Aunque la cantidad de isocianato se puede reducir, la mayor tasa de aplicación total permite una mejor distribución del isocianato en la madera y puede ser compatible con los equipos utilizados para pulverizar resinas a base de formaldehído, que normalmente se aplican a razón de aproximadamente 10 g de urea formaldehído (UF) por cada 100 g de madera. El peso de sólidos combinados del biopolímero y el isocianato puede estar entre el 2 % y el 8 % del peso de la madera. Todos los pesos mencionados en este párrafo excluyen el peso del agua.

[0051] Los sustratos de madera para fabricar tableros de partículas generalmente se secan hasta un 2-3 % de agua (contenido de humedad) y luego se pasan a través de un resinador donde se aplica la composición adhesiva o la composición de resina híbrida curable y, opcionalmente, agua adicional. Las tasas de carga descritas en este documento de la composición adhesiva, la composición de resina híbrida curable o cualquier componente de cualquiera de ellas, se calculan sobre la base de madera completamente seca (esencialmente 0 % de agua). A menos que se indique lo contrario, las tasas de carga de la composición adhesiva o de la composición de resina híbrida curable se refieren únicamente a los sólidos secos (componentes no acuosos) de las composiciones (es decir, se excluye el peso del agua en la composición). A menos que se indique lo contrario, la humedad informada en el contexto de un sustrato compuesto pegado sin curar es el total de agua que queda en el sustrato de madera y el agua agregada como parte de, o con, la composición adhesiva o la composición de resina híbrida curable. Esto representa el contenido de humedad de un sustrato que sale de un resinador o se forma en una estera sin curar en un sistema de fabricación de tableros de partículas.

[0053] En algunos ejemplos, se elabora una composición de resina híbrida curable al extruir primero almidón o una mezcla de diferentes almidones u otros biopolímeros junto con agua y, opcionalmente, un plastificante y/o un reticulante para formar nanopartículas de biopolímero o almidón soluble en agua fría. Las nanopartículas o almidón soluble en agua fría se dispersan opcionalmente en agua en una proporción entre aproximadamente 30:70 a 80:20 en peso con uno o más monómeros u oligómeros. Esta dispersión puede tener un contenido de sólidos de aproximadamente 25 a 75 %. Luego, la dispersión se mezcla opcionalmente en una proporción entre aproximadamente 80:20 y 15:85 con un isocianato, por ejemplo pMDI o una mezcla de pMDI con otro isocianato, sobre una base de masa de sólidos (biopolímero y monómero/-oligómero) a sólidos (isocianato). Opcionalmente, la composición de resina híbrida curable se puede diluir agregando más agua después de agregar el isocianato. En otra opción, se puede rociar agua adicional sobre el sustrato por separado de la resina híbrida curable. La composición resultante tiene una baja viscosidad adecuada para ser rociada o aplicada de otro modo sobre astillas o finos de madera en un resinador utilizado para fabricar tableros de partículas. Opcionalmente, las dispersiones o soluciones de otros biopolímeros pueden sustituir a las nanopartículas de biopolímero o al almidón soluble en agua fría.

[0055] En otros ejemplos, una composición de resina híbrida curable en un resinador o de otro modo sobre un sustrato. En la fabricación de tableros de partículas, las partículas de madera presecadas (u otras partículas lignocelulósicas) pasan a través de un resinador. El resinador normalmente tiene múltiples boquillas para rociar dentro de una cámara que contiene las partículas de madera. Las partículas de madera se mezclan mientras se pulverizan y/o poco después de hacerlo. Se pueden pulverizar dos o más partes de la composición de resina híbrida curable sobre el sustrato por separado desde diferentes boquillas. Por ejemplo, una dispersión o solución acuosa de biopolímero y monómero/oligómero se puede pulverizar sobre los sustratos por separado del isocianato a través de boquillas separadas de un resinador. En otro ejemplo, una dispersión o solución del biopolímero, el monómero/oligómero y el isocianato se pueden rociar por separado sobre el sustrato a través de boquillas separadas de un resinador. Cuando una o más partes de una composición de resina híbrida curable se aplican a un sustrato por separado, entran en contacto entre sí y se mezclan mientras están en el sustrato que se mezcla en el resinador. El agua necesaria para alcanzar un contenido de humedad objetivo particular en la estera de partículas de madera se puede rociar con el biopolímero y/o monómero/oligómero, o parcialmente con el biopolímero y/u oligómero y parcialmente desde una boquilla separada.

[0057] Los componentes de una composición adhesiva o de una composición de resina híbrida curable se pueden mezclar en un mezclador estático en línea, por ejemplo del tipo que tiene un conjunto de aletas dentro de un segmento de tubo. En el extremo ascendente del mezclador se proporcionan dos entradas. Una entrada puede transportar una mezcla de agua, biopolímero y cualquier monómero/oligómero u otros aditivos. La segunda entrada transporta un isocianato. En el extremo posterior del mezclador se produce una composición mixta. El extremo aguas abajo del mezclador puede estar conectado a un resinador u otro sistema de pulverización o adición.

[0059] En otro ejemplo de un proceso de mezcla, el biopolímero y el monómero/oligómero, si los hay, se mezclan en agua en condiciones apropiadas. El almidón soluble en frío, por ejemplo, se puede mezclar a 200 rpm utilizando un mezclador mecánico con un esfuerzo cortante relativamente bajo. Las nanopartículas de almidón pueden dispersarse con un cizallamiento relativamente alto. La velocidad de agitación puede ser de aproximadamente 400 rpm mientras el isocianato se agrega lentamente. Una vez añadido todo el isocianato, se continúa mezclando durante unos 5 minutos hasta que se observe una emulsión homogénea. Opcionalmente, la emulsión se puede diluir añadiendo más agua manteniendo 400 rpm (dilución indirecta). En otra opción, la mezcla de biopolímero y agua puede diluirse agregando agua e isocianato simultáneamente (dilución directa). La dilución directa e indirecta generalmente produce emulsiones con viscosidad similar.

[0060] Una composición adhesiva o una composición de resina híbrida curable como se describe en este documento puede tener una viscosidad que sea adecuada para ser aplicada como gotas, por ejemplo rociadas, sobre un sustrato suelto para hacer materiales compuestos tales como tableros de partículas, por ejemplo una viscosidad de 1000 cPs o menos o 700 cPs o menos a 40 °C.

[0062] El uno o más biopolímeros pueden contener uno o más polisacáridos, uno o más polipéptidos o una combinación de los mismos. Por ejemplo, la composición puede contener uno o más materiales amiláceos tales como almidón. Por ejemplo, los materiales amiláceos pueden contener más del 50 % p/p de almidón en base seca. El material amiláceo puede comprender un almidón modificado químicamente, enzimáticamente, térmicamente o mecánicamente. El material amiláceo puede estar en forma de nanopartículas de almidón diseñadas, ya sea secas o dispersas en agua. Las nanopartículas de almidón pueden obtenerse a partir de almidón ceroso, dentado o de patata o de sus mezclas. Las nanopartículas de almidón dispersas en agua pueden tener un tamaño de partícula promedio inferior a 1 micrómetro. Las nanopartículas de almidón pueden tener un peso molecular medio (Mn) inferior a 10,000,000 Daltons. Las nanopartículas pueden contener más del 80 % p/p de almidón en base seca. Alternativamente o adicionalmente, la composición puede contener uno o más materiales a base de celulosa. El material a base de celulosa puede comprender celulosa modificada química, enzimática, térmica o mecánicamente. Alternativamente o adicionalmente, la composición puede contener uno o más materiales basados en hemicelulósicos. El material a base de hemicelulósicos puede comprender hemicelulosa modificada química, enzimática, térmica o mecánicamente. Alternativamente o adicionalmente, la composición puede contener uno o más materiales proteicos. El material proteico puede contener más del 15 % p/p o más de proteína en base seca. El material proteico puede estar en forma de proteína desnaturalizada o jarabe, un material obtenido por ejemplo mediante extrusión reactiva de proteína de soja o harina de maíz desgerminada.

[0064] Los uno o más monómeros u oligómeros se seleccionan del grupo de compuestos con capacidad de formar enlaces de hidrógeno y pueden ser del grupo de compuestos que contienen uno o más grupos hidroxilo libres (que es un subconjunto de compuestos con capacidad de formar enlaces de hidrógeno). El o los monómeros u oligómeros pueden ser solubles en agua. Los monómeros u oligómeros con grupos hidroxilo pueden comprender uno o más de: polioles simples (tales como glicerol, etilenglicol, dietilenglicol, trietilenglicol, tetraetilenglicol y oligómeros de dietilenglicol), alcoholes de azúcar (tales como arabitol, xilitol, manitol, sorbitol, maltitol, isomalt, lactitol, poliglicitol), monosacáridos (tales como glucosa, fructosa, galactosa), disacáridos (tales como sacarosa, lactosa, lactulosa, celobiosa, xilobiosa, tetrahalosa, maltosa), aminoazúcares (tales como galactosamina, glucosamina y quitobiosa), ácidos de azúcar (tales como ácidos aldónicos, ácidos urónicos y ácidos aldáricos), oligosacáridos (tales como gluco-oligosacárido, fructo-oligosacáridos, galactooligosacáridos, manano-oligosacáridos, isomaltooligosacáridos), jarabes de carbohidratos (como jarabe de glucosa, jarabe de maíz, jarabe de maíz con alto contenido de fructosa, jarabe de maíz con alto contenido de maltosa, jarabe de sorgo dulce, jarabe de arce, jarabe de abedul, jarabes de frutas, jarabes invertidos), subproductos de refinerías de azúcar (como melaza, jarabe de melaza y jarabe dorado), productos de hidrólisis de polisacáridos (como almidón, celulosa, xilanos, pectinas, quitina y glucógeno) y sus mezclas. Un monómero capaz de formar enlaces de hidrógeno sin grupos hidroxilo es la urea. Opcionalmente, un oligómero puede ser un dímero, un trímero o un tetrámero. El uno o más monómeros u oligómeros pueden denominarse alternativamente plastificantes.

[0066] Un biopolímero generalmente contiene cadenas de polímeros de longitudes variables. El grado de polimerización promedio en número (o DP) se determina dividiendo el peso molecular promedio en número de la muestra, determinado por ejemplo mediante cromatografía de permeación en gel (GPC), por el peso molecular de las unidades repetidas relevantes. El DP de una mezcla de biopolímeros se puede calcular como un promedio ponderado del DP de los biopolímeros individuales en la mezcla. El DP de uno o más biopolímeros es opcionalmente 5 o más, 10 o más, 100 o más o 300 o más.

[0068] El grado de polimerización promedio en número (o DP) de un oligómero se puede determinar experimentalmente como se describió anteriormente o por referencia a una estructura molecular conocida para dímeros, trímeros o tetrámeros esencialmente puros. El DP de una mezcla de oligómeros, o una mezcla de uno o más monómeros y uno o más oligómeros, se puede calcular como un promedio ponderado del DP de los monómeros u oligómeros individuales en la mezcla. El DP de uno o más monómeros u oligómeros es opcionalmente 4 o menos.

[0070] En condiciones de alta carga y humedad, muchos biopolímeros producen pegajosidad. Sin embargo, la carga y la humedad requeridas para los biopolímeros de alto DP pueden ser demasiado altas para su uso práctico en la fabricación de tableros de partículas. Las esteras para fabricar las capas frontales de los tableros de partículas pueden tener un 5 % en peso o más de biopolímero y más del 10 % en peso de agua. En estas condiciones, al menos algunos biopolímeros con un DP en el rango de 5 a 100 o de 5 a 50 (por ejemplo, algunas dextrinas o maltodextrinas solubles en agua fría) pueden producir suficiente pegajosidad por sí solos. Sin pretender limitarnos a la teoría, estos productos pueden incluir una amplia gama de longitudes de cadenas de polímeros que incluyen algunas cadenas muy largas y algunas cadenas muy cortas, lo que los hace hasta cierto punto como una mezcla de un biopolímero y un oligómero. Alternativamente, estos productos pueden tener suficientes grupos hidroxilo en relación con su peso molecular para proporcionar pegajosidad en presencia de suficiente humedad. Sin embargo, en al menos algunos casos, estos biopolímeros no producen pegajosidad por sí solos en condiciones de menor carga y/o menor humedad, por ejemplo, 4 % en peso de biopolímero y 6-9 % en peso de agua, al menos cuando el sustrato comprende partículas lignocelulósicas secas, como astillas de madera. Estas condiciones de menor carga y menor humedad son necesarias para fabricar, por ejemplo, la capa central del tablero de partículas. Por el contrario, las mezclas de biopolímero (independientemente del DP) y monómero/oligómero mantienen la adherencia en condiciones de humedad más bajas similares.

[0071] Aunque los biopolímeros con alto DP producen menos pegajosidad cuando se usan solos que los biopolímeros con bajo DP, la pegajosidad de una mezcla de biopolímero de alto DP y monómero/oligómero puede, al menos en algunos ejemplos, ser similar a la pegajosidad de una mezcla de biopolímero de bajo DP y monómero/biopolímero. Los biopolímeros con un DP bajo, por ejemplo en el rango de 5-50, generalmente se procesan ampliamente a partir de biopolímeros que aparecen en la naturaleza con un DP más alto y tienden a ser más caros y/o menos disponibles que los biopolímeros con un DP más alto. De acuerdo con lo anterior, puede ser más conveniente y/o económico utilizar una mezcla que incluya uno o más biopolímeros con un DP de 100 o más. Aunque los biopolímeros con DP de 100 o más y los monómeros/oligómeros con DP de 4 o menos normalmente tienen muy poca pegajosidad por sí solos, cuando se combinan como se describe aquí producen una pegajosidad mucho mayor que la que se predeciría mediante un promedio ponderado de su pegajosidad cuando se usan solos. Opcionalmente, la composición adhesiva puede incluir uno o más monómeros u oligómeros que tengan un DP de 4 o menos y uno o más biopolímeros que tengan un DP de 100 o más o 300 o más.

[0072] La composición adhesiva puede comprender, en base seca, una relación entre el peso de uno o más monómeros u oligómeros y el peso de uno o más biopolímeros en el rango de 30:70 a 80:20.

[0073] Opcionalmente, la composición adhesiva puede comprender un modificador de pH. El modificador de pH puede ser un ácido, una base o una sal. Opcionalmente, la composición adhesiva puede comprender un modificador de reología. Opcionalmente, la composición adhesiva puede comprender un biocida. Opcionalmente, la composición adhesiva puede comprender un humectante orgánico o inorgánico.

[0074] Una composición de resina híbrida curable puede tener una fase líquida a base de isocianato dispersa, por ejemplo emulsionada, en una fase acuosa. La fase líquida a base de isocianato puede estabilizarse mediante un componente a base de biopolímero en la fase acuosa, uno o más aditivos, o ambos.

[0075] Un producto compuesto pegado sin curar puede comprender una composición adhesiva o una composición de resina híbrida curable. Un producto compuesto encolado sin curar puede comprender un sustrato a base de lignocelulosa, como partículas finas de madera, astillas de madera u otras partículas útiles para fabricar tableros de partículas. La cantidad de biopolímero y oligómero seco (es decir, sin agua) en un producto compuesto pegado sin curar puede ser de 1-7 % en peso, en base al sustrato seco y suelto. La cantidad de isocianato en un producto compuesto pegado sin curar puede ser de 1-6 % en peso, en base al sustrato seco y suelto. El contenido de humedad de un producto compuesto pegado sin curar puede ser del 6-14 % en peso.

[0076] Un producto compuesto pegado sin curar puede tener suficiente fuerza cohesiva (pegajosidad) para mantener la forma y/o la integridad mecánica durante las operaciones de manipulación, transporte y procesamiento. La pegajosidad se puede medir mediante una “prueba de empuje”. El producto compuesto pegado sin curar puede tener un perfil de pegajosidad dependiente del tiempo, medido mediante una “prueba de empuje”, que no muestra una disminución de la pegajosidad con el tiempo. La composición adhesiva o la composición de resina híbrida curable puede ser útil para mantener sustratos inorgánicos u orgánicos sueltos (tales como fibras de madera, finos, astillas, partículas, etc.) pegados entre sí con suficiente fuerza cohesiva para mantener la forma y/o la integridad mecánica a temperatura ambiente del proceso durante las operaciones de manipulación, transporte y procesamiento utilizadas para fabricar tableros de partículas.

[0077] La composición adhesiva generalmente comprende una mezcla de al menos dos componentes en agua: (a) uno o más biopolímeros y (b) uno o más monómeros y/u oligómeros; y opcionalmente, (c) uno o más aditivos. La parte de biopolímero de una composición adhesiva puede ser cualquier combinación de uno o más biopolímeros. Los biopolímeros adecuados para esta invención incluyen una amplia gama de polímeros producidos por organismos vivos, tales como polisacáridos y polipéptidos homogéneos o heterogéneos. Los biopolímeros ejemplares dentro del grupo de los polisacáridos incluyen materiales amiláceos, celulósicos y hemicelulósicos. Los biopolímeros ejemplares dentro del grupo de los polipéptidos incluyen una amplia gama de materiales proteicos de origen vegetal y animal. Los polisacáridos, y en particular los materiales amiláceos, parecen producir la mayor pegajosidad.

[0078] El término material amiláceo se utiliza típicamente en el presente documento para significar cualquier producto, subproducto o corriente de desecho con un contenido de al menos 50 % p/p de carbohidratos de almidón poliméricos, no derivatizados o derivatizados, tales como dextrinas, amilosa o amilopectina solos o en combinación. Los materiales amiláceos incluyen, entre otros, comidas, almidones o harinas obtenidas de cualquier cultivo de cereales (por ejemplo, maíz o trigo), cultivos de raíces (por ejemplo, tapioca), cultivos de tubérculos (por ejemplo, papa), cultivos de leguminosas (por ejemplo, soja o guisantes) o cualquier otra fuente comercial de almidón (por ejemplo, partículas de almidón diseñadas).

[0079] El término material celulósico se utiliza típicamente en el presente documento para significar cualquier producto, subproducto o corriente de desecho con un contenido de al menos 30 % p/p de carbohidratos celulósicos poliméricos, no derivatizados o derivatizados: fragmentos celulósicos y lignocelulósicos, celulosa, nanofibras de celulosa, carboximetilcelulosa, metilcelulosa, hidroxipropilcelulosa, hidroxietilcelulosa, nanocelulosa, celulosa microbiana, etc. solos o en combinación.

[0080] El término material hemicelulósico se utiliza típicamente en el presente documento para significar cualquier producto, subproducto o corriente de desecho con un contenido de al menos 30 % p/p de carbohidratos hemicelulósicos poliméricos, no derivatizados o derivatizados: fragmentos hemicelulósicos, xiloglucanos, glucomananos, mananos, xilanos, arabinoxilanos, arabinogalactanos, etc. solos o en combinación. Los materiales hemicelulósicos incluyen, pero no se limitan a, corrientes laterales de plantas de pulpa, corrientes de biorrefinerías celulósicas, corrientes de biorrefinerías de etanol celulósico, etc.

[0081] El término material proteico se utiliza típicamente en el presente documento para significar cualquier producto, subproducto o corriente de desecho con un contenido de al menos 15 % p/p de proteína polimérica, no derivatizada o derivatizada, tal como oligopéptidos y polipéptidos. Los materiales proteínicos incluyen, pero no se limitan a, jarabes, harinas, proteínas o harinas obtenidas de cultivos de granos (por ejemplo, jarabe de destilador condensado, harina de gluten de maíz, zeína, proteína de arroz, proteína de trigo), cultivos de semillas oleaginosas (harina de semilla de ricino desgrasada, harina de maní desgrasada, harina de colza desgrasada), cultivos de raíces (por ejemplo, proteína de yuca), cultivos de fibra (por ejemplo, harina de semilla de algodón desgrasada), cultivos de leguminosas (por ejemplo, proteína de soja y proteína de guisante), fuentes animales (por ejemplo, gelatina, cola sin gluten, lactoalbúmina o proteína de suero) o cualquier otra fuente comercial de proteína (por ejemplo, proteína modificada o desnaturalizada).

[0082] Los biopolímeros pueden modificarse, purificarse o derivatizarse mediante procesos físicos, químicos, térmicos o enzimáticos.

[0083] Sin limitación, los materiales amiláceos modificados o derivatizados se pueden obtener a través de modificaciones físicas (por ejemplo, harinas desgerminadas, harinas, almidones granulares, almidones solubles en frío, almidones extruidos); modificaciones químicas (por ejemplo, almidón hidrolizado, almidón catiónico, almidón hidrófobo, almidón injertado, etc.), modificaciones enzimáticas (por ejemplo, almidón hidrolizado enzimáticamente); modificaciones térmicas (es decir, almidón dextrinizado); modificaciones termomecánicas (por ejemplo, almidón termoplástico); o una combinación de procesos de modificación (por ejemplo, extrusión reactiva que da como resultado nanopartículas de almidón diseñadas).

[0084] La fabricación de nanopartículas de biopolímeros diseñados se describe, por ejemplo, en la Publicación Internacional Número WO 00/69916 y número de publicación internacional WO 2008/022127. Se conocen otros métodos en la técnica para fabricar nanopartículas de biopolímeros. Aunque el término “nanopartícula” generalmente se refiere a partículas de 100 nm y más pequeñas, en esta especificación se utiliza para referirse a partículas que tienen un tamaño de partícula promedio de aproximadamente 1000 nm o menos o que forman un coloide en agua.

[0085] En principio, cualquier biopolímero y sus mezclas pueden utilizarse para fabricar nanopartículas de biopolímero. En un método ejemplar, el biopolímero se calienta y se procesa mecánicamente con agua, opcionalmente un plastificante, opcionalmente un reticulante y opcionalmente otros aditivos. El calentamiento y el procesamiento mecánico pueden ocurrir en una extrusora, preferiblemente una extrusora de doble tornillo corrotante. El biopolímero, el agua y cualquier plastificante se añaden preferiblemente a la zona de alimentación de una extrusora. El plastificante puede ser un poliol como el glicerol. El agente reticulante puede ser un agente reticulante reversible. En una zona intermedia o de gelatinización de la extrusora, situada aguas abajo de la zona de alimentación, la temperatura se mantiene entre 60 y 200 grados C, o entre 100 y 140 grados C. Se aplica al menos 100 J/g, o al menos 250 J/g, de energía mecánica específica por gramo de biopolímero en la zona intermedia. La presión en la zona intermedia puede estar entre 5 y 150 bar. Se puede añadir un agente reticulante, si lo hay, en una zona de reacción que sigue o se superpone con el final de la zona intermedia. Cuando el biopolímero es almidón, éste se gelatiniza sustancialmente (se convierte en una fase fundida termoplástica) en la zona intermedia. Las nanopartículas de almidón forman principalmente partículas de hidrogel cuando se dispersan, aunque parte del almidón puede disolverse. El almidón en al menos una porción de la nanopartícula puede tener un peso molecular entre aproximadamente 700,000 y 800,000 Da.

[0086] Sin limitación, los materiales proteínicos modificados o derivatizados se pueden obtener mediante modificaciones físicas (por ejemplo, purificación); modificaciones químicas (por ejemplo, reticulación, esterificación, oxidación, etc.), modificaciones enzimáticas (por ejemplo, hidrólisis); modificación térmica (por ejemplo, desnaturalización); modificaciones termomecánicas (por ejemplo, extrusión); o una combinación de procesos de modificación (por ejemplo, extrusión reactiva). Los materiales proteicos incluyen, pero no se limitan a, proteínas purificadas, concentrados de proteínas, aislados de proteínas, hidrolizados de proteínas, jarabes de proteínas, proteínas desnaturalizadas o extruidos de proteínas diseñadas.

[0087] Sin limitación, los materiales lignocelulósicos modificados o derivatizados se pueden obtener mediante modificaciones físicas (por ejemplo, celulosa microfibrilada); modificaciones químicas (por ejemplo, celulosa hidrolizada, hemicelulosas y ligninas, ligninas glioxiladas, celulosa injertada, etc.), modificaciones enzimáticas (por ejemplo, lignocelulosa hidrolizada enzimáticamente); modificaciones térmicas; modificaciones termomecánicas; o una combinación de procesos de modificación.

[0088] La parte monómero/oligómero de una composición adhesiva puede ser cualquier combinación de uno o más monómeros u oligómeros. Los monómeros u oligómeros ejemplares adecuados para esta invención incluyen compuestos solubles en agua que contienen uno o más grupos hidroxilo libres y compuestos que de otro modo tendrían la capacidad de formar enlaces de hidrógeno tales como urea. Los oligómeros ejemplares tienen un DP de 4 o menos.

[0089] Ejemplos de dichos monómeros u oligómeros con grupos hidroxilo son:

[0090]  polioles simples tales como glicerol, etilenglicol, dietilenglicol, trietilenglicol, tetraetilenglicol y oligómeros de dietilenglicol;

[0091]  alcoholes de azúcar como arabitol, xilitol, manitol, sorbitol, maltitol, isomaltosa, lactitol, isosorbida, poliglicitol;

[0092]  monosacáridos como glucosa, fructosa, galactosa

[0093]  disacáridos como sacarosa, lactosa, lactulosa, celobiosa, xilobiosa, tetrahalosa, maltosa y similares  aminoazúcares como la galactosamina, la glucosamina y la quitobiosa

[0094]  ácidos de azúcar como los ácidos aldónicos, urónicos y aldáricos

[0095]  oligosacáridos como gluco-oligosacáridos, fructo-oligosacáridos, galacto-oligosacáridos, mananooligosacáridos, isomalto-oligosacáridos, etc.

[0096]  jarabes de carbohidratos como jarabe de glucosa, jarabe de maíz, jarabe de maíz con alto contenido de fructosa, jarabe de maíz con alto contenido de maltosa, jarabe de sorgo dulce, jarabe de arce, jarabe de abedul, jarabes de frutas, jarabes invertidos, etc.

[0097]  subproductos de las refinerías de azúcar como melaza, jarabe de azúcar y jarabe dorado

[0098]  productos de hidrólisis de polisacáridos como almidón, celulosa, xilanos, pectinas, quitina y glucógeno  sus mezclas.

[0099] Opcionalmente, la composición adhesiva puede contener uno o más aditivos. Los ejemplos de aditivos incluyen modificadores de reología (por ejemplo, urea, glicerol, cloruro de calcio); modificadores de pH (por ejemplo, ácidos orgánicos mono o policarboxílicos y ácidos inorgánicos como ácido fosfórico o ácido cítrico; urea; bases inorgánicas como cáustico; y/o sales inorgánicas como carbonato de sodio); humectantes (por ejemplo, glicerol o cloruro de calcio) y biocidas. En el caso de nanopartículas de biopolímero diseñadas, se pueden agregar opcionalmente uno o más aditivos durante el proceso de formación de nanopartículas.

[0100] Sin pretender limitarse o limitarse por la teoría, se postula que el rendimiento de pegajosidad de las composiciones adhesivas descritas en este documento puede surgir de la capacidad de unión de hidrógeno del biopolímero en combinación con la plastificación externa del biopolímero en presencia de los monómeros u oligómeros. De hecho, muchos de los biopolímeros descritos en este documento pueden proporcionar cierta pegajosidad por sí solos, sin embargo, la adición de uno o más monómeros u oligómeros da como resultado una mejora de la pegajosidad, particularmente en un sustrato compuesto pegado sin curar con un bajo contenido de humedad.

[0101] La composición adhesiva puede comprender entre 30 y 80 por ciento de monómero/oligómero en base seca de monómero/oligómero y biopolímero (es decir, la relación de monómero/oligómero a biopolímero está entre 30:70 y 80:20), opcionalmente entre 30 y 70 por ciento de monómero/oligómero en base seca. En pruebas con una variedad de biopolímeros, se observaron regularmente aumentos significativos en la pegajosidad con un 30 por ciento o más de monómero/oligómero en base seca. La pegajosidad se duplicó aproximadamente con al menos un 37.5 por ciento de monómero/oligómero hasta aproximadamente un 70 u 80 por ciento de monómero/oligómero, y la pegajosidad máxima se logró con aproximadamente un 50 por ciento de monómero/oligómero.

[0102] La composición adhesiva puede tener un contenido de sólidos (es decir, sin agua) en el rango de 30-80 % en peso, o un contenido de sólidos en el rango de 30-70 % en peso. La viscosidad de la composición adhesiva tiende a aumentar con el contenido de sólidos. La viscosidad de la composición adhesiva, medida con un viscosímetro Brookfield a 25 °C y 100 rpm, varía de 10 a 10000 centipoise. La Figura 2 muestra la viscosidad de mezclas 50/50 de (i) biopolímero B y monómero C y (ii) biopolímero B y oligómero H, con diversos contenidos de sólidos. La viscosidad en la Figura 2 se midió utilizando un viscosímetro Brookfield RV utilizando el husillo apropiado a 100 rpm a una temperatura de 20-24 °C.

[0104] La tasa de carga de una composición adhesiva es la cantidad de biopolímero seco (es decir, sin agua) como porcentaje del peso del sustrato, excluyendo cualquier agua en el sustrato. La tasa de carga de una composición adhesiva puede estar en el rango de 1-7 % en peso. La composición adhesiva también puede contener algo de agua. En el caso de que la composición adhesiva, al aplicarse al sustrato, no tenga suficiente agua para proporcionar un contenido de humedad seleccionado al sustrato, se puede agregar agua adicional por separado. Esta agua adicional, y el agua presente en el sustrato, puede considerarse parte de la composición adhesiva presente en un sustrato compuesto pegado sin curar.

[0106] Para su uso en la producción de compuestos a base de lignocelulosa (es decir, a base de madera), la composición adhesiva se puede combinar con resinas termoendurecibles curables de uso común, incluidas, pero no limitado a, isocianatos como metilendiisocianato (MDI), toluendiisocianato (TDI), metilendiisocianato polimérico (pMDI) y metilendiisocianato emulsionado (eMDI). En presencia de los termoendurecibles antes mencionados, la fuerza cohesiva de la composición adhesiva acuosa no disminuye materialmente y puede ser suficiente para mantener la forma y/o la integridad mecánica durante las operaciones de manipulación, transporte y procesamiento. Además, la composición adhesiva no afecta negativamente la química de curado del material termoendurecible. Una resina termoendurecible a base de isocianato y una composición adhesiva se pueden combinar para formar una composición de resina híbrida curable, opcionalmente en forma de una emulsión estabilizada que contiene una o más gotas de fase oleosa de isocianatos análogas a las composiciones descritas en la publicación internacional número WO 2016/101063, que se incorpora al presente documento. Alternativamente, se pueden aplicar (es decir, rociar) una composición adhesiva y un isocianato a sustratos sueltos por separado.

[0108] La resistencia cohesiva (o pegajosidad) del sustrato suelto que contiene la composición adhesiva acuosa (es decir, el sustrato compuesto pegado sin curar) se mide realizando una “prueba de empuje” como se describe en detalle en R.J. Leichti C.Y. Hse, R.C. Tang, J. Adhesion, 1988, 25, 31-44 y Solicitud de patente US 8895643 B2 de G.G. Combs, N. Barksby and J.F. Dormish; 2014. En la “prueba de empuje”, el sustrato que contiene la composición adhesiva acuosa se empuja, a una velocidad constante, sobre un borde. La medida de la pegajosidad se cuantifica por la distancia (por ejemplo en cm) que dicho sustrato es capaz de pasar hasta romperse. Se evalúa el rendimiento de pegajosidad de las composiciones adhesivas aquí contenidas y se compara con la resistencia cohesiva del propio sustrato suelto. El sustrato suelto presenta una resistencia cohesiva de 0 cm, medida mediante la “prueba de empuje”. Para la “prueba de empuje” descrita en esta invención, la resistencia cohesiva suficiente, definida como la necesaria para mantener la forma y/o la integridad mecánica durante las operaciones de manipulación, transporte y procesamiento, es preferiblemente de al menos 5 cm a una velocidad de empuje de 6 cm/s. Como punto de comparación, las resinas termoendurecibles de isocianato no imparten ninguna resistencia cohesiva al sustrato suelto. Las resinas termoendurecibles de uso común que imparten resistencia cohesiva, como las resinas termoendurecibles aminoplásticas basadas en formaldehído, imparten una resistencia cohesiva similar a la composición adhesiva de la invención cuando se aplican con la misma carga a un sustrato suelto seco.

[0110] Las resinas termoendurecibles aminoplásticas como las basadas en formaldehído muestran un desarrollo de pegajosidad dependiente del tiempo, es decir, la resistencia cohesiva del sustrato compuesto pegado sin curar cambia con el tiempo. Normalmente, estas resinas termoendurecibles aminoplásticas muestran una resistencia cohesiva óptima después de un período de tiempo determinado luego de la aplicación de la resina, después del cual la resistencia cohesiva disminuye y finalmente desaparece. Este comportamiento físico se ha atribuido a cambios en el comportamiento reológico debido a la pérdida de agua o al precurado del adhesivo (ver por ejemplo: A. Sahaf, K. Englund, M-P.G. Laborie, Holzforschung, 2011, 66, 73-78 o A. Himsel, J. Moser, W. Kantner, R. Mitter, J. Gieβwein, H.W.G. van Herwijnen, U. Müller, Wood Sci. Technol.2015, 49, 681-694). Por el contrario, las composiciones adhesivas descritas en este documento no muestran una adherencia dependiente del tiempo durante un período de al menos 1 hora después de la aplicación de la composición adhesiva sobre el sustrato suelto y el prensado previo. Esto da como resultado una composición adhesiva que, dentro de las variaciones típicas del proceso, es en gran medida insensible a la pérdida de humedad.

[0112] Ejemplo 1: Descripción general de los procedimientos experimentales

[0114] Resinado - Las astillas de madera se acondicionaron a 70 grados C hasta alcanzar un contenido de humedad de aproximadamente el 3 %. Se agregaron astillas de madera a un resinador (recipiente mezclador de 8 paletas) y comenzó la agitación. Se agregaron resina termoendurecible (si corresponde), composición adhesiva acuosa y agua durante un período de aproximadamente 5 minutos hasta que se logró la carga y el nivel de humedad de la estera deseados. Después de la resinación, las astillas se colocaron en capas (de 1 a 3 capas) en una plantilla de 305 mm por 305 mm para formar una estera. Posteriormente, la estera se prensó a 5.6 kg/cm.<2>de presión durante 30 segundos utilizando una prensa manual hidráulica.

[0115] Preparación del tablero curado: una estera de una o tres capas, resinada como se describió anteriormente, se curó en una prensa de madera utilizando una temperatura de prensa de 200-220 °C y un factor de prensado de 5-8 segundos/mm.

[0116] Prueba de pegajosidad: la pegajosidad se mide realizando una “prueba de empuje”, donde la alfombra se empuja a una velocidad constante sobre un borde. Se utiliza una tabla para empujar uniformemente a lo ancho de la estera. Las medidas de pegajosidad informadas son la distancia desde el borde de la superficie de empuje hasta el borde del tablero cuando se observa la primera grieta en el tablero. El dispositivo utilizado para realizar la “prueba de empuje” es una adaptación del descrito detalladamente en R.J. Leichti C.Y. Hse, R.C. Tang, J. Adhesión, 1988, 25, 31-44. Se ha descrito un dispositivo similar en la solicitud de patente US 8895643 B2 por G.G. Combs, N. Barksby and J.F. Dormish; 2014. La velocidad de empuje fue de 6 cm/s.

[0117] En la siguiente Tabla 1 se describen varias muestras de biopolímeros diferentes utilizadas para fabricar composiciones adhesivas. En el caso de las nanopartículas de biopolímeros, estas se fabricaron mediante extrusión reactiva generalmente como se describe en la Publicación Internacional Número Documento WO 2008/022127. El grado de polimerización (DP), si se conoce, se incluye en la tabla.

[0118] Tabla 1 - Resumen de muestras de biopolímeros

[0120]

[0121]

[0124] Se utilizaron varios monómeros u oligómeros como se describe en la Tabla 2 a continuación. Las muestras A a E, I y J son monómeros. Las muestras F, G y H son oligómeros con un DP de 2.

[0125] Tabla 2 - Resumen de monómeros y oligómeros

[0127]

[0130] Ejemplo 2: Pegajosidad producida por diversos biopolímeros, monómeros, oligómeros y composiciones adhesivas.

[0131] Se comparó el rendimiento de pegajosidad de varios biopolímeros o monómeros/oligómeros individuales y varias composiciones adhesivas agregando el biopolímero, monómero/oligómero o composición adhesiva a una carga del 5 %, en base al peso seco total de todos los biopolímeros, monómeros y oligómeros (según corresponda) en comparación con el peso seco del sustrato suelto. El sustrato suelto eran astillas de madera (astillas de una sola capa). El contenido de humedad del sustrato fue del 16 %, medido después de la adición de la composición adhesiva acuosa e incluyendo aproximadamente un 3 % de agua previamente en el sustrato. Se determinó que la pegajosidad del sustrato suelto sin ningún biopolímero o monómero/oligómero era de 0-3 cm.

[0132] La pegajosidad producida por el Monómero E, Monómero C, Oligómero G o una mezcla de Monómero C y Oligómero G, cada uno sin biopolímero, fue de 3-4 cm. El Biopolímero B sin monómero/oligómero presentó una pegajosidad de 4.5 cm. Se probaron los Biopolímeros C y D, ambos sin monómero/oligómero, y presentaron una pegajosidad similar a la del Biopolímero B.

[0133] Las composiciones adhesivas con una combinación de Biopolímero B y Monómero E, Monómero B, Monómero A, Oligómero G, Oligómero H, Monómero D o Monómero C, cada uno en una relación de 50/50 por ciento en peso de biopolímero a monómero u oligómero, proporcionaron una pegajosidad de 9, 13, 13, 14, 13, 14 y 15 cm, respectivamente, como se muestra en la Figura 3. Las composiciones adhesivas con una combinación de Biopolímero B o Biopolímero C o Biopolímero D y Monómero I, cada uno en una relación de 50/50 por ciento en peso de biopolímero a monómero u oligómero, proporcionaron una pegajosidad de 16, 17 y 15 cm, respectivamente.

[0134] Según la Figura 4, las composiciones adhesivas con una combinación de Biopolímero B y una mezcla de Oligómero H y Monómero C, en una proporción de 50/50 % en peso de Biopolímero B respecto a la mezcla, proporcionaron una adherencia de aproximadamente 7-9 cm. La proporción de mezcla entre el Oligómero H y el Monómero C no provocó una variación sustancial en la adherencia medida.

[0135] La Figura 5 muestra los resultados de mezclas de varios biopolímeros y monómero C u oligómero H, cada uno en una proporción de 50/50 por ciento en peso de biopolímero a monómero u oligómero.

[0136] Los ejemplos anteriores demuestran que los monómeros, oligómeros y biopolímeros con alto DP no desarrollan pegajosidad por sí solos hasta con un 16 % de humedad. Sin embargo, la pegajosidad se mejora sustancialmente al combinar un biopolímero con alto DP con varios monómeros u oligómeros, o con una mezcla de oligómero y monómero.

[0137] La Figura 10 muestra la pegajosidad a diversas cargas de una composición adhesiva acuosa elaborada con una mezcla 50/50 de biopolímero B y oligómero H al 16 % de humedad. Se pueden utilizar cargas en el rango de 3-7 % en peso. La pegajosidad aumenta con la carga.

[0138] Se realizaron pruebas adicionales del rendimiento de pegajosidad de varios biopolímeros, monómeros/oligómeros y composiciones adhesivas agregando el biopolímero, monómero/oligómero o composición adhesiva a una carga del 5 % en base a los pesos secos del biopolímero, monómero y oligómero (según corresponda) y sustrato suelto. Cada composición adhesiva tenía una mezcla 50/50 de biopolímero y monómero/oligómero, es decir, 2.5 % de biopolímero basado en el peso seco del sustrato suelto y 2.5 % de monómero/oligómero basado en el peso seco del sustrato suelto. Cuando se aplicó un biopolímero, monómero u oligómero solo, su carga fue del 5 % en base al peso seco del sustrato suelto. El sustrato suelto eran astillas de madera. El contenido de humedad después de la adición del biopolímero, monómero/oligómero o composición adhesiva acuosa fue del 14 %, incluida el agua presente en el sustrato antes de la adición del biopolímero, monómero/oligómero o composición adhesiva acuosa. Se determinó que la pegajosidad del sustrato suelto era de 0-3 cm.

[0139] La pegajosidad de los diversos biopolímeros, monómeros/oligómeros o composiciones adhesivas se informa en la tabla 3 a continuación. Como se indica en la tabla, algunos de los biopolímeros con bajo DP son capaces de crear pegajosidad del material solos o con un monómero u oligómero al 14 % de humedad. Las mezclas de biopolímeros con alto BP y monómeros/oligómeros con la misma tasa de carga total también producen pegajosidad del material.

[0140] Tabla 3: Pegajosidad de diversos biopolímeros, monómeros/oligómeros o composiciones adhesivas acuosas

[0142]

[0143]

[0146] Ejemplo 3: Efecto de la relación entre biopolímero y monómero/oligómero

[0148] La Figura 1 muestra los resultados de pegajosidad para tres composiciones adhesivas acuosas preparadas con cantidades variables de monómero u oligómero en relación con el biopolímero, en peso. El eje X de la Figura 1 es la fracción en % en peso de monómero/oligómero en la mezcla de monómero/oligómero y biopolímero. La velocidad de empuje utilizada fue de 6 cm/s. La pegajosidad objetivo fue un promedio de 5 cm y/o un aumento estadísticamente significativo en la pegajosidad en relación con una composición de control sin (0 % en peso) monómero/oligómero. Mientras que algunas de las composiciones alcanzaron la pegajosidad deseada con un 20 % de monómero/oligómero, otras requirieron aproximadamente un 25 % de monómero/oligómero. Con un 37.5 %, o aproximadamente un 40 %, todas las muestras lograron aproximadamente el doble de pegajosidad que la muestra de control. La pegajosidad por encima del objetivo de 5 cm se mantuvo hasta en un 75 % de monómero/oligómero. La interpolación lineal de la Figura 1 sugiere que la pegajosidad objetivo probablemente se mantiene con hasta al menos un 80 % de monómero/oligómero. La carga total de monómero u oligómero y biopolímero combinados fue del 5 % en peso. El contenido de humedad fue del 16 % en peso (incluido aproximadamente el 3 % en peso de agua en el sustrato). El sustrato consistía en astillas de una sola capa. No había pMDI ni otra resina en la mezcla. Los resultados indican que, al menos con biopolímeros que tienen un DP alto, por ejemplo 100 o más, la pegajosidad se genera a partir de una combinación de monómero/oligómero y biopolímero. La fracción de monómero/oligómero puede estar en el rango de 0.2 a 0.8, opcionalmente alrededor de 0.4 (es decir, incluyendo 0.375) a 0.6 o 0.8, opcionalmente cerca de 0.5.

[0150] Ejemplo 4: Eficacia comparativa de la composición adhesiva

[0152] Se prepararon composiciones adhesivas acuosas que comprendían biopolímero B y monómero C, y biopolímero B y oligómero H y se compararon con una resina de melamina urea formaldehído (MUF) comercial en un rango de carga de 1 a 4 por ciento, basado en astillas de madera secas. Las astillas de madera se resinaron con las composiciones adhesivas acuosas y suficiente agua para constituir una estera de partículas de madera con un 16 % de humedad, basado en el peso seco del sustrato suelto. Se puede ver en la Figura 11 que las composiciones adhesivas acuosas divulgadas en este documento tienen al menos un rendimiento igual al de una resina MUF disponible comercialmente.

[0153] Ejemplo 5: Desarrollo de la pegajosidad con el tiempo

[0154] Se evaluó el rendimiento de pegajosidad a lo largo del tiempo de una composición adhesiva acuosa con una mezcla 50/50 en peso de biopolímero B y monómero C. Las astillas de madera se resinaron con una composición adhesiva acuosa al 5 % en peso, en base al peso seco del sustrato suelto, y suficiente agua para constituir una estera de partículas de madera con un 16 % de humedad, en base al peso seco del sustrato suelto. El material fue preprensado a 5.6 kg/cm<2>de presión durante 30 segundos y la prueba de empuje realizada después de un tiempo de retención predeterminado de 0, 10, 30 y 60 minutos (cada empuje constituyó material que fue recientemente resonado y preprensado). La pérdida de humedad fue inferior al 0.1 %. Se puede ver en la Figura 6 que el rendimiento de pegajosidad de las composiciones adhesivas acuosas divulgadas en este documento no depende del tiempo. No hubo pérdida de material en el rendimiento de pegajosidad durante 1 hora.

[0155] Ejemplo 6: Compatibilidad con resina termoendurecible curable

[0156] Las astillas faciales se mezclaron con mezclas 50/50 de (i) Biopolímero B y Monómero C y (ii) Biopolímero B y Oligómero H, con una carga de 5 % en peso con suficiente agua para producir 16 % en peso de agua. La pegajosidad se probó con y sin la adición adicional de 2.5 % en peso de pMDI. Como se muestra en la Figura 7, la adición de pMDI redujo la pegajosidad, pero la pegajosidad siguió siendo significativa.

[0157] El sustrato de madera se mezcló con 2 % en peso de pMDI y 6.5 % en peso de agua en la configuración A y, en las configuraciones B, C y D, 2 % en peso de pMDI, 4 % en peso de una mezcla 50/50 de biopolímero B y oligómero H y suficiente agua para producir 6.5 % en peso de agua. En la configuración B, la composición adhesiva acuosa se pulverizó sobre la madera por separado del pMDI. En la configuración C, el pMDI se emulsionó en la mitad de la composición adhesiva acuosa y la emulsión se pulverizó sobre la madera, y la otra mitad de la composición adhesiva acuosa se pulverizó por separado sobre la madera. En la configuración D, el pMDI se emulsionó en toda la composición adhesiva acuosa y luego la emulsión se pulverizó sobre la madera. Los tableros fueron prensados a 200 °C y 5.5 s/mm. La pegajosidad fue similar en las configuraciones B, C y D. Como se muestra en la Figura 8, la resistencia del tablero no se vio afectada materialmente por si la composición adhesiva acuosa se pulverizó sobre la madera por separado del pMDI o en una mezcla con el pMDI.

[0158] Ejemplo 7: Creación de emulsiones

[0159] La Figura 9 contiene fotografías de pMDI emulsionado en una composición adhesiva para producir una composición de resina híbrida curable en diferentes relaciones de fase pMDI:Agua, o valor Beta (ß). Como se muestra en las fotografías y en el gráfico de la Figura 9, el tamaño promedio de las gotas varió con el valor Beta. Con base en experimentos con mezclas de biopolímeros y pMDI, se espera que se pueda producir una viscosidad aceptable para pulverización cuando el peso de pMDI no sea más del 150 %, o preferiblemente no más del 130 % o 110 % del peso del agua, y cuando el peso combinado de biopolímero y pMDI no sea más del 200 % del peso del agua. Sin embargo, se puede preparar una emulsión con una relación de fase pMDI:agua de hasta 1.5 o más y luego diluirla a una relación de fase de 1.5 o menos para su aplicación a la madera. Tal dilución puede producir una emulsión más estable. Opcionalmente, se producen emulsiones a ß = 0.8 o más, y luego se diluyen si se desea para reducir la viscosidad para pulverizar.

[0160] Ejemplo 8: Creación de tableros compuestos de madera

[0161] Se prepararon siete tableros compuestos de madera con pMDI. Los tableros se fabricaron en 3 capas con una distribución de 20-60-20 % en peso entre las capas, 2.25 % en peso de pMDI en el núcleo y 1.95 % en peso de pMDI en las capas frontales. Los tableros tenían un espesor de 440 mm x 440 mm x 15 mm, con un objetivo de 650 kg/m<3>. El curado se realizó a 200 °C a 8 s/mm. El tablero 1 contenía Biopolímero B. Los tableros 2, 4 y 6 contenían una mezcla 50/50 de Biopolímero B y Monómero C. Los tableros 3, 5 y 7 contenían una mezcla 50/50 de Biopolímero B y Oligómero H. El sustrato se había secado previamente a 3 % en peso de humedad. Después de la adición de composiciones adhesivas acuosas, el núcleo tenía un 7 % en peso de humedad y las capas frontales tenían un 12 % en peso de humedad cada una. La placa 1 tenía 0.75 % en peso de biopolímero B en el núcleo y 1.05 % en peso de biopolímero B en las capas frontales. Los tableros 2 y 3 tenían una carga de sólidos del 3 % en peso de la composición adhesiva acuosa en el núcleo. Los tableros 4 y 5 tenían una carga de sólidos del 6 % en peso de la composición adhesiva acuosa en las capas frontales. Los tableros 6 y 7 tenían una carga de sólidos de 3 % en peso de la composición adhesiva acuosa en el núcleo y una carga de sólidos de 6 % en peso de la composición adhesiva acuosa en las capas frontales. La colocación de las tablas se muestra en la Figura 12. La pegajosidad de los tableros se da en la Figura 13, excepto que los datos para el tablero 3 en la Figura 13 estaban en un factor de prensado de 7 en lugar de 8. Se puede impartir pegajosidad a una estera de tablero aglomerado de 3 capas agregando la composición adhesiva al núcleo y/o a la cara. La resistencia del tablero es buena en todas las configuraciones.

[0162] Los tableros de partículas generalmente se fabrican en 3 capas. El contenido de humedad del núcleo suele ser del 5-9 % en peso. El contenido de humedad de la cara suele ser del 10-14 % en peso.

[0163] Los artículos compuestos se prepararon de la siguiente manera: (1) resinar astillas de madera del núcleo con un 3 % de la composición adhesiva acuosa que comprende biopolímero B y monómero C o un 3 % de la composición adhesiva acuosa que comprende biopolímero B y oligómero H y suficiente agua para constituir una estera de partículas de madera con un 7 % de humedad, basado en el peso seco del sustrato suelto, (2) resonar astillas de madera de la cara con un 6 % de la composición adhesiva acuosa que comprende biopolímero B y monómero C o un 6 % de la composición adhesiva acuosa que comprende biopolímero B y oligómero H y suficiente agua para constituir una estera de partículas de madera con un 12 % de humedad, basado en el peso seco del sustrato suelto. Se utilizó material de núcleo y cara resonante para preparar una estera que consta de un 40 % de material de cara y un 60 % de material de núcleo. Las esteras se evaluaron en cuanto a su rendimiento de pegajosidad mediante una prueba de empuje (Figura 14) o se curaron en la prensa de madera a 220 °C con un factor de prensado de 8 segundos/mm (Figura 15). Se puede ver en las Figuras 14 y 15 que el rendimiento de pegajosidad de las composiciones adhesivas acuosas divulgadas en este documento proporciona una excelente pegajosidad en presencia de resina termoendurecible y no interfiere con el rendimiento de la resina termoendurecible.

[0164] Ejemplo 9: Biopolímeros de bajo DP

[0165] Las muestras de tableros frontales se fabricaron con mezclas de biopolímeros de bajo DP (es decir, DP de 50 o menos) y oligómero H o monómero I. La carga de la composición adhesiva acuosa fue del 5 % en peso. El contenido de humedad fue del 14 % en peso. Las composiciones adhesivas acuosas se mezclaron con diferentes proporciones de oligómero a biopolímero. Como se indica en la Tabla 4, en estas condiciones la pegajosidad generalmente aumentó con el aumento del contenido de biopolímero, demostrando muy poco efecto sinérgico con el oligómero y que el biopolímero en sí mismo genera una pegajosidad significativa con un alto contenido de humedad.

[0166] Tabla 4 - Efecto del monómero: Composición del biopolímero

[0168]

[0171] Ejemplo 10: Condiciones de baja humedad

[0172] Otro biopolímero de bajo DP, el Biopolímero L, produjo de manera similar una pegajosidad de 13-16 cm cuando se usó con un 5 % en peso de sólidos y un 14 % en peso de humedad, sin un oligómero o monómero. La pegajosidad disminuyó a 11 cm cuando el biopolímero L se mezcló 50/50 con el oligómero H con el mismo contenido total de sólidos (es decir, el biopolímero L se redujo a 2.5 % en peso de sólidos). Sin embargo, esta tendencia se revirtió cuando se utilizó el biopolímero L con 4 % en peso de sólidos y 7 % en peso de humedad. Como se muestra en la Tabla 5, en estas condiciones, el biopolímero L casi no produjo pegajosidad cuando se usó solo, pero produjo una pegajosidad significativa cuando se mezcló 50/50 con el oligómero H al mismo 4 % en peso de sólidos (es decir, el biopolímero L se redujo a 2 % en peso de sólidos).

[0173] Tabla 5 - Pegajosidad con bajo contenido de humedad

[0175]

[0176]

[0179] Ejemplo 11: Método de adición del agente de pegajosidad

[0180] Se añadieron composiciones adhesivas acuosas, cada una con una mezcla 50/50 de biopolímero B y uno de monómero C, H o I, a un resinador mediante uno de tres métodos: (1) preformulado, (2) mezclado inmediatamente antes de la adición o (3) separado. Las astillas de madera secadas hasta un 2-3 % de humedad se introdujeron en el resinador. En el resinador se añadió una carga de sólidos del 4 % en peso de composición adhesiva acuosa y suficiente agua para constituir una estera de partículas de madera con un 12 % de humedad. Se añadió la pegajosidad de la estera de partículas de madera. Las medidas de la pegajosidad en cm se muestran en la Tabla 6 a continuación. Como se indica en la tabla, los componentes de la composición adhesiva acuosa se pueden agregar como resina preformulada, mezclar inmediatamente antes de su uso o rociar por separado sobre el sustrato sin afectar el rendimiento de pegajosidad.

[0181] Tabla 6:

[0183]

[0186] Aunque las composiciones adhesivas se han descrito anteriormente para su uso principalmente con sustratos de madera, en otros casos pueden proporcionar pegajosidad con otros sustratos. En otros ejemplos, se pueden fabricar composiciones de resina híbrida curable con otros compuestos reactivos.

Claims

1. REIVINDICACIONES

1. Una composición de resina híbrida curable que comprende:

(a) agua;

(b) uno o más biopolímeros de polisacáridos o polipéptidos;

(c) uno o más monómeros u oligómeros que tengan un grado promedio de polimerización de 4 o menos; y, (d) uno o más isocianatos,

en el que el o los monómeros u oligómeros se seleccionan del grupo de compuestos con capacidad para formar enlaces de hidrógeno,

y en el que una relación de uno o más monómeros u oligómeros a uno o más biopolímeros está en el rango de aproximadamente 30:70 a aproximadamente 80:20 en peso,

y en el que el uno o más biopolímeros se seleccionan del grupo que consiste en: (i) uno o más materiales proteínicos, en el que el uno o más materiales proteínicos contienen más del 15 % en peso de proteína pero menos del 40 % de proteína en base seca, (ii) materiales celulósicos, (iii) materiales hemicelulósicos, (iv) uno o más materiales amiláceos y combinaciones de los mismos.

2. Composición de la reivindicación 1, en la que uno o más biopolímeros comprenden uno o más materiales amiláceos, preferiblemente en la que uno o más biopolímeros contienen más del 80 % en peso de almidón en base seca.

3. Composición de la reivindicación 1 o 2, en la que uno o más biopolímeros comprenden nanopartículas de almidón, preferiblemente en la que las nanopartículas de almidón tienen un tamaño de partícula promedio de 1 micrómetro o menos.

4. Composición de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 en la que uno o más biopolímeros comprenden uno o más materiales proteicos.

5. Composición de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en la que la relación entre uno o más monómeros u oligómeros y uno o más biopolímeros es 37.5:62.5 en peso o más.

6. La composición de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5 en la que la relación entre uno o más monómeros u oligómeros y uno o más biopolímeros es 75:25 en peso o menos.

7. Composición de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en la que el grado de polimerización promedio en número de uno o más biopolímeros es 100 o más o 300 o más.

8. Composición de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 en la que uno o más monómeros u oligómeros comprenden un compuesto seleccionado del grupo de compuestos que contienen uno o más grupos hidroxilo libres.

9. Composición de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 que comprende una fase oleosa en agua, en la que la fase oleosa comprende un isocianato.

10. Un método para fabricar un compuesto de madera que comprende una etapa de aplicar una composición a un sustrato a base de madera en la que la composición comprende,

(a) agua;

(b) uno o más biopolímeros de polisacáridos o polipéptidos; y,

(c) uno o más monómeros u oligómeros que tengan un grado promedio de polimerización de 4 o menos, en el que el o los monómeros u oligómeros se seleccionan del grupo de compuestos con capacidad para formar enlaces de hidrógeno,

y en la que una relación de uno o más monómeros u oligómeros a uno o más biopolímeros está en el rango de aproximadamente 30:70 a aproximadamente 80:20 en peso,

11. El método de la reivindicación 10 en el que el agua, uno o más biopolímeros y uno o más monómeros u oligómeros se aplican a trozos de un sustrato a una tasa de carga de aproximadamente 1-7 % en peso, basado en el sustrato seco.

12. El método de la reivindicación 10 u 11, en el que el sustrato comprende astillas de madera o finos de madera.

13. El método de cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12 que comprende además la aplicación de uno o más isocianatos al sustrato.

14. El método de la reivindicación 13 en el que uno o más isocianatos se aplican al sustrato por separado de la aplicación de la composición.

15. Un material compuesto que comprende

madera; y,

(i) uno o más biopolímeros de polisacáridos o polipéptidos, (ii) uno o más monómeros u oligómeros que tengan un grado promedio de polimerización de 4 o menos, y (iii) uno o más isocianatos, que en conjunto tengan un peso total entre el 2 % y el 11 % del peso de la madera en base seca,