用于石膏板的涂料和粘合剂组合物的制作方法
【专利说明】用于石實板的涂料和粘合剂组合物
【背景技术】
[0001] 石膏板包括介于相对的较重纸片或玻璃纤维垫之间的石膏忍。具有玻璃纤维垫面 饰(facings)的石膏板广泛用于建筑领域中的外部防护应用，并且比具有纸材面饰的常规 石膏板显示出更高的环境退化抗性。然而，玻璃纤维垫还具有粗糖且不规则的表面，该表面 难W平滑均匀地涂漆。另外，具有玻璃纤维垫的石膏板比具有纸材面饰的石膏板更难W切 割和成型，并且建筑工人通常被建议佩戴护目镜、手套和防尘面罩，W将在切割玻璃纤维垫 时暴露于释放的细小玻璃纤维的程度减到最小。目前可获得的具有纸材面饰的石膏板未表 现出具有玻璃纤维面饰的石膏板的室外耐久性，因为纸材表面通常比玻璃纤维垫对环境降 解更为敏感。
【发明内容】
[0002] 在一个实施方式中，本公开设及用于将纸片(paper sheet)粘附到石膏制品的粘 合剂组合物，该石膏制品包括在其主表面上具有至少一个纸片的石膏层。所述粘合剂组合 物包含聚合物粘合剂和至少一种表面活性剂，并且其中所述粘合剂组合物停留于石膏层与 纸片之间的交界处。
[0003] 在另一个实施方式中，本公开设及用于将纸片粘附到壁板制品的粘合剂组合物， 其中壁板制品包括在其每个主表面上具有纸片的石膏层。所述粘合剂组合物包含聚合物粘 合剂和至少一种表面活性剂，该聚合物粘合剂包含选自丙締酸树脂、苯乙締丙締酸树脂、乙 締基丙締酸树脂、苯乙締乙酸醋丙締酸树脂W及它们的组合的含水乳液，并且其中所述粘 合剂组合物存在于邻近每个纸片的石膏层的高密度板岩区域(slate region)。
[0004] 在另一个实施方式中，本公开设及将一种或多种粘合剂组合物施加于壁板制品的 方法，包括将第一浆液沉积到第一纸片的主表面上，该第一浆液包含石膏、水W及含聚合物 粘合剂和至少一种表面活性剂的粘合剂组合物。
[0005] 在另一个实施方式中，本发明设及将一种或多种粘合剂组合物施加于石膏壁板的 方法。该方法包括W下步骤：
[0006] (a)将第一粘合剂组合物添加到石膏颗粒和水中W形成第一板岩组合物，该第一 粘合剂组合物包含聚合物粘合剂和至少一种表面活性剂，该聚合物粘合剂包含选自丙締酸 树脂、苯乙締丙締酸树脂、乙締基丙締酸树脂、苯乙締乙酸醋丙締酸树脂W及它们的组合的 含水乳液；
[0007] (b)将第一板岩组合物施加于第一纸片的主表面上；
[000引（C)将第二粘合剂组合物添加到石膏颗粒和水中W形成第二板岩组合物，该第二 粘合剂组合物包含聚合物粘合剂和至少一种表面活性剂，该聚合物粘合剂包含选自丙締酸 树脂、苯乙締丙締酸树脂、乙締基丙締酸树脂、苯乙締乙酸醋丙締酸树脂W及它们的组合的 含水乳液，其中第一板岩组合物和第二板岩组合物可W相同或不同；
[0009] (d)将第二板岩组合物施加于第二纸片的主表面上；W及
[0010] (e)在第一板岩组合物和第二板岩组合物之间施加包含石膏颗粒和水的忍组合 物。
[0011] 在另一个实施方式中，本公开设及用于独立的壁板制品的涂料组合物，该壁板制 品包括石膏层上的纸片。所述涂料组合物包含选自丙締酸树脂、苯乙締丙締酸树脂、乙締基 丙締酸树脂、苯乙締乙酸醋丙締酸树脂W及它们的组合的含水乳液和至少一种表面活性 剂，并且其中将所述涂料组合物施加于纸片的暴露的主表面上。
[0012] 在另一个实施方式中，本公开设及制备独立的壁板制品的方法，该壁板制品包括 在石膏层的第一主表面上的第一纸片和在石膏层的第二主表面上的第二纸片。该方法包括 (a)将涂料组合物施加于第一纸片和第二纸片中的至少一者的暴露表面，该涂料组合物包 含选自丙締酸树脂、苯乙締丙締酸树脂、乙締基丙締酸树脂、苯乙締乙酸醋丙締酸树脂W及 它们的组合的含水乳液和至少一种表面活性剂；W及(b)使该涂料组合物干燥。
[0013] 在另一个实施方式中，本发明设及制备壁板的方法，该壁板包括第一纸片、第二纸 片W及介于第一纸片和第二纸片之间的石膏层。该方法包括(a)将涂料组合物施加于第一 纸片和第二纸片中的至少一者的暴露表面，该涂料组合物包含选自丙締酸树脂、苯乙締丙 締酸树脂、乙締基丙締酸树脂、苯乙締乙酸醋丙締酸树脂W及它们的组合的含水乳液和至 少一种表面活性剂；W及(b)使石膏层和涂料组合物干燥W形成壁板。
[0014] 在另一个实施方式中，本发明设及制备壁板的方法，包括：
[0015] (a)在第一纸片的第一主表面上涂覆第一石膏层，其中第一纸片的第二主表面包 括第一涂层，该第一涂层衍生自选自丙締酸树脂、苯乙締丙締酸树脂、乙締基丙締酸树脂、 苯乙締乙酸醋丙締酸树脂W及它们的组合的含水乳液和至少一种表面活性剂。
[0016] (b)在第二纸片的第一主表面上涂覆第二石膏层，其中第二纸片的第二主表面包 括第二涂层，该第二涂层衍生自选自丙締酸树脂、苯乙締丙締酸树脂、乙締基丙締酸树脂、 苯乙締乙酸醋丙締酸树脂W及它们的组合的含水乳液和至少一种表面活性剂，并且其中第 一涂层和第二涂层可W相同或不同；
[0017] (C)将第=石膏层沉积到第一石膏层与第二石膏层之间，W形成壁板前体构造 ；W 及
[0018] (d)使壁板前体构造干燥W形成壁板。
[0019] 在另一个实施方式中，本发明设及制备壁板的方法，包括：
[0020] (a)将第一涂料组合物施加于第一纸片的第一侧面，其中第一涂料组合物包含选 自丙締酸树脂、苯乙締丙締酸树脂、乙締基丙締酸树脂、苯乙締乙酸醋丙締酸树脂W及它们 的组合的含水乳液和至少一种表面活性剂；
[0021] (b)将第一浆液沉积到第一纸片的第二侧面上W形成第一石膏板岩层，其中第一 浆液包含第一粘合剂组合物，该第一粘合剂组合物包含选自丙締酸树脂、苯乙締丙締酸树 月旨、乙締基丙締酸树脂、苯乙締乙酸醋丙締酸树脂W及它们的组合的含水乳液和至少一种 表面活性剂；
[0022] (C)将第二涂料组合物施加于第二纸片的第一侧面，其中第二涂料组合物包含选 自丙締酸树脂、苯乙締丙締酸树脂、乙締基丙締酸树脂、苯乙締乙酸醋丙締酸树脂W及它们 的组合的含水乳液和至少一种表面活性剂；
[0023] (d)将第二浆液沉积到第二纸片的第二侧面上W形成第二石膏板岩层，其中第二 浆液包含石膏、水和第二粘合剂组合物，该第二粘合剂组合物包含选自丙締酸树脂、苯乙締 丙締酸树脂、乙締基丙締酸树脂、苯乙締乙酸醋丙締酸树脂W及它们的组合的含水乳液和 至少一种表面活性剂；
[0024] (e)将石膏忍层沉积到第一石膏板岩层与第二石膏板岩层之间W形成壁板前体构 造，其中石膏忍层包含石膏、水和夹带的空气；W及
[0025] (f)使壁板前体构造干燥。
[0026] 下面的附图和说明示出了本发明的一个或多个实施方式的细节。通过本说明书和 附图W及通过权利要求，本发明的其他特征、目的和优点将是明显的。
【附图说明】
[0027] 图1为适用于形成本公开所述的石膏板的工艺的一个实施方式的示意图。
[002引图2A-2B为通过图1的工艺的石膏板的示意性剖视图。
[0029] 图3为通过图1的工艺的石膏板的示意性剖视图。
[0030] 图4为石膏板制品的一个实施方式的示意性剖视图。
[0031] 图5为石膏板制品的另一个实施方式的示意性剖视图，该石膏板制品包括隔离涂 层。
[0032] 图6为实施例1的组合物的放热反应曲线图。
[0033] 图7为实施例2的组合物的放热反应曲线图。
[0034] 图中的类似标记表示类似元件。
【具体实施方式】
[0035] 本公开设及可施加于具有纸材面饰的石膏板的组合物，W及包含此类组合物的纸 面石膏板产品。本文所述组合物可减轻当纸面石膏板暴露于诸如紫外线福射、水分、湿度、 生物生长和冻融循环的内部或外部环境因素时导致的损坏。包含本文所述组合物的纸面石 膏板可提供等同于或优于玻璃纤维面石膏板的环境抗性，并且对于外部或内部建筑应用纸 材面饰更易于切割、成型和涂漆。
[0036] 在一个实施方式中，本公开设及改善纸材面饰与含石膏的忍的结合的粘合剂组合 物。可将所述粘合剂组合物(i)在壁板制造过程中添加到石膏忍，或（ii)在壁板制造过程中 施加于石膏忍与纸材面饰之间的界面处，或（iii)涂覆到纸材面饰上W形成粘合剂层，并且 该粘合剂层邻近壁板构造中的石膏忍。实施方式(i)、（ i i)和(i i i)可单独或组合实行。
[0037] 在另一个实施方式中，可将隔离涂料组合物在壁板制造过程中施加于纸材面饰的 暴露表面上W提高壁板构造的环境抗性，或者在壁板制造过程完成后作为表涂层施加于暴 露的纸材面饰。
[0038] 本文所述的粘合剂组合物和隔离涂料组合物可组合在单个石膏板产品中，或者它 们的任何组合可用于获得特定终端应用所需的特性组合。
[0039] 在本专利申请中，术语"石膏板"或"石膏壁板"是指包含石膏的任何产品，包括但 不限于石膏壁板、干燥壁、石膏板、石膏板条和石膏防护物。
[0040] 本公开中所述的石膏板面板由包裹忍的纸材面饰制成，所述忍包含生石膏 (化S化? 2出0)的细磨颗粒，本文中也可称为石膏灰泥。在一些实施方式中，可如下文所述将 本公开中所述的粘合剂组合物渗入到石膏灰泥中。在其他实施方式中，石膏灰泥可W是未 改性的（不含粘合剂组合物），并且粘合剂组合物可停留于未改性的灰泥层与纸材面饰之间 的界面处。在一些实施方式中，粘合剂组合物可为施加于灰泥上的层，在其他实施方式中， 可W在邻近灰泥的纸材面饰上形成为粘合剂层。
[0041] 在图1中示意性示出的制造过程的一个非限制示例性实施方式中，将第一容器10 中的聚合物粘合剂组合物和第二容器18中的包含石膏颗粒、水和任选的添加剂的石膏混合 物在静态揽拌器20中混合W形成浆液。在一些实施方式中，如果将聚合物粘合剂组合物渗 入到石膏浆液中，则可能不需要常规石膏板浆液中用于将纸材面饰粘附到石膏忍的淀粉粘 合剂，但所述浆液中可任选地包含淀粉。所述浆液中淀粉的减少和/或完全消除可降低最终 石膏板产品中霉菌和霉垢生长的可能性。粘合剂组合物中的粘合剂相对于淀粉的更强疏水 性还减小了纸片面饰下方的吸水作用(water wicking)。与具有常规淀粉粘合剂的石膏板 相比，本文所述的粘合剂组合物还可提高纸片对石膏忍的湿结合强度并且可增大石膏忍的 强度，如通过增大的钉牵引值一牵引钉穿过石膏忍时遇到的阻力所证实的那样。
[0042] 聚合物粘合剂组合物可W包含多种供渗入到浆液中的聚合物粘合剂，并且可使用 具有W下特征的任何聚合物粘合剂：（1)提高纸材面饰对石膏忍的粘附性；W及(2)在板制 造过程中不会过分抑制石膏忍干燥期间发生的放热石膏结晶过程。
[0043] 粘合剂组合物中可采用多种聚合物，包括胶乳聚合物、水分散性聚合物、水稀释性 聚合物和油改性的聚合物。
[0044] 合适的胶乳聚合物包括（甲基)丙締酸树脂、乙締基树脂、聚醋、聚氨醋、聚酷胺、氯 化聚締控、乙締-乙酸乙締醋、聚下二締、聚偏乙締 (polyvinyl idene)、苯乙締丙締酸树脂、 乙締基丙締酸树脂、乙締基叔碳酸醋、苯乙締/下二締、环氧醋、聚脈、聚硅氧烷、娃酬、氣化 共聚物W及它们的混合物或共聚物。此类胶乳聚合物通常包含至少聚合物颗粒、水W及一 种或多种乳化剂。水性胶乳聚合物颗粒可W包括一个或多个能够与外部交联剂反应的官能 团，并且此类外部交联剂还可W是本发明所公开的组合物的一部分。
[0045] 通常使用单独或一起使用的一种或多种非离子或阴离子乳化剂（即表面活性剂） 来稳定合适的胶乳聚合物。如果需要，可W用碱溶性聚合物稳定胶乳聚合物。在胶乳聚合物 的聚合反应中通常使用水溶性自由基引发剂。胶乳聚合物还可W任选地用締属基团或其他 可交联基团官能化，在运种情况下希望使胶乳聚合物能够参与福射固化。
[0046] 示例性的市售胶乳聚合物包括得自AlberdingkBoley, Inc.的ALBERDINGK AC 2514、AL邸畑INGK AC 25142、AL邸畑INGK AC 2518、AL邸畑INGK AC 2523、AL邸畑INGK AC 2524、AL邸畑INGKAC 2537、AL邸畑INGKAC 25381、AL邸畑INGKAC 2544、AL邸畑INGKAC 2546、ALB邸DINGK MAC 24和AL肥RDINGK MAC ：34聚合物分散体；得自Hexion Specialty Chemicals的AQUAMAC 720;得自EPS Co巧.的EPS 2538丙締酸胶乳、EPS 2540苯乙締丙締酸 胶乳和EPS 2725丙締酸胶乳乳液;得自Celanese Emulsion化Iymers的RESYN? 7305乙締 基丙締酸乳液；得自Rohm and 化as Co.的册0PLEX? 3131-L0、畑OPLEX E-693、册OPLEX E-940、畑0化EX E-IOlUR册化EX E-2780、畑OPLEX 服-95P、R册化EX 服-700、畑OPLEX HG-706、畑OPLEX PR-33、畑(PLEX TR-934HS、畑(PLEX TR-3349和畑OPLEX VSR-1050丙締酸乳 液；得自Rohm and化as Co.的畑0細IELD? 636和RHOSHKLD 3188聚合物分散体；得自 BASF Resins的J0NCRYL? 538、J0NCRYL 1552、J0NCRYL 1972、J0NCR化 1980、J0NCRYL 1982、J0NCRYL 1984和JONCRYL 8383丙締酸胶乳；得自DSM 化oResins，Inc.的肥OCRYL? A- 1127、肥OCRYL A-6115、肥OCRYL XK-12、肥OCRYL XK-90、肥OCRYL XK-98和肥OCRYL XK-220 丙締酸胶乳聚合物，W及它们的混合物。
[0047] 本公开的组合物可W另选地或任选地包含水分散性或水稀释性聚合物。示例性的 水分散性聚合物包括聚氨醋、聚酷胺、氯化聚締控、（甲基)丙締酸树脂、乙締基类树脂、聚醋 W及它们的混合物或共聚物。水分散性聚合物通常将包括使得聚合物可自动分散于水中的 一个或多个基团作为聚合物的一部分。水分散性聚合物还可W任选地用締属基团或