用于湿用短切原丝玻璃纤维的施胶组合物的制作方法

本申请要求在2016年6月17日针对“用于湿用短切原丝玻璃纤维的施胶组合物”而提出的序号为62/351,618的美国临时专利申请的优先权和所有权益，其全部公开内容通过引用完全结合至本文中。领域总的发明构思涉及施胶组合物，并且更特别涉及用于增强石膏板的湿用短切原丝(wucs)玻璃纤维的施胶组合物。
背景技术：
：背景由夹在面层之间的石膏芯形成的墙板常见地用在建筑工业中作为用于住宅和商业建筑的内墙和天花板。面材有利地有助于形成石膏芯的材料的柔性、钉拉阻力以及冲击强度。另外，面材可向石膏板提供耐用的表面以及其他希望的性能(如装饰表面)。石膏芯典型地含有石膏和其他成分如增强纤维、防水化学品、粘结剂、加速剂以及低密度填料。玻璃纤维常见地用于生产石膏墙板以改善机械强度如弯曲强度和冲击强度。单个的玻璃长丝典型地大量捆束以形成纤维，该纤维被包装以形成粗纱。该粗纱继而可以许多形式被采用。例如，玻璃纤维可以短切的形式使用并且掺入到石膏基体中或者它们可被组装到织造或非织造织物或垫中并且作为面材利用。玻璃纤维可通过如下方式形成：经由套管或孔板将熔融玻璃拉伸成长丝并且施加含有润滑剂、偶联剂和成膜剂的水性施胶组合物。该施胶组合物向纤维提供保护以免于长丝间磨损并且促进在玻璃纤维和其中使用玻璃纤维的基体之间的相容性。在施加施胶组合物之后，湿纤维被聚集成一个或多个原丝、短切并且收集为湿法短切纤维原丝。这些湿法短切纤维可被沉积到石膏浆料中以用作用于从石膏浆料形成的石膏板的增强件。然而，传统的短切玻璃纤维常常不能在石膏浆料中良好流动或分散。另外地，传统施胶的玻璃纤维不能经由用于输送短切玻璃纤维到石膏浆料中的传统进料装置良好进料。结果，制造商被迫采取高或增加的进料速率以实现最小量的所需玻璃纤维。采取高进料速率可引起将在最终石膏板中存在的不必要的高量玻璃纤维。在其他情况下，传统施胶的玻璃纤维不能在高目标进料速率(如14-20lbs/min)下进料，这可导致比所希望的要少的玻璃纤维进料到石膏浆料中。此外，在进料期间不一致的纤维流速可引起纤维在石膏浆料中不均匀的分布。例如，在进料期间可设定目标纤维流速，但是由于非均匀的纤维束尺寸、纤维缺陷或者纤维堆积，可出现不一致的纤维流动。纤维的不均匀分布可引起石膏板的弱点和/或失效。在延长进料运行之后，用于制造石膏板的湿法短切纤维也可具有在进料系统中堆积或成块的趋势。纤维的堆积可要求在石膏板加工生产线中的停机以便可移除降低效率的纤维堆积。技术实现要素：概述总的发明构思针对包含聚乙烯吡咯烷酮成膜剂、硅烷偶联剂、润滑剂和表面活性剂的施胶组合物。总的发明构思还涉及利用在本文中所描述的本发明的施胶组合物施胶的湿用短切原丝(wetusechoppedstrand)玻璃纤维。总的发明构思进一步涉及包含利用在本文中所描述的本发明的施胶组合物施胶的短切玻璃纤维的石膏板。作为说明该总的发明构思的各个方面的实例，在本文中提供施胶组合物、短切玻璃纤维和石膏板的多种示例性的实施方案。在一种示例性的实施方案中，提供施胶组合物。该施胶组合物包含水、聚乙烯吡咯烷酮成膜剂、硅烷偶联剂、润滑剂以及表面活性剂。该聚乙烯吡咯烷酮成膜剂构成该施胶组合物的干燥固体的30％重量-50％重量。在一种示例性的实施方案中，提供用于增强石膏板的玻璃纤维。该玻璃纤维包含涂覆有施胶组合物的多个短切玻璃纤维。该施胶组合物包含水、聚乙烯吡咯烷酮成膜剂、硅烷偶联剂、润滑剂以及表面活性剂。该聚乙烯吡咯烷酮成膜剂构成该施胶组合物的干燥固体的30％重量-50％重量。该施胶组合物以基于经施胶的短切玻璃纤维的总重量计为0.05％-0.3％重量的量存在于该短切玻璃纤维上。在一种示例性的实施方案中，提供石膏板。该石膏板包括具有第一主表面和第二主表面的石膏层。该石膏层包含石膏和多个涂覆有施胶组合物的分布在该石膏中的短切玻璃纤维。该施胶组合物包含水、聚乙烯吡咯烷酮成膜剂、硅烷偶联剂、润滑剂以及表面活性剂。该聚乙烯吡咯烷酮成膜剂构成该施胶组合物的干燥固体的30％重量-50％重量。该石膏板也可包括施加到该石膏层的第一主表面的第一面层和/或施加到该石膏层的第二主表面的第二面层。附图说明附图的简要说明图1是用于形成石膏板的示例性加工生产线的示意图。图2说明如在本文中所描述的石膏板的示例性的实施方案。图3是显示如在实施例3中所描述的当在4lbs/min的目标流速下进料wucs玻璃纤维时电动机量值的变化图。图4是显示如在实施例3中所描述的当进料wucs玻璃纤维时从4lbs/min的目标流速偏移的图。图5是表示如在实施例3中所描述的在12.64ma的固定电动机量值下每分钟进料的wucs玻璃纤维的量的图。图6是表示如在实施例3中所描述的当在14lbs/min的目标流速下进料wucs玻璃纤维时电动机量值的变化图。图7是表示如实施例3中所描述的当进料wucs玻璃纤维时从14lbs/min的目标流速偏移的图。图8a是表示wucs玻璃纤维堆积密度的图像。图8b是表示与在图8a中的wucs玻璃纤维相同重量但是利用在本文中所描述的本发明的施胶组合物的示例性实施方案涂覆的堆积密度的图像。详细说明虽然在本文中描述了各种示例性的组合物、制造的制品以及方法，但相似或等价于在本文中所描述的那些的其他组合物、制造的制品以及方法也被该总的发明构思涵盖。虽然该总的发明构思允许许多不同形式的实施方案，但在本文中详细描述了几种实施方案，应当理解本发明的公开内容应被认为是该总的发明构思的原理的举例说明。因此，该总的发明构思并不旨在限于在本文中所描述的具体实施方案。在本文中所阐述的术语仅是为了实施方案的说明并且不应当被解释为整体上限制公开内容。如在说明书和所附权利要求中所使用的，单数形式“a”、“an”和“the”旨在也包括复数形式，除非上下文另外清楚地指出。所有对本公开内容的单数特性或限制的引用都应包含相应的复数特性或限制，并且反之亦然，除非通过做出引用的上下文另外具体地或清楚地暗示与之相反。通过引用而引入的所有材料以其整体引入，除非另外说明。除非另外指出(例如通过使用术语“精确地”)，如在此公开内容中所使用的所有表达数量、性能如分子量、反应条件等的数字将被理解为在所有情况下通过术语“约”修饰。因此，除非另外指出，在此公开内容中阐述的数值性能是可根据在本文中所描述的实施方案中寻求获得的希望的性能而变化的近似值。如在本文中所使用的术语“束完整性(bundleintegrity)”是指材料(如玻璃)的单个长丝彼此粘附的程度，或者换一种表述，单个长丝抵抗从之前它们在其中成形的原丝分离的程度。优选地，在本文中所描述的经施胶的纤维具有足够的束完整性以确保当进料到浆料或树脂基体中时充足的纤维流动，并且也确保在浆料或基体如石膏浆料中分散良好。堆积密度测试可用于评价纤维的束完整性。例如，可将预定重量的纤维放置在容器中并且可测量在容器中纤维的料面(高度)。较低的测量的纤维料面表明较高的束完整性。该总的发明构思针对包含聚乙烯吡咯烷酮成膜剂、硅烷偶联剂、润滑剂以及表面活性剂的施胶组合物。该总的发明构思还针对利用本发明的施胶组合物施胶的湿用短切原丝玻璃纤维以及包含利用本发明的施胶组合物施胶的短切玻璃纤维的石膏板。在本文中所公开的总的发明构思至少部分基于以下发现：当湿用短切原丝(wucs)纤维呈现改善的束完整性时，用于制造石膏板的wucs玻璃纤维流动得更快并且分散得更好。已经发现，利用包含显著量的聚乙烯吡咯烷酮成膜剂、特别是高分子量的聚乙烯吡咯烷酮成膜剂的施胶组合物施胶的wucs纤维呈现改善的束完整性、流速、流速一致性(即与目标流速相比较小的流速改变)以及wucs纤维在石膏基体或浆料中的分散性。在一种示例性的实施方案中，提供施胶组合物。该施胶组合物包含聚乙烯吡咯烷酮成膜剂、硅烷偶联剂、润滑剂以及表面活性剂。该聚乙烯吡咯烷酮成膜剂构成该施胶组合物的干燥固体的30％重量-50％重量。在本文中所公开的示例性的施胶组合物包含聚乙烯吡咯烷酮成膜剂。通常而言，成膜剂用在针对玻璃纤维的施胶组合物中以保护玻璃纤维在纤维化过程中免于长丝间磨损。该成膜剂也促进玻璃纤维沿着纤维在不同的接触点粘结在一起，这赋予有效的原丝或束完整性，使得在随后的加工期间维持该完整性。如以上所提及的，已经发现包含显著量的聚乙烯吡咯烷酮成膜剂的施胶组合物可改善wucs纤维的束完整性。聚乙烯吡咯烷酮是从单体n-乙烯基-2-吡咯烷酮制成的水溶性聚合物。四种最常见的商用等级的聚乙烯吡咯烷酮为k-15、k-30、k-60以及k-90，其具有以下的相应重均分子量(mw)：对于pvpk-15为6,000-15,000da；对于pvpk-30为40,000-80,000da；对于pvpk-60为390,000-470,000da；以及对于pvpk-90为1,000,000-1,700,000da。各种等级的聚乙烯吡咯烷酮成膜剂是从包括ashlandspecialtyingredients(wilmington，特拉华)在内的众多供应商可商购的。在某些示例性的实施方案中，用在施胶组合物中的该聚乙烯吡咯烷酮成膜剂包含k-90等级的聚乙烯吡咯烷酮，其具有1,000,000-1,700,000da的重均分子量。在某些示例性的实施方案中，用在施胶组合物中的该成膜剂包含各种等级的聚乙烯吡咯烷酮中的一种或多种。优选地，用在本文中所公开的施胶组合物中的该聚乙烯吡咯烷酮成膜剂具有1,000,000-1,700,000da的重均分子量。根据在本文中所公开的示例性的实施方案，该聚乙烯吡咯烷酮成膜剂构成该施胶组合物的干燥固体的30％重量-50％重量。在某些示例性的实施方案中，该聚乙烯吡咯烷酮成膜剂构成该施胶组合物的干燥固体的35％重量-50％重量，包括构成该施胶组合物的干燥固体的35％重量-45％重量、38％重量-45％重量且还包括构成40％重量-43％重量。在某些前述示例性的实施方案中，该施胶组合物的聚乙烯吡咯烷酮成膜剂具有1,000,000-1,700,000da的重均分子量。在本文中所公开的示例性的施胶组合物还包含润滑剂。在某些示例性的实施方案中，该润滑剂包含脂肪酰胺润滑剂，其为具有至少16个碳原子的饱和脂肪酸与多胺的缩合产物。用于形成脂肪酰胺润滑剂的适合的饱和脂肪酸的非限制性实例包括但不限于棕榈酸，珠光脂酸，硬脂酸，花生酸及其组合。在某些示例性的实施方案中，用于形成脂肪酰胺润滑剂的饱和脂肪酸包含具有在水中小于约0.003g/升的水溶解度的具有直链烷基链的饱和脂肪酸，例如硬脂酸。在某些示例性的实施方案中，用于形成脂肪酰胺润滑剂的该饱和脂肪酸是硬脂酸。用于形成脂肪酰胺润滑剂的该多胺可为低至高分子量的多胺，其中沿着分子链出现胺连接或胺基团。适合用于形成伯脂肪酰胺润滑剂的多胺包括具有低分子量的叔胺，例如其中连接到胺氮原子的烷基基团具有1-6个碳原子。如在本文中所使用的，术语“低分子量多胺”意味着表示具有50da-200da的分子量的多胺，并且术语“高分子量多胺”意味着表示具有400da-2,000da范围的分子量的多胺。在某些示例性的实施方案中，用于形成脂肪酰胺润滑剂的多胺具有100da-800da的分子量。可被用于形成脂肪酰胺润滑剂的适合的多胺的非限制性实例包括但不限于四亚乙基五胺(tepa)、二亚乙基三胺(deta)、四亚乙基三胺(teta)、乙二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺以及五亚乙基六胺。在某些示例性的实施方案中，用于形成脂肪酰胺润滑剂的多胺为四亚乙基五胺。如上所提及的，在某些示例性的实施方案中，该润滑剂是脂肪酰胺润滑剂，其包含具有至少16个碳原子的饱和脂肪酸与多胺的缩合反应产物。在某些示例性的实施方案中，用于形成脂肪酰胺润滑剂的该饱和脂肪酸为硬脂酸并且用于形成脂肪酰胺润滑剂的该多胺为四亚乙基五胺。适合用在本文中所公开的示例性施胶组合物中的可商购的润滑剂包括但不限于来自aoc，llc(collierville，tn)的lubesizek-12(硬脂酸和四亚乙基五胺的缩合反应产物)，来自pulcrachemicals,llc(rockhill,sc)的katax8726，来自pulcrachemicals，llc(rockhill，sc)的stantexg-8145和来自hexion，inc.(columbus，oh)的lubrilcat-x/vc。在某些示例性的实施方案中，该施胶组合物包含润滑剂，其量使得该润滑剂构成该施胶组合物的干燥固体的30％重量-50％重量。在某些示例性的实施方案中，该润滑剂构成该施胶组合物的干燥固体的35％重量-50％重量，包括构成该施胶组合物的干燥固体的35％重量-45％重量、38％重量-45％重量并且还包括构成40％重量-43％重量。在某些前述示例性的实施方案中，该润滑剂是脂肪酰胺润滑剂，其包含具有至少16个碳原子的饱和脂肪酸和多胺的缩合反应产物。在某些前述示例性的实施方案中，用于形成脂肪酰胺润滑剂的该饱和脂肪酸为硬脂酸并且用于形成脂肪酰胺润滑剂的该多胺为四亚乙基五胺。在本文中所公开的示例性施胶组合物赋予利用示例性施胶组合物施胶的纤维优异的束完整性。不被任何特定理论束缚，据信用在示例性施胶组合物中的该聚乙烯吡咯烷酮成膜剂的量是用于实现所观察到的纤维束完整性改善的主要因素。然而，也据信，该聚乙烯吡咯烷酮成膜剂与该润滑剂的相对量在实现优异的纤维束完整性方面起到显著的作用。如在之前所提及的，当用在石膏基体或浆料中时，改善纤维束完整性可改善纤维的流速。因此，在某些示例性的实施方案中，该施胶组合物以使得聚乙烯吡咯烷酮成膜剂与润滑剂的基于干燥固体计的重量比为0.6:1-1.7:1的量包含该聚乙烯吡咯烷酮成膜剂和该润滑剂。在某些示例性的实施方案中，在施胶组合物中的该聚乙烯吡咯烷酮成膜剂与该润滑剂的基于干燥固体计的重量比为0.6:1-1.5:1，包括0.7:1-1.4:1、0.8:1-1.3:1、0.9:1-1.2:1、0.95:1-1.1:1，并且还包括0.98:1-1.05:1。在本文中公开的示例性施胶组合物包含硅烷偶联剂。该硅烷偶联剂可为部分或完全水解状态或者为非水解状态。该硅烷偶联剂在其使用之前、期间或之后也可为单体，低聚物或聚合物形式。该硅烷偶联剂起到提高成膜聚合物对玻璃纤维的粘合性并且在随后的加工中减少起毛或者断裂的纤维长丝水平的作用。可被用在本文中所公开的施胶组合物中的硅烷偶联剂的实例可通过官能基团氨基、环氧基、乙烯基、甲基丙烯酰氧基、脲基、异氰酸基和氮杂酰胺基来表征。适合用在施胶组合物中的特定硅烷偶联剂的实例包括但不限于γ-氨丙基三乙氧基硅烷(a-1100)，正三甲氧基甲硅烷基丙基乙二胺(a-1120)，γ-缩水甘油基氧丙基三甲氧基硅烷(a-187)，γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(a-174)，正-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷(a-1120)，甲基三氯硅烷(a-154)，甲基三甲氧基硅烷(a-163)，γ-巯丙基三甲氧基硅烷(a-189)，γ-氯丙基三甲氧基硅烷(a-143)，乙烯基三乙氧基硅烷(a-151)，乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷(a-2171)，乙烯基三乙酰氧基硅烷(a-188)，辛基三乙氧基硅烷(a-137)，甲基三乙氧基硅烷(a-162)和甲基三甲氧基硅烷(a-1630)。在此处列出的所有的硅烷偶联剂可作为来自momentiveperformancematerials，inc.(waterford，纽约)的silquest产品商购。在某些示例性的实施方案中，该硅烷偶联剂选自氨基硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷、硅烷酯、乙烯基硅烷、环氧硅烷、硫硅烷、脲基硅烷、异氰酸基硅烷、氮杂酰氨基硅烷及其组合。在某些示例性的实施方案中，该硅烷偶联剂包含氨基硅烷。在某些示例性的实施方案中，该硅烷偶联剂包括γ-氨丙基三乙氧基硅烷(a-1100)。在某些示例性的实施方案中，该施胶组合物以使得硅烷偶联剂构成该施胶组合物的干燥固体的2％重量-10％重量的量包含该硅烷偶联剂。在某些示例性的实施方案中，该硅烷偶联剂构成该施胶组合物的干燥固体的4％重量-10％重量，包括构成该施胶组合物的干燥固体的4％重量-8％重量并且还包括构成5％重量-7％重量。在某些前述的示例性的实施方案中，该硅烷偶联剂选自氨基硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷、硅烷酯、乙烯基硅烷、环氧硅烷、硫硅烷、脲基硅烷、异氰酸基硅烷、氮杂酰氨基硅烷及其组合。在某些前述示例性的实施方案中，该硅烷偶联剂包括氨基硅烷。在某些前述示例性的实施方案中，该硅烷偶联剂包括γ-氨丙基三乙氧基硅烷(a-1100)。在本文中所公开的示例性施胶组合物包含表面活性剂。该表面活性剂的功能是促进施胶组合物的稳定性并且当它们被添加至石膏基体或浆料中时还有助于利用施胶组合物施胶的纤维的分散。可用在本文中所公开的施胶组合物中的适合的表面活性剂的实例包括但不限于聚亚烷基二醇脂肪酸及其酯(例如聚乙二醇单油酸酯、聚乙二醇单硬脂酸酯、聚乙二醇单异硬脂酸酯)、泊洛沙姆、泊洛沙胺及其组合。在某些示例性的实施方案中，用在施胶组合物中的该表面活性剂包括聚乙二醇脂肪酸酯表面活性剂。在某些示例性的实施方案中，该聚乙二醇脂肪酸酯表面活性剂包括聚乙二醇单油酸酯，其中聚乙二醇结构部分(moiety)具有380da-420da的分子量(即peg400mo)。适合用在本文中所公开的施胶组合物中的示例性的可商购的聚乙二醇单油酸酯表面活性剂(其中聚乙二醇结构部分具有380da-420da的分子量)是来自basf公司(florhampark，新泽西)的400mo。在某些示例性的实施方案中，用在该施胶组合物中的表面活性剂包括泊洛沙姆、泊洛沙胺或者泊洛沙姆和泊洛沙胺二者。通常而言，泊洛沙姆和泊洛沙胺是包含环氧乙烷(eo)的亲水嵌段和环氧丙烷(po)单体单元的疏水嵌段的两亲性嵌段共聚物。泊洛沙姆是a-b-a类型的三嵌段共聚物(peo-ppo-peo)，而泊洛沙胺是通过乙二胺桥连接的peo-ppo的四嵌段共聚物[(peo-ppo)2–n–ch2–ch2–n–(ppo-peo)2]。适合用在本文中所公开的施胶组合物中的示例性的可商购的泊洛沙姆为来自basf公司(florhampark，新泽西)的10r5(反三嵌段共聚物，即ppo-peo-ppo)。适合用在本文中所公开的施胶组合物中的示例性的可商购的泊洛沙胺为来自basf公司(florhampark，新泽西)的908。在某些示例性的实施方案中，该施胶组合物以使得表面活性剂构成该施胶组合物的干燥固体的5％重量-15％重量的量包含该表面活性剂。在某些示例性的实施方案中，该表面活性剂构成该施胶组合物的干燥固体的6％重量-15％重量，包括构成8％重量-15％重量、10％重量-15％重量并且还包括构成该施胶组合物的干燥固体的10％重量-12％重量。在某些前述的示例性的实施方案中，用在施胶组合物中的该表面活性剂包括聚乙二醇脂肪酸酯表面活性剂。在某些前述的示例性的实施方案中，该聚乙二醇脂肪酸酯表面活性剂包括聚乙二醇单油酸酯，其中聚乙二醇结构部分具有380da-420da的分子量(即peg400mo)。在某些前述的示例性的实施方案中，该表面活性剂包括泊洛沙姆。在某些示例性的实施方案中，在本文中所公开的施胶组合物包含弱酸。该弱酸可被用于调整施胶组合物的ph以及水解硅烷偶联剂的烷氧基官能团。该弱酸可包括一种或多种弱酸。可被用在本文中所公开的施胶组合物中的适合的弱酸的实例包括但不限于乙酸、琥珀酸、柠檬酸及其组合。在本文中所公开的施胶组合物具有3.5-6、优选4-6且最优选约5的ph。考虑到ph范围，本领域技术人员将能够选择用在本文中所公开的施胶组合物中的弱酸的类型和量。根据某些实施方案，在本文中所公开的施胶组合物以如下的量包含弱酸：该施胶组合物的0.05％重量-0.4％重量，包括0.1％重量-0.35％重量、0.1％重量-0.3％重量、0.1％重量-0.25％重量、0.15％重量-0.25％重量并且还包括该施胶组合物的0.2％重量-0.25％重量。优选地，用在施胶组合物中的该弱酸为乙酸。该施胶组合物还可包含传统的添加剂如染料、油、填料、热稳定剂、消泡剂、抗氧化剂、抑尘剂、润湿剂、抗微生物剂、杀真菌剂、杀生物剂和/或其它传统的添加剂。添加剂在该施胶组合物中的量基于该施胶组合物的干燥固体计优选不超过2％重量。在本文中所公开的示例性的施胶组合物还包含水。该施胶组合物所含有的水量足以将施胶组合物的固体稀释到适合应用到玻璃纤维的粘度。根据某些示例性的实施方案，该施胶组合物以该施胶组合物的90％重量-99.5％重量的量包含水，包括92％重量-99％重量、94％重量-98％重量并且还以该施胶组合物的95％重量-98％重量的量包含水。该施胶组合物的总固体含量或干燥固体的量可为0.5％重量-约10％重量，包括1％重量-8％重量、2％重量-6％重量、2％重量-5％重量并且还包括2％重量-4％重量。优选地，该施胶组合物具有2％重量-5％重量的总固体含量。该施胶组合物的总固体含量可改变，例如取决于经施胶的玻璃的性质、玻璃组合物的表面性能以及当希望产生玻璃表面润湿性的差异时。该施胶组合物可通过在容器中将弱酸添加到去离子水中来制备。接下来，将硅烷偶联剂添加到容器中并且使其水解约5-10分钟。在硅烷偶联剂水解之后，添加润滑剂、聚乙烯吡咯烷酮成膜剂以及表面活性剂以形成混合物。如果必要的话，混合物的ph可调整至希望水平。所得到的施胶组合物可用另外的去离子水稀释以实现目标总固体含量。该施胶组合物可被施加至玻璃长丝上，所述玻璃长丝通过传统技术形成，例如通过经由加热的套管拉伸熔融玻璃以形成基本上连续的玻璃纤维。任何类型的玻璃如a-型玻璃、c-型玻璃、e型玻璃、s型玻璃或其改进都适合用作纤维材料。例如，在一种e型玻璃的变形中，氧化硼被氧化镁替代。这种玻璃可从owenscorningcompositematerials，llc(toledo，俄亥俄)以商标名advantextm商购。在一种示例性的实施方案中，提供用于增强石膏板的玻璃纤维。该玻璃纤维包含利用本发明公开的施胶组合物涂覆的多个短切玻璃纤维。该施胶组合物的任何之前公开和描述的实施方案均可存在于该短切玻璃纤维上。该短切玻璃纤维可通过本领域中已知的传统方法形成。在某些示例性的实施方案中，该短切玻璃纤维是湿用短切原丝(wucs)玻璃纤维。通常而言，wucs玻璃纤维是低成本加强件，其为最终产品(如石膏板)提供抗冲击性、尺寸稳定性以及改善的机械性能如改善的强度和刚度。在某些示例性的实施方案中，利用在本文中所公开的示例性的施胶组合物涂覆的该wucs玻璃纤维具有2％重量-15％重量、包括4％重量-12％重量的含湿量，并且还包括5％重量-10％重量的含湿量。在本文中所公开的示例性的施胶组合物还可被施加到其他增强纤维如天然纤维、矿物纤维、碳纤维、陶瓷纤维和/或合成纤维如聚酯、聚酰胺和/或芳族聚酰胺纤维上。如与本公开内容结合使用的术语“天然纤维”是指从包括但不限于茎、种子、叶、根或韧皮的植物的任何部分提取的植物纤维。然而，在本文中所公开的示例性的施胶组合物优选施加到玻璃纤维、特别是wucs纤维上，这归因于其低成本以及高拉伸强度和模量。如以下所详细描述的，利用在本文中所公开的示例性的施胶组合物施胶的wucs纤维可用于增强石膏板。通过使用wucs纤维，石膏板具有在施工过程中采用钉子和螺钉的机械性能而不会出现裂纹或其他机械失效。该施胶的wucs玻璃纤维具有如以下所详细描述的容易混合且可被完全分散在石膏基体或浆料中的另外的优点。当寻求更高的抗冲击性时，合成纤维的存在可能是有利的。通常而言，有机纤维的掺杂典型地是并不希望的，因为这些纤维有损于模具抗性，而模具抗性是在石膏板应用中所希望的特性。在一种示例性的实施方案中，该施胶组合物施加到纤维(例如wucs玻璃纤维)上，使得该施胶组合物以基于经施胶的纤维的总重量计为0.05％重量-0.3％重量的量存在于纤维上。存在于纤维上的施胶组合物的量也被称作“原丝固体含量”。在某些示例性的实施方案中，该施胶组合物以基于经施胶的纤维的总重量计为0.1％重量-0.2％重量的量存在于纤维上。这可通过经施胶的纤维的烧失量(loi)来确定，烧失量是在将经施胶的纤维加热至足以使施胶组合物从纤维燃烧或热解的温度之后，经施胶的纤维经历的重量减少。该施胶组合物可施加到各种直径的纤维上，包括具有10-23μm直径的纤维并且进一步包括具有14-18μm直径的纤维。该施胶组合物可使用任何传统的施加以任何传统的方式施加到纤维上，例如通过喷涂或拉伸待施胶的纤维穿过润湿有施胶组合物的旋转或固定辊来进行。该施胶组合物优选以足以提供具有基于该纤维的总重量计为5％重量-10％重量的含湿量的纤维的量施加到纤维上。在一种示例性的实施方案中，玻璃纤维利用在本文中所公开的施胶组合物的一种实施方案来施胶并且加工和包装为随后用于形成石膏板的湿用短切原丝玻璃纤维。例如，经施胶的wucs纤维沉积到用于形成石膏板的石膏基体或浆料中。石膏浆料可为包含水、石膏、各种加速剂、粘结剂以及拒水化学品的传统石膏浆料。石膏也被称为二水硫酸钙(caso4·2h2o)，是一种来自地球的天然矿物。当煅烧时，除去四分之三的结晶水以产生硫酸钙半水合物(caso4·1/2h2o)。如果煅烧在压力下进行，则产生α-形式的石膏。该α-石膏具有规则的、针状(needle)(针状(acicular))或棒状形状的粒子。另一方面，如果煅烧在大气压下进行，则产生具有多孔、非规则形状的粒子的β-形式的石膏。虽然在浆料中的石膏可为α-石膏、β-石膏或其组合，但β-石膏是更优选的，这归因于与α-石膏相比其更低的成本以及提高的吸收水的能力。石膏基材料通常的优点之一在于它们可在短时间周期内成型、模制并且加工，这归因于石膏天然存在的快速固化和硬化的特性。另外，石膏呈现耐火水平。该石膏浆料可包含另外的成分以改变石膏板的性能。例如，可添加低密度填料以降低成本、石膏板的整体密度，并且还可将其用作增量剂。如果希望更密的板，则可使用更密的填料如碳酸钙。另外，在石膏浆料中可包含至少部分可分散在水中并且最优选完全可分散在水中的一种或多种聚合物型树脂。该聚合物型树脂向最终产品提供强度、柔性、韧性、耐久性以及防水性。另外地，在石膏浆料中至少一种偶联剂的存在可提供增加的希望的属性。例如，偶联剂的存在有助于粘结石膏浆料的聚合物树脂以及填料(例如珍珠岩)成分。特别是，向石膏浆料中添加偶联剂提高了在珍珠岩(一种优选的填料)以及聚合物之间的粘结强度。在一种示例性的实施方案中，提供石膏板。该石膏板包括具有第一主表面和第二主表面的石膏芯。该石膏芯包括石膏和多个短切玻璃纤维，所述短切玻璃纤维具有向其施加且分布在石膏中的在本文中所公开的示例性的施胶组合物。如之前所描述的，该施胶组合物包含水、聚乙烯吡咯烷酮成膜剂、硅烷偶联剂、润滑剂以及表面活性剂。该聚乙烯吡咯烷酮成膜剂构成该施胶组合物的干燥固体的30％重量-50％重量。该石膏板还包括施加到石膏芯的第一主表面的第一面层以及施加到石膏芯的第二主表面的第二面层。含有多个经施胶的玻璃纤维的石膏浆料可被用于形成石膏板，如在图1中所示。在至少一种示例性的实施方案中，第一面材20从供应辊22进料并且通过第一输送装置24(例如输送机)输送至成型区域26。在某些示例性的实施方案中，第一输送装置24是传送带。第一面层20可选自提供希望的物理、机械和/或美学性能的材料。可用作第一面层20的材料的实例包括玻璃纤维稀松布，贴面层(veil)或织物，织造或非织造材料，以及纸或其他纤维质物品。面层有利地有助于形成石膏板的石膏芯的材料的柔性、钉拉阻力和/或冲击强度。另外，该面层可为石膏板提供相当耐用的表面和/或其他希望的性能如装饰表面。在某些示例性的实施方案中，纤维垫被用作第一面材20。石膏板10的物理特性至少部分取决于选作第一和/或第二面层20、40的纤维垫的类型，并且应当理解，不是所有纤维垫都提供同样的物理特性。在某些示例性的实施方案中，含有经施胶的玻璃纤维的石膏浆料30从石膏供给32经由例如软管34或一系列软管(未示出)的沉积装置沉积到第一面层20。石膏浆料30可为例如上述的石膏浆料。第二面材40从供给辊42进料并且通过第二输送装置44同时输送到成型区域26。第二面材40可与第一面材20相同或不同。然而，优选第一和第二面层20、40彼此相同或相似以避免翘曲。在成型区域26，第二面材40以使得第二面材40被放置为与石膏层36接触的方式施加到石膏层36。选择沉积在第一面材20上的石膏浆料30的量和成型区域26，使得石膏浆料30被压制进第一和第二面材20、40中。例如，用作第一和第二面材20、40的纤维垫与石膏层36机械互锁。结果，当纤维垫用作面材时，不需要化学添加剂或粘合剂来粘结第一和第二面层20、40以及石膏层36。所得到的产品是由夹在第一和第二面层20、40之间的石膏层36形成的中间夹石膏的复合材料50。该中间夹石膏的复合材料产品50优选最初由输送机(例如第一输送装置24)或其他相似的输送装置支撑。在获得足够的产生于石膏随时间的天然反应的生坯强度之后，输送带24结束并且一系列的辊52输送该中间夹石膏的产品50至切割装置56(例如刀)，在那里该中间夹石膏的产品50被切割成单个的石膏板10。石膏板10由粘结至第一和第二面材20、40的内石膏层36形成。虽然输送机24和一系列的辊52被描述为用于中间夹石膏的复合材料50的运载装置，但应当理解，一系列的输送机或本领域技术人员已知的其他相似的输送装置可被用于将中间夹石膏的复合材料产品50从成型区域26运载至切割装置56。在中间夹石膏的复合材料50已经被切割成离散的石膏板10之后，石膏板10可随后通过第二系列的辊58输送至干燥装置(未示出)如多区干燥器以促进石膏层的进一步干燥。从成型区域26至切割装置56的距离是足以提供生坯强度的距离，该生坯强度强到足以将中间夹石膏的产品50切割成石膏板10而没有任何石膏板10的断裂或翘曲。实践中，该距离可为200或更多英尺的距离，这取决于生产线速度。根据本公开内容形成的石膏板10描述于图2中。如图2中所示，经施胶的玻璃纤维60基本上均匀地分布在石膏层36中。已经发现，存在于玻璃纤维上的施胶组合物允许纤维基本上均匀地分散在石膏浆料中。如在本文中所使用的，术语“基本上均匀地分散”意味着玻璃纤维均匀或几乎均匀地分布在石膏浆料中。换句话说，与具有施加到其上的传统施胶剂的玻璃纤维相比，实现了玻璃纤维在整个石膏浆料的分布的明显改善。因此，在石膏浆料中具有过少(包括没有)或过多玻璃纤维的区域减少。归功于本发明的施胶组合物，在石膏浆料中均匀或几乎均匀分布的纤维在石膏板中提供提高的机械强度。特别是，该施胶组合物允许经施胶的纤维更加易于流进石膏浆料中，由此实现在石膏板的石膏层中纤维的基本上均匀的分布。许多优点通过在本文中所公开的示例性的施胶组合物而提供。例如，该施胶组合物提供玻璃纤维在石膏浆料中改善的流动性，同时减少将纤维进料至浆料中所需的能量或功率的量。另外地，当纤维利用在本文中所公开的示例性的施胶组合物施胶时，获得玻璃纤维在石膏浆料中更加一致的流速。此外已经确定，利用在本文中所公开的示例性的施胶组合物施胶的纤维呈现在石膏浆料中改善的分散。具体实施方式实施例以下实施例说明了利用如在本文中所公开和描述的施胶组合物施胶的wucs玻璃纤维和施胶组合物的示例性实施方案。该示例性的实施方案仅出于说明性目的而提供并且不能被解释为对本公开内容的限制。在不偏离利用如在本文中所公开和描述的施胶组合物施胶的wucs玻璃纤维和施胶组合物的精神和范围的情况下，特定实施方案的众多变形是可能的。实施例1和2实施例1和2说明根据在本文中公开的总的发明构思的示例性施胶组合物。施胶组合物根据在表1中给出的配方制备。用于制备施胶组合物的材料的量以千克/1000千克施胶组合物列出。该施胶组合物按照以下方式制备。将去离子水和乙酸添加至容器中。然后在搅拌下将硅烷偶联剂(a-1100)添加至容器中以水解硅烷偶联剂(a-1100)。在硅烷偶联剂(a-1100)水解之后，加入聚乙烯吡咯烷酮成膜剂(pvpk-90)、润滑剂(lubesizek12)和表面活性剂(peg400mo)并且混合以形成施胶组合物。该施胶组合物然后用水稀释以实现希望的总固体含量(混合固体)。然后混合最终的施胶组合物以获得均匀溶液。表1将实施例1和2的施胶组合物以传统方式(例如通过辊式涂布机)施加到玻璃纤维上并且随后切割以形成wucs玻璃纤维。实施例1和2的纤维含湿量为约6.8％重量-约7.1％重量。实施例1的原丝固体含量为约0.2％重量，而实施例2的原丝固体含量为约0.16％重量。具有实施例1和2的施胶组合物的wucs玻璃纤维具有约半英寸的纤维长度以及约16μm的直径。实施例3在该实施例中，进行一系列的纤维进料测试以评价如与利用传统施胶组合物施胶的可商购的wucs玻璃纤维相比，利用根据在本文中所公开的总的发明构思的示例性施胶组合物施胶的wucs玻璃纤维的纤维流速和纤维流动一致性。该纤维流速和纤维流动一致性通过经由schenckaccuratesolidsflow进料系统进料wucs玻璃纤维来测量。第一进料测试通过如下方式进行：在4lbs/min的目标速率下进料wucs玻璃纤维并且记录维持目标速率所需的电动机量值(motormagnitude)。第二进料测试通过如下方式进行：在12.64ma的固定电动机量值下进料wucs玻璃纤维且测量在20分钟的时间周期内每分钟进料的纤维的量。第三进料测试通过如下方式进行：在14lbs/min的目标速率下进料wucs玻璃纤维并且记录维持目标速率所需的电动机量值。在该实施例中评价的wucs玻璃纤维的某些特性提供在下表2中。利用在本文中公开的示例性施胶组合物施胶的wucs玻璃纤维标记为“gyp-39”。施加到gyp-39wucs玻璃纤维的施胶组合物与以上实施例1的施胶组合物相同。在此实施例中评价的wucs玻璃纤维的对比例是可商购的wucs玻璃纤维并且标记为“ce1”。施加到ce1wucs玻璃纤维的施胶组合物的成分在以下的表3中提供。表2wucs玻璃纤维湿度原丝固体纤维长度纤维直径gyp-39～7.1％～0.165％～1/2英寸～16μmce1～7.3％～0.193％～1/2英寸～16μm表3ce1施胶成分活性固体％kg/1000kg乙酸-2.81a-1100(硅烷偶联剂)583.71lubesizek12(润滑剂)8.8311.1gp-2925*(润滑剂/成膜剂)2027.44去离子水-655总固体含量(混合固体)～3.5％*从georgia-pacificchemicals可获得的聚酰胺树脂第一进料测试–第一进料测试通过如下方式进行：在4lbs/min的目标速率下分别进料wucs玻璃纤维的每一种30分钟，并且记录维持目标速率所需的电动机量值(即能量)。如在图3中所示，在4lbs/min下进料gyp-39wucs玻璃纤维所需的能量比在4lbs/min下进料ce1wucs玻璃纤维所需的能量低得多。在进料过程期间所需的较低能量证明gyp-39wucs玻璃纤维比ce1wucs玻璃纤维更容易进料。此外，图4显示在进料过程期间gyp-39wucs玻璃纤维具有远低于ce1wucs玻璃纤维的偏移。较小的偏移显示通过进料系统的gyp-39wucs玻璃纤维的流动比ce1wucs玻璃纤维更加平滑并且更加一致。第二进料测试–第二进料测试通过如下方式进行：在12.64ma的固定电动机量值下分别进料wucs玻璃纤维的每一种并且在20分钟的时间周期内测量每分钟进料的纤维的量。在进料测试期间，将纤维连续添加到进料斗以维持在进料斗中恒定的纤维总重量。如在图5中所示，在20分钟的周期内gyp-39wucs玻璃纤维的纤维流速(lbs/min)始终高于ce1wucs玻璃纤维的纤维流速。在20分钟的周期内进料的gyp-39wucs玻璃纤维的总量为113lbs，而在20分钟的周期内进料的ce1wucs玻璃纤维的总量只有36lbs。第三进料测试–第三进料测试通过如下方式进行：在14lbs/min的目标速率下分别进料wucs玻璃纤维的每一种约17分钟(将250lbs的纤维加载到进料斗中并且在14lbs/min下进料)，并且记录维持目标速率所需的电动机量值(即能量)。如在图6中所示，在14lbs/min下进料gyp-39wucs玻璃纤维所需的能量远低于在14lbs/min下进料ce1wucs玻璃纤维所需的能量。在进料过程期间所需的较低能量证明gyp-39wucs玻璃纤维比ce1wucs玻璃纤维更容易进料。此外，图7显示在进料过程期间gyp-39wucs玻璃纤维具有远低于ce1wucs玻璃纤维的偏移。较小的偏移显示通过进料系统的gyp-39wucs玻璃纤维的流动比ce1wucs玻璃纤维的流动更平滑并且更加一致。实施例4在此实施例中，定性比较gyp-39wucs玻璃纤维以及来自实施例3的ce1wucs玻璃纤维的纤维堆积密度。如在图8a中所示，利用200lbs的ce1wucs玻璃纤维填充进料斗。如在图8b中所示，同样的进料斗也用200lbs的gyp-39wucs玻璃纤维填充(以同样的方式)。图8a和图8b的对比清楚地显示gyp-39wucs玻璃纤维比ce1wucs玻璃纤维堆积密实得多。gyp-39wucs玻璃纤维的密实堆积表明与ce1wucs玻璃纤维相比，gyp-39wucs玻璃纤维具有明显更好的束完整性，这导致更好的纤维流动和进料。虽然在本文中已经描述了施胶组合物、wucs玻璃纤维和石膏板的多种示例性的实施方案，但应当理解在不偏离在本文中描述的总的发明构思的精神和范围的情况下可做出许多改进。所有这些改进旨在被包含在仅被以下权利要求所限制的本说明书以及相关的总的发明构思的范围内。当前第1页12