制造工程件的方法、结构元件的接合和表面处理化合物及其制备方法

发明领域

本发明涉及用于结构元件，特别是纸面石膏板的接合和表面处理 化合物，以及制造隔墙、墙面覆盖物或天花板之类工程件的方法。

技术背景

使用石膏板制造隔墙、垂直或倾斜构件的覆盖物、或用于制造天 花板(无论是否悬吊)是公知的。

这些石膏板通常包括主要由石膏制成的芯层，其在每一面上被板 材覆盖，该板材既充当加强件又充当饰面并且可以由纸板或矿物纤维 构成。

一般而言，将石膏板用第一化合物装配在一起，并用补充化合物 修整石膏板之间的接缝。填料与胶带一起使用，并且一般而言，这具 有相对较小的收缩并与接缝胶带良好的接合和粘连。在最后过程(pass) 中使用整饰化合物以修整该工程件，从而使其具有整体式表面。按照 申请WO-A-97/02395，该化合物具有与石膏板的饰面纸相同的颜色。

参与现场制造工程件的各种施工人员通常是石膏师(plasterer)(其 放置石膏板)、接缝工(其处理石膏板之间的接缝(通常接缝工和 plasterer是一个人，尽管有时接缝工和漆工是一个人))和漆工(其负 责涂漆(通常在施加了印刷或底漆层之后，但是上述申请 WO-A-97/02395的情况除外))。目前，漆工通常使用通过喷雾嘴施用 的涂料、使用被称作“无风”系统的系统，也就是与涂敷点距离数十 米的容器和在末端带有配喷嘴的喷枪的单软管，这整个系统是无风的。 这对于在工地的储存等具有许多优点。通常，所用压力为120至200 巴。

在许多情况下，对最终外观负责的漆工必须回到石膏板之间的接 缝并再处理它们。

因此需要可以通过相同的人和/或相同的无风设备施用并适用于接 合、填充和整饰以及表面处理的化合物。

发明概述

本发明的一个目的因此是按相对于复合物(compound)总重量的重 量百分比计包含下列组分的复合物：

-40-60％的直径d50为5至20微米的矿物填料；

-5-10％的直径d50为20至100微米的疏水膨胀珍珠岩；和

-4-20％的粘合剂。

该复合物的具体实施方式相当于权利要求2至18

本发明的目的还有如权利要求19至21所述的制备按照本发明的 复合物的方法。

本发明的目的还有制造工程件的方法，包括用化合物接合和/或通 过施用复合物进行表面处理，和/或通过施用复合物进行接合和/或表面 处理，其特征在于该复合物是通过无风技术施用的。按照一个具体实 施方式，该复合物如本申请中所述。

本发明的另一目的因此是制造工程件的方法，包括将结构元件并 置、可能的用填料填充结构元件之间的缝隙、使用胶带、用整饰复合 物覆盖胶带(可能用填料填充)，其特征在于使用本发明的复合物作为 整饰复合物。

本发明的再一目的是制造工程件的方法，包括使用本发明的复合 物进行结构元件的表面处理。

本发明的又一目的是制造工程件的方法，其合并了按照本发明的 上述两个目的。

本发明的另一目的是制备工程件的方法，包括将纸面石膏板并置， 任选使用胶带，用缓凝复合物覆盖石膏板之间的接缝，其特征在于该 复合物是通过无风技术施用的。

下面将详细描述本发明的其它特征和优点。

发明详述

本发明的复合物

本发明的复合物包括下列组分(按相对于复合物总重量的重量百 分比计)：

-40至60％、优选40至50％的直径d50为5至20微米、优选10 至15微米的矿物填料；

-5-10％、优选6至7.5％的直径d50为20至100微米、优选30至 70微米的疏水膨胀珍珠岩；和

-4-20％、优选5至10％的粘合剂。

剩余部分包括水和可能的其它组分。

作为矿物填料，可以使用任何常用于制造接合复合物的矿物填料。 其通常是浅色矿物填料，优选白色，其平均直径d50(按重量计)通常 为5至20微米，从而使复合物在干燥后产生平滑表面并可以容易地通 过无风机器泵送。合适的d50的例子是10至15微米。

作为矿物填料的例子，可以提到碳酸钙、无水硫酸钙或脱水硫酸 钙、碳酸镁、白云石、二氧化硅、硅酸盐、铝酸盐或其它物质。

优选地，使用碳酸钙CaCO3。

疏水膨胀珍珠岩具有20至100微米的d50(按重量计)。这种珍珠 岩的堆积密度优选高于100千克/立方米。粒子的d50通常为20至100 微米，优选35至70微米。这种珍珠岩是已知的，并例如是Noblite、 G50、G100、G200、G400或Sil-Cell。不受制于理论，申请人相信， 小的粒子尺寸和/或相对较小的比表面积(与“传统”珍珠岩中150微 米和更大的尺寸和/或大比表面积相比)可以避免粒子破碎。这提供了 使用无风法的可能性。

所用粘合剂是传统上用于复合物领域并可分散在水相中的粘合 剂。其可以是干提取物形式或例如在水中的50％胶乳形式。作为这些 粘合剂的例子，可以提到聚乙烯醇均聚物、聚乙酸乙烯酯均聚物(塑 化或未塑化的)、乙烯/乙酸乙烯酯共聚物(塑化或未塑化EVAs)、乙烯 /叔碳酸乙烯酯共聚物、乙酸乙烯酯/叔碳酸乙烯酯共聚物、聚丙烯酸物、 乙酸乙烯酯/丙烯酸共聚物、苯乙烯/丙烯酸共聚物、苯乙烯/丁二烯共聚 物、乙酸乙烯酯/叔碳酸乙烯酯/马来酸乙烯酯三元共聚物、乙酸乙烯酯 /叔碳酸乙烯酯/丙烯酸三元共聚物、乙酸乙烯酯与长链酸的乙烯酯和与 丙烯酸酯的三元共聚物、丙烯酸三元共聚物及其掺合物。优选使用两 种或更多种粘合剂，一种更专门地产生拒水性，而其它更专门地产生 塑性。由此可以使用粘合剂组合：乙酸乙烯酯共聚物或三元共聚物/乙 烯基共聚物和乙烯基共聚物/苯乙烯共聚物/丙烯酸类。当提供这些聚合 物时，它们是粉末形式或水分散体(含量通常为大约50％)形式。

有机粘合剂的比例优选为复合物总重量的5至10％。

除了上述组分，该复合物通常包括一种或多种下列其它组分：

-0.5至10％、优选1至5％的滑润剂。滑润剂可以是硅酸盐基试剂 (与矿物填料不同)，尤其是硅镁土类粘土，或者其可以是任何已知的 滑润剂，例如滑石、云母或硬脂酸盐，尤其是硬脂酸锌；

-例如1至15％的增塑剂(workability agent)，其是保水和增稠剂。 保水剂可以是甲基羟乙基纤维素；

-例如1至15％的防沫剂。该防沫剂例如是非离子表面活性剂；

-例如1至15％的硅氧烷衍生物。该硅氧烷衍生物充当例如pH缓 冲剂以获得碱性介质和/或充当粘度调节剂和/或用于产生更好的剥离 性，其可以选自siliconates、硅烷、氢化硅油、乳化硅油、氨基乳化硅 油、烷基硅氧烷树脂，例如氢化甲基聚硅氧烷和胺化聚二甲基硅氧烷、 或它们的掺合物，优选siliconates；

-抗微生物剂；

-颜料和光学增白剂；

-分散剂；

-抗胶凝剂；

-等等。

本发明的优选复合物可以包含，按相对于复合物总重量的重量百 分比计：

-40至50％的直径d50为5至20微米、优选10至15微米的碳酸 钙；

-5至10％、优选6至7.5％的疏水膨胀珍珠岩；

-5至10％的粘合剂；

-1至5％的包含粘土和/或硬脂酸盐的滑润剂；

-1至15％的保水剂；

-1至15％的防沫剂；和任选地

-1至15％的硅氧烷衍生物，优选siliconate。

本发明的复合物通常具有0.9至1.3、优选1至1.25、更优选1.15 至1.21的密度。

该复合物通常具有屈服点，也就是说，当施加剪切时粘度降低， 去除剪切时粘度再次提高。这可以使其使用无风技术施用。复合物离 开喷雾嘴时的布鲁克菲尔德粘度为原始值的例如0.2至0.6倍，优选 0.25至0.35倍。通过Helipath器材(来自Labomat)(10rpm的S96心 轴；1分钟)测量粘度。复合物放置24小时后的值可以为150000cps 至1500000cps，优选250000cps至1200000cps，更优选300000cps 至950000cps。重新恢复屈服点的时间，也就是从施力到复合物恢复接 近原始粘度的粘度之间的时间通常为1至120分钟，优选5至60分钟。

本发明的复合物具有可通过缓冲剂控制的pH值，该缓冲剂可以使 pH值达到碱性值，例如8至9.5。

本发明的复合物具有可以在例如50至70％、优选53至67％之间 变动的固含量。根据其用途，可能优选具有相对较高的这种固含量值。 对于用作接合的用途，该范围的上半部分是优选的，而对于表面处理 用途，该范围的下半部分是优选的。

本发明的、具有一种或多种下列性能：

-其与构成石膏板饰面层的纸具有良好粘合性-实际上是承受内聚 破坏的石膏板；

-其与玻璃纤维类饰面具有良好的粘合性，从而在翻新工地不用沉 积(depositing)饰面就可以直接施用。

-其能够使接缝胶带良好接合和粘连；

-其具有与饰面纸相同的颜色；

-其在干燥后具有可忽略不计的收缩(例如通过环试验测得小于 20％)；

-其具有接近饰面纸的吸水性，从而不必按照上述申请 WO-A-97/02395的论述在施加壁纸或涂料之前使用底漆层；

-其能够使构成壁纸的纸适度粘合，从而使一个或多个后继剥离操 作是可行的。

-易于施用涂料(即使该复合物用作唯一的接合复合物)；

-其提供了与内部建筑领域常用的印刷底层基本相同的表面再现 (rendition)；和

-其能够在施用之后织纹化。

制备本发明的复合物的方法

本发明的复合物可以通过将其组分以任何顺序或以选定顺序混合 来制备，或按照产生良好结果的特定方法制备。

在第一种情况下，各种组分在搅拌的同时添加到水中。

在第二种情况下，优选首先添加疏水膨胀珍珠岩，优选在存在发 泡剂的情况下添加，然后再添加其它组分。如果合适，可以最后添加 水以调节粘度。

在第三种情况下，将一部分填料(通常5至10重量％)与可能难 以分散在水中的其它组分(例如滑润剂和/或颜料)预混。作为例子， 可以使用由填料、滑润剂、增塑剂和任选粘合剂构成的粉末形式的预 混物。优选地，在预混之前添加矿物填料，预混之后添加粘合剂。如 果合适，可以最后添加水以调节粘度。

使用任何类型的混合器，优选分级进料的卧式混合器。

按照本发明的建筑方法

本发明的复合物可用于由石膏板制造许多类型的工程件，例如隔 墙、墙壁覆盖物或天花板(无论是否悬吊)。该复合物还可用在其它表 面上，例如混凝土表面，尤其是在存在用于碱性pH值的缓冲剂时。

本发明的复合物特别适合使用纸面混凝土制造工程件。

本发明的复合物优选以无风的方式使用，但是也可以按照传统方 法使用。

本发明的复合物可以仅作为接合复合物或表面处理复合物或作为 两者使用。

使用石膏板制造工程件通常包括石膏板的并置、用填料填充石膏 板之间的缝隙、使用胶带、用填料覆盖胶带、然后用整饰复合物盖填 料。本发明的复合物可以是填料和/或整饰复合物。当本发明的复合物 用于处理接缝时，施工人员如下着手。通过与接缝成直线地无风喷涂 (使用合适的喷嘴)，在粘贴到薄边缘(feathered edges)上的胶带上施 用本发明的复合物，然后在其施用后数分钟(当粘度提高时)，施工人 员封闭(closes up)接缝。如果施工人员只有一个接缝要处理，他随后 可以进行该复合物(或本发明的更专门用于整饰的另一复合物)的二 次施用，并进行最后的修匀操作。如果施工人员必须涂布整个表面， 他可以在不必预先处理完接缝的情况下在整个表面上施用同一种表面 处理复合物。在这种情况下，接合和表面处理复合物可以相同或不同。

为了制造用于薄边缘的接缝，优选使用自粘玻璃网眼带，而不预 先使用填充层。为了在圆边石膏板上制造接缝，并因此不使用胶带， 以相同的方式使用该复合物。

根据所需整饰程度，对于表面处理或印刷，可以使用宽喷嘴 (wide-jet nozzle)沉积复合物薄膜。

本发明的复合物可以进行表面处理和/或印刷操作。在施用之后， 该复合物可以根据所需浮雕(relief)效果(抹刀形浮雕、rolled浮雕、 辊压浮雕等等)使用抹刀、光滑加工工具(smoothing tool)、塑料压纹 辊或任何其它工具进行结构化。

在用玻璃纤维基饰面进行表面翻新的情况下，本发明的复合物提 供了充足的与玻璃纤维的粘合性，从而不必进行任何表面处理或预先 的饰面沉积。

本发明的复合物的主要特征之一是其通过无风系统，特别是漆工 使用的设备进行喷涂的能力。这些系统提供了稳定性和使用简易性的 优点(压缩机在室外，而一根软管进入室内，由于是无风系统，所以 产品不用干燥，等等)。本发明因此提供了通过用无风技术喷涂而使用 基于矿物填料和粘合剂的干燥复合物进行接合和/或表面处理的方法。 这种无风技术使用最高200巴的高压。所有无风机器都是合适的，尤 其是M-Tecforte、Graco、Spackmax、Elmyggan等。

本发明的复合物因此可以节省大量的时间和劳动。

本发明还可用于缓凝复合物领域——无风技术适用于这些复合 物。这种缓凝复合物是基于石膏(半水合物)的复合物，但是其包括 缓凝剂。在缓凝剂中，可以提到马来酸酐、聚丙烯酸钠和聚丙烯酸， 以及以名称Goldbond High Stength Retarder获得的蛋白质类混合物。其 量为半水合物重量的例如0.1至1重量％。还可以使用促凝剂，然后将 其在喷雾嘴处注入混合物中。作为促凝剂，可以使用硫酸铝、硝酸铝、 硝酸铁、硫酸铁、氯化铁、硫酸亚铁、硫酸钾、碳酸钠或碳酸氢钠， 硫酸铝通常是优选的。其量例如为半水合物重量的1至5重量％。

在凝固化合物的情况下也可以使用上述添加剂。特别地，可以使 用聚乙烯醇。

在例如WO-A-03/027038和WO-A-03/059838中给出这些组合物的 例子。

实施例

下列实施例仅作为举例说明给出，而不以任何方式限制本发明。 在混合器出口处并任选在静置之后测量粘度。在实施例中，使用下列 组分：  组分   特征  珍珠岩1   拒水膨胀珍珠岩(d50＝50微米)  珍珠岩2   拒水膨胀珍珠岩(d50＝7微米)  珍珠岩3   拒水膨胀珍珠岩(d50＝50-60微米)  CaCO31   d50＝10微米  CaCO32   d50＝15微米  预混物1   CaCO32    44.8％   纤维素醚  8.8％   硅镁土    32％   TiO2      14.4％  预混物2   CaCO32    31.08％   纤维素醚  2.70％   硅镁土    20.72％   硬脂酸锌  4.73   粘合剂3   31.08％   TiO2      14.4％  粘合剂1   分散在水中的乙酸乙烯酯/乙烯共聚物  粘合剂2   分散在水中的苯乙烯/丙烯酸共聚物  粘合剂3   分散在水中的乙酸乙烯酯/长链酸的乙烯酯/   丙烯酸酯三元共聚物

为了制备化合物，程序如下，使用卧式混合器。将珍珠岩加入原 料水中，搅拌2分钟。接着，加入抗微生物剂和防沫剂，然后加入矿 物填料。接着，加入预混物，然后加入一种或多种粘合剂，最后用调 节粘度的水(可能与siliconate一起)完成该过程。

实施例1

制备下列组合物1：   组分   量   原料水   1600   珍珠岩1   250   抗微生物剂   15   防沫剂   10   CaCO31   1630   预混物1   250   粘合剂1   140   粘合剂2   140   调节水   100

获得下列特征：   pH   7.8   密度   1.2   粘度   360000cps   ％固含量   55.80％

实施例2

制备下列组合物2：

  组分   量   原料水   1978   珍珠岩1   321.5   抗微生物剂   18.5   防沫剂   12   CaCO31   2015   预混物1   309   粘合剂1   173   粘合剂2   173

获得下列特征：   pH  8.36   密度  1.007   粘度  324000cps*   ％固含量  59.49％

*静置后的值：911000cps

实施例3

制备下列组合物3：   组分   量   原料水   51.4   珍珠岩1   8.36   抗微生物剂   0.48   防沫剂   0.3   CaCO31   52.4   预混物1   8   粘合剂1   4.5   粘合剂2   4.5   调节水   6

获得下列特征：

  pH   8.26   密度   1.11   粘度   214000cps   ％固含量   54.67％

*静置后的值：826000cps

实施例4

制备下列组合物4：   组分   量   原料水   58.5   珍珠岩3   9.765   抗微生物剂   0.555   防沫剂   0.375   CaCO32   61.2   预混物1   9.39   粘合剂1   5.257   粘合剂2   5.257

获得下列特征：   pH   8.86   密度   1.25   粘度   202000cps   ％固含量   53.95％

实施例5

制备下列组合物5：

  组分   量   原料水   50   珍珠岩1   8.36   抗微生物剂   0.48   防沫剂   0.3   CaCO31   52.4   预混物1   8   粘合剂1   4.5   粘合剂2   4.5   调节水   7.4

获得下列特征：   pH   8.54   密度   1.108   粘度   220000cps   ％固含量   54.3％

实施例6

制备下列组合物6：   组分   量   原料水   38   珍珠岩3   7.8   抗微生物剂   0.4   防沫剂   0.3   CaCO32   49.4   预混物2   11.1   粘合剂1   4.2   调节水   2

获得下列特征：

  pH   8.22   密度   1.21   粘度   225000cps   ％固含量   63.1％

实施例7

制备下列组合物7：   组分   量   原料水   38   珍珠岩2   7.4   抗微生物剂   0.65   防沫剂   0.3   CaCO32   49.4   预混物2   11.7   粘合剂1   4.2

获得下列特征：   pH   7.8   密度   1.208   粘度   248000cps   ％固含量   62.88％

实施例8

制备下列组合物8：

  组分   量   原料水   3800   珍珠岩2   740   抗微生物剂   59   防沫剂   30   CaCO32   4940   预混物2   1163   粘合剂1   420   Siliconate   53

获得下列特征：   pH   11.87   密度   0.910   粘度   73000cps*   ％固含量   63.96％

*静置后的值：250000cps

实施例9

制备下列组合物9：   组分   量   原料水   84   珍珠岩3   15.6   抗微生物剂   1.282   防沫剂   0.6   CaCO32   98.8   预混物2   23.3   粘合剂1   8.4

获得下列特征：

  pH  7.85   密度  1.090   粘度  175000cps*   ％固含量  63.7％

*静置后的值：317000cps

实施例10

制备下列组合物10：   组分   量   原料水   48.5   珍珠岩3   10.44   蓝色增亮剂   0.015   抗微生物剂   0.675   防沫剂   0.4   CaCO32   66.150   预混物2   15.5   粘合剂1   5.58   Siliconate   0.74

获得下列特征：   pH  9.03   密度  1.125   粘度  95000cps*   ％固含量  65.71％

*静置后的值：195000cps

实施例11

制备下列组合物11：

  组分   量   原料水   58.3   珍珠岩1   9.65   抗微生物剂   0.675   防沫剂   0.38   CaCO31   60.5   预混物1   9.27   粘合剂1   5.2   粘合剂2   5.2

获得下列特征：   pH   8.5   密度   1.100   粘度   235000cps   ％固含量   54.25％

实施例12

使用带有25米的19毫米软管和15米的15毫米软管(也就是总 共40米长度)的T-Tec无风机器喷涂，以制造接缝。喷嘴具有60°角 度和0.051英寸开口。

在接缝处粘合玻璃网之后，从30厘米的距离喷涂化合物10，然后 在施用之后较直已处理过的接缝数分钟，这产生高质量接缝。

该方法随后包括在带有已经处理过的接缝的石膏板上进行喷涂。 使用相同的工具，但是这次喷涂化合物11以形成宽70厘米的喷涂带。 在没有校平的情况下，直接由喷涂获得花岗岩状装饰化合物。校平该 喷涂化合物不引起任何问题。