用于泥复合制品的涂布系统

申请号 CN201410119669.2 申请日 2007-01-30 公开(公告)号 CN103936458B 公开(公告)日 2017-01-04
申请人 威士伯采购公司; 发明人 拉里·B·勃兰登博格; T·霍华德·基利勒; 丹尼尔·W·德查尼; 凯文·W·埃文森;
摘要 本 发明 涉及一种用于 水 泥复合制品的涂布系统。该涂布系统包括在液体 增塑剂 中的一种或多种PVC分散型 树脂 和一种或多种烯属化合物,且可以一种或多种涂布组合物的形式被提供,涂布组合物可以被涂布一层或多层。
权利要求

1.一种涂布制品,其包括:
纤维板基材;以及
涂布于所述基材的可辐射固化的涂布系统,
其中所述涂布系统不含水作为载体,并且包括:
在液体增塑剂中的一种或多种聚氯乙烯分散型树脂和一种或多种烯属化合物。
2.如权利要求1所述的制品,其中所述涂布系统包括可被涂布两层或多层的两种或多种涂布组合物。
3.如权利要求1所述的制品,其中所述涂布系统进一步包括引发剂系统。
4.如权利要求3所述的制品,其中所述涂布系统包括UV光引发剂。
5.如权利要求1-4任一项所述的制品,其中所述涂布系统包括含有烯属化合物的第一组合物和含有PVC分散型树脂的第二组合物。
6.如权利要求1-4任一项所述的制品,其中所述涂布系统包括含有烯属化合物和PVC分散型树脂二者的组合物。
7.如权利要求1-4任一项所述的制品,其中所述烯属化合物包括(甲基)丙烯酸酯、乙烯基醚、烯丙基醚、乙烯基酯、不饱和油、不饱和脂肪酸或其组合。
8.如权利要求7所述的制品,其中所述烯属化合物包括三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、双酚A乙基化二(甲基)丙烯酸酯、丙氧基化甘油三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷乙氧基化三(甲基)丙烯酸酯、二-(三羟甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯)或其组合。
9.如权利要求7所述的制品,其中所述烯属化合物包括单体
10.如权利要求7所述的制品,其中所述烯属化合物包括低聚物。
11.如权利要求1-4任一项所述的制品,其中所述烯属化合物包括乙烯基类。
12.如权利要求11所述的制品,其中所述烯属化合物包括单体。
13.如权利要求11所述的制品,其中所述烯属化合物包括低聚物。
14.如权利要求1-4任一项所述的制品,其中所述PVC分散型树脂包括液体增塑剂中的树脂颗粒,且其中所述颗粒具有0.1μm到1.5μm的平均粒径。
15.如权利要求1-4任一项所述的制品,其中含胶乳的底漆或含胶乳的面漆被涂布到所述涂布系统上,且其中所述水泥纤维板基材是壁板产品的形式。
16.如权利要求1-4任一项所述的制品,其中当辐射固化时,所述涂布制品能够经受住至少30次冻-融循环。
17.如权利要求16所述的制品,其中所述涂布制品能够经受住至少175次冻-融循环。
18.如权利要求1-4任一项所述的制品,其中所述涂布系统具有基于所述涂布系统总重量的小于5%的VOC。
19.如权利要求18所述的制品,其中所述涂布系统具有基于所述涂布系统总重量的小于0.5%的VOC。
20.一种用于制造涂布制品的方法,所述方法包括:
提供水泥纤维板基材;
用可辐射固化的涂布系统涂布所述基材的至少一部分,所述涂布系统不含水作为载体,并且包括在液体增塑剂中的一种或多种聚氯乙烯分散型树脂和一种或多种烯属化合物;以及
辐射固化所述涂层。
21.如权利要求20所述的方法,其包括用含有一种或多种烯属化合物的第一涂布组合物,接着用含有在液体增塑剂中的一种或多种聚氯乙烯分散型树脂的第二涂布组合物来涂布所述基材。
22.如权利要求20所述的方法,其中基于涂布系统中的非挥发性组分的总重量,所述涂布系统包含按重量计30%到90%的烯属化合物和按重量计10%到70%的聚氯乙烯分散型树脂。
23.如权利要求20所述的方法,其中基于涂布系统中的非挥发性组分的总重量,所述涂布系统包含按重量计50%到80%的烯属化合物和按重量计20%到50%的聚氯乙烯分散型树脂。
24.如权利要求1-4任一项所述的制品,其中基于涂布系统中的非挥发性组分的总重量,所述涂布系统包含按重量计30%到90%的烯属化合物和按重量计10%到70%的聚氯乙烯分散型树脂。
25.如权利要求1-4任一项所述的制品,其中基于涂布系统中的非挥发性组分的总重量,所述涂布系统包含按重量计50%到80%的烯属化合物和按重量计20%到50%的聚氯乙烯分散型树脂。

说明书全文

用于泥复合制品的涂布系统

[0001] 本申请国际申请日为2007年1月30日,国家申请号为200780004165.4,发明名称为“用于水泥复合制品的涂布系统”的发明专利申请的分案申请。
[0002] 相关申请的交叉引用
[0003] 本申请要求享有2006年1月31日提交的、序列号为60/764,242的美国临时专利申请的优先权,该专利的公开内容通过引用合并于此。
[0004] 发明背景
[0005] 水泥复合制品越来越普遍地使用在建筑材料中。许多这些制品由诸如水泥、木质(纤维素)纤维、天然(玻璃)纤维和聚合物等便宜的材料制造。这些制品通常被制成水泥纤维板基材的形式,如壁板和墙板。使用诸如挤出法等方法或使用Hatschek机器可以制造此基材或制品。
[0006] 在北方的气候下,因吸收入水泥纤维板基材中的水反复冻融引起的损坏代表了一种值得注意的问题。持续地受到湿气、冻-融循环、暴露于UV以及大气中的二的影响可以造成由水泥纤维板复合物制造的制品随时间发生物理和化学的变化。涂布系统或涂布组合物可以防止暴露于诸如UV光、二氧化碳和水等环境,或者可以有助于减少因暴露于这些环境而可能发生的损坏。可以获得好几种这样的系统来保护水泥纤维板制品。然而,对涂布系统和涂布组合物来说,当涂布有组合物的制品经历湿粘合测试和多次的冻-融循环时,需要提供良好的密封,具有能够迅速地固化的能力或可以提供改善的结果。
[0007] 概述
[0008] 本发明在一个方面提供了一种涂布的制品,其包括水泥纤维板基材和被涂布于基材的可辐射固化的涂布系统,其中涂布系统包括一种或多种烯属化合物和一种或多种聚氯乙烯(PVC)分散型树脂。所公开的涂布系统可以被涂布一层或多层,可以基本不含挥发性的溶剂或载体,或者可以任选地包括光引发剂系统。
[0009] 在另一个方面,本发明提供了一种用于制造涂布的制品的方法,该方法包括提供水泥纤维板基材,用上述涂布系统涂布基材的至少一部分并辐射固化涂层。
[0010] 本发明上面的概述并不旨在描述本发明的每一个公开的实施方案或每一种实施方式。下面的描述更具体地举例说明了所阐释的实施方案。在整个申请的好几处地方,通过所列举的实施例提供了引导,这些实施例可以按不同的组合来使用。在每一个示例中,所列出的内容仅仅用作代表性的一组且不应该被解释为唯一的内容。
[0011] 下文的附图和描述中提供了本发明一个或多个实施方案的详细内容。从描述和附图以及从权利要求中,本发明的其他特征、目的和优势是清晰可见的。
[0012] 附图简述
[0013] 图1是所涂布的纤维水泥制品的示意性截面图。
[0014] 附图的各幅图中相同的参考标记标示相同的元件。附图中的元件并不是成比例的。
[0015] 详细描述
[0016] 术语“一(a)”、“一(an)”、“一(the)”“至少一个”以及“一个或多个”可以相互交换地使用。
[0017] 以端点描述的数字范围包括此范围内所包含的所有数字(如,1到5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4、5等)。
[0018] 术语“包括”以及其变化形式在这种术语存在于说明书或权利要求中时并不具有限制意义。因而,例如,包含蜡复合物的组合物意指该组合物包括一种或多种蜡复合物。
[0019] 术语“丙烯酸酯”和“甲基丙烯酸酯”分别指丙烯酸的酯和甲基丙烯酸的酯。它们可以被称为(甲基)丙烯酸酯((meth)acrylates)或(甲基)丙烯酸酯((meth)acrylate esters)。
[0020] 术语“烯属化合物”指含有反应性的乙烯型不饱和度的任何单体、低聚物或聚合物,如乙烯基(vinyls)、(甲基)丙烯酸酯、乙烯基醚、烯丙基醚、乙烯基酯、不饱和油(包括单酸甘油酯、甘油二酯和甘油三酯)、不饱和的脂肪酸、及类似物。术语“烯属基团”指烯属化合物中的反应性的乙烯型不饱和官能团。
[0021] 术语“反应部位”或“反应基”指能够反应形成共价键来键合或者以其他化学方式来连接两个或多个分子的基团。
[0022] 本发明提供了一种用于水泥纤维板基材的涂布系统,所述水泥纤维板基材如水泥纤维板壁板产品或其他水泥复合制品。此涂布系统是涂布于基材的可辐射固化的涂布系统,其中涂布系统包括一种或多种烯属化合物和一种或多种PVC分散型树脂。所公开的涂布系统包括一种或多种可以被涂布一层或多层的涂布组合物。
[0023] 参考图1,以示意性的截面图显示了本发明的涂布制品10。制品10包括水泥纤维板基材12。基材12通常是相当重的且可以具有,如约1g/cm3到约1.6g/cm3或更高的密度。基材12的第一主表面14可以被压纹以具有小的峰或脊16和槽18,如以便类似粗锯的木材。主表面14可以具有多种其他表面构型,且可以类似除了粗锯的木材之外的多种建筑材料。所公开的涂布系统的一层或数层20位于最上面且部分穿透表面14,以及期望在制造制品10的场合被涂布于制品10。层20有助于避免基材12受到湿气、冻-融循环、暴露于UV或大气中的二氧化碳的一种或多种影响。层20还可以提供牢固粘附的基底层,一层或多层牢固粘附的最终的面漆22形成在基底层上。最终的面漆22期望是装饰性的且是耐候性的,以及在制造制品10的场合或者制品10已经被安装(attached to)到建筑物表面或其他表面上之后的场合可以被涂布于制品10。
[0024] 利用所公开的可辐射固化的涂布系统,所公开的制品可以被涂布一个或多个表面。涂布系统包括一种或多种可以被涂布一层或多层的涂布组合物。涂布系统可以被提供在多个实施方案中。在一个示例性的实施方案中,涂布系统包括含有至少一种烯属化合物的第一涂布组合物和含有至少一种PVC分散型树脂的第二涂布组合物。两种涂布组合物可以按顺序地或同时被涂布于基材并利用辐射按顺序地或同时固化。在另一个示例性的实施方案中,涂布系统包括至少一种烯属化合物和至少一种PVC分散型树脂,且可以被涂布于基材并利用辐射固化。当水泥纤维板制品在传送系统上(如,在带、辊子、气动工作台或类似物上)被运输时,所公开的涂布系统对涂布水泥纤维板制品的底部表面特别有用,这正如在与本专利同一日期提交的申请系列号(代理案号160-P-1793W001)且题目为用于涂布水泥纤维板制品的方法的申请人的在审PCT申请中所描述的。
[0025] 所公开的涂布系统中的烯属化合物似乎起到活性渗透剂的作用。通过在将涂布系统涂布于基材之后,但在进行辐射固化之前观察涂布系统,可以更好地理解此作用。烯属化合物似乎改善了润湿性或渗透性以及可以有助于将涂布系统内的其他组分引到基材内的孔中。烯属化合物似乎还有助于在固化之后,使所固化的涂层粘附到基材。PVC分散型树脂似乎限制了润湿性或渗透性,且可以有助于避免涂布系统中的其他组分渗透到基材内很深的孔中,致使这些组分基本上不能够被辐射固化。PVC分散型树脂似乎还有助于粘附到所涂布的基材上的随后被涂布的涂层(如,面漆)。
[0026] 优选的涂布系统还可以包括下面的一个或多个另外特征:
[0027] -增大了制品吸收水的阻力(吸收到制品中);
[0028] -增强了制品的表面完整性(如,通过起到更像其他复合材料中的粘合剂的强化纤维和水泥基体的作用);
[0029] -避免制品在冻/融条件下膨胀;或
[0030] -通过使纤维层粘合在一起来增强制品边缘的完整性。
[0031] 所公开的制品中可以采用多种水泥纤维板基材。所公开的基材通常包括水泥和填料。示例性的填料包括木材、玻璃纤维、聚合物或其混合物。采用诸如挤出法、Hatschek法的方法或者本领域已知的其他方法制造基材。例如,参见美国专利申请第2005/0208285A1号(对应于国际专利申请号WO2005/071179A1);澳大利亚专利申请第2005100347号;国际专利申请第WO01/68547A1号;国际专利申请第WO98/45222A1号;美国专利申请第2006/0288909A1号;以及澳大利亚专利申请第198060655A1号。这种基材的非限制性的示例包括壁板产品、板、及类似产品,它们的应用包括篱笆、屋顶、地面、墙板、淋浴挡板、互搭壁板、竖钉墙板、底部外侧板(soffitpanels)、装饰板、成形为边缘的卵形仿制品以及石头仿制品或灰泥仿制品。基材的一个或两个主表面可以被成形或压纹以看起来像有纹理的或粗锯的木材或其他建筑产品,或者被切成扇形或被切割成类似卵形。未涂布的基材表面通常含有截面尺寸是微米或亚微米尺度的多个孔。
[0032] 多种合适的纤维水泥基材可以从市场上购得。例如,好几种优选的纤维水泥壁板产品可以从James Hardie Building Products Inc.of Mission Viejo,CA购得,包括那些以HARDIEHOMETM销售的壁板、以HARDIPANELTM销售的竖钉墙板、以HARDIPLANKTM销售的互搭壁板、以HARDIESOFFITTM销售的板、以HARDITRIMTM销售的厚板和以HARDISHINGLETM销售的壁板。这些产品都可以获得延长的保证期,以及据认为能抵抗湿气破坏、只要求简单的维护、不开裂、腐烂或分层,抵抗因过长时间暴露于湿气、雨、、咸味的空气和白蚁而引起的损坏、是不可燃烧的以及提供温暖感的木材并赋予纤维水泥耐久性。其他合适的纤维水泥壁板基材包括来自Knauf USG Systems GmbH&Co.KG of Iserlohn,Germany的AQUAP ANELTM水泥板产品;来自Cemplank of Mission Viejo,CA的CEMPLANKTM、CEMP ANELTM和CEMTRIMTM水TM泥板产品;来自CertainTeed Corporation of Valley Forge,PA的WEATHERBOARDS 水泥板产品;来自MaxiTile Inc.ofCarson,CA的MAXITILETM、MAXISHAKETM和MAXISLATETM水泥板产品;来自Nichiha U.S.A.,Inc.of Norcross,GA的BRESTONETM、CINDERSTONETM、LEDGESTONETM、NEWPORTBRICKTM、SIERRA PREMIUMTM和VINTAGE BRICKTM水泥板产品,来自TM
Zhangjiagang Evernice Building Materials Co.,Ltd.of China的EVERNICE 水泥板产品以及来自Everest Industries Ltd.of India的EBOARDTM水泥板产品。
[0033] 多种烯属化合物可以使用在所公开的涂布系统中。烯属化合物不同于PVC分散型树脂且是具有至少一个不饱和的部位的含碳化合物,此部位能够进行反应,任选地在引发剂存在下进行反应以提供聚合产品或交联产品。烯属化合物的非限制性的示例包括诸如(甲基)丙烯酸酯、乙烯基、乙烯基醚、烯丙基醚、乙烯基酯、不饱和油(包括单酸甘油酯、甘油二酯和甘油三酯)、不饱和的脂肪酸等单体及其类似物或其混合物。烯属化合物还包括具有至少一个不饱和的部位的低聚物或聚合物,此部位能够进行反应,任选地在引发剂存在下进行反应以提供聚合产品或交联产品。
[0034] 示例性的烯属单体包括未取代的或取代的C1-C15醇的(甲基)丙烯酸酯,醇如三丙二醇、异片醇、异癸醇、苯氧基乙醇、三羟乙基异氰尿酸酯(trishydroxyethyl isocyanurate)、三羟甲基丙烷乙氧基化物(TMPTA)、二-三羟甲基丙烷乙氧基化物(diTMPTA)、己二醇、乙氧基化新戊二醇、丙氧基化新戊二醇、乙氧基化苯酚、聚乙二醇、双酚A乙氧基化物、三羟甲基丙烷、丙氧基化甘油、季戊四醇、四氢糠醇、β-羧乙基醇或其组合。例如,烯属单体可以是(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸异癸酯、(甲基)丙烯酸苯氧乙基酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯(trimethylolpropane tri(meth)acrylate)、烷氧基化环己烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯(alkoxylated cyclohexane dimethanol di(meth)acrylate)、三羟甲基丙烷乙氧基化三(甲基)丙烯酸酯(trimethylolpropane ethoxylate tri(meth)acrylate)、二(甲基)丙烯酸二丙二醇酯、二(甲基)丙烯酸三丙二醇酯、二(甲基)丙烯酸己二醇酯、(甲基)丙烯酸四氢糠酯、三(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、四(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、二-(三羟甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯)(di-(trimethyolpropane tetra(meth)acrylate))、丙氧基化甘油三(甲基)丙烯酸酯(propoxylated glycerol tri(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸β-羧乙酯、双酚A乙氧基化二(甲基)丙烯酸酯(bisphenol A ethoxylate di(meth)acrylate)、乙氧基化新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯(ethoxylated neopentyl glycol di(meth)acrylate)、丙氧基化新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、二-(三羟甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯)或其组合。优选的烯属单体包括三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、双酚A乙氧基化二(甲基)丙烯酸酯、丙氧基化甘油三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷乙氧基化三(甲基)丙烯酸酯、二(三羟甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯)或其组合。烯属单体可以包含(C1-C15)醇的自由基,如羟甲基、1-羟乙基、2-羟乙基、1-羟丙基、2-羟丙基、3-羟丙基、1-羟丁基、4-羟丁基、1-羟戊基、5-羟戊基、1-羟己基、6-羟己基、1,6-二羟己基、1,4-二羟丁基、及类似物。
[0035] 示例性的烯丙基醚单体包含一个或多个烯丙基醚基,其通常键合到可以多种多元醇为基础的核心结构基团。合适的多元醇的非限制性的示例包括新戊二醇、三羟甲基丙烷、乙二醇、丙二醇、丁二醇、二甘醇、1,3丙二醇、三甘醇、三羟甲基乙烷、季戊四醇、甘油、双甘油、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,4-环己烷二甲醇以及上面与(甲基)丙烯酸酯一起提到的其他多元醇的任意一种。其他示例性的烯丙基醚单体包括羟乙基烯丙基醚、羟丙基烯丙基醚、三羟甲基丙烷单烯丙基醚、三羟甲基丙烷二烯丙基醚、三羟甲基乙烷单烯丙基醚、三羟甲基乙烷二烯丙基醚、甘油单烯丙基醚、甘油二烯丙基醚、季戊四醇单烯丙基醚、季戊四醇二烯丙基醚、季戊四醇三烯丙基醚、1,2,6-己三醇单烯丙基醚、1,2,6-己三醇二烯丙基醚、及类似物。优选的烯丙基醚包括多丙氧基化和乙氧基化形式的烯丙基醚。
[0036] 示例性的乙烯基醚单体包含一种或多种乙烯基醚基且包括4-羟丁基乙烯基醚、1,4-环己烷二甲醇单乙烯基醚、1,4-环己烷二甲醇二乙烯基醚、乙二醇单乙烯基醚、乙二醇二乙烯基醚、二乙二醇单乙烯基醚、二乙二醇二乙烯基醚、三乙二醇二乙烯基醚、及类似物。优选的乙烯基醚单体包括丙氧基化或乙氧基化形式的乙烯基醚单体。
[0037] 烯属化合物可以包括具有连接的烯基的胶乳聚合物或聚酯(polyurethane)分散体。这些化合物可以按照与本专利同一日期提交的申请系列号(代理案号160-P-1790WO01)且题目为用于水泥复合制品的涂布系统的申请人的在审PCT申请中所描述的方法来制备。
[0038] 先前提到的烯属化合物(如,二(甲基)丙烯酸己二醇酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯和二-三羟甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯)的子集具有多个(如两个或多个)反应基。这些单体或低聚物可以起到交联剂的作用。
[0039] 所公开的涂布系统或涂布组合物优选含有基于涂布系统中的非挥发性组分的总重量,按重量计约20%到约95%的烯属化合物,更优选按重量计约30%到约90%以及最优选按重量计约50%到约80%。
[0040] 多种PVC分散型树脂可以用在所公开的涂布系统和方法中。PVC分散型树脂通常包含液体增塑剂中的树脂颗粒(或者各种树脂或遗漏的树脂(missed resin)的颗粒的混合物)。PVC分散型树脂可以包括,如PVC均聚物、共聚物或其组合和多种添加剂。PVC分散型树脂可以通过乳液聚合、微悬浮聚合或源自于这两种技术的方法来制造。PVC分散型树脂通常具有非常细的颗粒(如,约0.1μm到约1.5μm的平均粒径)。典型地,PVC分散型树脂颗粒显示了极低的孔隙率或无孔隙且具有非常高的表面积。当向分散型树脂中添加足够的增塑剂(如,约40phr或更高)时,得到了可以被称之为增塑溶胶或有机溶胶的液体悬浮体。氯乙烯与诸如乙酸酯和丙烯酸酯的其他单体的共聚物可以用于制造分散型树脂。PVC分散型树脂通常通过悬浮聚合来制造且具有约25μm到75μm的平均粒径范围。市场上可购得的示例性的PVC分散型树脂包括来自PolyOne Corporation,Avon Lake,OH的GEONTM树脂(如,GEON137、171和172)和来自HydroPolymers,Oslo,Norway的NORVINYLTM树脂(如NORVINYL S6261、S6571、S7060和S8O6O)。
[0041] 所公开的涂布系统或涂布组合物优选含有基于涂布系统中的非挥发性组分的总重量,按重量计约5%到约80%的PVC分散型树脂,更优选按重量计约10%到约70%以及最优选按重量计约20%到约50%。
[0042] 所公开的涂布系统可以包括一种或多种任选的酸盐(如,硅酸盐)。示例性的硅酸盐包括硅酸锂、硅酸、硅酸钠、硅酸铵、及类似物。例如,基于非挥发性组分的总重量,硅酸盐的量是按重量计约2%到约50%、按重量计约5%到约40%或按重量计约10%到约35%。通过多个化学品供应者可以获得硅酸盐,如从PQ Corporation,Valley Forge,PA获得硅酸钾。
[0043] 在实验室条件下已经显示了湿粘合力测试和“冻-融”循环来模拟在北方气候下所遭受的长期的室外暴露条件。在所涂布的水泥纤维板基材已经被水饱和之后,可以按照下面的描述来进行湿粘合力测试以评估涂布系统的粘合力。根据此测试过程,所涂布的基材(如,纤维水泥板)在室温下的水中浸泡24小时。浸泡后,从水中取出板并在室温下保持24小时。将6英寸(15.24cm)长的3M HD250胶带施用到板的表面,且胶带的长轴在可能存在任何压纹图案的方向上。胶带被牢固地压到板上以确保完全接触。通过以相对于板90度的度迅速撕掉胶带来去除胶带。基于从水泥板去除的涂层的百分比来评定“湿粘合力”性能。通过观察哪一处发生任何失效,来进一步评定性能。例如,失效可以发生在涂层界面处、涂层与板的表面之间,或发生在板本身内。优选的涂布系统或涂布组合物通常具有小于25%的涂层去除量,更优选小于15%的涂层去除量。此外,失效优选在板内,这由粘附到所去除的涂层的板的相当多量的纤维来标示。
[0044] 优选地,当根据ASTM D6944-03,测试方法A进行测试时,所述涂布制品能够经受住至少30次的冻-融循环。如所描述的,此ASTM测试法叙述了30次循环的顺序。然而,不是简单地在30次循环结束时,将试样评估为“通过”,而是期望此测试延长到包括额外的循环。更优选地,所述涂布制品能够经受住至少75次冻-融循环,更优选地,至少125次冻-融循环以及最佳,至少175次冻-融循环。
[0045] 所公开的涂布系统或涂布组合物优选具有改进的,即较低的挥发性有机物质(VOC)。涂布系统或涂布组合物期望具有基于所述涂布系统总重量的小于约5%的VOC,优选小于约2%的VOC,更优选小于约0.5%的VOC。
[0046] 烯属化合物是可通过辐射固化的,辐射如可见光、紫外光、电子束、微波、γ射线、红外辐射、及类似辐射。电子束固化并不需要引发剂系统,但对于其他辐射源而言是需要的,其通常将会基于固化能量(如,UV、可见光或其他能量)的特定类型以及所采用的阳离子、自由基、阳离子或其他固化机理来选择。因而在一个优选的实施方案中,涂布系统是可电子束固化的且并不要求引发剂。在另一个优选的实施方案中,涂布系统是可UV固化和可自由基聚合的且包括UV光引发剂系统,该系统响应UV光以产生自由基并由此固化涂层。
[0047] 引发剂的非限制性的示例包括过氧化物化合物、偶氮化合物、产生阳离子的引发剂、裂解型引发剂、提氢型引发剂、及类似引发剂。示例性的过氧化物化合物包括过苯甲酸叔丁酯、过苯甲酸叔戊酯、氢过氧化异丙苯、过氧辛酸叔戊酯、过氧化甲乙、过氧化苯甲酰、过氧化环己酮、过氧化乙酰丙酮、二叔丁基过氧化物、叔丁基过氧化氢和二(2-乙基己基)过氧化二碳酸酯。优选地,固化剂是过苯甲酸叔丁酯、过氧化甲乙酮或氢过氧化异丙苯。将过氧化甲乙酮作为邻苯二甲酸二甲酯中的溶液方便地采用,如来自Ato-Chem的LUPERSOLTM DDM-9。
[0048] 示例性的偶氮化合物包括2,2-偶氮双-(2,4-二甲基戊腈)、2,2-偶氮双-(2-甲基丁腈)和2,2-偶氮双-(2-甲基丙腈)。
[0049] 产生阳离子的示例性的光引发剂包括产生超酸的光引发剂,如三芳基碘鎓盐、三芳基硫鎓盐、及类似光引发剂。优选的三芳基硫鎓盐是三苯基硫鎓六氟磷酸盐(triphenyl sulfonium hexafluorophosphate)。
[0050] 示例性的裂解型光引发剂包括α,α-二乙氧基苯乙酮(DEAP);二甲氧基苯基苯乙酮(IRGACURETM651);羟基环己基苯酮(hydroxycyclo-hexylphenylketone)(IRGACURETM184);TM
2-羟基-2-甲基-1-苯丙-1-酮(DAROCUR 1173);25:75的双-(2,6-二甲氧基苯甲酰基)-2,4,
4-三甲基戊基氧化膦和2-羟基-2-甲基-1-苯丙-1-酮(IRGACURETM1700)的共混物、50:50的羟基环己基苯酮和二苯甲酮(IRGACURETM500)的共混物、50:50的2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基-氧化膦和2-羟基-2-甲基-1-苯基-丙-1-酮(DAROCURTM4265)的共混物、双丙烯膦(bis TM TM
acryl phosphine)(IRGACURE 819)和氧化膦(IRGACURE 2100),所有这些都可以从Ciba Corporation,Ardsley,N.Y获得。其他裂解型引发剂包括来自BASFCorporation的2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦(LUCIRINTM TPO)和来自Sartomer(Exton,Pa.)的70:30的低2-羟基-2-甲基-[4-(1-甲基乙烯基)苯基]丙-1-酮和2-羟基-2-甲基-1-苯丙-1-酮(KIPTM100)的共混物。优选的裂解型光引发剂是羟基环己基苯酮、2-羟基-2-甲基-1-苯丙-1-酮、二苯甲酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、双丙烯膦和70:30的2-羟基-2-甲基-[4-(1-甲基乙烯基)苯基]丙-1-酮和2-羟基-2-甲基-1-苯丙-1-酮的共混物。
[0051] 提氢型光引发剂的非限制性的示例包括二苯甲酮、被取代的二苯甲酮(如Fratelli-Lamberti的ESCACURETM TZT)和其他二芳酮,如呫吨酮、噻吨酮、米蚩酮、二苯基乙二酮、醌以及上述所有物质的取代衍生物。当期望用可见光固化涂布系统时,樟脑醌是可以使用的化合物的一个示例。
[0052] 对于具有包含两个或多个(甲基)丙烯酸酯、烯丙基醚和乙烯基醚官能团的组合(mixture)的烯属化合物的涂布组合物或涂布系统来说,可以采用组合的固化过程。例如,具有(甲基)丙烯酸酯和乙烯基醚官能团的涂布组合物通常可以包括用于聚合(甲基)丙烯酸酯基团的α-裂解型或提氢型光引发剂和用于聚合乙烯基醚基团的产生阳离子的光引发剂。
[0053] 如果期望的话,涂布组合物或涂布系统还可以包括共引发剂或光引发剂增效剂。共引发剂的非限制性的示例包括(1)脂肪叔胺,如甲基二乙醇胺和三乙醇胺;(2)芳胺,如对二甲氨基苯甲酸戊酯(amylparadimethylaminobenzoate)、2-正-丁氧基乙基-4-(二甲氨基)苯甲酸酯(2-n-butoxyethyl-4-(dimethylamino)benzoate)、2-(二甲氨基)乙基苯甲酸酯(2-(dimethylamino)ethylbenzoate)、乙基-4-(二甲氨基)苯甲酸酯(ethyl-4-(dimethylamino)benzoate)和2-乙基己基-4-(二甲氨基)苯甲酸酯(2-ethylhexyl-4-(dimethylamino)benzoate);(3)(甲基)丙烯酸酯化的胺,如都来自UCB RadCure Specialties的EBECRYLTM7100以及UVECRYLTM P104和P115;和(4)氨基官能的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯树脂或低聚物的共混物,如都来自UCB RadCure Specialties的EBECRYLTM3600或EBECRYLTM3703。也可以使用上述四类共引发剂的各种组合。
[0054] 若是可见光辐射或UV辐射的固化系统时,所公开的涂布系统中存在的光引发剂的量优选可以是非挥发性组分的约0.2wt.%到约15wt.%。更优选地,光引发剂可以是约0.5wt.%到约10wt.%以及最优选地,光引发剂可以是非挥发性组分的约0.75wt.%到约
5wt.%。
[0055] 用于固化涂布系统的其他方法可以与此处描述的方法一起使用。其他这样的固化方法包括热固化、化学固化、厌氧性固化、潮气固化、氧化固化、及类似固化方法。这类方法可以要求在组合物中添加相应的固化引发剂或固化剂。例如,热固化可以经由过氧化物引起,金属固化封装(metal curing package)可以导致氧化固化,或多官能的胺(如,异佛尔酮二胺)可以通过将胺基Michael加成到丙烯酸酯的反应性不饱和基上来实现化学交联固化。如果这些额外的引发剂存在于涂布系统中的话,那么按重量计,它们通常构成可固化涂布系统的约0.1%-12%。通过这种方法实现固化的装置对本领域的技术人员来说是已知的或可以使用标准方法来确定。
[0056] 使用在此处的涂布系统中的其他任选的组分描述在Koleske等人,Paint and Coatings Industry(油漆和涂料工业),2003年4月,第12-86页。可以采用增强性能的典型的添加剂来改变性质,其中所述添加剂包括表面活性剂(surface active agents)、颜料、色料、染料、表面活性剂(surfactants)、分散剂、消泡剂、增稠剂、热稳定剂、匀染剂、聚结剂、生物杀伤剂、防霉剂、防堵孔剂、固化指示剂、增塑剂、填料、沉淀抑制剂、紫外光吸收剂、光学增亮剂、及类似添加剂。
[0057] 涂布系统还可以含有任选的聚结剂且许多聚结剂在本领域中是已知的。任选的聚结剂优选是低VOC的聚结剂,如美国专利第6,762,230号中描述的。
[0058] 可以使用在涂布系统中的示例性的涂布系统列在下文中。这并不期望是涂布系统的示例的穷尽性目录。示例包括下面的组合物:
[0059] A一种或多种烯属化合物(如,单体、低聚物或聚合物)和一种或多种PVC分散型树脂;以及
[0060] B一种或多种烯属化合物(如,单体、低聚物或聚合物)、一种或多种PVC分散型树脂和引发剂。
[0061] 组合物A-适于使用在本发明中的涂布系统的实例,其包括(i)烯属单体或低聚物(如,三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)(可从Sartomer获得))和(ii)PVC分散体(如,来自PolyOne Corporation的GEON137、171或172或者来自Hydro Polymers的NORVINYL S6261、S6571、S7060或S8060)的混合物。
[0062] 组合物B-适于使用在本发明中的涂布系统的实例,其包括(i)烯属单体或低聚物(如,三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA));(ii)PVC分散体(如,来自PolyOne Corporation的GEON137、171或172或者来自Hydro Polymers的NORVINYL S6261、S6571、S7060或S8060)和(iii)引发剂(如,DAROCURE1173(D-1173))的混合物。
[0063] 本方法包括合适的涂布系统的应用,该涂布系统可以是被涂布单层或多层应用的至少一种涂布组合物。选定涂布组合物的具体应用和涂布顺序可以容易地由制备或涂布这种组合物的技术领域的技术人员来确定。这些涂布系统的示例性描述在下文给出。
[0064] 用于制造涂布的制品的具体涂布路线包括:
[0065] -应用涂布系统,且使涂布系统经受辐射固化(如,电子束或UV固化);以及[0066] -应用涂布组合物,涂布一种或多种另外的涂布组合物,且使所得到的涂布系统经受辐射固化(如,电子束或UV固化)。
[0067] 因此,所公开的制品可以通过将涂布系统涂布为单层或者将涂布系统涂布为多层来制造。使用多个涂布层的涂布组合物可以允许各涂布层在界面处混合。
[0068] 在上述任何一种涂布路线中,当载体(如,水或溶剂)存在于一种或多种组合物中时,所述涂布制品可以经受迅速干燥以去除可能存在的任意一种载体的至少一部分。优选地,涂布组合物以按重量计,约75%到100%的固体且优选约85%到100%的固体来涂布。
[0069] 涂布系统可以通过多种涂布技术来涂布,所述涂布技术包括但不限于,刷涂(如,使用毛刷涂布机)、直接辊涂、逆辊式涂布、覆涂(flood coating)、浸涂真空涂布、帘式涂布和喷涂。多种技术的每一种提供了独特的一组优势和劣势,这取决于基材轮廓、形态和可容忍的涂布效率。所公开的涂布系统可以,如通过辊涂或喷涂被有利地涂布于水泥纤维板基材。较低的粘度促进了均匀的膜控制。所涂布的膜厚度可以通过改变涂布速率来控制。
[0070] 例如,水泥纤维板基材上的涂布系统的干膜厚度(DFT)可以在,但不限于,约0.2mil到约4mil(约0.005mm到约0.1mm),更优选约0.3mil到约3mil(约0.008mm到约
0.08mm)的范围内。
[0071] 优选地,所述涂布制品被涂布系统涂布在至少一个主要表面上。更优选地,所述涂布制品被涂布在主要表面上和多达四个包含任一个边缘的次要表面上。最优选地,所述涂布制品被涂布在所有(如,两个)主要表面上,以及多达四个包含任一个边缘的次要表面上。
[0072] 可以涂布多层所公开的涂布系统。底漆(如,含胶乳的底漆)或面漆(如,含胶乳的面漆)或者底漆和面漆一起可以直接涂布于涂布系统。如果期望的话,可以在制造水泥纤维板基材的场合这样做。
[0073] 此处描述的涂布系统和涂布组合物可以代替现有技术中已经被归类为“密封剂”、“底漆”和“面漆”的涂层来使用或者除了这些现有技术中的涂层之外,此处描述的涂布系统和涂布组合物可以再另外使用。然而,此系统和组合物本身可能并不恰好合适地归于任何一类且这种术语不应该是限制性的。
[0074] 也应该注意,所公开的涂布系统和涂布组合物可以与其他的涂布组合物一起使用,其他的涂布组合物如公开在下述申请中的那些:分别在2006年1月31日提交的美国申请系列号60/764,103、60/764,044和60/674,131以及2006年5月19日提交的60/802,185。
[0075] 说明书中引用的所有专利、专利申请和文献都以其全部内容在此引入作为参考。在任何不一致的情形下,包括其内的任何定义的本发明的公开内容将占主导。已经参考各种具体的和优选的实施方案和技术描述了本发明。然而,应该理解可以进行许多变化和修改而仍落入本发明的主旨和范围内。
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