專利名稱：用于水泥復(fù)合制品的涂布系統(tǒng)的制作方法
用于水泥復(fù)合制品的涂布系統(tǒng)
相關(guān)申請的交叉引用
本申請要求享有2006年1月31日提交的、序列號為60/764,242的美 國臨時專利申請的優(yōu)先權(quán)，該專利的公開內(nèi)容通過引用合并于此。
背景技術(shù)：
水泥復(fù)合制品越來越普遍地使用在建筑材料中。許多這些制品由諸如 水泥、木質(zhì)(纖維素)纖維、天然(玻璃)纖維和聚合物等便宜的材料制 造。這些制品通常被制成水泥纖維板基材的形式，如壁板和墻板。使用諸 如擠出法等方法或使用Hatschek機(jī)器可以制造此基材或制品。
在北方的氣候下，因吸收入水泥纖維板基材中的水反復(fù)凍融引起的損 壞代表了一種值得注意的問題。持續(xù)地受到濕氣、凍-融循環(huán)、暴露于UV 以及大氣中的二氧化碳的影響可以造成由水泥纖維板復(fù)合物制造的制品 隨時間發(fā)生物理和化學(xué)的變化。涂布系統(tǒng)或涂布組合物可以防止暴露于諸 如UV光、二氧化碳和水等環(huán)境，或者可以有助于減少因暴露于這些環(huán)境 而可能發(fā)生的損壞?？梢垣@得好幾種這樣的系統(tǒng)來保護(hù)水泥纖維板制品。 然而，對涂布系統(tǒng)和涂布組合物來說，當(dāng)涂布有組合物的制品經(jīng)歷濕粘合 力測試和多次的凍-融循環(huán)時，需要提供良好的密封，具有能夠迅速地固 化的能力或可以提供改善的結(jié)果。
概述
本發(fā)明在一個方面提供了 一種涂布的制品，其包括水泥纖維板基材和 被涂布于基材的可輻射固化的涂布系統(tǒng)，其中涂布系統(tǒng)包括一種或多種烯 屬化合物和一種或多種聚氯乙烯(PVC)分散型樹脂。所公開的涂布系統(tǒng)
可以被涂布一層或多層，可以基本不含揮發(fā)性的溶劑或載體，或者可以任 選地包括光引發(fā)劑系統(tǒng)。
在另一個方面，本發(fā)明提供了一種用于制造涂布的制品的方法，該方 法包括提供水泥纖維板基材，用上述涂布系統(tǒng)涂布基材的至少 一部分并輻 射固化涂層。
本發(fā)明上面的概述并不旨在描述本發(fā)明的每一個公開的實(shí)施方案或 每一種實(shí)施方式。下面的描述更具體地舉例說明了所闡釋的實(shí)施方案。在 整個申請的好幾處地方，通過所列舉的實(shí)施例提供了引導(dǎo)，這些實(shí)施例可 以按不同的組合來使用。在每一個示例中，所列出的內(nèi)容僅僅用作代表性 的 一組且不應(yīng)該被解釋為唯一的內(nèi)容。
下文的附圖和描述中提供了本發(fā)明一個或多個實(shí)施方案的詳細(xì)內(nèi)容。 從描述和附圖以及從權(quán)利要求中，本發(fā)明的其他特征、目的和優(yōu)勢是清晰 可見的。
圖l是所涂布的.纖維水泥制品的示意性截面圖。
附圖的各幅圖中相同的參考標(biāo)記標(biāo)示相同的元件。附圖中的元件并不 是成比例的。
詳細(xì)描述
術(shù)語"一 (a)"、 "一 (an)"、 "一 (the)""至少一個，，以及"一個或 多個"可以相互交換地使用。
以端點(diǎn)描述的數(shù)字范圍包括此范圍內(nèi)所包含的所有數(shù)字(如，1到5 包括l、 1.5、 2、 2.75、 3、 3.80、 4、 5等)。
術(shù)語"包括"以及其變化形式在這種術(shù)語存在于說明書或權(quán)利要求中 時并不具有限制意義。因而，例如，包含蠟復(fù)合物的組合物意指該組合物 包括一種或多種蠟復(fù)合物。
附圖簡述術(shù)語"丙烯酸酯"和"甲基丙烯酸酯"分別指丙烯酸的酯和甲基丙烯
酸的酯。它們可以被稱為(甲基)丙烯酸酯((meth)acrylates)或(曱基) 丙》希面吏g旨((meth)acrylate esters )。
術(shù)語"烯屬化合物，，指含有反應(yīng)性的乙烯型不飽和度的任何單體、低 聚物或聚合物，如乙烯基(vinyls)、(曱基)丙烯酸酯、乙烯基醚、烯丙基 醚、乙烯基酯、不飽和油(包括單酸甘油酯、甘油二酯和甘油三酯)、不 飽和的脂肪酸、及類似物。術(shù)語"烯屬基團(tuán)"指烯屬化合物中的反應(yīng)性的 乙烯型不飽和官能團(tuán)。
術(shù)語"反應(yīng)部位，，或"反應(yīng)基"指能夠反應(yīng)形成共價鍵來鍵合或者以 其他化學(xué)方式來連接兩個或多個分子的基團(tuán)。
本發(fā)明提供了一種用于水泥纖維板基材的涂布系統(tǒng)，所述水泥纖維板 基材如水泥纖維板壁板產(chǎn)品或其他水泥復(fù)合制品。此涂布系統(tǒng)是涂布于基 材的可輻射固化的涂布系統(tǒng)，其中涂布系統(tǒng)包括一種或多種烯屬化合物和 一種或多種PVC分散型樹脂。所公開的涂布系統(tǒng)包括一種或多種可以被涂 布一層或多層的涂布組合物。
參考

圖1，以示意性的截面圖顯示了本發(fā)明的涂布制品10。制品10 包括水泥纖維板基材12。基材12通常是相當(dāng)重的且可以具有，如約1 g/cm3 到約1.6g/cn^或更高的密度?；?2的第一主表面14可以#1壓紋以具有 小的峰或脊16和槽18,如以便類似粗鋸的木材。主表面14可以具有多種 其他表面構(gòu)型，且可以類似除了粗鋸的木材之外的多種建筑材料。所公開 的涂布系統(tǒng)的一層或數(shù)層20位于最上面且部分穿透表面14，以及期望在 制造制品10的場合被涂布于制品10。層20有助于避免基材12受到濕氣、 凍-融循環(huán)、暴露于UV或大氣中的二氧化碳的一種或多種影響。層20 還可以提供牢固粘附的基底層， 一層或多層牢固粘附的最終的面漆22形成 在基底層上。最終的面漆22期望是裝飾性的且是耐候性的，以及在制造制 品10的場合或者制品10已經(jīng)被安裝(attachedto)到建筑物表面或其他表 面上之后的場合可以纟皮涂布于制品10。
利用所公開的可輻射固化的涂布系統(tǒng)，所公開的制品可以被涂布一個 或多個表面。涂布系統(tǒng)包括一種或多種可以被涂布一層或多層的涂布組合
物。涂布系統(tǒng)可以被提供在多個實(shí)施方案中。在一個示例性的實(shí)施方案中， 涂布系統(tǒng)包括含有至少 一種烯屬化合物的第 一涂布組合物和含有至少一 種PVC分散型樹脂的第二涂布組合物。兩種涂布組合物可以按順序地或同 時被涂布于基材并利用輻射按順序地或同時固化。在另 一個示例性的實(shí)施
方案中，涂布系統(tǒng)包括至少一種烯屬化合物和至少一種PVC分散型樹脂，
且可以被涂布于基材并利用輻射固化。當(dāng)水泥纖維板制品在傳送系統(tǒng)上 (如，在帶、輥?zhàn)?、氣動工作臺或類似物上)被運(yùn)輸時，所公開的涂布系 統(tǒng)對涂布水泥纖維板制品的底部表面特別有用，這正如在與本專利同一曰
期提交的申請系列號(代理案號160-P-1793WO01)且題目為用于涂布水 泥纖維板制品的方法的申請人的在審PCT申請中所描述的。
所公開的涂布系統(tǒng)中的烯屬化合物似乎起到活性滲透劑的作用。通過 在將涂布系統(tǒng)涂布于基材之后，但在進(jìn)行輻射固化之前觀察涂布系統(tǒng)，可 以更好地理解此作用。烯屬化合物似乎改善了潤濕性或滲透性以及可以有 助于將涂布系統(tǒng)內(nèi)的其他組分引到基材內(nèi)的孔中。烯屬化合物似乎還有助 于在固化之后，使所固化的涂層粘附到基材。PVC分散型樹脂似乎限制了 潤濕性或滲透性，且可以有助于避免涂布系統(tǒng)中的其他組分滲透到基材內(nèi) 很深的孔中，致使這些組分基本上不能夠被輻射固化。PVC分散型樹脂似 乎還有助于粘附到所涂布的基材上的隨后被涂布的涂層(如，面漆)。
優(yōu)選的涂布系統(tǒng)還可以包括下面的一個或多個另外特征
-增大了制品吸收水的阻力(吸收到制品中)；
-增強(qiáng)了制品的表面完整性(如，通過起到更像其他復(fù)合材料中的粘 合劑的強(qiáng)化纖維和水泥基體的作用)；
-避免制品在凍/融條件下膨脹；或
-通過使纖維層粘合在 一起來增強(qiáng)制品邊緣的完整性。
所公開的制品中可以采用多種水泥纖維板基材。所公開的基材通常包 括水泥和填料。示例性的填料包括木材、玻璃纖維、聚合物或其混合物。 采用諸如擠出法、Hatschek法的方法或者本領(lǐng)域已知的其他方法制造基材。 例如，參見美國專利申請第2005/0208285A1號(對應(yīng)于國際專利申請?zhí)?br> WO 2005/071179 Al);澳大利亞專利申請第2005100347號；國際專利申 請第WO 01/68547 Al號；國際專利申請第WO 98/45222 Al號；美國專利 申請第2006/0288909 Al號和第2006/0288909 Al號；以及澳大利亞專利申 請第198060655 Al號。這種基材的非限制性的示例包括壁板產(chǎn)品、板、及 類似產(chǎn)品，它們的應(yīng)用包括蘺笆、屋頂、地面、墻板、淋浴擋板、互搭壁 板、豎釘墻板、底部外側(cè)板(soffitpanels)、裝飾板、成形為邊緣的卵形仿 制品以及石頭仿制品或灰泥仿制品?；牡囊粋€或兩個主表面可以被成形 或壓紋以看起來^象有紋理的或4且鋸的木材或其他建筑產(chǎn)品，或者纟皮切成扇 形或被切割成類似卵形。未涂布的基材表面通常含有截面尺寸是微米或亞 微米尺度的多個孔。
多種合適的纖維水泥基材可以從市場上購得。例如，好幾種優(yōu)選的纖 維7j^尼壁豐反產(chǎn)品可以乂人James Hardie Building Products Inc. of Mission Viejo, CA購得，包括那些以HARD正HOMETM銷售的壁板、以HARDIPANEL 銷售的豎釘墻板、以HARDIPLANKTM銷售的互搭壁板、以 HARD正SOFFITTM銷售的板、以HARDITRIMTM4'《售的厚板和以 HARDISHINGLETM銷售的壁板。這些產(chǎn)品都可以獲得延長的保證期，以 及據(jù)認(rèn)為能抵抗?jié)駳馄茐?、只要求簡單的維護(hù)、不開裂、腐爛或分層，抵 抗因過長時間暴露于濕氣、雨、雪、咸味的空氣和白蟻而引起的損壞、是 不可燃燒的以及提供溫暖感的木材并賦予纖維水泥耐久性。其他合適的纖 維水泥壁板基材包括來自Knauf USG Systems GmbH & Co. KG of Iserlohn， Germany的AQUAP ANEL 水泥板產(chǎn)品；來自Cemplank of Mission Viejo, CA的CEMPLANK 、 CEMP ANEL 和CEMTRIMTM水泥板產(chǎn)品；來自 CertainTeed Corporation of Valley Forge, PA的WEATHERBOARDStm水泥 板產(chǎn)品；來自MaxiTile Inc. of Carson, CA的MAXITILETM、 MAXISHAKE 和MAXISLATETM水泥板產(chǎn)品；來自Nichiha U.S.A., Inc. of Norcross， GA 的BRESTONEtm、 CINDERSTONETM、 LEDGESTONETM、 NEWPORT BRICKTM、 SIERRA PREMIUM 和VINTAGE BRICKTM水泥板產(chǎn)品，來 自Zhangjiagang Evernice Building Materials Co., Ltd. of China的 EVERNICETM水泥板產(chǎn)品以及來自Everest Industries Ltd. of India的E BOARDTM水泥板產(chǎn) 品。
多種烯屬化合物可以使用在所公開的涂布系統(tǒng)中。烯屬化合物不同于 PVC分散型樹脂且是具有至少一個不飽和的部位的含碳化合物，此部位能 夠進(jìn)行反應(yīng)，任選地在引發(fā)劑存在下進(jìn)行反應(yīng)以提供聚合產(chǎn)品或交聯(lián)產(chǎn) 品。烯屬化合物的非限制性的示例包括諸如(甲基)丙烯酸酯、乙烯基、 乙烯基醚、烯丙基醚、乙烯基酯、不飽和油(包括單酸甘油酯、甘油二酯 和甘油三酯)、不飽和的脂肪酸等單體及其類似物或其混合物。烯屬化合 物還包括具有至少 一個不飽和的部位的低聚物或聚合物，此部位能夠進(jìn)行 反應(yīng)，任選地在引發(fā)劑存在下進(jìn)行反應(yīng)以提供聚合產(chǎn)品或交聯(lián)產(chǎn)品。
示例性的歸屬單體包括未取代的或取代的d-d5醇的(甲基)丙烯 酸酯，醇如三丙二醇、異水片醇、異癸醇、苯氧基乙醇、三羥乙基異氰尿
酸酯(trishydroxyethyl isocyanurate )、三羥曱基丙烷乙氧基化物(TMPTA )、 二-三羥曱基丙烷乙氧基化物(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、雙酚A乙氧基化物、三羥 甲基丙烷、丙氧基化甘油、季戊四醇、四氫糠醇、(3-羧乙基醇或其組合。 例如，烯屬單體可以是(甲基)丙烯酸異水片酯、(甲基)丙烯酸異癸酯、
(曱基)丙烯酸苯氧乙基酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯
(trimethylolpropane tri(meth)acrylate )、烷氧基化環(huán)己烷二甲醇二 (甲基) 丙蜂酸西旨(alkoxylated cyclohexane dimethanol di(meth)acrylate )、 三鞋甲基 丙烷乙氧基化三(甲基)丙烯酸酯(trimethylolpropane ethoxylate tri(meth)acrylate )、 二 (曱基)丙烯酸二丙二醇酯、二 (甲基)丙烯酸三丙 二醇酯、二 (曱基)丙烯酸己二醇酯、(曱基)丙烯酸四氬糠酯、三(甲 基)丙烯酸季戊四醇酯、四(曱基)丙烯酸季戊四醇酯、二-(三羥曱基 丙》克四(曱基)丙烯酸酉旨)(di-(trimethyolpropane tetra(meth)acrylate))、丙 氧基"f匕甘油三(甲基)丙蜂酸酉旨(propoxylated glycerol tri(meth)acrylate )、
(甲基)丙烯酸(3-羧乙酉旨、雙酚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^lS^1匕新戊二醇二 (甲 基)丙烯酸酯、二-(三羥曱基丙烷四(曱基)丙烯酸酯)或其組合。優(yōu) 選的烯屬單體包括三羥曱基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、雙酚A乙氧基化二
(曱基)丙烯酸酯、丙氧基化甘油三(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷乙
氧基化三(甲基)丙烯酸酯、二 (三羥甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯)或 其組合。烯屬單體可以包含(d-d5)醇的自由基，如羥甲基、1-羥乙
基、2-輕乙基、1—#5丙基、2-羥丙基、3-#5丙基、l一幾丁基、4-羥 丁基、1 —#5戊基、5 —羥戊基、1—，至己基、6 —輕己基、1,6-二，圣己基、 1,4-二羥丁基、及類似物。
示例性的烯丙基醚單體包含一個或多個烯丙基醚基，其通常^l定合到可 以多種多元醇為基礎(chǔ)的核心結(jié)構(gòu)基團(tuán)。合適的多元醇的非限制性的示例包 括新戊二醇、三羥甲基丙烷、乙二醇、丙二醇、丁二醇、二甘醇、1,3丙二 醇、三甘醇、三羥甲基乙烷、季戊四醇、甘油、雙甘油、1,4-丁二醇、1,6 -己二醇、1,4-環(huán)己烷二曱醇以及上面與(甲基)丙烯酸酯一起提到的其 他多元醇的任意一種。其他示例性的烯丙基醚單體包括羥乙基烯丙基醚、 羥丙基烯丙基醚、三羥甲基丙烷單烯丙基醚、三羥曱基丙烷二烯丙基醚、 三羥甲基乙烷單烯丙基醚、三羥曱基乙烷二烯丙基醚、甘油單烯丙基醚、 甘油二烯丙基醚、季戊四醇單烯丙基醚、季戊四醇二烯丙基醚、季戊四醇 三烯丙基醚、1,2,6-己三醇單烯丙基醚、1,2,6-己三醇二烯丙基醚、及類 似物。優(yōu)選的烯丙基醚包括多丙氧基化和乙氧基化形式的烯丙基醚。
示例性的乙烯基醚單體包含一種或多種乙烯基醚基且包括4-羥丁基 乙烯基醚、1,4-環(huán)己烷二曱醇單乙烯基醚、1,4-環(huán)己烷二曱醇二乙烯基 醚、乙二醇單乙烯基醚、乙二醇二乙烯基醚、二乙二醇單乙烯基醚、二乙 二醇二乙烯基醚、三乙二醇二乙烯基醚、及類似物。優(yōu)選的乙烯基醚單體 包括丙氧基化或乙氧基化形式的乙烯基醚單體。
烯屬化合物可以包括具有連接的烯基的膠乳聚合物或聚氨酯 (polyurethane)分散體。這些化合物可以按照與本專利同一 日期提交的申 請系列號(代理案號160-P-1790WO01)且題目為用于水泥復(fù)合制品的涂 布系統(tǒng)的申請人的在審PCT申請中所描述的方法來制備。
先前提到的烯屬化合物(如，二 (甲基)丙烯酸己二醇酯、三羥甲基 丙烷三(甲基)丙烯酸酯和二-三羥甲基丙烷四(曱基)丙烯酸酯)的子 集具有多個(如兩個或多個)反應(yīng)基。這些單體或低聚物可以起到交聯(lián)劑 的作用。
所公開的涂布系統(tǒng)或涂布組合物優(yōu)選含有基于涂布系統(tǒng)中的非揮發(fā)
性組分的總重量，按重量計(jì)約20%到約95%的烯屬化合物，更優(yōu)選按重 量計(jì)約30 %到約90 %以及最優(yōu)選按重量計(jì)約50 %到約80 % 。
多種PVC分散型樹脂可以用在所公開的涂布系統(tǒng)和方法中。PVC分 散型樹脂通常包含液體增塑劑中的樹脂顆粒(或者各種樹脂或遺漏的樹脂 (missed resin)的顆粒的混合物)。PVC分散型樹脂可以包括，如PVC均 聚物、共聚物或其組合和多種添加劑。PVC分散型樹脂可以通過乳液聚合、 微懸浮聚合或源自于這兩種技術(shù)的方法來制造。PVC分散型樹脂通常具有 非常細(xì)的顆粒(如，約0.1 pm到約1.5 nm的平均粒徑)。典型地，PVC分 散型樹脂顆粒顯示了極低的孔隙率或無孔隙且具有非常高的表面積。當(dāng)向 分散型樹脂中添加足夠的增塑劑(如，約40phr或更高)時，得到了可以 被稱之為增塑溶膠或有機(jī)溶膠的液體懸浮體。氯乙烯與諸如乙酸酯和丙烯 酸酯的其他單體的共聚物可以用于制造分散型樹脂。PVC分散型樹脂通常 通過懸浮聚合來制造且具有約25 nm到75 pm的平均粒徑范圍。市場上可 購得的示例性的PVC分散型樹脂包括來自PolyOne Corporation, Avon Lake, OH的GEONtm樹脂(如，GEON 137、 171和172 )和來自Hydro Polymers, Oslo, Norway的NORVINYIJM樹脂(如NORVINYL S6261 、 S6571 、 S7060 和S8060 )。
所公開的涂布系統(tǒng)或涂布組合物優(yōu)選含有基于涂布系統(tǒng)中的非揮發(fā) 性組分的總重量，按重量計(jì)約5%到約80。/。的PVC分散型樹脂，更優(yōu)選按 重量計(jì)約10%到約70%以及最優(yōu)選按重量計(jì)約20%到約50%。
所公開的涂布系統(tǒng)可以包括一種或多種任選的硅酸鹽(如，硅酸鹽)。 示例性的硅酸鹽包括硅酸鋰、硅酸鉀、硅酸鈉、硅酸銨、及類似物。例如， 基于非揮發(fā)性組分的總重量，硅酸鹽的量是按重量計(jì)約2%到約50%、按 重量計(jì)約5%到約40%或按重量計(jì)約10%到約35%。通過多個化學(xué)品供 應(yīng)者可以獲得硅S臾鹽，如從PQ Corporation, Valley Forge, PA獲得硅酸鉀。
在實(shí)驗(yàn)室條件下已經(jīng)顯示了濕粘合力測試和"凍-融"循環(huán)來模擬在 北方氣候下所遭受的長期的室外暴露條件。在所涂布的水泥纖維板基材已 經(jīng)被水飽和之后，可以按照下面的描述來進(jìn)行濕粘合力測試以評估涂布系
統(tǒng)的粘合力。根據(jù)此測試過程，所涂布的基材(如，纖維水泥板)在室溫
下的水中浸泡24小時。浸泡后，從水中取出板并在室溫下保持24小時。 將6英寸(15.24 cm)長的3M HD 250膠帶施用到板的表面，且膠帶的長 軸在可能存在任何壓紋圖案的方向上。膠帶被牢固地壓到板上以確保完全 接觸。通過以相對于板90度的角度迅速撕掉膠帶來去除膠帶?；趶乃?板去除的涂層的百分比來評定"濕粘合力"性能。通過觀察哪一處發(fā)生任 何失效，來進(jìn)一步評定性能。例如，失效可以發(fā)生在涂層界面處、涂層與 板的表面之間，或發(fā)生在板本身內(nèi)。優(yōu)選的涂布系統(tǒng)或涂布組合物通常具 有小于25%的涂層去除量，更優(yōu)選小于15%的涂層去除量。此外，失效 優(yōu)選在板內(nèi)，這由粘附到所去除的涂層的板的相當(dāng)多量的纖維來標(biāo)示。
優(yōu)選地，當(dāng)才艮據(jù)ASTMD6944-03，測試方法A進(jìn)行測試時，所述涂 布制品能夠經(jīng)受住至少30次的凍-融循環(huán)。如所描述的，此ASTM測試 法敘述了 30次循環(huán)的順序。然而，不是簡單地在30次循環(huán)結(jié)束時，將試 樣評估為"通過"，而是期望此測試延長到包括額外的循環(huán)。更優(yōu)選地， 所述涂布制品能夠經(jīng)受住至少75次凍-融循環(huán)，更優(yōu)選地，至少125次凍 -融循環(huán)以及最佳，至少175次凍-融循環(huán)。
所公開的涂布系統(tǒng)或涂布組合物優(yōu)選具有改進(jìn)的，即較低的揮發(fā)性有 機(jī)物質(zhì)(VOC)。涂布系統(tǒng)或涂布組合物期望具有基于所述涂布系統(tǒng)總重 量的小于約5。/。的V0C,優(yōu)選小于約2。/。的VOC，更優(yōu)選小于約0.5%的
voc。
烯屬化合物是可通過輻射固化的，輻射如可見光、紫外光、電子束、
微波、Y射線、紅外輻射、及類似輻射。電子束固化并不需要引發(fā)劑系統(tǒng)， 但對于其他輻射源而言是需要的，其通常將會基于固化能量(如，UV、可 見光或其他能量)的特定類型以及所采用的陽離子、自由基、陽離子或其 他固化機(jī)理來選擇。因而在一個優(yōu)選的實(shí)施方案中，涂布系統(tǒng)是可電子束 固化的且并不要求引發(fā)劑。在另 一個優(yōu)選的實(shí)施方案中，涂布系統(tǒng)是可UV 固化和可自由基聚合的且包括UV光引發(fā)劑系統(tǒng)，該系統(tǒng)響應(yīng)UV光以產(chǎn) 生自由基并由此固化涂層。
引發(fā)劑的非限制性的示例包括過氧化物化合物、偶氮化合物、產(chǎn)生陽
離子的引發(fā)劑、裂解型引發(fā)劑、提氫型引發(fā)劑、及類似引發(fā)劑。示例性的 過氧化物化合物包括過苯曱酸叔丁酯、過苯甲酸叔戊酯、氬過氧化異丙苯、 過氧辛酸4又戊酯、過氧化甲乙酮、過氧化苯曱酰、過氧4匕環(huán)己酮、過氧化 乙酰丙酮、二叔丁基過氧化物、叔丁基過氧化氬和二 (2-乙基己基)過 氧化二碳酸酯。優(yōu)選地，固化劑是過苯甲酸叔丁酯、過氧化曱乙酮或氫過 氧化異丙苯。將過氧化甲乙酮作為鄰苯二甲酸二甲酯中的溶液方便地采
用，如來自Ato-Chem的LUPERSOL DDM-9。
示例性的偶氮化合物包括2,2 -偶氮雙-(2,4 - 二曱基戊腈)、2,2 -偶氮 雙-(2 -甲基丁腈)和2,2 -偶氮雙-(2 -甲基丙腈)。
產(chǎn)生陽離子的示例性的光引發(fā)劑包括產(chǎn)生超酸的光引發(fā)劑，如三芳基 碘鎗鹽、三芳基硫錄鹽、及類似光引發(fā)劑。優(yōu)選的三芳基硫鎗鹽是三苯基 硫鎗六氟石粦酸鹽(triphenyl sulfonium hexafluorophosphate )。
示例性的裂解型光引發(fā)劑包括a,a-二乙氧基苯乙酮(DEAP); 二甲 氧基苯基苯乙酮(IRGACURE 651 ); 羥基環(huán)己基苯酮 (hydroxycyclo陽hexylphenylketone ) (IRGACURE 184 ); 2 -羥基-2 -甲 基一l-苯丙—1 —酉同(DAROCURTM1173); 25: 75的雙-(2,6 _ 二甲氧基 苯甲酰基)-2,4,4 -三曱基戊基氧化膦和2 -羥基-2 -甲基-1 -苯丙-1 -酮(IRGACURE 1700)的共混物、50: 50的羥基環(huán)己基苯酮和二苯 甲酮(IRGACURE 500 )的共混物、50: 50的2,4,6 -三甲基苯甲?；?二苯基_氧化膦和2 -羥基-2 -曱基-1 -苯基-丙-1 -酮 (DAROCURtm 4265 )的共混物、雙丙烯膦(bis acryl phosphine ) (IRGACURE 819)和氧化膦(IRGACURETM 2100)，所有這些都可以 從Ciba Corporation, Ardsley, N. Y獲得。其他裂解型引發(fā)劑包括來自BASF Corporation的2,4,6 -三甲基苯曱酰基-二苯基氧化膦(LUCIRIN TPO ) 和來自Sartomer (Exton， Pa.)的70: 30的低2 -羥基-2 —甲基-[4 - (1 —甲基乙烯基)苯基]丙-l-酮和2 —羥基-2_甲基—1 —苯丙—1 —酮 (KIP 100)的共混物。優(yōu)選的裂解型光引發(fā)劑是羥基環(huán)己基苯酮、2-羥基-2-甲基-1-苯丙-l-酮、二苯曱酮、2,4,6-三曱基苯甲酰基-二苯基氧化膦、雙丙烯膦和70: 30的2-羥基-2-甲基_ [4- (1 -甲基乙烯基)苯基]丙-1 -酮和2 -羥基-2-甲基-l -苯丙-1-酮的共混物。 提氫型光引發(fā)劑的非限制性的示例包括二苯曱酮、被取代的二苯曱酮
(如Fratelli-Lamberti的ESCACURETM TZT )和其他二芳酮，如站p屯酮、 噻噸酮、米眚酮、二苯基乙二酮、醌以及上述所有物質(zhì)的取代衍生物。當(dāng) 期望用可見光固化涂布系統(tǒng)時，樟腦醌是可以使用的化合物的一個示例。
對于具有包含兩個或多個(甲基)丙烯酸酯、烯丙基醚和乙烯基醚官 能團(tuán)的組合(mixture)的烯屬化合物的涂布組合物或涂布系統(tǒng)來;兌，可以 采用組合的固化過程。例如，具有(甲基)丙烯酸酯和乙烯基醚官能團(tuán)的 涂布組合物通?？梢园ㄓ糜诰酆?曱基)丙烯酸酯基團(tuán)的a-裂解型或 提氫型光引發(fā)劑和用于聚合乙烯基醚基團(tuán)的產(chǎn)生陽離子的光引發(fā)劑。
如果期望的話，涂布組合物或涂布系統(tǒng)還可以包括共引發(fā)劑或光引發(fā) 劑增效劑。共引發(fā)劑的非限制性的示例包括(1)脂肪叔胺，如曱基二乙 醇胺和三乙醇胺；(2)芳胺，如對二曱氨基苯甲酸戊酯 (amylparadimethylaminobenzoate )、 2 —正-丁氧基乙基—4 - ( 二甲氨基) 苯曱酸酯(2-n-butoxyethyl-4-(dimethylamino)benzoate )、 2— (二曱氨基) 乙基苯甲酸酯(2-(dimethylamino)ethylbenzoate )、乙基-4 - ( 二甲氨基) 苯曱酸酯(ethyl-4-(dimethylamino)benzoate )和2 -乙基己基-4- (二甲 氨基)苯甲酸酯(2隱ethylhexyl-4-(dimethylamino)benzoate ); ( 3 )(甲基) 丙烯酸酯化的胺，如都來自UCB RadCure Specialties的EBECRYL 7100 以及UVECRYIJMP104和P115;和(4)氨基官能的丙烯酸酯或甲基丙烯 酸酯樹脂或低聚物的共混物，如都來自UCB RadCure Specialties的 EBECRYL 3600或EBECRYL 3703。也可以使用上述四類共引發(fā)劑的 各種組合。
若是可見光輻射或UV輻射的固化系統(tǒng)時，所公開的涂布系統(tǒng)中存在 的光引發(fā)劑的量優(yōu)選可以是非揮發(fā)性組分的約0.2 wt.。/。到約15 wt.%。更 優(yōu)選地，光引發(fā)劑可以是約0.5 wty。到約10 wt.y。以及最優(yōu)選地，光引發(fā) 劑可以是非揮發(fā)性組分的約0.75 wt. %到約5 wt. % 。
用于固化涂布系統(tǒng)的其他方法可以與此處描述的方法一起使用。其他 這樣的固化方法包括熱固化、化學(xué)固化、厭氧性固化、潮氣固化、氧化固
化、及類似固化方法。這類方法可以要求在組合物中添加相應(yīng)的固化引發(fā)劑或固化劑。例如，熱固化可以經(jīng)由過氧化物引起，金屬固化封裝(metal curing package)可以導(dǎo)致氧化固化，或多官能的胺(如，異佛爾酮二胺) 可以通過將胺基Michael加成到丙烯酸酯的反應(yīng)性不飽和基上來實(shí)現(xiàn)化學(xué) 交聯(lián)固化。如果這些額外的引發(fā)劑存在于涂布系統(tǒng)中的話，那么按重量計(jì)， 它們通常構(gòu)成可固化涂布系統(tǒng)的約0.1%-12%。通過這種方法實(shí)現(xiàn)固化 的裝置對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是已知的或可以使用標(biāo)準(zhǔn)方法來確定。
使用在此處的涂布系統(tǒng)中的其他任選的組分描述在Koleske等人， Paint and Coatings Industry (油漆和涂料工業(yè))，2003年4月，第12-86頁。 可以采用增強(qiáng)性能的典型的添加劑來改變性質(zhì)，其中所述添加劑包括表面 活性劑(surface active agents )、顏并牛、色津+、染灃+、表面活性劑(surfactants )、 分散劑、消泡劑、增稠劑、熱穩(wěn)定劑、勻染劑、聚結(jié)劑、生物殺傷劑、防 霉劑、防堵孔劑、固化指示劑、增塑劑、填料、沉淀抑制劑、紫外光吸收 劑、光學(xué)增亮劑、及類似添加劑。
涂布系統(tǒng)還可以含有任選的聚結(jié)劑且許多聚結(jié)劑在本領(lǐng)域中是已知 的。任選的聚結(jié)劑優(yōu)選是低VOC的聚結(jié)劑，如美國專利第6,762,230號中 描述的。
可以使用在涂布系統(tǒng)中的示例性的涂布系統(tǒng)列在下文中。這并不期望 是涂布系統(tǒng)的示例的窮盡性目錄。示例包括下面的組合物
A —種或多種烯屬化合物(如，單體、低聚物或聚合物)和一種或 多種PVC分散型樹脂；以及
B —種或多種烯屬化合物(如，單體、低聚物或聚合物)、 一種或多 種PVC分散型樹脂和引發(fā)劑。
組合物A-適于使用在本發(fā)明中的涂布系統(tǒng)的實(shí)例，其包括(i)烯屬 單體或低聚物(如，三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)(可從Sartomer 獲得))和(ii) PVC分散體(如，來自PolyOne Corporation的GEON 137、 171或172或者來自Hydro Polymers的NORVINYL S6261 、 S6571 、 S7060 或S8060)的混合物。
組合物B-適于使用在本發(fā)明中的涂布系統(tǒng)的實(shí)例，其包括(i)棒屬 單體或低聚物(如，三羥曱基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)); (ii) PVC分 散體(如，來自PdyOne Corporation的GEON 137、 171或172或者來自 Hydro Polymers的NORVINYL S6261 、 S6571 、 S7060或S8060 )和(iii) 引發(fā)劑(如，DAROCURE1173 (D-1173))的混合物。
本方法包括合適的涂布系統(tǒng)的應(yīng)用，該涂布系統(tǒng)可以是一皮涂布單層或 多層應(yīng)用的至少一種涂布組合物。選定涂布組合物的具體應(yīng)用和涂布順序
涂布系統(tǒng)的示例性描述在下文給出。
用于制造涂布的制品的具體涂布路線包括
-應(yīng)用涂布系統(tǒng)，且使涂布系統(tǒng)經(jīng)受輻射固化(如，電子束或UV固 化)；以及
-應(yīng)用涂布組合物，涂布一種或多種另外的涂布組合物，且使所得到 的涂布系統(tǒng)經(jīng)受輻射固化(如，電子束或UV固化)。
因此，所公開的制品可以通過將涂布系統(tǒng)涂布為單層或者將涂布系統(tǒng) 涂布為多層來制造。使用多個涂布層的涂布組合物可以允許各涂布層在界 面處混合。
在上述任何一種涂布路線中，當(dāng)載體(如，水或溶劑)存在于一種或 多種組合物中時，所述涂布制品可以經(jīng)受迅速干燥以去除可能存在的任意 一種載體的至少一部分。優(yōu)選地，涂布組合物以按重量計(jì)，約75%到100 %的固體且優(yōu)選約85 %到100 %的固體來涂布。
涂布系統(tǒng)可以通過多種涂布技術(shù)來涂布，所述涂布技術(shù)包括但不限 于，刷涂(如，使用毛刷涂布機(jī))、直接輥涂、逆輥式涂布、覆涂(flood coating)、浸涂、真空涂布、簾式涂布和噴涂。多種技術(shù)的每一種提供了獨(dú) 特的一組優(yōu)勢和劣勢，這取決于基材輪廓、形態(tài)和可容忍的涂布效率。所 公開的涂布系統(tǒng)可以，如通過輥涂或噴涂被有利地涂布于水泥纖維板基 材。4交低的粘度促進(jìn)了均勻的膜控制。所涂布的膜厚度可以通過改變涂布 速率來控制。
例如，水泥纖維板基材上的涂布系統(tǒng)的干膜厚度(DFT)可以在，但 不限于，約0.2 mil到約4 mil (約0.005 mm到約0.1誦),更優(yōu)選約0.3 mil 到約3 mil (約0.008 mm到約0.08 mm )的范圍內(nèi)。
優(yōu)選地，所述涂布制品-波涂布系統(tǒng)涂布在至少一個主要表面上。更優(yōu) 選地，所述涂布制品-波涂布在主要表面上和多達(dá)四個包含任一個邊緣的次 要表面上。最優(yōu)選地，所述涂布制品被涂布在所有(如，兩個)主要表面 上，以及多達(dá)四個包含任一個邊緣的次要表面上。
可以涂布多層所公開的涂布系統(tǒng)。底漆(如，含膠乳的底漆)或面漆 (如，含膠乳的面漆)或者底漆和面漆一起可以直接涂布于涂布系統(tǒng)。如 果期望的話，可以在制造水泥纖維板基材的場合這樣做。
此處描述的涂布系統(tǒng)和涂布組合物可以代替現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)被歸類 為"密封劑"、"底漆"和"面漆"的涂層來使用或者除了這些現(xiàn)有技術(shù)中 的涂層之外，此處描述的涂布系統(tǒng)和涂布組合物可以再另外4吏用。然而， 此系統(tǒng)和組合物本身可能并不恰好合適地歸于任何一類且這種術(shù)語不應(yīng) 該是限制性的。
也應(yīng)該注意，所公開的涂布系統(tǒng)和涂布組合物可以與其他的涂布組合 物一起^f吏用，其他的涂布組合物如公開在下述申請中的那些分別在2006 年1月31日提交的美國申請系列號60/764,103、 60/764,044和60/674,131 以及2006年5月19日提交的60/802,185。
說明書中引用的所有專利、專利申請和文獻(xiàn)都以其全部內(nèi)容在此引入 作為參考。在任何不一致的情形下，包括其內(nèi)的任何定義的本發(fā)明的公開
內(nèi)容將占主導(dǎo)。已經(jīng)參考各種具體的和優(yōu)選的實(shí)施方案和:^支術(shù)描述了本發(fā) 明。然而，應(yīng)該理解可以進(jìn)行許多變化和修改而仍落入本發(fā)明的主旨和范 圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種涂布制品，其包括:水泥纖維板基材；以及涂布于所述基材的可輻射固化的涂布系統(tǒng)，其中所述涂布系統(tǒng)包括:一種或多種烯屬化合物；以及一種或多種聚氯乙烯(PVC)分散型樹脂。
2. 如權(quán)利要求l所述的制品，其中所述涂布系統(tǒng)包括可被涂布兩層或 多層的兩種或多種涂布組合物。
3. 如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的制品，其中所述涂布系統(tǒng)進(jìn)一步包 括引發(fā)劑系統(tǒng)。
4. 如權(quán)利要求3所述的制品，其中所迷涂布系統(tǒng)包括UV光引發(fā)劑。
5. 如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的制品，其中所述涂布系統(tǒng)包括含有 烯屬化合物的第一組合物和含有PVC分散型樹脂的第二組合物。
6. 如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的制品，其中所述涂布系統(tǒng)包括含有 烯屬化合物和PVC分散型樹脂二者的組合物。
7. 如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的制品，其中所述涂布系統(tǒng)基本不含 揮發(fā)性溶劑或載體。
8. 如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的制品，其中所述烯屬化合物包括(甲 基)丙烯酸酯、乙烯基、乙烯基醚、烯丙基醚、乙烯基酯、不飽和油、不 飽和脂肪酸或其組合。
9. 如權(quán)利要求8所述的制品，其中所迷烯屬化合物包括(甲基)丙烯 酸異水片酯、(曱基)丙烯酸異癸酯、(甲基)丙烯酸苯氧乙基酯、三羥曱 基丙烷三(曱基)丙烯酸酯、烷氧基化環(huán)己烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯、 三羥曱基丙烷乙氧基化三(甲基)丙烯酸酯、二 (甲基)丙烯酸二丙二醇 酯、二 (曱基)丙烯酸三丙二醇酯、二 (曱基)丙烯酸己二醇酯、(曱基) 丙烯酸四氫糠酯、三(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、四(甲基)丙烯酸季戊 四醇酯、二-(三羥曱基丙烷四(曱基)丙烯酸酯)、丙氧基化甘油三(曱 基)丙烯酸酯、(曱基)丙烯酸P-羧乙酯、雙酚A乙氧基化二 (甲基)丙 烯酸酯、乙氧基化新戊二醇二 (甲基)丙烯酸酯、丙氧基化新戊二醇二 (甲 基)丙烯酸酯、二_ (三羥甲基丙烷四(曱基)丙烯酸酯)或其組合。
10. 如權(quán)利要求9所述的制品，其中所述烯屬化合物包括三羥甲基丙 烷三(曱基)丙烯酸酯、雙酚A乙氧基化二 (曱基)丙烯酸酯、丙氡基化 甘油三(曱基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷乙氧基化三(曱基)丙烯酸酯、 二-(三羥甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯)或其組合。
11. 如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的制品，其中所述烯屬化合物包括單體。
12. 如權(quán)利要求l到8中的任一項(xiàng)所述的制品，其中所述烯屬化合物 包括低聚物。
13. 如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的制品，其中所述PVC分散型樹脂包 括液體增塑劑中的樹脂顆粒。
14. 如權(quán)利要求13所述的制品，其中所述顆粒具有約0.1 pm到約1.5 ^im的平均纟:i徑。
15. 如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的制品，其中含膠乳的底漆或含膠乳 的面漆^^皮涂布到所述涂布系統(tǒng)上。
16. 如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的制品，其中所述水泥纖維板基材是 壁板產(chǎn)品的形式。
17. 如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的制品，其中當(dāng)輻射固化時，所述涂 布制品能夠經(jīng)受住至少30次凍-融循環(huán)。
18. 如權(quán)利要求17所述的制品，其中所述涂布制品能夠經(jīng)受住至少 75次凍-融循環(huán)。
19. 如權(quán)利要求18所述的制品，其中所述涂布制品能夠經(jīng)受住至少 175次凍-融循環(huán)。
20. 如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的制品，其中所述涂布系統(tǒng)具有基于 所述涂布系統(tǒng)總重量的小于約5%的VOC。
21. 如權(quán)利要求20所述的制品，其中所述涂布系統(tǒng)具有基于所述涂布 系統(tǒng)總重量的小于約2%的VOC。
22. 如權(quán)利要求22所述的制品，其中所述涂布系統(tǒng)具有基于所述涂布 系統(tǒng)總重量的小于約0.5 %的VOC。
全文摘要
涂布制品包括水泥纖維板基材和被涂布于基材的可輻射固化的涂布系統(tǒng)。涂布系統(tǒng)包括一種或多種烯屬化合物和一種或多種PVC分散型樹脂，且可以一種或多種涂布組合物的形式被提供，涂布組合物可以被涂布一層或多層。
文檔編號C04B41/71GK101379008SQ200780004165
公開日2009年3月4日 申請日期2007年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月31日
發(fā)明者T·霍華德·基利勒, 丹尼爾·W·德查尼, 凱文·W·埃文森, 拉里·B·勃蘭登博格 申請人:威士伯來源有限公司