專利名稱：塑性材料涂布的復(fù)合建筑板材及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及復(fù)合建筑板材的改進(jìn)構(gòu)造。更具體地，本發(fā)明涉及包括外部塑性材料涂層和用于增加所得板材的耐久性和表面強(qiáng)度的預(yù)涂布纖維墊的復(fù)合建筑板材。
背景技術(shù)：
描述建筑板材，也稱為墻板，石膏板或干式墻，是當(dāng)今全世界最普遍使用的建筑部件之一。建筑板材頻繁用于居室內(nèi)部，在那里它同時(shí)起到最終墻體覆蓋和結(jié)構(gòu)空間分隔的作用。 建筑板材還可以在居室外部使用，在那里它起到用于提供防潮和保溫的覆蓋物的作用。建筑板材還可以用作其它結(jié)構(gòu)如樓梯井，電梯和內(nèi)部管道的內(nèi)部飾面。建筑板材的一種特別流行的形式稱為石膏板。石膏板通過在兩個(gè)相對(duì)的紙襯墊之間沉積黏結(jié)石膏漿料的層而制造。石膏漿料是硫酸鈣的半含水形式并且具有許多使得其適于用作建筑部件的物理特性。例如，石膏板通常具有平滑的外表面，一致的厚度，并且允許涂敷裝飾增強(qiáng)物，例如油漆。石膏板也是期望的，因?yàn)樗峁┮欢ǔ潭鹊哪突鹦院拖?。覆紙的石膏板的?shí)例公開在Von Hazmburg的美國專利2，806，811中。Von Hazmburg公開了一種主要由裝入到纖維包封物中的厚石膏芯組成的板材，所述纖維包封物由蕉麻片和新聞紙片組成。這些片層可以由常規(guī)的圓網(wǎng)抄紙?jiān)旒埞に囍圃?。盡管常規(guī)紙飾面石膏板如由Von Hazmburg公開的紙飾面石膏板對(duì)于許多應(yīng)用是可以接受的，但是它也具有顯著的缺點(diǎn)。最大的缺點(diǎn)是耐久性。石膏板與其它建筑材料如木材或磚石建筑類材料相比更脆。因此紙飾面石膏板在壓縮和拉伸負(fù)荷下碎裂和/或粉碎。結(jié)果，常規(guī)石膏板容易被居室內(nèi)的正常磨損和撕扯如人和/或家具的沖擊而破壞。常規(guī)石膏板構(gòu)造通常具有差的負(fù)荷承載能力和不合適的拔釘強(qiáng)度(nail pull strengh) 0結(jié)果，傳統(tǒng)石膏板通常不能支持用于懸掛圖片或安裝架子所需的負(fù)荷。作為這些這些缺點(diǎn)的結(jié)果，多年來對(duì)于改進(jìn)石膏板的耐久性和表面強(qiáng)度進(jìn)行了努力。一種特別有用的進(jìn)展被稱為玻璃增強(qiáng)石膏(GRG)板。一種這樣的板材的實(shí)例公開在 Baehr等的美國專利4，265, 979中，Baehr公開了一種無紙石膏板構(gòu)造。更具體地，Baehr 采用部分地由玻璃纖維墊形成的相對(duì)層代替紙飾面層。此構(gòu)造提供了更強(qiáng)且更硬的外表面并且是相對(duì)于紙飾面板的改進(jìn)。盡管從耐久性觀點(diǎn)方面得到了改進(jìn)，但是暴露的纖維墊的使用存在問題。即，操作這樣的板材的工人暴露于遺漏的纖維束。這致使了健康風(fēng)險(xiǎn)以及使用保護(hù)性手套和/或面具的必要性。因?yàn)?，使用暴露的飾面片的GRG板材不是理想的。隨后的改進(jìn)描述于Pilgrim的共同擁有美國專利4，378，452中。Pilgrim專利的內(nèi)容通過引用完全結(jié)合在此。Pilgrim公開了一種用多孔無紡玻璃墊在一個(gè)或兩個(gè)側(cè)面上飾面的GRG板材。然而，Pilgrim的玻璃墊稍微嵌入到漿料芯(slurry core)中。這通過振動(dòng)石膏漿料以致使其通過墊中的多孔開口而實(shí)現(xiàn)。將墊嵌入在芯內(nèi)部，導(dǎo)致了在板材的外表面上形成漿料的薄膜。具有此構(gòu)造的建筑板材稱為嵌入玻璃增強(qiáng)石膏(EGRG)板。EGRG板消除了，或極大地減少了暴露纖維的存在，并且另外提供了平滑的加工表面。盡管消除了圍繞GRG板材的安全問題，但是Pilgrim 最終未能提供具有足夠強(qiáng)度和耐久性的板材。進(jìn)一步改進(jìn)的EGRG板材公開在Hauber的共同擁有美國專利6，524，679中。 Hauber專利的內(nèi)容通過引用完全結(jié)合在此。Hauber的EGRG板材向石膏漿料中加入聚合物化合物。合適的聚合物化合物可以包括例如聚1，2-二氯亞乙烯(PVDC)，或聚氯乙烯(PVC)， 或類似聚合物。聚合物添加劑提高了耐久性和板強(qiáng)度，并且還在其固化以后在漿料內(nèi)產(chǎn)生基體。盡管的確相對(duì)于現(xiàn)有EGRG技術(shù)得到了改進(jìn)，但是Hauber不能解決與外部面的耐久性或外部面與下面的石膏漿料的完全機(jī)械和化學(xué)結(jié)合相關(guān)的問題。因而，在現(xiàn)有技術(shù)中仍存在著對(duì)改進(jìn)的建筑板材構(gòu)造的需求。更具體地，在現(xiàn)有技術(shù)中存在著對(duì)具有提供增強(qiáng)的耐久性，耐沖擊性，防水性，防火性和負(fù)荷承載能力的聚合物基體的板材的需求。在現(xiàn)有技術(shù)中還存在著對(duì)在沒有不適當(dāng)?shù)卦黾铀a(chǎn)生的板材的重量或成本的情況下提供這些物理性質(zhì)的板材的需求。本發(fā)明旨在實(shí)現(xiàn)這些目的。發(fā)明概述因此，本發(fā)明的目的之一是增強(qiáng)常規(guī)建筑板材的物理特性。本發(fā)明的另一個(gè)目的是在重量和成本的增加最小的情況下增加建筑板材的耐久性和負(fù)荷承載能力。本發(fā)明的另一個(gè)目的是具有取決于板材的期望應(yīng)用而產(chǎn)生特定物理性質(zhì)的聚合物的涂布建筑板材。本發(fā)明的另一個(gè)目的是通過包含具有熱塑性預(yù)涂層的纖維墊而提供具有有利物理特性的建筑板材。本發(fā)明的再另一個(gè)目的是提供一種具有這樣的外部涂層的建筑板材，所述外部涂層被設(shè)計(jì)用于增強(qiáng)一種或多種物理性質(zhì)，例如耐紫外性，導(dǎo)電性，耐EMF性，消聲以及耐水和耐火性。本發(fā)明的另一個(gè)目的是將外部聚合物涂層與在石膏板的芯內(nèi)存在的聚合物添加劑交聯(lián)。本發(fā)明的再另一個(gè)目的是提供一種建筑板材構(gòu)造體，所述建筑板材構(gòu)造體包括熱塑性涂層，所述熱塑性涂層被敷貼到在下層的聚合物改性稠密漿料層上，從而產(chǎn)生低成本， 輕重量、耐久的板材。本發(fā)明的又另一個(gè)目的是提供方法改進(jìn)，所述方法改進(jìn)顯著地減小制造成本并且允許建筑板材的經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)。本發(fā)明的另一個(gè)目的是結(jié)合外部熱塑性涂層使用預(yù)涂布纖維墊。本發(fā)明的再另一個(gè)目的是利用嵌入到稠密漿料層內(nèi)的玻璃墊上的熱塑性預(yù)涂層， 從而生產(chǎn)真正的復(fù)合建筑板材。本發(fā)明的另一個(gè)目的是，與常規(guī)熱固性粘合劑相反，將有機(jī)和/或無機(jī)纖維與熱熔(holt melt)的熱塑性聚合物結(jié)合在一起。
本發(fā)明的又另一個(gè)目的是，與常規(guī)熱固性粘合劑相反，將連續(xù)的和/或非連續(xù)的纖維的墊與熱熔的熱塑性聚合物結(jié)合在一起。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種具有顯著的成本優(yōu)點(diǎn)和性能特性的建筑板材。本發(fā)明的另一個(gè)目的是在墊的纖維上涂布熱塑性材料(thermoplastic)的連續(xù)且均勻的層，由此熱塑性材料立即冷卻，從而消除與傳統(tǒng)板材制造工藝中所必需的干燥步驟相關(guān)的能量成本。本發(fā)明的再又另一個(gè)目的是經(jīng)由涂敷熱塑性層而消除纖維損失和/或脫離，從而消除與傳統(tǒng)板材制造中所必需的粉塵(dust)和/或碎屑移除步驟相關(guān)的成本。最后，本發(fā)明的目的是使用熱塑性材料以立即產(chǎn)生強(qiáng)的且結(jié)合的纖維墊，從而可以極大地增大制造速度。通過提供包括具有熱塑性材料預(yù)涂層的多孔墊的復(fù)合建筑板材而實(shí)現(xiàn)這些和其它目的。所述板材還包括這樣的黏結(jié)漿料層，所述黏結(jié)漿料層滲透所述多孔墊，從而形成基本上覆蓋墊的外表面的邊界層。所述板材還包括外部聚合物涂層，所述外部聚合物涂層機(jī)械地和化學(xué)地附著于邊界層，并且其在復(fù)合建筑板材內(nèi)形成聚合物基體。上述內(nèi)容已經(jīng)相當(dāng)寬泛地略述了本發(fā)明的更相關(guān)和重要的特征，使得可以更好地理解隨后的本發(fā)明的詳細(xì)描述，從而可以更完全地認(rèn)識(shí)到本發(fā)明對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的貢獻(xiàn)。本發(fā)明的另外的特征將在以后描述，其形成的本發(fā)明的權(quán)利要求的主題。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，所公開的概念和具體實(shí)施方案可以容易地用作用于更改或設(shè)計(jì)用于實(shí)施本發(fā)明的相同目的的其它結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。本領(lǐng)域技術(shù)人員還應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到， 這樣的等價(jià)構(gòu)造不背離如在后附權(quán)利要求中闡述的本發(fā)明的精神和范圍。附圖簡述為了更全面地理解本發(fā)明的屬性和目的，必須結(jié)合附圖參考下列詳細(xì)描述，在所述附圖中

圖1是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的建筑板材的透視圖。圖加是沿圖1的線2-2取得的建筑板材的橫截面圖。圖2b是沿圖1的線2-2取得的備選建筑板材構(gòu)造的橫截面圖。圖3是可以用于構(gòu)造本發(fā)明的建筑板材的制造方法的圖。圖如-如是從圖3取得的細(xì)節(jié)圖。圖5是可以用于構(gòu)造本發(fā)明的建筑板材的備選制造方法的圖。圖6a-6c是從圖5取得的細(xì)節(jié)圖。圖7是用于涂敷本發(fā)明的塑性材料涂層的輥涂機(jī)的細(xì)節(jié)圖。圖8是用于涂敷本發(fā)明的塑性材料涂層的幕涂機(jī)的細(xì)節(jié)圖。圖9是用于涂敷本發(fā)明的塑性材料涂層的刀涂機(jī)的細(xì)節(jié)圖。圖10是用于涂敷本發(fā)明的塑性材料涂層的噴涂機(jī)的細(xì)節(jié)圖。貫穿若干附圖，類似的附圖標(biāo)記指代類似的部分。優(yōu)選實(shí)施方案的詳細(xì)描述本發(fā)明涉及復(fù)合建筑板材及相關(guān)制造方法。具體地，本發(fā)明涉及復(fù)合板材，所述復(fù)合板材可以包括如嵌入有纖維墊的一個(gè)或多個(gè)漿料層。根據(jù)本發(fā)明，外部塑性材料涂層被機(jī)械地附著到在下層的漿料層。塑性材料涂層與漿料層內(nèi)的聚合物添加劑化學(xué)結(jié)合和交聯(lián)。另外的優(yōu)點(diǎn)通過在嵌入漿料層內(nèi)之前對(duì)一個(gè)或多個(gè)纖維墊進(jìn)行預(yù)涂布而實(shí)現(xiàn)。結(jié)果是在僅最小地增加成本或重量的情況下的具有大大改進(jìn)的耐久性和表面強(qiáng)度的完全成為整體的聚合物基體。復(fù)合板材構(gòu)造現(xiàn)在參考圖1，描述本發(fā)明的復(fù)合建筑板材20。建筑板材典型地在連續(xù)生產(chǎn)線工藝中以長片材的形式形成。其后將片材切割成所需長度。取決于期望用涂，板材以4或9 英尺的標(biāo)準(zhǔn)寬度形式制備。然而，本發(fā)明絕不限制于任何特定板材尺寸或幾何形狀。如在以下更詳細(xì)指出的，板材20包括上表面22，所述上表面22包括塑性材料涂層。可以將塑性材料涂層同樣地涂敷到板材20的底部M和側(cè)面邊緣26。圖加示例板材20的復(fù)合材料橫截面。即，板材20包括嵌入到多層石膏漿料內(nèi)的上和下纖維墊( 和32)。描繪的實(shí)施方案示例了 2個(gè)纖維墊08，32)，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解可以使用任何數(shù)量的墊。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，這些墊08，32)由以粘合劑保持在一起的非織造的且無序排列的纖維的組形成。合適的粘合劑包括樹脂，例如脲-甲醛樹脂。墊的纖維優(yōu)選是長的無機(jī)纖維，例如玻璃纖維。纖維還可以是連續(xù)的，或非連續(xù)的， 或它們的混合形式。纖維可以由有機(jī)或無機(jī)長絲形成。在一個(gè)實(shí)施方案中，使用礦物纖維。 優(yōu)選小直徑纖維；即，具有介于約13-16 μ m之間的平均直徑的纖維。所產(chǎn)生的墊充分多孔以允許石膏漿料在各根纖維之間通過，從而可以用石膏漿料涂敷或基本上涂敷墊的內(nèi)部面和外部面。盡管多孔，但是墊( ，3 起到了加強(qiáng)所產(chǎn)生的板材20的面的作用。合適的纖維墊更全面地描述在Hauber的共同擁有美國專利6，524，679中，該美國專利的內(nèi)容全部結(jié)合在此。此外，如以下所述，可以預(yù)涂布?jí)|08，32)以增加復(fù)合材料結(jié)合和板材強(qiáng)度。下部墊32任選包括在每一邊內(nèi)的一對(duì)折角(34，36)。第一折角(fold) 34產(chǎn)生下部墊32的直立側(cè)邊38。側(cè)邊38通常相對(duì)于墊32的剩余部分以90°角形成，從而起到了增強(qiáng)板材20的側(cè)邊沈的作用。第二折角36形成下部墊32的向內(nèi)指向的上邊42。上邊 42有時(shí)稱為機(jī)器邊。上邊42優(yōu)選彼此隔開以形成間隙44。結(jié)果是部分封閉的通道。上邊 42提供了用于支持上部墊觀的表面。如在以下更詳細(xì)地描述的，下部墊32內(nèi)的折角(34， 36)在制造工藝過程中由折疊器輪(creaser wheels)形成。除加強(qiáng)板材20以外，下部墊32的側(cè)邊38還形成用于接受漿料體積的通道。一旦已經(jīng)將充分量的漿料沉積到通道中，就在向內(nèi)指向的上邊42的頂部上方固定上部墊28。結(jié)果得到增強(qiáng)建筑板材20的所有4個(gè)側(cè)面02，M，26)的封閉纖維墊。復(fù)合板材20，在優(yōu)選的實(shí)施方案中，由3個(gè)不連續(xù)的黏結(jié)石膏漿料層形成。更具體地，板材20包括上和下漿料層(46和48)以及中間芯層Μ。如在Hauber的美國專利 6，524，679中所述，上層和下層(46和48)由比中間芯層M更稠密的漿料形成。此構(gòu)造具有的另外優(yōu)點(diǎn)在于在沒有不必要地增加總重量的情況下加強(qiáng)了板材20的外部面。在制造工藝過程中，上部稠密漿料層和下部稠密漿料層(46，48)分別被涂布并附著到上部墊和下部墊08，32)。然后使用輥推動(dòng)稠密漿料(46，48)通過墊Q8，32)內(nèi)的孔。 由于墊( ，32)是多孔的，因此允許稠密石膏漿料完全滲透墊08，32)。結(jié)果，并且如在圖加中所描繪的，稠密石膏漿料G6，48)的層基本上覆蓋上部墊和下部墊08，32)的內(nèi)部面和外部面。稠密石膏漿料(46，48)在內(nèi)表面上通常形成較厚層。如在圖2a-2b中指出的，內(nèi)部稠密漿料層(46，48)與漿料芯M交界。稠密漿料層(46，48)還形成介于從纖維墊08，32)的外表面測量的.01至2. 0毫米(mm)之間的薄邊界層52。邊界層52從而形成這樣的形貌結(jié)構(gòu)(topographically)，其以波動(dòng)狀態(tài)進(jìn)入并離開在下層的玻璃墊08，32)，但是其仍然覆蓋墊( ，3 的各根纖維。備選地，邊界層52可以在墊( ，3 上方形成均勻且平滑的覆蓋表面。在任一情況下，作為漿料滲透的結(jié)果都實(shí)現(xiàn)了墊08，32)的完全埋入。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，漿料在墊08，32)的95%至100% 之間滲透并且形成平滑且相對(duì)均勻和統(tǒng)一的聚合物改性的復(fù)合密實(shí)石膏外表面層。如在圖加中所示，邊界層52還與外部塑性材料涂層接界。備選地，在塑性涂層沒有在所有表面上使用的情況下，如在圖加中所示的，邊界層52彎曲以形成板材20的外表面。在此情況下，邊界層52防止來自墊08，32)的纖維免于暴露。外部稠密漿料層06，48和5 全部優(yōu)選包含聚合物添加劑以增強(qiáng)板材的總體耐久性和表面強(qiáng)度。聚合物添加劑還優(yōu)選促進(jìn)其本身與外部塑性材料涂層56之間的強(qiáng)的化學(xué)結(jié)合。合適的聚合物添加劑將提供涂層56可以附著在其上的固定(root)結(jié)構(gòu)。合適的聚合物化合物可以包括例如聚1，2-二氯亞乙烯(PVDC)，或聚氯乙烯(PVC)，或類似的聚合物。另一種合適的聚合物添加劑是購自俄亥俄州i^airlawn的Omnova Solutions的功能化的苯乙烯丁二烯(SBD)膠乳。又另一種合適的添加劑是硅烷或功能化的硅烷(S^)。硅烷化合物理想地與其它聚合物結(jié)合使用以促進(jìn)聚合物與玻璃纖維之間的結(jié)合。硅烷還稱為穩(wěn)定劑。合適的硅烷化合物由Down Corning出售。再其它的聚合物添加劑描述在Hauber的美國專利6，524，679中。無論使用怎樣的添加劑，所述添加劑都應(yīng)當(dāng)能夠提供與外部塑性材料涂層56的共價(jià)、烯丙基、范德華、單鍵和雙鍵結(jié)合。芯漿料層M通常占板材20的大部分，并且在上部稠密漿料層和下部稠密漿料層 (46，48)之間完全延伸并且與上部稠密漿料層和下部稠密漿料層(46，48)結(jié)合。在一種可能的制造方法中，芯漿料層M被沉積到下部漿料層48 (與嵌入的下部纖維墊32 —起)的頂部上方。其后，在芯漿料M上涂敷上部稠密漿料層46 (與嵌入的上部纖維墊觀一起)。 與上部漿料層和下部漿料層(46，48)相同，芯漿料討為了增加耐久性和表面強(qiáng)度的目的而可以同樣地包含聚合物添加劑。在芯漿料M內(nèi)的聚合物添加劑優(yōu)選與其它漿料層G6，48 和52)內(nèi)的聚合物添加劑化學(xué)結(jié)合和交聯(lián)。外部塑性材料涂層在已經(jīng)組裝各個(gè)漿料層以后，將外部塑性材料涂層56涂敷到稠密漿料邊界層52。 可以將涂層56任選涂敷到任意或所有的板材表面。在圖加中描繪的實(shí)施方案中，將塑性材料涂層56涂敷到頂部和底部表面02J4)以及周邊沈。在圖2b中描繪的實(shí)施方案中， 將塑性材料涂層56僅涂敷到最頂部表面22。涂布表面的數(shù)量將取決于板材的期望用途。 期望用途還將確定涂層56的組成。理想地選擇塑性材料涂層56以對(duì)外表面02，M和26) 提供增強(qiáng)的表面強(qiáng)度和負(fù)荷承載能力。由涂層56提供的其它適宜特性包括撓性、消聲、耐水性、抗霉菌和霉病性，以及各種建筑效果。為了實(shí)現(xiàn)以上內(nèi)容，涂層56可以是各種合成、半合成或有機(jī)聚合物中的任一種。 既可以使用反應(yīng)性聚合物又可以使用非反應(yīng)性聚合物。可以同樣地使用全同立構(gòu)和無規(guī)立構(gòu)聚合物。另外，可以使用多層層壓聚合物涂層以提供甚至更大的強(qiáng)度和耐久性。當(dāng)已經(jīng)將根據(jù)本發(fā)明的聚合物涂層涂敷到板材上時(shí)，最頂部涂層然后可以起到可以在其上應(yīng)用其它涂層和/或?qū)訅后w的另外基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)體的作用。可以使得不同層的性質(zhì)相容，從而在連續(xù)涂敷的層之間形成強(qiáng)的化學(xué)結(jié)合。這導(dǎo)致具有強(qiáng)的結(jié)合能力的層壓體。還可以將層壓的層結(jié)合到完全復(fù)合的結(jié)構(gòu)中或制備形成完全復(fù)合的結(jié)構(gòu)。另外指出的是，可以在不包括纖維墊 (28,32)的板材上使用外部熱塑性層56。例如，可以使用紙飾面層代替墊( 和32)。下列內(nèi)容是可以單獨(dú)地或以彼此組合的形式用于聚合物涂層56的各種聚合物的名單丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)，賽璐珞，乙酸纖維素，乙烯-丙烯酸丁基酯，乙烯-丙烯酸甲酯，乙烯乙酸乙烯酯(EVA)，乙烯-丙烯酸-共聚物(EAA)；乙烯乙烯醇(EVAL)，氟塑料(PTFE，包括FEP，PFA, CTFE, ECTFE, ETFE)，離聚物，液晶聚合物(LCP)，聚縮醛(POM或縮醛(Acetal))，聚丙烯酸酯(熔融和固化丙烯酸類)，聚丙烯腈(PAN或丙烯腈)，聚酰胺(PA 或尼龍)，聚酰胺-酰亞胺(PAI)，聚芳醚酮(PAEK或酮)，聚丁二烯(PBD)，聚丁烯(PB)， 聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBT)，聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PET)，聚對(duì)苯二甲酸亞環(huán)己基二甲酯(PCT)，聚碳酸酯(PC)，聚酮0 ),聚酯，聚乙烯(Polyethylene)/聚乙烯(Polythene)/ 聚乙烯(Polyethane)，聚醚嵌段酰胺(PEBA)，聚醚醚酮(PEEK)，聚醚酰亞胺(PEI)，聚醚砜 (PES)，氯化聚乙烯(Polyethylenechlorinates) (PEC)，聚酰亞胺(PI)，聚乳酸(PLA)，聚甲基戊烯(PMP)，聚苯醚(PPO)，聚苯硫醚(PPS)，聚鄰苯二甲酰胺(PPA)，聚丙烯(PP)，聚苯乙烯(PS)，聚砜(PSU)，聚氯乙烯(PVC)，Spectralon，和熱塑性烯屬彈性體(TPO)。在這些中，優(yōu)選使用熔點(diǎn)介于100下至500 °F之間的熱熔熱塑性材料?？梢允褂锰烊换蚝铣傻臒崛蹮崴苄圆牧稀Ａ硗?，本發(fā)明人確定的是，具有在規(guī)定范圍內(nèi)的熔點(diǎn)的熱熔熱塑性材料允許在不煅燒在下層的石膏的情況下以液化形式涂敷塑性材料涂層。優(yōu)選的熱熔熱塑性材料包括EVA和EAA聚合物，因?yàn)樗鼈兌季哂羞m當(dāng)?shù)娜埸c(diǎn)并且另外對(duì)板材的稠密石膏層中的聚合物添加劑提供足夠的結(jié)合點(diǎn)。除上述內(nèi)容以外，還可以使用聚烯烴聚合物，包括極性或非極性聚烯烴化合物，結(jié)晶或非晶聚烯烴化合物，作為聚烯烴化合物的一部分的天然或合成粘性樹脂，以及低粘度聚烯烴化合物。還可以將選擇的聚合物用于產(chǎn)生各種膜，包括設(shè)計(jì)用于分子水滲透性的微觀連續(xù)和/或非連續(xù)膜，非取向聚合物膜，平面取向聚合物膜，無規(guī)取向聚合物膜，和具有低導(dǎo)熱性的膜。使用無論怎樣的聚合物涂層56，它都應(yīng)當(dāng)提供與在下層的稠密漿料層的優(yōu)異機(jī)械粘合，還有對(duì)其中所包含的聚合物添加劑的化學(xué)結(jié)合。機(jī)械粘合可以通過聚合物涂層56對(duì)在下層的稠密漿料邊界層52的形貌鏡像反映(topographic mirroring)而實(shí)現(xiàn)。此形貌鏡像反映可以通過控制涂敷輥的硬度和壓力而實(shí)現(xiàn)。形貌鏡像反映還可以通過下列方法實(shí)現(xiàn)改變施加熱，從而在冷卻時(shí)使用類似真空的力(vacuum like forces)，將涂層拉成所述的形貌結(jié)構(gòu)(topography)，這是本發(fā)明人在開發(fā)過程中發(fā)現(xiàn)的出乎意料的結(jié)果。涂層56和在下層的漿料層46，48，52和M之間的化學(xué)結(jié)合通過下列方法實(shí)現(xiàn) 將聚合物涂層56與在各種漿料層，即，上部漿料層46，下部漿料層48，漿料邊界層52和芯漿料層M內(nèi)所含的聚合物添加劑交聯(lián)。選擇相應(yīng)的聚合物以保證適當(dāng)?shù)慕宦?lián)以及在整個(gè)聚合物材料板材20中延伸的長的高分子量聚合物鏈的產(chǎn)生。例如，聚合物涂層56的正確選擇允許了離子、化合價(jià)和共價(jià)結(jié)合，以及經(jīng)由范德華力的結(jié)合的產(chǎn)生。而且，如果選擇非反應(yīng)性聚合物涂層，則在將涂層56進(jìn)行相變以后，涂層56將與在下層的聚合物添加劑結(jié)合 (initiate)。備選地，如果選擇反應(yīng)性聚合物涂層，則涂層56將在應(yīng)用到在下層的邊界層
還可以向聚合物涂層56中加入性能增強(qiáng)填料和/或改性劑。這些填料和改性劑可以提供下列物理增強(qiáng)中的任一種耐紫外性，導(dǎo)電性，耐電磁力(EMF)性，降低的聚合物密度，消聲，耐水性，和阻燃性，耐傳熱性，彈性體性能增強(qiáng)劑，強(qiáng)度改性，氣候穩(wěn)定性，改進(jìn)的美學(xué)性，和磷光，彩色照相(photochromatic)和多色增強(qiáng)。阻燃性質(zhì)可以是化學(xué)的，起泡的、膨脹的，天然的或合成的。密度改性劑和消聲劑可以包括氣體如氮?dú)?，固體，液體或納米粒子，以及微小的粒子橡膠。強(qiáng)度改性可以由作為金屬，有機(jī)或無機(jī)化合物的填料或改性劑提供，包括纖維或合成纖維化合物，薄片或納米材料。氣候穩(wěn)定可以包括用于提供對(duì)抗紅外線、可見光和紫外光的保護(hù)的合成和天然的光穩(wěn)定劑。為了改進(jìn)的性能，還可以加入其它的穩(wěn)定劑，例如自由基清除劑，氧清除劑等。如在圖2的橫截面圖中所示的，將塑性材料涂層56直接涂敷到形成在墊觀和32 的外表面上的漿料邊界層52上。聚合物涂層56可以通過廣泛的各種熱熔涂布應(yīng)用中的任何一種進(jìn)行設(shè)置(laid down) 0以下結(jié)合圖7-10更全面地描述適當(dāng)?shù)耐繉臃筚N。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，以介于.01至500密耳之間的厚度涂敷聚合物涂層56。盡管優(yōu)選地公開了 . 01至500密耳，但是不同的應(yīng)用可能要求不同的厚度。例如， 對(duì)于用于蓋板的玻璃增強(qiáng)的石膏板，優(yōu)選介于.25至3密耳之間的涂層。類似地，對(duì)于更堅(jiān)固的應(yīng)用，例如襯底或井筒支護(hù)(shaft lining)，涂層增加到以重量計(jì)的1.8g至3. 5g的范圍。對(duì)于磚背襯應(yīng)用，其要求更大的完整性和耐水性，需要約1-10密耳的厚度。對(duì)于改變內(nèi)部石膏板的平整度等級(jí)，等級(jí)2的成品板(finish board)可能要求0. 25-0. 9密耳的涂層，等級(jí)3的成品板可能要求1. 0-1. 9密耳的涂層；等級(jí)4的成品板可能要求2. 0-2. 9密耳的涂層；并且等級(jí)5的成品板可能要求2. 5-5. 0密耳的涂層。另外的非常粗糙的(very rugged)，結(jié)構(gòu)的，或高度絕熱的產(chǎn)品可能具有更厚的涂層。基于最終產(chǎn)品中所需的性能標(biāo)準(zhǔn)以及對(duì)具體產(chǎn)品施加的具體涂層的內(nèi)在化學(xué)和物理性質(zhì)，涂層的重量和所得厚度可以隨意改變。介于.01至500密耳之間的涂層將導(dǎo)致具有如下外表面硬度的建筑板材基于洛氏(Rockwell)硬度尺度的介于50至150的外表面硬度，或基于肖氏(Shore) A和D硬度尺度的約15的最小值至約70的最大值之間的外表面硬度。最終涂層56的優(yōu)選的水蒸氣滲透性介于約.01的最小值(接近水不可滲透的)至約98的最大值(接近完全水透過)之間的某值。而且，取決于板材的期望用途，涂層56可以被涂敷成從平滑至粗糙，或者甚至波動(dòng)成為削邊(chamfered)的形貌結(jié)構(gòu)(topography)。還可以將添加劑包含在聚合物涂層 56內(nèi)，以提供.001%至100%的膜半透明性。另一個(gè)可能的改進(jìn)是通過在板材20的面或背表面中具有抵消的圖案和或形狀或襯里的所致的消聲。因而，當(dāng)將兩塊以上的板材20以面對(duì)的關(guān)系放置時(shí)，抵消部分彼此接觸，從而在兩塊板材20之間產(chǎn)生空氣袋(air pockets) 0空氣袋提供了優(yōu)異的保溫和聲衰減以及用于防火目的的絕熱。另外，在將熱塑性涂層56涂敷到聚合物改性的石膏表面之前，在熔融熱塑性材料中引入微小氣泡或熱活化膨脹聚合物孔或膨脹聚合物孔，這導(dǎo)致了在本文中公開的本發(fā)明的另一個(gè)出乎意料的發(fā)現(xiàn)。這是夾帶的氣泡或淺孔，其可以在復(fù)合板材20的涂敷表面提供被固定(built in)的消聲。任何填料往熔融熱塑性材料中的引入導(dǎo)致在處于熔融或冷卻的狀態(tài)下，填料變得永久地懸浮在熱塑性材料內(nèi)。為了降低密度而在涂布工藝過程中將微小氣泡引入到熱塑性材料中還導(dǎo)致其上已經(jīng)涂敷涂層56的暴露表面的顯著消聲。在本文中使用的空氣應(yīng)當(dāng)理解為包括任何類型的氣態(tài)物質(zhì)，例如氮?dú)饣蚨栊詺怏w。纖維墊的預(yù)涂布在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中，在嵌入到稠密漿料層46和48之前，將纖維墊( 和32)用熱熔熱塑性材料預(yù)涂布。其后將熱塑性材料涂層56涂敷到如上所述的板材20的外表面上。預(yù)涂布?jí)|觀和32與化學(xué)基體一起產(chǎn)生強(qiáng)的輕重量的復(fù)合板材，所述化學(xué)基體互相連接纖維墊( 和32)，稠密漿料層06，48)，外部石膏涂層56，和石膏芯M。如上所示，可以將寬范圍的材料用于構(gòu)成(comprising)纖維墊28和32的長絲 (有機(jī)的和無機(jī)的)；然而，優(yōu)選無規(guī)排列的玻璃纖維。類似地，墊觀和32可以由連續(xù)和/ 或非連續(xù)的長絲形成。單根的纖維通過粘合劑如脲-甲醛保持在一起。盡管可以將上部和下部纖維墊( 和3 預(yù)涂布，但是預(yù)涂布優(yōu)選限于下部墊32。 這是因?yàn)橄虏繅|32位于在覆面?zhèn)劝?the facing side board) 20的下面，因此具有較大的強(qiáng)度要求?？梢詫⒍喾N塑性材料中的任何一種用于預(yù)涂布?jí)|32的纖維。合適的塑性材料包括上述結(jié)合外部塑性材料涂層56而描述的聚合物中的任何一種。為了簡潔，沒有復(fù)制該名單，但是通過引用將其結(jié)合在此。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，塑性材料預(yù)涂層是熔點(diǎn)介于100下至500下之間的熱熔熱塑性材料；并且更具體地是乙烯乙酸乙烯酯(EVA)或乙烯甲基丙烯腈(EAA)。熱塑性預(yù)涂層可以以平滑層的形式涂敷，或可以以遵循在下層的墊的形貌結(jié)構(gòu)的層的形式涂敷。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，將熱塑性材料以厚度介于.1至10密耳之間的涂層的形式涂敷。熱塑性材料預(yù)涂層還可以是加填料的，或未加填料的，著色的或半透明的。在涂敷預(yù)涂層之前，將墊32用酸、異丙醇和硅烷偶聯(lián)劑的組合處理。此預(yù)處理步驟有效地制備用于隨后的熱塑性材料涂層的墊32的各根纖維。預(yù)處理步驟的酸活化在墊 32內(nèi)存在著的粘合劑，從而促進(jìn)結(jié)合。酸還允許墊32的纖維與硅烷偶聯(lián)劑結(jié)合。硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)而保證了墊32的各根纖維和周圍的熱塑性材料之間的緊密結(jié)合。硅烷是促進(jìn)聚合物和玻璃纖維之間的結(jié)合的已知偶聯(lián)劑。硅烷還稱為穩(wěn)定劑。合適的硅烷化合物由Dow Corning 銷售。在預(yù)處理步驟以后，以液化狀態(tài)涂敷熱塑性材料預(yù)涂層。在此步驟中可以利用在圖7-10中描繪的熱熔涂布技術(shù)中的任何一種。如在圖6a中所示，預(yù)涂層附著到墊32的單根纖維，從而保持墊32的多孔性。因而，即使在涂敷預(yù)涂層的情況下，墊32也可以嵌入到稠密漿料層48內(nèi)。一旦涂敷，硅烷就促進(jìn)各根玻璃纖維和周圍的熱塑性材料之間的結(jié)合。 以此方式，熱熔熱塑性材料預(yù)涂層與墊32的各根纖維形成強(qiáng)的化學(xué)和機(jī)械結(jié)合。硅烷還促進(jìn)其它結(jié)合。即，硅烷促進(jìn)熱塑性材料預(yù)涂層和在墊32內(nèi)存在的粘合劑之間的結(jié)合。還促進(jìn)熱塑性材料預(yù)涂層和稠密漿料層G6，48)內(nèi)存在的聚合物，石膏芯M 和外部熱塑性涂層56之間的結(jié)合。再進(jìn)一步地，促進(jìn)熱塑性材料預(yù)涂層與周圍石膏內(nèi)的鈣和硫之間的另外結(jié)合。結(jié)果是產(chǎn)生真正的復(fù)合建筑板，其中板材20的所有組分被化學(xué)地和機(jī)械地結(jié)合在一起。而且，可以在具有或沒有上述熱塑性表面涂層的情況下獲得復(fù)合板。本發(fā)明考慮用熱熔熱塑聚合物完全代替?zhèn)鹘y(tǒng)熱固性粘合劑(用于粘合有機(jī)和/或無機(jī)纖維墊)。完全熱塑性結(jié)合的纖維墊，盡管預(yù)期改善制造成本，但是出乎意料地提供了另外的優(yōu)點(diǎn)。這些新近發(fā)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)包括顯著改進(jìn)的墊的“X”，“Y”和“ζ”軸強(qiáng)度，以及相當(dāng)程度的延展性和撓性改進(jìn)，其優(yōu)于在結(jié)合了傳統(tǒng)熱固性粘合劑的墊中看到的那些。本發(fā)明人另外發(fā)現(xiàn)，在涂敷熱熔熱塑性粘合劑之前經(jīng)硅烷預(yù)處理的有機(jī)和/或無機(jī)纖維導(dǎo)致墊強(qiáng)度增加。硅烷預(yù)處理還增加在熱熔熱塑性材料和有機(jī)和/或無機(jī)纖維之間的界面處的結(jié)合。這進(jìn)而對(duì)墊提供了“拉伸”樣特性，其可比較地類似于關(guān)于彈性體拉伸和精確回彈的有機(jī)肌肉纖維和已知的分子記憶圖案傾向的“拉伸”樣特性。除以上內(nèi)容以外，熱塑性材料預(yù)涂層可以包含各種填料和添加劑，以賦予期望的物理特性。例如，可以將預(yù)涂層與氣體復(fù)合以增加塑性材料的體積，從而減少用于完全涂布?jí)|32所需的塑性材料的量。可以使用再另外的其它填料以產(chǎn)生成本節(jié)約。如本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識(shí)到的，可以將其它的添加劑包含在預(yù)涂層內(nèi)，以產(chǎn)生其它性質(zhì)以及用于快速的 (instant)產(chǎn)品變化。在將填料結(jié)合到熱熔熱塑性材料中時(shí)，或?qū)⑻盍吓c熱熔熱塑性材料混合時(shí)，還可以將填料用硅烷預(yù)處理。這樣的預(yù)處理填料將通過周圍的熱塑性材料機(jī)械結(jié)合， 并且還將隨后化學(xué)結(jié)合并原位鎖定(locked into place)。最后，應(yīng)當(dāng)指出，墊08，32)的預(yù)涂布可以在涂敷或不涂敷外部塑性材料涂層56 的情況下進(jìn)行。例如，可以將在本文中描述的預(yù)涂布?jí)|(即，不常見地涂布有熱塑性材料或涂布有包含硅烷和/或填料的熱塑性材料的墊)與常規(guī)石膏飾面板結(jié)合使用。備選地，預(yù)涂布?jí)|可以與纖維素或紙飾面板結(jié)合使用。簡言之，可以將預(yù)涂層有利地結(jié)合到任何常規(guī)建筑板材構(gòu)造中。制造方法用于本發(fā)明的建筑板材的合適制造方法描繪在圖3-6中。圖3公開了具有用于制備(compiling)復(fù)合板材的具體工藝58的設(shè)備。此工藝更全面地描述于Hauber的共同擁有美國專利6，524，679中，該美國專利的內(nèi)容通過引用完全結(jié)合在此。為了清楚，在本文中提供此優(yōu)選制造工藝的簡略綜述。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將意識(shí)到適用于制備根據(jù)本發(fā)明的塑性材料涂布板的其它制造方法。工藝58包括形成下部纖維墊32的纖維墊的第一供給輥60。如在圖如的細(xì)節(jié)圖中所示的，墊32是從單根纖維的組形成的多孔結(jié)構(gòu)。盡管優(yōu)選纖維，但是還可以使用較長的纖維粗紗。在鋪開以后，上部和下部折疊器輪62用于形成第一和第二折角(34，36)。這些折角(；34，36)進(jìn)而產(chǎn)生下部墊32的向上側(cè)面38和向內(nèi)邊42。向上側(cè)面38起到產(chǎn)生用于接收石膏漿料芯討的通道的作用。其后將第一石膏層48沉積到墊32上。石膏漿料從混合器68和漿料出口 64供給。從此出口 64分配的漿料優(yōu)選是較稠密的石膏漿料。漿料被直接沉積在成型臺(tái)66上方的下部墊32上。其后，將輥涂機(jī)72用于壓制沉積的漿料48通過下部墊32。墊32的多孔性允許稠密漿料層48完全穿透并涂布?jí)|32的內(nèi)表面和外表面。圖4b描繪在通過輥涂機(jī) 72以后嵌入在漿料48內(nèi)的墊32。理想地，稠密石膏48的薄層附著于墊32的內(nèi)表面和外表面上。其后經(jīng)由第二漿料出口 74在下游位置沉積芯漿料層M。芯漿料層M來自于稠密漿料層48相同的混合器68。然而，如上所述，芯漿料層M與上部和下部漿料層(46，48) 相比較不稠密，并且形成所得板20的大部分。一個(gè)或多個(gè)振動(dòng)器76，其位于鄰近成型臺(tái)66 之間，用于迫使空氣離開沉積的石膏漿料。
然后從第二供給輥78供給纖維墊觀的另外供給。纖維墊觀形成復(fù)合板材20的上部纖維墊。包括第三漿料出口 82，以將稠密的上部漿料層46釋放到纖維墊觀。這是在分開的成型臺(tái)84上完成的。將墊觀經(jīng)由一系列的導(dǎo)輥88導(dǎo)向成型臺(tái)84。輥涂機(jī)86用于壓制稠密漿料層46通過多孔纖維墊觀以涂布內(nèi)表面和外表面。其后將涂布的纖維墊觀經(jīng)由導(dǎo)輥88傳送到芯石膏的上表面。然后將上部墊觀在成型崗位固定至芯漿料層M和下部漿料層48。成型崗位包括具有相連的鉸鏈94的成型板92。成型崗位保證將各個(gè)層壓制在一起以產(chǎn)生具有均勻厚度的平滑復(fù)合石膏板20。圖如是顯示板20的組裝部件的細(xì)節(jié)圖。如在Hauber專利中更完全地描述的，將下游修邊組件96用于使板材20的邊緣平滑。圖5示例其中將墊32首先用熱塑性材料層預(yù)涂布的改造工藝。此預(yù)涂布工藝在以上內(nèi)容中更詳細(xì)地描述。除預(yù)涂布步驟以外，在圖5中描繪的工藝與在圖3中描繪的工藝相同。預(yù)涂布崗位61位于供給輥60的直接下游。因而，當(dāng)將墊32從供給輥60展開時(shí)， 將其經(jīng)由一系列導(dǎo)輥傳送到崗位61。在崗位61，一系列輥涂機(jī)用于涂敷液化的熱熔熱塑性材料預(yù)涂層。此預(yù)涂層以連續(xù)流動(dòng)且均勻的層的形式涂敷到墊32的各根纖維上。然后將熱塑性材料立即冷卻，從而消除任何干燥步驟。圖6a顯示涂布有預(yù)涂層的墊32的各根纖維。圖6b是顯示在已經(jīng)涂敷漿料48以后的涂布纖維的細(xì)節(jié)圖。如所示出的，預(yù)涂層理想地在各根纖維之間留下間隙以允許漿料48通過。最后，圖6c是顯示墊08，32)，以及芯M 和上部和下部稠密漿料層G6，48)的橫截面圖。對(duì)于預(yù)處理步驟而言，還可以包括另外的崗位(未示出)。即，涂布機(jī)可以位于崗位61的上游，以涂敷如上所述的酸、異丙醇和硅烷偶聯(lián)劑。備選地，預(yù)處理步驟可以在將墊 32卷繞到供給輥60之前進(jìn)行。熱熔涂敷器在形成步驟完成以后，然后將板材20傳送到下游的用于涂敷聚合物涂層56的熱熔涂敷器。聚合物涂層56可以在漿料層06，48，54)固化之前并且在板材20通過相關(guān)的干燥器之前涂敷到板材20上。聚合物涂層56在固化之前的涂敷可以增強(qiáng)機(jī)械和化學(xué)結(jié)合， 因?yàn)橥繉?6與在下層的漿料層(46，48，52，54) —起干燥，從而導(dǎo)致更強(qiáng)且更耐久的表面涂層。備選地，可以在漿料層06，48，52，已經(jīng)固化并干燥以后將聚合物涂層56涂敷到板材20上。這也可以提供涂層56和在下層的邊界層52之間的強(qiáng)的結(jié)合。該結(jié)合足夠強(qiáng)，使得認(rèn)為涂層56與板材20成為整體。在任一情況下，在涂敷聚合物涂層56之前，都使板材20通過清潔崗位。清潔崗位保證在涂敷聚合物涂層56之前移除灰塵和碎屑。其后可以通過多種涂敷器方法中的任何一種涂敷聚合物涂層56。理想地，涂敷器將聚合物涂層56加熱到介于100至500 °F之間的溫度，從而在涂敷過程中保持聚合物處于液態(tài)。各種涂敷器公開在圖5-7中。盡管圖5-7 公開了單個(gè)的涂敷器，但是應(yīng)當(dāng)理解，可以類似地使用一系列涂布涂敷器，或者以串聯(lián)或并聯(lián)的形式，或者以串聯(lián)和并聯(lián)的組合的形式。一種適當(dāng)?shù)耐糠笃魇窃趫D5中描繪的輥涂機(jī)。輥涂機(jī)98包括計(jì)量輥102和相鄰的涂敷輥104。輥104位于板材組裝線的頂部，優(yōu)選處于匹配板材20的厚度的高度。將加熱的液化聚合物的供給遞送到計(jì)量輥和涂敷輥(102，104)之間的間隙。計(jì)量輥102保證將均勻的聚合物層附著到涂敷輥104。涂敷輥104經(jīng)由內(nèi)部加熱元件(未示出)加熱。例如，可以將加熱的油通過輥內(nèi)部的管線。這保證了維持聚合物的溫度并且防止了早期的固化或凝固。涂敷輥104然后將液體均勻的聚合物層涂敷到在下層的板材20的稠密漿料邊界層52 上。在涂敷輥104下面使用支持輥106。聚合物層的厚度由計(jì)量輥102和涂敷輥104之間的間隙確定。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，在固化時(shí)，聚合物層56介于.01至500密耳之間。輥涂機(jī)98的優(yōu)點(diǎn)在于涂敷輥104僅短時(shí)間與板材20接觸。因而，在下層的漿料沒有長時(shí)間暴露于高溫。這有助于避免不適宜地煅燒在下層的石膏漿料。圖6公開了幕型涂布機(jī)108。此涂布機(jī)包括加熱的涂敷器112，其具有細(xì)長的狹縫或開口 114。使得狹縫114的寬度與所制備的板材的寬度相匹配。然而，稍微增加或減小狹縫的寬度可以賦予有利效果，例如平滑，紋理，或建造建筑學(xué)特征。液體聚合物的供給在重力下釋放通過狹縫114并且直接沉積在稠密漿料邊界層52上。在此實(shí)施方案中，聚合物涂層56的厚度部分地由涂敷器開口 114的尺寸和在下面的輸送器的速度確定。在圖7中，描繪了刀或修邊涂布機(jī)116。刀涂機(jī)116包括用于液化聚合物的出口供給部118。此出口供給部118將一定體積的液體聚合物直接釋放到稠密漿料邊界層52上。 其后在液體組合物遇到刮刀122時(shí)，產(chǎn)生障礙(dam)。刮刀122，其可以被加熱，然后被用于作為涂敷器以將均勻的聚合物薄層涂敷到板材20上。在此情況下，聚合物涂層56的厚度由刮刀122和在下層的板材之間的間距確定。最后，圖10示例了經(jīng)由常規(guī)噴涂機(jī)IM涂敷涂層56。還可以使用除以上所述的那些以外的其它涂敷器類型。例如，可以通過熱熔溢流涂布機(jī)，熱熔浸沒涂布機(jī)，熱熔共擠出涂布機(jī)或上述各項(xiàng)的任何組合涂敷聚合物涂層56。不論涂敷方法如何，結(jié)果均是用于將聚合物涂層56涂敷到板材20的表面上的連續(xù)工藝。而且，將涂層56以連續(xù)流動(dòng)和均勻?qū)拥男问酵糠蟮桨宀?0的整個(gè)表面上。然后將熱塑性材料立即冷卻，從而消除任何干燥步驟。通過改變聚合物或通過包含聚合物添加劑，可以在制備過程中容易地更改所制備的板材的物理特性。這使得能夠在單個(gè)生產(chǎn)線上有利地制備各種的不同板材，其關(guān)于不同的應(yīng)用各自具有獨(dú)特的物理特性。本公開內(nèi)容包括在后附權(quán)利要求中含有的內(nèi)容，以及前述說明書的內(nèi)容。盡管已經(jīng)以其具有一定的具體程度的優(yōu)選形式描述了本發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)理解，優(yōu)選形式的本公開內(nèi)容僅經(jīng)由實(shí)施例進(jìn)行，并且在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對(duì)構(gòu)造細(xì)節(jié)和若干部分的組合和排列進(jìn)行眾多變化。現(xiàn)在已經(jīng)描述了本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合建筑板材，所述復(fù)合建筑板材包括上部墊和下部墊，所述上部墊和下部墊由通過粘合劑保持在一起的非織造的無序排列的玻璃纖維形成，所述墊是多孔性的并且具有內(nèi)表面和外表面；熱塑性材料預(yù)涂層，所述熱塑性材料預(yù)涂層被涂敷到所述上部墊和下部墊的所述無序排列的玻璃纖維上；上部稠密漿料層和下部稠密漿料層，所述上部稠密漿料層和下部稠密漿料層分別涂布并滲透所述上部墊和下部墊，從而每一個(gè)墊的外表面基本上被漿料覆蓋，由所述漿料限定的漿料邊界層覆蓋每一個(gè)墊的外表面，所述邊界層具有介于約.01至2. Omm之間的厚度，所述上部稠密漿料層和下部稠密漿料層包含聚合物添加劑，所述聚合物添加劑增加所述復(fù)合板材的強(qiáng)度并且與所述熱塑性材料預(yù)涂層結(jié)合；芯漿料層，所述芯漿料層在所述上部稠密漿料層和下部稠密漿料層之間延伸并且與所述上部稠密漿料層和下部稠密漿料層結(jié)合，所述芯漿料層的密度小于所述上部稠密漿料層和下部稠密漿料層的密度，所述芯漿料層包含聚合物添加劑，所述聚合物添加劑與所述上部漿料層和下部漿料層的聚合物添加劑以及所述熱塑性材料預(yù)涂層結(jié)合；熱熔熱塑性材料涂層，所述熱熔熱塑性材料涂層的熔點(diǎn)介于100°至500下之間，所述熱熔熱塑性材料涂層機(jī)械地附著于所述漿料邊界層，所述熱塑性材料涂層還與所述上部漿料層、下部漿料層和芯漿料層的所述聚合物添加劑以及所述熱塑性材料預(yù)涂層交聯(lián)，以形成復(fù)合聚合物基體，所述熱塑性材料涂層的厚度介于.01至500密耳之間。
2.一種復(fù)合建筑板材，所述復(fù)合建筑板材包括多孔墊，所述多孔墊具有內(nèi)表面和外表面；黏結(jié)漿料層，所述黏結(jié)漿料層滲透所述多孔墊并且基本上覆蓋所述外表面，由所述漿料限定的邊界層基本上覆蓋所述多孔墊的所述外表面；聚合物涂層，所述聚合物涂層機(jī)械地和化學(xué)地附著到所述邊界層，并且在所述復(fù)合建筑板材內(nèi)形成聚合物基體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合建筑板材，其中所述聚合物為乙烯乙酸乙烯酯(EVA)聚合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合建筑板材，其中所述聚合物為乙烯丙烯酸(EAA)聚合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合建筑板材，其中所述聚合物是熱固性的。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合建筑板材，其中所述聚合物是熱塑性的。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合建筑板材，其中所述聚合物涂層和邊界層交聯(lián)以形成具有高分子量的聚合物鏈。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合建筑板材，其中所述聚合物涂層冷卻以形成外部板材表面，所述外部板材表面具有基于洛氏R硬度尺度的介于50至150之間的硬度。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合建筑板材，其中所述聚合物涂層具有介于.01至500密耳之間的厚度。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合建筑板材，其中所述墊由通過樹脂粘合劑保持在一起的非織造的無序排列的玻璃纖維形成。
11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合建筑板材，其中所述多孔墊包含熱塑性材料涂層。
12.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合建筑板材，其中所述聚合物涂層是熔點(diǎn)介于約100°F至(500 °F之間的熱熔熱塑性材料。
13.一種復(fù)合建筑板材，所述復(fù)合建筑板材包括至少一個(gè)具有外表面的黏結(jié)漿料層，其中所述黏結(jié)層通過聚合物增強(qiáng)； 熱塑性材料涂層，所述熱塑性材料涂層與所述黏結(jié)層化學(xué)結(jié)合，從而在所述復(fù)合建筑板材內(nèi)形成聚合物基體。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的復(fù)合建筑板材，其中所述黏結(jié)漿料層由石膏形成。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的復(fù)合建筑板材，其中所述黏結(jié)漿料層包含聚合物添加劑。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的復(fù)合建筑板材，其中所述纖維墊嵌入在所述黏結(jié)漿料層內(nèi)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的復(fù)合建筑板材，其中所述纖維墊通過樹脂粘合劑保持在一起，并且其中所述纖維墊被包含在所述聚合物基體中。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的復(fù)合建筑板材，其中在所述漿料層和所述熱塑性材料涂層之間設(shè)置介入層。
19.根據(jù)權(quán)利要求13所述的復(fù)合建筑板材，其中所述熱塑性材料涂層是熔點(diǎn)介于約 100下至500 °F之間的熱熔熱塑性材料。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的復(fù)合建筑板材，其中對(duì)所述纖維墊涂敷熱塑性材料預(yù)涂層。
21.根據(jù)權(quán)利要求13所述的復(fù)合建筑板材，其中所述板材包括紙覆面。
22.一種復(fù)合結(jié)構(gòu)板，所述復(fù)合結(jié)構(gòu)板包括漿料層，所述漿料層具有嵌入的墊，所述墊基本上由通過熱熔熱塑性材料結(jié)合在一起的纖維組成。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)板，其中所述纖維是有機(jī)的。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)板，其中所述纖維是無機(jī)的。
25.根據(jù)權(quán)利要求22所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)板，其中所述纖維是連續(xù)的。
26.根據(jù)權(quán)利要求22所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)板，其中所述纖維是非連續(xù)的。
27.根據(jù)權(quán)利要求22所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)板，其中所述熱熔熱塑性材料以遵循在下層的墊的形貌結(jié)構(gòu)的層的形式涂敷。
28.根據(jù)權(quán)利要求22所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)板，其中所述熱熔熱塑性材料以平滑層的形式涂
29.根據(jù)權(quán)利要求22所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)板，其中所述熱熔熱塑性材料以厚度介于.1至 10密耳之間的層的形式涂敷。
30.根據(jù)權(quán)利要求22所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)板，其中所述熱熔熱塑性材料由乙烯乙酸乙烯酯 (EVA)形成。
31.根據(jù)權(quán)利要求22所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)板，其中所述熱熔熱塑性材料由乙烯甲基丙烯腈 (EAA)形成。
32.根據(jù)權(quán)利要求22所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)板，其中所述熱熔熱塑性材料是半透明的。
33.根據(jù)權(quán)利要求22所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)板，其中所述熱熔熱塑性材料是著色的。
34.一種復(fù)合結(jié)構(gòu)板，所述復(fù)合結(jié)構(gòu)板包括第一石膏漿料層和第二石膏漿料層，其中所述第二漿料層比所述第一層具有更高的密多孔墊，所述多孔墊包含由熱熔熱塑性粘合劑保持在一起的一系列單根纖維，所述墊嵌入到第二漿料層內(nèi)，從而所述墊的外表面基本上被石膏漿料覆蓋，從而產(chǎn)生石膏邊界層；熱熔熱塑性材料的表面層覆蓋在邊界層上面；硅烷偶聯(lián)劑，所述硅烷偶聯(lián)劑促進(jìn)所述各根纖維之間，所述各根纖維和所述熱塑性粘合劑之間，所述各根纖維和所述第一及第二漿料層之間，所述表面層和所述邊界層之間，以及所述表面層和所述第一及第二漿料層之間的結(jié)合。
全文摘要
本發(fā)明公開了復(fù)合建筑板材以及相關(guān)制造方法。所述復(fù)合板材可以包含例如一個(gè)或多個(gè)具有嵌入的纖維墊的漿料層。將外部塑性材料涂層機(jī)械地附著到在下層的漿料層。塑性材料層與漿料層內(nèi)的聚合物添加劑化學(xué)結(jié)合和交聯(lián)。結(jié)果是產(chǎn)生具有大大改進(jìn)的耐久性和表面強(qiáng)度的成為整體的聚合物基體。
文檔編號(hào)B32B13/04GK102196903SQ200980142911
公開日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2009年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月29日
發(fā)明者杰里·D·博伊茲頓, 羅伯特·J·郝伯 申請(qǐng)人:瑟登帝西普斯姆公司