CN105705600B - 用于石膏板的涂料和粘合剂组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于将纸片粘附到石膏制品的粘合剂组合物，所述石膏制品具有其主表面上具有至少一个纸片的石膏层。所述粘合剂组合物包含聚合物粘合剂和至少一种表面活性剂。所述粘合剂组合物停留于所述石膏层与所述纸片之间的交界处。

Description

用于石膏板的涂料和粘合剂组合物
背景技术
石膏板包括介于相对的较重纸片或玻璃纤维垫之间的石膏芯。具有玻璃纤维垫面饰(facings)的石膏板广泛用于建筑领域中的外部防护应用，并且比具有纸材面饰的常规石膏板显示出更高的环境退化抗性。然而，玻璃纤维垫还具有粗糙且不规则的表面，该表面难以平滑均匀地涂漆。另外，具有玻璃纤维垫的石膏板比具有纸材面饰的石膏板更难以切割和成型，并且建筑工人通常被建议佩戴护目镜、手套和防尘面罩，以将在切割玻璃纤维垫时暴露于释放的细小玻璃纤维的程度减到最小。目前可获得的具有纸材面饰的石膏板未表现出具有玻璃纤维面饰的石膏板的室外耐久性，因为纸材表面通常比玻璃纤维垫对环境降解更为敏感。
发明内容
在一个实施方式中，本公开涉及用于将纸片(paper sheet)粘附到石膏制品的粘合剂组合物，该石膏制品包括在其主表面上具有至少一个纸片的石膏层。所述粘合剂组合物包含聚合物粘合剂和至少一种表面活性剂，并且其中所述粘合剂组合物停留于石膏层与纸片之间的交界处。
在另一个实施方式中，本公开涉及用于将纸片粘附到壁板制品的粘合剂组合物，其中壁板制品包括在其每个主表面上具有纸片的石膏层。所述粘合剂组合物包含聚合物粘合剂和至少一种表面活性剂，该聚合物粘合剂包含选自丙烯酸树脂、苯乙烯丙烯酸树脂、乙烯基丙烯酸树脂、苯乙烯乙酸酯丙烯酸树脂以及它们的组合的含水乳液，并且其中所述粘合剂组合物存在于邻近每个纸片的石膏层的高密度板岩区域(slate region)。
在另一个实施方式中，本公开涉及将一种或多种粘合剂组合物施加于壁板制品的方法，包括将第一浆液沉积到第一纸片的主表面上，该第一浆液包含石膏、水以及含聚合物粘合剂和至少一种表面活性剂的粘合剂组合物。
在另一个实施方式中，本发明涉及将一种或多种粘合剂组合物施加于石膏壁板的方法。该方法包括以下步骤：
(a)将第一粘合剂组合物添加到石膏颗粒和水中以形成第一板岩组合物，该第一粘合剂组合物包含聚合物粘合剂和至少一种表面活性剂，该聚合物粘合剂包含选自丙烯酸树脂、苯乙烯丙烯酸树脂、乙烯基丙烯酸树脂、苯乙烯乙酸酯丙烯酸树脂以及它们的组合的含水乳液；
(b)将第一板岩组合物施加于第一纸片的主表面上；
(c)将第二粘合剂组合物添加到石膏颗粒和水中以形成第二板岩组合物，该第二粘合剂组合物包含聚合物粘合剂和至少一种表面活性剂，该聚合物粘合剂包含选自丙烯酸树脂、苯乙烯丙烯酸树脂、乙烯基丙烯酸树脂、苯乙烯乙酸酯丙烯酸树脂以及它们的组合的含水乳液，其中第一板岩组合物和第二板岩组合物可以相同或不同；
(d)将第二板岩组合物施加于第二纸片的主表面上；以及
(e)在第一板岩组合物和第二板岩组合物之间施加包含石膏颗粒和水的芯组合物。
在另一个实施方式中，本公开涉及用于独立的壁板制品的涂料组合物，该壁板制品包括石膏层上的纸片。所述涂料组合物包含选自丙烯酸树脂、苯乙烯丙烯酸树脂、乙烯基丙烯酸树脂、苯乙烯乙酸酯丙烯酸树脂以及它们的组合的含水乳液和至少一种表面活性剂，并且其中将所述涂料组合物施加于纸片的暴露的主表面上。
在另一个实施方式中，本公开涉及制备独立的壁板制品的方法，该壁板制品包括在石膏层的第一主表面上的第一纸片和在石膏层的第二主表面上的第二纸片。该方法包括(a)将涂料组合物施加于第一纸片和第二纸片中的至少一者的暴露表面，该涂料组合物包含选自丙烯酸树脂、苯乙烯丙烯酸树脂、乙烯基丙烯酸树脂、苯乙烯乙酸酯丙烯酸树脂以及它们的组合的含水乳液和至少一种表面活性剂；以及(b)使该涂料组合物干燥。
在另一个实施方式中，本发明涉及制备壁板的方法，该壁板包括第一纸片、第二纸片以及介于第一纸片和第二纸片之间的石膏层。该方法包括(a)将涂料组合物施加于第一纸片和第二纸片中的至少一者的暴露表面，该涂料组合物包含选自丙烯酸树脂、苯乙烯丙烯酸树脂、乙烯基丙烯酸树脂、苯乙烯乙酸酯丙烯酸树脂以及它们的组合的含水乳液和至少一种表面活性剂；以及(b)使石膏层和涂料组合物干燥以形成壁板。
在另一个实施方式中，本发明涉及制备壁板的方法，包括：
(a)在第一纸片的第一主表面上涂覆第一石膏层，其中第一纸片的第二主表面包括第一涂层，该第一涂层衍生自选自丙烯酸树脂、苯乙烯丙烯酸树脂、乙烯基丙烯酸树脂、苯乙烯乙酸酯丙烯酸树脂以及它们的组合的含水乳液和至少一种表面活性剂。
(b)在第二纸片的第一主表面上涂覆第二石膏层，其中第二纸片的第二主表面包括第二涂层，该第二涂层衍生自选自丙烯酸树脂、苯乙烯丙烯酸树脂、乙烯基丙烯酸树脂、苯乙烯乙酸酯丙烯酸树脂以及它们的组合的含水乳液和至少一种表面活性剂，并且其中第一涂层和第二涂层可以相同或不同；
(c)将第三石膏层沉积到第一石膏层与第二石膏层之间，以形成壁板前体构造；以及
(d)使壁板前体构造干燥以形成壁板。
在另一个实施方式中，本发明涉及制备壁板的方法，包括：
(a)将第一涂料组合物施加于第一纸片的第一侧面，其中第一涂料组合物包含选自丙烯酸树脂、苯乙烯丙烯酸树脂、乙烯基丙烯酸树脂、苯乙烯乙酸酯丙烯酸树脂以及它们的组合的含水乳液和至少一种表面活性剂；
(b)将第一浆液沉积到第一纸片的第二侧面上以形成第一石膏板岩层，其中第一浆液包含第一粘合剂组合物，该第一粘合剂组合物包含选自丙烯酸树脂、苯乙烯丙烯酸树脂、乙烯基丙烯酸树脂、苯乙烯乙酸酯丙烯酸树脂以及它们的组合的含水乳液和至少一种表面活性剂；
(c)将第二涂料组合物施加于第二纸片的第一侧面，其中第二涂料组合物包含选自丙烯酸树脂、苯乙烯丙烯酸树脂、乙烯基丙烯酸树脂、苯乙烯乙酸酯丙烯酸树脂以及它们的组合的含水乳液和至少一种表面活性剂；
(d)将第二浆液沉积到第二纸片的第二侧面上以形成第二石膏板岩层，其中第二浆液包含石膏、水和第二粘合剂组合物，该第二粘合剂组合物包含选自丙烯酸树脂、苯乙烯丙烯酸树脂、乙烯基丙烯酸树脂、苯乙烯乙酸酯丙烯酸树脂以及它们的组合的含水乳液和至少一种表面活性剂；
(e)将石膏芯层沉积到第一石膏板岩层与第二石膏板岩层之间以形成壁板前体构造，其中石膏芯层包含石膏、水和夹带的空气；以及
(f)使壁板前体构造干燥。
下面的附图和说明示出了本发明的一个或多个实施方式的细节。通过本说明书和附图以及通过权利要求，本发明的其他特征、目的和优点将是明显的。
附图说明
图1为适用于形成本公开所述的石膏板的工艺的一个实施方式的示意图。
图2A-2B为通过图1的工艺的石膏板的示意性剖视图。
图3为通过图1的工艺的石膏板的示意性剖视图。
图4为石膏板制品的一个实施方式的示意性剖视图。
图5为石膏板制品的另一个实施方式的示意性剖视图，该石膏板制品包括隔离涂层。
图6为实施例1的组合物的放热反应曲线图。
图7为实施例2的组合物的放热反应曲线图。
图中的类似标记表示类似元件。
具体实施方式
本公开涉及可施加于具有纸材面饰的石膏板的组合物，以及包含此类组合物的纸面石膏板产品。本文所述组合物可减轻当纸面石膏板暴露于诸如紫外线辐射、水分、湿度、生物生长和冻融循环的内部或外部环境因素时导致的损坏。包含本文所述组合物的纸面石膏板可提供等同于或优于玻璃纤维面石膏板的环境抗性，并且对于外部或内部建筑应用纸材面饰更易于切割、成型和涂漆。
在一个实施方式中，本公开涉及改善纸材面饰与含石膏的芯的结合的粘合剂组合物。可将所述粘合剂组合物(i)在壁板制造过程中添加到石膏芯，或(ii)在壁板制造过程中施加于石膏芯与纸材面饰之间的界面处，或(iii)涂覆到纸材面饰上以形成粘合剂层，并且该粘合剂层邻近壁板构造中的石膏芯。实施方式(i)、(ii)和(iii)可单独或组合实行。
在另一个实施方式中，可将隔离涂料组合物在壁板制造过程中施加于纸材面饰的暴露表面上以提高壁板构造的环境抗性，或者在壁板制造过程完成后作为表涂层施加于暴露的纸材面饰。
本文所述的粘合剂组合物和隔离涂料组合物可组合在单个石膏板产品中，或者它们的任何组合可用于获得特定终端应用所需的特性组合。
在本专利申请中，术语“石膏板”或“石膏壁板”是指包含石膏的任何产品，包括但不限于石膏壁板、干燥壁、石膏板、石膏板条和石膏防护物。
本公开中所述的石膏板面板由包裹芯的纸材面饰制成，所述芯包含生石膏(CaSO4·2H2O)的细磨颗粒，本文中也可称为石膏灰泥。在一些实施方式中，可如下文所述将本公开中所述的粘合剂组合物掺入到石膏灰泥中。在其他实施方式中，石膏灰泥可以是未改性的(不含粘合剂组合物)，并且粘合剂组合物可停留于未改性的灰泥层与纸材面饰之间的界面处。在一些实施方式中，粘合剂组合物可为施加于灰泥上的层，在其他实施方式中，可以在邻近灰泥的纸材面饰上形成为粘合剂层。
在图1中示意性示出的制造过程的一个非限制示例性实施方式中，将第一容器10中的聚合物粘合剂组合物和第二容器18中的包含石膏颗粒、水和任选的添加剂的石膏混合物在静态搅拌器20中混合以形成浆液。在一些实施方式中，如果将聚合物粘合剂组合物掺入到石膏浆液中，则可能不需要常规石膏板浆液中用于将纸材面饰粘附到石膏芯的淀粉粘合剂，但所述浆液中可任选地包含淀粉。所述浆液中淀粉的减少和/或完全消除可降低最终石膏板产品中霉菌和霉垢生长的可能性。粘合剂组合物中的粘合剂相对于淀粉的更强疏水性还减小了纸片面饰下方的吸水作用(water wicking)。与具有常规淀粉粘合剂的石膏板相比，本文所述的粘合剂组合物还可提高纸片对石膏芯的湿结合强度并且可增大石膏芯的强度，如通过增大的钉牵引值—牵引钉穿过石膏芯时遇到的阻力所证实的那样。
聚合物粘合剂组合物可以包含多种供掺入到浆液中的聚合物粘合剂，并且可使用具有以下特征的任何聚合物粘合剂：(1)提高纸材面饰对石膏芯的粘附性；以及(2)在板制造过程中不会过分抑制石膏芯干燥期间发生的放热石膏结晶过程。
粘合剂组合物中可采用多种聚合物，包括胶乳聚合物、水分散性聚合物、水稀释性聚合物和油改性的聚合物。
合适的胶乳聚合物包括(甲基)丙烯酸树脂、乙烯基树脂、聚酯、聚氨酯、聚酰胺、氯化聚烯烃、乙烯-乙酸乙烯酯、聚丁二烯、聚偏乙烯(polyvinylidene)、苯乙烯丙烯酸树脂、乙烯基丙烯酸树脂、乙烯基叔碳酸酯、苯乙烯/丁二烯、环氧酯、聚脲、聚硅氧烷、硅酮、氟化共聚物以及它们的混合物或共聚物。此类胶乳聚合物通常包含至少聚合物颗粒、水以及一种或多种乳化剂。水性胶乳聚合物颗粒可以包括一个或多个能够与外部交联剂反应的官能团，并且此类外部交联剂还可以是本发明所公开的组合物的一部分。
通常使用单独或一起使用的一种或多种非离子或阴离子乳化剂(即表面活性剂)来稳定合适的胶乳聚合物。如果需要，可以用碱溶性聚合物稳定胶乳聚合物。在胶乳聚合物的聚合反应中通常使用水溶性自由基引发剂。胶乳聚合物还可以任选地用烯属基团或其他可交联基团官能化，在这种情况下希望使胶乳聚合物能够参与辐射固化。
示例性的市售胶乳聚合物包括得自AlberdingkBoley,Inc.的ALBERDINGK AC2514、ALBERDINGK AC 25142、ALBERDINGK AC 2518、ALBERDINGK AC 2523、ALBERDINGK AC2524、ALBERDINGK AC 2537、ALBERDINGK AC 25381、ALBERDINGK AC 2544、ALBERDINGK AC2546、ALBERDINGK MAC 24和ALBERDINGK MAC 34聚合物分散体；得自Hexion SpecialtyChemicals的AQUAMAC 720；得自EPS Corp.的EPS 2538丙烯酸胶乳、EPS 2540苯乙烯丙烯酸胶乳和EPS 2725丙烯酸胶乳乳液；得自Celanese Emulsion Polymers的RESYNTM 7305乙烯基丙烯酸乳液；得自Rohm and Haas Co.的RHOPLEXTM 3131-LO、RHOPLEX E-693、RHOPLEX E-940、RHOPLEX E-1011、RHOPLEX E-2780、RHOPLEX HG-95P、RHOPLEX HG-700、RHOPLEX HG-706、RHOPLEX PR-33、RHOPLEX TR-934HS、RHOPLEX TR-3349和RHOPLEX VSR-1050丙烯酸乳液；得自Rohm and Haas Co.的RHO SHIELDTM 636和RHOSHIELD 3188聚合物分散体；得自BASF Resins的JONCRYLTM 538、JONCRYL 1552、JONCRYL 1972、JONCRYL 1980、JONCRYL1982、JONCRYL 1984和JONCRYL 8383丙烯酸胶乳；得自DSM NeoResins,Inc.的NEOCRYLTM A-1127、NEOCRYL A-6115、NEOCRYL XK-12、NEOCRYL XK-90、NEOCRYL XK-98和NEOCRYL XK-220丙烯酸胶乳聚合物，以及它们的混合物。
本公开的组合物可以另选地或任选地包含水分散性或水稀释性聚合物。示例性的水分散性聚合物包括聚氨酯、聚酰胺、氯化聚烯烃、(甲基)丙烯酸树脂、乙烯基类树脂、聚酯以及它们的混合物或共聚物。水分散性聚合物通常将包括使得聚合物可自动分散于水中的一个或多个基团作为聚合物的一部分。水分散性聚合物还可以任选地用烯属基团或其他可交联基团官能化，在这种情况下希望使水分散性聚合物能够参与辐射固化。
示例性的市售水分散性或水稀释性聚合物包括以商品名JONCRYL得自BASF公司的丙烯酸共聚物；得自Dow Coating Materials的PARALOIDTM WR-97水稀释性丙烯酸类树脂；得自Reichhold Inc.的AROLONTM 562-G2-70水稀释性丙烯酸类树脂；得自Dow的MAINCOTETMHG-54D和RHOPLEXTM WL-96水性丙烯酸类树脂；得自Momentive Specialty Chemicals Inc.的AQUAMACTM热塑性苯乙烯丙烯酸胶乳树脂；得自Lubrizol Advanced Materials,Inc.的CARBOSETTM CR-760和CARBOSET CR-765热塑性苯乙烯-丙烯酸共聚物乳液；得自ScottBader Inc.的TEXICRYLTM丙烯酸和苯乙烯丙烯酸酯分散体；得自Scott Bader Inc.的TEXIGELTM分散体；得自Engineer Polymer Solutions,Inc.(“EPS”)的EPS 6208水稀释性醇酸树脂；得自Air Products and Chemicals,Inc.的ANCAREZTM AR555水稀释性环氧树脂；得自Cytec Industries的BECKOPOXTM EP386W/56WA水稀释性环氧树脂；得自EPS的EPS 3216水稀释性聚酯树脂；得自EPS的EPS 4213聚氨酯分散体；得自Bayer MaterialScience的BAYHYDROLTM PR 240聚氨酯分散体；以及得自Scott Bader Inc.的POLIDENETM偏二氯乙烯共聚物乳液。
油改性的聚合物也可以被用作胶乳聚合物或者如果适当被稳定为水分散性聚合物。如本文所用，油改性的聚合物包括包含油或油基衍生物的聚合物，诸如甘油酯油类(甘油一酯、甘油二酯等等)、脂肪酸、脂肪胺，以及它们的混合物。此类油改性的聚合物的例子包括醇酸树脂、油改性的聚氨酯、油改性的聚酰胺、油改性的丙烯酸类树脂，以及它们的混合物或共聚物。
在各种实施方式中，粘合剂组合物包含基于涂料体系中非挥发性组分的总重量计约90至约30重量％、约80至约35重量％、或约70至约40重量％的胶乳或水分散性聚合物。如果还使用了水分散性聚合物，它可能以小于胶乳聚合物的量存在。
在一些实施方式中，已发现诸如丙烯酸树脂、苯乙烯丙烯酸树脂和乙烯基丙烯酸树脂的含水乳液在粘合剂组合物中极为奏效。在一些实施方式中，这些乳液中的聚合物和共聚物的玻璃化转变温度(Tg)为约-45℃至约115℃，并且在其他实施方式中，聚合物和共聚物的玻璃化转变温度(Tg)可以为约0℃至约30℃。在一些实施方式中，可将(甲基)丙烯酰基单体与苯乙烯或乙烯基单体共聚，并且可以水性(water-borne)或100％固体形式掺入到石膏浆液中。在一些实施方式中，pH在1.5至约11、或约1.7至约10范围内的树脂，具有约30至约400纳米范围内的粒度，和约21％至约65％范围内的非挥发性物质(“NVM”)。
例子包括但不限于以商品名EPS 2103、EPS 2111、EPS 2113、EPS 2117、EPS 2257、EPS 2293、EPS 2705、EPS 2708、EPS 2757和EPS 2772得自EPS的丙烯酸含水乳液，以及苯乙烯丙烯酸含水乳液EPS 2272、EPS 2507、EPS 2510、EPS 2512、EPS 2514、EPS 2526、EPS2533、EPS 2535、EPS 2537、EPS 2548、EPS 2550、EPS 2561、EPS 2568、EPS 2572和EPS2851。其他例子包括以商品名Rovace特别是Rovace 9100得自Dow Chemical Co.,Midland,MI的乙酸乙烯酯丙烯酸共聚物乳液。
在各种实施方式中，石膏浆液包含基于干固体的重量计约4重量％至约40重量％、约7重量％至约16重量％、约8重量％至约11重量％、或约9重量％至约11重量％的粘合剂组合物。
粘合剂组合物还优选地包含至少一种表面活性剂。可使用许多不同种类的表面活性剂，并且合适的表面活性剂应该优选地在制造过程中当润湿石膏层与纸片彼此接触时的开放时间期间增强面饰纸片的润湿。在一个实施方式中，在浆液开始放热的结晶过程后纸材首先与石膏浆液接触，并且开放时间随着石膏板干燥而继续，并且水逐渐从石膏芯排出。在一些实施方式中，粘合剂组合物中的单一表面活性剂可足以有效地润湿面饰纸片并将粘合剂输送至面饰纸片的界面，在其他实施方式中，已发现混合物或两种以上表面活性剂是可用的。
虽然不希望受到任何理论的约束，但目前可得的证据表明，表面活性剂润湿面饰纸片的能力通常指示了表面活性剂在石膏芯干燥过程中帮助粘合剂组合物中的粘合剂分子输送和迁移至与纸材面饰的界面的能力。再次，虽然不希望受到任何理论的约束，这种输送似乎通过使粘合剂分子与邻近的纸片表面上的纤维的缠结增大而增大了纸材石膏板构造的强度。粘合剂向纸材本身中的迁移可通过纸材的内层构造和所选择的胶料位置阻碍或增强，其中额外的胶料阻碍粘合剂向纸材中运动得更深。
为在与面饰纸片的界面处提供良好的结合强度，所选择的用于粘合剂组合物的表面活性剂应该优选地快速润湿纸片，具有低泡沫高度，并且具有低表面张力。在一些实施方式中，合适的表面活性剂为HLB值为约1至约20的非离子表面活性剂化合物。在其他实施方式中，具有约1至约10的更低HLB值的非离子表面活性剂在面饰纸材界面处提供良好的结合强度。通常应当理解，低泡沫表面活性剂将具有小于4的HLB。在需要低泡沫的应用中，可以使用消泡剂。然而，这可能不足以在没有相分离的情况下提供表面活性剂的长期存储。通过使用HLB在1至10范围内、优选地小于4的表面活性剂，可以在没有相分离的情况下将表面活性剂存储较长时间。
在一些实施方式中，粘合剂组合物中的表面活性剂的分子量(MW)可在约1000至约6000道尔顿、或约1100至约5500道尔顿、或约3000至约5000道尔顿的范围内。
用于粘合剂组合物中的表面活性剂或表面活性剂的混合物将组合物的表面张力减小至约30至约60达因/厘米，在一些实施方式中约33达因/cm至约52达因/厘米，并且在其他实施方式中约35达因/厘米至约40达因/厘米。
供掺入到粘合剂组合物中的合适的非离子表面活性剂包括但不限于以商品名Pluronic得自BASF SE的基于环氧乙烷和环氧丙烷的嵌段共聚物的混合物，诸如PluronicL31(以伯羟基终止的双官能嵌段共聚物)、Pluronic 17R2(以仲羟基终止的双官能嵌段共聚物)和Pluronic 25R2(以仲羟基终止的双官能嵌段共聚物)。这些混合物具有约1至约7的HLB值。其他合适的表面活性剂包括以商品名Triton X-405(HLB＝17-18)和Tergitol NP-10(HLB＝13-14)得自Dow Chemical Co.的非离子辛基酚聚氧乙烯醚和非离子壬基酚聚氧乙烯醚，以及其他非离子表面活性剂，如以商品名Dynol(特别是Dynol 607(HLB＝8))得自Air Products and Chemicals,Allentown PA的那些。
例如，与上述粘合剂一起使用时显示出良好的结合强度的一种表面活性剂组合包括Pluronic表面活性剂和Triton表面活性剂，特别是Pluronic 25R2和Triton X-405。
在一些实施方式中，粘合剂组合物中的表面活性剂或表面活性剂混合物应以基于干固体的重量计约0.01至约5重量％、或约0.25至约2重量％、或约0.25至约0.5重量％的量存在于粘合剂组合物中。
在一些实施方式中，浆液可任选地包含淀粉，诸如玉米淀粉。淀粉可以基于浆液的总重量计至多约2重量％存在于浆液中。然而，淀粉可为石膏芯中的霉菌和霉垢提供食物来源，因此完全消除或显著减少浆液中的淀粉量可提高最终石膏板产品中的霉菌和霉垢抗性。
在各种实施方式中，粘合剂组合物和/或浆液还可以包含多种添加剂，包括但不限于水、玻璃、纸或木纤维、矿物填料、强度添加剂、促进剂、阻滞剂、结晶石膏颗粒、分散剂、阻燃剂、吸水剂、防水剂、防霉剂、抗紫外线化合物、pH调节剂、流变改性剂、流控制剂、消泡剂等。
增稠剂可以包括羟乙基纤维素、疏水改性的环氧乙烷氨基甲酸酯、经处理的绿坡缕石(水合硅酸镁铝)，以及本领域的普通技术人员已知的其他增稠剂。例如，增稠剂可以包括可从Dow Chemical Company(Philadelphia,PA)商购获得的CELLOSIZE QP-09-L和ACRYSOL RM-2020NPR；以及可从BASF公司(Florham Park,NJ)商购获得的ATTAGEL 50。
表面活性剂可以包括聚丙烯酸钠分散剂、乙氧基化的非离子化合物，以及本领域的普通技术人员已知的其他表面活性剂。例如，表面活性剂可以包括可从BASF公司商购获得的HYDROPALAT 44；以及可从Air Products(Allentown,PA)商购获得的DYNOL 607。
消泡剂可以包括多疏水性共混物消泡剂和本领域的普通技术人员已知的其他消泡剂。例如，消泡剂可以包括可从BASF公司商购获得的FOAMASTER SA-3。
填料可以包括无机矿物填料，诸如硅酸铝钾钠、微晶二氧化硅、滑石粉(硅酸镁)，以及本领域的普通技术人员已知的其他填料。例如，填料可以包括可从Cary公司(Addison,IL)商购获得的MINEX 7、可从Cary公司商购获得的IMSIL A-10，以及可从SpecialtyMinerals Inc.(Dillon,MT)商购获得的TALCRON MP 44-26。
杀生物剂可以包括阻止细菌和真菌生长的广谱杀微生物剂、抗菌剂诸如基于活性二碘代甲基对甲苯砜的那些，以及本领域的普通技术人员已知的其他化合物。例如，杀生物剂可以包括可从Dow Chemical公司商购获得的KATHON LX 1.5％、可从Troy公司(Newark,NJ)商购获得的POLYPHASE 663以及可从Dow Chemical公司商购获得的AMICAL Flowable。杀生物剂还可以充当防腐剂。
紫外线吸收剂可以包括胶囊包封的羟基苯基三嗪组合物和本领域的普通技术人员已知的其他化合物，例如可从BASF公司商购获得的TINUVIN 477DW。
材料涂料组合物中还可以包含转移剂，诸如聚乙烯醇(PVA)和本领域的普通技术人员已知的其他化合物。
这些添加剂任选地以基于浆液的总重量计至多约5重量％、或约0.01重量％至约2重量％、或约0.1重量％至约1重量％存在于浆液中。
再次参见图1，通过搅拌器20递送包含粘合剂组合物的浆液21并以箭头A方向移动将其分布到纸片22的主表面22A上。辊轴构造24将浆液均匀地铺展到纸片22的主表面22A上，从而在表面22A上形成石膏层25。
用于制造本文所述石膏板的纸片被设计用于在接触后粘合剂组合物的渗透达到最优化。用于石膏板的纸材指定为在35基重(35磅/1000平方英尺、约1.5kg/1000m2)至65基重(65磅/1000平方英尺、约2.7kg/1000m2)范围内。
此外，虽然不希望受到任何理论的约束，但目前可得的证据表明，纸材中包含胶料化合物可阻止粘合剂组合物渗透到纸材中，因此优选的是纸材包含小量的胶料化合物以保持其对于石膏板制备完整性和适当的孔隙度。
在图2A中示意性示出的实施方式中，将基本上不含额外空气的第一致密浆液层30(本文称为第一板岩层)施加于纸片22的主表面。然后将第二纸片23以箭头A方向朝第一板岩层30移动，该第二纸片包括其上具有第二致密板岩层34的主表面，该板岩层也基本上不含额外空气，并且可与第一板岩层30相同或不同。在第一板岩层30与第二板岩层34之间吹塑更厚的第二浆液层32(本文称为芯层，其致密度小于板岩层30、34，并且在一些实施方式中包含夹带的空气)。第二板岩层34位于芯层32的第一主表面上，并且第一板岩层30位于芯层32的第二相对主表面上。
所得的“三明治状”构造40示于图2B中。在构造40中，板岩层30、34与芯层32的相对厚度可以广泛变化。在一些实施方式中，石膏芯31可以包括单个板岩层。在图2B所示实施方式中，板岩层30、34的厚度可以很大地变化，但一般来讲一个或多个板岩层构成石膏芯31的约20重量％。在一些实施方式中，每个板岩层构成石膏芯31的约3％至约10重量％、或石膏芯31的约3至约7.5重量％，并且芯层32构成石膏芯31的其余部分。根椐最终石膏板产品的预期应用，板岩层30、34与芯层32的浆液组合物可以相同或不同。
“三明治状”构造40穿过辊轴***(未示出)以进一步压实石膏芯层32和板岩层30、34。将纸片22、23关于边缘折叠，在称为窑的大型干燥炉中将所得的面板暴露于精心控制的热和湿度水平。
在此窑中的干燥步骤中，芯层32和板岩层30、34中的石膏结晶，并且发生放热反应，产生硫酸钙的半水化合物(CaSO4·1/2 H2O)，同时水穿过叠置的多孔纸片22、23。随着水迁移出石膏芯/板岩层并穿过纸片22、23，迁移的水和表面活性剂将存在于芯层32和/或板岩层30、34中的粘合剂组合物递送至与叠置的纸片22、23的界面42、44。然后粘合剂组合物会提高纸片22对板岩层30的粘附力，以及纸片23对板岩层34的粘附力。
虽然不希望受到任何理论的约束，但目前可得的证据表明，存在于浆液中的粘合剂组合物修正了含石膏层30、32、34中的任何一者或全部的放热反应曲线。减慢放热反应时间同时仍允许含石膏层30、32、34在商业上可用的时间内结晶的浆液中粘合剂或表面活性剂/粘合剂组合，在与纸片22、23的界面处显示出优异的粘合强度结果。再次，虽然不希望受到任何理论的约束，但延长放热反应时间的粘合剂粘合组合物似乎为粘合剂组合物中的粘合剂从含石膏层30、32、34迁移至相应的纸片22、23的界面42、44提供了更多时间。该延长的“开放时间”为来自含石膏层30、34的粘合剂和纸片22、23中的纸纤维彼此结合并缠结提供了更多机会，这提高了构造40的结合强度。
在干燥过程完成后，石膏芯31变得足够刚性和强效，以用作建筑材料。
图3示出了通过上面提及的干燥/煅烧过程的润湿纸面饰石膏板前体100的实施方式的剖视图。石膏板前体100包括具有致密芯相102的石膏层101，该芯相可以任选地包含粘合剂组合物。石膏层101还在芯相102的相对侧上包括高密度板岩相104、106。板岩相104、106包含上述粘合剂组合物。石膏层101的板岩相104上施加了第一纸片108，并且在板岩相106上施加了第二纸片110。
可以相同或不同的板岩相104、106包含基于干固体的重量计约4至约40重量％(约0.048至约0.240g/m2粘合剂)、或约7至约16重量％(约0.055至约0.117g/m2粘合剂)、或约8至约11重量％(约0.062至约0.083g/m2粘合剂)、或约9至约11重量％(约0.070至约0.083g/m2粘合剂)的粘合剂组合物。
随着面板100在窑中干燥以及石膏层101中发生结晶，石膏层101中的水、粘合剂组合物和添加剂迁移至临时涂层112、114中邻近与纸片108、110的界面108A和110A处。在干燥过程中，粘合剂、表面活性剂、石膏颗粒、任选的添加剂和水在临时涂层112、114中以液相存在于界面108A、110A处一段时间。在一些实施方式中，本文所述的粘合剂和任选的表面活性剂增加了“开放时间”，即在临时涂层112、114中界面108A、110A处的所有组分均处于液相的时间。虽然不希望受到任何理论的约束，但该延长的开放时间增加了纸片108、110对石膏层101的机械缠结和化学结合的机会，这增大了纸界面108A、110A处的界面结合强度。当最终产品用作建筑材料时，该提高的界面结合强度通常改善了湿结合抗力(humid bondresistance)和总强度。
然而，虽然增加开放时间可导致纸片108、110与石膏层101之间更好的界面结合强度，但应当仔细控制开放时间，以确保板岩区域112、114中的石膏颗粒结晶不会显著受阻，以延长超过商业上可用的时间约1小时，在一些实施方式中小于约40分钟。板岩区域112、114中界面108A、110A处的不完全结晶可导致最终石膏板产品的强度较差。
参见图4，干燥过程后的石膏板200的一个实施方式包括具有低密度芯层202的石膏层201，该芯层可以任选地包含上述粘合剂组合物。石膏层201还在芯相202的相对侧上包括高密度板岩层204、206。板岩层204、206包含粘合剂组合物。石膏层201的板岩层204上具有第一纸片208，并且板岩层206上具有第二纸片210。
在图4的实施方式中，石膏板200还在板岩层204、206与它们相应的相邻纸片208、210之间包括至少一层任选的界面粘合剂218、220。界面粘合剂层218、220的干燥膜厚度为约0.1密耳(0.0025mm)至3密耳(0.08mm)。
在一些实施方式中，界面粘合剂层218、220还可增强纸片208、201与板岩层204、206之间在界面208A、210A处的结合，这可增大石膏板的结构强度并且在外部建筑应用中暴露于水分时防止纸材从石膏芯201剥离。
在一个实施方式中，可将形成界面粘合剂层218、220的粘合剂组合物在纸材制造过程中施加于纸片208、210，并且在将纸材用于石膏板制造过程之前干燥。在另一个实施方式中，可在石膏板制造过程中附上纸片208、210之前，将形成界面粘合剂层218、220的粘合剂组合物直接湿涂覆到润湿板岩层204、206上。在另一个实施方式中，可在湿涂覆石膏板岩层204、206之前，将形成界面粘合剂层218、220的粘合剂组合物直接湿涂覆到纸层208、210的主表面上。在图4中未示出的另一个实施方式中，可任选地将界面粘合剂组合物施加于芯层202上与板岩层204、206中任一者或两者的界面处。
可以用任何商业上可用的方式施加形成界面粘合剂层218、220的粘合剂组合物，包括喷涂、辊涂、帘式涂布等等。可根据所选择的施用方法的需要调节粘合剂组合物的物理特性，诸如粘度、固体百分比等等。
用于形成界面粘合剂层218、220的粘合剂组合物的量应当足以提供纸片208、210与相应的相邻板岩层204、206之间的良好粘附性，但应当以对纸片208、210的孔隙度或窑干燥过程中水输送离开板岩层204、206外的影响最小的量存在。界面粘合剂218、220应当以使得在干燥石膏芯201的过程中水穿过纸片208、210不会受到不当限制的量存在。在一些实施方式中，可以使得纸片208、210的主表面208A、210A上的一些区域保持未涂布的图案涂布粘合剂组合物，在一些情况下这可允许石膏板制造过程中水更多地穿过纸片208、210。
形成界面粘合剂层218、220的粘合剂组合物可包含上述供石膏层201的粘合剂组合物使用的相同胶乳聚合物、水分散性聚合物、水稀释性聚合物和油改性的聚合物。
在其他实施方式中，上述界面粘合剂组合物可以任选地与具有约0℃至约30℃的低Tg的疏水高粘压敏粘合剂(PSA)组合，或者PSA可以作为单独的粘合剂层存在于面饰纸材208、210上。例子包括但不限于得自EPS的PSA，诸如EPS 2111、2113、2117，以及诸如以下例子中所述乳液3的树脂。在一些实施方式中，PSA提供的高粘性改善了在接触后纸片208、210与石膏层201之间立即实现的粘附。
图5所示的石膏壁板400的另一个实施方式包括石膏芯401和面饰纸片408、410。芯401还可以包括例如图4所示的全部子层，但为清楚起见这些附加层在图5中未示出。芯401中的任何一个或多个层可以任选地包含上述粘合剂组合物。
在一些实施方式中，石膏壁板400还包括背部涂层440和正面密封涂层442或两者。正面密封涂层442旨在用于壁板400的直接暴露于环境的一侧。在将壁板400从窑取出后，可将形成涂层440、442的隔离涂料组合物施加于纸片408、410的暴露主表面，以提高对来自例如污染、水分、空气和/或紫外线辐射的环境降解的抗性。在另一个实施方式中，还可在石膏壁板制造过程中，在将石膏浆液施加于纸材的相对主表面以形成芯401之前或同时，将形成密封和背面涂层440，442的隔离涂料组合物施加于纸片408、410的暴露主表面。在施加石膏浆液时，形成涂层440、442的隔离涂料组合物可以是润湿的或干燥的。可以用任何商业上可用的方式将形成背面和密封涂层440，442的隔离涂料组合物施加于纸层408、410，包括但不限于直接辊涂、无气喷涂、帘式涂布等。
形成涂层440、442的隔离涂料组合物可为相同或不同的，并且可提供多个优点，包括但不限于比等同的玻璃纤维垫更平滑的外表面涂漆，对石膏芯401中的水分侵蚀更好的保护和抗性，更高的纸片408、410的弯曲强度，改善的液态水排斥性，同时允许湿气迁移穿过纸片408、410，增强的紫外线防护以防止泛黄和保持纸片408、410的色牢度，以及石膏芯401和纸片408、410中改善的霉菌生长抑制性。
虽然不希望受到任何理论的约束，但用于制备背面和密封涂层440，442的隔离涂料组合物应当配制成使纸材的z-向(贯穿厚度)强度最大，控制如通过Cobb环装置测量的水分侵入，并且允许通过湿气透过率(MVTR)控制的最终产品的水蒸气透气性。在一些实施方式中，这通过确定可操作颜料体积浓度(PVC)范围以及在隔离涂料组合物中利用表面活性剂和疏水剂来完成。在一些实施方式中，合适的工作范围为约0至约70PVC，优选的范围为约40至约50PVC。
虽然不希望受到任何理论的约束，但保持低Cobb值是应付水分侵入的方法。合适的Cobb值为2小时后约0至约3.0g/100cm2，并且在其他实施方式中，Cobb值应为2小时后约0至约1.5g/100cm2。MVTR可对最终石膏板产品的透气性具有影响。在50％RH/70℉下基于干杯法的可接受的MVTR值为约1至约30格令/平方英尺/小时、或约8至约20格令/平方英尺/小时。
虽然在配制用于密封涂层440和442的隔离涂料组合物时有多种颜料、树脂和表面活性剂选择，但在一个实施方式中，在组合物中利用表面活性剂实现渗透到纸材中，以使z-向强度最大化。可使用许多不同类型的表面活性剂，并且合适的表面活性剂应当减少涂层到纸材表面片材408、410的渗透时间。虽然不希望受到任何理论的约束，增强的纸片408、410的润湿通常指示了表面活性剂帮助输送和迁移在窑干燥过程后的某些时间施加于与纸片的界面处的隔离涂料组合物的能力。再次，虽然不希望受到任何理论的约束，但目前可得的数据表明，这种输送通过允许涂料分子与纸片表面上的纤维的缠结增大而增大纸材石膏板构造的强度。利用表面活性剂使纸材中的胶料添加剂最小化提供了完全渗透到纸片中的路径，这提供了增大的z-向强度。
在本文所述实施方式中，纵向被定义为x轴，横幅方向被定义为y轴，并且在图5中对应于z向强度的z轴在整个纸片408、410上贯穿纸材厚度，自401开始并终止于涂层440、442。
应当调节施加的膜厚度、通过颜料对体积浓度调节涂层孔隙度，以及调节基于疏水性的颜料选择、表面处理和粒度，以实现水蒸气和空气渗透性并且使涂层440、442可透气，其测量的渗透性大于1格令/平方英尺/小时，并且在一些实施方式中在约8至约50格令/平方英尺/小时范围内。
生成涂层440、442的隔离涂料组合物可以包含上述供用于石膏层的粘合剂组合物使用的相同胶乳聚合物、水分散性聚合物、水稀释性聚合物和油改性的聚合物，只要该组合物(干燥后形成涂层440、442)耐用，优选地当用于外部产品时外部耐用，并且提供基本上无粘性的抗粘连面漆。在本专利申请中，“外部耐用”意指涂层440、442在足以允许应用外部覆层的时间(通常约6个月至约1年)内抵抗由包括例如水和紫外线曝光的因素造成的劣化。“抗粘连性”是指当制品面对背或面对面堆叠在彼此顶部上时，涂层440、442避免粘附到其他相似涂覆制品的能力。术语“基本上无粘性”意指涂层440、442没有粘性触感或不易于沾染过量污垢。
在一些实施方式中，已发现诸如丙烯酸树脂、苯乙烯丙烯酸树脂和乙烯基丙烯酸树脂的含水乳液在生成涂层440、442的隔离涂料组合物中极为奏效。在一些实施方式中，这些乳液中的聚合物和共聚物的玻璃化转变温度为约-45℃至约115℃，并且在其他实施方式中，聚合物和共聚物的玻璃化转变温度为约0℃至约30℃。在一些实施方式中，可将(甲基)丙烯酰基单体与苯乙烯或乙烯基单体共聚，并且可以水性或100％固体形式掺入到隔离涂料组合物中。在一些实施方式中，pH在约1.5至约11、或约1.78至约10.0范围内的树脂，具有约30至约400纳米范围内的粒度，和约21％至约65％范围内的NVM。
例子包括但不限于以商品名EPS 2103、EPS 2111、EPS 2113、EPS 2117、EPS 2257、EPS 2293、EPS 2705、EPS 2708、EPS 2757和EPS 2772得自EPS的丙烯酸含水乳液，以及苯乙烯丙烯酸含水乳液EPS 2272、EPS 2507、EPS 2510、EPS 2512、EPS 2514、EPS 2526、EPS2533、EPS 2535、EPS 2537、EPS 2548、EPS 2550、EPS 2561、EPS 2568、EPS 2572和EPS2851。其他例子包括以商品名Rovace特别是Rovace 9100得自Dow Chemical Co.,Midland,MI的乙酸乙烯酯丙烯酸共聚物乳液。
在其他实施方式中，已发现多种100％固体涂料组合物可用于生成涂层440、442的隔离涂料组合物。代表性的100％固体涂料组合物包括自由基固化涂料组合物、可阳离子固化涂料组合物、可离子固化和多部分(例如两部分)涂料组合物。涂料组合物包含一种或多种活性单体、低聚物或聚合物，并且可以不含或基本上不含代表危害性空气污染物的挥发性溶剂或载体。组合物还可以不含水，因此可以更快地固化。在各种实施方式中，可以使用辐射(例如，紫外线(UV)、可见光或电子束能量)、热能或它们的结合固化这些组合物。
代表性的自由基固化涂料组合物包括至少一个并且优选地至少两个可通过自由基诱导的聚合机制固化的乙烯基不饱和位点。示例性组合物包括美国专利No.4,600,649、4,902,975、4,900,763、4,065,587、5,126,394、6,436,159 Bl、6,641,629 B2、6,844,374B2、6,852,768 B2和6,956,079 B2中所述的那些，这些专利的公开内容以引用方式并入本文。可用于本发明所公开的方法的代表性的自由基固化单体、低聚物和聚合物包括(甲基)丙烯酸酯、聚氨酯、氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、环氧(甲基)丙烯酸酯、聚醚(甲基)丙烯酸酯、聚酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、聚酯型聚氨酯、有机硅(甲基)丙烯酸酯、纤维素丙烯酸丁酸酯、硝基纤维素聚合物，以及它们的共混或接枝组合。一种或多种单体可以例如占涂料组合物的约10至约85％、约15至约45％、或约30至约45重量％。一种或多种低聚物可以例如占涂料组合物的约10至约90％、或约30至约50重量％。所选择的单体可以例如被选择用于改变可固化组合物的喷雾特性，并且可以包括单官能或多官能(例如，双官能或三官能)单体，诸如丙烯酸异冰片酯、丙烯酸苯氧乙酯、丙烯酸异癸酯、丙烯酸己酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸壬酯、丙烯酸十八烷基酯、丙烯酸2-苯氧基酯、丙烯酸2-甲氧基乙酯、丙烯酸和甲基丙烯酸的内酯改性的酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酰胺、丙烯酸烯丙酯、丙烯酸四氢呋喃酯、甲基丙烯酸正己酯、2-(2-乙氧基乙氧基)乙基丙烯酸酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸2-苯氧乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸化羟甲基蜜胺、2-(N,N-二乙氨基)-丙烯酸乙酯、新戊二醇二丙烯酸酯、烷氧基化新戊二醇二丙烯酸酯、乙二醇二丙烯酸酯、己二醇二丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、四乙二醇二丙烯酸酯、季戊四醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯或季戊四醇五丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、包含例如约2至约14个环氧乙烷或环氧丙烷单元的烷氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、亚甲基二醇二丙烯酸酯、四乙二醇二丙烯酸酯、包含例如约2至约14个乙氧基或丙氧基单元的烷氧基化新戊二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、1,3-丁二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、上列丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯的对应甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯，以及上述中的任何的混合物。
代表性的可阳离子聚合组合物包括环氧化物和乙烯基醚。示例性的环氧化物包括具有可通过开环聚合的环氧乙烷环的单体、低聚物或聚合物型有机化合物，例如，平均每个分子具有至少一个可聚合环氧基团并且优选地每个分子具有两个或更多个环氧基团并且数均分子量为58至约100,000或更大的脂族、脂环族或芳香族物质。例如，环氧化物可以包括具有末端环氧基团的物质(例如，聚氧化亚烷基二醇的二缩水甘油醚)和具有骨架环氧乙烷单元的物质(例如，聚丁二烯聚环氧化物)。代表性的环氧化物包括包含氧化环己烯基团的那些，诸如环氧环己烷羧酸酯，代表性的有3,4-环氧环己基甲基-3,4-环氧环己烷羧酸酯、3,4-环氧-2-甲基环己基甲基-3,4-环氧-2-甲基环己烷羧酸酯和双(3,4-环氧-6-甲基环己基甲基)己二酸酯。有关可用的氧化环己烯环氧化物的更详细的列表，参见美国专利No.3,117,099。其他代表性的环氧化物包括缩水甘油醚单体，诸如通过使多元酚与过量氯乙醇诸如表氯醇反应获得的多元酚的缩水甘油醚(例如，2,2-双-(2,3-环氧丙氧苯酚)丙烷的二缩水甘油醚)。有关可用的缩水甘油醚环氧化物的更详细的列表，参见美国专利No.3,018,262以及Lee和Neville,Handbook of Epoxy Resins,McGraw-Hill,New York(1982)。其他代表性的环氧化物包括氧化十八烯、表氯醇、氧化苯乙烯、乙烯基环己烯氧化物、乙烯基环己烯二氧化物、双酚A的缩水甘油醚、二缩水甘油醚(例如，以商品名EPON得自Resolution Performance Products的那些)、环氧乙烯基酯树脂(例如，以商品名DERAKANE得自Dow Chemical Co.的那些)、双(2,3-环氧环戊基)醚、用聚丙二醇改性的脂族环氧化物、二戊烯二氧化物、环氧化聚丁二烯、含环氧官能团的有机硅树脂、环氧硅烷(例如，β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷和γ-缩水甘油醚基丙基三甲氧基硅烷、阻燃剂环氧树脂、1,4-丁二醇二缩水甘油醚、酚醛树脂的聚缩水甘油醚以及间苯二酚二缩水甘油醚。其他代表性的可阳离子聚合物质和可阳离子/自由基聚合物质包括美国专利申请公布No.US2006/0029825 Al中列出的那些，该专利的公开内容以引用方式并入本文。优选的低粘度低聚物包括聚醚、聚酯、烷氧基化聚环氧丙烯酸酯、脂族聚环氧丙烯酸酯、或聚氨酯丙烯酸酯以及它们的混合物。
其他示例性涂料组合物包括美国专利No.4,555,545和6,887,937 Bl中所述的那些，这些专利的公开内容以引用方式并入本文。
本发明所公开的100％固体隔离涂料组合物任选地可以包含光引发剂以促进固化。可以使用电子束辐射固化不含光引发剂的辐射固化性组合物。用于自由基固化组合物的示例性光引发剂包括二苯甲酮、苯偶姻、苯乙酮、苯偶姻甲醚、米氏酮、苯偶姻丁醚、呫吨酮、噻吨酮、苯丙酮、芴酮、卡唑、二乙氧基苯乙酮、1-羟基-环己基苯基酮、2-、3-和4-甲基苯乙酮和甲氧基苯乙酮、2-和3-氯呫吨酮和氯噻吨酮、2-乙酰基-4-甲基苯基乙酸酯、2,2'-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、苯甲醛、芴、蒽醌、三苯胺、3-和4-烯丙基-苯酮、对二乙酰基苯、3-氯-2-壬基呫吨酮、2-氯二苯甲酮、4-甲氧基二苯甲酮、2,2',4,4'-四氯二苯甲酮、2-氯-4'-甲基二苯甲酮、4-氯-4'-甲基二苯甲酮、3-甲基二苯甲酮、4-叔丁基二苯甲酮、异丁醚、苯甲酸乙酸酯、苯偶酰、二苯乙醇酸、氨基苯甲酸酯、亚甲蓝、2,2-二乙氧基苯乙酮、9,10-菲醌、2-甲基蒽醌、2-乙基蒽醌、1-叔丁基蒽醌、1,4-萘醌、异丙基噻吨酮、2-氯硫呫吨酮、2-异丙基噻吨酮、2-甲基噻吨酮、2-癸基噻吨酮、2-十二烷基噻吨酮、2-甲基-l-[4-(甲基硫)苯基)]-2-吗啉丙烷-l、它们的组合等。用于可阳离子聚合组合物的示例性光引发剂包括芳基硫鎓盐，诸如美国专利No.4,161,478(Crivello等人)和4,173,476(Smith等人)中所述的那些，以及二茂铁盐，诸如可从Ciba Specialty Chemicals商购获得的IRGACURE 261。用于有色组合物的辐射(例如紫外线)固化聚合的示例性光引发剂包括IRGACURE 819、IRGACURE907、IRGACURE 369、IRGACURE 1800、IRGACURE 1850或TPO(二苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-氧化膦)等。
光引发剂或光引发剂组合通常将以涂料组合物的约0.5至约15％、约1至约9％、或约1至约5重量％的量存在。
多种含二氧化硅的半触变颗粒可用于本发明所公开的方法。含二氧化硅的半触变颗粒具有约1至约20微米的平均粒度，并且可以例如具有约1至约10或约1至约5微米的平均粒度。含二氧化硅的半触变颗粒对涂料组合物赋予温和的触变性，而不会使组合物在常规的商业喷涂设备中不可喷雾。优选的含二氧化硅的半触变颗粒包括沉淀二氧化硅和硅酸铝钠，诸如得自W.R.Grace的PERKASIL SM系列和ELFADENT系列沉淀二氧化硅以及SYLOWHITESM 405和DURAFILL 200硅酸铝钠、得自Nottingham Co.的PERFORM-O-SIL系列沉淀二氧化硅、得自PPG Industries,Inc.的HY-SIL系列沉淀二氧化硅、得自Rhodia Silica Systems的RHODOLINE 34M和TIXOSIL 34K沉淀二氧化硅以及RHODOXANE 34和TIXOLEX 24AB硅酸铝钠。含二氧化硅的半触变颗粒的量可为例如涂料组合物重量的约0.5至约5％。在小于约0.5％的量时，保持力可能没有可测量的改善，并且在高于约3.5％的量时，保持力改善可能趋平。蜡涂覆的二氧化硅(诸如可用于对涂料组合物赋予防退光特性)和研磨二氧化硅(诸如可用于对涂料组合物赋予耐磨性)通常不会对涂料组合物赋予触变性，因此如果存在，不会被视为含二氧化硅的半触变颗粒量的一部分。热解二氧化硅和胶体二氧化硅通常具有过小的平均粒度，并且即使在较小的添加水平下仍对组合物赋予很大的触变性，以便使组合物不可喷雾，因此它们优选地不包含于本发明所公开的组合物中，或者如果使用，仅以微量存在。
本发明所公开的100％固体隔离涂料组合物可以包括多种佐剂，包括矿物填料、分散剂、染料、填充剂、表面活性剂、消泡剂、流动控制剂、阻燃剂、防水添加剂、防霉剂、抗紫外线化合物、pH调节剂、流变改性剂、颜料、蜡、溶剂(优选地不代表危害性空气污染物的溶剂)、增粘剂、滑爽剂、脱模剂、荧光增白剂、光稳定剂和抗氧化剂。添加剂通常以0.01重量％至约3重量％、或约0.1重量％至1重量％、或约0.1重量％至0.5重量％存在于隔离涂料组合物中，并且不应以会对涂层的疏水性或粘附性造成不利影响的水平存在。此类佐剂的类型和量将对本领域的技术人员明显的。本领域的技术人员还将认识到，由于在不同的最终用户地点，应用设备、应用条件、基质和质量要求通常存在差别，因此通常将对此类佐剂的类型和量进行调整，以针对特定最终用户定制涂料组合物。
可用于100％固体隔离涂料组合物的颜料包括但不限于二氧化钛白、炭黑、灯黑、氧化铁黑、氧化铁红、透明氧化红、氧化铁黄、透明氧化黄、氧化铁棕(氧化红和氧化黄与黑的共混物)、酞菁绿、酞菁蓝、有机红(诸如萘酚红、喹吖啶酮红和甲苯胺红)、喹吖啶酮品红、喹吖啶酮紫罗兰、DNA橙、或有机黄(诸如单偶氮黄)以及它们的混合物。
在另一个实施方式中，衍生层440、442的隔离涂料组合物包含防水剂或疏水剂，以增大涂层对液态水侵蚀的抗性，如通过Cobb环测试法测得。在该实施方式中，疏水剂可以基于组合物的总重量计约0.01重量％至约9重量％、或约0.25重量％至约2重量％、或约0.25重量％至约0.5重量％存在于隔离涂料组合物中。合适的疏水剂包括但不限于以商品名Tego得自Evonik的硅氧烷添加剂，诸如Tegophobe 1401(氨基官能化聚硅氧烷)和Tegophobe 1650(改性的聚硅氧烷树脂)。其他合适的疏水剂包括但不限于天然蜡和石蜡，诸如得自Micro Powders,Inc的Aquabead 325E(石蜡乳液)和Aquabead 525E(天然蜡和石蜡)以及以商品名QPM100得自Engineered Polymer Solutions,Minneapolis,MN的蜡乳液。
在另一个实施方式中，生成层440、442的隔离涂料组合物包含一种或多种流变改性剂。流变改性剂和快速润湿表面活性剂的组合对涂料向纸材中的迁移提供了一定程度的控制。在一个实施方式中，从配方中去除润湿助剂并替换为触变添加剂，以抑制隔离涂料渗透到纸材中以及增大涂料渗透性。合适的流变添加剂包括但不限于缔合型增稠剂，诸如得自ElementisSpecialites的Rheolate 1(碱溶胀性丙烯酸树脂)、得自Dow的Acrysol RM825(疏水改性的聚环氧乙烷氨基甲酸酯)，以及悬浮助剂，诸如得自BASF的Attagel 50(Attapulgite)。流变添加剂以约0.01重量％至约15重量％、或约1重量％至约10重量％、或约2.5重量％至约5重量％存在于隔离涂料中。
在另一个实施方式中，石膏板400可任选地包括位于纸片408、410的向外的面饰表面上并且覆盖涂层440、442的顶部涂层450。在将壁板从窑取出后，可施加顶部涂层450作为屏障，以提高对来自例如污染、水分、空气和/或紫外线辐射的环境降解的抗性。在另一个实施方式中，还可在石膏板制造过程中在将纸片408、410施加于石膏芯401之前，将顶部涂层450施加于纸片408、410。可以用任何商业可用的方式施加顶部涂层450，包括但不限于直接辊涂、无气喷涂、帘式涂布等。
现在将结合以下非限制性实施例阐释本发明。
实施例
本发明实施方式和本说明书的其他地方描述了若干合适的市售树脂。此外，下表1A中描述了若干其他合适的树脂。
表1A
表1B
实施例1
控制树脂水平为+/-2重量％，消泡剂水平为+/-0.05重量％，杀生物剂水平为+/-0.05重量％以及表面活性剂水平为+/-0.05％，制备表1C中的粘合剂组合物。将粘合剂与水和细磨的石膏颗粒(灰泥)共混，制备具有表1D中所示全部组合物的浆液。将浆液施加于纸层之间并且在有机硅模具中干燥/煅烧，以制备0.5英寸厚的石膏板。就煅烧过程而言，将制成的石膏板保持在环境温度下20分钟，然后置于82.2℃烘箱中45分钟(min)。接下来，将板移动到烘箱中，处于43.3℃下最少12小时，以进一步减少多余水分，最后返回到环境条件，使其在制备后的后续数天或数周重新适应环境。通过使样品在41℃和90％相对湿度(RH)条件下适应60分钟，来测量纸材-石膏界面的湿结合强度。使用相同工序制备实验室对照样品，其中以灰泥固体计具有2％淀粉。
表1C
表1D
通过将表1E的润湿和干燥成分以100rpm搅拌3分钟，来测量结晶过程产生的放热。将浆液倾注到具有固定热电偶的杯中并记录温度。如图6所示，与不具有添加剂包的常规实验室对照物相比，向浆液中添加粘合剂使石膏层的放热反应曲线右移。
表1E
实施例2
使用表2A中的组分和表2B中的物料量，重复实施例1的工序和组成范围。
表2A
表2B
通过将表2C的润湿和干燥成分以100rpm搅拌3分钟，来测量结晶过程产生的放热。然后将浆液倾注到具有固定热电偶的杯中并记录温度。如图7所示，与不具有添加剂包的常规实验室对照物相比，向浆液中添加粘合剂使石膏层的放热反应曲线右移。
表2C
实验室对照物 10％粘合剂 16％粘合剂
灰泥(g) 75 75 75
水(g) 57 50.9 47.2
组分表2A(g) 0 13.6 21.8
淀粉(g) 1.5 0 0
实施例3
使用表2A中的组分和表3中的物料量，重复实施例1的工序和组成范围。制备具有占灰泥重量的2％、7％、10％和16％的粘合剂固体的组合物并且将其以表3中详述的施用量使用。
表3
实施例4
使用表4中的组分，重复实施例1的工序和组成范围。
表4
实施例5
使用表5中的组分，重复实施例1的工序和组成范围。将表5中的粘合剂组分与水和细磨的石膏颗粒(灰泥)共混，制备具有大约16％的粘合剂固体对灰泥固体的浆液。将浆液施加于纸层之间并在有机硅模具中干燥/煅烧，制备0.5英寸厚的石膏板。就煅烧过程而言，将制成的石膏板保持在环境温度下20分钟，然后置于82.2℃烘箱中45分钟。接下来，将板移动到烘箱中，处于43.3℃下最少12小时，以进一步减少多余水分，最后返回到环境条件，使其在制备后的后续数天或数周重新适应环境。通过使样品在41.1℃和90％RH下适应60分钟，来测量纸材-石膏界面的湿结合强度。
表5
如表5所示，第二(低HLB值)表面活性剂与粘合剂体系的组合将纸材-石膏界面的湿结合强度增大到高于独立工作的表面活性剂的任一者的值。
实施例6
控制树脂水平为+/-2重量％以及表面活性剂水平为+/-0.05％，制备表6A的密封涂料组合物。将表6A中的组分通过无气喷涂施加于灰底纸材，并通过煤气红外线辐射固化20秒，以实现85℃的板表面温度(BST)。通过在拉伸实验机(Testing Machine 500,AmetekInc.)中牵拉1.27cm×7.62cm样品，来测量纸材的拉伸强度。
表6A
表6B
如6B所示，添加密封剂改善了纸材在纵向和横向上的拉伸强度。
利用表6C中的组分并控制树脂水平为+/-2重量％，分散剂为+/-0.05重量％，消泡剂水平为+/-0.05重量％，基质水平为+/-0.05重量％，增稠剂水平为+/-0.05重量％，疏水剂水平为+/-0.05重量％，杀生物剂水平为+/-0.05重量％以及表面活性剂水平为+/-0.05％，制备隔离涂层。
表6C
将表6C中的组分通过无气喷涂施加于表6B中所述的灰底纸材样品，并通过煤气红外线辐射烘箱固化40秒，以实现185℃的板表面温度(BST)。
表6D
在密封剂涂覆的纸材上添加隔离涂层增大了纸材在纵向和横向上的拉伸强度，该强度高于密封涂层或隔离涂层独立工作时的强度。
实施例7
用绕线棒将表7A的组分涂抹到灰底纸材上，并在82.2℃的烘箱温度下固化5分钟。将涂覆的纸材用于制造石膏板，在板芯中以9重量％的粘合剂对灰泥固体利用前面表2A中详述的组合物。水蒸气透过率和Cobb值示于表7B中，如样品7B-1。
表7A
表7B
使用表7C中的组分，重复实施例6的工序和组成范围。将表7C中的组分通过空气辅助无气喷涂施加于涂覆有表7A中的密封涂料的板。将每个板涂覆1密耳干膜厚度(DFT)并用强制热空气固化至71.1℃的板表面温度。水蒸气透过率和Cobb值示于表7B中。
使用改进的干杯法测量湿气透过率(MVTR)，在5.08cm直径环中，用50克水进行2小时的Cobb环分析。
表7C
包含粘合剂、密封涂料和隔离涂料的多种组合的板的环境降解性能示于下表7D中。表7D中的数据确定，粘合剂、密封涂料和隔离涂料的组合可在至少6个月的时间段内并且在一些情况下在10个月内防止纸材从石膏芯剥离。在表7D中，“合格”意指大于75％的纸材表面区域保持完全粘附到石膏芯。表7D中的术语“勉强合格”意指大于50％但小于75％的纸材表面区域保持完全粘附到石膏芯。表7D中的术语“不合格”意指小于50％的纸材表面区域保持完全粘附到石膏芯。
表7D
实施例8
使用表8A中的组分，重复实施例6的工序和组成范围。利用下表8A中的组分制备隔离涂料。
表8A
用绕线棒将表8A中的组分涂抹到纸材上，并在82.2℃的烘箱温度下固化5分钟。将带涂层的纸材用于制造13平方英寸石膏板，在板芯中以9重量％的粘合剂对灰泥固体利用前面表2A中详述的组合物。水蒸气透过率和Cobb值示于表8B，如样品8B-1.
表8B
将表7C中的组分通过空气辅助无气喷涂施加于涂覆有表8A中的密封涂料的板。将每个板喷涂1密耳DFT并用强制热空气固化至71.1℃的板表面温度。
实施例9
使用表9中的组分，重复实施例6的工序和组成范围。将表9中的组分通过无气喷雾施加于具有灰底面饰纸材的石膏板。将涂料在煤气红外线(IR)烘箱中在204.4℃下固化13秒，以实现82.2℃的板表面温度。使用改进的干杯法测量湿气透过率(MVTR)，并且在5.08cm直径环中，用50克水进行2小时Cobb环分析。
表9
相较于使用纯纸材，可观察到Cobb值和水蒸气透过率的明显改善。
实施例10
将表10A中的组分施加于具有灰底面饰纸材的石膏板。在板的板岩层中以9重量％的粘合剂对灰泥固体利用表2A中的粘合剂组合物制备石膏板。将隔离涂料以大约4克/平方英尺的速率施加于直接辊涂机上，并用双通道通过375mJ紫外线固化灯固化。水蒸气透过率和Cobb值示于表10B中。
表10A
表10B
具有紫外线固化隔离涂层的板的环境降解性能示于表10B中。表10B中的数据确定，100％固体隔离涂料可在至少6个月的时间段内防止纸材从石膏芯剥离。在表10B中，“合格”意指大于75％的纸材表面区域保持完全粘附到石膏芯。表10B中的术语“不合格”意指小于50％的纸材表面区域保持完全粘附到石膏芯。
实施方式1是一种用于将纸片粘附到石膏制品的粘合剂组合物，该石膏制品包括在其主表面上具有至少一个纸片的石膏层，其中所述粘合剂组合物包含聚合物粘合剂和至少一种表面活性剂，并且其中所述粘合剂组合物停留于石膏层与纸片之间的交界处。
实施方式2是实施方式1所述的组合物，其中石膏层包括低密度芯层，该低密度芯层在其至少一个主表面上具有高密度板岩层，并且其中所述粘合剂组合物停留于板岩层中。
实施方式3是实施方式1或2中任一项所述的组合物，其中所述粘合剂组合物还停留于芯层中。
实施方式4是实施方式1至3中任一项所述的组合物，其中聚合物粘合剂包含胶乳聚合物、水分散性聚合物、水稀释性聚合物或油改性的聚合物中的至少一者。
实施方式5是实施方式1至4中任一项所述的组合物，其中聚合物粘合剂包含选自丙烯酸树脂、苯乙烯丙烯酸树脂、乙烯基丙烯酸树脂、苯乙烯乙酸酯丙烯酸树脂以及它们的组合的含水乳液。
实施方式6是实施方式1至5中任一项所述的组合物，其中聚合物粘合剂包含玻璃化转变温度为0至30℃的聚合物或共聚物。
实施方式7是实施方式2至6中任一项所述的组合物，其中板岩层包含基于干固体的重量计约4重量％至约40重量％的粘合剂组合物。
实施方式8是实施方式2至7中任一项所述的组合物，其中板岩层包含基于干固体的重量计约0.048g/m2至约0.240g/m2的粘合剂组合物。
实施方式9是实施方式1至8中任一项所述的组合物，其中表面活性剂为HLB值为约1至约20的非离子表面活性剂。
实施方式10是实施方式2至9中任一项所述的组合物，其中板岩层包含两种或更多种表面活性剂。
实施方式11是实施方式1至10中任一项所述的组合物，其中表面活性剂选自以下至少一者：(1)基于环氧乙烷和环氧丙烷的嵌段共聚物的混合物，和(2)辛基酚或壬基酚乙氧基化物，以及它们的组合。
实施方式12是一种用于将纸片粘附到壁板制品的粘合剂组合物，其中壁板制品包括石膏层，该石膏层的每个主表面上具有纸片，其中所述组合物包含聚合物粘合剂和至少一种表面活性剂，该聚合物粘合剂包含选自丙烯酸树脂、苯乙烯丙烯酸树脂、乙烯基丙烯酸树脂、苯乙烯乙酸酯丙烯酸树脂以及它们的组合的含水乳液，并且其中所述粘合剂组合物存在于邻近每个纸片的石膏层的高密度板岩区域中。
实施方式13是实施方式12所述的组合物，其中石膏层包括介于板岩层之间的低密度芯层，其中该芯层占石膏层的约70重量％，并且板岩层中的每一个占石膏层的约15重量％。
实施方式14是实施方式12-13中任一项所述的组合物，其中表面活性剂为HLB值为约1至约20的非离子表面活性剂。
实施方式15是实施方式12至14中任一项所述的组合物，其中板岩层中的至少一者中的组合物包含两种或更多种不同的表面活性剂。
实施方式16是实施方式12至15中任一项所述的组合物，还包括介于纸片中的至少一者和与其邻近的板岩层之间的粘合剂。
实施方式17是实施方式12至16中任一项所述的组合物，其中粘合剂包括在纸片上位于该纸片与其邻近板岩层的界面处的第一粘合剂层，并且其中第一粘合剂层包含选自丙烯酸树脂、苯乙烯丙烯酸树脂、乙烯基丙烯酸树脂、苯乙烯醋酸酯丙烯酸树脂以及它们的组合的含水乳液和至少一种表面活性剂。
实施方式18是实施方式12至17中任一项所述的组合物，其中粘合剂包括丙烯酸类聚合物、苯乙烯丙烯酸树脂共聚物、乙酸乙烯酯丙烯酸树脂共聚物和乙烯基丙烯酸树脂共聚物中的至少一者。
实施方式19是实施方式12至18中任一项所述的组合物，其中粘合剂还包括压敏粘合剂。
实施方式20是实施方式12至19中任一项所述的组合物，其中粘合剂还包括含压敏粘结剂的第二粘合剂层，并且其中第二粘合剂层介于第一粘合剂层和与其邻近的板岩层之间。
实施方式21是实施方式12至20中任一项所述的组合物，还包括在纸片中的至少一者的向外面饰表面上的隔离涂层。
实施方式22是实施方式21所述的组合物，还包括隔离涂层上的顶部涂层。
实施方式23是一种对壁板制品施加一种或多种粘合剂组合物的方法，包括将第一浆液沉积在第一纸片的主表面上，该第一浆液包含石膏、水以及含聚合物粘合剂和至少一种表面活性剂的粘合剂组合物。
实施方式24是实施方式23所述的方法，其中浆液包含两种以上的表面活性剂。
实施方式25是实施方式23至24中任一项所述的方法，还包括将第二浆液沉积到第二纸片的主表面上，其中第二浆液包含石膏、水以及含聚合物粘合剂和至少一种表面活性剂的粘合剂组合物。
实施方式26是实施方式23至25中任一项所述的方法，还包括将第三浆液施加于第一浆液和第二浆液之间，以形成壁板前体构造。
实施方式27是实施方式26所述的方法，还包括加热壁板前体构造，以使第一浆液、第二浆液和第三浆液中的石膏结晶以及形成壁板。
实施方式28是实施方式23至27中任一项所述的方法，还包括在施加第一浆液之前将第一粘合剂组合物沉积到第一纸片上。
实施方式29是实施方式25至28中任一项所述的方法，还包括在施加第二浆液之前将第二粘合剂组合物沉积到第二纸片上。
实施方式30是实施方式23至29中任一项所述的方法，其中第一纸片包括含第一粘合剂层的主表面，并且其中第一浆液沉积到第一粘合剂层上。
实施方式31是实施方式25至30中任一项所述的方法，其中第二纸片包括含第二粘合剂层的主表面，并且其中第二浆液沉积到第二粘合剂层上。
实施方式32是实施方式30至31中任一项所述的方法，其中第一纸片还包括第一粘合剂层上的压敏粘合剂层。
实施方式33是实施方式31至32中任一项所述的方法，其中第二纸片还包括第二粘合剂层上的压敏粘合剂层。
实施方式34是实施方式27至33中任一项所述的方法，还包括对壁板上的第一纸片和第二纸片中的至少一者的暴露表面施加涂料组合物。
实施方式35是实施方式34所述的方法，还包括在涂料组合物上施加顶部涂层。
实施方式36是一种对石膏壁板施加一种或多种粘合剂组合物的方法，包括以下步骤：
将第一粘合剂组合物添加到石膏颗粒和水中以形成第一板岩组合物，该第一粘合剂组合物包含聚合物粘合剂和至少一种表面活性剂，该聚合物粘合剂包含选自丙烯酸树脂、苯乙烯丙烯酸树脂、乙烯基丙烯酸树脂、苯乙烯乙酸酯丙烯酸树脂以及它们的组合的含水乳液；
将第一板岩组合物施加于第一纸片的主表面上；
将第二粘合剂组合物添加到石膏颗粒和水中以形成第二板岩组合物，该第二粘合剂组合物包含聚合物粘合剂和至少一种表面活性剂，该聚合物粘合剂包含选自丙烯酸树脂、苯乙烯丙烯酸树脂、乙烯基丙烯酸树脂、苯乙烯乙酸酯丙烯酸树脂以及它们的组合的含水乳液，其中第一板岩组合物和第二板岩组合物可以相同或不同；
将第二板岩组合物施加于第二纸片的主表面上；以及
在第一板岩组合物和第二板岩组合物之间施加包含石膏颗粒和水的芯组合物。
实施方式37是实施方式36所述的方法，其中第一和第二板岩组合物在与其相应的第一纸片和第二纸片的结合界面处包括第一和第二临时涂层区，并且其中临时涂层区各自包含以液相的石膏颗粒以及粘合剂组合物。
实施方式38是实施方式37所述的方法，还包括对第一板岩组合物、第二板岩组合物和芯组合物进行热处理，以将水从第一和第二临时涂层区中去除。
实施方式39是一种用于独立的壁板制品的涂料组合物，其中壁板包括石膏层上的纸片，其中所述涂料组合物包含选自丙烯酸树脂、苯乙烯丙烯酸树脂、乙烯基丙烯酸树脂、苯乙烯醋酸酯丙烯酸树脂以及它们的组合的含水乳液和至少一种表面活性剂，并且其中将所述涂料组合物施加于纸片的暴露主表面上。
实施方式40是实施方式39所述的组合物，还包括涂料合物上的顶涂层组合物。
实施方式41是实施方式39至40中任一项所述的组合物，其中涂料组合物包含两种或更多种表面活性剂。
实施方式42是实施方式41所述的组合物，其中表面活性剂具有约1至约20的HLB值。
实施方式43是实施方式39至42中任一项所述的组合物，其中石膏层包含聚合物粘合剂和至少一种表面活性剂。
实施方式44是实施方式43所述的组合物，其中聚合物粘合剂包含胶乳聚合物、水分散性聚合物、水稀释性聚合物或油改性的聚合物中的至少一者。
实施方式45是实施方式39至44中任一项所述的组合物，其中纸片还包括至少一个邻近石膏层的粘合剂层。
实施方式46是一种制备独立的壁板制品的方法，该壁板制品包括石膏层的第一主表面上的第一纸片和石膏层的第二主表面上的第二纸片，所述方法包括：
将涂料组合物施加于第一纸片和第二纸片中的至少一者的暴露表面，该涂料组合物包含选自丙烯酸树脂、苯乙烯丙烯酸树脂、乙烯基丙烯酸树脂、苯乙烯乙酸酯丙烯酸树脂以及它们的组合的含水乳液和至少一种表面活性剂；以及
使该涂料组合物干燥。
实施方式47是实施方式46所述的方法，还包括将顶部涂层组合物施加于涂料组合物上，其中在步骤(b)之前或之后施加顶部涂层组合物。
实施方式48是实施方式46至47中任一项所述的方法，其中通过喷涂、辊涂、帘式涂布或覆涂将涂料组合物施加于纸片。
实施方式49是实施方式46至48中任一项所述的方法，其中第一纸片和第二纸片中的至少一者包括至少一个邻近石膏层的粘合剂层。
实施方式50是实施方式49所述的方法，其中粘合剂层包括压敏粘合剂层。
实施方式51是实施方式46至50中任一项所述的方法，其中石膏层包含聚合物粘合剂和至少一种表面活性剂。
实施方式52是一种制备包括第一纸片、第二纸片以及介于第一纸片和第二纸片之间的石膏层的壁板的方法，所述方法包括：
将涂料组合物施加于第一纸片和第二纸片中的至少一者的暴露表面，该涂料组合物包含选自丙烯酸树脂、苯乙烯丙烯酸树脂、乙烯基丙烯酸树脂、苯乙烯乙酸酯丙烯酸树脂以及它们的组合的含水乳液和至少一种表面活性剂；以及
使石膏层和涂料组合物干燥以形成壁板。
实施方式53是实施方式52所述的方法，还包括将顶部涂层组合物施加于涂料组合物上，其中在步骤(b)之前或之后施加顶部涂层组合物。
实施方式54是一种制备壁板的方法，包括：
在第一纸片的第一主表面上涂覆第一石膏层，其中第一纸片的第二主表面包括第一涂层，该第一涂层衍生自选自丙烯酸树脂、苯乙烯丙烯酸树脂、乙烯基丙烯酸树脂、苯乙烯乙酸酯丙烯酸树脂以及它们的组合的含水乳液和至少一种表面活性剂；
在第二纸片的第一主表面上涂覆第二石膏层，其中第二纸片的第二主表面包括第二涂层，该第二涂层衍生自选自丙烯酸树脂、苯乙烯丙烯酸树脂、乙烯基丙烯酸树脂、苯乙烯乙酸酯丙烯酸树脂以及它们的组合的含水乳液和至少一种表面活性剂，并且其中第一涂层和第二涂层可以相同或不同；
将第三石膏层沉积到第一石膏层和第二石膏层之间，以形成壁板前体构造；以及
使壁板前体构造干燥以形成壁板。
实施方式55是实施方式54所述的方法，其中第一纸片的第一主表面包括第一粘合剂层，并且将浆液施加于第一粘合剂层上。
实施方式56是实施方式54至55中任一项所述的方法，其中第二纸片的第一主表面包括第二粘合剂层，并且将浆液施加于第一粘合剂层和第二粘合剂层之间。
实施方式57是一种制备壁板的方法，包括：
将第一涂料组合物施加于第一纸片的第一侧面，其中第一涂料组合物包含选自丙烯酸树脂、苯乙烯丙烯酸树脂、乙烯基丙烯酸树脂、苯乙烯乙酸酯丙烯酸树脂以及它们的组合的含水乳液和至少一种表面活性剂；
将第一浆液沉积到第一纸片的第二侧面上以形成第一石膏板岩层，其中第一浆液包含第一粘合剂组合物，该第一粘合剂组合物包含选自丙烯酸树脂、苯乙烯丙烯酸树脂、乙烯基丙烯酸树脂、苯乙烯乙酸酯丙烯酸树脂以及它们的组合的含水乳液和至少一种表面活性剂；
将第二涂料组合物施加于第二纸片的第一侧面，其中第二涂料组合物包含选自丙烯酸树脂、苯乙烯丙烯酸树脂、乙烯基丙烯酸树脂、苯乙烯乙酸酯丙烯酸树脂以及它们的组合的含水乳液和至少一种表面活性剂；
将第二浆液沉积到第二纸片的第二侧面上以形成第二石膏板岩层，其中第二浆液包含石膏、水和第二粘合剂组合物，该第二粘合剂组合物包含选自丙烯酸树脂、苯乙烯丙烯酸树脂、乙烯基丙烯酸树脂、苯乙烯乙酸酯丙烯酸树脂以及它们的组合的含水乳液和至少一种表面活性剂；
在第一石膏板岩层和第二石膏板岩层之间沉积石膏芯层以形成壁板前体构造，其中石膏芯层包含石膏、水和夹带的空气；以及
使壁板前体构造干燥。
实施方式58是实施方式57所述的方法，其中在将第一浆液施加于第一纸片之前干燥第一涂料组合物。
实施方式59是实施方式57至58中任一项所述的方法，其中在将第二浆液施加于第二纸片之前干燥第二涂料组合物。
实施方式60是实施方式57至59中任一项所述的方法，其中充分干燥壁板前体构造，以使第一石膏板岩层、石膏芯层和第二石膏板岩层中的石膏结晶。
实施方式61是实施方式57至60中任一项所述的方法，其中第一和第二石膏板岩层各自包含两种或更多种表面活性剂。
实施方式62是一种壁板制品，包括：
石膏层；和
制品的每个主表面上的纸片，其中纸片用包含聚合物粘合剂和至少一种表面活性剂的粘合剂组合物粘附到石膏层，并且具有至少3N-m的湿结合强度。
实施方式63是一种壁板制品，包括：
石膏层，其具有石膏芯层和至少一个邻近芯层的高密度石膏板岩层；以及
在制品的每个主表面上的纸片，其中纸片用包含聚合物粘合剂和至少一种表面活性剂的粘合剂组合物粘附到石膏，并且具有至少3N-m的湿结合强度。
实施方式64是实施方式62至63中任一项所述的制品，其中纸片以至少6N-m的湿结合强度粘附到石膏。
实施方式65是实施方式62至63中任一项所述的制品，其中纸片以至少9N-m的湿结合强度粘附到石膏。
实施方式66是实施方式62至63中任一项所述的制品，其中纸片以至少12N-m的湿结合强度粘附到石膏。
实施方式67是实施方式63至66中任一项所述的制品，其中石膏层包括介于两个板岩层之间的低密度芯层，其中芯层占石膏层的约70重量％和94重量％之间，并且每个板岩层占石膏层的约6重量％和30重量％之间。
实施方式68是实施方式62至67中任一项所述的制品，其中粘合剂组合物在壁板制造过程中被添加到石膏中，或者在壁板制造过程中被施加于石膏与纸材表面之间的界面处，或者涂覆到纸材面饰上以形成邻近壁板构造中的石膏的粘合剂层。
实施方式69是实施方式62至68中任一项所述的制品，其中制品还包括纸材的至少一者的向外面饰表面上的隔离涂层。
实施方式70是实施方式62至69中任一项所述的制品，其中制品还包括隔离涂层上的顶部涂层。
实施方式71是实施方式62至70中任一项所述的制品，其中纸材具有介于约35磅/千平方英尺(1.5kg/1000m2)至约65磅/千平方英尺(2.7kg/1000m2)之间的基重。
实施方式72是实施方式62至71中任一项所述的制品，其中制品具有介于约8至约50格令/平方英尺/小时之间的水蒸气渗透率。
实施方式73是实施方式62至72中任一项所述的制品，其中制品具有2小时后小于约3g/100cm2的Cobb值。
实施方式74是实施方式62至73中任一项所述的制品，其中制品抵抗各种因素造成的降解至少6个月。
本发明的各种实施方式已有所描述。这些和其他实施方式在以下权利要求范围内。

Claims (9)

1.一种纸片和石膏制品的复合物，其中使用粘合剂组合物将所述纸片粘附到所述石膏制品，所述石膏制品包括石膏层，所述石膏层在其主表面上具有至少一个纸片，其中所述粘合剂组合物包含
至少一种表面活性剂；和
基于所述粘合剂组合物中非挥发性组分的总重量计90重量％至30重量％的聚合物粘合剂，其中所述聚合物粘合剂包含选自丙烯酸树脂、乙烯基丙烯酸树脂、苯乙烯醋酸酯丙烯酸树脂以及它们的组合的含水乳液，并且其中所述聚合物粘合剂包含玻璃化转变温度为0至30℃的聚合物，
其中所述石膏层包括低密度芯层，所述低密度芯层在其邻近所述纸片的至少一个主表面上具有高密度板岩层，淀粉基于石膏浆液的总重量计至多2重量％存在于石膏浆液中，并且
其中所述板岩层包含基于干固体4重量％至40wt％的所述粘合剂组合物，并且所述粘合剂组合物停留于所述石膏层与所述纸片之间的交界处。
2.根据权利要求1所述的复合物，其中所述粘合剂组合物停留于所述板岩层中。
3.根据权利要求2所述的复合物，其中所述粘合剂组合物还停留于所述芯层中。
4.根据权利要求1所述的复合物，其中所述表面活性剂选自以下中的至少一者：(1)基于环氧乙烷和环氧丙烷的嵌段共聚物的复合物，和(2)辛基酚或壬基酚乙氧基化物，以及它们的组合。
5.根据权利要求1所述的复合物，其中所述石膏制品还包括介于所述纸片中的至少一者和与其邻近的板岩层之间的粘合剂。
6.根据权利要求1所述的复合物，其中所述石膏制品还包括在所述纸片中的至少一者的向外面饰表面上的隔离涂层。
7.根据权利要求6所述的复合物，还包括所述隔离涂层上的顶部涂层。
8.根据权利要求1所述的复合物，其中，所述聚合物粘合剂包含选自苯乙烯丙烯酸树脂的含水乳液。
9.根据权利要求1所述的复合物，其中，所述聚合物粘合剂包含玻璃化转变温度为0至30℃的共聚物。
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