專利名稱：用于結構組件的粘合劑或石膏,其制備方法和制備制品的方法
技術領域：
本發明涉及一種用于結構組件的，特別是用作紙面石膏板的粘合劑或石膏，以及一種制備如，隔墻、墻面覆蓋物或天花板等制品的方法。
用石膏板來制做隔墻、用于垂直或傾斜組件的覆蓋物或懸掛的或非懸掛的天花板為人們所熟知。
一般情況下，這些板由一個基本上由石膏制做的芯板組成，此芯板的兩面用皮包覆，此皮不僅可以起加固作用，同時也作為飾面，它可以由紙板或礦物纖維組成。
公開的國際申請WO-A-9702395的主題是一種制造罩面的方法，其中的石膏板用第一種石膏接合在一起，板之間的接合處用一種含有下列組份的互補石膏來涂飾-50％-85％的礦物填料；-1％-20％的能夠分散在水相中的有機粘結材料；-0.2％-5％的疏水劑；-1％-15％的可加工性助劑(保水試劑/增稠劑)；-0.1％-2％的滑脫劑；-1％-12％的互補滑脫劑；-0.1％-5％的分散劑；-0.001％-0.015％的顏料；-0.1％-0.3％的殺生物劑；-0.1％-0.3％的防泡劑；和-水。
此石膏的顏色盡可能地與飾面紙的顏色相匹配。
然而，這種石膏是一種整理石膏，這就意味著不能用它來填充兩板之間的間隔，特別是因為它不能很好地粘接和粘合粘接膠帶。因此，就有必要有兩種石膏，第一種石膏稱為填充石膏，用來填充兩板之間的間隔，第二種石膏稱為整理石膏，用來涂飾兩板之間的接合處。
此外，這種石膏在硬化以后產生很大的收縮。填充石膏的顏色也存在小麻煩，因為它要用整理石膏來覆蓋。換句話說，在干燥以后，其收縮必須很微小，因為其表面覆蓋的涂層有顯著的厚度。
然而，整理石膏的顏色是重要的，因為其必須盡可能地與石膏板飾面的顏色接近。但是，此時整理石膏在干燥以后的收縮就沒有必要必須很小，因為此石膏僅僅以一薄層的厚度涂敷。因此，上文所述的申請WO-A-9702395沒有致力于干燥以后的收縮問題，因為這對作為一種整理石膏申請來說是無關緊要的。
因此，有一種既可以用作填充石膏，又可以用作整理石膏的石膏是有利的。因此，這種石膏將必須具有下列特性中的一種或多種，優選地，具有下列所有的特性-對構成石膏板飾面紙的良好粘合；-對粘接膠帶的良好粘接與良好粘合；-與飾面紙顏色相同的顏色；-干燥以后可以忽略的收縮(例如，通過瓷環試驗測定時小于20％)；-吸水率盡可能地與飾面紙的吸水率接近，以便避免在貼壁紙與上漆之前必須使用涂底劑；-對構成墻紙的紙的適度粘合，以便使其隨后能夠一次或者多次剝離；-易涂漆性。
本發明的申請人為了開發這樣一種石膏做了大量的研究工作。
現在，已經成功地做到了這一點，并且建議含有下列組分的一種石膏以石膏總重量的百分比計-50％-85％的礦物填料；-1％-20％的能夠分散在水相中的有機粘結材料；-1％-15％的硅酸鹽基添加劑；-0.2％-5％的硅氧烷衍生物疏水劑；-0.05％-5％的聚乙烯醇；和-補足到100％的水。
本發明的第二個主題是制備這種石膏的一種方法，其中，石膏的組份以任意的順序混合。
本發明的第三個主題是制備一制品的一種方法，包括并置結構構件，用一填充石膏填充結構構件之間的間隔，敷設膠帶，用一整理石膏覆蓋膠帶，其特征在于同樣的石膏被用作填充石膏和整理石膏。
本發明另外的特性和優點將在下面的描述中進行詳細的描述。根據本發明的石膏因此，根據本發明的石膏，以石膏總重量的百分比計，含有-50％-85％的礦物填料；-1％-20％的能夠分散在水相中的有機粘結材料；-1％-15％的硅酸鹽基添加劑；-0.2％-5％的硅氧烷衍生物疏水劑；-0.05％-5％的聚乙烯醇；和- 補足到100％的水。
作為礦物填料，任何通常用來生產粘合劑或石膏的礦物填料都可以在本發明中使用。一般情況下，礦物填料的顏色比較淺，優選地為白色，其平均直徑d50一般在5-35微米之間，這樣，石膏在干燥以后就具有一與板飾面相符合的光面。
制成礦物填料的材料的例子有碳酸鈣、無水或二水合硫酸鈣、碳酸鎂、白云石、硅石、硅酸鹽、鋁酸鹽和其它此類原料。
優選地，使用碳酸鈣CaCO3。
優選地，礦物填料占有石膏總重量的50％-70％。
根據一實施例，粘合劑與硅酸鹽基添加劑的重量比在0.5-2之間。
根據一實施例，粘合劑與疏水劑的重量比在1.5-10之間。
根據本發明的一個有利的實施例，礦物填料還包含珍珠巖，優選地，為膨脹珍珠巖，更優選地，為疏水珍珠巖。通常，珍珠巖的量在2％-5％之間。
作為能夠分散在水相中的有機粘結材料，其制成原料可能包括聚乙酸乙烯酯均聚物(增塑的或未增塑的)、乙烯/乙酸乙烯酯二元共聚物(增塑的或未增塑的乙烯-乙酸乙烯共聚物)、乙烯/乙烯基支鏈烷烴羧酸酯二元共聚物、乙酸乙烯酯/乙烯基支鏈烷烴羧酸酯二元共聚物、聚丙烯酸酯、乙酸乙烯酯/丙烯酸類二元共聚物、苯乙烯/丙烯酸類二元共聚物、苯乙烯/丁二烯二元共聚物、乙酸乙烯酯/乙烯基支鏈烷烴羧酸酯/乙烯基順丁烯二酸三元共聚物、乙酸乙烯酯/乙烯基支鏈烷烴羧酸酯/丙烯酸三元共聚物、丙烯酸三元共聚物以及它們的摻合物。
優選地，有機粘結材料的比例占石膏總重量的2％-12％之間。
優選地，硅酸鹽基添加劑(不同與礦物填料)含有滑石粉和/或云母，和/或粘土。優選地，使用滑石粉與云母的混合物。
優選地，硅酸鹽基添加劑的比例占石膏總重量的3％-10％之間。
疏水劑是一種硅氧烷衍生物。作為硅氧烷衍生物，其制成原料可能包括硅氧烷酯、硅烷、氫化硅油、乳化硅油、乳化氨基硅氧烷、烷基硅氧烷樹酯，例如氫甲基聚硅氧烷和胺化聚二甲基硅氧烷以及它們的混合物。
優選地，使用一種胺化聚二甲基硅氧烷型樹脂作為硅氧烷衍生物。
優選地，硅氧烷衍生物的比例占石膏總重量的0.5％-3％之間。
有利地，硅氧烷衍生物比例的選擇是為了產生一個與飾面紙結合處有相同表面特性的接頭。這些表面特性是由于天然色、反射和表面吸水率的影響所產生的脫色與著色。這些特性在申請WO-A-9702395中有詳細的描述(其內容在此引入作為參考)，這些參考可以用于作為進一步的細節理解。應該理解，在這篇申請中描述的工藝特性將經過必要的修改用于本申請。
優選地，聚乙烯醇的比例占石膏總重量的0.05％-1％之間。
根據一有利的實施例，石膏還包含淀粉和/或一淀粉衍生物。
通常，淀粉和/或一淀粉衍生物的比例占石膏總重量的0.05％-5％之間，優選地，在0.1％-1％之間。
根據本發明的石膏可以通過以任意順序混合其組份而制得。
當然，倘若考慮到每一個主要成分的比例，那么根據本發明的石膏就可以被引入列為輔助組分，通常用來輔助其它組份的加工或使石膏具有額外的特殊特性的添加劑。作為此類添加劑的例子，其制成原料可能包括保水試劑或增稠劑、滑脫劑、分散劑、防膠凝劑、顏料、殺生物劑和防泡劑。這些添加劑在申請WO-A-9702395中有描述(其內容在此引入作為參考)，這些參考可以用于作為進一步的細節理解。
根據本發明的石膏，通過石膏板可以用來制做許多類型的制品，例如隔墻、墻面覆蓋物或懸掛的或非懸掛的天花板。
根據本發明的石膏，通過紙面石膏板，特別適合于用來制備制品。
當然，根據本發明的石膏，也許僅僅作為一種整理石膏，一種提供填充石膏功能的傳統石膏來使用。根據本發明的方法通常，用石膏板來制備一制品包括并置石膏板，用一填充石膏填充兩板之間的間隔，敷設膠帶，用所述填充石膏覆蓋膠帶，以及用一整理石膏覆蓋填充石膏。
出人意料地，本發明的發明人成功地用同一種石膏作為填充石膏和整理石膏制做制品。這是通過下列途徑獲得的(1)已經開發出的和如上文所描述的石膏；和/或(2)通過匹配成品或完整接縫料(即填充的和整理的)中的疏水劑(硅氧烷)的含量與板飾面中的疏水劑(硅氧烷)的含量；和/或(3)通過增加在申請WO-A-9702395中描述的那些石膏類型的粘合劑含量，和任選地，增加硅酸鹽基添加劑(除了礦物填料)的含量。
關于第一點(1)，此石膏已經在上文做了詳細的描述。
關于第二點(2)，匹配飾面與石膏之間的硅氧烷含量在申請WO-A-9702395中沒有進行清楚地說明。因此，本發明建議將石膏含量與飾面含量的重量比優化到3-10之間，使飾面與板具有優選的含量值。
關于第三點(3)，對于膠帶的粘合在申請WO-A-9702395中沒有進行討論和說明，因為膠帶的粘合不是評判整理石膏的標準。因此，本發明建議增加粘接劑含量和/或將聚乙烯醇添加到在申請WO-A-9702395中描述的石膏類型中，以便優化膠帶的粘合(其他特性不受影響)。
根據本發明額外的和有利的特性，具有一紙飾面，涂層的硅氧烷含量在0.1％-1％之間的石膏板被接合在一起。根據本發明的另一特性，石膏中疏水劑或硅氧烷添加劑的含量在0.5％-3％之間。為了上文描述的優化，石膏含量與飾面含量的重量比在3-10之間。
因此，這樣就在易涂漆、墻紙的有效保留、墻紙的剝離性、石膏與石膏板飾面之間的良好粘合之間取得了一個完美的折衷，這在閱讀了后面的實施例以后就會更加明了。
以申請人名義申請的歐洲專利申請號EP521,804中描述了一種用以覆蓋石膏板的紙，和被這種紙覆蓋的石膏板。這些石膏板非常適合于和本發明中的石膏使用。
實施例1對照石膏，其組份與上文國際申請WO-A-9702395一致，石膏A-F根據本發明制備。
不同的石膏，除了基本的組份以外，還包含通常在石膏生產中使用的，并為本領域的技術人員所熟知的添加劑。
不同石膏的組份在下表中列出
(1)疏水膨脹珍珠巖；(2)胺化聚二甲基硅氧烷類樹脂；(3)改性纖維素醚；(4)芳香(非金屬的，非酚類的)化合物增效混合劑。
實施例2如上述申請EP-A-521 804中描述的，測試從Lafarge Pltres爐灶所得的PREGYLISS 35硬化石膏對板的粘合力，含有a)一含有0％硅氧烷的涂層；b)一含有0.2％硅氧烷的涂層；c)一含有0.4％硅氧烷的涂層。
研究發現，涂層中過高的硅氧烷含量不利于傳統硬化石膏的良好粘接(粘合力值至多0.25MPa)。
實施例3其中附著力的測試按照在1998年1月起草的歐洲標準草案CEN241N175中的第6.5段中描述的條件下進行，其中涵蓋了實施例1中的對照石膏樣品和石膏A-F樣品的涂層特性，其板的涂層的硅氧烷含量為0.4％。
膠帶粘接測試按照在“Guide technique-Enduits de traitement desjoints entre plaques de pltre-modalitésd′essais″[技術指南-用于處理石膏板之間接合處的石膏-測試方法]中描述的條件下進行，此方法是由負責起草技術文獻的CSTB委員會第九號專家組起草的(1999年1月)。下表列出測試結果。
非常明顯，根據本發明的石膏與對照石膏相比，具有更好的性能。
實施例4制備出實施例3中提到的接頭。用傳統的方法將一墻紙敷設于接頭上。
接下來，為了測試板上飾面紙涂層中硅氧烷的含量對剝離性能的影響，進行一蒸汽剝離測試。
實驗發現，當板上涂層中不含有硅氧烷時，剝離將變的更加困難。
這樣，將墻紙敷設然后再剝離數次。結果是相同于第一次剝離。然而，需要指出的是，在每一次剝離操作中，從含有硅氧烷涂層的板上剝離的粘接膠要明顯地比從不含有硅氧烷涂層的板上剝離的多。
實施例5進行一測試來測定干燥后的收縮率。得到如下結果
根據本發明石膏的收縮率要比對照石膏的收縮率低。
實施例6在申請WO-A-9702395中描述的條件下進行一測試，以便測定L*、a*和b*的值(CIE 1976年標準，Minolta CR310儀器)。得到下面的數值，中間列給出根據本發明石膏的平均數值，右側列給出根據實施例3中使用的申請EP-A-521 804中板的數值。
石膏與板之間的區別微乎其微，眼睛幾乎覺察不到。因此，如根據上文提到的申請WO-A-9702395中表示的表面特性就非常好。
根據本發明的石膏可以是硬化石膏或干燥石膏；優選地是干燥石膏。在后一種情況下，干燥石膏有利地是一種被稱為預混合的石膏，也就是說是一種已經加了水的石膏。
權利要求
1.用于結構組件的粘合劑或石膏，含有，以石膏總重量的百分比計-50％-85％的礦物填料；-1％-20％的能夠分散在水相中的有機粘結材料；-1％-15％的，除了礦物填料的硅酸鹽基添加劑；-0.2％-5％的硅氧烷衍生物疏水劑；-0.05％-5％的聚乙烯醇；和-補足到100％的水。
2.根據前一項權利要求所述的石膏，其還包括淀粉和/或一種淀粉衍生物。
3.根據前述權利要求中任一項所述的石膏，其中淀粉和/或淀粉衍生物的比例在0.05％-5％之間。
4.根據前述權利要求中任一項所述的石膏，其中硅酸鹽基添加劑包含滑石粉和/或云母和/或一種黏土。
5.根據前一項權利要求所述的石膏，其中硅酸鹽基添加劑是一種滑石粉/云母混合物。
6.根據前述權利要求中任一項所述的石膏，其中粘合劑比硅酸鹽基添加劑的重量比在0.5-2之間。
7.根據前述權利要求中任一項所述的石膏，其中粘合劑/疏水劑的重量比在1.5-10之間。
8.根據前述權利要求中任一項所述的石膏，其中礦物填料還包括珍珠巖，優選地，為膨脹珍珠巖。
9.根據前一項權利要求所述的石膏，其中礦物填料含有2％-5％，以石膏總重量計的珍珠巖。
10.根據前述權利要求中任一項所述的石膏，其中能夠分散在水相中的有機粘結材料選自聚乙酸乙烯酯均聚物(增塑的或未增塑的)、乙烯/乙酸乙烯酯二元共聚物(增塑的或未增塑的乙烯-乙酸乙烯共聚物)、乙烯/乙烯基支鏈烷烴羧酸酯二元共聚物、乙酸乙烯酯/乙烯基支鏈烷烴羧酸酯二元共聚物、聚丙烯酸酯、乙酸乙烯酯/丙烯酸類二元共聚物、苯乙烯/丙烯酸類二元共聚物、苯乙烯/丁二烯二元共聚物、乙酸乙烯酯/乙烯基支鏈烷烴羧酸酯/丙烯酸三元共聚物、乙酸乙烯酯/乙烯基支鏈烷烴羧酸酯/乙烯基順丁烯二酸三元共聚物、丙烯酸三元共聚物以及它們的摻合物。
11.根據前述權利要求中任一項所述的石膏，其中硅氧烷衍生物選自硅氧烷酯、硅烷、氫化硅油、乳化硅油、乳化氨基硅氧烷、烷基硅氧烷樹酯、例如氫甲基聚硅氧烷和胺化聚二甲基硅氧烷以及它們的混合物。
12.根據前述權利要求中任一項所述的石膏，其中礦物填料含有碳酸鈣CaCO3。
13.根據前述權利要求中任一項所述的石膏，含有，以石膏總重量的百分比計-50％-70％的礦物填料；-2％-12％的能夠分散在水相中的有機粘結材料；-3％-10％的硅酸鹽基添加劑；-0.5％-3％的硅氧烷衍生物疏水劑；-0.05％-1％的聚乙烯醇；-0.1％-1％的淀粉和/或一種淀粉衍生物；和-補足到100％的水。
14.制備根據前述權利要求中任一項所述的石膏的方法，其中所述石膏組份以任意順序混合。
15.制備一制品的方法，包括并置具有紙飾面的石膏板，用一填充石膏填充兩板之間的間隔，敷設膠帶，用所述填充石膏覆蓋膠帶，以及用一整理石膏覆蓋所述填充石膏，其特征在于，整理石膏的硅氧烷含量與飾面的硅氧烷含量的重量比在3-10之間。
16.根據前一項權利要求所述的方法，其中飾面紙涂層的硅氧烷含量在0.1％-1％之間。
17.根據權利要求15或權利要求16所述的方法，其中同樣的石膏被用作填充和整理石膏。
18.根據權利要求17所述的方法，其中的石膏含有的一種粘合劑含量，使粘合劑與硅酸鹽基添加劑的重量比在0.5-2之間。
19.根據權利要求17所述的方法，其中的石膏含有的一種粘合劑含量，使粘合劑與疏水劑的重量比在1.5-10之間。
20.根據權利要求17所述的方法，其中使用的石膏是根據權利要求1-13中任一項所述的石膏。
21.制備一制品的方法，包括；并置具有紙飾面的石膏板，用一填充石膏填充兩板之間的間隔，敷設膠帶，用所述填充石膏覆蓋膠帶，以及用一整理石膏覆蓋所述填充石膏，其特征在于，填充與整理石膏是根據權利要求1-13中任一項的一種石膏。
全文摘要
本發明涉及一種用于結構組件的，特別是用作紙面石膏板的勾抹接縫的混合物。所述混合物，以混合物總重量的百分比計，含有50％－85％的礦物填料；1％－20％的能夠分散在水相中的有機粘結材料；1％－15％的，除了礦物填料的硅酸鹽基添加劑；0.2％－5％的硅氧烷衍生物疏水劑；0.05％－5％的聚乙烯醇；和補足到100％的水。本發明也涉及制備如，隔墻、墻或天花板覆層等制品的方法。
文檔編號C04B14/10GK1441753SQ0181251
公開日2003年9月10日 申請日期2001年7月12日 優先權日2000年7月18日
發明者C·博內托, P·博爾內-查斯特爾, A·珀蒂 申請人:拉法基石膏公司