DE3751256T2

DE3751256T2 - Verbundplatte mit Formbeständigkeit und Formfestigkeit enthaltend anorganische und/oder Zellulose-haltige Materialien und als Bindemittel eine Latexzusammensetzung.

Info

Publication number: DE3751256T2
Application number: DE3751256T
Authority: DE
Inventors: Robert S Beyersdorf; William H Keskey
Original assignee: Dow Chemical Co
Current assignee: Dow Chemical Co
Priority date: 1986-11-07
Filing date: 1987-11-06
Publication date: 1995-11-02
Anticipated expiration: 2007-11-07
Also published as: FI96426B; EP0266850A2; NO170763B; KR910003912B1; FI96426C; FI874920A0; US4863979B1; EP0266850B2; DE266850T1; ES2004479A4; EP0266850A3; AU8069487A; NO874636D0; JP2721670B2; US4863979A; KR880006334A; NO170763C; BR8705981A; EP0266850B1; FI874920A

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Verbundplatte, enthaltend anorganische und Zellulosematerialien, die eine Latexzusammensetzung als Bindemittel enthalten.
Starke als Bindemittel fur Verbundplatten, wie z.B. Deckenplatten ist wohlbekannt. Unter bestimmten Umgebungsbedingungen, wie z.B. erhohte Temperatur und Luftfeuchtigkeit, verlieren aber diese Platten die formbestandigkeit, z.B. Deckenplatten mit Starkebindemittel sacken ab. Gleichzeitig benotigen die Platten ebenfalls eine entsprechende mechanische Starke, z.B. ein hohes Bruchmodul, um normale Handhabung und Gebrauch zu überstehen.
Dementsprechend ware es wunschenswert, eine Bindemittelzusammensetzung zu entwickeln, die zum teilweisen oder vollstandigen Ersatz fur Starke dienen konnte und die eine Verbundplatte mit entsprechender mechanischer Starke und Formstabilitat bei erhohter Temperatur und Luftfeuchtigkeit ergeben wurde.
EP-A-0 178 612 beschreibt eine Verbundplatte, die ein Bindemittel mit einer Tg (Glasübergangstemperatur) von zwischen 60 und 110ºC, Salze von mehrwertigen Metallen und C&sub1;&sub2;-C&sub3;&sub6; Carbonsauren und Mineralfasern enthalt. Solche Carbonsauresalze werden in den Verbundplatten der vorliegenden Erfindung weder benotigt noch verwendet, um die erwünschten physikalischen Eigenschaften zu erhalten.
EP-A-0 123 234 beschreibt eine Verbundplatte, die ein Bindemittel mit einer Tg von zwischen 30 und 80ºC und Mineralfasern enthält.
Beide Dokumente des Standes der Technik lehren die Verwendung eines Bindemittels, das 60 bis 100 Gew.% (Meth)acrylat mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen in der alkoholischen Gruppe und 0 bis 40 Gew.% (Meth)acrylonitril und/- oder Styrol enthält. Entsprechend der vorliegenden Erfindung scheint die Gegenwart von wenigstens 60% (Meth)acrylaten in dem Bindemittel überhaupt nicht notwendig. Im Gegensatz zu den Lehren beider genannter EP-As werden Verbundplatten mit den gewünschten Eigenschaften, die entsprechend der vorliegenden Erfindung angestrebt werden, hierin offenbart, wobei (Meth)acrylate entweder abwesend oder zu geringen Gewichtsprozenten vorhanden sind.
EP-A-0 115 704 bezieht sich auf eine Latexzusammensetzung, die eine wässrige Dispersion von 80 bis 95 Gew.% Styrol und 5 bis 20 Gew.% Butadien enthält. Die Copolymerteilchen haben eine Tg von zwischen 45 und 65ºC. Die beschriebenen Latexzusammensetzungen werden als Tonerharze verwendet.
In EP-A 0 044 399 wird ein spezifisches Copolymer beschrieben, das im wesentlichen aus
31 bis 64 Gew.% wenigstens einer Vinyl-aromatischen Einheit,
24 bis 65 Gew.% wenigstens eines Esters einer α,β-ethylenisch ungesättigten, 3 bis 5 Kohlenstoffatome enthaltenden Mono- oder Dicarbonsäure mit einem C&sub1;-C&sub1;&sub4; Monoalkohol, wobei der Ester frei von carboxylischen Säuregruppen ist,
4 bis 30 Gew.% wenigstens einer carboxylischen Gruppe, die eine α,β-ethylenisch ungesättigte Verbindung mit 3 bis 14 Kohlenstoffatomen enthält, und
bis 5 Gew.% einer anderen α,β-ethylenisch ungesättigten Verbindung besteht. Das Copolymer ist weiterhin definiert durch eine Zahl von Parametern. Diese Copolymerzusammensetzung des Standes der Technik kann als Farbe oder Imprägnierungsmittel verwendet werden. Dazu wird das Copolymer in einem organischen Lösungsmittel angelöst und mit Ammoniak neutralisiert.
Schließlich beschreibt DE-OS 35 06 710 eine Copolymer-Latex-Zusammensetzung zur Verwendung in einer Papierbeschichtungsmasse. Im ersten Absatz von Seite 9 dieser DE- OS wird erwähnt, daß der Copolymer-Latex selbst ein Bindemittel für Papier ist. Für diese Verwendung ist es notwendig, daß der Copolymer-Latex in Form von heterogenen Teilchen vorliegt, die durch Pfropfpolymerisation erhalten werden.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Verbundplatte, die einen Bindemittel latex enthält mit den oben erwähnten erwünschten Eigenschaften. Das Bindemittel enthält eine wässrige Dispersion von Copolymerteilchen, die Copolymerzusammensetzung enthält 50 bis 99 Gew.% eines harten Monomeres, das als Homopolymer eine Glasübergangstemperatur T von mindestens 80ºC aufweist und 1 bis 50 Gew.% eines wgeichen Monomeren, das als Homopolymer eine Glasübergangstemperatur T von unter 35ºC aufweist. Die resultierende Verbundplattge weist ein Bruchmodul von mindestens 0,9 MPa (130 psi), gemessen nach ASTM 367-78 auf, wobei ein 40 mm x 150 mm (1,5 x 6 inch) großer Streifen der Verbundplatte bei 90% relativer Luftfeuchtigkeit und bei 35ºC (94ºF) nach 96 Stunden und einer Gewichtsbelastung von 330 g weniger als 0,8 mm durchhängt.
Die resultierende Verbundplatte weist für die notwendige Handhabung und Verwendung eine ausreichende mechanische Stärke auf und behält ihre Formstabilität bei erhöhter Temperatur und Luftfeuchtigkeit.
Was unter "Formbeständigkeit" verstanden wird, ist ein Mangel an Bewegung der Verbundplatte, wenn sie erhöhter Temperatur und Luftfeuchtigkeit ausgesetzt wird. Die Formstabilität kann durch Bestimmung der Absackbeständigkeit der Verbundplatte gemessen werden. Die Absackbeständigkeit wird durch Aussetzen eines 40 mm x 150 mm (1 1/2 x 6 inch) Streifens der Verbundplatte der in Beispiel 1 beschriebenen Zusammensetzung an eine Atmosphäre von 35ºC (94ºF) und 90% relativer Luftfeuchtigkeit unter einer Gewichtsbelastung von 330 g für 96 Stunden und dann durch Messen der Positionsveränderung in der Mitte der Platte in mm bestimmt. Die Verbundplatte wird weniger als 0,8 mm und vorzugsweise weniger als 0,5 mm durchhängen.
Was unter "mechanischer Stärke" verstanden wird, ist, daß die resultierende Verbundplatte aus der Zusammensetzung eine Beständigkeit aufweist, die notwendig ist, um Handhabung, Weiterverarbeitung und anderen Kräften, die auf die Verbundplatte wirken, zu widerstehen. Die notwendige mechanische Stärke kann durch Messen des Bruchmoduls (MOR) der Verbundplatte nach ASTM 367-78 bestimmt werden. Vorzugsweise weist die Verbundplatte ein Bruchmodul (OR) von wenigstens 0,90 MPa (130 psi) auf. Bevorzugter hat die Verbundplatte ein MOR von wenigstens 0,96 MPa (140 psi). Am bevorzugtesten beträgt MOR wenigstens 1,0 MPa (150 psi).
MOR wird nach dem Standard 3-Punkt-Belastungstest, wie in ASTM 367-78 beschrieben, wie folgt berechnet:
Bruchmodul (MOR) = 3 PL/bd²
wobei:
P = Maximalkraft, die benötigt wird, um die Probe zu brechen (lb)
L = Abstand zwischen den Probenauflagen (in)
b = Breite der Probe (in)
d = Dicke der Probe.
Dieser Bruchmodul wird, wie gezeigt, entsprechend der Dichteabweichungen korrigiert:
MOR berichtigt = (MOR) D²
worin D die Dichtekorrektur ist.
D = gewünschte Dichte/tatsächliche Dichte.
Die Glasübergangstemperatur (Tg) des Copolymers des Latex der vorliegenden Erfindung wird funktionell als die T definiert, die ausreichend ist, um die Formstabilität derg resultierenden Verbundplatte, wenn sie spezifischen Umgebungsbedingungen ausgesetzt ist, zu behalten und für die resultierende Verbundplatte ein Bruchmodul von wenigstens 0,90 MPa (130 psi), gemessen nach ASTM 367-78, zu gewährleisten, definiert. Die bevorzugte Tg des Latexpolymers beträgt wenigstens 35ºC. Die bevorzugtere Tg beträgt von 35 bis 115ºC, und die am meisten bevorzugte Tg beträgt von 50ºC bis 110ºC.
Die Latex-Copolymer-Zusammensetzung, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann durch einen konventionellen Emulsionspolymerisationsprozeß in wässrigem Medium mit konventionellen Additiven hergestellt werden. Typischerweise enthält die wässrige Phase von 0,5 bis 5 Gew.%, bezogen auf die Monomerzugabe, konventioneller nichtionischer oder anionischer Emulgatoren (z.b. Kalium- N-dodecylsulfonat, Natriumisooctobenzolsulfonat, Natriumlaurat und Nonylphenolether von Polyethylenglykolen).
Konventionelle Emulsionspolymerisations-Katalysatoren können in der vorher beschriebenen Latexpolymerisation verwendet werden, und gebräuchliche Beispiele hierfür beinhalten Peroxide, wie z.B. Wasserstoffperoxid, Persulfate, wie z.B. Natriumpersulfat, Kaliumpersulfat und Ammoniumpersulfat und Azo-Verbindungen, wie z.B. Azodiisobutyrdiamid. Katalysatoren (z.B. Redox-Katalysatoren), die in der wässrigen Phase aktiviert sind (z.B. durch ein wasserlösliches Reduktionsmittel) können ebenfalls angewendet werden. Die Art und Menge des Katalysators sowie die bestimmten Polymerisationsbedingungen, die verwendet werden, hängen typischerweise von den anderen Monomeren ab, die verwendet werden, und die Polymerisationsbedingungen werden im allgemeinen ausgewählt, um die Polymerisation solcher anderer Monomere zu bevorzugen. Typischerweise werden solche Katalysatoren in einer katalytischen Menge, d.h. im Bereich von 0,01 bis 5 Gew.%, bezogen auf die Monomerenmasse, angewendet. Im allgemeinen wird die Polymerisation bei einer Temperatur im Bereich von -10ºC bis 110ºC, vorzugsweise von 50ºC bis 90ºC durchgeführt.
In ähnlicher Weise können konventionelle Kettenübertragungsmittel, wie z.B. n-Dodecylmercaptan, Bromoform und Tetrachlorkohlenstoff in normaler Art und Weise bei der Polymerisation verwendet werden, um das Molekulargewicht der dadurch geformten Polymere zu regulieren und typischerweise, wenn solche Kettenübertragungsmittel verwendet werden, werden sie in Mengen im Bereich von 0,01 bis 10, vorzugsweise von 0,1 bis 5 Gew.%, bezogen auf die Masse der in der Polymerisation verwendeten Monomere, eingesetzt. Die Menge der verwendeten Kettenübertragungsmittel hängt teilweise von dem bestimmten verwendeten Obertragungsmittel und den bestimmten zu polymerisierenden Monomeren ab.
Ahnlich können konventionelle Vernetzungsmittel, die eine Di-, Tri- oder Tetravinylverbindung sein können, ebenfalls in normaler Art und Weise bei der Polymerisation eingesetzt werden, um die Tg und das Molekulargewicht des dadurch gebildeten Polymers zu regulieren. Repräsentative Beispiele von Vernetzungsmittel sind Divinylbenzol, Allylmethacrylat oder ein Mono-, Di-, Tri- oder Tetraethylenglykoldiacrylat oder -Dimethacrylat. Typischerweise, wenn solche Vernetzungsmittel verwendet werden, werden sie in Mengen im Bereich von 0,01 bis 4,0, vorzugsweise von 0,1 bis 1,0 Gew.%, bezogen auf die Masse der in der Polymerisation verwendeten Monomeren eingesetzt. Die Menge an verwendeten Vernetzungsmitteln hängt von dem zu polymerisierenden Monomeren ab.
Die Latexzusammensetzung mit einer ausreichenden Tg, die als Binder in der Verbundplatte der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wird durch eine Kombination von harten Monomeren und weichen Monomeren hergestellt. Eine α,β-ethylenisch ungesättigte Carboxylsäure kann ebenfalls mit eingebracht werden.
Der Ausdruck "hartes Monomer" wird so verstanden, daß ein Monomer enthalten ist, dessen Homopolymer eine Tg von wenigstens 80ºC aufweist, und der Ausdruck "weiches Monomer" wird so verstanden, daß ein Monomer, dessen Homopolymer eine Tg von weniger als 35ºC aufweist, beinhaltet ist. Typischeg harte Monomere sind die, die im Stand der Technik konventionell dafür bekannt sind, z.B. Styrol und Methylmethacrylat. Weiche Monomere sind ebenfalls im Stand der Technik normalerweise bekannt und beinhalten z.B. Butadienethylacrylat oder Butylacrylat.
Die α,β-ethylenisch ungesättigte Carbonsäure enthält Verbindungen der Formel:
worin R H ist und R' H, C&sub1;-C&sub4;-Alkyl oder -CH&sub2;COOX ist,
oder R -COOX ist und R' H oder -CH&sub2;COOX ist;
oder R CH&sub3; und R' H ist; und
X H ist oder C&sub1;-C&sub4;-Alkyl ist.
Geeignete α,β-ethylenisch ungesättigte aliphatische Carbonsäuren sind monoethylenisch ungesättigte Monocarbonsäuren, Dicarbonsäuren und Tricarbonsäuren mit der ethylenischen Unsättigung in α,β-Stellung wenigstens einer der Carboxylgruppen und ähnliche Monomeren mit einer höheren Zahl von Carboxylgruppen. Es wird darauf hingewiesen, daß die Carboxylgruppe in der Säure- oder Salzform (-COOM, wobei M Wasserstoff oder ein Metall, wie z.B. Natrium oder Kalium repräsentiert) vorliegen kann und einfach durch gut bekannte einfache Verfahren ineinander übergeführt werden können.
Spezifische Beispiele α,β-ethylenisch ungesättigter aliphatisch ungesättigter Carbonsäure sind Acrylsäure, Methacrylsäure, Fumarsäure, Itaconsäure, Maleinsäure, Aconitsäure, verschiedene α-substituierte Acrylsäuren wie z.B. α-Ethacrylsäure, α-Propylacrylsäure, α-Butylacrylsäure.
Die Latexzusammensetzung enthält typischerweise von 50 bis 99 Gew.% eines harten Monomeren und von 1 bis 50 Gew.% eines weichen Monomeren, bezogen auf die Masse der Zusammensetzung. Der Carbonsäuregehalt kann von 0 bis 20 Gew.% betragen. Vorzugsweise liegt das harte Monomer in einer Menge von 65 bis 95 Gew.%, das weiche Monomer in einer Menge von 5 bis 35 Gew.% und die Carbonsäure in einer Menge bevorzugter von 0,5 bis 10 Gew.%, jeweils bezogen auf die Masse der Zusammensetzung, vor.
Eine bestimmte Copolymerfamilie, die geeignet ist für das Latex der vorliegenden Erfindung, ist ein Copolymer, das ein Monovinylidenmonomer und ein aliphatisch konjugiertes Dien enthält. Normalerweise wird ein α,β-ethylenisch ungesättigter Säuretermonomer in das Polymer mit eingebaut.
Der Ausdruck "Monovinylidenmonomer" ist beabsichtigt, solche Monomere zu enthalten, worin ein Radikal der Formel
(worin R Wasserstoff oder ein niedriges Alkyl, z.B. ein Alkyl mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen ist) direkt an einen aromatischen Kern, der von 6 bis 10 Kohlenstoffatome enthält, gebunden ist, wobei solche enthalten sind, worin der aromatische Kern durch Alkyl oder Halogensubstituenten substituiert ist. Typische solcher Monomere sind Styrol, α-Methylstyrol, ortho-, meta- und para-Methylstyrol, ortho-, meta- und para-Ethylstyrol, o,p-Dimethylstyrol, o,p-Diethylstyrol, Isopropylstyrol, o-Methyl-p-isopropylstyrol, p-Chlorostyrol, p-Bromostyrol, o,p-Dichlorostyrol, o,p-Dibromostyrol, Vinylnaphthalin, diverse Vinyl(alkylnaphthaline) und Vinyl(halonaphthaline) und comonomere Mischungen davon.
Acyclische aliphatische konjugierte Diene, die geeigneterweise hierin verwendet werden, beinhalten typischerweise solche Verbindungen, die von 4 bis 9 Kohlenstoffatome aufweisen, z.B. 1,3-Butadien, 2-Methyl-1,3-butadien, 2,3-Dimethyl-1,3-butadien, Pentadien, 2-Neopentyl- 1,3-butadien und andere Kohlenwasserstoffanaloge zu 2,3- Butadienen, wie z.B. 2-Chloro-1,3-butadien, 2-Cyano-1,3- butadien, die substituierten geradkettigen konjugierten Pentadiene, die geradkettigen und verzweigten konjugierten Hexadiene, andere geradkettige und verzweigte konjugierte Diene mit von 4 bis 9 Kohlenstoffatomen und comonomere Mischungen davon. Die 1,3-Butadien-Kohlenwasserstoffmonomere, wie die, die vorher erwähnt worden sind, führen zu Interpolymeren mit besonders gewünschten Eigenschaften und sind daher bevorzugt. Die Kosten, die leichte Verfügbarkeit und die exzellenten Eigenschaften von Interpolymeren, die daraus hergestellt werden, macht 1,3- Butadien das am meisten bevorzugte acyclisch aliphatisch konjugierte Dien.
Eine andere Familie geeigneter Copolymere ist ein Copolymer einer Monovinylidenverbindung (wie oben definiert) und eines Esters einer α,β-ethylenisch ungesättigten Carbonsäure, wie weiter unten definiert, mit einer T von weniger als 25ºC. Ein α,β-ethylenisch ungesättigtes Carbonsäuretermonomer kann ebenfalls in das Polymer eingebaut werden.
Ester α,β-ethylenisch ungesättigter Carbonsäuren, die hierfür als weiches Monomer geeignet sind, beinhalten typische weiche Acrylate (d.h. solche, dessen Homopolymere eine T von weniger als 25ºC aufweisen), wie z.B. Benzylacrylatg, Butylacrylat, sec-Butylacrylat, Cyclohexylacrylat, Dodecylacrylat, Hydroxyethylacrylat, Hydroxypropylacrylat, Ethylacrylat, 2-Ethylbutylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, Heptylacrylat, Hexylacrylat, Isobutylacrylat, Isopropylacrylat, Methylacrylat, Propylacrylat, und weiche Methacrylate, wie z.B. Butylmethacrylat und Hexylmethacrylat. Die Kosten, Verfügbarkeit und bekannten Eigenschaften von Butylacrylat und Ethylacrylat machen diese Monomeren zu bevorzugten unter den Acrylaten.
Eine weitere dritte Familie von Copolymeren, die geeignet ist für das Latex der vorliegenden Erfindung, enthält ein Copolymer von zwei oder mehreren Estern einer ethylenisch ungesättigten Carbonsäure, von denen eine ein Honopolymer mit einer Tg von weniger als 25ºC bildet und das andere ein Honopolymer mit einer T von größer als 80ºC, wie oben definiert, bildet, wie z.B. Methylmethacrylat und Ethylacrylat. Das Copolymer kann ebenfalls ein Termonomer einer α,β-ethylenisch ungesättigten Carbonsäure enthalten.
Ester von α,β-ethylenisch ungesättigten Carbonsäuren, die ein Homopolymer, dessen Tg größer als 80ºC beträgt, bilden, enthalten typischerweise harte Methacrylate, wie z.B. tert-Butylmethacrylat, Isopropylmethacrylat und Methylmethacrylat. Die Kosten, Verfügbarkeit und die bekannten Eigenschaften von Methylmethacrylat machen es zur bevorzugten Verbindung unter den Methacrylaten.
Zusätzliche Monomere können zu jeder der Copolymerfamilien, die oben beschrieben sind, zugesetzt werden, wie z.B. Termonomere, die Homopolymere mit einer mittleren Tg von größer als 25ºC, aber weniger als 80ºC bilden. Beispiele solcher Monomere beinhalten 4-Biphenylacrylat, tert-Butylacrylat, Vinylacetat, sec-Butylmethacrylat, Cyc lohexylmethacrylat, Ethylmethacrylat, Isobutylmethacrylat, Propylmethacrylat, Isobutylmethacrylat, n-Propylmethacrylat und tert-Butylaminoethylmethacrylat.
Die Verbundplatte, z.B. die Deckenplatte kann mit jedem konventionellen Verfahren hergestellt werden, wie z.B. Wasserverfilzen in einem Fourdrinier-Prozeß, einem wässrigen (aufgeschlämmt in Wasser) Verfahren oder Gießformverfahren.
Das anorganische und Zellulosematerial des Verbundstoffes sind konventionell bekannte Fuller und Fasern, z.B. Mineralwolle (anorganische Faser), Perlit oder Ton (anorganische Fuller) und Zellulose (Zellulosematerial).
Typische Mengen des Binders betragen von 1 bis 25 Gew.%, des Zellulosematerials von 5 bis 50 Gew.%, der anorganischen Fasern von 10 bis 70 Gew.% und der anorganischen Fuller von 5 bis ungefähr 90 Gew.%, bezogen auf die Gesamtmasse der Verbundplatte.
Das Bindersystem ist nicht ausschließlich auf das Latex beschränkt, das Latex kann aber das gesamte oder einen Teil des Bindersystems ausmachen, z.B. Latex und Stärke.
Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung der Verbundplatte der vorliegenden Erfindung. Dieses Verfahren beinhaltet:
(1) Vorlegen einer Dispersion anorganischer Materialien oder Zellulosematerialien oder einer Mischung anorganischer Materialien und Zellulosematerialien,
(2) Zugeben einer Latexzusammensetzung in Form einer wässrigen Dispersion von Copolymerteilchen zu der Dispersion, wobei die Copolymerzusammensetzung 50 bis 99 Gew.% eines harten Monomeren, das als Homopolymer eine Glasübergangstemperatur T von mindestens 80ºC aufweist, und 1 bis 50 Gew.% eines weichen Monomeren, das als Homopolymer eine Glasübergangstemperatur T von unter 35ºC aufweist, und ein Flockungsmittel enthält,
(3) Eingießen der erhaltenen Beschickung in eine Form, und
(4) Verdünnen und Wassern der Beschickung.
Dachplatten werden hergestellt durch Dispergieren von Zeitungspapier und Mischen der Dispersion mit anorganischem und Zellulosematerial. Dieser Mischung wird der Latex, dann das Flockungsmittel zugegeben, und die resultierende Beschickung wird in eine Form gegossen, verdünnt und entwässert. Die resultierende nasse Matte wird dann gepreßt und getrocknet.
Die Erfindung wird mit Hilfe folgender Beispiele, worin alle Teile und Prozentangaben auf Masse bezogen sind, falls nicht anderweitig angegeben, beschrieben, ist aber nicht darauf beschränkt.

Beispiel 1

In einen 1-l-Glasreaktor, der in ein temperaturgeregeltes Wasserbad eintaucht, wurden 359 g deionisiertes Wasser, 3,0 g einer einprozentigen, aktiven, wässrigen Pentanatriumdiethylentriaminpentaacetat-Lösung und 3,0 g Fumarsäure zugegeben. Der Reaktor wurde auf 60ºC erhitzt, um die Fumarsäure aufzulösen, und dann wurden zusätzliche 4,5 g eines Latex mit 33,2%igem Feststoffanteil, der Polystyrolpolymerteilchen enthielt, zugegeben. Der Reaktor wurde mit Stickstoff gespült, auf 85ºC erhitzt und ein Monomerstrom, der 270 g Methylmethacrylat und 27 g Ethylacrylat enthielt, wurde über einen Zeitraum von 2 Stunden zugegeben.
Beginnend mit dem Start der Monomerzugabe wurde über einen Zeitraum von 2 1/6 Stunden ein wässriger Strom, der 90 g deionisiertes Wasser, 1,5 g Natriumpersulfat, 0,3 g Natriumhydroxid und 3,3 g einer 45%igen aktiven Lösung eines oberflächenaktiven Mittels enthielt, zugegeben. Folgend der Zugabe des Monomers und des wässrigen Stromes, wurde der Reaktor eine Stunde lang bei 85ºC gehalten und dann abgekühlt.
Der Latex wurde dann als Binder in folgender Art und Weise in die Deckenplatten eingebracht:
Bedrucktes Zeitungspapier wurde in Wasser zu 2,0% Feststoffen dispergiert. Ein Cowles-Messer wurde zusammen mit einem Luftrührer bei hohen Umdrehungen verwendet, um die Zellulose zu redispergieren zu einer Canadian Standard Freeness von 250 bis 300 mls. Wasser( 4000 ml), Ton (6,0 g), Perlit (37,5 g), Mineralwolle (75,0 g) und das dispergierte Zeitungspapier (825 ml, 16,5 g Faser) wurden 3 Minuten lang bei moderatem Rühren unter Verwendung eines Cowles-Messers vermischt. Der Latex (15,0 g Polymer) wurde zugesetzt, und die Aufschlämmung wurde 30 Minuten lang vermischt. Flockungsmittel (kationisches Polyacrylamid) wurde zugesetzt, bis der Latex vollständig ausgeflockt war (bestimmt durch den Punkt, bei dem das Wasser klar wurde). Die Ausflockung wurde bei geringerem als moderatem Rühren durchgeführt. Die ausgeflockte Beschickung wurde in eine Williams Sheet-Gußvorrichtung gegossen und zu einem Feststoffgehalt von ungefähr 2,0% verdünnt. Die Beschickung wurde an einem Rückhaltedraht dispergiert und entwässert. Die nasse Matte wurde bis zu einer Dicke von 16 mm (630 mils) gepreßt und bei 190 bis 205ºC (375 bis 400ºF) in einem Gebläseluftofen getrocknet. Die resultierende Platte hatte Ausmaße von ungefähr 208 x 208 mm (8,2 x 8,2 inches), eine Dicke von 18 mm (0,7 inches) und eine Dichte von 190 kg/m³ (12 lbs/ft³).

Beispiel 2

In einen 1-l-Glasreaktor, der in ein temperaturgeregeltes Wasserbad eingetaucht war, wurden 359 g deionisiertes Wasser, 3 g einer 1%igen aktiven, wässrigen Pentanatriumdiethylentriaminpentaacetat-Lösung und 5,06 g eines Latex mit einem Feststoffgehalt von 27%, der Polystyrolpolymerteilchen enthielt, zugegeben. Der Reaktor wurde mit Stickstoff gespült und auf 90ºC erhitzt. Dann wurde ein Monomerstrom, der 255 g Styrol, 18 g Acrylsäure und 27 g Ethylacrylat enthielt, in einem Zeitraum von 3 Stunden zugegeben.
Beginnend mit dem Start der Monomerzugabe wurden ebenfalls über einen Zeitraum von 3 1/4 Stunden ein wässriger Strom, der 90 g deionisiertes Wasser, 1,5 g Natriumpersulfat, 0,3 g Natriumhydroxid und 3,3 g einer 45%igen aktiven Lösung eines oberflächenaktiven Mittels enthält, zugegeben. Folgend der Zugabe von Monomer und wässrigem Strom wurde der Reaktor 30 Minuten lang bei 90ºC gehalten und dann abgekühlt.
Die Deckenplatte wurde dann in der Art und Weise, wie in Beispiel 1 beschrieben, hergestellt.
Deckenplatten wurden wie in Beispiel 1 aus folgenden Latices hergestellt: Tabelle I Auswertung der Deckenplatten Beispiel Binder Absacken (mm) Vergleich Stärke Tabelle II Monomer-Ausdrücke Styrol Butadien Methylmethacrylat Ethylacrylat Butylacrylat Acrylsäure Itaconsäure Fumarsäure
Obige Tabelle zeigt, daß Stärke enthaltende Deckenplatten (Vergleichsbeispiel A) ein hohes MOR (hohe mechanische Festigkeit), aber eine geringe Durchbiegebeständigkeit aufweisen. Die Deckenplatte, die einen Polystyrollatex- Binder enthielt (Vergleichsbeispiel B) hatte eine moderate Durchbiegebeständigkeit, aber eine geringe MOR (geringe mechanische Festigkeit).
Die Latexbinder der vorliegenden Erfindung (Beispiel 1 bis 9) hatten sowohl eine exzellente mechanische Festigkeit (hohes MOR) und geringes Durchbiegen, d.h ein MOR von wenigstens 0,90 MPa (130 psi) und eine Durchbiegung von weniger als 1 mm. Beispiel 3, ein Copolymer aus Styrol, Butylacrylat und Acrylsäure (70/24/6), ist beispielhaft fur eine Kombination von hoher Binderfestigkeit - ein MOR von 1,21 MPa (175 psi) und hohe Durchbiegebeständigkeit - 0,1 mm Absacken.
Ein vollständig unterschiedliches Copolymer, Beispiel 1, Methylmethacrylat, Ethylacrylat und fumarsaure (90/9/1), zeigt ebenfalls eine hohe Binderfestigkeit - MOR von 1,17 MPa (170 psi) - und eine hohe Durchbiegebeständigkeit - 0,2 mm Absacken.

Claims

1. Verbundplatte, enthaltend anorganische Materialien und/oder Cellulosematerialien und einen Bindemittellatex, wobei der Bindemittellatex eine wäßrige Dispersion von Copolymerteilchen ist und die Copolymerzusammensetzung 50 bis 99 Gew.-% eines harten Monomeren, das als Homopolymer eine Glasübergangstemperatur Tg von mindestens 80º C aufweist, und 1 bis 50 Gew.-% eines weichen Monomeren, das als Homopolymer eine Glasübergangstemperatur Tg von unter 35º C aufweist, enthält, wobei die entstandene Verbundplatte einen Bruchmodul von mindestens 0,9 MPa (130 psi), gemessen nach ASTM 367-78, aufweist und ein 40 mm x 150 mm (1,5 x 6 Inch) großer Steifen der Verbundplatte bei 90 % relativer Luftfeuchte und bei 35º C (94º F) nach 96 Stunden unter einer Gewichtsbelastung von 330 g weniger als 0,8 mm durchhängt.

2. Verbundplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie nur Cellulosematerialien oder eine Kombination von Cellulosematerialien und anorganischen Fasern und/oder Füllstoffen enthält.

3. Verbundplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Copolymer eine Tg von 35º C bis 115º C aufweist.

4. Verbundplatte nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Copolymer eine Tg von 50º C bis 110º C aufweist.

5. Verbundplatte nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bindemittel latex enthält: ein Copolymer aus Monovinylidenmonomer, einem aliphatischen, konjugierten Dienmonomer und einem α,β-ethylenisch ungesättigten Monomer; ein Copolymer aus Methylmethacrylat, Ethylacrylat und Fumarsäure; ein Copolymer aus Styrol und Butadien; ein Copolymer aus Styrol und einem oder mehreren Estern ethylenisch ungesättigter Carbonsäure, ausgewählt aus der aus Methylmethacrylat, Ethylacrylat und Butylacrylat bestehenden Gruppe; oder ein Copolymer aus Styrol, Ethylacrylat und Acrylsäure.

6. Verfahren zum Herstellen einer Verbundplatte nach einem der Ansprüche 1-5 durch

(1) Vorlegen einer Dispersion anorganischer Materialien oder Cellulosematerialien oder einer Mischung anorganischer Materialien und Cellulosematerialien,

(2) Hinzugeben einer Latexzusammensetzung in Form einer wäßrigen Dispersion von Copolymerteilchen zu der Dispersion, wobei die Copolymerzusammensetzung 50 bis 99 Gew.-% eines harten Monomeren, das als Homopolymer eine Glasübergangstemperatur Tg von mindestens 80º C aufweist, und 1 bis 50 Gew.-% eines weichen Monomeren, das als Homopolymer eine Glasübergangstemperatur Tg von unter 35º C aufweist, und ein Flockungsmittel enthält,

(3) Eingießen der erhaltenen Beschickung in eine Form und

(4) Verdünnen und Entwässern der Beschickung.