ES2846734T3 - Panel de recubrimiento exterior con membrana de barrera contra el aire/agua integrada - Google Patents

Panel de recubrimiento exterior con membrana de barrera contra el aire/agua integrada Download PDF

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Robert H Negri
Paula Hajakian
Paul Shipp
James M Ullett
Timothy G Kenny
Brett R Link
Pamela Hernandez
Kristin Schulte
Dante Marimpietri
Casey Sovey
Muneer Mohammad
Dominic Cremona
Ellen Zerucha
Scottie Lee Stinson
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Tremco LLC
United States Gypsum Co
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Abstract

Panel cementicio con al menos una superficie orientada al exterior y que comprende un núcleo cementicio, al menos una lámina de recubrimiento y una membrana de barrera contra el aire/agua integrada, donde la lámina de recubrimiento se encuentra intercalada entre el núcleo cementicio y la membrana de barrera contra el aire/agua integrada, donde la membrana de barrera contra el aire/agua integrada se aplica a la superficie orientada al exterior; y donde la membrana de barrera contra el aire/agua integrada comprende un aglutinante polimérico y carbonato de calcio.

Description

DESCRIPCIÓN
Panel de recubrimiento exterior con membrana de barrera contra el aire/agua integrada
CAMPO DE LA INVENCIÓN
[0001] Esta invención se refiere a un panel de recubrimiento exterior para edificios con una membrana de barrera contra el aire/agua integrada, y a métodos para fabricar e instalar el panel.
ANTECEDENTES
[0002] La premisa de una barrera contra el aire/agua como parte de un sistema de barrera de la envolvente del edificio es detener el paso no intencionado de aire, agua y otros elementos hacia el interior y hacia el exterior del recinto de un edificio. Las membranas de láminas de barrera contra el aire/agua exterior se introdujeron primero en la industria, aunque existen diversos problemas asociados con la instalación de las láminas en el campo, ya que las vigas son uniones sumamente críticas. La instalación de las láminas no siempre coincide con las instrucciones proporcionadas por el fabricante. Las condiciones ambientales (p. ej., viento, temperatura, lluvia, etc.) pueden suponer un obstáculo significativo para la instalación exitosa de materiales de lámina. Además, el respaldo de la lámina normalmente proporciona una superficie de baja adhesión para otros materiales de construcción, por lo que resulta difícil adherir las láminas.
[0003] Las membranas de barrera contra el aire/agua aplicadas con fluidos son más nuevas para la industria, y cuentan cada vez con más aceptación como alternativa a los productos de barrera de membrana de tipo lámina. Los productos de barrera de membrana aplicados con fluidos son más rápidos de instalar en el sitio de trabajo que los productos de barrera de membrana de tipo lámina. Los requisitos de personal habituales para la instalación son menores que con las instalaciones de barrera de membrana de tipo lámina. Las membranas aplicadas con fluidos se aplican normalmente por pulverización en el sitio de trabajo, lo cual incrementa considerablemente el ritmo de producción en comparación con la aplicación de membranas de lámina. Sin embargo, pueden surgir problemas con la aplicación, tales como la aplicación de una cantidad incorrecta de material debido a un error del aplicador, a problemas de equipamiento y/o a las condiciones ambientales (p. ej., viento, temperatura, lluvia, etc.). Dichos problemas afectan no solamente a la calidad y durabilidad de la instalación de barrera contra el aire/agua, sino que también puede derivar en significativos costes adicionales para limpiar y reparar los daños en vehículos y edificios adyacentes debido a un exceso de pulverización.
[0004] Los métodos convencionales para la instalación del recubrimiento exterior, la barrera contra el aire y la barrera resistente al agua requieren equipos de trabajo separados que logren la instalación alrededor del perímetro del edificio en varias etapas: instalar primero el recubrimiento, en segundo lugar, acabar las juntas, y después instalar la barrera resistente al agua y la barrera contra el aire todavía en la siguiente etapa separada.
[0005] En el campo de los paneles para pavimento de suelo seco, se conoce, p. ej., a partir del documento CH 584 824 A4, el hecho de impregnar la superficie de un núcleo de yeso con un material resistente al agua y al vapor para obtener impermeabilidad independiente de una capa de papel. No obstante, esto no se puede practicar en el campo de los paneles de recubrimiento exterior para edificios.
[0006] Por lo tanto, continúa existiendo la necesidad de conseguir una membrana de barrera contra el aire/agua que minimice los problemas asociados a la instalación. También continúa existiendo la necesidad de conseguir paneles para edificios recubiertos con una membrana de barrera contra el aire/agua en condiciones controladas durante su fabricación.
[0007] Se podrá apreciar que esta descripción de los antecedentes ha sido creada por los inventores para ayudar al lector, y no debe considerarse una indicación de que cualquiera de los problemas indicados fuera apreciado en sí mismos en la técnica. Mientras que los principios descritos pueden solventar, en algunos aspectos y formas de realización, los problemas inherentes en otros sistemas, se podrá apreciar que el alcance de la innovación protegida queda definido por las reivindicaciones anexas, y no por la capacidad de cualquier característica divulgada de solucionar cualquier problema específico indicado en la presente memoria.
SUMARIO
[0008] La presente invención se refiere a un panel cementicio según la reivindicación 1 y a un método de fabricación de un panel de recubrimiento exterior según la reivindicación 12. Otras formas de realización son objeto de las reivindicaciones dependientes. Todas las formas de realización descritas en la presente solicitud, que no estén en conformidad con el alcance de protección de las reivindicaciones, quedan excluidas de la presente invención.
[0009] En un aspecto, la presente divulgación se dirige a formas de realización de un panel cementicio para edificios que previene la penetración de agua y las fugas de aire.
[0010] Una forma de realización se dirige a un panel cementicio que comprende un núcleo cementicio, al menos una lámina de recubrimiento y una membrana de barrera contra el aire/agua integrada. En el panel, hay una lámina de recubrimiento intercalada entre el núcleo cementicio y la membrana de barrera contra el aire/agua integrada. El núcleo cementicio puede comprender un material de sulfato de calcio, cemento Portland o una combinación de ambos. El panel puede incluir una segunda lámina de recubrimiento y, en esta forma de realización, hay un núcleo cementicio intercalado entre la primera lámina de recubrimiento y la segunda lámina de recubrimiento, y la primera lámina de recubrimiento está intercalada entre el núcleo cementicio y la membrana de barrera contra el aire/agua integrada.
[0011] En algunas formas de realización, el panel cementicio incluye una lámina de papel o una lona fibrosa como lámina de recubrimiento. Pueden utilizarse varias fibras en la lona, incluyendo, sin carácter limitativo, fibras poliméricas y minerales.
[0012] En algunas formas de realización, un panel de recubrimiento exterior comprende una membrana de barrera contra el aire/agua integrada que incluye entre un 30 y un 70 % en peso de un aglutinante polimérico seleccionado del grupo que consiste en un poliacrilato, poliuretano, emulsión de silicona, poliestireno, copolímeros de estireno/acrílico y combinaciones de estos, y entre un 20 y un 50 % en peso de carbonato de calcio. La membrana de barrera contra el aire/agua integrada puede incluir, además, al menos uno de los siguientes: un dispersante, antiespumante, pigmento, espesante, conservante, regulador del pH, estabilizante de emulsión, humectante y agente nivelador, agente reticulante y combinaciones de estos.
[0013] Otras formas de realización incluyen un panel de recubrimiento exterior en el que una membrana de barrera contra el aire/agua integrada presenta un espesor en seco en el intervalo de 0,254 a 2,286 mm (de 10 a 90 mil).
[0014] En algunas formas de realización, se añade un agente antimicrobiano/antifúngico a un núcleo cementicio, una lámina de recubrimiento y/o una membrana contra el aire/agua integrada. Entre los agentes antimicrobianos adecuados se incluyen 2-(4-tiazolil) bencimidazol, zeolita de plata, óxido de zinc y piritiona de zinc.
[0015] Otras formas de realización proporcionan un método de fabricación en planta de un panel de recubrimiento exterior con una membrana de barrera contra el aire/agua integrada. El método comprende preparar una lechada con un material cementicio; intercalar la lechada entre dos láminas de recubrimiento; permitir que la lechada fragüe y forme un panel cementicio; recubrir por pulverización el panel cementicio sobre al menos una superficie con una membrana de barrera contra el aire/agua integrada formulada con un aglutinante polimérico y carbonato de calcio; y acondicionar el panel cementicio recubierto por pulverización en un horno donde el panel se expone a al menos dos zonas de temperatura distintas.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
[0016]
La figura 1 es una sección transversal fragmentada del presente panel de recubrimiento exterior con una membrana de barrera contra el aire/agua integrada; y
La figura 2 representa un panel de control en la Fig. 2A y el presente panel de recubrimiento exterior con una membrana de barrera contra el aire/agua integrada obtenido mediante el presente método en la Fig. 2B. DESCRIPCIÓN DETALLADA
[0017] La presente divulgación proporciona varias formas de realización de un panel de recubrimiento exterior que está físicamente integrado con una membrana de barrera contra el aire/agua para ofrecer un componente de barrera único. Un panel de recubrimiento con membrana de barrera contra el aire/agua integrada puede proporcionar un único panel fácil de instalar que elimina la necesidad de instalar individualmente en el sitio de trabajo barreras separadas contra y el aire y contra al agua. De este modo, se reduce el número de etapas necesarias para completar la envoltura del edificio y se reduce el número de uniones que deben sellarse individualmente, reduciendo sustancialmente el tiempo y esfuerzo necesarios para cumplir los requisitos de rendimiento del sistema de barrera contra el aire/agua para el recinto de un edificio. Esta divulgación también proporciona formas de realización relacionadas con métodos en los que los paneles de recubrimiento exterior con membranas de barrera contra el aire/agua se producen en masa con propiedades de barrera uniformes y monolíticas en un entorno de fábrica controlado, reduciendo así los problemas asociados con el hecho de tener una cantidad insuficiente de material de barrera aplicado en el campo. Asimismo, la aplicación de la membrana de barrera contra el aire/agua al recubrimiento exterior en un entorno de fábrica controlado y automatizado como el que se contempla en la presente divulgación garantiza que la aplicación de la membrana no está sujeta a las vicisitudes de la variabilidad atmosférica/ambiental o al cansancio de los trabajadores, proporcionando de este modo un espesor de recubrimiento consistente con unión de adhesión óptima entre la membrana de barrera contra el aire/agua y el sustrato de recubrimiento.
[0018] En particular, en algunas formas de realización, un panel cementicio de recubrimiento exterior comprende una barrera contra el aire/agua aplicada con fluidos adhesivos sobre al menos una superficie del panel. En referencia a la FIG. 1, algunas formas de realización incluyen un panel de recubrimiento exterior con una membrana de barrera contra el aire/agua integrada, generalmente designada como 10. El panel incluye un núcleo cementicio 12; una lámina de recubrimiento 14a y una lámina de recubrimiento opcional 14b, y una membrana de barrera contra el aire/agua 16. El núcleo cementicio 12 está intercalado entre las láminas de recubrimiento 14a y 14b. La lámina de recubrimiento 14a está superpuesta con la membrana de barrera contra el aire/agua 16, de tal manera que la lámina de recubrimiento 14a está intercalada entre el núcleo cementicio 12 y la membrana de barrera contra el aire/agua integrada 16.
[0019] Un panel de recubrimiento puede estar formado por cualquier material inorgánico adecuado para el núcleo previsto para aplicaciones exteriores. En particular, el núcleo puede estar formado por cualquier sustancia, composición o material cementicio, junto con cualquier aditivo apropiado. Entre los ejemplos no limitativos de materiales que se pueden utilizar en el núcleo cementicio se incluyen: cemento Portland; cemento Sorel; cemento de escorias; cemento de cenizas volantes; cemento de alúmina de calcio; sulfato de calcio anhidrita hidrosoluble; sulfato de calcio a-hemihidrato; sulfato de calcio p-hemihidrato; hemihidratos de sulfato de calcio naturales, sintéticos o químicamente modificados; sulfato de calcio dihidrato («yeso», «yeso fraguado» o «yeso hidratado»); y mezclas de los mismos. Según se usa en el presente documento, el término «material de sulfato de calcio» hace referencia a cualquiera de las formas de sulfato de calcio anteriormente indicadas. En ciertas formas de realización preferidas, el núcleo cementicio comprende un material de sulfato de calcio, cemento Portland o una mezcla de estos. Preferiblemente, el núcleo cementicio comprende yeso.
[0020] Entre los ejemplos de paneles cementicios de recubrimiento exterior adecuados para su uso en formas de realización de la presente divulgación se incluyen, por ejemplo, aquellos disponibles en el mercado de United States Gypsum, Chicago, Illinois, con los nombres comerciales SHEETRo Ck®, SHEETROCK FIRECODE®, SECUROCK®, FIBEROCK® y DUROCK®.
[0021] El núcleo cementicio puede comprender aditivos, tales como cualquier aditivo comúnmente empleado para producir artículos cementicios (p. ej., placas de yeso o placas de cemento). Los aditivos adecuados incluyen, sin carácter limitativo, aditivos estructurales, tales como lana mineral, fibras de vidrio continuas o cortadas (también denominadas fibra de vidrio), perlita, arcilla, vermiculita, carbonato de calcio, poliéster y fibra de papel. Los aditivos químicos incluyen, p. ej., agentes espumantes, material de relleno, aceleradores, azúcar, potenciadores (p. ej., fosfatos, fosfonatos, boratos), retardantes, aglutinantes (p. ej., almidón y látex), colorantes, fungicidas y biocidas. Ejemplos del uso de algunos de estos y otros aditivos se describen, por ejemplo, en las patentes estadounidenses n.° 6,342,284; 6,410,118; 6,632,550; 6,800,131; 5,643,510; 5,714,001; y 6,774,146, y en las solicitudes de patente estadounidenses con n.° de publicación 2004/0231916; 2002/0045074; y 2005/0019618, cuyas divulgaciones se incorporan a este documento a modo de referencia. En ciertas formas de realización, el núcleo cementicio comprende, además, fibras de metal, fibras de celulosa, fibras minerales, fibras de vidrio, fibras poliméricas, fibras de carbono, o una combinación de las mismas.
[0022] El núcleo cementicio está cubierto por al menos un sustrato, y en algunas formas de realización por dos sustratos, de manera superpuesta con respecto al núcleo en sus caras opuestas. Dicho de otro modo, el núcleo cementicio está intercalado entre dos sustratos. El sustrato puede ser una lámina de recubrimiento, tal como una lámina de recubrimiento de papel o una lona, por ejemplo. En la técnica se conocen varios tipos de láminas de recubrimiento de papel (p. ej., manila, kraft, polímero, etc.), y todos estos tipos de láminas de recubrimiento de papel pueden ser utilizados en la presente invención. En varias formas de realización pueden utilizarse papeles de múltiples capas. Si se desea, la lámina de recubrimiento de papel puede tratarse con un aditivo químico o físico para aportar una propiedad, como propiedades de resistencia al agua, resistencia al fuego, antifúngicas y/o antimicrobianas. En algunas formas de realización, la lámina de recubrimiento es una lámina de recubrimiento de papel con un peso de entre 0,196 y 0,318 kg/m2 (de 40 a 65 lb/msf (en miles de pies cuadrados)).
[0023] En otras formas de realización, se utilizan láminas de recubrimiento que comprenden lonas fibrosas. La lona puede comprender cualquier tipo adecuado de fibra polimérica, fibra mineral, o combinación de estas. Entre los ejemplos no limitativos de fibras adecuadas se incluyen fibras de vidrio, fibras de poliamida, fibras de poliaramida, fibras de polipropileno, fibras de poliéster (p. ej., tereftalato de polietileno (PET)), alcohol polivinílico (PVOH), acetato de polivinilo (PVAc), fibras celulósicas (p. ej., algodón, rayón, etc.), y combinaciones de los mismos. Asimismo, las fibras de la lona pueden ser hidrófobas o hidrófilas, recubiertas o no recubiertas. La elección de las fibras dependerá, en parte, del tipo de aplicación en la que vaya a utilizarse el panel cementicio de recubrimiento. Por ejemplo, cuando el panel de recubrimiento se utilice para aplicaciones que requieran resistencia al calor o al fuego, se deberán emplear fibras apropiadas resistentes al calor o al fuego en la lona fibrosa.
[0024] La lona fibrosa puede ser tejida o no tejida. Las lonas no tejidas comprenden fibras unidas entre sí mediante un aglutinante. El aglutinante puede ser cualquier aglutinante utilizado normalmente en la industria de las lonas. Entre los aglutinantes adecuados se incluyen, sin carácter limitativo, formaldehído de urea, formaldehído de melamina, formaldehído de melamina estearada, poliéster, acrílicos, acetato de polivinilo, formaldehído de urea o formaldehído de melamina modificado o mezclado con acetato de polivinilo o acrílico, polímeros acrílicos de estireno, y combinaciones de los mismos. Las lonas fibrosas adecuadas incluyen lonas disponibles en el mercado utilizadas como materiales de revestimiento para los paneles cementicios de recubrimiento exterior.
[0025] El panel integrado se puede preparar mediante cualquier método adecuado. En general, una barrera contra el aire/agua aplicada con fluidos adhesivos se aplica a al menos una superficie (p. ej., la superficie orientada al exterior) de un panel cementicio de recubrimiento exterior. El fluido adhesivo puede ser cualquier composición adecuada, y en algunas formas de realización se encuentra en forma de formulación polimérica líquida. Una etapa de aplicación puede comprender cualquier método apropiado para aplicar la formulación polimérica líquida a una superficie del panel de recubrimiento. Tales métodos se conocen en la técnica, e incluyen, p. ej., aplicación por pulverización, con rodillos (p. ej., rodillos de presión), por allanado, por cepillado, aplicación con paño, por inmersión, por remojo y/o por impregnación de la superficie del panel con la formulación polimérica líquida. Una vez aplicada, la formulación polimérica líquida se seca, se solidifica, se endurece y/o se cura sobre la superficie para proporcionar una capa adhesiva que presenta propiedades de resistencia al aire y/o a la humedad. Esta etapa puede llevarse a cabo a temperatura ambiente o a una temperatura elevada durante una cantidad de tiempo determinada para lograr el nivel deseado de pegajosidad.
[0026] La formulación polimérica líquida puede ser cualquier material adecuado utilizado en membranas aplicadas con fluidos. Una formulación adecuada para una formulación de barrera contra el aire/agua debería cumplir o superar los requisitos mínimos expuestos en CAN/ULC-S741 ("Standard for Air Barrier Materials - Specification") y analizados de acuerdo con ASTM E2178 ("Standard Test Method for Air Permeance of Building Materials"). Dichas formulaciones incluyen las que previenen o minimizan la infiltración/exfiltración de aire y la penetración de agua a través de un panel de recubrimiento exterior con una membrana de barrera contra el aire/agua integrada, mientras que el panel sigue siendo permeable al vapor de agua. Otras formulaciones de barrera contra el aire/agua adecuadas incluyen las que previenen o minimizan la infiltración/exfiltración de aire a través del panel y también minimizan la permeabilidad del panel a los vapores de agua.
[0027] En al menos algunas formas de realización, tras el secado y/o curado, la formulación polimérica líquida forma una membrana cubierta de caucho (elastomérica) sobre al menos una superficie de un panel de recubrimiento exterior.
[0028] Al menos en algunas formas de realización, la formulación polimérica líquida comprende uno o varios materiales (p. ej., polímeros) que actúan como aglutinante polimérico y proporcionan un efecto de autojunta después de que la formulación se haya secado y/o curado. Ejemplos no limitativos de la formulación polimérica líquida adecuada para un panel de recubrimiento exterior con una membrana de barrera contra el aire/agua integrada incluyen poliacrilato (p. ej., polímeros y copolímeros a base de metacrilato, acrilato de etilo, metacrilato de etilo, butilacrilato, metacrilato de butilo, 2-cloroetilvinil éter, acrilato de 2-etilhexilo, y metacrilato de hidroxietilo), poliestireno, polibutadieno, poli(butadieno co-estireno), poliisopreno, poliacrilonitrilo butadieno, policloropreno, acetato de polivinilo, cloruro de polivinilo, poliuretano, acetato de polivinilo, emulsión de silicona, y combinaciones de los mismos. Se proporcionan ejemplos de membranas aplicadas con fluidos, p. ej., en las patentes estadounidenses n.° 8,151,537 y 7,662,221, cuyas divulgaciones se incorporan a modo de referencia en el presente documento.
[0029] En ciertas formas de realización, la formulación polimérica líquida se encuentra en forma de emulsión líquida (p. ej., una emulsión polimérica líquida), tal como una emulsión elastomérica a base de agua (p. ej., una emulsión acrílica a base de agua) o una emulsión elastomérica a base de aceite (p. ej., una emulsión (elastomérica) cubierta de caucho). Los disolventes utilizados en la emulsión pueden ser agua, disolvente orgánico, o una combinación de estos. Entre los ejemplos de disolvente orgánico se incluyen alcoholes minerales, aceite mineral, xileno y nafta.
[0030] Al menos en algunas formas de realización, un panel de recubrimiento exterior con una membrana de barrera contra el aire/agua integrada comprende una membrana que se preparó a partir de una formulación que comprende una emulsión acrílica. Al menos en algunas formas de realización, un panel de recubrimiento exterior con una membrana de barrera contra el aire/agua integrada comprende una membrana con entre un 5 y un 80 % en peso de un poliacrilato. Al menos en algunas formas de realización, un panel de recubrimiento exterior con una membrana de barrera contra el aire/agua integrada comprende una membrana con entre un 30 y un 70 % en peso de un poliacrilato. Al menos en algunas formas de realización, un panel de recubrimiento exterior con una membrana de barrera contra el aire/agua integrada comprende una membrana con entre un 40 y un 60 % en peso de un poliacrilato.
[0031] Al menos en algunas formas de realización, un panel de recubrimiento exterior con una membrana de barrera contra el aire/agua integrada comprende una membrana preparada a partir de una formulación que comprende poliuretano. Al menos en algunas formas de realización, un panel de recubrimiento exterior con una membrana de barrera contra el aire/agua integrada comprende una membrana que comprende entre un 5 y un 50 % en peso de poliuretano. Al menos en algunas formas de realización, un panel de recubrimiento exterior con una membrana de barrera contra el aire/agua integrada comprende una membrana que comprende entre un 10 y un 40 % en peso de poliuretano. Al menos en algunas formas de realización, un panel de recubrimiento exterior con una membrana de barrera contra el aire/agua integrada comprende una membrana que comprende una combinación de poliuretano con otro polímero seleccionado de al menos uno de los siguientes: silicona y un poliacrilato. Al menos en algunas formas de realización, un panel de recubrimiento exterior con una membrana de barrera contra el aire/agua integrada comprende una membrana que comprende un copolímero de estireno.
[0032] Inesperadamente, se descubrió que los aglutinantes poliméricos preferidos para una membrana de barrera contra el aire/agua integrada en un panel de recubrimiento exterior incluyen látex acrílicos, copolímeros acrílicos de estireno y dispersiones de estireno-butadieno. Estos aglutinantes poliméricos se pueden utilizar en la cantidad de entre un 30 y un 70 %. En algunas formas de realización, un aglutinante polimérico se puede seleccionar de entre los siguientes aglutinantes disponibles en el mercado: PLIOTEC EL-25 (látex acrílico elastomérico) de Omnova, ACRONAL S400 (dispersión acuosa de copolímero libre de plastificante de éster del ácido acrílico y estireno) de BASF, UCAR 9176 (copolímero acrílico de estireno) de DOW, RHOPLEX 2620 (100% polímero acrílico) de DOW o BUTONAL NS 175 (dispersión de estireno-butadieno aniónico polimerizado en frío, con alto contenido de sólidos) de BASF.
[0033] En algunas formas de realización, un panel de recubrimiento exterior con una membrana de barrera contra el aire/agua integrada comprende una membrana que se preparó a partir de una formulación que comprende una emulsión polimérica y un dispersante. Se pueden utilizar diversos dispersantes para estabilizar la emulsión, tales como alcoholes de polivinilo, celulosa y derivados de esta, copolímeros que contienen vinilpirrolidona, monoalquilfenoles, dialquilfenoles y trialquilfenoles etoxilados, alcoholes grasos etoxilados y sales de amonio y metal alcalino de alquilsulfatos de ácido sulfúrico, monoésteres de alcanoles etoxilados y de alquilfenoles etoxilados de ácidos alquilsulfónicos y de ácidos alquilarilsulfónicos, las sales de amonio y/o metal alcalino del ácido dodecilbencensulfónico, y las sales de amonio y/o metal alcalino del monoéster del ácido sulfúrico de dodecanol etoxilado. Se pueden añadir dispersantes a la formulación en una cantidad de entre 0-10 % en peso (p. ej., entre 1 -9 % en peso, entre 2-7 % en peso, entre 3-6 % en peso).
[0034] En algunas formas de realización, un dispersante adecuado incluye solución de un copolímero en bloque de alto peso molecular con grupos afines de pigmento, solución de una sal de amonio de un copolímero de acrilato, polielectrolito aniónico, tripolifosfato de potasio y sal de amonio de alquilol de un copolímero con grupos ácidos. Estos dispersantes se pueden utilizar en la cantidad de entre 0-10 % y preferiblemente de entre 0,1-5 %. En algunas formas de realización, un dispersante se puede seleccionar de entre los siguientes dispersantes disponibles en el mercado: DISPERBYK-190 (solución de un copolímero en bloque de alto peso molecular con grupos afines de pigmento) de BYK, BYK-156 (solución de una sal de amonio de un copolímero de acrilato) de BYK, TAMOL 851 (polielectrolito aniónico) de DOW, tripolifosfato de potasio (ácido trifosfórico, sal de pentapotasio) de INNOPHOS, DlSPERBYK-180 (sal de amonio de alquilol de un copolímero con grupos ácidos) de BYK.
[0035] En algunas formas de realización, un panel de recubrimiento exterior con una membrana de barrera contra el aire/agua integrada comprende una membrana formulada con uno o varios aditivos para potenciar aún más el rendimiento del material de barrera. Entre los aditivos adecuados se incluyen, p. ej., asfalto de petróleo, carbonato de calcio, un silano (p. ej., diaminosilano, trimetoxivinilsilano), un glicol (p. ej., etilenglicol, propilenglicol, éter monobutílico del dipropilenglicol), un agente de pegado (p. ej., una rosina o derivado de rosina, como rosina de madera, un terpeno o terpeno modificado, una resina alifática, cicloalifática o aromática), un promotor de la adhesión, un catalizador de curado, un agente reticulante, un termiticida, un agente inhibidor del crecimiento fúngico (p. ej., 2-(4-tiazolil) bencimidazol, zeolita de plata, óxido de zinc y piritiona de zinc), un material de relleno (p. ej., caolinita, mica, baritina, talco, arena, harina de cuarzo, tiza, dióxido de titanio, sílice, ceniza volante) y/o un material de cambio de fase.
[0036] En algunas formas de realización, un panel de recubrimiento exterior con una membrana de barrera contra el aire/agua integrada comprende una membrana formulada con un aglutinante polimérico anteriormente descrito y carbonato de calcio que puede utilizarse en la cantidad de entre un 20 y un 50 % en peso. Entre las fuentes comerciales adecuadas de carbonato de calcio se incluyen, aunque sin carácter limitativo, THIXO-CARB 500™ (carbonato de calcio precipitado) de Specialty Minerals, ULTRAFLEX 100™ (carbonato de calcio precipitado) de Specialty Minerals, HUBERCARB Q 6™ (carbonato de calcio) de Huber Engineered Materials, OMYACARB 100-PT™ (carbonato de calcio) de Omya, HUBERCARB Q325™ (carbonato de calcio) de Huber Engineered Materials y NEOLIGHT SS™ (carbonato de calcio precipitado recubierto) de Takehara Kagaku Kogyo Co.
[0037] En algunas formas de realización, un panel de recubrimiento exterior con una membrana de barrera contra el aire/agua integrada comprende una membrana formulada con un aglutinante polimérico según se ha descrito anteriormente, carbonato de calcio y al menos uno o varios aditivos, tales como un antiespumante, pigmento, espesante, conservante, regulador del pH, estabilizante de emulsión, humectante y agente nivelador y reticulante.
[0038] En algunas formas de realización, los antiespumantes adecuados incluyen, aunque sin carácter limitativo, una mezcla de aceites minerales parafínicos y componentes hidrófobos, moléculas compuestas en un sistema mejorado mineral-aceite, una solución de un polidimetilsiloxano modificado con poliéter, y una mezcla de polisiloxanos destructores de espuma y sólidos hidrófobos en poliglicol. Estos antiespumantes se pueden utilizar en la cantidad de entre un 0,1 y un 5 %. Las fuentes comerciales adecuadas para un antiespumante incluyen BYK-033™ (mezcla de aceites minerales parafínicos y componentes hidrófobos) de BYK, FOAMSTAR ST 2410™, también conocido como FOAMSTAR A10™ (molécula compuesta en un sistema mejorado mineral-aceite) de BASF, BYK-019™ (solución de un polidimetilsiloxano modificado con poliéter) de By K, BYK-021™ (mezcla de polisiloxanos destructores de espuma y sólidos hidrófobos en poliglicol) de BYK.
[0039] En algunas formas de realización, los pigmentos adecuados incluyen, aunque sin carácter limitativo, dióxido de titanio, óxido de zinc, negro carbón, sílice precipitada micronizada, talco y combinaciones de los mismos. Estos pigmentos se pueden utilizar en la cantidad de entre un 0,1 % y un 10 % en peso. Las fuentes comerciales adecuadas para un pigmento incluyen HUNTSMAN TR93™ (dióxido de titanio) de Maroon Inc., ZOCO 101 ™ (óxido de zinc) de Zochem Icc., SOLTEX ACE BLACK™ (negro carbón) de Soltex, ZEOTHIX 265™ (sílice precipitada micronizada) de Huber, y SIERRALITE 402S™ (talco) de Imerys.
[0040] En algunas formas de realización, los espesantes adecuados incluyen, aunque sin carácter limitativo, al menos uno de los siguientes: hidroxietilcelulosa, espesante acrílico, espesante aniónico de emulsión inversa, HASE y emulsión acrílica hinchable alcalina modificada hidrófobamente. Estos espesantes se pueden utilizar en la cantidad de entre un 0,1 % y un 5 % en peso. Las fuentes comerciales adecuadas para un espesante incluyen NATROSOL 250 HBR™ (hidroxietilcelulosa) de Ashland Inc., ACRYSOL ASE-95NP™ (espesante acrílico soluble en álcali) de DOW, TEXIPOL 63-510™ (espesante aniónico de emulsión inversa) de Scott Bader, POLYPHOBE 106HE™ (HASE) de Arkema, y SOLTHIX A100™ (emulsión acrílica hinchable alcalina modificada hidrófobamente) de Lubrizol.
[0041] En algunas formas de realización, los conservantes adecuados incluyen, aunque sin carácter limitativo, al menos uno de los siguientes: 2[(hidroximetil)amino]-2-metilpropanol, butilcarbamato de 3-yodo-2-propinilo, n-(3,4-diclorofenil)-n,n-dimetilurea, 1,2 bencisotiazolin-3-ona y tetracloroisoftalonitrilo. Estos espesantes se pueden utilizar en la cantidad de entre un 0,1 % y un 5 % en peso. Las fuentes comerciales adecuadas para un espesante incluyen TROYSAN 186™ (2[(hidroximetil)amino]-2-metilpropanol) de Troy Corporation, POLYPHASE AF1™ (butilcarbamato de 3-yodo-2-propinilo) de Troy Corporation, Po LYPh As E 663™ (n-(3,4-diclorofenil)-n,ndimetilurea) de Troy Corporation, MERGAL 758™ (1,2 bencisotiazolin-3-ona) de Troy Corporation y NUOCIDE 404D™ (tetracloroisoftalonitrilo) de Ashland Inc.
[0042] En algunas formas de realización, los reguladores del pH adecuados incluyen, aunque sin carácter limitativo, al menos uno de los siguientes: hidróxido de calcio, hidróxido de sodio, hidróxido de potasio, amoníaco 30 % acuoso y 2-amino-2-metil-1-propanol. Estos reguladores del pH se pueden utilizar en la cantidad de entre un 0,1 % y un 5 % en peso. Las fuentes comerciales adecuadas para un regulador del pH incluyen hidróxido de calcio (hidróxido de calcio) de Jost Chemical, sosa cáustica (solución de hidróxido de sodio) de OXYChem, hidróxido de potasio (hidróxido de potasio) de Chem One Ltd., solución de hidróxido de amoníaco (amoníaco 30 % acuoso) de Tanner Industries y AMP 95 (2-amino-2-metil-1-propanol) de Angus.
[0043] En algunas formas de realización, los estabilizantes de emulsión adecuados incluyen, aunque sin carácter limitativo, al menos uno de los siguientes: arcilla de bentonita, un copolímero reticulado con alto peso molecular de ácido acrílico y acrilato de alquilo C10-C30, tensioactivo de etoxilato de octilfenol no iónico, resina de tall oil y extracto de resina natural. Estos estabilizantes de emulsión se pueden utilizar en la cantidad de entre un 0,1 % y un 5 % en peso. Las fuentes comerciales adecuadas para un estabilizante de emulsión incluyen OPTIGEL LX™ (arcilla de bentonita) de BYK, PEMUIEN 1622™ (copolímero reticulado con alto peso molecular de ácido acrílico y acrilato de alquilo C10-C30) de Lubrizol, TRITON X405™ (tensioactivo de etoxilato de octilfenol no iónico) de DOW Chemical Company, SYLv A rOS™ NCY (resina de tall oil) de Arizona Chemical, y VINSOL™ SOAP (extracto de resina natural) Pinnova.
[0044] En algunas formas de realización, los agentes humectantes y niveladores adecuados incluyen, aunque sin carácter limitativo, al menos uno de los siguientes: sulfosuccinato, siloxano modificado con poliéter, poliuretano modificado con urea, sal de amonio modificada con urea de un copolímero de acrilato. Estos agentes humectantes y niveladores se pueden utilizar en la cantidad de entre un 0,1 % y un 5 % en peso. Las fuentes comerciales adecuadas para un agente humectante y nivelador incluyen AEROSOL™ LF-4 (mezcla registrada de sulfosuccinato) de Cytec, BYK-349 (siloxano modificado con poliéter), BYK-425 (poliuretano modificado con urea), BYK-420 (urea modificada) y BYK-154 (sal de amonio de un copolímero de acrilato) de BYK.
[0045] En algunas formas de realización, los agentes reticulantes adecuados incluyen, aunque sin carácter limitativo, al menos uno de los siguientes: óxido de zinc, iones metálicos de zinc, carbonato de circonio de amonio estabilizado que contiene polímeros de circonio hidroxilado aniónico y silano funcional epoxi. Estos agentes reticulantes se pueden utilizar en la cantidad de entre un 0,1 % y un 5 % en peso. Las fuentes comerciales adecuadas para un agente reticulante incluyen óxido de zinc (óxido de zinc) de US Zinc, ZIMPLEX™ 15 (iones metálicos de zinc) de Munzing, BACOTE™ 20 (solución transparente alcalina de carbonato de circonio de amonio estabilizado, que contiene polímeros de circonio hidroxilado aniónico) de Melchemical Inc., OXYLINK™ 3404 (formulación acuosa de partículas inorgánicas que incluyen óxido de zinc) de Buhler Group, y SILANE™ A-187 (silano funcional epoxi) de Momentive.
[0046] En algunas formas de realización, un panel de recubrimiento exterior con una membrana de barrera contra el aire/agua integrada comprende una membrana formulada con un polímero adecuado según se ha descrito anteriormente y al menos uno de los siguientes aditivos: asfalto de petróleo, piedra caliza, carbonato de calcio, caolinita, mica, baritina, talco, arena, harina de cuarzo, tiza, dióxido de titanio, sílice, ceniza volante, yeso o una combinación de al menos dos de estos aditivos. Los aditivos se pueden utilizar en distintas cantidades, incluyendo entre un 20 y un 80 % en peso; entre un 25 y un 75 % en peso y entre un 30 y un 60 % en peso. En algunas formas de realización, un panel de recubrimiento exterior con una membrana de barrera contra el aire/agua integrada comprende una membrana formulada con un poliacrilato y al menos uno de los siguientes aditivos: asfalto de petróleo, piedra caliza, carbonato de calcio, caolinita, mica, baritina, talco, arena, harina de cuarzo, tiza, dióxido de titanio, sílice, ceniza volante, yeso o una combinación de al menos dos de estos aditivos.
[0047] En algunas formas de realización, un panel de recubrimiento exterior con una membrana de barrera contra el aire/agua integrada comprende una membrana formulada con un agente antimicrobiano y antifúngico seleccionado de 2-(4-tiazolil) bencimidazol, zeolita de plata, óxido de zinc y piritiona de zinc. Un agente antimicrobiano/antifúngico se puede utilizar en diversas cantidades, incluyendo entre un 1 y un 10 % en peso o entre un 3 y un 7 % en peso.
[0048] En algunas formas de realización, un panel de recubrimiento exterior con una membrana de barrera contra el aire/agua integrada comprende una membrana que comprende un pigmento. Se pueden utilizar diversos pigmentos, incluyendo compuestos químicos que proporcionan un pigmento negro, marrón, azul, verde, rojo, amarillo, naranja o blanco.
[0049] Ejemplos de barreras contra el aire/agua aplicadas con fluidos disponibles en el mercado incluyen aquellas comercializadas con los nombres comerciales: eXo AIR™ (Tremco), Ty V e K ™ (DuPont), R-GUARD™ (Prosoco), AIR-SHIELD™ (W. R. Meadows), STOGUARD™ (Sto Corp.) y AIR BLOC™ (Henry Co.).
[0050] En algunas formas de realización, un panel de recubrimiento exterior con una membrana de barrera contra el aire/agua integrada comprende una membrana formulada con un aglutinante polimérico, carbonato de calcio y otros componentes según se indica a continuación en la Tabla 1.
Tabla 1. Formulaciones de membrana de barrera contra el aire/agua integrada
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[0051] En algunas formas de realización, un panel de recubrimiento exterior con una membrana de barrera contra el aire/agua integrada se fabrica mediante un método que controla un espesor de la membrana de barrera contra el aire/agua integrada. El espesor se puede controlar de tal manera que un panel de recubrimiento exterior con una membrana de barrera contra el aire/agua integrada reduce significativamente la infiltración/exfiltración de aire y la penetración de agua a través del panel. Algunas formas de realización proporcionan un panel de recubrimiento exterior con una membrana de barrera contra el aire/agua integrada que reduce la infiltración/exfiltración de aire y la penetración de agua a través del panel en al menos un 50 %. Algunas otras formas de realización proporcionan un panel de recubrimiento exterior con una membrana de barrera contra el aire/agua integrada que reduce la infiltración/exfiltración de aire y la penetración de agua a través del panel en al menos un 70-80 %. Los paneles de recubrimiento exterior con una membrana de barrera contra el aire/agua integrada que reducen suficientemente la infiltración/exfiltración de aire y la penetración de agua incluyen aquellos paneles en los que un espesor en seco de la membrana de barrera contra el aire/agua integrada es de al menos 0,254 mm (10 mil), al menos 0,508 mm (20 mil), al menos 0,762 mm (30 mil), al menos 1,016 mm (40 mil), al menos 1,270 mm (50 mil), al menos 1,524 mm (60 mil), al menos 1,778 mm (70 mil); y menos de 2,540 mm (100 mil), menos de 2,286 mm (90 mil), menos de 2,032 mm (80 mil), menos de 1,778 mm (70 mil), menos de 1,524 mm (60 mil), menos de 1,270 mm (50 mil), menos de 1,016 mm (40 mil). Los valores anteriores pueden combinarse en cualquier intervalo adecuado utilizando los valores superior e inferior, p. ej., 0,254 - 2,286 mm (10-90 mil), 0,508 - 2,540 mm (20-80 mil), 1,016 - 2,032 mm (40-80 mil), 1,524 - 2,032 mm (60-80 mil), etc.
[0052] Con el fin de obtener un panel de recubrimiento exterior con una membrana de barrera contra el aire/agua integrada, la formulación de membrana se puede aplicar al panel en un espesor de 0,127 - 2,540 mm (5-100 mil) (p. ej., al menos 0,127 mm (5 mil), al menos 0,254 mm (10 mil), al menos 0,508 mm (20 mil), al menos 0,762 mm (30 mil), al menos 1,016 mm (40 mil), al menos 1,270 mm (50 mil), al menos 1,524 mm (60 mil), al menos 1,778 mm (70 mil); y menos de 2,540 mm (100 mil), menos de 2,286 mm (90 mil), menos de 2,032 mm (80 mil), menos de 1,778 mm (70 mil), menos de 1,524 mm (60 mil), menos de 1,270 mm (50 mil), menos de 1,016 mm (40 mil)). Los valores anteriores pueden combinarse en cualquier intervalo adecuado utilizando los valores superior e inferior, p. ej., 0,254 - 2,286 mm (10-90 mil), 0,508 - 2,032 mm (20-80 mil), 1,016 - 2,032 mm (40-80 mil), 1,524 - 2,023 mm (60-80 mil), etc. Al aplicarse normalmente la membrana (p. ej., formulación polimérica líquida) como una emulsión, la capa inicial es «húmeda». Conforme se seca la membrana, el espesor de la capa de membrana se encogerá en función de la concentración de la formulación. En consecuencia, el espesor en seco reducirá su tamaño desde el espesor húmedo inicial en una cantidad de 10 % o más (p. ej., 20 % o más, 30 % o más, 40 % o más, 50 %).
[0053] En una forma de realización, un panel cementicio de recubrimiento exterior con una membrana de barrera contra el aire/agua integrada sobre al menos una superficie, según se ha descrito anteriormente, comprende, además, una membrana en forma de lámina adherida a la membrana de barrera contra el aire/agua integrada. Después de formarse la membrana de barrera contra el aire/agua integrada sobre el panel, una membrana en forma de lámina con propiedades de resistencia al aire y/o a la humedad se puede aplicar a la membrana. La membrana en forma de lámina se puede aplicar a la membrana de barrera contra el aire/agua integrada utilizando cualquier método adecuado, tal como asentamiento, rodamiento, laminado, calandrado y/o presión. Normalmente, la membrana en forma de lámina se cortará hasta un tamaño acorde con el panel cementicio de recubrimiento exterior. En general, la lámina se puede cortar antes de su aplicación al panel, aunque, en algunas formas de realización, la membrana en forma de lámina se aplica en forma de rollo a una serie de paneles unidos, que después pueden cortarse para definir paneles integrados individuales.
[0054] En algunas formas de realización, la membrana de barrera contra el aire/agua integrada presenta normalmente una característica suficientemente adhesiva para asegurar la membrana en forma de lámina sin adhesivo(s) adicional(es).
[0055] En algunas formas de realización, se proporciona un sistema para la instalación de un panel de recubrimiento exterior con una membrana de barrera contra el aire/agua integrada. Dicho sistema puede incluir uno o varios recubrimientos adhesivos complementarios y/o selladores que se pueden aplicar a la membrana de barrera contra el aire/agua integrada del panel de recubrimiento exterior. El adhesivo adicional se puede aplicar sobre toda la superficie del panel o en zonas seleccionadas de la superficie (p. ej., el perímetro, el centro, bordes paralelos, etc.). Un adhesivo adicional puede ser cualquier material adecuado, como los comercializados con los nombres comerciales: EXOAIR™ (Tremco), TYVEK™ (DuPont), R-GUARD™ (Prosoco), AIR-SHIELD™ (W. R. Meadows), STOGUARD™ (Sto Corp.) y AIR BLOC™ (Henry Co.). En algunas formas de realización, los selladores adecuados incluyen un sellador a base de poliuretano, tal como SPECTREM 1™ (Tremco), y un sellador a base de silicona, tal como DYMONIC 100™ (Tremco). Al menos en algunas formas de realización, un sistema de instalación incluye un panel de recubrimiento exterior con una membrana de barrera contra el aire/agua y al menos un sellador a base de poliuretano y/o a base de silicona.
[0056] Mientras que, en algunas formas de realización, un panel de recubrimiento exterior con una membrana de barrera contra el aire/agua integrada se puede utilizar en combinación con una membrana en forma de lámina adicional, en otras formas de realización, el panel de recubrimiento exterior se puede utilizar sin la membrana en forma de lámina. La membrana en forma de lámina con propiedades de resistencia al aire y/o a la humedad (también conocida como envoltura del edificio o la casa) puede ser cualquier material adecuado, como aquellas preparadas a partir de fibra de vidrio o papel impregnado en asfalto, películas superpuestas microperforadas, películas laminadas para no tejidos unidos por centrifugado, películas laminadas o recubiertas en tejidos de polipropileno, no tejido de fibrilo poliolefina colocada en húmedo sobrecalandrada (p. ej., polietileno) (por ejemplo, TYVEK™) y envolturas para edificios que pueden drenarse. En algunas formas de realización, una membrana adecuada en forma de lámina puede cumplir o superar los requisitos mínimos establecidos por ASTM E2178 ("Standard Test Method for Air Permeance of Building Materials"). Algunos ejemplos de envolturas para edificios en láminas se muestran y se describen en las patentes estadounidenses n.° 7,148,160 y las solicitudes de patente estadounidense con n.° de publicación 2006/0040091 y 2006/0051560, por ejemplo, cuyas divulgaciones se incorporan en el presente documento a modo de referencia. Algunos ejemplos de membranas en forma de lámina disponibles en el mercado incluyen aquellas comercializadas con los siguientes nombres comerciales: Tri-Built Building Wrap (Tri-Built), TYVEK™ (DuPont), HARDIEWRAP™ (James Hardie), HYDROGAP™ (Benjamin Obdyke), WEATHERMATE™ (Dow), BLUESKIN™ (Henry Co.), FOILSKIN™ (Henry Co.), AIR-SHIELD™ (W. R. Meadows) y CERTAWRAP™ (CertainTeed).
[0057] La membrana de barrera contra el aire/agua integrada, opcionalmente en combinación una membrana en forma de lámina, permite que el sistema del panel (panel cementicio, membrana de barrera contra el aire/agua integrada y, opcionalmente, membrana en forma de lámina) tenga la capacidad versátil de ajustar y/o modificar el índice de permeación del vapor de agua del panel. La capacidad de ajustar el índice de permeación del vapor de agua de un panel cementicio de recubrimiento exterior resistente al aire y a la humedad, al mismo tiempo que se mantiene un espesor consistente del panel, resulta particularmente beneficioso en función del rendimiento diseñado y/o previsto de la envoltura exterior del edificio. En función de un conjunto concreto de principios de diseño de la ciencia de la construcción relacionados con la gestión de la humedad en armados de paredes y/o la región climática y geográfica de uso, puede ser necesario que el panel cementicio de recubrimiento exterior resistente al aire y a la humedad de fabrique presentando distintos índices de permeación del vapor de agua para atender a los requisitos de rendimiento de energía particulares del edificio y/o al rendimiento diseñado de la envoltura del edificio. Por ejemplo, el Departamento de Energía de EE. UU. Describe siete (7) zonas climáticas. Cada una de las siete zonas se basa en la cantidad de grados día de calefacción (HDD) y los grados día de refrigeración (CDD). Estas métricas se utilizan para clasificar en qué medida son severas las condiciones de calefacción y refrigeración para los edificios en distintas zonas del país. Por ejemplo, la Zona Climática 1 (Sur de Florida) tiene un CDD >9000 (5000 utilizando Celsius) y el acondicionamiento del espacio del edificio está completamente dominado por la refrigeración. En cambio, en una zona similar a la del Medio Oeste superior situada en la Zona Climática 6, el uso de energía del edificio está dominada por cargas de calefacción, siendo e1HDD mayor de 7200 (4000 empleando Celsius) y menor de 9000 (5000 empleando Celsius). Las condiciones de humedad y humedad del aire también deben considerarse durante el proceso de diseño. Las consideraciones de humedad tienen un impacto importante en la optimización de los sistemas de energía dentro de las casas, indicando a menudo qué materiales o sistemas funcionan mejor en términos tanto de rendimiento de energía como de control de la humedad. Por ejemplo, en climas cálidos y secos, los sistemas de refrigeración por evaporación pueden proporcionar la refrigeración del espacio para los hogares; normalmente, utilizando menos energía que los sistemas tradicionales de aire acondicionado por compresión de vapor. Mientras tanto, en zonas como el Sudeste cálido/húmedo, se debe prestar especial atención a la permeabilidad al vapor de los armados de paredes exteriores para prevenir problemas graves debidos a la humedad y el moho en la envoltura del edificio. Por consiguiente, resulta importante la necesidad de lograr índices de permeación al valor de agua distintos en relación con los paneles cementicios de recubrimiento exterior resistentes al aire y a la humedad.
[0058] El índice de permeación al vapor de agua se puede modificar ajustando la cantidad de la membrana de barrera contra el aire/agua integrada aplicada y/o ajustando el índice diseñado de permeación al vapor de agua de la membrana en forma de lámina opcional construida que no cambia su espesor mientras que, al mismo tiempo, puede estar construida intencionadamente presentando distintos índices de permeación al vapor de agua. Un ejemplo de método para modificar y/o ajustar el índice diseñado de permeación al vapor de agua del panel cementicio de recubrimiento exterior resistente al aire y a la humedad sería proporcionar un panel que permanezca con un espesor dimensionalmente constante. En aplicaciones prácticas en las que se desea un panel de espesor constante, pero con distintos índices de permeación al vapor de agua, la membrana de barrera contra el aire/agua integrada permanecería fija, y se alteraría el índice de permeación al vapor de agua de la membrana de lámina opcional para conseguir un amplio rango de tipos de panel cementicio de recubrimiento exterior con índices de resistencia al aire y a la humedad. La membrana de lámina también evita que los paneles integrados se adhieran (se bloqueen) entre sí.
[0059] En otra forma de realización, un panel cementicio de recubrimiento comprende una membrana de barrera contra el aire/agua integrada en al menos una superficie del panel y un material de separación que está al menos parcialmente incrustado en la membrana. El material de separación es cualquier material adecuado que se pueda incrustar en la membrana de barrera contra el aire/agua integrada para evitar que los paneles integrados se adhieran (se bloqueen) entre sí. Debido al hecho de que la membrana está recubierta de caucho, la superficie puede permanecer pegajosa, incluso después del secado y/o curado. Como consecuencia, se puede emplear un material de separación que evite físicamente que los paneles integrados adyacentes entren en contacto entre sí para prevenir la adhesión y/o daño en los paneles integrados.
[0060] En una forma de realización, el material de separación es una malla de tejido abierto. La malla se prepara a partir de cualquier material adecuado. Por ejemplo, la malla puede comprender un material natural o sintético (p. ej., fibra), tal como algodón, yute, sisal, lana, cáñamo, linaza, bambú, lino, vidrio, metal, náilon, polietileno, polipropileno, acrílico, poliéster, fibra de carbono, y combinaciones de los mismos. Si se desea, el material de malla puede presentar determinadas propiedades, tales como resistencia al fuego, resistencia al moho, resistencia al agua y/o resistencia a los álcalis, que sean tanto intrínsecas al material o el resultado de un tratamiento y/o aditivo químico.
[0061] Para proporcionar una propiedad antibloqueo, la malla debería tener un espesor mayor que el espesor en seco de la membrana. El diámetro de las hebras de la mala se puede seleccionar de tal manera que una porción de la malla se extienda más allá de la superficie de la membrana seca. El tamaño (estrechez) del hilado no está particularmente limitado, pero, para ahorrar costes, el espaciado entre las hebras de la malla puede oscilar entre 2,54 y 3,81 cm (de 1 a 1,5 pulgadas). Un hilado más abierto también garantiza que la malla no interfiere con el efecto de autojunta proporcionado por la membrana con respecto a las sujeciones utilizadas durante la instalación del panel integrado.
[0062] La malla se aplica preferiblemente como una lámina cuyo tamaño es acorde al del panel integrado. La malla se puede aplicar en cualquier etapa deseable a la membrana. Por ejemplo, la membrana puede estar totalmente húmeda, parcialmente seca o totalmente seca, siempre que la membrana conserve una cantidad adecuada de la adhesividad para permitir que la malla se incruste y quede retenida.
[0063] En otra forma de realización, el material de separación es un gránulo o perla que está incrustada al menos parcialmente en la membrana. El gránulo o perla es cualquier material adecuado que proporcione un efecto antibloqueo. Las únicas limitaciones reales son que los gránulos o perlas están compuestos por un material duradero y tienen un tamaño (esto es, diámetro o espesor) que es mayor que el espesor de la membrana seca, para que una porción de cada gránulo/perla se extienda más allá de la superficie de la membrana seca. Entre los materiales adecuados se incluyen un polímero (p. ej., polietileno (incluyendo HDPE), polipropileno, poliestireno, polivinilcloruro, poliéster, acrílico, caucho, y combinaciones de estos), madera, metal y vidrio. El gránulo/perla también podría formarse a partir de un adhesivo termofusible, como aquellos a base de copolímeros de acetato de vinilo y etileno, copolímeros de acrilato de etileno, poliéster, polietileno y polipropileno.
[0064] Los gránulos/perlas se pueden depositar de cualquier modo adecuado para permitir que los gránulos/perlas se incrusten en la membrana. Los gránulos/perlas pueden aplicarse en cualquier etapa deseable a la membrana. Por ejemplo, la membrana puede estar totalmente húmeda, parcialmente seca o totalmente seca, siempre que la membrana conserve una cantidad adecuada de la adhesividad para permitir que los gránulos/perlas se incrusten y queden retenidos. En una forma de realización preferida, los gránulos/perlas se depositan en un patrón tipo rejilla o matriz sobre la totalidad del panel integrado. La frecuencia de la deposición de los gránulos/perlas no está particularmente limitada, siempre que se mantenga la propiedad antibloqueo (p. ej., una separación de cada 2,54 cm (1 pulgada), cada 5,08 cm (dos pulgadas), cada 7,62 cm (tres pulgadas), etc.). En una forma de realización preferida, la colocación de los gránulos/perlas no interfiere con el efecto de autojunta proporcionado por la membrana con respecto a las sujeciones utilizadas durante la instalación del panel integrado.
[0065] Otras formas de realización proporcionan un método de fabricación de un panel de recubrimiento exterior con una membrana de barrera contra el aire/agua. El método incluye las etapas de preparación de una lechada cementicia y de fabricación de un panel cementicio intercalando la lechada entre dos láminas de recubrimiento. T ras fraguarse el panel cementicio, este se recubre con una membrana de barrera contra el aire/agua. En algunas formas de realización, un panel cementicio se fabrica intercalando una lechada cementicia que comprende yeso entre dos lonas de fibra de vidrio. Tras fraguarse el panel cementicio, este se recubre por pulverización, con rodillos o por inundación con una membrana de barrera contra el aire/agua que se formula según lo indicado en la Tabla 1. Existen muchas ventajas para un método anteriormente descrito. Cuando se realiza en condiciones controladas, incluyendo una temperatura constantemente monitorizada y mantenida, el método produce un panel de recubrimiento exterior con una membrana de barrera contra el aire/agua de espesor, uniformidad e incluso unión adhesiva constantes de la membrana al panel de recubrimiento.
[0066] Inesperadamente, se descubrió que un panel de recubrimiento exterior con una membrana de barrera contra el aire/agua según se ha descrito arriba presenta una excelente fuerza adhesiva membrana-panel y se desempeña muy bien en la evaluación de la fuerza adhesiva, incluyendo el análisis estandarizado ASTM C297. La Tabla 2 que se incluye a continuación muestra los resultados de unión del análisis ASTM C297 para un panel de recubrimiento exterior con una membrana de barrera contra el aire/agua según se ha descrito anteriormente y preparado mediante cuatro métodos diferentes de recubrimiento por pulverización A a D (Método A- recubrimiento por aspersión desde el centro del panel; Método B - recubrimiento por aspersión desde el borde codificado; Método C - recubrimiento por aspersión desde una sección de dirección transversal y longitudinal de la máquina de 4 pies (aprox. 1,22 m); y Método D - pulverización manual con una bomba manual).
Tabla 2. Fuerza adhesiva
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(Tabla 2. Fuerza adhesiva en kPa)
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[0067] Inesperadamente, se descubrió que un panel de recubrimiento exterior con una membrana de barrera contra el aire/agua según se ha descrito arriba ofrece una excelente fuerza adhesiva membrana-panel y alcanza el mínimo de 103,42 kPa (15 psi) de fuerza adhesiva con tensión en dirección Z en el análisis de unión ASTM C297. Como se indica en la Tabla 2 anterior, el punto de fallo medio para todos los paneles se encuentra por encima de 137,89 kPa (20 psi). Además, también se descubrió inesperadamente que el punto de fallo para todos los paneles de la Tabla 2 está dentro del propio panel, es decir, entre la cara de lona de vidrio y el núcleo de yeso.
[0068] También se descubrió inesperadamente que un panel de recubrimiento exterior formulado con una membrana de barrera contra el aire/agua formulada según la Tabla 1 se desempeña mejor que los paneles formulados con recubrimientos disponibles en el mercado, como EXOAIR™ 230, recubrimiento ICE™, TREMGARD™ HB (todos ellos de Tremco) en varias pruebas, incluyendo adhesión, estabilidad UV, permeación al aire, facilidad de viscosidad de aplicación en pulverización, bloqueo y pegajosidad de la superficie, y defectos de secado. En la Tabla 3 que se muestra a continuación se proporcionan algunos datos comparativos.
Tabla 3. Análisis comparativo
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[0069] También se descubrió inesperadamente que el acondicionamiento de un panel de recubrimiento exterior con una membrana de barrera contra el aire/agua en un horno previene problemas con el bloqueo del panel. Dichos paneles acondicionados han adquirido una propiedad de antibloqueo y pueden apilarse sin necesidad de malla u otro material de separación.
[0070] Además, se descubrió inesperadamente que los mejores resultados se consiguen cuando el panel se acondiciona en un horno con dos zonas de temperatura distintas. En algunas formas de realización, se prefiere que el panel se acondicione primero en una primera zona de temperatura con una temperatura menor y después se mueva a una segunda zona de temperatura en la que la segunda temperatura es mayor que la primera temperatura de la primera zona de temperatura. En algunas formas de realización, la primera zona de temperatura puede estar configurada entre 37,78 y 60,00 0C (100 y 140 0F) y la segunda zona de temperatura puede estar configurada entre 71,11 y 87,78 0C (160 y 190 0F). Este método de acondicionamiento para obtener un panel de recubrimiento exterior con una membrana de barrera contra el aire/agua integrada con una propiedad antibloqueo se puede emplear para un panel con cualquier membrana de barrera contra el aire/agua integrada descrita en la presente divulgación. En algunas formas de realización, el método de acondicionamiento se utiliza en un panel de recubrimiento exterior con una membrana de barrera contra el aire/agua integrada formulada con un aglutinante polimérico y carbonato de calcio según se indica en la Tabla 1. Como se muestra en la Fig. 2A, una membrana de barrera contra el aire/agua integrada formulada con un aglutinante polimérico y carbonato de calcio según se indica en la Tabla 1 se sometió a acondicionamiento únicamente en una zona de temperatura más elevada. Este panel desarrolló ampollas. A diferencia del panel de la Fig. 2A, una segunda membrana de barrera contra el aire/agua integrada formulada con un aglutinante polimérico y carbonato de calcio según se indica en la Tabla 1 se sometió a acondicionamiento mediante un método de dos zonas. Como se muestra en la Fig. 2B, este segundo panel no desarrolló ampollas y presentó una excelente propiedad antibloqueo sin que sea necesaria una malla o cualquier otro tratamiento adicional.
[0071] Cualquiera de los paneles integrados descritos en el presente documento puede formar parte de un sistema que incluye un panel integrado que está adherido a uno o varios montantes de pared o viguetas de techo mediante una sujeción (p. ej., un tornillo, un clavo) con la membrana de barrera contra el aire/agua integrada como material orientado hacia el exterior. Dos paneles adyacentes se unen en las vigas utilizando cinta para juntas y compuesto para juntas adecuados. Si se desea, se puede añadir una capa de tapajuntas adicional como barrera adicional contra el aire y el agua. Se adhiere, además, un material de revestimiento (p. ej., revestimiento, teja, piedra) a la superficie orientada al exterior del panel integrado. El sistema completo está diseñado para prevenir la penetración de aire y agua a través del panel hacia el interior de la estructura.
[0072] Todas las referencias citadas en esta memoria se incorporan a este documento a modo de referencia en la misma medida que si cada referencia se indicara individual y específicamente para incorporarse a modo de referencia y se estableciera en su totalidad en el presente documento.
[0073] El uso de los términos «un» y «una» y «el» y «la» y referencias similares en el contexto de la descripción de la invención (especialmente en el contexto de las siguientes reivindicaciones) debe interpretarse para abarcar tanto el singular como el plural, a no ser que se indique lo contrario en el presente documento o quede claramente contradicho por el contexto. Los términos «que comprende(n)», «que presenta(n)», «que incluye(n)» y «que contiene(n) deben interpretarse como términos abiertos (es decir, con el significado de «que incluye(n), pero sin limitarse a»), a no ser que se indique lo contrario. La enumeración de los intervalos de valores en el presente documento simplemente pretende servir como método abreviado para hacer referencia individualmente a cada valor separado incluido dentro del intervalo, a no ser que se indique lo contrario en el presente documento, y cada valor separado se incorpora en la memoria como si se hubiera enumerado individualmente en el presente documento. Todos los métodos descritos en el presente documento se pueden llevar a cabo siguiendo cualquier orden adecuado a no ser que se indique lo contrario en el presente documento, o a no ser que quede claramente contradicho por el contexto. El uso de todos y cada uno de los ejemplos, o del lenguaje ejemplificador (p. ej., «tal(es) como») expuesto en el presente documento, pretende simplemente ilustrar la invención y no supone una limitación del alcance de la invención a no ser que se reivindique de otro modo. No debe interpretarse ninguna expresión de la memoria como indicativa de que cualquier elemento no reivindicado es fundamental para la práctica de la invención.
EJEMPLO 1
Fabricación de un panel de recubrimiento exterior con membrana de barrera contra el aire/agua integrada [0074] Se preparó un panel cementicio con un núcleo cementicio que comprende yeso que se intercaló entre dos lonas de fibra de vidrio. El panel cementicio se dejó fraguar.
[0075] Se formuló una membrana de barrera contra el aire/agua con un aglutinante polimérico, carbonato de calcio y un agente antifúngico según lo representado en la Tabla 1. El panel cementicio se recubrió por pulverización con la membrana de barrera contra el aire/agua. Un segundo panel de control recubierto se preparó en paralelo.
[0076] El primer panel recubierto se acondicionó en un horno en una primera zona de temperatura a una temperatura en el intervalo entre 37,78-60,00 0C (100-140 0F) y después se movió a una segunda zona de temperatura y se acondicionó además a una temperatura en el intervalo entre 71,11-87,78 °C (entre 160 y 190 0F).
[0077] El segundo panel de control recubierto se acondicionó en el mismo horno, pero únicamente en la segunda zona de temperatura a una temperatura en el intervalo entre 71,11-87,78 0C (de 160 a 190 0F).
[0078] Mientras que el primer panel recubierto estaba totalmente acondicionado, no presentaba ampollas y había adquirido una propiedad antibloqueo según se representa en la Fig. 2B, el segundo panel de control estaba cubierto de ampollas de recubrimiento que se estaba desprendiendo y el panel de control no estaba acondicionado de manera adecuada, según se muestra en la Fig. 2A.

Claims (13)

REIVINDICACIONES
1. Panel cementicio con al menos una superficie orientada al exterior y que comprende un núcleo cementicio, al menos una lámina de recubrimiento y una membrana de barrera contra el aire/agua integrada, donde la lámina de recubrimiento se encuentra intercalada entre el núcleo cementicio y la membrana de barrera contra el aire/agua integrada, donde la membrana de barrera contra el aire/agua integrada se aplica a la superficie orientada al exterior; y donde la membrana de barrera contra el aire/agua integrada comprende un aglutinante polimérico y carbonato de calcio.
2. Panel cementicio según la reivindicación 1, donde el núcleo cementicio comprende un material cementicio seleccionado del grupo que consiste en un material de sulfato de calcio, cemento Portland y una mezcla de los mismos.
3. Panel cementicio según la reivindicación 1, donde la lámina de recubrimiento se selecciona del grupo que consiste en una lámina de recubrimiento de papel y una lona fibrosa.
4. Panel cementicio según la reivindicación 3, donde la lona fibrosa comprende fibras poliméricas, fibras minerales o una combinación de estas.
5. Panel cementicio según la reivindicación 1, donde la membrana de barrera contra el aire/agua integrada comprende entre un 30 y un 70 % en peso de un aglutinante polimérico seleccionado del grupo que consiste en poliacrilato, poliuretano, emulsión de silicona, poliestireno, copolímero acrílico de estireno y una combinación de los mismos.
6. Panel cementicio según la reivindicación 1, donde la membrana de barrera contra el aire/agua integrada comprende entre un 20 y un 50 % en peso de carbonato de calcio.
7. Panel cementicio según la reivindicación 1, donde la membrana de barrera contra el aire/agua integrada presenta un espesor en seco en el intervalo de 0,25 a 2,3 mm (de 10 a 90 mil).
8. Panel cementicio según la reivindicación 1, donde al menos uno de los siguientes: el núcleo cementicio, la lámina de recubrimiento y la membrana contra el aire/agua integrada comprende un agente antimicrobiano seleccionado del grupo que consiste en 2-(4-tiazolil) bencimidazol, zeolita de plata, óxido de zinc y piritiona de zinc.
9. Panel cementicio según la reivindicación 1, donde la membrana de barrera contra el aire/agua integrada comprende, además, al menos uno de los siguientes aditivos seleccionados del grupo que consiste en un dispersante, antiespumante, pigmento, espesante, conservante, regulador del pH, estabilizante de emulsión, humectante y agente nivelador, y agente reticulante.
10. Panel cementicio según la reivindicación 1, donde la membrana de barrera contra el aire/agua integrada comprende, además, al menos un aditivo seleccionado del grupo que consiste en un estabilizante de emulsión, agente reticulante y cualquier combinación de los mismos.
11. Panel cementicio según la reivindicación 1, donde la membrana de barrera contra el aire/agua integrada reduce la infiltración de aire a través del panel en al menos un 50 %.
12. Método de fabricación de un panel de recubrimiento exterior con una membrana de barrera contra el aire/agua integrada que comprende las siguientes etapas:
- preparar una lechada que comprende un material cementicio;
- intercalar la lechada entre dos láminas de recubrimiento;
- permitir que la lechada fragüe, y formando de este modo un panel cementicio;
- recubrir el panel cementicio en al menos una superficie con una membrana de barrera contra el aire/agua integrada formulada con un aglutinante polimérico y carbonato de calcio mediante recubrimiento por pulverización, recubrimiento con rodillos o recubrimiento por inundación; y
- acondicionar el panel cementicio recubierto en un horno, donde el panel se expone a al menos dos zonas de temperatura distintas.
13. Método según la reivindicación 12, donde la temperatura de la primera zona de temperatura se encuentra en el intervalo de 37,8 a 60,0 0C (de 100 a 140 0F) y donde la temperatura de la segunda zona de temperatura se encuentra en el intervalo de 71,1 a 87,8 °C (de 160 a 190 0F).
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