RU2545568C2 - Устойчивая к провисанию волокнистая основа с бесформальдегидным покрытием - Google Patents

Устойчивая к провисанию волокнистая основа с бесформальдегидным покрытием Download PDF

Info

Publication number
RU2545568C2
RU2545568C2 RU2013132693/05A RU2013132693A RU2545568C2 RU 2545568 C2 RU2545568 C2 RU 2545568C2 RU 2013132693/05 A RU2013132693/05 A RU 2013132693/05A RU 2013132693 A RU2013132693 A RU 2013132693A RU 2545568 C2 RU2545568 C2 RU 2545568C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
coating
coated fibrous
fibrous substrate
filler
panel
Prior art date
Application number
RU2013132693/05A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2013132693A (ru
Inventor
Лида ЛУ
Кеннет Дж. КОЛДУЭЛЛ
Original Assignee
Армстронг Уорлд Индастриз, Инк.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Армстронг Уорлд Индастриз, Инк. filed Critical Армстронг Уорлд Индастриз, Инк.
Publication of RU2013132693A publication Critical patent/RU2013132693A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2545568C2 publication Critical patent/RU2545568C2/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/02Emulsion paints including aerosols
    • C09D5/024Emulsion paints including aerosols characterised by the additives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D133/00Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D133/02Homopolymers or copolymers of acids; Metal or ammonium salts thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40Additives
    • C09D7/60Additives non-macromolecular
    • C09D7/63Additives non-macromolecular organic
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04CSTRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C2/00Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels
    • E04C2/02Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials
    • E04C2/10Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials of wood, fibres, chips, vegetable stems, or the like; of plastics; of foamed products
    • E04C2/16Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials of wood, fibres, chips, vegetable stems, or the like; of plastics; of foamed products of fibres, chips, vegetable stems, or the like
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04CSTRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C2/00Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels
    • E04C2/02Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials
    • E04C2/10Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials of wood, fibres, chips, vegetable stems, or the like; of plastics; of foamed products
    • E04C2/24Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials of wood, fibres, chips, vegetable stems, or the like; of plastics; of foamed products laminated and composed of materials covered by two or more of groups E04C2/12, E04C2/16, E04C2/20
    • E04C2/246Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials of wood, fibres, chips, vegetable stems, or the like; of plastics; of foamed products laminated and composed of materials covered by two or more of groups E04C2/12, E04C2/16, E04C2/20 combinations of materials fully covered by E04C2/16 and E04C2/20
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/04Oxygen-containing compounds
    • C08K5/05Alcohols; Metal alcoholates
    • C08K5/053Polyhydroxylic alcohols
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D125/00Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D125/02Homopolymers or copolymers of hydrocarbons
    • C09D125/04Homopolymers or copolymers of styrene
    • C09D125/08Copolymers of styrene
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/25Web or sheet containing structurally defined element or component and including a second component containing structurally defined particles
    • Y10T428/251Mica
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31507Of polycarbonate
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31725Of polyamide
    • Y10T428/31739Nylon type
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31786Of polyester [e.g., alkyd, etc.]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31855Of addition polymer from unsaturated monomers
    • Y10T428/31931Polyene monomer-containing
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31855Of addition polymer from unsaturated monomers
    • Y10T428/31935Ester, halide or nitrile of addition polymer
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31971Of carbohydrate

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)

Abstract

Изобретение относится к панелям с покрытием и касается устойчивой к провисанию волокнистой основы с бесформальдегидным покрытием. Покрытие содержит сшиваемую связующую систему, которая образует трехмерные сетки при термоотверждении. После нанесения покрытия на тыльную сторону волокнистой основы и отверждения покрытие способно к гигроскопическому расширению, что придает превосходные антипровисающие свойства. Покрытие совместимо с другими системами покрытий с нейтральным или слабощелочным рН. Связующую систему нейтрализуют водным раствором аммиака, который быстро испаряется, чтобы не мешать реакции сшивания. Изобретение обеспечивает создание усовершенствованной волокнистой основы с покрытием, которое является экологически безопасным, устойчиво к провисанию и одновременно сохраняет высокий модуль упругости, совместимо с другими покрытиями и наполнителями и позволяет избежать коррозии технологического оборудования. 12 з.п. ф-лы, 2 табл., 6 пр.

Description

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к панелям с покрытием и, в частности, к бесформальдегидному покрытию, которое наносят на основную наружную поверхность волокнистой панели, чтобы препятствовать провисанию.
Волокнистые основы являются легковесными пористыми композитными материалами, которые используются для множества различных целей, в том числе как панели в системах подвесных потолков. Их изготавливают из суспензионной смеси на водной основе, содержащей волокна, связующую систему и другие добавки. Волокна, которые обычно используют в качестве армирующих материалов, включают минеральную вату, стекловолокно и целлюлозное волокно. Связующие системы, которые связывают волокна и другие добавки, включают крахмалы, латекс, преобразованную бумажную продукцию и другие полимерные материалы. Другие добавки включают наполнители, такие как вспученный перлит, глина и т.д.
Широко известно в области техники, что изменение процентного соотношения вышеупомянутых компонентов в конечном итоге влияет на физические и механические свойства волокнистой основы, особенно когда волокнистую основу используют в вытянутой в горизонтальной плоскости системе подвесного потолка. Например, специалисту хорошо известно, что после установки на каркас подвесного потолка волокнистая основа имеет тенденцию провисать под воздействием среды с высокой влажностью из-за гидрофильной природы некоторых компонентов основы, например водорастворимых полимерных связующих (например, крахмала) и целлюлозного волокна (например, газетной бумаги). Более конкретно, после поглощения влаги основа утрачивает упругость и провисает под собственной тяжестью. Таким образом, общепринятое мнение заключается в том, что по мере увеличения процентного соотношения этих гидрофильных компонентов устойчивость к провисанию основы понижается.
Предпринимались разные попытки уменьшить или даже исключить провисание в этих традиционных волокнистых основах. Один из известных способов заключается в нанесении гигроскопичного покрытия на одну из основных наружных поверхностей основы. Более конкретно, такое покрытие включает связующую систему, которая является гидрофильной и способна поглощать влагу при увеличении влажности и выделять влагу при понижении влажности. Таким образом, когда влажность повышается, гигроскопичное покрытие поглощает влагу и увеличивается в объеме и размерах, таким образом создавая расширяющую силу на поверхности основы, на которой покрытие нанесено. По сути, покрытие противодействует сжимающей силе, вызванной влажными условиями.
Для того чтобы противостоять сжимающей силе подстилающей волокнистой звукоизолирующей панели при высокой относительной влажности воздуха, покрытие тыльной стороны не только должно быть гигроскопичным и создавать силу расширения, покрытию также необходимо сохранять высокий модуль упругости. Совершенно ясно в области техники, что для гидрофильного полимера необходимо модифицирование для сохранения высокого модуля упругости после поглощения большого количества влаги. Один известный способ модифицирования полимера - посредством сшивания. Как только полимер должным образом сшит, расширение полимерной матрицы будет ограничено и, в свою очередь, размягчение полимера, т.е. потеря модуля упругости в условиях высокой влажности, будет сведена к минимуму.
Кроме того, существует несколько известных бесформальдегидных композиций для использования в качестве связующих веществ при изготовлении волокнистых основ. Например, в патентах США №№6221973 и 6331350 описано бесформальдегидное связующее для стекловолокна, содержащее поликислоту, такую как полиакриловая кислота, и полиол, такой как глицерин, диэтаноламин, триэтаноламин, сорбитол или этиленгликоль. Однако основным недостатком этих бесформальдегидных растворов связующего является их низкий pH, который часто не совместим с другими покрытиями и/или вызывает коррозию технологического оборудования.
Таким образом, необходима усовершенствованная волокнистая основа с покрытием, которое не выделяет экологических вредных выбросов, таких как формальдегид; устойчиво к провисанию и одновременно сохраняет высокий модуль упругости; совместимо с другими покрытиями и наполнителями; и позволяет избежать коррозии технологического оборудования.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Волокнистая панель с покрытием по изобретению включает волокнистую основу и бесформальдегидное покрытие, нанесенное на основную поверхность волокнистой основы. Покрытие включает связующую систему, содержащую нейтрализованный поликарбоксилатный полимер и полиольный сшивающий агент. Покрытие имеет pH 6 или более и способно к гигроскопическому расширению при высокой влажности для сопротивления провисанию. Усовершенствование заключается в том, что покрытие нейтрализуют летучим основанием, которое быстро испаряется, чтобы не мешать реакции сшивания.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение представляет бесформальдегидное покрытие, которое можно наносить на основную поверхность волокнистой основы, чтобы придать устойчивость к провисанию при одновременном сохранении высокого модуля упругости. Покрытие имеет нейтральный или слабощелочной pH примерно 6 или выше, и предпочтительно от примерно 6 до примерно 10, чтобы покрытие было совместимо с другими покрытиями, различными наполнителями и технологическим оборудованием. Предпочтительная связующая система покрытия включает по меньшей мере один поликарбоксилатный полимер, нейтрализованный летучим основанием, и по меньшей мере один полиол, способный сшивать нейтрализованный поликарбоксилатный полимер. Более конкретно, полиол сшивает поликарбоксилатный полимер с образованием трехмерных сеток, которые имеют высокий модуль упругости и способны к гигроскопическому расширению для ограничения провисания. Молярное отношение карбоксильных групп в поликарбоксилатном полимере к гидроксильным группам в полиоле составляет от примерно 1:0,2 до примерно 1:8.
Поликарбоксилатные полимеры являются гомополимерами или сополимерами, которые содержат много карбоксильных групп. Поликарбоксилатные полимеры синтезируют из мономеров, в которых по меньшей мере один мономер содержит карбоксильные группы. Подходящие мономеры, содержащие карбоксильные группы, включают акриловую кислоту, метакриловую кислоту, малеиновую кислоту, фумаровую кислоту, малеиновый ангидрид и т.д. Подходящие мономеры, не содержащие карбоксильных групп, включают стирол, этилен, пропилен, сложные эфиры акриловой кислоты и т.д. Предпочтительным поликарбоксилатным полимером является полиакриловая кислота, которую синтезируют только из мономера акриловой кислоты.
Поликарбоксилатные полимеры нейтрализуют в водных растворах с летучим основанием, чтобы не мешать реакции сшивания и, таким образом, не допускают любого отрицательного влияния на устойчивость к провисанию. Водный раствор аммиака является предпочтительным при выборе летучего основания, поскольку аммиак будет быстро испаряться и будет позволять более быстрое отверждение. Кроме того, связующее покрытия не должно содержать каких-либо одновалентных или поливалентных ионов металлов, таких как натрий, калий, кальций, и т.д. Неожиданно было обнаружено, что любое значительное количество этих ионов в покрытии также препятствует реакции сшивания. Поэтому предпочтительно связующее покрытия имеет концентрацию иона металла менее 1000 ч/млн (частей на миллион) и более предпочтительно менее 500 ч/млн.
Полиолы из возобновляемых источников особенно предпочтительны вследствие их возобновляемости, низкой токсичности и низкой стоимости. Наиболее благоприятные возобновляемые полиолы включают глицерин, декстрозу, фруктозу, сахарозу, сорбитол и т.д. Полиолы являются многоатомными спиртами, содержащими две или более гидроксильные группы. Полиольные связующие агенты включают вторичный алканоламин (такой как диэтаноламин, этилдиэтаноламин, метилдиэтаноламин и т.д.), третичный алканоламин (такой как триэтаноламин), глицерин, глюкозу (т.е. декстрозу), фруктозу, сахарозу, сорбитол, резорцин, катехин, пирогаллол, гликозилированную мочевину, поливиниловый спирт, 1,4-циклогександиол, пентаэритритол, этиленгликоль, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, полиэтиленоксид с концевыми гидроксигруппами, триметилолпропан или их смесь.
Молярное отношение карбоксильных групп в поликарбоксилатном полимере к гидроксильным группам в полиоле влияет на плотность поперечных связей, модуль упругости покрытия, гигроскопические свойства покрытия и устойчивость к провисанию. Поэтому молярное отношение карбоксильных групп к гидроксильным можно регулировать для оптимизации желаемых конечных свойств. Предпочтительное молярное отношение карбоксильных групп к гидроксильным составляет от примерно 1:0,2 до примерно 1:8.
Гигроскопичное расширение и свойства устойчивости к провисанию можно дополнительно регулировать вместе с концентрацией добавляемого наполнителя. Наполнители должны быть нечувствительны к воздействию влаги, которая может в этом случае ослабить гигроскопическое расширение при высокой влажности. Кроме того, наполнители предпочтительно имеют высокий модуль упругости, который, в свою очередь, может улучшить модуль отверждаемого покрытия. Можно использовать множество органических или неорганических наполнителей. Подходящие неорганические наполнители включают известняк, глину, песок, слюду, перлит, диатомовую землю, полевой шпат, тальк, стеклянные шарики и т.д. Подходящие органические наполнители включают порошки твердого пластика, такого как поликарбонат, сложные полиэфиры, нейлон, полипропилен, полиэтилен и т.д.
ПРИМЕРЫ
Пример 1
Водорастворимое покрытие ВС#1 готовили по следующей методике: 247,0 г аммонийной соли полиакриловой кислоты (38 об. %) добавляли в смеситель, содержащий 521,8 г воды. При перемешивании последовательно добавляли в смеситель 102,5 г декстрозы, 1,0 г тергитола TMN-6 (смачивающего вещества), 2,6 г противовспенивающего вещества, 1,2 г биоцида и 1519,7 г суспензиии наполнителя. Готовое покрытие имело содержание твердых веществ 55%, вязкость по Брукфильду 3400 сП, pH 8,9 и отношение наполнителя к связующему (F:B) 6:1.
Покрытие наносили путем распыления на тыльную сторону потолочных панелей трех типов. Все они имеют различные содержания армирующих волокон (либо минеральной ваты, либо стекловолокна). Панель #3 представляла собой высушенный продукт, содержащий дополнительные глины. Масса сухого нанесения составляла 10 граммов на квадратный фут (0,11 кг/м2). Чтобы сбалансировать напряжение потолочной плитки, вызванное высыханием покрытия с тыльной стороны, на лицевую сторону потолочной панели также наносили грунтовочное покрытие (РС#1), имеющее отношение наполнителя к связующему 5:1 и 50% твердых веществ, с массой сухого нанесения около 10 граммов на квадратный фут (0,11 кг/м2). Панель с напылением затем высушивали и отверждали в печи при 410°F (210°C) в течение 10 минут. Панели с покрытием затем разрезали на полосы размером 24″×3″ (61×7,62 см) для испытания на провисание при 82°F (27,8°C) и изменении относительной влажности от 35% до 90% и до 35% за 2 цикла (один цикл - 24 часа). Конечное провисание является прогнозным значением на 4-м цикле. Данные по провисанию затем пересчитывались с использованием эмпирических факторов для размеров 2′×2′ (609×609 мм) и 2′×4′ (609×1219 мм) от полных размеров панели.
В таблице I представлены модуль упругости (МОЕ), модуль разрушения (MOR), выделение формальдегида (СА 1350) и данные по провисанию всех трех базовых панелей до нанесения покрытий. В таблице I показано, что модуль разрушения (MOR) и модуль упругости (МОЕ) повышаются с увеличением содержания волокон минеральной ваты или стекловолокна. Это ясно указывает, что панель становится прочнее при увеличении армирующих волокон. Высушенная панель #3 (содержащая наибольшее количество волокон минеральной ваты и дополнительных глин) является наиболее прочной из всех панелей. Панель #1 без покрытия с минимальным количеством армирующих волокон провисала хуже всего. Провисание панелей без покрытия уменьшалось с улучшением механической прочности. Панель #3 не имела провисания, поскольку она является практически негигроскопичной. Следовательно, панели с плохими механическими свойствами потребуют специальных покрытий для улучшения их устойчивости к провисанию, тогда как в этом нет необходимости для высушенной панели #4.
Figure 00000001
Figure 00000002
Figure 00000003
Когда панели покрывали ВС#1 и РС#1, характер их провисания менялся в зависимости от содержания армирующих волокон. Как и раньше, результаты по провисанию улучшались с увеличением количества армирующих волокон в панели. В таблице I показано, что для панели #2 покрытие ВС#1 давало удовлетворительную устойчивость к провисанию как для размеров 2′×2′ (609×609 мм), так и для размеров 2′×4′ (609×1219 мм). Для панели #1 покрытие ВС#1 давало удовлетворительную устойчивость к провисанию для размера 2′×2′ (609×609 мм), но не обеспечивало достаточной устойчивости к провисанию для размера панели 2′×4′ (609×1219 мм) из-за ее большей длины.
Пример 2
Водорастворимое покрытие ВС#2 готовили по следующей методике: 576,0 г аммонийной соли полиакриловой кислоты (38 об. %) добавляли в смеситель, содержащий 387,8 г воды. При перемешивании в смеситель последовательно добавляли 239,3 г декстрозы, 1,0 г тергитола TMN-6, 2,6 г противовспенивающего вещества, 1,2 г биоцида и 1187,5 г суспензии наполнителя. Готовое покрытие имело содержание твердых веществ 55%, вязкость по Брукфильду 1100 сП, pH 8,9 и отношение наполнителя к связующему (F:B) 2:1. После нанесения того же самого покрытия, отверждения покрытия и процедуры испытания провисания панели, как описано в примере 1, три различные потолочные панели оценивали с использованием данного покрытия с тыльной стороны. Пересчитанные данные по провисанию показаны в таблице I.
Испытание на выделение формальдегида с помощью метода СА 1350, Калифорния, показало, что панель #3 с покрытием ВС#2 и панель #3 без покрытия обе имели уровни выделения ниже предела обнаружения. Таким образом, покрытие ВС#2 не добавляло обнаруживаемых выделений формальдегида в этом испытании. Эти панели вполне соответствуют предельно допустимому выделению формальдегида 18,9 мкг/м2ч в стандарте Совместной программы школ с хорошими эксплуатационными характеристиками (CHPS). Из таблицы I ясно видно, что состав ВС#2 имеет лучшую устойчивость к провисанию, чем состав ВС#1 для панелей 2′×4′ (609×1219 мм). Однако коробление панели становится проблемой при использовании состава ВС#2 для панелей размером 2′×2′ (609×609 мм).
Сравнительный пример 1
Водорастворимое покрытие ВС#3 готовили по следующей методике: 1557,6 г аммонийной соли полиакриловой кислоты (38 об. %) добавляли в смеситель, содержащий 177,4 г воды. При перемешивании в смеситель добавляли 647,0 г декстрозы, 2,6 г противовспенивающего вещества и 1,2 г биоцида. Готовое покрытие имело содержание твердых веществ 50%, вязкость по Брукфильду 170 сП, рН 9,6 и отношение наполнителя к связующему (F:B) 0:1. После нанесения того же самого покрытия, отверждения покрытия и процедуры испытания провисания панели, как описано в примере 1, три различные потолочные панели оценивали с использованием данного покрытия с тыльной стороны. Пересчитанные данные по провисанию показаны в таблице I.
При использовании состава без наполнителей в потолочных панелях #1 и #2 армирующий эффект наполнителей терялся, и покрытие не обеспечивало панели адекватными характеристиками устойчивости к провисанию. Это ясно указывает, что наполнители весьма полезны для усиления прочности связующего.
Сравнительный пример 2
Водорастворимое покрытие ВС#4 готовили по следующей методике: 265,3 г латекса Rhoplex GL 720 (акриловая основа, Tg = 95°C, 50% твердых веществ) добавляли в смеситель, содержащий 81,2 г воды. При перемешивании в смеситель последовательно добавляли 0,1 г тетраполифосфата натрия, 1568,2 г суспензии каолиновой глины (70% твердых веществ), 81,1 г слюды, 0,8 г биоцида, 1,0 г загустителя Rhoplex RM 232 и 3,2 г противовспенивающего вещества. Готовое покрытие имело содержание твердых веществ 65%, вязкость по Брукфильду 520 сП, pH 6,6 и отношение наполнителя к связующему (F:B) примерно 8:1. После нанесения того же самого покрытия, отверждения покрытия и процедуры испытания провисания панели, как описано в примере 1, панель #1 оценивали с использованием данного покрытия с тыльной стороны. Новое грунтовочное покрытие РС#2 (отношение F:B 16:1 и 50% твердых веществ) использовали в данном сравнительном примере.
Пересчитанные данные по провисанию показаны в таблице I.
Панель #1 не выдержала испытание на провисание при обоих размерах панели, хотя панели с размерами 2′×2′ (609×609 мм) показали лучшие результаты, чем панели 2′×4′ (609×1219 мм). Следовательно, при одинаковой базовой стоимости покрытие тыльной стороны ВС#4 на основе латекса имело более высокие значения провисания, чем ВС#1 и ВС#2, и не являлось достаточно адекватным для сопротивления провисанию во влажных условиях.
Figure 00000004
Пример 3
Водорастворимое покрытие ВС#5 готовили по следующей методике: 328,0 г SMA-1000H от Sartomer Со. добавляли в смеситель, содержащий 291,0 г воды. При перемешивании в смеситель добавляли 38,0 г глицерина, 1,0 г противовспенивающего вещества, 1,0 г биоцида и 340,0 г каолиновой глины. Готовое покрытие имело содержание твердых веществ 50%, вязкость по Брукфильду 630 сП и отношение наполнителя к связующему 2:1. После нанесения того же самого покрытия, отверждения покрытия и процедуры испытания провисания панели, как описано в примере 1, панель #1 (примерно с 10% армирующего волокна) испытывали с использованием данного покрытия. Панель с покрытием имела значение провисания -198 мил (тысячных дюйма) (-5,03 мм) после 4 циклов влажности, как показано в таблице II.
Пример 4
Водорастворимое покрытие ВС#б готовили по следующей методике: 227,2 г SMA-1000H добавляли в смеситель, содержащий 352,7 г воды. При перемешивании в смеситель добавляли 76,6 г декстрозы (глюкозы), 1,0 г противовспенивающего вещества, 1,0 г биоцида и 340,0 г каолиновой глины. Готовое покрытие имело содержание твердых веществ 50%, вязкость по Брукфильду 2700 сП, pH 8,9 и отношение наполнителя к связующему 2:1. После нанесения того же самого покрытия, отверждения покрытия и процедуры испытания провисания панели, как описано в примере 1, панель #1 испытывали с использованием данного покрытия. Эта панель с покрытием имела значение провисания -188 мил (-4,78 мм) после 4 циклов влажности, как показано в таблице II.
Пример 5
Водорастворимое покрытие ВС#7 готовили по следующей методике: 346,8 г SMA-1000H добавляли в смеситель, содержащий 377,9 г воды. При перемешивании в емкость добавляли 22,1 г триэтаноламина (TEA), 1,0 г противовспенивающего вещества и 440,9 г каолиновой глины. Готовое покрытие имело отношение наполнителя к связующему 2,7:1, 50% содержание твердых веществ, вязкость по Брукфильду 1260 сП и pH 8,9. После нанесения того же самого покрытия, отверждения покрытия и процедуры испытания провисания панели, как описано в примере 1, панель #1 испытывали с использованием данного покрытия. Эта панель с покрытием имела значение провисания -180 мил (-4,57 мм) после 4 циклов влажности, как показано в таблице II.
Пример 6
Водорастворимое покрытие ВС#8 с использованием коммерческого термоотверждаемого связующего GP364 G17 от Georgia-Pacific, Inc. на основе поликарбоксилатного полимера и полиола готовили следующим образом: 449,4 г GP364 G17 добавляли в смеситель, содержащий 445,0 г воды. При перемешивании в смеситель добавляли 1,2 г противовспенивающего вещества, 1,0 г биоцида и 503,0 г каолиновой глины. Готовое покрытие имело отношение наполнителя к связующему 2,5:1, 50% твердых веществ, вязкость по Брукфильду 720 сП и pH 8,0. После нанесения того же самого покрытия, отверждения покрытия и процедуры испытания провисания панели, как описано в примере 1, панель #1 испытывали с использованием данного покрытия. Эта панель с покрытием имела значение провисания -126 мил (-3,20 мм) после 4 циклов влажности, как показано в таблице II.
Вышеизложенное иллюстрирует некоторые возможности применения изобретения на практике. Многие другие варианты осуществления возможны в пределах объема и сущности изобретения. Например, хотя покрытие, описанное в данном документе, включают в структуру потолочной плитки, специалисту в данной области техники будет ясно, что, однако, покрытие может иметь другие практические применения, например, в строительстве, мебельной или автомобильной промышленности. Таким образом, предполагается, что вышеприведенное описание следует рассматривать скорее как иллюстративное, а не ограничивающее, и что объем изобретения задан прилагаемой формулой изобретения вместе с полным спектром ее эквивалентов.

Claims (13)

1. Волокнистая основа с покрытием, включающая:
волокнистую основу, которая поглощает влагу и будет провисать с увеличением влажности; и бесформальдегидное покрытие, нанесенное на основную поверхность волокнистой основы, где покрытие содержит
связующую систему, содержащую поликарбоксилатный полимер и полиольный сшивающий агент и способную к сшиванию, где покрытие имеет рН 6 или более и способно к гигроскопическому расширению;
причем усовершенствование включает покрытие, нейтрализованное водным раствором аммиака.
2. Волокнистая основа с покрытием по п.1, где покрытие имеет рН от примерно 6 до примерно 10.
3. Волокнистая основа с покрытием по п.1, где связующая система имеет концентрацию иона металла менее 1000 ч/млн.
4. Волокнистая основа с покрытием по п.1, где связующая система имеет концентрацию иона металла менее 500 ч/млн.
5. Волокнистая основа с покрытием по п.1, где покрытие дополнительно содержит наполнитель, выбираемый из неорганического наполнителя, органического наполнителя и их сочетания.
6. Волокнистая основа с покрытием по п.5, где покрытие имеет отношение наполнителя к связующему от 1:1 до 10:1.
7. Волокнистая основа с покрытием по п.1, где поликарбоксилатный полимер является гомополимером или сополимером, синтезированным из по меньшей мере одного мономера, содержащего карбоксильную группу.
8. Волокнистая основа с покрытием по п.1, где поликарбоксилатный полимер выбирают из полиакриловой кислоты, сополимера полистирола и ангидрида малеиновой кислоты и их сочетания.
9. Волокнистая основа с покрытием по п.1, где полиольный сшивающий агент выбирают из диэтаноламина, триэтаноламина, глицерина, декстрозы, сахарозы, фруктозы, сорбита и сочетания двух или более перечисленных веществ.
10. Волокнистая основа с покрытием по п.1, где связующая система имеет молярное отношение карбоксильных групп к гидроксильным от примерно 1:0,2 до примерно 1:8.
11. Волокнистая основа с покрытием по п.1, где летучим основанием является водный раствор аммиака.
12. Волокнистая основа с покрытием по п.5, где наполнитель является неорганическим наполнителем, выбранным из порошка извести, глины, песка, слюды, перлита, диатомовой земли, полевого шпата, талька и стеклянных шариков.
13. Волокнистая основа с покрытием по п.5, где наполнитель является органическим наполнителем, выбранным из сложного полиэфира, нейлона, полипропилена, поликарбоната и полиэтилена.
RU2013132693/05A 2010-12-16 2011-12-15 Устойчивая к провисанию волокнистая основа с бесформальдегидным покрытием RU2545568C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/970,011 US10017648B2 (en) 2010-12-16 2010-12-16 Sag resistant, formaldehyde-free coated fibrous substrate
US12/970,011 2010-12-16
PCT/US2011/001984 WO2012082158A1 (en) 2010-12-16 2011-12-15 Sag resistant, formaldehyde-free coated fibrous substrate

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013132693A RU2013132693A (ru) 2015-01-27
RU2545568C2 true RU2545568C2 (ru) 2015-04-10

Family

ID=46234790

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013132693/05A RU2545568C2 (ru) 2010-12-16 2011-12-15 Устойчивая к провисанию волокнистая основа с бесформальдегидным покрытием

Country Status (7)

Country Link
US (3) US10017648B2 (ru)
EP (1) EP2651640A4 (ru)
CN (1) CN103391843B (ru)
AU (1) AU2011341733A1 (ru)
CA (1) CA2821925C (ru)
RU (1) RU2545568C2 (ru)
WO (1) WO2012082158A1 (ru)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10017648B2 (en) * 2010-12-16 2018-07-10 Awi Licensing Llc Sag resistant, formaldehyde-free coated fibrous substrate
US9702142B1 (en) * 2016-04-27 2017-07-11 Awi Licensing Llc Water stain and sag resistant acoustic building panel
MX2018014187A (es) 2016-05-18 2019-02-25 Armstrong World Ind Inc Panel de construccion resistente a humedad y a pandeo.
US11597791B2 (en) 2020-03-27 2023-03-07 Ppg Industries Ohio, Inc. Crosslinking material and uses thereof

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6221973B1 (en) * 1992-08-06 2001-04-24 Rohm And Haas Company Curable aqueous composition and use as fiberglass nonwoven binder
US6331350B1 (en) * 1998-10-02 2001-12-18 Johns Manville International, Inc. Polycarboxy/polyol fiberglass binder of low pH
RU2007141064A (ru) * 2005-05-06 2009-06-20 Дайнеа Ой (Fi) Способы получения композиций комбинированного связующего, содержащего органическое и неорганическое вещество, и нетканые продукты

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3245933A (en) * 1960-05-19 1966-04-12 Sinclair Research Inc Styrene-maleic anhydride copolymers cross-linked with aliphatic polyhydroxy compounds
US3538039A (en) * 1966-12-27 1970-11-03 Shell Oil Co Powdered heat-curable compositions of (1) an epoxy-amine adduct,(2) an anhydride and (3) an imidazole
DE1646648A1 (de) * 1967-09-12 1971-09-09 Basf Ag Verfahren zum Herstellen von Leichtbeton
ATE113307T1 (de) 1990-03-03 1994-11-15 Basf Ag Formkörper.
DE19606392A1 (de) 1996-02-21 1997-08-28 Basf Ag Formaldehydfreie Beschichtungsmittel für Formkörper
US6547868B1 (en) * 1998-01-09 2003-04-15 Awi Licensing Company Scratch resistant discontinuous acoustical surface coating
US6403052B1 (en) * 2000-05-10 2002-06-11 Ken-ichi Morita Method for generation of active oxygen in an oxygen-containing gas phase
FR2812012B1 (fr) * 2000-07-18 2003-06-13 Lafarge Platres Plaque de platre a resistance au feu amelioree et sa reparation
JP3600598B2 (ja) 2002-06-12 2004-12-15 株式会社東芝 半導体装置及びその製造方法
US20040039098A1 (en) 2002-08-22 2004-02-26 Hector Belmares Formaldehyde-free coatings and acoustical panel
US6818694B2 (en) * 2002-10-10 2004-11-16 Johns Manville International, Inc. Filler extended fiberglass binder
US7034072B2 (en) * 2003-07-22 2006-04-25 E. I. Dupont De Nemours And Company Aqueous coating composition
CN1950422A (zh) 2004-03-11 2007-04-18 克瑙夫绝缘材料有限责任公司 粘合剂组合物和相关方法
US7842382B2 (en) 2004-03-11 2010-11-30 Knauf Insulation Gmbh Binder compositions and associated methods
US20050214534A1 (en) * 2004-03-29 2005-09-29 Adamo Joseph R Extended curable compositions for use as binders
US7851052B2 (en) 2005-08-23 2010-12-14 Awi Licensing Company Coating system for sag resistant formaldehyde-free fibrous panels
US7795354B2 (en) 2006-06-16 2010-09-14 Georgia-Pacific Chemicals Llc Formaldehyde free binder
US9169157B2 (en) * 2006-06-16 2015-10-27 Georgia-Pacific Chemicals Llc Formaldehyde free binder
US8299153B2 (en) * 2006-12-22 2012-10-30 Rohm And Haas Company Curable aqueous compositions
BRPI0819484A2 (pt) * 2007-12-21 2019-09-24 Akzo Nobel Nv "compósito e método de formação de compósito"
WO2010114626A1 (en) 2009-04-02 2010-10-07 Armstrong World Industries, Inc. No added formaldehyde, sag resistant ceiling tile coating
US10017648B2 (en) * 2010-12-16 2018-07-10 Awi Licensing Llc Sag resistant, formaldehyde-free coated fibrous substrate

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6221973B1 (en) * 1992-08-06 2001-04-24 Rohm And Haas Company Curable aqueous composition and use as fiberglass nonwoven binder
US6331350B1 (en) * 1998-10-02 2001-12-18 Johns Manville International, Inc. Polycarboxy/polyol fiberglass binder of low pH
RU2007141064A (ru) * 2005-05-06 2009-06-20 Дайнеа Ой (Fi) Способы получения композиций комбинированного связующего, содержащего органическое и неорганическое вещество, и нетканые продукты

Also Published As

Publication number Publication date
CA2821925C (en) 2018-01-16
US10017648B2 (en) 2018-07-10
WO2012082158A1 (en) 2012-06-21
CA2821925A1 (en) 2012-06-21
EP2651640A1 (en) 2013-10-23
AU2011341733A1 (en) 2013-08-01
US11634591B2 (en) 2023-04-25
EP2651640A4 (en) 2015-03-11
CN103391843B (zh) 2016-06-29
US20180312700A1 (en) 2018-11-01
US20120156471A1 (en) 2012-06-21
RU2013132693A (ru) 2015-01-27
US20230250297A1 (en) 2023-08-10
CN103391843A (zh) 2013-11-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11634591B2 (en) Sag resistant, formaldehyde-free coated fibrous substrate
WO2010114626A1 (en) No added formaldehyde, sag resistant ceiling tile coating
KR102479244B1 (ko) 향상된 음향 패널 성능을 위한 규산염 코팅 및 이를 제조하는 방법
JP5997827B1 (ja) 無機繊維断熱吸音材用水性バインダー及び無機繊維断熱吸音材
AU2011271204B2 (en) Formaldehyde free coating for panels comprsing a polyacid copolymer and calcium aluminosilicate powder
EP3175027B1 (en) Acoustic ceiling tiles with anti-sagging properties and methods of making same
EP3302942B1 (en) Glass mat reinforcement
JP6017079B1 (ja) 無機繊維断熱吸音材用水性バインダー及び無機繊維断熱吸音材
JP2021528270A (ja) 音響パネルの性能を向上させるためのホウ酸塩およびケイ酸塩コーティングとそれを作製する方法
AU2015203105B2 (en) Sag resistant, formaldehyde-free coated fibrous substrate
US9963385B1 (en) Aqueous binder for inorganic-fiber heat-insulating sound-absorbing member, and inorganic-fiber heat-insulating sound-absorbing member
KR20240033951A (ko) 인조광물 섬유단열재 분사용 바인더 조성물 및 이를 포함하는 단열 마감재
US3827995A (en) Copolymer blends and method of making same
RU2800147C2 (ru) Боратное и силикатное покрытие для улучшения акустических характеристик панелей и способы его изготовления
CA2863990C (en) Methacrylic acid polymer extended urea-formaldehyde resin compositions for making fiberglass products
KR102011373B1 (ko) 친환경 불연 조습성 마감재 조성물, 이의 제조방법 및 이를 이용한 뿜칠 시공방법