專利名稱：建筑材料用半透過性涂料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上來說涉及一種建筑材料制品，且具體地說，涉及一種建筑材料用涂料，帶有此種涂料的制品和涂布涂料至建筑材料上的方法。
熟知的是，在有水分和養(yǎng)分存在的環(huán)境中將生長微生物，且許多種微生物對室內(nèi)空氣質(zhì)量具有不良影響。使管道內(nèi)襯隔絕體中不含水分就抑制了潛在的有害微生物在采暖、通風和空調(diào)系統(tǒng)中生長。
在制造車間中，采暖、通風和空調(diào)系統(tǒng)生產(chǎn)商通常切割管道內(nèi)襯并將其釘在金屬板上。這種制造工藝在管道內(nèi)襯中產(chǎn)生了小孔和外露的縫隙，由此液態(tài)水可從管道外部滲入至隔絕體中。如果液態(tài)水通過其輸氣表面用不透過性疏水材料的連續(xù)層涂布的管道內(nèi)襯中的這些表面缺陷漏入至隔絕體中，則水可聚集和滯留在隔絕體中并支持微生物的生長。此后，微生物可通過允許水最初進入至管道構(gòu)件中的相同的表面缺陷再進入至建筑的供氣系統(tǒng)中。
為了解決在采暖、通風和空調(diào)系統(tǒng)中微生物生長的問題，美國專利5,314,719；5,379,806；5,487,412和5,783,268公開了在不透過性管道內(nèi)襯和/或管道夾板(預(yù)制安裝的剛性通氣管)的輸氣表面上提供抗微生物劑。然而，這些專利沒有對防止進入至管道構(gòu)件的水聚集和滯留在纖維氈板管道內(nèi)襯隔絕材料中和微生物在其中形成的有效方法進行深入分析。另外，抗微生物劑具有極其有限的作用區(qū)域。也就是說，它們僅僅在它們的最近周圍有助于防止微生物生成。例如美國專利5,314,719介紹了大約1毫米的抗菌抑制區(qū)域。通常的管道內(nèi)襯具有約1-2英寸厚的隔絕體。在這些制品中，如此有限的抑制區(qū)域?qū)τ诜乐褂晒艿纼?nèi)襯隔絕體(其由通過管道的外壁和縫隙進入的水飽和)引起的微生物形成基本上是無用的。
因此，適合用在經(jīng)涂層的管道內(nèi)襯或其它建材制品(具有易于由水飽和引起的微生物生成的較厚的隔絕材料層)的半透過性涂料具有優(yōu)勢。所述涂層對液態(tài)水應(yīng)當是基本上不可透過的且對水蒸氣是可透過的。這樣，在管道內(nèi)部的液態(tài)水將不能通過涂層進入至隔絕體中而包含在隔絕體中的水的水蒸氣將穿過涂層以促進隔絕體的干燥，由此降低了隔絕體中的微生物生長的可能性。
涂料優(yōu)選包含噴涂丙烯酸類膠乳聚合物，其在建筑制品的制造過程中以較低量涂布至隔絕體上。低量的涂料對于保持一個半透過性表面涂層是重要的。過量的涂料可使得涂層具有基本上不透過性的膜結(jié)構(gòu)。不透過性涂層折衷了帶涂層的建材制品的聲學效能，因為該涂層阻止了一些聲波能量在隔絕體中耗散。另外，過量的涂層增加了制造成本和降低了(如果不是消除的話)涂層的透過性。
通過對實施本發(fā)明的目前的優(yōu)選實施方案和目前優(yōu)選的方法進行的下列描述，本發(fā)明的其它細節(jié)、目的和優(yōu)勢將變得明顯。
發(fā)明的詳細描述參照

圖1，顯示了本發(fā)明的帶隔絕體的建筑制品10。建筑制品10包含由合適隔熱材料和隔聲材料制成的基底氈板12和半透過性涂層14。根據(jù)所需的應(yīng)用，建筑制品10還可包括一個或多個配置在基底氈板12和涂層14之間的由疏水性提高和/或增強材料制成的中間層16。
基底氈板12也可選自于適合用于建材制品所需用途的任何隔絕材料。該基底氈板可以由非纖維材料例如聚酰亞胺或密胺泡沫等制成或由礦物纖維例如玻璃纖維、耐火纖維或礦物棉纖維制成?；讱职?2的厚度和密度將由具體建筑設(shè)施所需或必需的隔聲和/或隔熱的水平?jīng)Q定。例如，如果將建筑制品10建造成用作采暖、通風和空調(diào)管道內(nèi)襯，則基底氈板12可具有約0.5-2的厚度和約1.5-3磅/英尺3的密度。應(yīng)理解的是，使用建筑制品10的墻壁、地板、天花板或其它設(shè)施可要求具有更大或更低厚度和密度的基底氈板12。
當建筑制品10是管道內(nèi)襯時，基底氈板12可以由聚酰亞胺或密胺泡沫或玻璃纖維制成。根據(jù)目前優(yōu)選的管道內(nèi)襯構(gòu)造，基底氈板是樹脂粘合的旋轉(zhuǎn)式或阻燃的玻璃纖維。另外，當建造成管道內(nèi)襯時，建筑制品10優(yōu)選包括配置在基底氈板12和涂層14之間的織造或非織造的纖維層16。合適的層16包括由賓夕法尼亞州的福特華盛頓的LydallManning銷售的Johns Manville Corp.8440非織造玻璃氈板或1801FX非織造玻璃氈板。1801FX氈板是受歡迎的，因為它被化學地上漿以提高疏水性和建造成具有改進的纖維幾何學以降低了氈板的表面不透明性(即開孔的量)。據(jù)認為，后一種性能是通過結(jié)合6-16微米的不同玻璃纖維直徑的摻混物而實現(xiàn)。也對長度為約0.25-1.5英寸的各種纖維摻混物結(jié)合疏水性上漿化學法進行了測試。雖然上述的非織造玻璃氈板未被充分評估，但它們?nèi)匀伙@示出了作為實現(xiàn)半透過性隔絕建材制品的替代方法的希望。
半透過性涂層14是基本上不透過液態(tài)水而透過水蒸氣。由涂料14涂布的基底氈板12中的水的蒸氣由此可通過涂層，而有效地防止了液態(tài)水通過涂層和進入至隔絕體中。由此，涂層不僅防止了干的基底氈板隔絕體被保留在該隔絕體背面的涂層的表面上的液態(tài)水浸濕，而且促進了潮濕的隔絕體的干燥。半透過性涂層14優(yōu)選包含具有阻燃劑、抗微生物劑或具有用于提高管道內(nèi)襯或其它建材制品應(yīng)用的涂層的效能的其它試劑或添加劑的泡沫丙烯酸類膠乳聚合物。本發(fā)明的發(fā)明者建造了結(jié)合有本發(fā)明的特征的幾種管道內(nèi)襯原型并評估其液態(tài)水排斥性、液態(tài)水不透過性和水蒸氣透過性。在圖2中分別標示為原型I、原型II、原型III的這些原型所用涂料的組成是如下。原型I用涂料是由北卡羅來納州夏洛特的BFGoodrich Company銷售的具有特定疏水添加劑的Series 3413丙烯酸類膠乳聚合物。原型II用涂料是由賓夕法尼亞州費城的Rohm & Haas Company以商品名ROPLEX銷售的NW 1845丙烯酸類膠乳聚合物和有效量的消泡劑。在圖2中沒有反映出其斥水性效能數(shù)據(jù)但表現(xiàn)出極佳斥水性的另一種原型用涂料包括約30-80重量％，優(yōu)選約45-55重量％的Rohm & Haas Company的NW 1845丙烯酸類膠乳聚合物以及約0.12-3.0重量％，優(yōu)選約0.2-0.5重量％的由明尼蘇達州的明尼阿波利斯的Minnesota Mining & Manufacturing Co銷售的FC-461可水分散的碳氟化合物。
當將建筑制品10建造成管道內(nèi)襯時，選擇所需的基底氈板12和中間層16并放在一起，且以現(xiàn)有技術(shù)中公知的方式用酚醛樹脂將它們連接在一起。基底氈板12和中間層16是通過一個傳送帶輸送至一個流水線噴涂器，該噴涂器將液態(tài)丙烯酸類膠乳聚合物化合物噴涂至正在移動的制品的中間體非織造玻璃層16的外表面上。涂布后的制品優(yōu)選在輸送帶上以約10-60英尺/分鐘的速度輸送且移動通過一個干燥爐，在其中的停留時間是約15秒至1分鐘且爐溫保持在約230-450°F。當制品退出所述爐之后，所述膠乳化合物被完全固化。通過固化，優(yōu)選的干涂層重量是約5-15克/英尺2。
再參照圖1，其中示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明建造的建筑制品10的液態(tài)水排斥性和水蒸氣透過性性質(zhì)。此處所述的半透過性表面涂層14排斥液態(tài)水滴18，耐受合并的水20，且保持使1/8-1英寸液態(tài)水柱22(或者是在一個1加侖的底開式罐中的200-400克水)不滲透過所述涂層并聚集在隔絕基底氈板12中。如虛線箭頭24所示，涂層14和中間層16(如果有的話)構(gòu)成一個半透過性層，該半透過性層允許在基底氈板12中的水蒸氣26通過涂層的表面以釋放至大氣中或當如果建筑制品10是管道內(nèi)襯時，則釋放至采暖、通風和空調(diào)管道的內(nèi)部。
在附圖中沒有示出但在實驗室中已經(jīng)顯示的是，半透過性涂層14對肥皂狀的洗滌劑液體(例如可用在清洗采暖、通風和空調(diào)管道構(gòu)件中的那些)的耐受性。涂層的這個性質(zhì)是在實驗室中發(fā)現(xiàn)作為斥水性評估測試的一部分。根本上說，將肥皂狀稀溶液灌注至按此處所述的管道內(nèi)襯的表面上且在一個小時之后，肥皂狀溶液仍然保留在表面上且用紙巾能容易地從表面上清除。
在與本發(fā)明相關(guān)的研究和開發(fā)中，本發(fā)明的發(fā)明者發(fā)現(xiàn)了一種用于制備半透過性建筑制品、特別是管道內(nèi)襯的上述方法的替代方法。更具體地說，由Certain Teed Corp.銷售的市場上可以買到的ToughGard管道內(nèi)襯制品以及幾種其它管道內(nèi)襯制品是用特拉華州紐瓦克的W.L.Gore & Associates，Inc.銷售的稱之為ReviveX的斥水性的含氟聚合物產(chǎn)品噴涂并在干燥爐中于250°F下固化2小時。用ReviveX處理的管道內(nèi)襯制品表現(xiàn)出改進的斥水性。
通過本發(fā)明，提供了一種用于旋轉(zhuǎn)式或阻燃的玻璃纖維管道內(nèi)襯的丙烯酸類膠乳表面涂料，其具有上述的半透過性性能且因此改進了建筑物的室內(nèi)空氣質(zhì)量。該管道內(nèi)襯也具有溶劑和液態(tài)洗滌劑耐受性以能夠潤濕清洗管道。
本發(fā)明還提供了一種成本合理的、可透過性(半透過性)的涂料，其可用于任何類型的建筑制品，無論是經(jīng)隔絕處理的或非經(jīng)隔絕處理的。該涂料允許水蒸氣不受阻礙地通過，由此水蒸氣自由地進入和退出隔絕體。非限制性地舉例言之，所述涂料可涂布至其它采暖、通風和空調(diào)制品例如管道夾板(duct board)等或在所述技術(shù)具有優(yōu)點的建材工業(yè)中使用的其它有機或無機基材上。
雖然為說明的目的，上面詳細地描述了本發(fā)明，但應(yīng)理解的是，此種細節(jié)僅僅用于說明的目的，在不偏離本發(fā)明的精神實質(zhì)和范圍的情況下本領(lǐng)域的熟練人員可對其中進行改進，本發(fā)明可只受權(quán)利要求書的限制。
權(quán)利要求
1.一種建筑制品，其包含一基底氈板；和由該基底氈板攜帶的涂料，該涂料以使其涂層基本上不透過液態(tài)水而可透過水蒸氣的量存在。
2.如權(quán)利要求1所述的建筑制品，其中所述基底氈板是由非纖維泡沫制成。
3.如權(quán)利要求1所述的建筑制品，其中所述基底氈板是由礦物纖維制成。
4.如權(quán)利要求3所述的建筑制品，其中所述礦物纖維是選自由玻璃纖維、耐火纖維和礦物棉纖維組成的組。
5.如權(quán)利要求4所述的建筑制品，其中所述基底氈板是樹脂粘合的旋轉(zhuǎn)式或阻燃的纖維玻璃。
6.如權(quán)利要求1所述的建筑制品，其中所述涂料包含有聚合物。
7.如權(quán)利要求6所述的建筑制品，其中所述涂料還包含至少一種效能提高劑。
8.如權(quán)利要求7所述的建筑制品，其中所述至少一種效能提高劑是阻燃劑。
9.如權(quán)利要求7所述的建筑制品，其中所述至少一種效能提高劑是抗微生物劑。
10.如權(quán)利要求6所述的建筑制品，其中所述聚合物是丙烯酸類膠乳聚合物。
11.如權(quán)利要求6所述的建筑制品，其中所述聚合物是含氟聚合物。
12.如權(quán)利要求1所述的建筑制品，其還包含配置在所述基底氈板和所述涂層之間的纖維層。
13.如權(quán)利要求12所述的建筑制品，其中所述纖維層通過樹脂連接至所述基底氈板上。
14.如權(quán)利要求13所述的建筑制品，其中所述樹脂是酚醛樹脂。
15.如權(quán)利要求12所述的建筑制品，其中所述纖維層是織造的。
16.如權(quán)利要求12所述的建筑制品，其中所述纖維層是非織造的。
17.如權(quán)利要求16所述的建筑制品，其中所述非織造纖維層是玻璃纖維氈。
18.如權(quán)利要求1所述的建筑制品，其中所述建筑制品是管道內(nèi)襯。
19.如權(quán)利要求1所述的建筑制品，其中所述建筑制品是管道夾板。
20.一種制備建筑制品的方法，其包含提供一基底氈板；和涂布涂料至該基底氈板上，該涂料以使其涂層基本上不透過液態(tài)水而可透過水蒸氣的量涂布。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其中所述基底氈板是由非纖維泡沫制成。
22.如權(quán)利要求20所述的方法，其中所述基底氈板是由礦物纖維制成。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，其中所述礦物纖維是選自由玻璃纖維、耐火纖維和礦物棉纖維組成的組。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，其中所述基底氈板是樹脂粘合的旋轉(zhuǎn)式或阻燃的纖維玻璃。
25.如權(quán)利要求20所述的方法，其中所述涂料包含有聚合物。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，其中所述涂料還包含至少一種效能提高劑。
27.如權(quán)利要求26所述的方法，其中所述至少一種效能提高劑是阻燃劑。
28.如權(quán)利要求26所述的方法，其中所述至少一種效能提高劑是抗微生物劑。
29.如權(quán)利要求25所述的方法，其中所述聚合物是丙烯酸類膠乳聚合物。
30.如權(quán)利要求25所述的方法，其中所述聚合物是含氟聚合物。
31.如權(quán)利要求26所述的方法，其還包含配置在所述基底氈板和所述涂層之間的纖維層。
32.如權(quán)利要求31所述的方法，其中所述纖維層通過樹脂連接至所述基底氈板上。
33.如權(quán)利要求32所述的方法，其中所述樹脂是酚醛樹脂。
34.如權(quán)利要求31所述的方法，其中所述纖維層是織造的。
35.如權(quán)利要求31所述的方法，其中所述纖維層是非織造的。
36.如權(quán)利要求35所述的方法，其中所述非織造纖維層是玻璃纖維氈。
37.如權(quán)利要求20所述的方法，其中所述建筑制品是管道內(nèi)襯。
38.如權(quán)利要求20所述的方法，其中所述建筑制品是管道夾板。
全文摘要
本發(fā)明提供涂料(14)，帶有此種涂料的含隔絕體的建筑材料制品和涂布該涂料至建筑材料制品上的方法。該涂料對水和水溶液而言具有單向的“透過性”特征。即，該涂層基本上不透過液態(tài)水，而可透過水蒸汽。由涂料涂布的隔絕體中的水的蒸汽由此可通過涂層，而有效地防止了液態(tài)水通過涂層和進入至隔絕體中。
文檔編號B32B5/24GK1398221SQ01804551
公開日2003年2月19日 申請日期2001年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2000年2月4日
發(fā)明者韋恩·E·肖, 默里·S·托斯, 約翰·O·瑞德 申請人:瑟登蒂德公司