與相關(guān)專利申請(qǐng)的交叉引用

本專利申請(qǐng)要求于2014年12月24日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)62/096,758，以及于2015年8月31日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)14/840,288的優(yōu)先權(quán)利益，所述專利申請(qǐng)的全部公開內(nèi)容以引用的方式并入本文。

本發(fā)明涉及建筑材料和建筑施工方法。它提供適合于強(qiáng)化在墻壁和天花板組件中的鄰接面板之間的接縫的粘合劑制劑。本發(fā)明還提供了用于對(duì)接縫、接縫強(qiáng)化膠帶、接縫強(qiáng)化裝飾件和框架構(gòu)件使用粘合劑制劑的方法。

背景技術(shù)：

在建筑施工中，不同類型的包層用作用于形成內(nèi)墻和外墻以及天花板表面的面板。通常，包層是固定到框架構(gòu)件的板(也稱為面板)的形式，所述框架構(gòu)件例如在本領(lǐng)域已知的氣球框架布置中。包層的例子包括紙面石膏板、纖維墊(例如玻璃纖維)等等。這些和其他類型的板通常被切割成適當(dāng)尺寸，然后例如用螺釘、釘子等固定到框架構(gòu)件，以形成由多塊板形成的墻壁部分。

設(shè)置在同一面板中的兩塊并排板將在垂直墻壁和水平天花板上在它們之間形成接縫。為了完成接縫，將接縫強(qiáng)化膠帶埋入接縫中，連同在膠帶下面的一層接縫混合料，以及在膠帶上施加的多個(gè)接縫混合料涂層。一些板例如在形成拐角時(shí)以一定角度相遇。強(qiáng)化筋可用于隱藏拐角接縫并保護(hù)拐角。強(qiáng)化筋可使用緊固件直接附接至板，或者將一層接縫混合料施加在裝飾件下，以將強(qiáng)化筋粘附至板。然后，安裝的強(qiáng)化件被在裝飾件上施加的多層接縫混合料隱藏。用于將板固定到框架構(gòu)件的緊固件也必須被在其上施加的多層接縫混合料隱藏。在各種接縫混合料施加干燥之后，所得到的墻壁表面可被磨砂和噴涂以形成所需均勻和美觀的外觀。

如上所述的整飾水平可變化。例如，關(guān)于石膏墻板，本領(lǐng)域了解到六(6)級(jí)石膏板整飾，范圍從零(完全無(wú)處理)到五級(jí)(最高整飾水平)，如美國(guó)石膏協(xié)會(huì)(gypsumassociation)文件ga-214和美國(guó)材料與測(cè)試協(xié)會(huì)(americansocietyfortestingandmaterials)(“astm”)c840中所述。整飾水平一般對(duì)應(yīng)于接縫混合料對(duì)接縫、裝飾件和緊固件的施加次數(shù)。三、四和五級(jí)通常用于建筑物內(nèi)的占用空間。對(duì)于單個(gè)家庭住宅，4級(jí)是實(shí)施的最普遍水平。五級(jí)不太頻繁使用，并且通常需要在整個(gè)墻壁表面上施加接縫混合料的最后粉灰層(skimcoat)。

如上所述的用于整飾墻壁組件的常規(guī)方法尚未完全令人滿意。通常用于整飾墻壁組件的材料在該過(guò)程中產(chǎn)生顯著的低效率，并且還需要高級(jí)技能水平來(lái)有效使用。例如，現(xiàn)有的接縫混合料需要施加到緊固件的三個(gè)分開的涂層，以及施加到同一面板中的板之間的平縫和拐角接縫的多個(gè)涂層。每個(gè)涂層必須分開干燥，這在施工過(guò)程中引起嚴(yán)重的停工期，特別是因?yàn)槠渌ㄖ袠I(yè)通常不會(huì)在墻壁整飾發(fā)生時(shí)在建筑物內(nèi)工作。每層接縫混合料可需要大約一天來(lái)干燥，并且對(duì)于生活空間2,400平方英尺的家庭(對(duì)應(yīng)于約10,000平方英尺的板)的通常的新建筑物，通?？苫ㄙM(fèi)約一周來(lái)安裝石膏板并且整飾平面接縫、緊固件和拐角裝飾件。

美國(guó)專利公開us-2014-0083038-a1描述了接縫混合料和墻壁組件，其中接縫混合料可僅在一個(gè)層中施加。該系統(tǒng)消除了施加多個(gè)接縫混合料涂層的需要，并且減少了墻壁安裝所需的時(shí)間。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了可用于在施工期間組裝墻壁的粘合劑組合物。在一些實(shí)施例中，粘合劑組合物包含聚合物粘結(jié)劑、填料和增稠劑，其中所述粘結(jié)劑選自丙烯酸聚合物、丙烯酸共聚物、醇酸樹脂、聚氨基甲酸酯、聚酯、環(huán)氧樹脂及其組合，并且其中組合物的粘度在100至200布拉本德單位的范圍內(nèi)，并且密度在約7.5磅/加侖至約10磅/加侖的范圍內(nèi)。至少在一些實(shí)施例中，粘合劑組合物由選自聚乙酸乙烯酯(pvac)、聚乙烯醇(pvoh)和聚乙酸乙烯酯與聚乙烯醇的組合的粘結(jié)劑進(jìn)行配制。在一些實(shí)施例中，在濕組合物的固體的基礎(chǔ)上，粘結(jié)劑的量為按重量計(jì)10％至40％。

至少在一些實(shí)施例中，粘合劑組合物包含選自膠凝粘土、分層粘土及其任何組合的填料。

在進(jìn)一步的實(shí)施例中，填料選自高嶺土、凹凸棒石粘土及其任何組合。

在一些實(shí)施例中，填料是按重量計(jì)以5％至15％的量的高嶺土和以0.5％至1.5％的量的凹凸棒石粘土的組合。

流變改性劑可選自疏水改性的乙氧基化氨基甲酸酯(heur)、疏水改性的堿溶脹性乳液(hase)、苯乙烯-馬來(lái)酸酐三元共聚物(smat)、羥乙基纖維素(hec)、乙基羥乙基纖維素(ehec)、甲基羥乙基纖維素(mhec)、羧甲基纖維素(cmc)、羥丙基甲基纖維素(hpmc)、烷基羥丙基纖維素醚、羥丙基甲基纖維素、黃原膠、海藻酸鹽、角叉菜膠、阿拉伯樹膠、刺梧桐膠、黃蓍膠、茄替膠、瓜爾膠、刺槐豆膠、羅望子膠、歐車前籽膠、榅桲籽膠、松膠、果膠及其衍生物、右旋糖酐、羥丙基纖維素及其任何組合。

一些粘合劑組合物用至少一種基于羥乙基纖維素的流變改性劑和至少一種基于聚丙烯酸酯的締合型增稠劑進(jìn)行制備。

粘合劑組合物還可包含下述中的至少一種：著色劑、發(fā)泡劑、消泡劑、緩沖劑、抗沉降劑、潤(rùn)濕劑、增塑劑和分散劑。

實(shí)施例之一提供了粘合劑組合物，其中粘結(jié)劑是以按重量計(jì)10％至40％的量的組合聚乙酸乙烯酯/聚乙烯醇，所述填料是以按重量計(jì)0.5％至1.5％的量的凹凸棒石粘土和以按重量計(jì)5％至15％的量的高嶺土的組合，所述流變改性劑是以按重量計(jì)0.01％至5％的量，并且其中所述組合物還包含以按重量計(jì)0.01％至5％的量的增稠劑、以0.01％至1％的量的表面活性劑和以0.01至1％的量的消泡劑。

進(jìn)一步的實(shí)施例提供了用于組裝墻壁的方法，該方法包括下述步驟：安裝至少一個(gè)框架構(gòu)件；隨后懸掛兩塊石膏板，例如兩塊石膏板在至少一側(cè)上鄰接，并且在鄰接的兩塊石膏板之間產(chǎn)生接縫；用粘合劑組合物涂覆接縫，并且將接縫強(qiáng)化膠帶和強(qiáng)化裝飾件中的至少一種施加于涂覆有粘合劑的接縫上。

在該方法的進(jìn)一步的實(shí)施例中，粘合劑組合物也被施加到框架構(gòu)件。在再進(jìn)一步的實(shí)施例中，可施加于接縫強(qiáng)化膠帶和/或強(qiáng)化裝飾件的后側(cè)，然后將所述接縫強(qiáng)化膠帶和/或強(qiáng)化裝飾件放置在接縫上并且粘結(jié)至接縫。

附圖說(shuō)明

圖1描述了麥克斯韋的彈簧和減震器模型的示意圖。

圖2是剪切速率斜坡(shearrateramp)(左)和剪切速率跳躍(右)的粘度速率曲線。

圖3a是應(yīng)變掃描測(cè)試中的儲(chǔ)能模量和損耗模量的曲線圖。圖3b-3e是在頻率掃描測(cè)試期間儲(chǔ)能模量和損耗模量的曲線圖。

圖4描繪了各種粘合劑對(duì)剪切速率從1001/s到0.11/s的突然跳躍的響應(yīng)結(jié)果。僅顯示了以0.11/s的粘度。

圖5描繪了在應(yīng)變掃描測(cè)試期間獲得且對(duì)應(yīng)于表3的線性粘彈性區(qū)域的儲(chǔ)能模量和損耗模量結(jié)果。

圖6描繪了在頻率掃描測(cè)試期間收集的以10hz的儲(chǔ)能模量和損耗模量值(表3)。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明包含可用于接縫整飾過(guò)程中的粘合劑組合物，以固定且安裝接縫強(qiáng)化膠帶、裝飾件和/或其他類型的材料從而隱藏接縫。該粘合劑與各種各樣的接縫混合料和墻壁安裝系統(tǒng)相容，包括例如美國(guó)專利公開us-2014-0083038-a1中提供的這種接縫混合料和墻壁組件。

粘合劑組合物被配制成賦予獨(dú)特的物理性質(zhì)，其設(shè)計(jì)為提供作為屈服應(yīng)力流體(其是取決于剪切應(yīng)力條件的半固體和液體材料兩者)的流變控制，在安裝過(guò)程中獨(dú)特的濕粘性，在安裝過(guò)程中執(zhí)行實(shí)際可行范圍的長(zhǎng)開放時(shí)間，但這種粘合劑在安裝后提供快速干燥特性。

當(dāng)使用各種方法中的任何例如刷子、輥、噴霧器或者在該行業(yè)中使用的其他機(jī)械儀器或工具，例如自動(dòng)上膠帶(taping)工具或手動(dòng)料斗裝置(通常稱為“banjo”或料斗涂布裝置)，將粘合劑遞送到預(yù)期表面時(shí)，該粘合劑使得高效和有效的安裝成為可能。

根據(jù)本發(fā)明的一些優(yōu)選實(shí)施例，可采用設(shè)計(jì)為準(zhǔn)確分配在接縫強(qiáng)化膠帶上均勻分布的粘合劑的機(jī)械上膠帶工具儀器。還可使用將粘合劑遞送到墻壁的其他方法和工具。

粘合劑作用于將接縫強(qiáng)化膠帶機(jī)械地結(jié)合或粘結(jié)到在接縫上的鄰接石膏板，以抵抗物理分離。該粘合劑還通過(guò)在接縫上更有效地均勻分布應(yīng)力，用于幫助接縫強(qiáng)化膠帶部分提供抗裂縫接縫系統(tǒng)。濕涂粘合劑通過(guò)水的蒸發(fā)而轉(zhuǎn)化成固體膜。

實(shí)施例包括可通過(guò)工具分配的幾種粘合劑基礎(chǔ)制劑。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，穩(wěn)定的低屈服應(yīng)力流體賦予滯后特性。粘合劑顯示出所需應(yīng)變掃描，其賦予來(lái)自具有快速恢復(fù)至半固體狀態(tài)的剪切稀化流體的流變行為。粘合劑的組成是低固體、高收縮率、水基膠乳分散體。

粘合劑賦予某些其他物理性質(zhì)，并且提供30分鐘或更久的顯著的開放時(shí)間和可加工性，以使得在通常的工地施工條件下的實(shí)際安裝成為可能，但當(dāng)粘合劑在上膠帶操作之后設(shè)定就位時(shí)，在安裝后約10分鐘或更短時(shí)間內(nèi)干燥或固化。提供快速干/固化性質(zhì)的益處使得接縫整飾系統(tǒng)的更快速完成成為可能。

當(dāng)用水和/或其他水性基材料再潤(rùn)濕時(shí)，粘合劑具有對(duì)軟化或再乳化的抗性。

粘合劑制劑充當(dāng)粘合試劑或粘結(jié)膠，并且該組合物也適合于在暴露于較高濕度的區(qū)域中的應(yīng)用。

粘合劑可施加于框架構(gòu)件，以最小化用于懸掛板的緊固件的數(shù)目。粘合劑也可用于促進(jìn)接縫強(qiáng)化膠帶和強(qiáng)化裝飾件的應(yīng)用。在一些實(shí)施例中，將粘合劑施加到接縫強(qiáng)化膠帶的后側(cè)上，然后將所述接縫強(qiáng)化膠帶放置在兩個(gè)相鄰板的接縫上并且粘結(jié)至兩個(gè)相鄰板的接縫。在其他實(shí)施例中，將粘合劑施加到強(qiáng)化裝飾件的后側(cè)上，然后將所述強(qiáng)化裝飾件放置在兩個(gè)相鄰板的接縫上并且用粘合劑粘結(jié)至兩個(gè)相鄰板的接縫。

粘合劑可對(duì)于任何接縫強(qiáng)化膠帶或強(qiáng)化裝飾件施加，所述接縫強(qiáng)化膠帶或強(qiáng)化裝飾件包括包含下述、由下述組成或基本上由下述組成的那些：包含非溶脹合成紙面材料和背襯的紙面。例如，面料可被層壓到設(shè)計(jì)為賦予優(yōu)異的長(zhǎng)期拐角角度接縫強(qiáng)化的堅(jiān)固的防銹材料，所述長(zhǎng)期拐角角度接縫強(qiáng)化超過(guò)astmc1047-10a(石膏墻板和石膏層板基底附件用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范(standardspecificationforaccessoriesforgypsumwallboardandgypsumveneerbase))中規(guī)定的關(guān)于抗裂性和碎裂的最小性能要求，導(dǎo)致在正常建筑移動(dòng)和/或移位和日常磨損期間保持筆直的拐角頂點(diǎn)。在一些實(shí)施例中，背襯包含金屬例如鍍鋅鋼和/或具有上述所需性質(zhì)的其他背襯材料，包括例如復(fù)合層壓結(jié)構(gòu)、分層紙、熱塑性塑料、熱固性材料、碳纖維、聚酯、聚碳酸酯、紡絲聚烯烴、天然或合成纖維、編織材料等等。

在另一個(gè)方面，本發(fā)明提供了處理通過(guò)接縫連接的兩個(gè)相鄰板的墻板組件的方法。該方法包括下述、由下述組成或基本上由下述組成：將接縫膠帶與粘合劑粘結(jié)到墻板，并且在接縫膠帶上施加至少一個(gè)接縫混合料組合物涂層。

粘合劑包括聚合物粘結(jié)劑、填料和增稠劑。合適的粘結(jié)劑選自丙烯酸聚合物、丙烯酸共聚物、醇酸樹脂、聚氨基甲酸酯、聚酯、環(huán)氧樹脂及其組合。

特別優(yōu)選的粘結(jié)劑包括聚乙酸乙烯酯(pvac)、聚乙烯醇(pvoh)以及聚乙酸乙烯酯與聚乙烯醇的組合。

在一些實(shí)施例中，粘結(jié)劑一般可為能夠形成固體膜并且將固體材料粘結(jié)到接縫混合料組合物施加于其的表面的任何合適的成膜樹脂(或其組合)。例如，在一些實(shí)施例中，粘結(jié)劑可為丙烯酸聚合物和/或丙烯酸共聚物。粘結(jié)劑在一些實(shí)施例中為具有合適的膠乳乳液介質(zhì)的水性乳液的形式，所述膠乳乳液介質(zhì)包括但不限于丙烯酸酯，例如乙烯丙烯酸酯和苯乙烯化丙烯酸酯。在一些實(shí)施例中，合適的粘結(jié)劑材料包括丙烯酸膠乳、乙烯丙烯酸酯、乙酸乙烯酯、聚氨基甲酸酯和/或其組合。

粘結(jié)劑可以任何合適的量包括在粘合劑組合物中。例如，粘結(jié)劑可以按濕組合物的重量計(jì)(在固體基礎(chǔ)上)約5重量％至約100重量％，例如約10重量％至約50重量％、約10重量％至約40重量％、約20重量％至約50重量％、約20重量％至約80重量％、約30重量％至約70重量％、約40重量％至約60重量％等的量包括。

合適的粘結(jié)劑包括可得自celanese,inc.的下述粘結(jié)劑中的至少一種或這樣的粘結(jié)劑中的至少兩種的組合：resyn107(聚乙酸乙烯酯/糊精)、dur-o-sete-130(聚乙酸乙烯酯/聚乙烯醇)、resynsb-321(聚乙酸乙烯酯/hec)、turcor3025(聚乙酸乙烯酯/聚乙烯醇)。其他合適的粘結(jié)劑包括可得自sekisui,inc的selvol09-325(聚乙烯醇)和selvol21-205(聚乙烯醇)

粘合劑包含至少一種填料。合適的填料包括粘土填料。合適的粘土填料包括膠凝粘土、分層粘土及其任何組合。合適的膠凝粘土包括凹凸棒石粘土。合適的分層粘土包括高嶺土。在一些實(shí)施例中，僅使用膠凝粘土。在其他實(shí)施例中，僅使用分層粘土。在進(jìn)一步的實(shí)施例中，使用至少一種膠凝粘土和至少一種凹凸棒石粘土的組合。

粘合劑制劑中的粘土總量不同。在一些實(shí)施例中，可包括高達(dá)約40重量％的粘土。在一些實(shí)施例中，基于濕組合物的重量，粘土可例如以加入的高達(dá)約35重量％、高達(dá)約30重量％、高達(dá)約25重量％、高達(dá)約20重量％、高達(dá)約15重量％、高達(dá)約10重量％、高達(dá)約5重量％、或高達(dá)約1重量％的量存在。上述端點(diǎn)各自可具有下限，例如，范圍為1重量％、5重量％、10重量％、15重量％、20重量％、25重量％、30重量％或35重量％，當(dāng)數(shù)目合適時(shí)。

在一些實(shí)施例中，粘土是高嶺土。在其他實(shí)施例中，粘土是凹凸棒石粘土。在進(jìn)一步的實(shí)施例中，粘土是高嶺土和凹凸棒石粘土的組合。粘土的總量可在1-40重量％、1-30重量％或1-20重量％的范圍內(nèi)。高嶺土的總量可在5-30重量％、5-20重量％或5-15重量％的范圍內(nèi)。凹凸棒石粘土的總量可在1-10重量％、1-5重量％、1-2.5重量％或0.5-1.5重量％的范圍內(nèi)。

粘合劑制劑還包含流變改性劑。合適的流變改性劑包括但不限于纖維素和締合型增稠劑，包括但不限于疏水改性的乙氧基化氨基甲酸酯(heur)、疏水改性的堿溶脹性乳液(hase)、和苯乙烯-馬來(lái)酸酐三元共聚物(smat)和/或其組合。示例性纖維素流變改性劑包括但不限于纖維素醚如羥乙基纖維素(hec)、乙基羥乙基纖維素(ehec)、甲基羥乙基纖維素(mhec)、羧甲基纖維素(cmc)、羥丙基甲基纖維素(hpmc)和/或具有約1000至500,000道爾頓的分子量的其他纖維素醚，例如烷基羥丙基纖維素醚、羥丙基甲基纖維素，以及黃原膠、海藻酸鈉和海藻酸的其他鹽、角叉菜膠、阿拉伯樹膠(阿拉伯酸的混合鹽)、刺梧桐膠(乙?；嗵?、黃蓍膠(酸性多糖的復(fù)合混合物)、茄替膠(復(fù)合多糖的鈣和鎂鹽)、瓜爾膠(直鏈半乳甘露聚糖)及其衍生物、刺槐豆膠(支鏈半乳甘露聚糖)、羅望子膠、歐車前籽膠、榅桲籽膠、松膠、果膠及其衍生物、右旋糖酐和羥丙基纖維素或其任何組合。

流變改性劑可以任何合適的量包括，例如以達(dá)到所需的粘度。在一些實(shí)施例中，流變改性劑以按濕組合物的重量計(jì)約0.01％至約15％，例如約0.01％至約10％、約0.01％至約5％、約0.1％至約5％、約0.1％至約3％、約0.1％至約2％、或約0.1％至約1％的量包括。接縫混合料通常包含約0.01重量％至約10重量％、約0.1重量％至約5.0重量％、和/或約0.10重量％至約3.0重量％的纖維素增稠劑。示例性羥乙基纖維素流變改性劑包括(ashland,inc.)。

粘合劑組合物還可包含締合型增稠劑。這種合適的締合型增稠劑包括丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸的酸性丙烯酸酯共聚物(交聯(lián)的)，以及丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸和非離子氨基甲酸酯表面活性劑單體的丙烯酸三元共聚物(交聯(lián)的)。粘合劑組合物可包含約0.01重量％至約10重量％、約0.01重量％至約5重量％、約0.1重量％至約5.0重量％、和/或約0.1重量％至約3重量％的締合型增稠劑。有用的締合型增稠劑包括以商品名(lubrizol,inc.)銷售的疏水改性的交聯(lián)聚丙烯酸酯粉末。

在一些實(shí)施例中，粘合劑組合物包含至少一種基于羥乙基纖維素的流變改性劑和至少一種基于聚丙烯酸酯的締合型增稠劑。在一些實(shí)施例中，粘合劑組合物包含以0.01至20重量％的量的至少一種基于羥乙基纖維素的流變改性劑，以及以0.01至20重量％的量的至少一種基于聚丙烯酸酯的締合型增稠劑。

粘合劑組合物還包含至少一種表面活性劑。例如，在一些實(shí)施例中，表面活性劑可為具有約3至約20，例如約4至約15或約5至約10的親水親油平衡(hlb)的表面活性劑。表面活性劑可以任何合適的量存在，例如按濕組合物的重量計(jì)約0.001％至約15％，例如約0.001％至約10％、約0.001％至約5％、或約0.01％至約0.5％。

粘合劑組合物還可包含至少一種分散劑。合適的分散劑包括基于胺的分散劑，例如以商品名(angus,inc.)銷售的多官能胺。

粘合劑組合物還可包含至少一種保濕劑?？砂ㄈ魏魏线m的保濕劑，例如山梨糖醇衍生物，多元醇，包括但不限于二醇，例如乙二醇、二甘醇(deg)、三甘醇、丙二醇、二丙二醇和/或三丙二醇、甘油或其任何組合。如果包括的話，則保濕劑可以按濕組合物的重量計(jì)約0.001％至約15％，例如約0.001％至約10％、約0.01％至約5％、或約0.001％至約3％的量包括。

粘合劑組合物具有在約7.0至約12范圍內(nèi)的ph。在一些實(shí)施例中，粘合劑組合物具有在約8.0至約12范圍內(nèi)的ph。在一些實(shí)施例中，粘合劑組合物具有在約9.0至約12范圍內(nèi)的ph。

各種堿性材料可用于粘合劑組合物中，以根據(jù)需要調(diào)節(jié)ph。這些堿性化合物包括但不限于氨、苛性鈉(氫氧化鈉)、三乙胺(tea)和2-氨基-2-甲基-1-丙醇(amp)。在各種實(shí)施例中，粘合劑組合物包含約0.001重量％至約10重量％、約0.01重量％至約0.5重量％、和/或約0.01重量％至約0.50重量％的堿/堿性材料。

在一些實(shí)施例中，粘合劑組合物還包含以任何合適量的殺生物劑，例如按濕組合物的重量計(jì)約0％至約5％，例如約0.05％至約2％、約0.1％至約1.5％、約0.1％至約1％、或約0.1％至約4％。如果包括的話，則在粘合劑組合物的一些實(shí)施例中，殺生物劑包含殺菌劑和/或殺真菌劑。舉例說(shuō)明性的有用的殺菌劑以mergal商品名(troychemicalcorporation)銷售。舉例說(shuō)明性的有用的殺真菌劑以商品名(internationalspecialtyproducts,newjersey)或其任何組合銷售。

粘合劑組合物還可包含下述中的至少一種：著色劑、發(fā)泡劑、消泡劑、緩沖劑、抗沉降劑、潤(rùn)濕劑、增塑劑和分散劑。

粘合劑組合物配制為當(dāng)濕潤(rùn)時(shí)具有約100布拉本德單位(bu)至約700bu的粘度，例如約100bu至約600bu、約100bu至約500bu、約100bu至約400bu、約100bu至約300bu、約100bu至約200bu、約130bu至約700bu、約130bu至約600bu、約130bu至約500bu、約130bu至約400bu、約130bu至約300bu、約130bu至約200bu、約150bu至約700bu、約150bu至約600bu、約150bu至約500bu、約150bu至約400bu、約150bu至約300bu、或約150bu至約200bu。根據(jù)astmc474-05第5節(jié)，使用具有a型針、1/2品脫的樣品杯尺寸、具有250cm-gm墨盒brabender扭矩頭和75的rpm的cwbrabender粘度計(jì)來(lái)測(cè)量粘度。

粘合劑組合物配制為當(dāng)濕潤(rùn)時(shí)具有約2磅/加侖至約20磅/加侖的密度，例如約2磅/加侖至約17磅/加侖、約2磅/加侖至約15磅/加侖、約2磅/加侖至約10磅/加侖、約2磅/加侖至約7.5磅/加侖、約5磅/加侖至約20磅/加侖、約5磅/加侖至約15磅/加侖、約5磅/加侖至約10磅/加侖、或約7.5磅/加侖至約10磅/加侖。

粘合劑組合物提供許多優(yōu)點(diǎn)，例如它可流過(guò)自動(dòng)上膠帶工具，并且它僅最低限度促成干膜厚度。在重新潤(rùn)濕后或當(dāng)暴露于周期潮濕環(huán)境時(shí)，不存在溶脹或隆起。存在足夠的開放時(shí)間用于重新定位。粘合劑組合物在工具上不干燥，并且易于用水清洗。粘合劑組合物與接縫混合料相容，并且它不負(fù)面影響常規(guī)底漆涂層/飾面層的干燥時(shí)間和光澤/光彩。

在一些實(shí)施例中，粘合劑組合物用至少如下文提供的下述成分進(jìn)行配制。

表1.粘合劑組成

用水配制表1的粘合劑組合物，以達(dá)到在約7.5磅/加侖至約10磅/加侖范圍內(nèi)的密度和在100-200布拉本德單位范圍內(nèi)的粘度。

另外的組分包括但不限于，加入的著色劑、分散劑、保濕劑和殺生物劑。將粘合劑組合物的ph調(diào)節(jié)至在范圍7-10內(nèi)。

如下表2中所述制備下述七種粘合劑制劑。

表2.接縫整飾粘合劑組合物(c1-c7)

在紙粘結(jié)測(cè)試中比較了七種制劑(c1至c7)中的每一種。在該測(cè)試中，將每個(gè)粘合劑樣品施加到一塊墻板上，并且將接縫紙膠帶施加在其上，隨后在膠帶上施加接縫混合料。允許樣品干燥過(guò)夜。通過(guò)從墻板拉出粘結(jié)的接縫紙膠帶來(lái)評(píng)估粘合劑制劑各自的粘結(jié)強(qiáng)度。

意外地發(fā)現(xiàn)制劑c1、c4和c7表現(xiàn)最好，而制劑3未能通過(guò)測(cè)試。

粘合劑組合物的流變學(xué)表征可通過(guò)進(jìn)行各種測(cè)試，例如剪切速率斜坡、剪切速率跳躍、應(yīng)變掃描和頻率掃描來(lái)實(shí)現(xiàn)。這些測(cè)試用于表征本文接縫整飾粘合劑組合物的流變性質(zhì)。

如由圖2-6可了解的，根據(jù)表1配制的本文粘合劑組合物(在圖2-6中顯示為ic)對(duì)于剪切速率的突然變化具有相對(duì)快的響應(yīng)時(shí)間，并且具有高儲(chǔ)能模量和低損耗模量的獨(dú)特組合。

如圖2中所示，受控剪切速率斜坡測(cè)試示出了粘合劑組合物ic比為了比較目的在測(cè)試中使用的其他兩種高粘度粘合劑更快地恢復(fù)其完全粘度。

如圖3a中所示，應(yīng)變掃描測(cè)試示出了粘合劑組合物ic具有高儲(chǔ)能模量和低損耗模量的組合。

如圖3b-3e中所示，頻率掃描測(cè)試示出了粘合劑組合物ic具有在高彈性流體和非常低彈性流體之間的儲(chǔ)能模量，同時(shí)賦予類似于低粘度組比較組合物的損耗模量。

實(shí)例1.粘合劑組合物的流變學(xué)表征

在tainstrumentsg2aresrheometer上，使用具有40mm光滑的珀耳帖板和1mm間隙的平行板幾何形狀進(jìn)行粘合劑材料的流變學(xué)表征。使用不同的測(cè)試來(lái)表征材料，即剪切速率斜坡、剪切速率跳躍、應(yīng)變掃描和頻率掃描測(cè)試。

剪切速率斜坡測(cè)試從大約0.21/s升至4001/s，然后從4001/s到0.21/s。每個(gè)斜坡的持續(xù)時(shí)間為120s。

剪切速率跳躍測(cè)試保持1001/s的恒定剪切速率60s，然后跳到0.11/s共60s。

經(jīng)過(guò)大約450s的持續(xù)時(shí)間，應(yīng)變掃描以11/s的角速度將應(yīng)變從0.5％變成1000％。

經(jīng)過(guò)大約500s的持續(xù)時(shí)間，頻率掃描以1％的應(yīng)變將頻率從0.11/s變成6001/s。

剪切速率斜坡將作用于材料的剪切速率改變幾個(gè)數(shù)量級(jí)。隨著剪切速率改變，測(cè)量所得到的剪切應(yīng)力σ。在這種情況下，材料是非牛頓的，并且使用冪律模型進(jìn)行擬合，

其中k是稠度指數(shù)，并且n是行為指數(shù)。它類似于牛頓模型，當(dāng)牛頓粘度定義為下述時(shí)：

稠度指數(shù)可以單詞稠度的通常使用加以考慮，即材料可具有厚(大k值)或薄(小k值)稠度。行為指數(shù)給出了流體如何剪切稀化或增稠的量度。如果行為指數(shù)小于1，則流體是剪切稀化的，并且如果大于1，則是剪切增稠的。指數(shù)離1越遠(yuǎn)，行為類型就越普遍。如果指數(shù)為1，則材料視為牛頓的。當(dāng)在對(duì)數(shù)曲線圖上繪制剪切速率相對(duì)于粘度時(shí)，稠度指數(shù)是曲線的高度，并且行為指數(shù)是曲線的斜率。

已知具有一定結(jié)構(gòu)的流體通常經(jīng)受剪切速率跳躍測(cè)試。通過(guò)將剪切速率改變相對(duì)大的量并注意流體的響應(yīng)來(lái)進(jìn)行剪切速率跳躍測(cè)試。剪切速率斜坡和剪切速率跳躍的不同之處在于，斜坡逐漸改變剪切速率，而跳躍將剪切速率瞬間改變幾個(gè)數(shù)量級(jí)。該測(cè)試可用于鑒定任何滯后或觸變行為。當(dāng)目前的粘度測(cè)量受到流體的剪切速率歷史的影響時(shí)，發(fā)生滯后。當(dāng)粘度在恒定剪切速率下隨時(shí)間改變時(shí)，發(fā)生觸變性。

關(guān)于粘彈性流體，麥克斯韋模型使用串聯(lián)的彈簧和減震器來(lái)描述粘彈性流體，如圖1中所示。粘彈性流體具有指示為儲(chǔ)能模量g’的對(duì)應(yīng)力的彈性響應(yīng)，以及指示為損耗模量g”的對(duì)應(yīng)力的粘性響應(yīng)。使用彈簧和減震器模型，彈簧的強(qiáng)度或流體的粘度可決定系統(tǒng)在受到應(yīng)力時(shí)如何響應(yīng)。例如，如果彈簧很弱并且流體的粘度很高，那么當(dāng)施加力時(shí)，彈簧將容易拉伸，并且主要阻力將來(lái)自移動(dòng)通過(guò)高粘性流體的減震器。另一方面，如果流體具有低粘度并且彈簧非常硬，則當(dāng)施加力時(shí)，主要阻力將來(lái)自彈簧。使用振蕩流變法測(cè)量?jī)?chǔ)能模量和損耗模量、或彈性和粘性組分。

應(yīng)變掃描在保持主軸的角速度恒定的同時(shí)，使對(duì)流體的應(yīng)力量改變跨越幾個(gè)數(shù)量級(jí)。使用麥克斯韋模型，應(yīng)變掃描將類似于將彈簧振蕩到不同長(zhǎng)度但以恒定的速度。執(zhí)行振蕩應(yīng)變掃描的目的是識(shí)別線性粘彈性(lve)區(qū)域。在該區(qū)域內(nèi)，彈性和粘性組分響應(yīng)所施加的應(yīng)力。一旦達(dá)到特定應(yīng)變，則儲(chǔ)能模量或彈性組分在量級(jí)上開始降低。再次關(guān)于該例子，線性粘彈性區(qū)域外部的應(yīng)變量將如同將彈簧完全拉伸，使得不再存在任何彈性響應(yīng)。

頻率掃描在保持應(yīng)變量恒定的同時(shí)，改變對(duì)流體的角速度的量或剪切速率。適當(dāng)?shù)膽?yīng)變量對(duì)應(yīng)于線性粘彈性區(qū)域。可從頻率掃描中獲得若干信息，但這項(xiàng)工作只集中于儲(chǔ)能模量和損耗模量的量級(jí)。

比較流變學(xué)測(cè)試對(duì)根據(jù)表1配制的本文粘合劑組合物(ic)進(jìn)行，與幾種其他粘合劑和膠粘劑如cf1(乙酸乙烯酯均聚物乳液)、cf2(聚乙酸乙烯酯粘合劑)、cf3(預(yù)混合的聚乙酸乙烯酯和粘土粘合劑)、cf4(膠乳型接縫混合料)和cf5(聚氨基甲酸酯粘合劑)相比較。

分析粘合劑并且在如上所述的剪切速率斜坡、剪切速率跳躍、應(yīng)變掃描和頻率掃描測(cè)試中進(jìn)行比較。

圖2報(bào)告與ic相比，對(duì)于cf1-cf5在剪切速率斜坡(左)和剪切速率跳躍(右)期間測(cè)量的粘度值。

圖3a報(bào)告了在應(yīng)變掃描測(cè)試期間獲得的關(guān)于儲(chǔ)能模量和損耗模量的數(shù)據(jù)。圖3b-3e報(bào)告了在頻率掃描測(cè)試期間獲得的儲(chǔ)能模量和損耗模量的數(shù)據(jù)。

然后計(jì)算ic與cf1-cf5相比的流變性質(zhì)。通過(guò)將冪律方程擬合到第一斜坡來(lái)找到行為指數(shù)和稠度指數(shù)。通過(guò)取下降和上升斜坡之間的面積來(lái)計(jì)算滯后面積。所有其他值都從圖3a-3e的曲線圖約計(jì)。這些性質(zhì)在下表3中報(bào)告。

表3.接縫整飾粘合劑(ic)的流變性質(zhì)

與cf1-cf5相比，還研究了ic對(duì)剪切速率從1001/s到0.11/s的突然跳躍的響應(yīng)。該數(shù)據(jù)在圖4中報(bào)告，其中僅顯示了在0.1-1/s范圍內(nèi)的粘度。

圖5報(bào)告了在對(duì)應(yīng)于線性粘彈性區(qū)域的應(yīng)變掃描測(cè)試期間收集的儲(chǔ)能模量和損耗模量值(表1)，而圖6報(bào)告了在頻率掃描測(cè)試期間收集的以10hz的儲(chǔ)能模量和損耗模量值(表1)。

剪切速率斜坡測(cè)試顯示ic具有與cf4和cf5可比較的剪切稀化行為，因?yàn)樗腥N均具有高剪切稀化行為并且具有大約100的稠度指數(shù)。

然而，剪切速率跳躍測(cè)試通過(guò)在剪切速率的快速變化的15秒內(nèi)維持穩(wěn)定的粘度來(lái)揭示ic與cf4和cf5兩者之間的差異。在圖4中，cf4和vf5顯示對(duì)剪切的快速變化的響應(yīng)，然后在之后至少60秒也具有連續(xù)的粘度增加。這意指ic比其他兩種高粘度粘合劑更快地恢復(fù)其完全粘度。

應(yīng)變掃描測(cè)試根據(jù)通過(guò)彈性(儲(chǔ)能模量)和粘性耗散(損耗模量)釋放的應(yīng)力來(lái)表征材料。與cf4和cf5(第二組)相比，cf1、cf2和cf3(第一組)都具有關(guān)于儲(chǔ)能模量和損耗模量?jī)烧叩牡椭怠?/p>

然而，ic具有類似于第二組的高儲(chǔ)能模量，但類似于第一組的低損耗模量。

高儲(chǔ)能模量和低損耗模量的這種組合使得ic制劑與所測(cè)試的其他粘合劑相比獨(dú)特且不同。

頻率掃描顯示ic具有在高彈性和非常低彈性流體之間的儲(chǔ)能模量，但具有類似于低粘度組的損耗模量。

這支持下述結(jié)論：ic對(duì)于剪切速率的突然變化具有相對(duì)快的響應(yīng)時(shí)間，并且具有高儲(chǔ)能模量和低損耗模量的獨(dú)特組合。