專利名稱：壓機(jī)內(nèi)復(fù)合基材涂布工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及復(fù)合建材的制造。更具體地說，本發(fā)明涉及一種有涂層壓縮復(fù)合基材的成本有效制造方法，其中，該涂層是在一臺壓機(jī)中作為該復(fù)合基材的一種無甲醛底漆成分形成的。按照本發(fā)明制造的壓制有底涂層復(fù)合基材有一個顯示出優(yōu)異耐水性和抗粘連的堅硬、低孔隙率、光滑表面，而且無需進(jìn)一步處理就能接受最終罩面漆組合物。
背景技術(shù)：
和概要建筑業(yè)對多功能、低成本建筑材料的需求已經(jīng)導(dǎo)致一般通過壓縮和加熱一種微粒和/或纖維與樹脂粘結(jié)劑和蠟組合而成的氈片形成的復(fù)合基材的用途擴(kuò)大。雖然這樣的復(fù)合材料的最常用纖維/微粒成分是纖維素的，例如木質(zhì)微粒、纖維、干片坯料或刨花，但也有針對其它來源的纖維/微粒的用途的顯著研究與開發(fā)，例如涉及玻璃、合成聚合物、碳素和無機(jī)填料，如滑石、氧化鋁、硅石、碳酸鈣和粘接性材料，包括飛灰和卜特蘭水泥。當(dāng)前建筑上使用的最常見復(fù)合基材是那些從木質(zhì)微粒、纖維、刨花、干片坯料或其它碎片形成的、用于硬纖維板、中密度纖維板、定向絲束板、微粒板、膠合板、和紙貼面復(fù)合材料生產(chǎn)的復(fù)合基材。這樣的復(fù)合材料典型地是從木質(zhì)微粒、纖維、干片坯料或刨花與一種粘結(jié)劑(典型地是熱固性樹脂)的混合物制造的。該混合物在濕-干或干工藝條件下成形的一種氈片，然后在加熱和加壓下壓縮成一種密實復(fù)合基材，典型地呈片材形式。在一些用途上，例如在門板面料(door skins)的制造中，在熱壓縮工藝期間把氈片成形為所希望的形狀和/或給其提供一個光滑或有紋理的表面。在相關(guān)制造工藝中，在壓機(jī)中把紙粘貼到該氈片的表面。建筑業(yè)使用的密實壓縮復(fù)合基材的制造在技術(shù)上是眾所周知的。例如，見美國專利No,3,164,511；No.3,391,223；No.3,940,230；和No.4,241,133。
以在建筑業(yè)中使用為目的的復(fù)合基材的一個重要方面是基材表面的質(zhì)量和性質(zhì)。很多復(fù)合基材用于那些要求表面基材適合于接受修飾涂層的用途。因此，理想的是，該基材表面是硬質(zhì)的，而且實質(zhì)上無裂紋、空洞和孔隙率。已經(jīng)有很多努力針對旨在獲得和確保高質(zhì)量、為復(fù)合基材表面修飾做好準(zhǔn)備的制造技術(shù)開發(fā)。例如，在成品門板面料或外側(cè)硬纖維板貼面的制造中，一種包含木漿、樹脂粘結(jié)劑和添加劑的氈片是在一臺壓機(jī)中，在加熱的金屬板(壓臺)之間，在約300°F～約490°F的溫度，在約500～約1500psi(磅/平方英寸)的壓力壓縮約20秒～約2分鐘而成的。樹脂粘結(jié)劑典型地是一種熱固性樹脂，例如脲/甲醛樹脂、苯酚/甲醛樹脂、蜜胺/甲醛樹脂、丙烯酸樹脂、聚異氰酸酯或聚氨酯樹脂。該氈片典型地用一臺預(yù)壓熱合機(jī)處理，以提供從熱壓機(jī)壓臺的脫模從而優(yōu)化表面光滑度和最大限度減少壓機(jī)壓臺(金屬板)上的咬模量。在該氈片典型地壓到預(yù)定限位厚度之后，所得到的厚板用一系列步驟進(jìn)一步加工，其中包括再加濕、施膠、堆置、輸送到底漆工藝線施用底漆、和隨后所施用底漆組合物的固化，利用這樣的當(dāng)代制造技術(shù)，復(fù)合厚板基材從壓機(jī)向底漆站和固化站的輸送會涉及顯著的勞動成本。進(jìn)而，還有與涂底漆復(fù)合厚板所需要的再加熱與固化步驟有關(guān)的顯著資本與燃料費用。
針對客戶對復(fù)合基材建筑材料降低成本和提高質(zhì)量的需要，此類材料的制造商已投資于顯著的研究與發(fā)展努力，以改善復(fù)合基材制造。此類努力的一個目標(biāo)是開發(fā)復(fù)合基材、尤其從木質(zhì)顆粒物和纖維形成的復(fù)合基材的制造工藝，其中，該復(fù)合材料是在壓機(jī)中用一種有底漆/聚合物涂層的表面形成的，從而消除了隨后的底漆施用和固化步驟，后者在當(dāng)前木質(zhì)復(fù)合材料制造作業(yè)中是標(biāo)準(zhǔn)操作。美國專利No.5,635,248中描述了一種這樣的工藝，其中，一種聚合物膠乳以泡沫形式施用于該氈片的表面上，該泡沫干燥成一個硬化層，然后將其壓碎，并在該氈片加壓期間固定到有涂層再加固基材中。雖然據(jù)說該方法論用壓機(jī)就能直接生產(chǎn)出有底漆的復(fù)合厚板，但該方法需要一個額外的膠乳發(fā)泡步驟，而且它需要一個類似于當(dāng)前制造工藝的、額外的費時/費錢的步驟。
本發(fā)明提供一種無需任何額外的膠乳加工或加熱/干燥步驟，直接從壓機(jī)制造有聚合物涂層(底漆)的復(fù)合基材的成本有效制造工藝。按照本發(fā)明的一種實施方案，提供的是一種直接從壓機(jī)中制造出有高質(zhì)量聚合物涂層表面的復(fù)合基材的改進(jìn)工藝。向可壓縮氈片的表面或向膠合到該氈片表面上的紙上施用一種快速固化的無甲醛底漆涂料組合物。該快速固化底漆涂料組合物，在隨后在該壓機(jī)中加熱金屬表面之間的氈片壓縮期間，在該氈片表面上顯示出優(yōu)異的“粘固”。該底涂層組合物配制得當(dāng)它施用到該表面時，或隨著它施用到該表面，就能形成一種化學(xué)交聯(lián)的聚合物基體。這種有涂層氈片在標(biāo)準(zhǔn)高溫高壓條件的加壓，產(chǎn)生一種對接受末道涂層組合物來說理想的、有低孔隙率光滑表面的復(fù)合基材。本發(fā)明也使得能制造涂布紙(銅版紙)，其中，作為造紙工藝的一部分，將一種纖維氈片涂布并壓成涂布紙。
該底漆涂料組合物要么包含一種熱固性聚合物，要么包含一種熱塑性聚合物，要不然就配制得能在施用到該氈片表面上時快速交聯(lián)/形成凝膠。在本發(fā)明的一種實施方案中，該底漆涂料組合物配制得能在施用到可壓縮氈片上時發(fā)生離子型交聯(lián)。在一種較好實施方案中，該底漆涂料組合物包含一種陰離子穩(wěn)定的熱塑性膠乳，后者在將它施用到該氈片表面上時發(fā)生一種凝膠形成pH依賴型的離子型交聯(lián)反應(yīng)。替而代之，該底漆涂料組合物可以是一種雙組分組合物，其中，第一組分和第二組分當(dāng)諸如經(jīng)由一臺雙通道噴霧器施用時能通過離子型交聯(lián)形成凝膠。
在本發(fā)明的另一種實施方案中，面漆涂料組合物是在對該氈片加熱加壓以形成有聚合物涂層的基材之前，在所施用的底涂層組合物上施用的。在一種實施方案中，該面漆涂料組合物是一種熱固性膠乳組合物，后者能改善聚合物涂層組合物基材產(chǎn)品的表面性質(zhì)和便利該復(fù)合材料從壓機(jī)中加熱的金屬表面脫模。面漆涂料較好是一種無甲醛低溫?zé)峁绦酝苛?，既能起到脫模劑的作用，也能起到抗金屬劃痕涂層的作用?br> 在本發(fā)明的叉另一個實施方案中，把包含一種可重涂硅酮聚合物或一種表面活性劑的脫模涂層組合物涂布到底涂層組合物上，以便利有聚合物涂層復(fù)合基材從壓機(jī)上脫模。
在本發(fā)明的又另一個實施方案中，本發(fā)明的有聚合物涂層復(fù)合基材是通過一種薄膜轉(zhuǎn)移工藝制備的。在該工藝中，把底漆涂料組合物施用到一個加熱的壓機(jī)壓臺上，任選地在第一層脫模劑和/或一種熱固性膠乳表面涂料組合物之上，然后讓加熱的金屬壓臺在壓力下與任選地用一種粘合組合物預(yù)處理的可壓縮氈片接觸，提供一種壓縮的有聚合物涂層的復(fù)合基材。采用這種底漆轉(zhuǎn)移工藝特別有利于在連續(xù)帶型壓機(jī)上制造復(fù)合基材。
發(fā)明詳細(xì)說明按照本發(fā)明，提供的是一種有聚合物涂層復(fù)合基材、最典型的是從一種包含纖維素纖維或微粒、和/或木塊或刨花的可壓縮氈片形成的復(fù)合基材的改進(jìn)制造工藝。這樣的木質(zhì)復(fù)合基材常用于種類繁多的樓房建筑用途，其中很多用途要求該復(fù)合基材有適合于接受裝修涂料組合物的光滑、堅硬、高質(zhì)量表面。本發(fā)明使得能成本有效地制造這樣的高質(zhì)量復(fù)合基材。它也提供了涂布紙的高效率制造方法論，其中，該復(fù)合基材是一種一般比用于硬纖維板制造的氈片薄得多、有任選的蠟、填料和粘結(jié)劑等成分的纖維素纖維氈片。
用來形成該基材的可壓縮氈片首先涂布一種快速固化底漆涂料組合物，這使得能直接用壓機(jī)生產(chǎn)高質(zhì)量有聚合物涂層復(fù)合基材。該氈片可以任選地覆蓋一種典型地膠合到該氈片表面的紙片材，然后涂布該快速固化底漆組合物。在一種實施方案中，本發(fā)明包括對該可壓縮氈片施用一種涂料“粘固”優(yōu)異的快速固化底漆涂料的步驟，任選地在該快速固化底漆涂料層上施用一種熱固性或熱塑性面漆涂料配方，和在加熱的金屬板(壓臺)之間在標(biāo)準(zhǔn)加熱加壓條件下壓縮該有所施用涂層的氈片，以產(chǎn)生本發(fā)明有改進(jìn)聚合物涂層的復(fù)合基材。該金屬板可以是平而光滑的(或者壓花的，以在產(chǎn)品復(fù)合片材的表面上提供預(yù)定圖案)，或者該金屬板可以呈能把該氈片壓縮成三維模塑形狀的互補模型形式，例如用于門板面料制造的那些。這樣生產(chǎn)的復(fù)合基材上的聚合物涂層顯示出理想的物理特征，例如低孔隙率、表面光滑性、表面硬度、和撓曲性-該復(fù)合基材在氈片壓縮期間成形為預(yù)定形狀時的一個特別重要特征。該復(fù)合基材涂層也顯示出有利的化學(xué)性能，包括優(yōu)異的抗粘連性和抗?jié)裥裕蛯λ┯妹嫫嵬苛辖M合物的良好粘合性。
按照本發(fā)明使用的底涂料組合物典型地包含一種水可分散的熱固性或熱塑性聚合物。該組合物配制得當(dāng)它施用到可壓縮氈片的表面上時，或隨著它施用到可壓縮氈片的表面上，能形成一種化學(xué)交聯(lián)的聚合物基體，例如一種三維凝膠。種類繁多的聚合物膠乳中任何一種，無論作為單組分還是雙組分組合物，均可利用，前提是以一種能提供快速固化化學(xué)的方式配制，使得隨著它施用到可壓縮氈片上就能發(fā)生該聚合物的快速化學(xué)交聯(lián)。
底漆涂料組合物可以如此配方，以致隨著它施用到氈片上，就能通過離子鍵或共價鍵迅速發(fā)生交聯(lián)鍵合。因此，在本發(fā)明的一種實施方案中，底漆涂料組合物配制得能在施用到可壓縮氈片的表面上時形成一種離子型交聯(lián)的聚合物基體。這樣的涂料組合物是技術(shù)上已知的；然而，它們在如本文中所述的有聚合物涂層復(fù)合基材制造中的獨特應(yīng)用是新的，并提供了壓機(jī)內(nèi)有聚合物涂層復(fù)合基材制造方面的顯著優(yōu)勢。為通過聚合物成分離子型交聯(lián)的快速固化而配制的涂料組合物的實例是1996年7月25日作為國際公報WO 96/22338號公布的PCT國際申請PCT/US96/00802號中所述的那些，其公開內(nèi)容列為本文參考文獻(xiàn)。該公報中描述的水基涂料組合物，以該組合物中干物質(zhì)的重量為基準(zhǔn)，包含95～99％(重量)、Tg為-10℃～50℃的共聚物的陰離子穩(wěn)定水基乳液。該共聚物以聚合形式包含一種含有兩種或更多種烯鍵不飽和單體的聚合混合物，其中，以該聚合混合物中所有烯鍵不飽和單體的總重量為基準(zhǔn)，0～5％(重量)的單體是)α，β-烯鍵不飽和脂肪族羧酸單體；0.2～5％(重量)的一種分子量250～20,000的聚亞胺；和0.2～5％(重量)的一種揮發(fā)性堿，其中，該組合物的pH為約10.3～約12、更典型的是約8～約11，且其中，該組合物的澆鑄膜在可高達(dá)30℃的溫度和不低于50％的相對濕度的環(huán)境條件下澆鑄后20分鐘內(nèi)的硬化速度測定等級為至少5。該組合物也可以是著色的，而且被描述為尤其可用來作為快速硬化的水基路標(biāo)漆。
快速固化膠乳組合物也可以配制得能包括標(biāo)準(zhǔn)涂料賦形劑，例如消泡劑、潤濕劑、分散劑、脫模劑、顏料和填料，例如有機(jī)填料、無機(jī)填料、有機(jī)纖維、無機(jī)纖維或這些的混合物。該組合物也可以是著色的，而且被描述為尤其可用來作為快速硬化的水基路標(biāo)漆。
該快速固化膠乳的揮發(fā)性堿成分包括一種有機(jī)或無機(jī)化合物，該化合物是一種弱堿或強堿，或者有高得足以從水基涂料組合物中蒸發(fā)或揮發(fā)出來的蒸氣壓和趨勢，從而造成pH下降和該組合物的聚亞胺成分與羧基聚合物成分的伴隨離子型交聯(lián)。揮發(fā)性堿的實例包括氫氧化銨和含有可多達(dá)4個碳原子的有機(jī)胺，包括例如二甲胺、二乙胺、氨基丙醇、氫氧化銨、和2-氨基-2-甲基-1-丙醇，氫氧化銨是最好的。該揮發(fā)性堿典型地占該涂料組合物的約0.3～約1.5％(重量)。一種利用此類化學(xué)的聚合物涂料組合物是道化學(xué)公司以“Dow DT 211NA”名稱銷售的快速固化50％固體膠乳。
當(dāng)然，還有許多其它聚合物組合物可以配制和施用來提供快速固化離子化學(xué)，以提供一種對于提供按照本發(fā)明的高質(zhì)量壓機(jī)內(nèi)有聚合物涂層聚合物基材來說重要的、能顯示出所需要高“粘固”性能的聚合物凝膠基體。例如，可以利用通過環(huán)境pH控制改性的離子種之一，制備在同一聚合物分子中既有陽離子殘基也有陰離子殘基的聚合物主鏈。例如，見美國專利No.5,674,934中所述的聚合物體系，該專利專門列為本文參考文獻(xiàn)。該聚合物體系是如此設(shè)計的，以致該涂料施用時，諸如因失去二氧化碳而發(fā)生的施用依賴型pH變化使業(yè)已中和的離子種重新離子化，以提供一種經(jīng)由側(cè)鏈陰離子基團(tuán)和陽離子基團(tuán)發(fā)生的離子交聯(lián)體系，導(dǎo)致一種離子型交聯(lián)聚合物基體或凝膠的迅速形成。
替而代之，在本發(fā)明方法的執(zhí)行中，通過諸如利用一種雙通道噴槍施用一種與陽離子型聚胺或聚亞胺或一種陽離子型膠乳體系共噴霧的陰離子型膠乳體系，從而在施用到氈片表面上形成一種三維離子型交聯(lián)聚合物凝膠基體，就能在一種可壓縮氈片的表面上形成一種離子型交聯(lián)聚合物凝膠基體。替而代之，一種陰離子型膠乳體系可以與一種含有二價或多價陽離子種的水溶性鹽例如鋅鹽或鈣鹽共噴霧，以在本發(fā)明方法的執(zhí)行中，在施用到可壓縮氈片上時，進(jìn)行離子型交聯(lián)和凝膠形成。快速固化膠乳可能實質(zhì)上是熱塑性的，或者它可以包括業(yè)內(nèi)人士公認(rèn)的其它官能團(tuán)，以賦予該聚合物膠乳以熱固性官能度。
在本發(fā)明的另一種實施方案中，底涂層組合物配制得能在可壓縮氈片的表面上提供一種快速固化共價交聯(lián)的聚合物基體。在有涂層復(fù)合基材形成之前此類共價交聯(lián)聚合物組合物在可壓縮氈片表面上的形成，較好是利用雙組分體系實現(xiàn)的，該體系當(dāng)合并時提供一定水平的共價交聯(lián)反應(yīng)性，使得足以使所施用聚合物配方在該有涂層氈片在壓機(jī)內(nèi)的加熱板之間壓縮之前能發(fā)生至少部分交聯(lián)。例如，可以利用慣常雙組分環(huán)氧、聚氨酯或烯鍵不飽和聚合物/低聚物/單體(其中，一種自由基引發(fā)劑與該自由基可交聯(lián)組合物一起施用)在該氈片表面上形成一種交聯(lián)聚合物基體。這種雙組分體系可以諸如經(jīng)由一臺雙通道噴槍以獨立成分方式施用到該氈片上，它們也可以在臨施用到該氈片上之前摻合在一起，并以反應(yīng)性均勻聚合物組合物方式施用。這種雙組分組合物的反應(yīng)性成分的性質(zhì)不是決定性的，而且這樣的反應(yīng)性聚合物組合物可以通過常規(guī)實驗優(yōu)化，以提供一定水平的反應(yīng)性，使得足以在該氈片在加熱加壓下壓縮以形成本發(fā)明有聚合物涂層復(fù)合基材之前提供該氈片表面上配方的至少部分共價交聯(lián)。
按照本發(fā)明直接來自壓機(jī)的高質(zhì)量有聚合物涂層基材的最佳制造所需要的底漆涂料組合物數(shù)量取決于底漆涂料組合物成分的性質(zhì)、交聯(lián)化學(xué)、該底漆的固體含量、和該可壓縮氈片本身各成分的性質(zhì)。在一種實施方案中，用于硬纖維板制造的底漆組合物可以有約30％～約80％(重量)的固體含量。在另一個實施方案中，涂布紙制造用底漆組合物有約20％～約70％(重量)的固體含量。當(dāng)該底漆涂料組合物配制成一種為纖維板、微粒板、刨花板、或門板面料制造而制備的氈片表面上聚合物基體形成用、利用pH依賴型凝聚化學(xué)或離子型交聯(lián)化學(xué)的聚合物膠乳時，該底漆組合物的施用率可為每平方英尺氈片表面約7g～約40g、更典型的是約10g～約20g。底漆組合物量可以在該范圍內(nèi)調(diào)整，必要時它也可以以更高施用率使用，以優(yōu)化該壓機(jī)內(nèi)有涂層復(fù)合基材上聚合物涂層的質(zhì)量。典型地說，底漆施用率在紙涂布作業(yè)中是較低的，即每平方英尺約1～約10g。
構(gòu)成本發(fā)明基礎(chǔ)的技術(shù)，即一種也可以與濕式套印法施用的熱固性面漆組合、在與加熱金屬表面接觸期間固化到裝修表面涂層上的快速預(yù)固化、高“粘固”、熱塑性或熱固性涂料組合物的使用，可以用來在種類繁多的多孔性和非多孔性基材，不僅包括如上所述的可壓縮氈片，而且也包括預(yù)壓縮復(fù)合基材、有紙涂層基材及其它商業(yè)上重要的建筑材料上形成耐久的高質(zhì)量涂層。
在本發(fā)明的一種實施方案中，本發(fā)明的壓機(jī)內(nèi)有聚合物涂層復(fù)合基材中聚合物涂層的質(zhì)量和功能，是通過在該氈片在壓機(jī)內(nèi)壓縮之前在可壓縮氈片上的化學(xué)交聯(lián)聚合物基體上施用一層含聚合物的面漆組合物來改善的。該面漆組合物較好是一種熱固性或熱塑性聚合物膠乳。在本發(fā)明的一種較好實施方案中，該面漆組合物包含一種熱固性聚合物膠乳，例如，從包含羥基和/或縮水甘油基官能度以及羧基官能度的不飽和單體生成的一種丙烯酸膠乳。面漆組合物的施用率一般低于底漆組合物的施用率，典型地低于底漆施用率的一半，例如，在復(fù)合厚板制造中，每平方英尺約0.5～約10g，更典型的是約3～約7g。該面漆膠乳組合物典型地包含約25～約60％固體，而且同底漆組合物一樣，也可以用標(biāo)準(zhǔn)涂料賦形劑配制，其中包括但不限于消泡劑、分散劑、潤濕劑、顏料、脫模劑和填料，例如硅石、滑石、高嶺土、碳酸鈣等。
熱固性面漆組合物不僅起到改善按照本發(fā)明制備的有涂層復(fù)合基材的表面硬度和耐磨損性的作用，而且也起到在底漆組合物上提供一個熱固性“表皮”的作用，從而便利該有涂層復(fù)合基材從壓機(jī)金屬表面脫模。
除了在化學(xué)交聯(lián)的底漆涂料聚合物基體上施用一種熱固性面漆組合物的步驟外，或作為該步驟的一種替代，可以施用一種單獨的脫模組合物，以便利該有涂層復(fù)合基材從壓機(jī)中脫模。脫模組合物是技術(shù)上眾所周知的，而且能配制得包括單獨或組合的公認(rèn)脫模劑，以提供所希望的脫模特征。在本發(fā)明的一種實施方案中，把一種包含熱塑性或熱固性硅酮聚合物或者表面活性劑的脫模涂料組合物在有基體涂層氈片在加熱金屬板之間加壓之前施用到化學(xué)交聯(lián)的聚合物基體上。在本發(fā)明的另一種實施方案中，一種熱固性面漆膠乳組合物施用到交聯(lián)的聚合物基體上，并在該有涂層氈片在加熱金屬板之間加壓之前，在面漆組合物之上施用一種脫模涂料組合物。該脫模組合物，當(dāng)在本發(fā)明中用于壓機(jī)內(nèi)有涂層復(fù)合基材制造工藝中時，典型地以足以便利該有涂層復(fù)合材料從壓機(jī)平板脫模的最低用量水平施用。脫模組合物，當(dāng)用于本發(fā)明工藝的執(zhí)行時，典型地是以低于每平方英尺3g、更好的是以低于每平方英尺1g施用的。過量脫模劑的使用，會對裝修涂料與按照本發(fā)明的有涂層復(fù)合基材聚合物表面的粘合產(chǎn)生有害影響。
按照本發(fā)明的一種實施方案，提供的是一種壓機(jī)內(nèi)有涂層復(fù)合基材的制造工藝，包含下列步驟形成一種濕涂料組合物層壓品，包含(1)一層包含水可分散熱固性或熱塑性聚合物的底漆涂料組合物，所述底漆涂料層是作為一種化學(xué)交聯(lián)聚合物基體形成的，和(2)一層面漆組合物，包括一種熱塑性或熱固性聚合物膠乳組合物；使該底漆涂料層與一種包含纖維或微粒和樹脂粘結(jié)劑組合物的可壓縮氈片的表面接觸；使該氈片和涂料層壓品在壓機(jī)內(nèi)加熱金屬表面之間壓縮；和使壓縮的有聚合物涂層復(fù)合基材從該壓機(jī)中脫模。該工藝可以用若干種備選技術(shù)方案中任何一種實施。例如，如以上一般地描述的，該濕涂料組合物層壓品可以在該可壓縮氈片的表面上，通過先對該氈片施用一層底漆涂料組合物、在該底漆涂料組合物層上施用一層面漆組合物、然后在壓機(jī)內(nèi)壓縮該氈片和所施用的涂料層壓品來形成。底漆涂料組合物和面漆組合物可以利用技術(shù)上公認(rèn)的施用技術(shù)，包括慣用無空氣噴霧或輔助無空氣噴霧、幕涂、和直接輥涂，施用到該氈片上。面漆組合物典型地是立即施用到氈片表面上依然濕的底漆涂料組合物上，并將其表面上有依然濕的涂料組合物層壓品的氈片置于壓機(jī)中壓縮和/或模塑，以形成本發(fā)明有聚合物涂層復(fù)合基材。在一種替代實施方案中，脫模組合物典型地是通過諸如在面漆組合物層上噴霧來施用的，以便利該有聚合物涂層基材從壓機(jī)上脫模。
在本發(fā)明的一個備選實施方案中，該涂料層壓品是通過將其各成分層施用到壓機(jī)的加熱金屬表面上(其順序與對氈片的施用順序相反)，并在該氈片與有層壓品涂層的金屬表面一起在壓機(jī)內(nèi)壓縮時，使該涂料層壓品轉(zhuǎn)移到也可以有紙貼面的氈片上。在這樣的底漆膜轉(zhuǎn)移工藝中，接受該涂料層壓品的氈片(或紙)的表面可以涂布一種粘合劑，以在壓縮/加熱步驟期間促進(jìn)該涂料層壓品對壓縮氈片的粘合。例如，利用薄膜轉(zhuǎn)移工藝技術(shù)方案，通過對加熱壓機(jī)壓臺依次施用一層脫模漆組合物、一層面漆組合物、和一層底漆組合物，制備了涂料層壓品。任選地，可以把一個粘合劑層施用到加熱壓臺上的底漆層上，以優(yōu)化該轉(zhuǎn)移膜層壓品對本發(fā)明復(fù)合基材的粘合力。
在本發(fā)明的一種實施方案中，利用底漆轉(zhuǎn)移方法，生產(chǎn)一種有底漆門板面料。把一種水基脫模劑的輕薄膜施用到熱(300°F)墊板上。它瞬間干燥。然后，底漆以60％(重量)(40％(體積)〕固體直接噴霧施用(9g(濕重)/平方英尺，相當(dāng)于1.0干燥密耳)到熱墊板上。底漆組合物幾乎瞬間干燥。使纖維氈片與墊板上的干燥底漆直接接觸。該氈片在300°F以90秒鐘加壓到1/8英寸限位。底漆從墊板向門板面料的轉(zhuǎn)移在各種各樣的加壓周期下進(jìn)行。把壓機(jī)打開，使有底漆的門板面料(door skins)脫模，看上去非常像用慣常方式生產(chǎn)的門板板面料。把脫模劑和底漆施用到墊板上的一個優(yōu)點是，底漆施用量基本上與正常底漆施用作業(yè)中的施用量相同。事實上，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，利用底漆轉(zhuǎn)移方法，只需使用該底漆組合物數(shù)量的90％，就能達(dá)到具有類似于使用通常壓機(jī)外底漆施用可以達(dá)到的表面性能的有聚合物涂層復(fù)合基材(門板面料)。
雖然以上提到的底漆轉(zhuǎn)移方法可以用于標(biāo)準(zhǔn)計件工作硬纖維板制造作業(yè)中，但該底漆轉(zhuǎn)移方法在硬纖維板/纖維板制造用連續(xù)壓機(jī)(Conti-press)制造工藝中有特殊應(yīng)用。在連續(xù)壓機(jī)方法中，該壓機(jī)有一條連續(xù)、加熱的鋼制傳送帶，該傳送帶經(jīng)由傳送帶后面的一連串輥筒而與該氈片接觸，且最終壓縮式地與該氈片接觸，從而，隨著該氈片通過該工藝連續(xù)移動，該傳送帶和輥筒對該氈片加熱和施加越來越大的壓力。在連續(xù)壓機(jī)的末端，產(chǎn)生了一種有很像正常硬纖維板的物理特征的、整體成形的硬纖維板或纖維板。這種底漆轉(zhuǎn)移方法為了應(yīng)用于復(fù)合基材制造的連續(xù)壓機(jī)制造工藝而進(jìn)行了獨特的修改。該涂料層壓品可以在該傳送帶與該氈片接觸之前，借助于任何手段，但最實用的是借助于直接輥涂器，把脫模涂料、面漆涂料和/或底漆涂料依次施用到加熱的鋼制傳送帶上，而在連續(xù)傳送帶上形成，從而如同在噴霧施用中典型地會發(fā)生的那樣，很少有或無任何廢物。
實施例1一種門板面料制造用的木材纖維氈片或再加固的木材纖維氈片涂布以下所述的快速固化底漆配方(約15g/平方英尺)。隨后涂布抗劃痕面漆配方(約3g/平方英尺)。然后，把有涂層氈片在一臺溫度為約250°F～約490°F、壓力為大約900psi(磅/平方英寸)的壓機(jī)中放置約20秒～約120秒。該壓機(jī)既可以是平的，也可以是有深撐壓特色的壓模形式。加壓后，有模型內(nèi)涂底漆/抗劃痕面漆的門板面料就從該壓機(jī)中脫模。這種模型內(nèi)涂底漆門板面料(door skins)的美學(xué)特色非常接近于在壓機(jī)工藝線之后的裝修工藝線上涂底漆的慣常門板面料的美學(xué)特色。
實施例2一種門板面料制造用的木材纖維氈片或再加固的木材纖維氈片在進(jìn)入壓機(jī)之前涂布一種聚合物粘合劑。實施例1中所述壓機(jī)的加熱頂板先噴涂一種脫模劑，隨后噴涂抗劃痕涂料，然后噴涂底漆。在壓機(jī)周期期間，層壓的涂料薄膜從頂板上脫模并膠合到氈片上。一種有優(yōu)異表面性能的模型內(nèi)涂底漆和抗劃痕面漆的門板面料從該模型中脫模。
實施例3一種門板面料或微粒板制造用的連續(xù)木材纖維氈片或再加固的木材纖維氈片噴涂底涂料配方(15g/平方英尺)，隨后噴涂抗劃痕面漆(5g/平方英尺)。讓涂底漆的氈片通過加熱的連續(xù)壓機(jī)，產(chǎn)生一連串“壓機(jī)內(nèi)”涂底漆門板面料，然后可以將其切成制件供裝運。這種壓機(jī)內(nèi)涂底漆厚板也可以通過以上實施例2中所述薄膜轉(zhuǎn)移工藝，在連續(xù)壓機(jī)工藝線上制造。
權(quán)利要求
1.一種壓機(jī)內(nèi)涂布復(fù)合基材的制造工藝，所述工藝包含下列步驟形成一種涂料組合物層壓品，包含1)一層底漆涂料組合物，包含一種水可分散熱固性或熱塑性聚合物，所述底漆涂料層是作為一種化學(xué)交聯(lián)聚合物基體形成的，和2)一層面漆組合物，包括一種熱塑性或熱固性聚合物膠乳組合物；使該底漆涂料層與一種包含纖維或微粒和樹脂粘結(jié)劑組合物的可壓縮氈片的表面接觸；將該氈片和該涂料層壓品在一臺壓機(jī)內(nèi)的加熱金屬表面之間進(jìn)行壓縮；和使壓縮、有聚合物涂層的復(fù)合基材從該壓機(jī)中脫模。
2.權(quán)利要求1的工藝，其中，用來形成該氈片的纖維或微粒選自纖維素、玻璃、合成聚合物和碳。
3.權(quán)利要求2的工藝，其中，該氈片進(jìn)一步包含一種無機(jī)粘結(jié)性組合物。
4.權(quán)利要求1的工藝，其中，該涂料層壓品是通過在該氈片壓縮之前對該氈片的表面施用一層底漆涂料組合物并在該底漆層上施用一層面漆組合物來形成的。
5.權(quán)利要求4的工藝，其中，該面漆組合物包含一種熱固性聚合物，且該涂料層壓品進(jìn)一步包含一層與面漆層接觸的脫模層，所述脫模組合物包含一種硅酮聚合物或一種表面活性劑。
6.權(quán)利要求1的工藝，其中，該面漆組合物包含一種熱固性聚合物，且該涂料層壓品進(jìn)一步包含一層與面漆層接觸的脫模層，所述脫模組合物包含一種硅酮聚合物或一種表面活性劑。
7.權(quán)利要求6的工藝，其中，該涂料層壓品是通過對該壓機(jī)的一個加熱金屬表面依次施用一層脫模漆組合物、一層面漆組合物和一層底漆組合物制備的，并將該氈片在一臺壓機(jī)內(nèi)有層壓品涂層的金屬表面與一個第二金屬表面之間進(jìn)行壓縮。
8.權(quán)利要求7的方法，其中，該加熱金屬表面是一條連續(xù)傳送帶。
9.權(quán)利要求7的方法，其中，在該氈片在壓機(jī)內(nèi)有層壓品涂層的金屬表面與第二金屬表面之間進(jìn)行壓縮之前，在該氈片表面或底漆層上施涂一種粘合劑。
10.一種壓機(jī)內(nèi)有聚合物涂層復(fù)合基材的制造工藝，所述工藝包含下列步驟在一種包含纖維或微粒和樹脂粘結(jié)劑的可壓縮氈片的表面施涂一層底漆涂料組合物，所述底漆涂料組合物包含一種熱固性聚合物或熱塑性聚合物并配制得能在施涂到該可壓縮氈片的表面上時形成一種化學(xué)交聯(lián)的聚合物基體；在一臺壓機(jī)內(nèi)的加熱金屬表面之間將該氈片和該底漆涂料層進(jìn)行壓縮，以形成有聚合物涂層復(fù)合基材；和使該有聚合物涂層復(fù)合基材從壓機(jī)中脫模。
11.權(quán)利要求10的工藝，其中，該可壓縮氈片表面上的聚合物基體包含一種離子型交聯(lián)聚合物。
12.權(quán)利要求11的工藝，其中，該離子型交聯(lián)聚合物包含一種熱塑性聚合物。
13.權(quán)利要求10的工藝，其中，該可壓縮氈片表面上的聚合物基體包含一種共價型交聯(lián)的聚合物。
14.權(quán)利要求10的工藝，進(jìn)一步包含在該氈片在壓機(jī)內(nèi)進(jìn)行壓縮之前，在該可壓縮氈片上的化學(xué)交聯(lián)聚合物基體之上，施涂一層含有聚合物的面漆組合物的步驟。
15.權(quán)利要求14的工藝，其中，該面漆組合物包含一種熱固性聚合物膠乳。
16.權(quán)利要求10的工藝，進(jìn)一步包含在該氈片在壓機(jī)內(nèi)進(jìn)行壓縮之前，在該可壓縮氈片上的化學(xué)交聯(lián)聚合物基體之上，施涂一種包含硅酮聚合物或表面活性劑的脫模涂料組合物。
17.在包括一種包含纖維或微粒和樹脂粘結(jié)劑的可壓縮氈片在一臺壓機(jī)內(nèi)的加熱金屬板之間壓縮以形成壓縮復(fù)合基材的步驟在內(nèi)的有聚合物涂層復(fù)合基材的制造工藝中，其改進(jìn)包含下列步驟在該可壓縮氈片在加熱的金屬板之間壓縮之前對其表面施涂一種含有聚合物的底漆組合物，所述含有聚合物的底漆組合物配制得當(dāng)它施涂到該可壓縮氈片的表面上時能提供一種離子型交聯(lián)的聚合物基體；和，隨后讓該有基體涂層的氈片在加熱的金屬板之間進(jìn)行壓縮，以形成一種有聚合物涂層復(fù)合基材。
18.權(quán)利要求17的改進(jìn)，其中，含有聚合物的底漆組合物包含一種陰離子穩(wěn)定的熱塑性膠乳。
19.權(quán)利要求17的改進(jìn)，其中，該底漆組合物包含一種熱塑性聚合物膠乳。
20.權(quán)利要求17的改進(jìn)，其中，該底漆組合物包含一種熱固性聚合物膠乳。
21.權(quán)利要求17的改進(jìn)，進(jìn)一步包含在該有基體涂層的氈片在加熱的金屬板之間進(jìn)行壓縮之前，在交聯(lián)的聚合物基體上施涂一層熱固性面漆膠乳組合物的步驟。
22.權(quán)利要求21的改進(jìn)，進(jìn)一步包含在該有基體涂層的氈片在加熱的金屬板之間進(jìn)行壓縮之前，在面漆組合物之上施涂一種包含硅酮聚合物或表面活性劑的脫模涂料組合物的步驟。
23.按照權(quán)利要求1的工藝制備的一種有聚合物涂層復(fù)合基材。
24.按照權(quán)利要求10的工藝制備的一種有聚合物涂層復(fù)合基材。
25.權(quán)利要求23的有聚合物涂層復(fù)合基材，其中，該可壓縮氈片包含纖維素纖維或微粒和熱固性樹脂粘結(jié)劑。
26.權(quán)利要求24的有聚合物涂層復(fù)合基材，其中，該可壓縮氈片包含纖維素纖維或微粒和熱固性樹脂粘結(jié)劑。
27.權(quán)利要求1的工藝，其中，該可壓縮氈片進(jìn)一步包含一種形成與該底漆涂料層接觸的該氈片表面的紙片材。
28.權(quán)利要求10的工藝，其中，該可壓縮氈片進(jìn)一步包含一種形成有底漆涂料層施涂于其上的該氈片表面的紙片材。
29.權(quán)利要求17的改進(jìn)，其中，該可壓縮氈片進(jìn)一步包含一種形成有底漆組合物施涂于其上的該氈片表面的紙片材。
30.一種有涂層多孔基材的制造工藝，包含把一種含有聚合物的底漆組合物施涂到一種多孔基材的表面上，所述底漆組合物配制得當(dāng)它施涂到該表面上時能提供一種離子型交聯(lián)聚合物基體；和使該有底漆涂層的表面與加熱的金屬板接觸。
31.權(quán)利要求30的工藝，其中，該底漆組合物包含一種陰離子穩(wěn)定的熱塑性膠乳。
32.權(quán)利要求30的工藝，其中，該底漆組合物包含一種熱固性膠乳。
33.權(quán)利要求30的工藝，進(jìn)一步包含在該表面與加熱的金屬板接觸之前，在該交聯(lián)聚合物基體上施涂一層熱固性膠乳面漆組合物的步驟。
34.權(quán)利要求10的工藝，其中，該復(fù)合基材是紙。
35.權(quán)利要求17的工藝，其中，該復(fù)合基材是紙。
36.權(quán)利要求30的工藝，其中，有涂層多孔基材是紙。
37.一種壓機(jī)內(nèi)有涂層復(fù)合基材的制造工藝，所述工藝包含下列步驟選擇或形成一種包含無甲醛熱塑性的或可化學(xué)交聯(lián)的聚合物基體、用于向一種包含纖維或微粒和樹脂粘結(jié)劑組合物的可壓縮氈片上轉(zhuǎn)移的薄膜；使該薄膜與該可壓縮氈片的表面接觸；將該氈片和薄膜在一臺壓機(jī)內(nèi)加熱的表面之間進(jìn)行壓縮；和使該壓縮的有聚合物涂層復(fù)合基材從該壓機(jī)中脫模。
38.權(quán)利要求37的工藝，其中，在該薄膜與該可壓縮氈片的表面之間施涂一種粘合劑。
39.權(quán)利要求37的工藝，其中，該薄膜包含一個面漆層和一個底漆層。
40.權(quán)利要求37的工藝，其中，該薄膜包含一種熱塑性或可交聯(lián)聚合物和紙。
41.權(quán)利要求40的工藝，其中，在該薄膜與該可壓縮氈片的表面之間施涂一種粘合劑。
全文摘要
描述了有聚合物涂層復(fù)合基材的一種改進(jìn)制造工藝。有涂層復(fù)合基材是在一臺壓機(jī)中通過對一種包含纖維和/或微粒以及樹脂粘結(jié)劑的可壓縮氈片的表面施用一層底漆涂料組合物制備的。該底漆涂料組合物較好配制成一種當(dāng)施用到一種可壓縮氈片的表面上時能形成一種化學(xué)交聯(lián)聚合物基體的快速固化聚合物膠乳。在該氈片熱加工之前可以在濕的底漆涂料組合物上直接施涂一種熱固性面漆組合物,以改善表面質(zhì)量和脫模特征。該有涂層氈片的壓縮和加熱,直接從該壓機(jī)中產(chǎn)生一種有底涂層復(fù)合基材。
文檔編號B05D3/02GK1332674SQ99815391
公開日2002年1月23日 申請日期1999年11月4日 優(yōu)先權(quán)日1998年11月6日
發(fā)明者F·陳, G·穆塞爾曼, T·W·伊多爾, D·H·諾瓦克 申請人:利利工業(yè)有限公司