[发明专利]用于湿用短切原丝玻璃纤维的施胶组合物

说明书

本发明提供包含水、聚乙烯吡咯烷酮成膜剂、硅烷偶联剂、润滑剂和表面活性剂的施胶组合物。该聚乙烯吡咯烷酮成膜剂构成该施胶组合物的干燥固体的30％重量‑50％重量。本发明还提供用于增强石膏板的湿用短切原丝玻璃纤维。该湿用短切原丝玻璃纤维包含具有施加到其上的施胶组合物的短切玻璃纤维。该施胶组合物改善了纤维束完整性、纤维流速、纤维流速一致性以及湿用短切原丝玻璃纤维在石膏基体或浆料中的分散性。

相关申请

本申请要求在2016年6月17日针对“用于湿用短切原丝玻璃纤维的施胶组合物”而提出的序号为62/351,618的美国临时专利申请的优先权和所有权益，其全部公开内容通过引用完全结合至本文中。

技术领域

领域

总的发明构思涉及施胶组合物，并且更特别涉及用于增强石膏板的湿用短切原丝(WUCS)玻璃纤维的施胶组合物。

背景技术

背景

由夹在面层之间的石膏芯形成的墙板常见地用在建筑工业中作为用于住宅和商业建筑的内墙和天花板。面材有利地有助于形成石膏芯的材料的柔性、钉拉阻力以及冲击强度。另外，面材可向石膏板提供耐用的表面以及其他希望的性能(如装饰表面)。石膏芯典型地含有石膏和其他成分如增强纤维、防水化学品、粘结剂、加速剂以及低密度填料。

玻璃纤维常见地用于生产石膏墙板以改善机械强度如弯曲强度和冲击强度。单个的玻璃长丝典型地大量捆束以形成纤维，该纤维被包装以形成粗纱。该粗纱继而可以许多形式被采用。例如，玻璃纤维可以短切的形式使用并且掺入到石膏基体中或者它们可被组装到织造或非织造织物或垫中并且作为面材利用。玻璃纤维可通过如下方式形成：经由套管或孔板将熔融玻璃拉伸成长丝并且施加含有润滑剂、偶联剂和成膜剂的水性施胶组合物。该施胶组合物向纤维提供保护以免于长丝间磨损并且促进在玻璃纤维和其中使用玻璃纤维的基体之间的相容性。在施加施胶组合物之后，湿纤维被聚集成一个或多个原丝、短切并且收集为湿法短切纤维原丝。

这些湿法短切纤维可被沉积到石膏浆料中以用作用于从石膏浆料形成的石膏板的增强件。然而，传统的短切玻璃纤维常常不能在石膏浆料中良好流动或分散。另外地，传统施胶的玻璃纤维不能经由用于输送短切玻璃纤维到石膏浆料中的传统进料装置良好进料。结果，制造商被迫采取高或增加的进料速率以实现最小量的所需玻璃纤维。采取高进料速率可引起将在最终石膏板中存在的不必要的高量玻璃纤维。在其他情况下，传统施胶的玻璃纤维不能在高目标进料速率(如14-20lbs/min)下进料，这可导致比所希望的要少的玻璃纤维进料到石膏浆料中。

此外，在进料期间不一致的纤维流速可引起纤维在石膏浆料中不均匀的分布。例如，在进料期间可设定目标纤维流速，但是由于非均匀的纤维束尺寸、纤维缺陷或者纤维堆积，可出现不一致的纤维流动。纤维的不均匀分布可引起石膏板的弱点和/或失效。

在延长进料运行之后，用于制造石膏板的湿法短切纤维也可具有在进料系统中堆积或成块的趋势。纤维的堆积可要求在石膏板加工生产线中的停机以便可移除降低效率的纤维堆积。

发明内容

概述

总的发明构思针对包含聚乙烯吡咯烷酮成膜剂、硅烷偶联剂、润滑剂和表面活性剂的施胶组合物。总的发明构思还涉及利用在本文中所描述的本发明的施胶组合物施胶的湿用短切原丝(wet use chopped strand)玻璃纤维。总的发明构思进一步涉及包含利用在本文中所描述的本发明的施胶组合物施胶的短切玻璃纤维的石膏板。作为说明该总的发明构思的各个方面的实例，在本文中提供施胶组合物、短切玻璃纤维和石膏板的多种示例性的实施方案。

在一种示例性的实施方案中，提供施胶组合物。该施胶组合物包含水、聚乙烯吡咯烷酮成膜剂、硅烷偶联剂、润滑剂以及表面活性剂。该聚乙烯吡咯烷酮成膜剂构成该施胶组合物的干燥固体的30％重量-50％重量。