CN1148289C

CN1148289C - 一种建筑材料及其制造方法

Info

Publication number: CN1148289C
Application number: CNB971911614A
Authority: CN
Inventors: ��ǻ��; 高冈智浩; 酒井祯浩; 藤本正
Original assignee: Tokuyama Corp
Current assignee: Tokuyama Corp
Priority date: 1996-07-10
Filing date: 1997-07-10
Publication date: 2004-05-05
Anticipated expiration: 2017-07-10
Also published as: KR100468996B1; HK1016541A1; CA2231397C; CN1199365A; KR19990044542A; US6063472A; WO1998001296A1; CA2231397A1

Abstract

本文涉及一种建筑材料及其制造方法，该建筑材料包括涂于基材表面的装饰层和层压在装饰层表面的透气保护层，其间无需另外的粘合层，该装饰层含碳酸钙作粘合剂组分，该透气保护层的剥离强度为200-4000mN。该建筑材料的抗沾污和抗磨性能优良，并提高其可操作性能。

Description

一种建筑材料及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种装修墙面，柱面或天花板面的新型建筑材料，更具体而言，涉及一种建筑材料，其制法是将含碳酸钙作粘合剂组分的装饰层层压在以板或片材构成的基材的表面上，其中一种可用适当之力剥离的保护层粘合在由于装饰层的表面特性如多孔性或粉末化而难于粘合的装饰层的表面上。从而使装饰层在操作、运输和准备期间能得到保护，以达其实用性。

工艺背景

厂泛应用硅酸钙板或石膏板，聚氯乙烯墙纸作墙面，柱面或天花板的竣工材料，因为这些材料易于施工并有很好的经济性，但利用墙纸竣工的表面透气性差。由此基材板所具有的透气性受墙纸的阻碍，这就引起表面结露，从而使霉菌滋生和墙纸剥落。此外，墙纸和粘结墙纸的粘合剂会对健康引起各种危害。

已重新考虑用抹灰工进行湿形抹面，例如用灰泥和其它终饰代替墙纸，这些材料具有透气性并且不散发有害物质，但是，由于直到湿型抹面材料固化都需要养护，这样建筑周期长，并且由抹灰工个人的能力和经验的差异引起的其它一些问题亦易显露出来。此外，由于现在优秀的抹灰工数量不足，不可能满足上述要求。

因此，本发明人研制了一种建筑材料，在板或片材的表面形成含有碳酸钙为主要成份的灰泥的装饰层，其结构非常类似于抹灰工用湿型抹面材料，例如用灰泥和其它终饰。

例如，本发明人提出了一种建筑材料，其中在基材表面形成含有碳酸钙作粘合剂的装饰层，参见日本专利出版物Nos.331831/1995，244159/1996，72195/1996和41614/1997。

但是，上述建筑材料在基层，例如板或片材的表面形成的含有碳酸钙作粘合剂的装饰层表面会产生灰化作用或者装饰层表面有硬度低的缺陷。由于这种原因，在基材运输中、在二次加工中或在施工中，装饰层易于被沾污或破损，从而使其在建筑工地应用时产生严重的问题。

当基材是具有柔性的片材的情况下，除上述问题之外，装饰层会由于弯曲应力而易于在运输，二次加工和施工过程中发生破碎。这种建筑材料不适于实际应用。

为了补偿装饰层沾污或易于破损的缺陷，要考虑保护建筑材料的装饰层，和贴敷在施工后便于用适当的力揭去的保护层。例如，在表面涂有树脂装饰层的木板，或者在表面已作镜面抛光的不锈钢板上，为保护其表面，贴敷含粘合层的保护层是一种熟知的方法。

但是，由于含有碳酸钙作粘合剂的装饰层表面具有粉化作用的部位或具有孔隙部位，难于只借助其自身的粘合力以层压保护层而产生足够的剥离强度。

在应用强粘合剂增加与装饰层之间的剥离强度时，保护层的剥离粘合强度由于上述原因而不稳定，而且若存在粘结力过分强的部位，则在剥离保护层时可能使装饰层受损，并且粘合剂进入装饰层的孔隙及转移到装饰层上并保留在那里。

发明内容

因此，本发明之首要目标是提供一种具有优良抗污染效果和抗磨损的建筑材料，它是将具有合适剥离强度的保护层层压在含有碳酸钙作粘合剂的在板或薄片上形成的装饰层上，而无需在装饰层表面上使用另外的粘合剂。

本发明的第二个目标是提供一种具有更大实用性的和有上述保护层效果的建筑材料，该建筑材料在具有更大表面硬度的装饰层上含有碳酸钙作粘合剂。

本发明的第三个目标是提供具有良好重现性和简单易行的制造上述建筑材料方法。

本发明之其它目标和优点将从以下的叙述中表明。

根据本发明，本发明之第一个目标可通过制备一种建筑材料来实现，该建筑材料是在基材表面形成含碳酸钙作粘合剂的装饰层，并在装饰层表面层压其剥离强度为200-4000mN的透气的保护层，且无需另外的粘合层。

本发明之第二个目标可通过一种建筑材料来实现，该建筑材料中装饰层的表面硬度，按45°铅笔硬度法测定为B级或更高。

本发明之第三个目标可通过制造一种建筑材料的方法来实现，这种方法包括在基材表面上层压一层氢氧化钙和水的搅拌混合物，接着层压一层透气的保护层，并经氢氧化钙碳酸化而使其固化。

附图简述

图1的草图表示一种实施方案，其中本发明之建筑材料为板。

图2的草图表示一种实施方案，其中本发明之建筑材料为片材。

图3的草图表示用于生产本发明之建筑材料的典型设备。

在上面三个图中符号表示下列部件

1.基材

2.装饰层

3.透气保护层

4.搅拌混合物

5.透气保护层的卷辊

6.透气保护层的支承辊

7.铺层辊

8.板的支承辊

9.输送装置

10.加热装置

11.夹送辊

[详细叙述]

在本发明中，基材的形式一般可包括板和片材。其上可形成含碳酸钙作粘合剂的装饰层的板类物体皆可作板，这种板的应用可不加任何限制。特别是上述的板类物体中优先选择具有透气性的(被称为透气板)。

优先选择的板的例子包括石膏板，硅酸钙板，石棉水泥硅酸钙板，炉碴水泥板，木纤维水泥板，空心水泥板，泡沫水泥板以及木质胶合板。

上述的各种板，例如石膏板，可在表面上存在一层防水层的状态下加工，本发明正是利用这种状态的板。

片材可以是一种在表面上形成含有碳酸钙作粘合剂的装饰层的片材。在下面提及的制造条件下，搅拌混合物中的固体物不应穿透此片材。这种片材的利用可不加任何限制。

优选的片材包括石膏板的基纸，防水纸如涂敷石蜡的纸，和由纤维如玻璃纤维，维尼龙纤维，聚丙烯纤维，聚酯纤维，聚乙烯对苯二甲酸酯纤维，丙烯酸纤维，芳族聚酰胺纤维，和碳纤维等所组成的编织物或非编织物。石膏板的基纸对装饰层有优良的粘合能力，因此，所得到的装饰片材只需利用普通的粘合剂即能适用于墙纸，这种装饰片材受到特别的优选。

片材的厚度完全不受限制。对于建筑材料的加工而言，片材厚度可以优选为0.1-3mm。

本发明中，含有碳酸钙作粘合剂的装饰层含有碳酸钙组分，后者通过氢氧化钙和水的搅拌混合物和二氧化碳反应以生成碳酸盐并使氢氧化钙固化。

顺便而言，在转换率达到约50％之前氢氧化钙的碳酸盐化的反应进行较快，而后碳酸盐化的反应进行变慢。此外，粘合剂的作用在碳酸盐化反应超过约50％时能有效地发挥。因此，本发明的装饰层中的碳酸钙含有碳酸盐化反应超过至少50％时的碳酸钙，特别优选是超过至少60％。

作为氢氧化钙，可不加任何限制的利用市售熟石灰，灰泥和含氢氧化钙为主要成份的白云石灰泥。

含有碳酸钙作粘合剂的装饰层用下面将详细叙述的本发明之建筑材料的制造方法处理，使装饰层的表面更完善，并使表面硬度增加。

具体而言，本发明提供的装饰层的表面硬度，按45°铅笔硬度为B级或更高。为了达到这样的硬度，在本发明中层压在其上面的透气保护层的伴随有保护作用的抗磨性能是被优选的。

本发明之建筑材料可根据用户要求的性质，可在上述装饰层中添加不同的添加剂。这些添加剂包括，例如，水性乳化固体物，纤维，无机微粒集料，活性微粒和颜料。此外，建筑材料还可包括主要为生产目的需添加的配料。

由于上述水性乳化固体物增加装饰层的韧性，它还增加装饰层和透气板之间的粘合强度和装饰层和欲详述的透气保护层之间的剥离强度。因此，通过这些层的合适结合可将装饰层与透气保护层之间的剥离粘合强度优选地调整到高水平。

采用将单体，齐聚物或聚合物分散在水性介质中的方法制备的乳化剂可作为水性乳化剂不加限制地利用。这种水性乳化剂的具体例子可包括丙烯酸树脂类，醋酸丁烯酯类或苯乙烯/丁二烯橡胶类的合成聚合乳化剂。当碳酸钙的固化产品形成时，这些水性乳化剂使介质蒸发，最后在固化的碳酸钙产品中有部分固体物存在。

能与装饰层混用的各种纤维可作为上述的纤维不受任何限制地利用。纤维的具体例子包括玻璃纤维，维尼龙纤维，聚丙烯纤维，聚酯纤维，聚乙烯苯甲酸酯纤维，丙烯酸酯纤维，芳族聚酰胺纤维，碳纤维和金属纤维。纤维的形状可以是短纤维，长纤维，编织物，非编织物。在这些纤维中，短纤维对增加装饰层的韧性和剪切加工性能特别有效，因而被优先选用。短纤维的长度和直径无特别限制。但其长度可为1mm-10mm，特别是在2mm-6mm，其直径可为5-50μm，特别是在10-30μm。这样得到的装饰层有较好的韧性和优良的剪切加工性能。

无机微粒集料的例子，例如，可包括碳酸钙(不属于粘结剂)，硅质砂，寒水砂(纯白色寒水石粉碎而成)，云母，抛光用硅质砂，抛光用云母，陶磁砂，玻璃珠及珍珠岩，其平均颗粒直径为0.03-2mm。当基材为片材的情况下，其平均颗粒直径可优选为0.05-1.0mm。当基材为其装饰层基本不含纤维，并且装饰层厚度为0.1-1mm的片材时，平均颗粒直径优选为0.05-0.5mm。此外，活性微粒的例子包括平均颗粒直径为0.1-50μm的水粉碎高炉炉渣，以及煤灰和硅烟尘。

作为抹灰工常用的颜料的例子包括诸如氧化铁，氧化钛，氧化铬等金属氧化物，其平均颗粒直径为0.5-50μm，还包括各种石粉。

其它添加物包括有机掺合物例如石蜡，硬脂酸钙和硬脂酸镁；二甲基聚硅氧烷，硅油和含聚硅氧烷为主要成分的硅树脂，聚硅氧烷树脂是由氢原子，苯基，烷基，氢硫基，乙烯基，环烷基，或氟烷基取代二甲基聚硅氧烷的部分甲基而得到的；以及有机烷氧基硅烷，如甲基三甲氧基硅烷，乙基三甲氧基硅烷，二甲基二甲氧基硅烷，二乙基二甲氧基硅烷，丁基三甲氧基硅烷，己基三甲氧基硅烷，庚基三甲氧基硅烷，辛基三甲氧基硅烷，二己基二甲氧基硅烷，二庚基二甲氧基硅烷和三庚基甲氧基硅烷。

这些添加物的掺合量无具体限制。一般说来，其是优选为装饰层的1％(重量)。这种比例表示由计算经碳酸盐化变为碳酸钙的氢氧化钙的总量所得的值。

为了增加所得的装饰层的韧性、装饰层和基材之间的粘合强度，及装饰层和保护层之间的剥离强度而添加的水性乳化剂的量，按水性乳化剂固体物计算，为0.5-18％(重量)，优选2-12％(重量)。当基材为片材时，水性乳化剂的量至少可为4％(重量)，以增加建筑材料的柔软性。

纤维的量，例如短纤维，优选为0.1-5％(重量)。当基材为片材、装饰层厚度为0.1-1mm时，可以保证建筑材料的柔软性，基本上可不加纤维。

应添加的无机微粒集料量为70％(重量)或更低，优选60％(重量)或更低。微粒的添加量可优选为3％(重量)或更低，此外，颜料的使用量可为5％(重量)或更低，不会带来任何具体问题。

有机掺合物，硅油，硅树脂和有机烷氧基硅烷作为其它添加剂可有效地增加建筑材料装饰层的不透水性能，抗冻和抗融化性能，化学稳定性和抗大气侵蚀的能力。通常，上述添加剂最好包含在由碳酸钙组成的装饰层中，其含量优选为0.05-2％(重量)。

在本发明中，当装饰层中掺入上述任一添加剂时，作为粘合剂起作用的碳酸钙的比例(与上述方法相同，按氢氧化钙100％转化到碳酸盐化的条件计算)至少调节到10％(重量)，优选至少为25％(重量)，更优选为至少30％(重量)，以达到装饰层表面用灰泥抹面之设计要求。

本发明中，含碳酸钙作粘合剂的装饰层的厚度无特殊限制，但一般优选为0.1-3mm。

当基材为板时，可特别优选基材厚度为0.8-2mm。此外，当基材为片材时，可优选的基材厚度为0.1-2mm，特别是0.1-1mm。装饰层基本不含纤维时，以上述之剥离强度层压透气保护层，以防上述弯曲的问题。

本发明之建筑材料的最大特点示于图1和2，将透气保护层3以200-4000mN的剥离强度叠压于装饰层2之表面，装饰层2含有碳酸钙作粘合剂，在基材1表面形成这种装饰层无需另外添加粘合剂。

如上所述，将保护层层压在含有碳酸钙作粘合剂的装饰层上时，由于装饰层表面多孔，保护层难于直接粘合。由于这个原因，在用透气保护层保护装饰层的情况下，需要包装整个建筑材料。这就需要大量的保护层，而在施工时又要费时间去拆开这些包装。

另一方面，本发明之建筑材料利用透气保护层作保护层，并按照下述方法使其紧密粘合，由此，透气保护层能在剥离强度下层压。因此，本发明之建筑材料的透气保护层是在中等的剥离强度下层压的，在加工过程中不会使透气保护层脱落，并能完全防止装饰层表面出现损坏。此外，在施工之后，透气保护层可以被剥离而不损坏装饰层。

在本发明中，当透气保护层的剥离强度小于200mN时，在建筑材料加工过程中保护层会发生脱落。此外，当剥离强度大于4000mN时，则保护层难于剥离，则含碳酸钙作粘合剂的装饰层的一部分有可能同时被剥离。

保护层的剥离强度特别优选为800-2500mN。

本发明中之剥离强度是按照JIS-K6854的180°剥离粘合强度试验，在300mm/分的条件下，利用25mm宽的样品所测定的值。

本发明中，上述透气保护层在整个表面上具有基本均匀的透气性能，在下述之制造条件下不会产生不利的影响，在与含氢氧化钙和水的搅拌混合物接触时不引起明显的变形和变质，又基本上不引起无限值地搅拌混合物的固体物的穿透。特别是，保护层的Gurley(格里)透气性可为2000sec/100cc或更低，特别优选1-1000sec/100cc，而且在整个表面上不能含有至少为3mmφ，优选至少为2mmφ的不透气部分。

透气保护层中之术语“层”按其厚度与膜无严格的区分。只要该层具有作为保护层所要求的强度，则对于厚度无具体限制。

透气保护层的具体例子包括用形成微孔的方法得到的不透水但透气的保护层，这些微孔只将透气性能赋予不透水薄板，例如用针穿孔或拉伸法制的聚乙烯或聚丙烯类膜产品和防水薄板；由诸如聚乙烯，聚丙烯，聚酯，维尼龙，聚乙烯对苯二甲酸酯和耐碱玻璃等合成纤维制成的编织或非编织的纤维层。

在透气保护层之中，特别优选的保护层例子包括用形成微孔的方法得到的不透水但透气的保护层，这些微孔只将透气性能赋予膜类产品，诸如聚乙烯或聚丙烯；具有透气性的非编织纤维，诸如聚乙烯，聚丙烯，聚酯，纤尼龙和聚乙烯对苯二甲酸酯。

利用上述具有透气性能的透气保护层实施下述的方法可以得到具有很高表面硬度的装饰层。

本发明的建筑材料，如上所述，以合适的剥离强度将透气保护层层压于装饰层的表面的方法制得，装饰层的特别条件为含碳酸钙作结合剂，而无需添加另外的粘合层，这种建筑材料在其加工过程中透气保护层不会从装饰层上脱落。此外，在施工之后，透气保护层易于剥离而不会对装饰层产生不利影响。除此之外，按照下述方法形成的拥有透气性能的透气保护层的装饰层，在其表面上形成完善的碳酸钙层，由此表面具有表面硬度，甚至在透气保护层剥离之后，装饰层仍具有良好的抗磨张力。

本发明之建筑材料中，具体而言基材为片材，透气保护层在适中的剥离强度下层压于装饰层的表面，其存在将导至优良抗弯曲性能，并且根据以片材作为基材的弯曲性能有可能加工成两维曲面。甚至在施工后，剥离透气保护层时，建筑材料仍具有优良的性能，而不会产生新的裂痕。

可以认为，由于本发明之透气保护层是以均匀的剥离强度与装饰层的整个表面紧密粘合，所以在局部弯曲装饰层时，产生的弯曲压力集中被减轻了，从而抑制了裂痕的产生。

根据发明人的证明，当基材的片材厚度、装饰层(不含纤维)的厚度和透气保护层的厚度小于0.6mm，0.5mm或0.2mm以及装饰层的曲率半径小于5mm的条件下，可应用于弯曲表面。

本发明之片材亦可在要应用之表面涂敷粘合剂，但是优选方案是在装饰层之背面形成由已知材料组成的粘合剂。

本发明之建筑材料的制造方法无具体限制，但一种优选方法可以下述方法为例。

这种建筑材料的制造方法包括连续地将一层由氢氧化钙和水的搅拌混合物和透气保护层层压在基材板或片材上，当由搅拌混合物所组成的层被透气保护层覆盖时，搅拌混合物中的氢氧化钙经碳酸化以使其固化。

上述方法中，氢氧化钙的例子可包括含氢氧化钙作为主要成分的材料，诸如上述的工业熟石灰，灰泥和云母灰泥。这些材料的利用无任何限制。

按要求将上述添加剂加到含氢氧化钙和水的搅拌混合物中，以达到上面所述的优选比例。

除添加剂之外各种配料可添加到上述搅拌混合物中以改善建筑材料生产过程中的操作性能。这种配料的例子包括增粘剂，流动剂和去沫剂。

增粘剂包括纤维素型化合物，诸如，羟乙基纤维素和羟丙基甲基纤维素；多糖类，诸如蔗糖和葡萄糖；以及丙烯酸类化合物。

流动剂包括羟甲基/蜜胺缩合产物，羧酸盐，蜜胺磺酸/甲醛缩合产物，萘磺酸/甲醛缩合产物，以及含高分子量木素磺酸作主要成分的化合物。

去沫剂包括，例如Pluronic类化合物(普鲁罗尼、商标名、美国BAST Wyandotte化学公司制的非离子表面活性剂)及聚氧乙烯烷基苯基酯。

这些配料的量无特别限制，但一般说来，这些配料的用量可在基于含氢氧化钙和水的搅拌混合物的下列重量百分数范围内。

例如，增粘剂的量随所用的增粘剂的性质而不同，但在20℃下1％(重量)的水溶液粘度为100cp的羟乙基纤维素的用量可在0.04％(重量)以内，并不会产生任何特殊问题。

流动剂的用量随流动剂的性质而不同，例如，当流动剂含具有优良抗分离能力的聚羧酸作为主要成分时，其用量可调节到0.1-5％(重量)，0.5-3％(重量)。

去沫剂的量可在1％(重量)以内，优选0.3％(重量)以内。

制备含有氢氧化钙和水的搅拌混合物可按照要求加入任何上述组分。氢氧化钙和水的混合比例无特别规定，但水的量适当调到使所得到的搅拌混合物的粘度为100-40000厘泊，从而在制造过程中可使搅拌混合物易于操作。为达到这样的粘度，搅拌混合物中可混入的水量在20-50％(重量)范围内。

作为将含氢氧化钙和水的搅拌混合物成型为层状的方法，该方法包括在板上用滚筒涂抹器涂抹搅拌混合物，浇式涂抹器，抹刀，顿点式涂抹器(comma coater)，喷涂，浸渍，挤压或传送到成型材料上，如果需要，还包括涂层成形，其方法为瓦刀成形，框式成形，滚筒成形或用单轴压机成型等皆可无限制使用。

作为用透气保护层覆盖含氢氧化钙和水的搅拌混合物层的方法，可使用在混合物层成形后而又未固化之前将透气保护层紧密粘合上的方法，也可使用在混合物层形成的同时将透气保护层紧密粘合上的方法。

含氢氧化钙和水的搅拌混合物在上述状态下的固化是通过含氢氧化钙和水的搅拌混合物与空气中的二氧化碳反应以形成碳酸钙来进行的。因此，该固化方法可在不妨碍碳酸盐化反应的条件下进行，但老化时间可借助于控制温度、湿度和二氧化碳的浓度来缩短。至于上述老化湿度，老化在初始温度25到90℃，优选35-80℃下老化30-120min可增加制造能力。

在固化期间，从搅拌混合物的成型产品中去除过量水和供给二氧化碳是重要的，但是如上所述，透气保护层的利用对将水从搅拌混合物的成型产品中通过保护层蒸发到大气中和从大气中供给二氧化碳都是有效的。这不仅缩短老化时间，而且透气保护层的作用也可增加装饰层的表面硬度。

关于本发明的在基材表面形成由碳酸钙组成的装饰层的方法，如果利用普通方法，该方法包括在板表面上成型含氢氧化钙和水的搅拌混合物，之后在向大气排气的条件下固化表面。结果由于水的蒸发在表面上形成孔，这就使碳酸钙的固化产品不能得到完善的表面和高的表面硬度。此外，在蒸发期间移动到表面的水中的钙离子与大气中的二氧化碳反应生成一种脆的、似破旧的粉末涂敷装饰层的状态。除此之外，所得的装饰层未能实现制造建筑材料的设计目的，接触时粉末可能附着在皮肤和衣物上。此外还有在干缩时易于产生裂痕的缺点。除此之外，当搅拌混合物在升压下成型和脱水时，表面硬度含随固化产物的碳酸钙密度增加而增加。而排除这种易脆的和似破旧的粉末涂敷状态是困难而费钱的。

相反，因为根据本发明之制造方法，装饰层是在含氢氧化钙和水的搅拌混合物的成型产物的表面被透气保护层覆盖的条件下固化和形成的，在固化工序中，水从被透气保护层覆盖的成型产物的表面急剧蒸发受到抑制，可以认为不会形成易脆的和似破旧的粉末涂敷状态的装饰层，且此法制造的装饰层易脆并具有高的表面硬度。

由于本发明中含碳酸钙作粘结剂组分的装饰层表面的形状是通过反向复制与之接触的透气保护层表面的凸凹设计而得到的，该凸凹设计可赋予所得之建筑材料，它是通过预先将所希望的凸凹工艺设计施于与片材的上表面接触之保护层表面上而获得的。例如，将由抹灰工完成的纹理的反相图案涂敷于透气保护层之上，就可以制出表面上复制有上述纹理的装饰层。例如当装饰层厚度为2mm的情况下，这种凸凹工艺设计能达约±1mm。

本发明的方法中，建筑材料的装饰层和透气保护层之间的剥离强度可据各种条件适当调节，接触装饰层的透气保护层表面的亲水性和粗糙度以及添加到搅拌混合物中的添加剂如水性乳化剂和硅油皆是有影响的调节条件。

例如，增加与装饰层接触的透气保护层表面的亲水性可增加剥离强度，反之，减弱亲水性亦减小剥离强度。此外，增加水性乳化剂的加入量，剥离强度增大，反之，减少水性乳化剂的加入量，剥离强度降低。其次，减少硅油的加入量，剥离强度增大，反之，增加硅油加入量，剥离强度降低。

本发明连续制造建筑材料的优选设备将以板作基材的情况叙述。在片材作基材的情况下，可利用相应的设备。

下述设备可作为设备例子，在该设备中预先在透气保护层上形成一层含氢氧化钙和水的搅拌混合物，并连续供料，结果使搅拌混合物层与连续传送来的板的表面接触，将由搅拌混合物层和透气保护层组成的层连续层压在板的表面上，从而形成层压制品。

具体而言，设备包括连续供料装置使透气保护层连续供料；铺层装置连续将搅拌混合物铺到透气保护层的表面上，以在透气保护层表面上形成一层搅拌混合物；板传送装置使板连续供料；以及层压装置将搅拌混合物层层压在板上，其间，拥有搅拌混合物层的透气保护层的供料方式要使搅拌混合物层可与板接触。

需要时可补充设置剪切装置，剪切横跨于板和板之间接头上的透气保护层。

图3是表示上述设备实施方案的略图。

这种设备包括透气保护层连续供料装置，该装置由透气保护层卷辊5构成，连续供给透气保护层3；铺层装置由辊6和辊7构成，两辊相对放置，其间有一间隙，每个辊的表面对于含氢氧化钙和水的搅拌混合物4形成一个挡料堤，当连续供料的透气保护层3与辊6(可称之为透气保护层支承辊)接触，透气保护层3通过与另一辊7(称为铺层辊)之间的间隙，从而使搅拌混合物以固定的厚度铺开到透气保护层的表面；板传送装置由连续传送基材(板)1的传动带构成；在板传送装置的传送通道上，透气保护层的支承辊6和板支承辊8之间有一间隙，两辊对板提供支承；层压装置的结构使搅拌混合物层能与板接触。

上述板支承辊8可补充起到传送作用，而传送装置9也可起到板的支承作用。

此外，当透气保护层3为树脂透气保护层时，优选的实施方案是将透气保护层所具有的残余应力应利用加热装置10如红外加热器和热空气加热器来消除。

此外，作为无惯性的将透气保护层3送至透气保护层支承辊6的供料装置，优选方案是在透气保护层支承辊5上安置一粉末制动器，后者能通过转矩调节，亦可就在透气保护层支承辊6之前在两边设置一对夹送辊11。

本发明之建筑材料在基材如板或片材的表面上有含碳酸钙作粘合剂组分的装饰层，并包含一种结构，即其中透气保护层以中等剥离强度层压在建筑材料表面上。因此，在保护层的作用结束之前，透气保护层不被剥离，因而可防止装饰层的沾污和受损。此外，在保护层作用完成之后，装饰层和透气保护层可以易于在两层界面处剥离。

由于本发明之装饰层能是以透气保护层覆盖含氢氧化钙和水的搅拌混合物之成型产物的表面而形成的，并在这种条件下固化和成型，所以在养护工序中水从被透气保护层所覆盖的成型产物表面上的急剧蒸发受到抑制，易脆的被粉末覆盖的碳化钙层不能形成，因而可得到具有高表面硬度的完善的装饰层，借此，装饰层起到透气保护层的作用，并能很有效地防止表面沾污和受损。

此外，当基材为片材时，本发明能提供类似的装饰层，透气保护层存在于装饰层表面上，借此，由于片材的弯曲出现的装饰层裂痕将明显降低，从而使装饰层具有优良的加工性能。

因此，基材为片材的建筑材料在透气保护层紧密粘合的情况下具有与墙纸同等的柔软性，而且在施工后揭去透气保护层时，带有抹灰工设计的图案的和优良阻燃性能的装饰层表面就呈现在墙面上，柱面上或天花板面上。

本发明的建筑材料，如果基材为板，可用与普通板材相同的方法加工，用与普通板材相同的方法施工，且易于得到具有抹灰工设计的图案的墙面，柱面和天花板面。所以这种建筑材料易于加工，因为在施工结束之前材料不易受到沾污，而且这种材料在施工之后亦不易受损。

此外，由于在本发明之建筑材料中装饰层具有吸水性及湿气逸出能力，所以结露难以发生。当利用透气板作基材时，与单独利用透气板相比，装饰层表现出相当的或更高的吸水性和释放湿气逸出能力。

在这种情况下，本发明之建筑材料最好用于内终饰和外终饰作业。这是一种能满足干式操作要求和简化抹灰工终饰工作的材料。当这种材料用作内终饰作业时，还能显示调节室内环境湿度的作用。

下面的例子及对比例将更详尽的说明本发明。

含碳酸钙作粘合剂组分的装饰层的厚度在例中被调节到1mm。

(1)碳酸盐转化率

装饰层中氢氧化钙和碳酸钙用灼烧失重法定量测定，再计算氢氧化钙对碳酸钙的变化比率。

(2)剥离强度

按照JIS-K6854的180°剥离粘合强度试验，样品宽度为25mm，在300mm/分的测量条件下测定。

(3)表面硬度试验

表面硬度按照JIS-K5400的铅笔硬度方法测定。

(4)接触沾污试验

样品表面用黑色抹布材料擦磨，用眼观察附着物，评价结果用○表示几乎未见附着物，用×表示相反的结果。

(5)柔性

样品粘贴在直径为50mm的圆柱体上，评价柔性用○表示装饰层未产生裂痕，×表示装饰层产生了裂痕。

(A)基材

板

·石膏板：GB-R

300×300×9.5mm

·硅酸钙平板：硅酸钙板

300×300×10mm

·柔性平板：石棉水泥硅酸钙板

300×300×6mm

片材

·不透水纸：石膏板基纸

·RG00：“RG00”(商标；含树脂层的非编织物)

·钛纸：Kojin Co.Ltd.生产的钛纸(基重：80g/m²)(B)氢氧化钙

·熟石灰A：“For Yukizirushi Plasterer”(商标名)Tanaka LimeCo.，Ltd产品。(平均颗粒直径为7μm)

·熟石灰B：JIS R 9001-81标准产品(平均颗粒直径为3μm)

·熟石灰C：“Kentoku K100”(商标名)Yoshizawa LimeIndustrial Co.，Ltd产品(平均颗粒直径为10μm)。

·白云石灰泥：Nippon stucco Co.，Ltd.产品“For top coating”(商标名)(平均颗粒直径为10μm)

(C)水性乳化剂

·Mowinyl：“MOWINYL 752”(商标名)Hoechst Synthetic Co.，

Ltd.产品

(丙烯酸苯乙烯共聚物，固体物含量47％(重量))

·Keepsion：“KEEPSION K-100”(商标名)(乙烯基醋酸酯类；固体物含量45％(重量))Tokuyama公司产品

·Polyton：“POLYTON A1450T(商标名)Asahi ChemicalIndusty Co.，Ltd产品(丙烯酸酯共聚物胶乳，固体物含量45％(重量))

(D)纤维

·VPB103：“VPB103×2”(商标名)Kurare Inc.产品(维尼龙纤维，10μmφ×2mm)

·RBW203：“RBW203×4”(商标名)Kurare Inc.产品(维尼龙纤维，15μmφ×4mm)

(E)无机微粒集料

·Iical：“Iical100”(商标名)Iida Industrial Co.，Ltd.产品(碳酸钙，平均颗粒直径40μm)

·石英砂：Kaho(砂)No.7(平均颗粒直径120μm)

·云母“金云母S-20”(商标名)REPCO LTD产品(平均颗粒直径700μm)

(F)硅油

·BY16-601：Toray.Dow Corning Silicone Co.，Ltd.产品“BY16-601”为商标名

(G)流化剂

·Rheobuild：“RHEOBUILD SP-8N”(商标名)

Pozzolith Bussan Co.，Ltd.产品

·Sikament：“Sikament 1000NT”(商标名)

Sika Japan Ltd.产品

(H)去沫剂

·SN260“SN Defoamer 260”(商标名)(I)颜料SANNOPCOLtd.产品

·氧化铁：“Bayferrox 610”(商标名)

Bayer Co.，Ltd.产品

(J.)透气保护层

·Porum PH：“PORUM PH”(商标名)Tokuyama公司产品

·Polam PN：“Polam PN”(商标名)Tokuyama公司产品

·NF膜：“NF Sheet NG”(商标名)Tokuyarna公司产品

·NF膜C：“NF Sheet NG”(商标名)Tokuyama公司产品，经电晕放电表面亲水处理

·非编织物A：“MARIX 20704 FLD”(商标名)Unitika公司产品

·非编织物B：“Tyvek 1059B”(商标名)Asahi.DuPont Flash-Spun Product Co.，Ltd.产品

上述透气保护层的Gurley透气性列于表2。该透气保护层整个表面上存在的微孔是均匀的，而且在层的整个表面上，在3mmφ范围内不存在非透气的部分。(K)非透气层

·胶粘带：“Kraft tape Nichiban Co.，Ltd.产品

·市售聚乙烯膜(厚度50μm)例1-11

按表1的配料比搅拌起始物料制得的搅拌混合物涂于表1所示的板上，固化后的搅拌混合物的厚度为1mm，该表面用表2的透气保护层覆盖。在这种条件下，所得之产品在表2的条件下成型和固护，该搅拌混合物固化以形成含碳酸钙作粘合剂的装饰层。所得的建筑材料在温度为25℃，湿度为65％的条件下放置，并使氢氧化钙变为碳酸钙的变化率(碳酸盐转化率)至少达到75％，然后将该建筑材料用于试验。所得建筑材料的试验结果亦列于表2。

例1-11中所得的建筑材料未用圆锯切割，在运输过程中透气保护层亦完全未曾剥离。透气保护层能顺利地剥离而未使装饰层受损。

对比例1

在板的表面上形成装饰层的方法同例1，但板上未覆盖透气保护层(见表1和2)。

此外，在装饰层表面粘贴市售的胶粘带以制造具有像例中相同外观的建筑材料。所得建筑材料的试验结果列于表2。

上述建筑材料用圆锯切割，在运输过程中在大面积上透气保护层被剥离。结果，此建筑材料不实用。

对比例2

在板的表面上形成装饰层的方法同例3，但板上未覆盖透气保护层(见表1和表2)。

在装饰层表面粘贴市售胶粘带以制造具有像例中相同的外观的建筑材料。此建筑材料的试验结果列于表2。

表1

搅拌混合物的组成配料

基材/板氢氧化钙水性乳化剂纤维无机微粒硅油流化剂去沫剂水透气保护层

集料

例1 石膏板熟石灰A33 MOWINYL RBW 203 Iical BY16-601 Rheobuid SN260 32.0 Porum PH

9.3 0.3 24.0 0.3 1.0 0.1

例2 石膏板熟石灰A33 MOWINYL RBW 203 Iical BY 16-601 Rheobuid SN260 32.0 Porum PH

9.3 0.3 24.0 0.3 1.0 0.1

例3 石膏板熟石灰A33 MOWINYL RBW 203 Iical BY16-601 Rheobuid SN260 32.0 NF膜

9.3 0.3 24.0 0.3 1.0 0.1

例4 碳酸钙白云石无 RBW 203 无 BY16-601 无无 43.0 Porum PN

灰泥灰泥56 0.4 0.6

例5 柔性平板熟石灰B38 Keepsion VPB 103 石英砂无 Rheobuid SN260 32.0 Porum PH

8.3 0.3 20.0 1.3 0.1

例6 石膏板熟石灰A26 无 VPB 103 Iical BY16-601 Rheobuid SN260 27.0 非编织物A

0.2 45.0 0.2 1.5 0.1

例7 石膏板熟石灰A26 Polytlon VPB 103 Iical BY16-601 Rheobuid SN260 17.0 非编织物A

100 0.2 45.0 0.2 1.5 0.1

表1续

搅拌混合物的组成配料

集料

例8 石膏板熟石灰A33 MOWINYL 无 Iical BY16-601 Sikament SN260 32.0 NF膜C

9.0 24.0 0.9 1.0 0.1

例9 石膏板熟石灰A40 Polytlon 无 Mica BY16-601 Sikament 无 35.0 非编织物E

10.0 13.4 0.3 1.3

例10 石膏板熟石灰A40 Polytlon 无 Mica BY16-601 Sikament 无 30.0 NF膜

10.0 17.8 0.9 1.3

例11 石膏板熟石灰A40 Polytlon 无 Mica BY16-601 Sikament 无 30.0 NF膜

10.0 17.8 0.9 1.3

对比石膏板熟石灰A33 MOWINYL RBW 203 Iical BY16-601 Rheobuid SN260 32.0 无^*1

例1 9.3 0.3 24.0 0.3 1.0 0.1

例2 9.3 0.3 24.0 0.3 1.0 0.1

^*1：为准备测量剥离强度之试验样品，将胶粘带粘贴于装饰层表面。

表2

透气保护层透气性加压固化条件碳酸盐剥离强度表面硬度抗接触

(sec./100cc) 脱水化温度相对湿度时间转化率 (mN) 沾污能力

^* 3 (℃) (％) (min) (％)

例1 Porum PH 200 - 50 13 40 81 1820 B ○

例2 Porum PH 200 - 35 55 90 83 2250 B ○

例3 NF膜 50 是 50 13 40 80 2180 HB ○

例4 Porum PN 800 - 50 13 40 80 970 B ○

例5 Porum PH 200 - 50 13 40 81 1420 H ○

例6 非编织物A 4 - 35 55 60 84 1170 HB ○

例7 非编织物A 4 - 35 55 60 82 2090 HB ○

例8 NF膜C 50 是 50 13 40 78 1800 HB ○

例9 非编织物B 200 - 35 55 60 76 1600 B ○

例10 NF膜 50 - 50 13 40 85 1050 B ○

例11 NF膜C 50 - 50 13 40 82 2200 B ○

对比例1 无^*1 - - 50 13 40 81 70 4B ×

对比例2 无^*1 - 是 50 13 40 84 100 2B ×

^*1：为准备展示剥离强度之试样，将胶粘带粘贴于装饰层表面。

^*2：非正规剥离。

^*3：用单轴压机施加0.5MPa压力下，加压、脱水、成型3min。

例12-16

按表3的配料比搅拌原材料得到的搅拌混合物层压在示于表4的基材和透气保护层之间，由上述方法处理的材料按表4条件成型及养护。此外，产品在温度为25℃，相对湿度为65％的条件下放置，使氢氧化钙转化为碳酸钙的变化率(碳酸盐转化率)大于75％，以制备测量样品。所得样品的试验结果列于表4。

例15和16中，装饰层在基材为非编织物面上成型。

对比例3

样品制备方法与例12相同，但未用保护层覆盖。此外，为制备测量剥离强度的样品，将胶粘带粘贴在样品上。样品的试验结果列于表4。

表3

搅拌混合物的组成配料％基底片材透气保护层

氢氧化钙无机微粒水性乳化剂纤维颜料硅油流化剂去沫剂水

例12 熟石灰A Iical MOWINYL RBW 203 氧化铁 BY16-601 Rheobuid SN 260 19.6 防水片材 Porum

36.0 30.0 11.8 1.2 0.1 0.4 0.8 0.1 PH

例13 熟石灰A Iical MOWINYL RBW 203 无无无无 23.0 防水片材 Porum

55.0 10.0 10.0 2.0 PH

例14 熟石灰A 石英砂 MOWINYL RBW 203 无 BY16-601 Rheobuid SN 260 21.9 防水片材 NF膜

40.0 26.0 9.8 1.2 0.5 0.5 0.1

例15 熟石灰A 无 Keepsion RBW 203 氧化铁 BY16-601 Sikament 无 17.9 RG00 NF膜

68.0 10.0 1.5 0.1 0.5 2.0

例16 熟石灰C Iical MOVINYL RBW 203 氧化铁 BY16-601 Rheobuid 无 17.2 RG00 NF膜

50.0 20.0 10.0 1.5 0.1 0.4 0.8

对比例熟石灰A Iical MOVINYL RBW 203 氧化铁 BY16-601 Rheobuid SN 260 19.6 防水片材无^*1

3 36.0 30.0 11.8 1.2 0.1 0.4 0.8 0.1

^*1：为准备测量剥离强度的样品，将胶粘带粘贴于装饰层表面。

表4

加压固化条件剥离强度碳酸盐转化率柔性接触沾污抗沾污能力表面硬度

温度相对温度时间 (mN) (％) 试验

(℃) (％) (min)

例12 - 35 55 20 1890 82 ○ ○ ○ HB

例13 - 35 55 20 2010 80 ○ ○ ○ B

例14 有^*3 80 10 10 2420 82 ○ ○ ○ H

例15 - 50 13 15 2200 79 ○ ○ ○ B

例16 - 50 13 15 2150 82 ○ ○ ○ B

对比例3 - 35 55 20 110^*1 84 × × × 4B

^*1：为制备测量剥离强度的样品，将胶粘带粘贴于装饰层表面。

^*3：用平轴压机施压0.5MPa下，加压、脱水、成型3min

例17-21

按表5的配料比搅拌原材料而制得之搅拌混合物用涂敷辊法涂于示于表6的透气保护层表面上，并立刻紧粘或层压在示于表6的各类片材上，在干燥设备中于40℃下加热5分钟，然后在湿度为25℃和相对湿度65％的条件下放置以制备试样，试样中氢氧化钙转化为碳酸钙的变化率(碳酸盐转化率)超过75％，在上述变化率为100％时，试样的装饰层厚度及其组分(理论值)示于表6，试验结果列示表7。

对比例4

用与例17相同的方法制得的搅拌混合物涂在示于表6的各类片材表面上，然后不层压透气保护层，涂好的片材在干燥设备中于40℃下加热5min，并在温度为25℃和相对湿度为65％的条件下放置，以制备试样，试样中氢氧化钙转化为碳酸钙的变化率(碳酸盐转化率)超过到75％，此外，为制备剥离强度试样，将胶粘带粘贴在上述试样上。

在上述变化率为100％时，所得试样的装饰层的厚度及其组分(理论值)示于表6，试验结果列于表7。

表5

搅拌混合物的组分配料(重量％)

氢氧化钙无机微粒集料水性乳化剂颜料硅油流化剂去沫剂水

例17 熟石灰A 石英砂 Polytlon 氧化铁 BY16-601 Rheobuid SN 260 18.6

42.8 28.6 8.6 0.1 0.4 0.9 0.1

例18 熟石灰A 石英砂 MOWINYL 氧化铁无无 SN 260 18.2

27.2 45.3 9.1 0.1 0.1

例19 熟石灰A Iical MOWINYL 无 BY16-601 Rheobuid SN 260 24.3

48.6 16.2 9.7 0.5 0.5 0.2

例20 熟石灰A Iical Polytlon 无 BY16-601 Sikament 无 22.4

40.8 27.2 8.2 0.4 1.1

例21 熟石灰A 无 MOWINYL 氧化铁 BY16-601 Rheobuid 无 23.9

65.2 8.7 0.1 0.4 1.7

对比例4 熟石灰A 石英砂 Polytlon 氧化铁 BY16-601 Rheobuid SN 260 18.6

42.8 28.6 8.6 0.1 0.4 0.9 0.1

表6

搅拌混合物的组成配料(重量份额) 装饰层厚度基底片材保护层

氢氧化钙无机微粒集料固体水性乳化剂颜料硅油 (mm)

例17 67.0 33.0 4.5 0.1 0.5 0.6 防水片材 NF膜

例18 44.8 55.2 5.2 0 0 0.3 防水片材 NF膜

例19 80.2 19.8 5.6 0 0.6 0.6 防水片材 Porum

例20 67.0 33.0 4.5 0 0.5 0.6 钛纸^*1 Porum

例21 100 0 4.6 0.1 0.5 0.5 钛纸^*1 Porum

对比例4 67.0 33.0 4.5 0.1 0.5 0.6 防水片材无

^*1：含二氧化钛作填充剂的纸

表7

碳酸盐转化率％剥离强度(mN) 柔性接触沾污试验抗沾污能力表面硬度

例17 87 1770 ○ ○ ○ HB

例18 85 1890 ○ ○ ○ H

例19 77 2150 ○ ○ ○ B

例20 77 2220 ○ ○ ○ B

例21 80 2370 ○ ○ ○ B

对比例4 88 100^*1 × × × 2B

^*1：为制备试样，将胶粘带粘贴于装饰层表面。

对比例5

在板的表面形成装饰层的方法与例1相同，但在例1中用厚度为50μm的聚乙烯膜代替透气保护层作为不透气层。

在所得到的建筑材料中，在聚乙烯膜的内表面产生水蒸汽压力，面积大约30％的聚乙烯膜表面被剥离。其余的紧密粘合部分进行与例1相同的试验。结果发现，保护层的剥离强度为150mN，装饰层表面硬度为3B，装饰层的抗接触沾污能力为×。

Claims

1.一种建筑材料，它是在基材表面形成含碳酸钙作粘结剂组分的装饰层，并在装饰层表面层压有一种剥离强度为200-4000mN的透气保护层，且无需另外的粘合层置于其间。

2.权利要求1的建筑材料，其中，所述装饰层是通过含有氢氧化钙和水的搅拌混合物，并在混合物表面上存在透气保护层的条件下就地碳酸盐化形成的。

3.权利要求1的建筑材料，其中，所述装饰层表面之铅笔硬度为B或更高。

4.权利要求1的建筑材料，其中，所述基材为板或片材。

5.权利要求1的建筑材料，其中，所述装饰层粘合剂组分含有固体颗粒的水性乳化剂。

6.权利要求5的建筑材料，其中，在装饰层中所述水性乳化剂的固体颗粒含量为0.5-18重量％。

7.一种建筑材料的制造方法，该方法包括，将由含氢氧化钙和水的搅拌混合物构成的层，以及透气保护层相继地层压在基材表面上，并在这种条件下使氢氧化钙的进行碳酸盐化和固化。

8.权利要求7的方法，其中，所述透气保护层的Gurley透气性为2000sec/100cc或以下，在该层的整个表面上至少3mmφ的范围内不存在不透气的区域。

9.权利要求7的方法，其中，所述基材为板或片材。

10.权利要求7的方法，其中，所述搅拌混合物含有水性乳化剂。

11.权利要求7的方法，其中，所述搅拌混合物含有纤维。