ПАНЕЛЬ ДЛЯ НАРУЖНОЙ ОБШИВКИ СО ВСТРОЕННОЙ ВОЗДУХО/ВОДОНЕПРОНИЦАЕМОЙ МЕМБРАНОЙ
EXTERNAL CLADDING PANEL WITH BUILT-IN AIR / WATERPROOF MEMBRANE

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
[0001] Настоящая заявка на патент испрашивает приоритет на основании заявки на патент США 14/198093, поданной 5 марта 2014 года, и на основании предварительной заявки на патент США 61/792545, поданной 15 марта 2013 года, полное содержание которых включено в настоящий документ посредством ссылки.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0002] Настоящее изобретение относится к панели для наружной обшивки зданий, содержащей встроенную воздухо/водонепроницаемую мембрану, и способам изготовления и монтажа такой панели.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0003] Основная задача воздухо/водонепроницаемого материала как части изолирующей системы обшивки здания состоит в прекращении непреднамеренного прохождения воздуха, воды и других элементов внутрь обшивки здания и из нее. Первыми введенными в промышленное использование были наружные воздухо/водонепроницаемые листовые мембраны, но на практике существует несколько проблем, связанных с монтажом листов, поскольку швы являются критическими стыками. Монтаж листов не всегда соответствует инструкциям, предоставляемым производителем. Условия окружающей среды (например, ветер, температура, дождь и т.д.) могут создавать значительные препятствия успешному монтажу листовых материалов. Более того, основа листа обычно обеспечивает неудовлетворительное поверхностное сцепление в отношении других строительных материалов, тем самым затрудняя сцепление.
[0004] Наносимые в жидком виде воздухо/водонепроницаемые мембраны являются более новыми для промышленного применения и получают одобрение в качестве альтернативы листовых изолирующих мембран. Наносимые в жидком виде изолирующие мембраны монтируют на месте проведения работ быстрее, чем листовые изолирующие мембраны. К обычной бригаде монтажников предъявляют менее строгие требования, чем в случае установки листовых изолирующих мембран. Наносимые в жидком виде мембраны обычно наносят на месте проведения работ путем распыления, что значительно увеличивает производительность по сравнению с применением листовых мембран. Однако при таком нанесении могут возникать проблемы, такие как некорректное количество наносимого материала вследствие ошибки, связанной с инструментом для нанесения покрытия, проблемы, связанные с оборудованием и/или условиями окружающей среды (например, ветер, температура, дождь и т.п.). Такие проблемы влияют не только на качество и долговечность монтажа воздухо/водонепроницаемого материала, но могут также привести к значительным дополнительным расходам на очистку и ремонт повреждения соседних зданий и автомобилей из-за избыточного распыления.
[0005] Для осуществления общепринятых способов монтажа наружной обшивки, воздухонепроницаемого материала и водостойкого материала необходимы отдельные бригады, выполняющие монтаж по периметру здания в несколько стадий: сначала устанавливают обшивку, затем на втором этапе выполняют окончательную отделку швов, и далее уже на следующем и отдельном этапе монтируют водостойкий материал и воздухонепроницаемый материал.
[0006] Таким образом, по-прежнему существует потребность в обеспечении воздухо/водонепроницаемой мембраны, которая минимизирует проблемы, связанные с монтажом. Кроме того, остается потребность в строительных панелях с покрытием в виде воздухо/водонепроницаемой мембраны, полученной при регулируемых условиях в процессе производства.
[0007] Следует понимать, что данное описание уровня техники было сделано авторами изобретения, чтобы помочь читателю, при этом данное описание не должно рассматриваться как указание, что любые из перечисленных проблем были сами приняты во внимание в данной области техники. Хотя согласно некоторым аспектам и вариантам реализации изобретения описанные принципы могут облегчить проблемы, присущие другим системам, следует понимать, что объем защищаемого нового технического решения определен прилагаемой формулой изобретения, а не способностью любого описанного признака решить какую-либо конкретную проблему, отмеченную в настоящем документе.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0008] Согласно одному аспекту настоящее изобретение относится к вариантам реализации строительной цементной панели, препятствующей проникновению воды и просачиванию воздуха.
[0009] Один из вариантов реализации относится к цементной панели, содержащей цементную сердцевину, по меньшей мере один обшивочный лист и встроенную воздухо/водонепроницаемую мембрану. В такой панели обшивочный лист расположен между цементной сердцевиной и встроенной воздухо/водонепроницаемой мембраной. Цементная сердцевина может содержать сульфатно-кальциевый материал, портландцемент или комбинацию указанных двух веществ. Панель может содержать второй обшивочный лист, и согласно данному варианту реализации цементная сердцевина расположена между первым обшивочным листом и вторым обшивочным листом, при этом первый обшивочный лист расположен между цементной сердцевиной и встроенной воздухо/водонепроницаемой мембраной.
[0010] Согласно некоторым вариантам реализации цементная панель содержит в качестве обшивочного листа бумажный лист или волокнистую плиту. В плите можно использовать различные волокна, в том числе, без ограничения, полимерные и минеральные волокна.
[0011] Согласно некоторым вариантам реализации изобретения панель для наружной обшивки содержит встроенную воздухо/водонепроницаемую мембрану, которая содержит от 30 до 70% по массе полимерного вяжущего, выбранного из группы, состоящей из полиакрилата, полиуретана, силиконовой эмульсии, полистирола, стирол/акриловых сополимеров и их комбинаций, и от 20 до 50% по массе карбоната кальция. Встроенная воздухо/водонепроницаемая мембрана может дополнительно включать по меньшей мере один из следующих компонентов: диспергирующий агент, пеногаситель, пигмент, загуститель, консервант, регулятор рН, стабилизатор эмульсии, увлажняющее и выравнивающее средство, сшивающий агент и их комбинации.
[0012] Дополнительные варианты реализации включают панель для наружной обшивки, в которой толщина встроенной воздухо/водонепроницаемой мембраны в высушенном состоянии составляет от 10 до 90 мил (от 0,254 до 2,286 мм).
[0013] Согласно некоторым вариантам реализации изобретения к цементной сердцевине, обшивочному листу и/или встроенной воздухо/водонепроницаемой мембране добавляют противомикробное/противогрибковое средство. Подходящие противомикробные средства включают 2-(4-тиазолил)бензимидазол, содержащий серебро цеолит, оксид цинка и пиритион цинка.
[0014] Дополнительные варианты реализации обеспечивают внутризаводской способ изготовления панели для наружной обшивки со встроенной воздухо/водонепроницаемой мембраной. Способ включает получение суспензии, содержащей цементный материал; размещение суспензии между двумя обшивочными листами; обеспечение отверждения суспензии и формирования цементной панели; нанесение распылением на по меньшей мере одну поверхность цементной панели покрытия на основе встроенной воздухо/водонепроницаемой мембраны, приготовленной в виде состава с полимерным вяжущим и карбонатом кальция; и кондиционирование цементной панели с нанесенным распылением покрытием в печи, в которой панель подвергают воздействию по меньшей мере двух различных температурных зон.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 представляет собой фрагментарное поперечное сечение панели для наружной обшивки со встроенной воздухо/водонепроницаемой мембраной согласно настоящему изобретению; и
на фиг. 2 изображена контрольная панель, показанная на фиг. 2A, и панель для наружной обшивки со встроенной воздухо/водонепроницаемой мембраной согласно настоящему изобретению, полученная в соответствии со способом согласно настоящему изобретению и показанная на фиг. 2B.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0015] В настоящем изобретении предложены различные варианты реализации панели для наружной обшивки, которая физически объединена с воздухо/водонепроницаемой мембраной с получением уникального изолирующего компонента. Панель для обшивки со встроенной воздухо/водонепроницаемой мембраной может обеспечить легкий монтаж одной единственной панели, что устраняет необходимость отдельной установки на месте проведения работ воздухо- и водостойких материалов. Тем самым уменьшается количество стадий, необходимых для завершения обшивки здания, и уменьшается количество стыков, которые должны быть герметично заделаны по отдельности, что по существу уменьшает количество времени и трудозатраты, необходимые для обеспечения соответствия эксплуатационным требованиям в отношении воздухо/водонепроницаемых систем, применяемых для обшивки здания. Настоящее изобретение также обеспечивает варианты реализации, относящиеся к способам, в которых панели для наружной обшивки с воздухо/водонепроницаемыми мембранами массово производят с одинаковыми и монолитными изолирующими свойствами в регулируемой производственной среде, что, таким образом, уменьшает проблемы, связанные с наличием недостаточного количества изолирующего материала, применяемого на практике. Кроме того, нанесение воздухо/водонепроницаемой мембраны на наружную обшивку в регулируемой, автоматизированной заводской среде, как описано в настоящей заявке, гарантирует, что нанесение мембраны не подвергается переменам погоды/изменчивости окружающей среды или не зависит от усталости рабочих, что, тем самым, обеспечивает постоянную толщину покрытия с оптимальным адгезионным сцеплением между воздухо/водонепроницаемой мембраной и основой обшивки.
[0016] В частности, согласно некоторым вариантам реализации цементная панель для наружной обшивки содержит адгезивный наносимый в жидком виде воздухо/водонепроницаемый материал на по меньшей мере одной поверхности указанной панели. Как показано на фиг. 1, некоторые варианты реализации изобретения включают панель для наружной обшивки со встроенной воздухо/водонепроницаемой мембраной, в целом, обозначенную как 10. Панель содержит цементную сердцевину 12; обшивочный лист 14a и необязательный обшивочный лист 14b и воздухо/водонепроницаемую мембрану 16. Цементная сердцевина 12 расположена между обшивочными листами 14a и 14b. Поверх обшивочного листа 14a расположен воздухо/водонепроницаемая мембрана 16, так что обшивочный лист 14a расположен между цементной сердцевиной 12 и встроенной воздухо/водонепроницаемой мембраной 16.
[0017] Цементная панель для обшивки может состоять из любого подходящего неорганического материала сердцевины, предназначенного для наружных применений. В частности, сердцевина может состоять из любого цементного материала, вещества или композиции вместе с любыми подходящими добавками. Неограничивающие примеры материалов, которые можно использовать в цементной сердцевине, включают: портландцемент; магнезиальный цемент; бесклинкерный шлаковый цемент; цемент с добавкой зольной пыли; кальциево-алюминатный цемент; водорастворимый ангидрит сульфата кальция; α-полугидрат сульфата кальция; β-полугидрат сульфата кальция; природные, синтетические или химически модифицированные полугидраты сульфата кальция; дигидрат сульфата кальция («гипс», «отвержденный гипс» или «гидратированный гипс»); и их смеси. В настоящем документе термин «сульфатно-кальциевый материал» относится к любой из форм сульфата кальция, упоминаемого выше. Согласно некоторым предпочтительным вариантам реализации изобретения цементная сердцевина содержит сульфатно-кальциевый материал, портландцемент или их смесь. Цементная сердцевина предпочтительно содержит гипс.
[0018] Примеры подходящих цементных панелей для наружной обшивки для применения согласно вариантам реализации настоящего описания включают, например, панели, которые можно приобрести в United States Gypsum, Чикаго, Иллинойс, под торговыми марками SHEETROCK, SHEETROCK FIRECODE, SECUROCK, FIBEROCK и DUROCK.
[0019] Цементная сердцевина может содержать добавки, такие как любые добавки, обычно применяемые для изготовлении цементных изделий (например, гипсовой плиты или цементной плиты). Подходящие добавки включают, без ограничения, конструкционные добавки, такие как минеральная вата, непрерывное или рубленное стеклянное волокно (также называемое стекловолокном), перлит, глина, вермикулит, карбонат кальция, сложный полиэфир и бумажное волокно. Химические добавки включают, например, пенообразователи, наполнители, ускорители, сахар, усиливающие средства (например, фосфаты, фосфонаты, бораты), замедлители, вяжущие (например, крахмал и латекс), красители, фунгициды и биоциды. Примеры применения некоторых из указанных и других добавок описаны, например, в патентах США № 6342284; 6410118; 6632550; 6800131; 5643510; 5714001; и 6774146, и в публикациях заявок на патент США № 2004/0231916; 2002/0045074; и 2005/0019618, описание которых включено, тем самым, в настоящий документ посредством ссылки. Согласно конкретным вариантам реализации изобретения цементная сердцевина дополнительно содержит металлические волокна, целлюлозные волокна, минеральные волокна, стекловолокно, полимерные волокна, углеродные волокна или их комбинацию.
2
[0020] Цементная сердцевина покрыта по меньшей мере одной основой и согласно некоторым вариантам реализации двумя основами, лежащими поверх сердцевины на ее противоположных внешних поверхностях. Другими словами, цементная сердцевина расположена между двух основ. Указанная основа может представлять собой обшивочный лист, такой как бумажный обшивочный лист или плита, например. В данной области техники известны различные типы бумажных обшивочных листов (например, манильская бумага, крафт-бумага, полимер и т.д.), и в настоящем изобретении можно использовать все такие типы бумажных обшивочных листов. Согласно различным вариантам реализации можно использовать многослойную бумагу. При желании, бумажный обшивочный лист можно обработать с помощью химической или физической добавки для придания какого-либо свойства, такого как водонепроницаемость, огнестойкость, противогрибковые и/или противомикробные свойства. Согласно некоторым вариантам реализации обшивочный лист представляет собой бумажный обшивочный лист с массой от примерно 40 до примерно 65 фунт/тысяча кв. фут (тысяча квадратных футов) (от примерно 195 до примерно 317 г/м).
[0021] Согласно другим вариантам реализации применяют обшивочные листы, содержащие волокнистые плиты. Плита может содержать любой подходящий тип полимерного волокна, минерального волокна или их комбинацию. Неограничивающие примеры подходящих волокон включают стекловолокно, полиамидные волокна, полиарамидные волокна, полипропиленовые волокна, полиэфирные волокна (например, из полиэтилентерефталата (PET)), поливиниловый спирт (PVOH), поливинилацетат (PVAc), целлюлозные волокна (например, хлопковые, вискозные и т.д.) и их комбинации. Кроме того, волокна плиты могут быть гидрофобными или гидрофильными, иметь или не иметь покрытие. Выбор волокон частично будет зависеть от вида изделия, в котором предполагают использовать цементную панель для обшивки. Например, при применении панели для обшивки в изделиях, для которых необходима теплостойкость или огнестойкость, в волокнистой плите следует использовать соответствующие тепло- или огнестойкие волокна.
[0022] Волокнистая плита может быть тканой или нетканой. Нетканые плиты содержат волокна, связанные вместе с помощью вяжущего. Вяжущее может представлять собой любое вяжущее, обычно применяемое в промышленности по производству плит. Подходящие вяжущие включают, без ограничения, мочевинный формальдегид, меламиноформальдегид, меламиноформальдегид, активированный стеариновой кислотой, сложный полиэфир, акриловые смолы, поливинилацетат, мочевинный формальдегид или меламиноформальд, модифицированный или смешанный с поливинилацетатом или акриловой смолой, стирол-акриловые сополимеры и их комбинации. Подходящие волокнистые плиты включают имеющиеся в продаже плиты, применяемые в качестве облицовочных материалов для цементных панелей для наружной обшивки.
[0023] Комбинированную панель можно получить любым подходящим способом. В общем, адгезивный наносимый в жидком виде воздухо/водонепроницаемый материал наносят по меньшей мере на одну поверхность (например, наружную облицовочную поверхность) цементной панели для наружной обшивки. Жидкий адгезив может представлять собой любую подходящую композицию и согласно некоторым вариантам реализации находится в форме жидкого полимерного состава. Стадия нанесения может включать любой подходящий способ добавления жидкого полимерного состава к поверхности панели для обшивки. Такие способы известны в данной области техники и включают, например, распыление, нанесение валиком (например, нанесение валиком под давлением), нанесение кельмой, нанесение кистью, втирание, окунание, вымачивание и/или пропитывание поверхности панели жидким полимерным составом. После нанесения жидкий полимерный состав высыхает, затвердевает, упрочняется и/или отверждается на поверхности с получением адгезивного слоя, который обладает воздухо- и/или влагонепроницаемыми свойствами. Такую стадию можно выполнить при комнатной температуре или при повышенной температуре в течение заданного промежутка времени для обеспечения требуемого уровня липкости.
[0024] Жидкий полимерный состав может представлять собой любой подходящий материал, используемый в мембранах, наносимых в жидком виде. Подходящий состав для воздухо/водонепроницаемого состава должен соответствовать или превосходить минимальные требования, установленные CAN/ULC-S741 («Standard for Air Barrier Materials - Specification») и определяемые согласно ASTM E2178 («Standard Test Method for Air Permeance of Building Materials»). Такие составы включают композиции, которые предотвращают или минимизируют инфильтрацию/эксфильтрацию воздуха и проникновение воды через панель для наружной обшивки со встроенной воздухо/водонепроницаемой мембраной, при этом указанная панель все еще остается проницаемой для водяного пара. Другие подходящие воздухо/водонепроницаемые составы включают композиции, которые предотвращают или минимизируют инфильтрацию/эксфильтрацию воздуха через панель и, кроме того, минимизируют проницаемость панели в отношении водяных паров.
[0025] Согласно по меньшей мере некоторым вариантам реализации после высушивания и/или отверждения жидкий полимерный состав образует прорезиненную (эластомерную) мембрану на по меньшей мере одной поверхности панели для наружной обшивки.
[0026] По меньшей мере согласно некоторым вариантам реализации жидкий полимерный состав содержит один или более материалов (например, полимеров), которые служат в качестве полимерного вяжущего и обеспечивают эффект самоуплотнения после высушивания и/или отверждения состава. Неограничивающие примеры жидкого полимерного состава, подходящего для панели для наружной обшивки со встроенной воздухо/водонепроницаемой мембраной, включают полиакрилат (например, полимеры и сополимеры на основе метакрилата, этилакрилата, этилметилакрилата, бутилакрилата, бутилметакрилата, 2-хлорэтилвинилового эфира, 2-этилгексилакрилата и гидроксиэтилметакрилата), полистирол, полибутадиен, сополимер бутадиена и стирола, полиизопрен, полиакрилонитрилбутадиен, полихлоропрен, поливинилацетат, поливинилхлорид, полиуретан, поливинилацетат, силиконовую эмульсию и их комбинации. Примеры наносимых в жидком виде мембран приведены, например, в патентах США № 8151537 и 7662221, содержание которых включено в настоящий документ посредством ссылки.
[0027] Согласно некоторым вариантам реализации жидкий полимерный состав находится в форме жидкой эмульсии (например, жидкой полимерной эмульсии), такой как эластомерная эмульсия на водной основе (например, акриловая эмульсия на водной основе) или эластомерная эмульсия на масляной основе (например, прорезиненная (эластомерная) эмульсия). Растворители, применяемые в эмульсии, могут представлять собой воду, органический растворитель или их комбинацию. Примеры органического растворителя включают уайт-спириты, минеральное масло, ксилол и нафту.
[0028] По меньшей мере согласно некоторым вариантам реализации панель для наружной обшивки со встроенной воздухо/водонепроницаемой мембраной содержит мембрану, изготовленную из состава, содержащего акриловую эмульсию. По меньшей мере согласно некоторым вариантам реализации панель для наружной обшивки со встроенной воздухо/водонепроницаемой мембраной содержит мембрану, содержащую от 5 до 80 % масс. полиакрилата. По меньшей мере согласно некоторым вариантам реализации панель для наружной обшивки со встроенной воздухо/водонепроницаемой мембраной содержит мембрану, содержащую от 30 до 70 % масс. полиакрилата. По меньшей мере согласно некоторым вариантам реализации панель для наружной обшивки со встроенной воздухо/водонепроницаемой мембраной содержит мембрану, содержащую от 40 до 60 % масс. полиакрилата.
[0029] По меньшей мере согласно некоторым вариантам реализации панель для наружной обшивки со встроенной воздухо/водонепроницаемой мембраной содержит мембрану, изготовленную из состава, содержащего полиуретан. По меньшей мере согласно некоторым вариантам реализации изобретения панель для наружной обшивки со встроенной воздухо/водонепроницаемой мембраной содержит мембрану, содержащую от 5 до 50 % масс. полиуретана. По меньшей мере согласно некоторым вариантам реализации изобретения панель для наружной обшивки со встроенной воздухо/водонепроницаемой мембраной содержит мембрану, содержащую от 10 до 40 % масс. полиуретана. По меньшей мере согласно некоторым вариантам реализации панель для наружной обшивки со встроенной воздухо/водонепроницаемой мембраной содержит мембрану, содержащую комбинацию полиуретана с другим полимером, выбранным из по меньшей мере одного из следующих веществ: силикона и полиакрилата. По меньшей мере согласно некоторым вариантам реализации панель для наружной обшивки со встроенной воздухо/водонепроницаемой мембраной содержит мембрану, содержащую сополимер стирола.
[0030] Неожиданно было обнаружено, что предпочтительные полимерные вяжущие для встроенной воздухо/водонепроницаемой мембраны в панели для наружной обшивки включают акриловые латексы, акриловые сополимеры стирола и дисперсии стирола и бутадиена. Указанные полимерные вяжущие можно использовать в количестве от 30 до 70%. Согласно некоторым вариантам реализации изобретения полимерное вяжущее можно выбрать из следующих имеющихся в продаже вяжущих: PLIOTEC EL-25 (акриловый эластомерный латекс) от Omnova, ACRONAL S400 (водная не содержащая пластификатора дисперсия сополимера эфира акриловой кислоты и стирола) от BASF, UCAR 9176 (стирол-акриловый сополимер) от DOW, RHOPLEX 2620 (100% акриловый полимер) от DOW или BUTONAL NS 175 (анионная стирол-бутадиеновая дисперсия с высоким содержанием твердых частиц, полученная путем низкотемпературной полимеризации) от BASF.
[0031] Согласно некоторым вариантам реализации панель для наружной обшивки со встроенной воздухо/водонепроницаемой мембраной содержит мембрану, изготовленную из состава, содержащего полимерную эмульсию и диспергирующий агент. Для стабилизации эмульсии можно использовать различные диспергирующие агенты, такие как поливиниловые спирты, целлюлоза и ее производные, содержащие винилпирролидон сополимеры, этоксилированные моно-, ди- и триалкилфенолы, этоксилированные жирные спирты и соли щелочных металлов и аммониевые соли алкилсульфатов серной кислоты, моноэфиры этоксилированных алканолов и этоксилированных алкилфенолов алкилсульфоновых кислот и алкиларилсульфоновых кислот, соли щелочных металлов и/или аммониевые соли додецилбензолсульфоновой кислоты и соли щелочных металлов и/или аммониевые соли моноэфира серной кислоты и этоксилированного додеканола. К указанному составу можно добавлять диспергирующие агенты в количестве примерно от 0 до 10% масс. (например, от примерно 1 до 9% масс., от примерно 2 до 7% масс., от 3 до 6% масс.).
[0032] Согласно некоторым вариантам реализации подходящий диспергирующий агент включает раствор высокомолекулярного блоксополимера с аффинными группами пигмента, раствор аммониевой соли акрилатного сополимера, анионный полиэлектролит, триполифосфат калия и алкилол-аммониевую соль сополимера с кислотными группами. Указанные диспергирующие агенты можно использовать в количестве от 0 до 10% и, предпочтительно, от 0,1 до 5%. Согласно некоторым вариантам реализации диспергирующий агент можно выбрать из следующих имеющихся в продаже диспергирующих агентов: DISPERBYK-190 (раствор высокомолекулярного блоксополимера с аффинными группами пигмента) от BYK, BYK-156 (раствор аммониевой соли акрилатного сополимера) от BYK, TAMOL 851 (анионный полиэлектролит) от DOW, триполифосфат калия (трифосфорная кислота, соль пентакалия) от INNOPHOS, DISPERBYK-180 (алкилол-аммониевая соль сополимера с кислотными группами) от BYK.
[0033] Согласно некоторым вариантам реализации панель для наружной обшивки со встроенной воздухо/водонепроницаемой мембраной содержит мембрану, полученную с применением одной или более добавок для дополнительного улучшения рабочих характеристик изолирующего материала. Подходящие добавки включают, например, нефтяной битум, известняк, карбонат кальция, силан (например, диаминосилан, триметоксивинилсилан), гликоль (например, этиленгликоль, пропиленгликоль, дипропиленгликоль монобутиловый эфир), вещество для повышения клейкости (например, канифоль или производное канифоли, такое как экстракционная канифоль, терпен или модифицированный терпен, алифатическая, циклоалифатическая или ароматическая смола), активатор склеивания, катализатор отверждения, сшивающий агент, средство против термитов, средство, подавляющее грибковый рост (например, 2-(4-тиазолил)бензимидазол, содержащий серебро цеолит, оксид цинка и пиритион цинка), наполнитель (например, каолиновая глина, слюда, тяжелый шпат, тальк, песок, кварцевая мука, мел, диоксид титана, кремнезем, летучая зола) и/или материал с обратимыми фазами.
[0034] Согласно некоторым вариантам реализации панель для наружной обшивки со встроенной воздухо/водонепроницаемой мембраной содержит мембрану, полученную с применением полимерного вяжущего, описанного выше, и карбоната кальция, который можно использовать в количестве от 20 до 50% по массе. Подходящие коммерческие источники карбоната кальция включают, но не ограничиваются ими, THIXO-CARB 500™ (осажденный карбонат кальция) от Specialty Minerals, ULTRAFLEX 100™ (осажденный карбонат кальция) от Specialty Minerals, HUBERCARB Q6™ (карбонат кальция) от Huber Engineered Materials, OMYACARB 100-PT™ (карбонат кальция) от Omya, HUBERCARB Q325™ (карбонат кальция) от Huber Engineered Materials и NEOLIGHT SS™ (осажденный карбонат кальция с покрытием) от Takehara Kagaku Kogyo Co.
[0035] Согласно некоторым вариантам реализации панель для наружной обшивки со встроенной воздухо/водонепроницаемой мембраной содержит мембрану, полученную с применением полимерного вяжущего, описанного выше, карбоната кальция и по меньшей мере одной или более добавок, таких как пеногаситель, пигмент, загуститель, консервант, регулятор рН, стабилизатор эмульсии, увлажняющее и выравнивающее средство и сшивающий агент.
[0036] Согласно некоторым вариантам реализации подходящие пеногасители включают, но не ограничиваются ими, смесь парафиновых минеральных масел и гидрофобных компонентов, молекулы, введенные в улучшенную систему минеральных масел, раствор модифицированного простым полиэфиром полидиметилсилоксана и смесь разрушающих пену полисилоксанов и гидрофобных твердых веществ в полигликоле. Указанные пеногасители можно использовать в количестве от 0,1 до 5%. Подходящие коммерческие источники пеногасителя включают BYK-033™ (смесь парафиновых минеральных масел и гидрофобных компонентов) от BYK, FOAMSTAR ST 2410™, также называемый FOAMSTAR A10™ (молекула, введенная в улучшенную систему минеральных масел) от BASF, BYK-019™ (раствор модифицированного простым полиэфиром полидиметилсилоксана) от BYK, BYK-021™ (смесь разрушающих пену полисилоксанов и гидрофобных твердых веществ в полигликоле) от BYK.
[0037] Согласно некоторым вариантам реализации подходящие пигменты включают, но не ограничиваются ими, диоксид титана, оксид цинка, технический углерод, микроизмельченный осажденный кремнезем, тальк и их комбинации. Указанные пигменты можно использовать в количестве от 0,1% до 10% по массе. Подходящие коммерческие источники пигмента включают HUNTSMAN TR93™ (диоксид титана) от Maroon Inc., ZOCO 101™ (оксид цинка) от Zochem Icc., SOLTEX ACE BLACK™ (технический углерод) от Soltex, ZEOTHIX 265™ (микроизмельченный осажденный кремнезем) от Huber и SIERRALITE 402S™ (тальк) от Imerys.
[0038] Согласно некоторым вариантам реализации подходящие загустители включают, но не ограничиваются ими, по меньшей мере одно из следующих веществ: гидроксиэтилцеллюлозу, акриловый загуститель, анионный инвертно-эмульсионный загуститель, HASE и гидрофобно-модифицированную разбухающую в щелочных условиях акриловую эмульсию. Указанные загустители можно использовать в количестве от 0,1% до 5% по массе. Подходящие коммерческие источники загустителя включают NATROSOL 250 HBR™ (гидроксиэтилцеллюлоза) от Ashland Inc., ACRYSOL ASE-95NP™ (растворимый в щелочных условиях акриловый загуститель) от DOW, TEXIPOL 63-510™ (анионный инвертно-эмульсионный загуститель) от Scott Bader, POLYPHOBE 106HE™ (HASE) от Arkema и SOLTHIX A100™ (гидрофобно-модифицированная разбухающая в щелочных условиях акриловая эмульсия) от Lubrizol.
[0039] Согласно некоторым вариантам реализации подходящие консерванты включают, но не ограничиваются ими, по меньшей мере одно из следующих веществ: 2[(гидроксиметил)амино]-2-метилпропанол, 3-йод-2-пропинилбутилкарбамат, n-(3,4-дихлорфенил)-n,n-диметилмочевину, 1,2-бензизотиазолин-3-он и тетрахлоризофталонитрил. Указанные загустители можно использовать в количестве от 0,1% до 5% по массе. Подходящие коммерческие источники загустителя включают TROYSAN 186™ (2[(гидроксиметил)амино]-2-метилпропанол) от Troy Corporation, POLYPHASE AF1™ (3-йод-2-пропинилбутилкарбамат) от Troy Corporation, POLYPHASE 663™ (n-(3,4-дихлорфенил)-n,n-диметилмочевина) от Troy Corporation, MERGAL 758™ (1,2-бензизотиазолин-3-он) от Troy Corporation и NUOCIDE 404D™ (тетрахлоризофталонитрил) от Ashland Inc.
[0040] Согласно некоторым вариантам реализации подходящие регуляторы рН включают, но не ограничиваются ими, по меньшей мере одно из следующих веществ: гидроксид кальция, гидроксид натрия, гидроксид калия, 30% водный раствор аммиака и 2-амино-2-метил-1-пропанол. Указанные регуляторы рН можно использовать в количестве от 0,1% до 5% по массе. Подходящие коммерческие источники регулятора рН включают гидроксид кальция (гидроксид кальция) от Jost Chemical, каустическую соду (раствор гидроксида натрия) от OXYChem, гидроксид калия (гидроксид калия) от Chem One Ltd., раствор гидроксида аммония (30% водный раствор аммиака) от Tanner Industries и AMP 95 (2-амино-2-метил-1-пропанол) от Angus.
[0041] Согласно некоторым вариантам реализации подходящие стабилизаторы эмульсии включают, но не ограничиваются ими, по меньшей мере одно из следующих веществ: бентонитовую глину, высокомолекулярный сшитый сополимер акриловой кислоты и C10-C30-алкилакрилата, неионное поверхностно-активное вещество октилфенолэтоксилат, смолу на основе таллового масла и экстракт природной смолы. Указанные стабилизаторы эмульсии можно использовать в количестве от 0,1% до 5% по массе. Подходящие коммерческие источники стабилизатора эмульсии включают OPTIGEL LX™ (бентонитовая глина) от BYK, PEMUIEN 1622™ (высокомолекулярный сшитый сополимер акриловой кислоты и C10-C30-алкилакрилата) от Lubrizol, TRITON X405™ (неионное поверхностно-активное вещество октилфенолэтоксилат) от DOW Chemical Company, SYLVAROS™ NCY (смола на основе таллового масла) от Arizona Chemical и VINSOL™ SOAP (экстракт природной смолы) от Pinnova.
[0042] Согласно некоторым вариантам реализации подходящие увлажняющие и выравнивающие средства включают, но не ограничиваются ими, по меньшей мере одно из следующих веществ: сульфосукцинат, модифицированный простым полиэфиром силоксан, модифицированный мочевиной полиуретан, модифицированную мочевину, аммониевую соль акрилатного сополимера. Указанные увлажняющие и выравнивающие средства можно использовать в количестве от 0,1% до 5% по массе. Подходящие коммерческие источники увлажняющего и выравнивающего средства включают AEROSOL™ LF-4 (патентованная смесь сульфосукцината) от Cytec, BYK-349 (модифицированный простым полиэфиром силоксан), BYK-425 (модифицированный мочевиной полиуретан), BYK-420 (модифицированная мочевина) и BYK-154 (аммониевая соль акрилатного сополимера) от BYK.
[0043] Согласно некоторым вариантам реализации подходящие сшивающие агенты включают, но не ограничиваются ими, по меньшей мере одно из следующих веществ: оксид цинка, ионы цинка, стабилизированные анионные гидроксилированные полимеры циркония, содержащие карбонат циркония аммония, и эпоксифункциональный силан. Указанные сшивающие агенты можно использовать в количестве от 0,1% до 5% по массе. Подходящие коммерческие источники сшивающего агента включают оксид цинка (оксид цинка) от компании US Zinc, ZIMPLEX™ 15 (ионы цинка) от Munzing, BACOTE™ 20 (прозрачный щелочной раствор стабилизированного карбоната циркония аммония, содержащий анионные гидроксилированные полимеры циркония) от Melchemical Inc., OXYLINK™ 3404 (водный состав неорганических частиц, содержащих оксид цинка) от Buhler Group и SILANE™ A-187 (эпоксифункциональный силан) от Momentive.
[0044] Согласно некоторым вариантам реализации панель для наружной обшивки со встроенной воздухо/водонепроницаемой мембраной содержит мембрану, полученную с применением подходящего полимера, описанного выше, и по меньшей мере одной из следующих добавок: нефтяного битума, известняка, карбоната кальция, каолиновой глины, слюды, тяжелого шпата, талька, песка, кварцевой муки, мела, диоксида титана, кремнезема, летучей золы, гипса или комбинации по меньшей мере двух из указанных добавок. Такие добавки можно использовать в различных количествах, в том числе от 20 до 80% по массе; от 25 до 75% по массе и от 30 до 60% по массе. Согласно некоторым вариантам реализации панель для наружной обшивки со встроенной воздухо/водонепроницаемой мембраной содержит мембрану, полученную с применением полиакрилата и по меньшей мере одной из следующих добавок: нефтяного битума, известняка, карбоната кальция, каолиновой глины, слюды, тяжелого шпата, талька, песка, кварцевой муки, мела, диоксида титана, кремнезема, летучей золы, гипса или комбинации по меньшей мере двух из указанных добавок.
[0045] Согласно некоторым вариантам реализации панель для наружной обшивки со встроенной воздухо/водонепроницаемой мембраной содержит мембрану, полученную с применением противомикробного и противогрибкового средства, выбранного из 2-(4-тиазолил)бензимидазола, содержащего серебро цеолита, оксида цинка и пиритиона цинка. Противомикробное/противогрибковое средство можно использовать в различных количествах, в том числе от примерно 1 до примерно 10% по массе или от примерно 3 до примерно 7% по массе.
[0046] Согласно некоторым вариантам реализации панель для наружной обшивки со встроенной воздухо/водонепроницаемой мембраной включает мембрану, содержащую пигмент. Можно использовать различные пигменты, в том числе химические соединения, которые обеспечивают черный, коричневый, синий, зеленый, красный, желтый, оранжевый или белый пигмент.
[0047] Примеры имеющихся в продаже наносимых в жидком виде воздухо/водонепроницаемых материалов включают соединения, поступающие на рынок под торговыми марками: EXOAIR™ (Tremco), TYVEK™ (DuPont), R-GUARD™ (Prosoco), AIR-SHIELD™ (W. R. Meadows), STOGUARD™ (Sto Corp.) и AIR BLOC™ (Henry Co.).
[0048] Согласно некоторым вариантам реализации панель для наружной обшивки со встроенной воздухо/водонепроницаемой мембраной содержит мембрану, полученную с применением полимерного вяжущего, карбоната кальция и других компонентов, перечисленных ниже в таблице 1.
Таблица 1. Составы для изготовления встроенной воздухо/водонепроницаемой мембраны
Компонент
Коммерческий источник и примеры
Диапазон масс. %
Полимерное вяжущее
Pliotec EL-25 (акриловый эластомерный латекс) от OMNOVAAcronal S400 (водная не содержащая пластификатора дисперсия сополимера эфира акриловой кислоты и стирола) от BASF Ucar 9176 (стирол-акриловый сополимер) от DOW Rhoplex 2620 (100% акриловый полимер) от DOW Butonal NS 175 (анионная стирол-бутадиеновая дисперсия с высоким содержанием твердых частиц, полученная путем низкотемператур-ной полимеризации) от BASF
30 - 70%
Диспергирующий агент
DISPERBYK-190 (раствор высокомолекулярного блоксополимера с аффинными группами пигмента) от BYK BYK-156 (раствор аммонийной соли акрилатного сополимера) от BYK Tamol 851 (анионный полиэлектролит) от DOW Триполифосфат калия (трифосфорная кислота, соль пентакалия) от INNOPHOS DISPERBYK-180 (алкилол-аммониевая соль сополимера с кислотными группами) от BYK
0 - 5%
Пеногаситель
BYK-033 (смесь парафиновых минеральных масел и гидрофобных компонентов) от BYK FoamStar ST 2410, также называемый FoamStar A10 (молекула, введенная в улучшенную систему минеральных масел) от BASF BYK-019 (раствор модифицированного простым полиэфиром полидиметилсилоксана) от BYK BYK-021 (смесь разрушающих пену полисилоксанов и гидрофобных твердых веществ в полигликоле) от BYK
0 - 5%
Пигмент
Huntsman TR 93 (диоксид титана) от MAROON INC.ZOCO 101 (оксид цинка) от ZOCHEM ICC.Soltex Ace Black (технический углерод) от SOLTEXZeothix 265 (микроизмельченный осажденный кремнезем) от HUBERSierralite 402S (тальк) от IMERYS
0 - 10%
Карбонат кальция
Thixo-Carb 500 (осажденный карбонат кальция) от SPECIALTY MINERALSUltraFlex 100 (осажденный карбонат кальция) от компании SPECIALTY MINERALS Hubercarb Q6 (карбонат кальция) от HUBER ENGINEERED MATERIALSOmyacarb 100-PT (карбонат кальция) от OMYAHubercarb Q325 (карбонат кальция) от HUBER ENGINEERED MATERIALSNeolight SS (осажденный карбонат кальция с покрытием) от TAKEHARA KAGAKU KOGYO CO
20 - 50%
Загуститель
Natrosol 250 HBR (гидроксиэтилцеллюлоза) от ASHLAND INC. Acrysol ASE-95NP (растворимый в щелочи акриловый загуститель) от DOWTexipol 63-510 (анионный инвертно-эмульсионный загуститель) от SCOTT BADERPOLYPHOBE 106HE (HASE) от ARKEMASolthix A100 (гидрофобно-модифицированная разбухающая в щелочных условиях акриловая эмульсия) от LUBRIZOL
0 - 5%
Консервант
Troysan 186 (2[(гидроксиметил)амино]-2-метилпропанол) от TROY CORPORATIONPOLYPHASE AF1 (3-йод-2-пропинилбутилкарбамат) от TROY CORPORATIONPOLYPHASE 663 (n-(3,4-дихлорфенил)-n,n-диметилмочевина) от TROY CORPORATIONMergal 758 (1,2 бензизотиазолин-3-он) от TROY CORPORATIONNuocide 404D (тетрахлоризофталонитрил) от ASHLAND INC.
0 - 5%
Регулятор рН
Гидроксид кальция (гидроксид кальция) от JOST CHEMICALКаустическая сода (раствор гидроксида натрия) от OXYChemГидроксид калия (гидроксид калия) от CHEM ONE LTD.Раствор гидроксида аммония (30% водный раствор аммиака) от TANNER INDUSTRIESAMP 95 (2-амино-2-метил-1-пропанол) от ANGUS
0 - 5%
Стабилизатор эмульсии
Optigel LX (бентонитовая глина) от BYKPemuien 1622 (высокомолекулярный сшитый сополимер акриловой кислоты и C10-C30-алкилакрилата) от LUBRIZOLTriton X405 (неионное поверхностно-активное вещество октилфенолэтоксилат) от DOW CHEMICAL COMPANYSYLVAROS™ NCY (смола на основе таллового масла) от ARIZONA CHEMICALVinsol Soap (экстракт природной смолы) от PINNOVA
0 - 5%
Увлажняющее и выравнивающее средство
Aerosol LF-4 (патентованная смесь сульфосукцината) от CYTEC BYK-349 (модифицированный простым полиэфиром силоксан) от BYK BYK-425 (модифицированный мочевиной полиуретан) от BYK BYK-420 (модифицированная мочевина) от BYK BYK-154 (аммониевая соль акрилатного сополимера) от BYK
0 - 5%
Сшивающий агент
Оксид цинка (оксид цинка) от US ZINCZimplex 15 (ионы цинка) от MUNZINGBacote 20 (прозрачный щелочной раствор стабилизированного карбоната циркония аммония, содержащий анионные гидроксилированные полимеры циркония) от MELCHEMICAL INC.Oxylink 3404 (водный состав неорганических частиц, включающий оксид цинка)от BUHLER GROUP Silane A-187 (эпоксифункциональный силан) от MOMENTIVE
0 - 5%
[0049] Согласно некоторым вариантам реализации изобретения панель для наружной обшивки со встроенной воздухо/водонепроницаемой мембраной изготавливают способом, который обеспечивает регулирование толщины указанной встроенной воздухо/водонепроницаемой мембраны. Толщину можно регулировать таким образом, чтобы панель для наружной обшивки со встроенной воздухо/водонепроницаемой мембраной обеспечивала значительное снижение инфильтрации/эксфильтрации воздуха и проникновения воды через панель. Некоторые варианты реализации обеспечивают панель для наружной обшивки со встроенной воздухо/водонепроницаемой мембраной, которая обеспечивает уменьшение инфильтрации/эксфильтрации воздуха и проникновения воды через панель на по меньшей мере 50%. Некоторые другие варианты реализации обеспечивают панель для наружной обшивки со встроенной воздухо/водонепроницаемой мембраной, которая обеспечивает уменьшение инфильтрации/эксфильтрации воздуха и проникновения воды через панель на по меньшей мере 70-80%. Панели для наружной обшивки со встроенной воздухо/водонепроницаемой мембраной, которые значительно уменьшают инфильтрацию/эксфильтрацию воздуха и проникновение воды, включают такие панели, в которых толщина указанной встроенной воздухо/водонепроницаемой мембраны в высушенном состоянии составляет по меньшей мере 10 мил (примерно 0,254 мм), по меньшей мере 20 мил (примерно 0,508 мм), по меньшей мере 30 мил (примерно 0,762 мм), по меньшей мере 40 мил (примерно 1,016 мм), по меньшей мере 50 мил (примерно 1,27 мм), по меньшей мере 60 мил (примерно 1,524 мм), по меньшей мере 70 мил (примерно 1,778 мм); и менее 100 мил (примерно 2,54 мм), менее 90 мил (примерно 2,286 мм), менее 80 мил (примерно 2,032 мм), менее 70 мил (примерно 1,778 мм), менее 60 мил (примерно 1,524 мм), менее 50 мил (примерно 1,27 мм), менее 40 мил (примерно 1,016 мм). Приведенные выше значения можно объединять в любой подходящий диапазон, используя верхние и нижние значения, например, 10-90 мил (примерно от 0,254 до 2,286 мм), 20-80 мил (примерно от 0,508 до 2,032 мм), 40-80 мил (примерно от 1,016 до 2,032 мм), 60-80 мил (примерно от 1,524 до 2,032 мм) и т.д.
[0050] Для получения панели для наружной обшивки со встроенной воздухо/водонепроницаемой мембраной состав мембраны можно нанести на панель с толщиной 5-100 мил (примерно 0,127-2,54 мм) (например, по меньшей мере 5 мил (примерно 0,127 мм), по меньшей мере 10 мил (примерно 0,254 мм), по меньшей мере 20 мил (примерно 0,508 мм), по меньшей мере 30 мил (примерно 0,762 мм), по меньшей мере 40 мил (примерно 1,016 мм), по меньшей мере 50 мил (примерно 1,27 мм), по меньшей мере 60 мил (примерно 1,524 мм), по меньшей мере 70 мил (примерно 1,778 мм); и менее 100 мил (примерно 2,54 мм), менее 90 мил (примерно 2,286 мм), менее 80 мил (примерно 2,032 мм), менее 70 мил (примерно 1,778 мм), менее 60 мил (примерно 1,524 мм), менее 50 мил (примерно 1,27 мм), менее 40 мил (примерно 1,016 мм)). Приведенные выше значения можно объединять в любой подходящий диапазон, используя верхние и нижние значения, например, от 10 до 90 мил (примерно от 0,254 до 2,286 мм), от 20 до 80 мил (примерно от 0,508 до 2,032 мм), от 40 до 80 мил (примерно от 1,016 до 2,032 мм), от 60 до 80 мил (примерно от 1,524 до 2,032 мм) и т.п. Поскольку мембрану (например, жидкий полимерный состав) обычно наносят в виде эмульсии, исходный слой является «влажным». Когда мембрана высыхает, толщина мембранного слоя будет сжиматься в зависимости от концентрации состава. Соответственно, толщина в высушенном состоянии будет уменьшена по размеру относительно исходной толщины во влажном состоянии на величину примерно 10% или более (например, примерно 20% или более, примерно 30% или более, примерно 40% или более, примерно 50%).
[0051] Согласно одному из вариантов реализации изобретения цементная панель для наружной обшивки со встроенной воздухо/водонепроницаемой мембраной, расположенной на по меньшей мере одной поверхности, как описано выше, дополнительно содержит листовую мембрану, приклеенную к встроенной воздухо/водонепроницаемой мембране. После формирования на панели встроенной воздухо/водонепроницаемой мембраны, на указанную мембрану можно нанести листовую мембрану с воздухо- и/или влагонепроницаемыми свойствами. Такую листовую мембрану можно нанести на встроенную воздухо/водонепроницаемую мембрану с помощью любого подходящего способа, такого как укладка, нанесение валиком, ламинирование, каландрование и/или прессование. Как правило, листовую мембрану разрезают до размера, соответствующего цементной панели для наружной обшивки. Обычно, указанный лист мембраны можно разрезать до нанесения на панель, но согласно некоторым вариантам реализации листовую мембрану наносят в форме рулона на ряд соединенных панелей, которые затем можно разрезать с получением отдельных встроенных панелей.
[0052] Согласно некоторым вариантам реализации встроенная воздухо/водонепроницаемая мембрана обычно имеет достаточно сильные клеящие свойства, чтобы закрепить листовую мембрану без применения дополнительного адгезива (адгезивов).
[0053] Согласно некоторым вариантам реализации предложена система для монтажа панели для наружной обшивки со встроенной воздухо/водонепроницаемой мембраной. Указанная система может включать один или более дополнительных адгезионных покрытий и/или герметиков, которые можно наносить на встроенную воздухо/водонепроницаемую мембрану, входящую в состав панели для наружной обшивки. Дополнительный адгезив можно нанести по всей поверхности панели или на отдельные участки поверхности (например, по периметру, в центральной части, по параллельным краям и т.п.). Дополнительный адгезив может представлять собой любой подходящий материал, такой как материал, поступающий на рынок под торговыми марками: EXOAIR™ (Tremco), TYVEK™ (DuPont), R-GUARD™ (Prosoco), AIR-SHIELD™ (W. R. Meadows), STOGUARD™ (Sto Corp.) и AIR BLOC™ (Henry Co.). Согласно некоторым вариантам реализации изобретения подходящие герметики включают герметик на основе полиуретана, такой как SPECTREM 1™ (Tremco), и герметик на основе силикона, такой как DYMONIC 100™ (Tremco). По меньшей мере согласно некоторым вариантам реализации монтажная система включает панель для наружной обшивки с воздухо/водонепроницаемой мембраной и по меньшей мере один герметик на основе полиуретана и/или силикона.
[0054] Хотя согласно некоторым вариантам реализации панель для наружной обшивки со встроенной воздухо/водонепроницаемой мембраной можно использовать в комбинации с дополнительной листовой мембраной, согласно другим вариантам реализации панель для наружной обшивки можно использовать без листовой мембраны. Листовая мембрана с воздухо- и/или влагонепроницаемыми свойствами (также известная как ветрозащитная пленка или строительная сетка) может представлять собой любой подходящий материал, например, материалы, полученные из пропитанной асфальтом бумаги или стекловолокна, микроперфорированные многослойные пленки, пленки, ламинированные на фильерные нетканые материалы, пленки, ламинированные на полипропиленовые ткани или покрывающие полипропиленовые ткани, суперкаландрированный полученный способом мокрой выкладки полиолефиновый (например, полиэтиленовый) фибриллярный нетканый материал (например, TYVEK™) и дренируемые ветрозащитные пленки. Согласно вариантам реализации изобретения подходящая листовая мембрана может соответствовать или превосходить минимальные требования, установленные ASTM E2178 («Standard Test Method for Air Permeance of Building Materials»). Примеры листовых строительных сеток показаны и описаны в патенте США № 7148160 и в публикациях заявок на патент США № 2006/0040091 и 2006/0051560, например, содержание которых, тем самым, включено в настоящий документ посредством ссылки. Примеры имеющихся в продаже листовых мембран включают мембраны, поступающие на рынок под следующими торговыми марками: строительная сетка Tri-Built (Tri-Built), TYVEK™ (DuPont), HARDIEWRAP™ (James Hardie), HYDROGAP™ (Benjamin Obdyke), WEATHERMATE™ (Dow), BLUESKIN™ (Henry Co.), FOILSKIN™ (Henry Co.), AIR-SHIELD™ (W. R. Meadows) и CERTAWRAP™ (CertainTeed).
[0055] Встроенная воздухо/водонепроницаем мембрана, необязательно в комбинации с листовой мембраной, позволяет получить панельную систему (цементную панель, встроенную воздухо/водонепроницаемую мембрану и, необязательно, листовую мембрану) с универсальной способностью регулировать и/или изменять степень проницаемости панели по отношению к водяным парам. Способность регулировать степень проницаемости водяных паров воздухо- и влагонепроницаемой цементной панели для наружной обшивки при сохранении постоянной толщины панели является особенно полезной, зависящей от проектируемых и/или заданных рабочих характеристик наружной ограждающей конструкции. На основании определенного набора принципов проектирования и строительных технологий, касающихся управления влажностью в стенных сборных конструкциях и/или от географического и климатического региона применения, может возникнуть необходимость изготовления воздухо- и влагонепроницаемой цементной панели для наружной обшивки с различными степенями проницаемости водяных паров, чтобы соответствовать конкретным требованиям энергетической эффективности зданий и/или намеченным рабочим характеристикам обшивки здания. Например, Министерство энергетики США описывает семь (7) климатических зон. Каждая из семи зон характеризуется количеством градусо-дней отопительного сезона (HDD) и охлаждающих градусо-дней (CDD). Указанные показатели используют, чтобы классифицировать, насколько строгими являются условия отопления и охлаждения зданий в различных регионах страны. Например, климатическая зона 1 (Южная Флорида) имеет CDD > 9000 и при кондиционировании помещений полностью доминирует охлаждение. Напротив, в такой области, как Верхний Средний Запад, расположенной в климатической зоне 6, при применении в зданиях энергии преобладают отопительные нагрузки, при этом HDD составляет больше 7200 и меньше 9000. В процессе проектирования следует учитывать условия сырости и влажности. Критерии влажности оказывают основное влияние на оптимизацию энергетических систем внутри помещения и часто диктуют, какие материалы или системы работают лучше с точки зрения, как энергетической эффективности, так и регулирования влажности. Например, в жарком и сухом климате охлаждение помещений в домах могут обеспечить системы охлаждения испарительного типа, при этом обычно используется меньше энергии, чем в случае традиционных паровых компрессионных систем для кондиционирования воздуха. Между тем, в таких областях, как жаркий/влажный Юго-Восток, особое внимание следует уделять паропроницаемости наружных стенных сборных конструкций для предотвращения серьезных проблем, связанных с появлением сырости и плесени в ограждающей конструкции. Поэтому важное значение имеет необходимость обеспечения различных степеней проницаемости водяных паров в отношении воздухо- и влагостойких цементных панелей для наружной обшивки.
[0056] Степень проницаемости водяных паров можно модифицировать путем регулирования величины применяемой встроенной воздухо/водонепроницаемой мембраны и/или путем регулирования заданной степени проницаемости водяных паров изготовленной необязательной листовой мембраны, толщина которой не изменяется, но которая тем не менее может быть специально сконструирована таким образом, чтобы иметь различные степени проницаемости водяных паров. Типичный способ модифицирования и/или регулирования заданной степени проницаемости водяных паров воздухо- и влагостойкой цементной панели для наружной обшивки позволит обеспечить панель, которая остается пространственно постоянной по толщине. При практических применениях, когда требуется постоянная толщина панели, но необходимы различные степени проницаемости водяных паров, встроенная воздухо/водонепроницаемая мембрана будет оставаться неизменной, а степень проницаемости водяных паров необязательной листовой мембраны будет меняться с обеспечением широкого ряда видов воздухо- и влагонепроницаемых цементных панелей для наружной обшивки с установленной проницаемостью водяных паров. Листовая мембрана также предотвращает склеивание (слипание) встроенных панелей друг с другом.
[0057] Согласно другому варианту реализации цементная панель для обшивки содержит встроенную воздухо/водонепроницаемую мембрану на по меньшей мере одной поверхности указанной панели, и изолирующий материал, который по меньшей мере частично встроен в мембрану. Изолирующий материал представляет собой любой подходящий материал, который можно поместить на встроенную воздухо/водонепроницаемую мембрану для предотвращения склеивания (слипания) комбинированных панелей друг с другом. Учитывая прорезиненную природу мембраны, поверхность может оставаться липкой даже после высушивания и/или отверждения. В результате изолирующий материал, который физически предотвращает приведение соседних комбинированных панелей в контакт друг с другом, можно использовать для предотвращения склеивания и/или повреждения комбинированных панелей.
[0058] Согласно одному из вариантов реализации изолирующий материал представляет собой сетку с неплотным переплетением. Такую сетку изготавливают из любого подходящего материала. Например, указанная сетка может содержать природный или синтетический материал (например, волокно), такой как хлопок, джут, сизаль, шерсть, пенька, лен, бамбук, полотно, стекло, металл, нейлон, полиэтилен, полипропилен, акриловая смола, сложный полиэфир, углеродное волокно и их комбинации. При желании, материал сетки может иметь определенные свойства, такие как огнестойкость, стойкость к действию плесени, водостойкость и/или щелочестойкость, которые либо присущи указанному материалу, либо являются результатом введения химической добавки и/или обработки.
[0059] Для обеспечения свойства противослипания толщина сетки должна быть больше, чем толщина мембраны в высушенном состоянии. Диаметр нитей сетки можно выбрать таким образом, чтобы часть сетки выходила за пределы поверхности высушенной мембраны. Размер (плотность) переплетения особенно не ограничен, но для экономии расходов пространство между нитями сетки может составлять от примерно 1 до 1,5 дюймов (примерно от 2,54 до 3,81 см). Более неплотное переплетение также гарантирует, что сетка не препятствует эффекту самоуплотнения, обеспеченному мембраной, в отношении крепежных средств, используемых при монтаже комбинированной панели.
[0060] Сетку предпочтительно наносят в виде листа, который соответствует размеру комбинированной панели. Указанную сетку можно нанести на мембрану на любой желаемой стадии. Например, мембрана может быть полностью влажной, частично сухой или полностью высушенной при условии, что мембрана сохраняет подходящую степень прилипаемости, которая позволяет встраивать и удерживать указанную сетку.
[0061] Согласно другому варианту реализации изолирующий материал представляет собой гранулу или шарик, который по меньшей мере частично встроен в мембрану. Указанная гранула или шарик выполнен из любого подходящего материала, обеспечивающего противослипающий эффект. Единственные реальные ограничения состоят в том, что гранулы или шарики сделаны из износостойкого материала и имеют размер (т.е., диаметр или толщину), который больше, чем толщина высушенной мембраны, так что часть каждой гранулы/шарика выходит за пределы поверхности высушенной мембраны. Подходящие материалы включают полимер (например, полиэтилен (включая полиэтилен высокой плотности), полипропилен, полистирол, поливинилхлорид, сложный полиэфир, акриловую смолу, резину и их комбинации), древесину, металл и стекло. Гранулу/шарик также можно получить из термоплавкого адгезива, такого как адгезивы на основе сополимеров этилена и винилацетата, сополимеров этилена и акрилата, сложного полиэфира, полиэтилена и полипропилена.
[0062] Гранулы/шарики можно нанести любым подходящим способом, который позволяет указанным гранулам/шарикам встроиться в мембрану. Гранулы/шарики можно нанести на мембрану на любой желаемой стадии. Например, мембрана может быть полностью влажной, частично сухой или полностью высушенной при условии, что мембрана сохраняет подходящую степень прилипаемости, которая позволяет встраивать и удерживать указанные гранулы/шарики. Согласно предпочтительному варианту реализации гранулы/шарики наносят в форме сетки или решетки по всей поверхности комбинированной панели. Частота нанесения гранул/шариков особенно не ограничена при условии, что сохраняется свойство противослипания (например, интервал составляет каждый 1 дюйм (2,54 см), каждые два дюйма (5,08 см), каждые три дюйма (7,62 см) и т.д.). Согласно предпочтительному варианту реализации изобретения размещение гранул/шариков не препятствует эффекту самоуплотнения, обеспеченному мембраной, в отношении крепежных средств, используемых при монтаже комбинированной панели.
[0063] Дополнительные варианты реализации обеспечивают способ изготовления панели для наружной обшивки с воздухо/водонепроницаемой мембраной. Способ включает стадии получения цементной суспензии и изготовления цементной панели путем размещения суспензии между двумя обшивочными листами. После затвердевания цементной панели ее покрывают воздухо/водонепроницаемой мембраной. Согласно некоторым вариантам реализации изобретения цементную панель изготавливают путем размещения цементной суспензии, содержащей гипс, между двумя стекловолокнистыми плитами. После затвердевания цементной панели на нее наносят покрытие воздухо/водонепроницаемой мембраны, полученной, как предложено в таблице 1, путем распыления, с помощью валика или путем обливания. Способ, описанный выше, имеет много преимуществ. При выполнении в регулируемых условиях, включающих постоянный мониторинг и поддержание температуры, указанный способ позволяет получить панель для наружной обшивки с воздухо/водонепроницаемой мембраной, характеризующейся постоянной толщиной, однородностью и даже адгезионным сцеплением мембраны с цементной панелью.
[0064] Неожиданно было обнаружено, что панель для наружной обшивки с воздухо/водонепроницаемой мембраной, описанной выше, имеет отличную прочность прилипания мембраны к панели и очень хорошо выдерживает испытания на прочность прилипания, в том числе стандартизированное испытание ASTM C297. Ниже в таблице 2 показаны результаты испытания на прочность сцепления согласно ASTM C297 для панели для наружной обшивки с воздухо/водонепроницаемой мембраной, описанной выше и полученной с применением четырех различных способов нанесения покрытия распылением A - D (способ A - покрытие распылением из середины панели; способ B - покрытие распылением из маркированных краев; способ C - покрытие распылением из 4 фут (примерно 1,2 м) секции при поперечном направлении машины; и способ D - ручное распыление с помощью ручного насоса).
Таблица 2. Прочность прилипания
Значения сцепления в аксиальном направлении - psi (кПа)
Образец #
A
B
C
D
1
26,5(примерно 183)
32(примерно 221)
20,25(примерно 140)
37,75(примерно 260)
2
24,75(примерно 170)
35,5(примерно 245)
33,25(примерно 229)
28(примерно 193)
3
16,25(примерно 112)
39,75(примерно 274)
30,25(примерно 209)
30,25(примерно 209)
4
25,25(примерно 174)
29,25(примерно 202)
33,25(примерно 229)
42,75(примерно 295)
5
25,75(примерно 178)
32(примерно 221)
33,25(примерно 229)
36,5(примерно 252)
Среднее
23,7(примерно 163)
33,7(примерно 232)
30,05(примерно 210)
35,05(примерно 242)
Стандартное отклонение
4,2
4,0
5,6
5,9
[0065] Неожиданно было обнаружено, что в испытании на прочность сцепления согласно ASTM C297 панель для наружной обшивки с воздухо/водонепроницаемой мембраной, описанной выше, обеспечивает отличную прочность прилипания мембраны к панели и соответствует минимальному значению прочности прилипания при растяжении в аксиальном направлении при 15 psi (примерно 103 кПа). Как показано выше в таблице 2, средняя точка разрушения для всех панелей составляет выше 20 psi (примерно 138 кПа). Кроме того, также было неожиданно обнаружено, что точка разрушения для всех панелей, приведенных в таблице 2, находится внутри самой панели, т.е. между облицовочным материалом из стеклянного мата и гипсовой сердцевиной.
[0066] Также было неожиданно обнаружено, что панель для наружной обшивки, изготовленная с применением воздухо/водонепроницаемой мембраны, полученной согласно таблице 1, работает лучше, чем панели, полученные с применением имеющихся в продаже покрытий, таких как EXOAIR™ 230, покрытие ICE™, TREMGARD™ HB (все от компании Tremco), в различных испытаниях, включая испытания на прилипание, стойкость к ультрафиолетовому облучению, воздухопроницаемость, легкость с точки зрения вязкости нанесения покрытия распылением, поверхностную клейкость и слипание и дефекты при сушке. Некоторые сравнительные данные приведены ниже в таблице 3.
Таблица 3. Сравнительный анализ
Характеристики
ExoAir 230
Покрытие ICE
Tremgard HB
Состав согласно изобретению
Прилипание (прилипание за счет сцепления в аксиальном направлении ≥ 15 psi (примерно 103 кПа))
Испытание выдержано
Нет сведений
Нет сведений
Испытание выдержано
Стойкость к ультрафиолетовому облучению (отсутствуют поверхностные трещины после 1000 часов испытания на устойчивость к ультрафиолету QUV-A)
Испытание выдержано
Испытание выдержано
Испытание выдержано
Испытание выдержано
Воздухопроницаемость (ASTM E-96)
Испытание выдержано (11,71 перм)(примерно 6,70×10<sup>-10</sup> кг×с<sup>-1</sup>×м<sup>-2</sup>×Па<sup>-1</sup>)
Испытание не выдержано(4,76 перм) (примерно 2,72×10<sup>-10</sup> кг×с<sup>-1</sup>×м<sup>-2</sup>×Па<sup>-1</sup>)
Испытание выдержано(12 перм) (примерно 6,87×10<sup>-10</sup> кг×с<sup>-1</sup>×м<sup>-2</sup>×Па<sup>-1</sup>)
Испытание выдержано(12,98 перм)(примерно 7,43×10<sup>-10</sup> кг×с<sup>-1</sup>×м<sup>-2</sup>×Па<sup>-1</sup>)
Отсутствуют дефекты при сушке (не образуются вздутия, трещины при 180 °F (примерно 82 °С)
Испытание не выдержано
Нет сведений
Испытание не выдержано
Испытание выдержано
Поверхностная клейкость/слипание (отсутствует слипание при 7,5 psi (примерно 52 кПа) через 30 минут)
Испытание не выдержано
Нет сведений
Испытание не выдержано
Испытание выдержано
Вязкость (легкость нанесения покрытия распылением)
Испытание не выдержано
Нет сведений
Испытание не выдержано
Испытание выдержано
ЛОС (как можно меньше)
Испытание не выдержано(37 г/л)
Испытание не выдержано(14 г/л)
Испытание не выдержано(22 г/л)
Испытание выдержано(8 г/л)
Герметизируемость при применении гвоздей (ASTM D-1970)
Испытание выдержано
Нет сведений
Испытание выдержано
Испытание выдержано
[0067] Также неожиданно было обнаружено, что кондиционирование панели для наружной обшивки с воздухо/водонепроницаемой мембраной в печи предотвращает проблемы, связанные со слипанием панелей. Такие кондиционированные панели приобрели свойство противослипания и могут быть складированы в штабеля без необходимости применения сетки или другого изолирующего материала.
[0068] Кроме того, неожиданно было обнаружено, что наилучшие результаты достигаются при кондиционировании панели в печи с двумя различными температурными зонами. Согласно некоторым вариантам реализации предпочтительно, чтобы панель сначала кондиционировали в первой температурной зоне с более низкой температурой, а затем перемещали во вторую температурную зону, в которой вторая температура выше, чем первая температура в первой температурной зоне. Согласно некоторым вариантам реализации изобретения температуру в первой температурной зоне можно установить в диапазоне от 100 до 140 °F (примерно от 38 до 60 °С) и температуру во второй температурной зоне можно установить в диапазоне от 160 до 190 °F (примерно от 71 до 88 °С). Указанный способ кондиционирования для получения панели для наружной обшивки со встроенной воздухо/водонепроницаемой мембраной, обладающей свойством противослипания, можно использовать для изготовления панели с любой встроенной воздухо/водонепроницаемой мембраной, описанной в настоящей заявке. Согласно некоторым вариантам реализации указанный способ кондиционирования применяют к панели для наружной обшивки со встроенной воздухо/водонепроницаемой мембраной, полученной с применением полимерного вяжущего и карбоната кальция, как указано в таблице 1. Как показано на фиг. 2A, встроенную воздухо/водонепроницаемую мембрану, полученную с применением полимерного вяжущего и карбоната кальция, как указано в таблице 1, подвергали кондиционированию только в более высокотемпературной зоне. На такой панели образовалось вздутие. В отличие от панели, показанной на фиг. 2a, вторая встроенная воздухо/водонепроницаемая мембрана, полученная с применением полимерного вяжущего и карбоната кальция, как указано в таблице 1, подвергалась кондиционированию способом с применением двух зон. Как показано на фиг. 2B, на такой второй панели не появлялись вздутия, при этом указанная панель проявляла отличное свойство противослипания без необходимости применения сетки или любой другой дополнительной обработки.
[0069] Любая из комбинированных панелей, описанных в настоящем документе, может быть частью системы, включающей комбинированную панель, которая приклеена к одной или более стоек каркаса стены или потолочным балкам с помощью крепежного средства (например, винта, гвоздя), содержащую встроенную воздухо/водонепроницаемую мембрану в качестве наружного облицовочного материала. Две соседние панели соединяют по швам, используя подходящую ленту для заклейки швов и шовный герметик. При необходимости, можно добавить дополнительный гидроизолирующий слой в качестве дополнительного воздухо- и водонепроницаемого слоя. Облицовочный материал (например, боковую обшивку, гонт, камень) дополнительно приклеивают к наружной облицовочной поверхности комбинированной панели. Вся система выполнена с возможностью предотвращения проникновения воздуха и воды через панель во внутреннюю часть структуры.
[0070] Все ссылки, приведенные в настоящем документе, включены посредством ссылки в той же степени, как если бы отдельно и специально было указано, что каждая ссылка включена посредством ссылки и была изложена в настоящем документе в полном объеме.
[0071] Следует понимать, что применение терминов в единственном числе и подобных объектов в контексте описания настоящего изобретения (в частности, в контексте приведенной ниже формулы изобретения) включает формы единственного и множественного числа, если в настоящем документе не указано иное или явно не противоречит контексту. Термины «состоящий из», «имеющий», «включающий» и «содержащий» следует понимать как неограничивающие термины (т.е., означающие «в том числе, но не ограничиваясь этим»), если не указано иное. Если в настоящем документе не указано иное, подразумевают, что перечисление диапазонов значений служит просто в качестве способа сокращения при приведении по отдельности каждого отдельного значения, попадающего в указанный диапазон, при этом каждое отдельное значение включено в описание изобретения, как если бы оно было приведено в настоящем документе в отдельности. Все способы, описанные в настоящем документе, можно реализовать в любом подходящем порядке, если в настоящем документе не указано иное или иначе явно не противоречит контексту. Использование в настоящем документе любого и всех примеров или приводимых в качестве примера выражений (например, «такой как») предназначено просто для лучшего освещения настоящего изобретения и не накладывает ограничение на объем изобретения, если не заявлено иное. Приведенные в описании настоящего изобретения выражения не следует рассматривать как указывающие на какой-либо незаявленный элемент в качестве существенного для практической реализации настоящего изобретения.
ПРИМЕР 1
Изготовление панели для наружной обшивки со встроенной воздухо/водонепроницаемой мембраной
[0072] Цементную панель изготавливали с применением цементной сердцевины, содержащей гипс, который помещали между двух стекловолокнистых плит. Цементную панель оставляли отверждаться.
[0073] Воздухо/водонепроницаемую мембрану получали с применением полимерного вяжущего, карбоната кальция и противогрибкового средства, как показано в таблице 1. Цементную панель покрывали воздухо/водонепроницаемой мембраной путем распыления. Параллельно получали вторую контрольную панель с покрытием.
[0074] Первую панель с покрытием кондиционировали в печи в первой температурной зоне при температуре в дипазоне от 100 до 140 °F (примерно от 38 до 60 °С) и затем перемещали во вторую температурную зону и дополнительно кондиционировали при температуре в дипазоне от 160 до 190 °F (примерно от 71 до 88 °С).
[0075] Вторую контрольную панель с покрытием кондиционировали в той же печи, но только во второй температурной зоне при температуре в дипазоне от 160 до 190 °F (примерно от 71 до 88 °С).
[0076] В то время как первая панель с покрытием была полностью кондиционирована, не имела вздутий и приобрела свойство противослипания, как показано на фиг. 2B, вторая контрольная панель была покрыта вздутиями, образовавшими на покрытии, которое шелушилось, при этом указанная контрольная панель не была кондиционирована должным образом, как показано на фиг. 2A.