CN101304962B - 用于纤维水泥基材的抗碎胶乳面层组合物 - Google Patents

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Abstract

以独立的纤维水泥板基材形式出现的一种涂覆过的纤维水泥制品，其基材具有第一主表面，至少一部分的该第一主表面被抗碎的最终面层组合物所覆盖，该组合物含有多段胶乳聚合物，以及用这样的组合物涂覆纤维水泥板基材来制造抗碎面涂的纤维水泥制品的方法，与叠放涂覆的板材的方法。

Description

用于纤维水泥基材的抗碎胶乳面层组合物
技术领域
本发明涉及预装饰的纤维水泥壁板。 
背景技术
纤维水泥复合壁板是一种高质量的建筑材料，与乙烯基壁板，铝壁板或木壁板相比有许多优点。一个主要的优点是纤维水泥壁板的耐久性要好得多。纤维水泥壁板一般包含一个基材，它由木浆或合成纤维与二氧化硅，水硬水泥和水混合制成。该混合物被压制成板形并被干燥。壁板的一个或两个主表面可以被仿型加工或压花，使其看上去像有纹理的或粗锯齿的木材或其他的建筑材料，或者是扇形皱褶或者切割成瓦棱状。有各种各样风格和形状的壁板，包括互搭壁板，竖向壁板，拱腹壁板，镶边板，带装饰缘的木瓦复制品和石材或拉毛粉刷复制品，所有这些都可以统称为“板”。也有各种各样尺寸和厚度的纤维水泥壁板有售。例如，竖向壁板一般宽度约为1.2m(4ft)，长度约为2.5-3m(8-10ft)，厚度约为4-15mm(0.16-0.59in)。纤维水泥护壁板可以在制造它们的工厂里进行预装饰(例如涂底漆或上漆)，叠摞储存(例如在工厂或中间商的仓库里)，并被送往施工现场，简单地用于建筑物。制成的预装饰板具有涂过底漆或上过漆的外观，可以直接连接。 
但是不幸的是，与乙烯基壁板、铝壁板或木壁板产品相比，纤维水泥壁板是一种重得多的基材。尽管建筑商和业主需要纤维水泥壁板的美观和方便，但是，预装饰板的装饰表面在储藏时会造成看得出的擦伤或损坏。如果损坏的预装饰层只是底涂层，那么，后果还不严重。连接于建筑物之后，预装饰过底漆的板可以用一最终的面涂层罩上，这一步骤可能已经被应用于任意的情况。但如果损坏的预装饰层是最终的面涂层的话，那么，至少损坏的部分、往往整个板都必须进行重新整修。这就达不到制造具有 预装饰的最终面涂层的板材的目的了。 
一种损坏的机理是由于重的板互相叠摞，累积起来的板重量损坏了表面涂层。例如，一块压花壁板表面上涂过底漆的或上过漆的耸起部分会被压碎，被压平的耸起部分看上去可能就像有光泽的点。制造商试图通过将一对预装饰的板面对面地摆放，而中间用一层塑料或纸的保护衬垫来减少这样的损坏。这样的一对板可以叠摞在一个托板上，托板高例如约30至约60厘米(约1至约2英尺)，如果保护衬垫足够厚，那就可以充分保护在托板内的板的表面。但是，为了使仓库的能力最大化，制造商或者中间商也会把好几个装有壁板的托板直接互相叠摞叠摞，用间隔条使叉车能进入每个托板之间。在这样的多托板垛底部的板承受着所有叠摞堆叠在它们上面的板的重量。在高的仓库里，施加在底部的板上的重量可能超过6，8甚至10kg/cm2(85，113甚至142psi)，尽管有保护衬垫存在，对这样的底部的板上的表面涂层的损坏可能是很严重的。位于间隔条下面的板的部分可能比未直接位于间隔条下面的部分受到更加集中的载荷(即，压力)，局部的表面涂层的损害可通过一块或多块直接位于间隔条下面的板显露出来。 
综上所述，我们会意识到本领域所需要的是一种预装饰的纤维水泥壁板产品，它在多个托板叠摞，即在高仓库中储藏时仍能保持它在工厂中的外观。这里对这样的壁板产品和制备它们的方法作了公开和要求了权利。 
发明内容
惊人的是我们已经发现了一种包含多段胶乳聚合物的最终面层组合物，它能够耐受纤维水泥壁板产品在储藏过程中施加的力。例如，包含多段胶乳聚合物的最终面层组合物具有足够低的“软化阶段”Tg和足够高的“硬化阶段”Tg，看来能够提供抗碎的，容易结合的最终面涂层。软化阶段Tg最好使组合物在约0与约55℃之间的最低成膜温度(MFFT)下结合，对于可接受的成膜无需多于10％的VOC。硬化阶段Tg最好使涂覆过的板可以叠摞在通常用于纤维水泥板生产厂的叉车托板上而不显示出有压碎损坏的迹象，更适宜的是能使多块托板一块摞一块地叠摞而不造成这样的损坏。 
因此，本发明的一个实施例提供了一种涂敷过的纤维水泥制品，它包 含一独立的纤维水泥板基材，该基材具有第一主表面，至少一部分的该第一主表面被抗碎的最终面层组合物所覆盖，该组合物含有多段胶乳聚合物。 
本发明的另一个实施例提供了一种制造涂覆过的纤维水泥制品的方法，该方法包括提供独立的(unattached)纤维水泥板基材，该基材具有第一主表面；提供包含有多段胶乳聚合物的面层涂料组合物；将该面层涂料组合物涂覆到该第一主表面的至少一部分上；令该涂料组合物干燥或者用其他方法固化形成抗碎的最终面涂层，将两块或多块这样涂覆过的板叠摞在一托板或其他水平的支承表面上。 
在更优选的一些实施例中，一对涂覆过的板被面对面地放置，在面涂的表面之间有塑料的或纸的保护衬垫，或者多个这样的成对的板被叠摞在一叉车托举平台上形成承载的托板，或者多块载有涂覆过的板的托板一块摞一块地叠摞起来。 
附图说明
图1为涂覆过的纤维水泥制品的截面示意图； 
图2为面对面的一对涂覆过的纤维水泥制品的截面示意图，在这一对制品之间有保护衬垫； 
图3为一托板的涂覆过的纤维水泥制品的透视图； 
图4为多个载有涂覆过的纤维水泥制品的托板叠摞的透视图； 
图5至图11为差示扫描量热(DSC)曲线，显示出不同胶乳聚合物的Tg值； 
不同附图中的相同标记符号表明相同的单元。图中的单元不按比例。 
具体实施方式
使用端点列举数字范围系包括该范围内的所有数字(例如1至5包括1，1.5，2，2.75，3，3.80，4，5，等)。 
术语“一个(种)”，“该”，“至少一种(个)”，以及“一个(种)或更多个(种)”可互换使用。因此，例如，含有“一种”添加剂的涂层组合物包含“一种或多种”添加剂。 
术语“板”概括地指适合于与建筑物外表面连接的平面构件，包括互搭壁板，竖向壁板，拱腹壁板，镶边板，带装饰缘的木瓦复制品和石材和拉毛粉刷复制品。 
术语“抗粉化性”当用于有关涂料组合物时指的是，如果该涂料组合物被涂覆在纤维水泥板基材上并被干燥或者用其他方法硬化时，依照ASTMD4214测试方法A采用在佛罗里达竖向外露5年评价该涂料组合物的粉化等级不小于5(即，评级为5至10)，更优选的是不小于6(即，评级为6至10)，最优选的是不小于8(即，评级为8至10)。 
术语“抗色变性”当用于有关涂料组合物时指的是，如果该涂料组合物被涂覆在纤维水泥板基材上并被干燥或者用其他方法硬化时，依照在佛罗里达竖向外露5年评价该涂料组合物的变化小于15个Macadam单位，更理想的是变化小于10个Macadam单位，最理想的是变化小于8个Macadam单位。 
术语“抗龟裂性”当用于有关涂料组合物时指的是，如果该涂料组合物被涂覆在纤维水泥板基材上并被干燥或者用其他方法硬化时，依照ASTMD661采用在佛罗里达竖向外露5年评价该涂料组合物的龟裂等级不小于5(即，评级为5至10)，更优选的是不小于6(即，评级为6至10)，最优选的是不小于8(即，评级为8至10)。 
术语“抗碎性”当用于有关涂料组合物时指的是，如果该涂料组合物被涂覆在两块面对面的压花纤维水泥板基材上并被干燥或者用其他方法硬化且被施加约6kg/cm2的压力时，采用下述的1至5的评级标准该涂层显示出的等级为3或更好。 
术语“最终面层”指的是涂料组合物当干燥或者用其他方法硬化时在与建筑物外墙结合的纤维水泥板上形成了装饰性的或保护性的最外面的罩面层。进一步的解释，这样的最终面层包括涂料，颜料或封闭填料，它们能够经受长期的室外暴露(例如，相当于朝南竖向地暴露在佛罗里达阳光下一年)而看不出有令人不满意的恶化，但不包括底漆，如果没有面层的涂覆，底漆可能耐受不了长期的室外暴露。 
术语“官能化的”当用于胶乳聚合物时指的是，该聚合物除了羧基基 团和含有(CHx)(此处，x为0，1，2，或3)的线型，支链或环状结构外还含有另外的侧接的活性化学部分。 
术语“光泽”当用于涂料组合物时指的是，依照ASTM D523评价纤维水泥板主表面的光滑区域时所得到的60°度量。 
术语“承载的”当用于托板时指的是，该托板载有一摞四块或更多块的板。 
术语“低水平”当用于含有苯乙烯的或由苯乙烯制备的多段胶乳聚合物时指的是，根据使用的乙烯型不饱和单体的全部重量的30重量％以下的苯乙烯存在于该多段胶乳聚合物中或被用来制备该多段胶乳聚合物，“很低水平”指的是，20重量％以下的苯乙烯存在于该多段胶乳聚合物中或被用来制备该多段胶乳聚合物，“大体上没有”指的是，10重量％以下的苯乙烯存在于该多段胶乳聚合物中或被用来制备该多段胶乳聚合物。 
术语“低VOC”当用于液体涂料组合物时指的是，该涂料组合物含有根据液体涂料组合物总重量计约小于10重量％的挥发性有机化合物，较优选的是含有约小于7重量％的挥发性有机化合物，最优选的是含有约小于4重量％的挥发性有机化合物。 
术语“(甲基)丙烯酸”包括丙烯酸和甲基丙烯酸的任一者或二者，术语“(甲基)丙烯酸酯”包括丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯的任一者或二者。 
术语“多段”当用于胶乳时指的是，该胶乳聚合物是通过不连续的加入两种或更多种的单体来制备的，或者通过连续-变化地加入两种或更多种的单体来制备的。通常，多段胶乳在用DSC测定时不会显示出单一的Tg拐点。例如，通过不连续地加入两种或更多种的单体来制备的多段胶乳的DSC曲线会显示出两个或两个以上的Tg拐点。另外，通过连续-变化地加入两种或更多种的单体来制备的多段胶乳的DSC曲线会显示不出Tg拐点。进一步解释，通过加入单一单体或不变化地加入两种单体来制备的单段胶乳的DSC曲线可能仅显示出单个Tg拐点。偶尔在只观察到一个Tg拐点的时候，会难以确定该胶乳是否表示多段胶乳。在这种情况下，有时经过更精细的检测会发觉一个较低的Tg拐点，或者可以检查所采用的制备该胶乳的合成路线以确定是否可以预期生成多段胶乳。 
术语“托板”指的是一个可移动的仓储平台，板可以叠摞在其上面，所述托办可以在仓库内用叉车来搬动。 
术语“抗剥落性”当用于涂料组合物时指的是，如果该涂料组合物被涂覆在纤维水泥板基材上并被干燥或者用其他方法硬化时，依照ASTM 772采用在佛罗里达竖向外露5年评价该涂料组合物的剥落等级不小于5(即，评级为5至10)，更优选的是不小于6(即，评级为6至10)，最优选的是不小于8(即，评级为8至10)。 
术语“优选的”和“理想的”指的是本发明在某些情况下可能带来某些益处的实施方式。但是，在相同的或其他的情况下也可能优选其他的实施方式。另外，列出一个或多个优选的实施方式并不意味着其他的实施方式是没有用的，并且无意将其他的实施方式排除在本发明的范围之外。 
术语“压力”当用于一摞托板时指的是，估计的或测量的施加在一摞托板的最下面的一块托板上的最上面的一块板上的可辨别区域(例如隆起的峰)上的压力。这块最上面的或着在顶部的板在托板的正下方(例如在托板的间隔条的下面)会受到非常集中的载荷。虽然在这块顶部板的下方的各板可能承受更大的总重量，但这样的重量会比较平均地分布，造成峰的载荷低于直接位于托板之下时的情况。 
术语“独立的”当用于一块板时指的是，该板未被固定在(例如钉在，拧在或胶接在)建筑物上。 
术语“抗风化的”当用于涂料组合物时指的是，该涂料组合物暴露于室外时具有以下的一项或多项性质：抗粉化，抗色变，抗龟裂或抗剥落(较优选的是表现出至少两项或更多，更优选的是表现出至少三项或更多，最优选的是表现出全部这些性质)。 
参见图1，图中显示了本发明的涂覆过的纤维水泥板10的截面示意图。板10包含有纤维水泥基材12。基材12一般非常重，例如，密度约为1至1.6g/cm3或更高。基材12的第一主表面14可能被压花成具有小的峰或脊16和谷18，例如这样一来看上去像粗锯出来的木材。主表面14可以具有各种各样其他的表面形状，可以像各种各样除粗锯出来的木材之外的建筑材料。还有一个或多个任选的层20(例如可以是一层封闭填料，底漆或同时包括封闭 填料和底漆层)可以位于表面14的顶上。层20能形成一牢固粘附的底层，在它的上面可以形成一层或多层牢固粘附的最终面层22，而且可以把麻点或别的凹凸不平(有时侯当板在工厂里干燥时产生的)遮掩掉，不然的话就会在表面14上看得出来。如果是底漆的话，层20可包含高的颜料体积浓度(PVC)，例如约45％或更高。但是，层20不是抗风化的或装饰的，并非设计来或打算作为最终面层。最终面层22形成抗碎的表面，它是抗风化的和装饰的，当别的板摞在制品10上面时它能够耐损伤。希望最终面涂层能够耐受在其他的仓储和运输作业，例如长时间的储藏和把预装饰的叠摞的板运往施工现场过程中施加在板10上的力。这样，最终面层22可以降低看得见的涂层损伤，因而，减少了在板10被连接到建筑物上之后所需的修整和重新涂覆。 
主平面14上的峰16与谷18之间的高度差要比图1显示出的大得多，为了突出的目的，底漆层20和最终面层22的厚度在图1中已被放大。主平面14上的峰16与谷18之间通常的实际高度差，例如约为1-5毫米。 
图2显示一对(10a，10b)面对面放置的涂覆过的纤维水泥板24的截面示意图，其压过花的面14a，14b可以可选地用底漆，封闭填料，或二者兼用(未在图2中显示出)和最终面层22a，22b来涂覆。最终面层22a，22b相互面对，但用置于22a，22b之间的保护衬垫26来隔开并使其或多或少得到保护不被损伤。当板10一块摞一块地叠摞时，图2所示的布置方式能提供较好的抗碎性能。 
图3为承载的托板30的透视图，它包括托板32和装在其上的8对板24a至24h。任选的绑扎带34有助于使承载的托板32稳定。横交叉梁35夹在上水平平台36于下水平平台37之间，也使承载的托板32稳定。本领域普通技术人员会意识到也可以用其他形状的托板。例如，托板可包含更多的横梁35(例如3根，4根，5根或更多根)，或者可省去下水平平台37。本领域普通技术人员会意识到托板37可装上不同于图3所示的大壁板形状的纤维水泥板。例如，托板可装上几排并排的厚板，拱腹板，镶边板，木瓦，石材复制品，拉毛粉刷复制品和其他市场有售的板构造形式。本领域普通技术人员也会意识到，承载的托板32的高度是可变的，例如，可以高约0.2米至约2米。 
图4为两并排的叠40的透视图，每叠包括三块承载的托板32，它们互相叠摞。虽然图4显示出每叠有三块托板，但各叠可含有更多或更少的托板， 总高度可以是多种多样的。托板可能不是均匀分配重量，托板横梁可能将托板重量集中在托板下的板压花表面内的峰区域。实际上，所有重叠的板重量可能压在整个板的小至5-10％的表面积上。例如，采用现有的为纤维水泥壁板设计的装托板的系统，涂覆过的纤维水泥板可叠摞高至约6米。对于这样的6米高的叠，由此产生的施加在叠的最下面的托板中最上部板上的压力(根据约5-10％的接触面积)可能约为例如10kg/cm2，当叠高4米时约为8kg/cm2，叠高2米时约为6kg/cm2。 
可以有各种各样的纤维水泥板基材用于本发明。这样的基材一般包含木浆(例如含有纤维素纤维)，二氧化硅和水硬水泥(例如波特兰水泥)的复合物。用于本发明的代表性的纤维水泥基材包括未涂覆的纤维水泥基材，密封的但未底涂过的纤维水泥基材，预底涂过的且任选的密封过的纤维水泥基材，以及预涂漆的且任选底涂过的或密封过的纤维水泥基材。不论得到时是否已经涂覆过，基材可以根据需要任选地进一步被底涂，着色或密封，然后进行如这里所述的面涂。各种各样适合的纤维水泥基材可以在市场上买到。例如，几种优选的纤维水泥壁板制品可从美国加利福尼亚州密申维杰的詹姆斯哈代建筑产品有限公司(James Hardie Building Products Inc.ofMission Viejo，CA)买到，包括那些出售的HARDIEHOMETM壁板，HARDIP ANELTM竖向壁板，HARDIPLANKTM搭接壁板，HARDIESOFFITTM板，HARDITRIMTM厚板以及HARDISHINGLETM壁板。可以得到具有延长的保质期的这些产品，拒称其能耐受水汽的损害，只需要少量维修，不龟裂，不腐蚀，不层离，能忍受长时间暴露于潮湿，雨，雪，盐雾和白蚁所受到的损害，不可燃，给予木材的温暖和纤维水泥的耐久性。其他适合的纤维水泥壁板基材包括德国艾瑟隆的卡福USG系统有限公司(Knauf USG Systems GmbH&Co.KG of Iserlohn，Germany)出品的AQUAP ANELTM水泥板产品，美国加利福尼亚州密申维杰的斯姆普兰克(Cemplank of Mission Viejo，CA)出品的CEMPLANKTM，CEMP ANELTM and CEMTRIMTM水泥板；美国宾夕法尼亚州的锻造山谷市的塞顿提得公司(CertainTeed Corporation of Valley Forge，PA)出品的WEATHERBOARDSTM 水泥板产品；美国加利福尼亚州的卡森市的麦克斯泰尔有限公司(MaxiTile Inc.of Carson，CA)出品的MAXriTLETM，MAXISHAKETM和MAXISLATETM水泥板产品；美国佐治亚州诺克洛斯市的尼支哈美国有限公司(Nichiha U.S.A.，Inc.of Norcross，GA)出品的BRESTONETM，CINDERSTONETM，LEDGESTONETM，NEWPORT BRICKTM，SIERRAPREMIUMTM和VINTAGE BRICKTM水泥板产品，中国张家港永美建材有限公司(Zhangjiagang Evernice Building Materials Co.Ltd.of China)出品的EVERNICETM水泥板产品和印度艾瑞斯工业有限公司(Everest IndustriesLtd.)出品的E BOARDTM水泥板产品。 
公开的涂覆过的板包含一层或多层的最终面层。例如，在一个示例性的实施方式中，板用一层封闭填料和一层或多层最终面层组合物涂覆。在另一个示例性的实施方式中，板用底涂层和一层或多层最终面层组合物涂覆。在另一个示例性的实施方式中，板用一层封闭填料，底涂层和一层或多层最终面层组合物涂覆。优选地，对各层的选择是要提供一涂层体系，它与基材和体系的相邻层之间有良好的粘着性。 
代表性的任选封闭填料层包含丙烯酸胶乳材料。封闭填料层可保持例如一项或多项性能，如提高粘着性，阻止风化，防水，抗结块性。示例性的封闭填料包括未加颜料的或低颜料水平的胶乳溶液，它含有例如约5至20重量％的固体。一个可在市场上购得的封闭填料的例子是OLYMPICTM FC封闭填料(PPG出品)。其他的封闭填料包括那些在美国临时申请60/764,044，60/764,103，60/764,131和60/764,242(均在2006年1月31日提交)，60/802,185和60/802,186(二者在2006年5月19日提交)，60/810,739(2006年6月2日提交)和60/819,505(2006年7月7日提交)。每一项临时申请的公布参考结合入本文中。推荐的封闭填料在干燥或用其他方法硬化后的厚度为约0.1至约0.3毫米。 
代表性的任选底漆层包含有丙烯酸胶乳或乙烯基底漆。如果需要如果需要的话，底漆可包含彩色颜料。优选的底漆测得的60°光泽值低于15光泽单位，更优选的是低于10光泽单位，最优选的是低于5光泽单位，PVC(颜料体积浓度)至少为45％。优选的底漆还提供了抗结块性。推荐的底漆层在干燥或用其他方法硬化后的厚度为约10至约50微米，更优选的是约15至约30 微米。 
有各种各样的最终面层组合物可用于本发明。面层包含多段胶乳聚合物，一般都包含有一载体(例如水，一种或多种有机溶剂)，需要的话还可包含其他的成分，如彩色颜料A，在某些实施方式中其特征为一油漆。优选的是，最终面层配制成它能用工厂的涂覆设备和适合的干燥或固化设备来涂覆到纤维水泥基材上并晶型硬化，工厂的涂覆设备是将板移动通过一个涂布头。优选的最终面层组合物所测得的60°光泽值大于1光泽单位，更优选的是在5与30光泽单位之间。 
有各种各样的多段聚合物可用于所揭示的最终面层。多段胶乳聚合物优选含有至少两种具有不同玻璃化转变温度(即，不同的Tg值)的聚合物。在一个优选的实施方式中，该胶乳可包含第一聚合物段(软段)，其Tg低于40℃，例如，在约-65至40℃之间，更优选的是在约-15至15℃之间，以及第二聚合物段(硬段)，其Tg高于40℃，例如，在约40至230℃之间，更优选的是在约60至105℃之间。 
多段胶乳可用乳液聚合和顺序单体加料技术方便地加以合成。例如，在聚合反应的早期阶段加入第一单体组合物，然后在聚合反应的后期阶段加入第二个不同的单体组合物。在某些实施方式中，用高Tg单体组合物开始聚合反应，然后切换至低Tg单体组合物是比较有利的，而在其他实施方式中，用低Tg单体组合物开始聚合反应，然后切换至高Tg单体组合物是比较有利的。也可采用多个硬段和软段。例如，在某些组合物中，聚合两种低Tg软段单体组合物是有利的。在一说明性的实施方式中，第一软段可以用一种Tg接近室温(例如20℃)的单体组合物来制备，第二软段可以用一种Tg比室温低得多(例如5℃)的单体组合物来制备。尽管并不希望被理论限制，但相信该第二软段聚合物有助于改善胶乳聚合物颗粒的聚集。 
可能采用通过连续变化的单体加料制备的梯度Tg胶乳聚合物是有利的。所得到的聚合物的DSC曲线上一般并不显示Tg拐点，或许可以说实质上有无数个Tg段。例如，可以用一种高Tg的单体加料开始，然后在聚合反应的某个时刻开始将一种低Tg软段单体组合物加入到高Tg硬段单体原料中去。所形成的多段胶乳聚合物会有一个从高到低的梯度Tg。在其他的实施 方式中，将一种高Tg硬段单体组合物加入到低Tg软段单体组合物中去可能是有利的。梯度Tg聚合物也可以用来与多Tg聚合物一起使用。作为一个例子，可以用一高Tg单体进料(F1)和一低Tg单体进料(F2)，将F2进料加入到F1单体的容器中去，将来自F1容器的进料加入到胶乳反应釜中去。切断进料F2，将进料F1送往胶乳反应釜以引发聚合反应，开始聚合反应。聚合反应开始进行后，可以将F2加入到F1中去，其速度大于F1+F2加入到反应釜中去的总的速度，这个例子提供了Tg降低了的“软段”聚合物颗粒，它有一个较高Tg的芯和一个梯度Tg的壳。 
公开的多段胶乳聚合物组合物以全部聚合物重量为基准计，优选包含约5至约95重量％的软段聚合物结构，较优选的是含有约50至约90重量％的软段聚合物结构，最优选的是含有约60至约80重量％的软段聚合物结构。所揭示的多段胶乳聚合物组合物以全部聚合物重量为基准计，优选包含约5至约95重量％的硬段聚合物结构，较优选的是含有约10至约50重量％的硬段聚合物结构，最优选的是含有约20至约40重量％的硬段聚合物结构。 
所揭示的最终面层组合物以全部组合物固体重量为基准计，优选包含至少约10重量％的多段胶乳聚合物，较优选的是至少约25重量％，更优选的是至少约35重量％。所揭示的最终面层组合物以全部组合物固体为基准计，优选包含少于100重量％的多段胶乳聚合物，较优选的是少于约85重量％，更优选的是少于约80重量％。 
多段胶乳聚合物最好用一种或多种烯键式不饱和单体通过链增长聚合反应来制备。聚合反应可在各种温度下进行，例如在约10至约100℃的温度范围内进行。合适的烯键式不饱和单体的例子包括丙烯酸，甲基丙烯酸，丙烯酸甲酯，丙烯酸乙酯，丙烯酸丙酯，丙烯酸丁酯，丙烯酸-2-乙基己酯，甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸乙酯，甲基丙烯酸丙酯，甲基丙烯酸丁酯，甲基丙烯酸-2-乙基己酯，丙烯酸羟乙酯，甲基丙烯酸羟乙酯，丙烯酸羟丁酯，甲基丙烯酸羟丁酯，甲基丙烯酸缩水甘油酯，丙烯酸-4-羟丁酯缩水甘油醚，甲基丙烯酸2-(乙酰乙酰氧基)乙酯(AAEM)，双丙酮丙烯酰胺，丙烯酰胺，甲基丙烯酰胺，羟甲基甲基丙烯酰胺，苯乙烯，α-甲基苯乙烯，乙烯基甲苯，乙酸乙烯酯，丙酸乙烯酯，甲基丙烯酸烯丙酯，以及它们的混合物。 
优选的多段胶乳聚合物实施方式也可以用一种或多种疏水的单体来制备(例如，(甲基)丙烯酸叔丁酯，甲基丙烯酸丁酯，(甲基)丙烯酸环己酯，(甲基)丙烯酸2-乙基己酯，苯乙烯，叔丁基苯乙烯，以及其他为胶乳聚合物制备领域的普通技术人员所熟悉的单体)。例如，多段胶乳聚合物可以用根据全部胶乳聚合物固体至少15重量％的甲基丙烯酸丁酯来制备。 
优选的多段胶乳聚合物可以也含有低水平的苯乙烯。更优选的是它们可以含有很低水平的苯乙烯。最优选的是它们可以大体上没有苯乙烯。 
另一个优选的实施例可以用官能化的多段胶乳聚合物来制备，如一种结合了乙酰乙酰基官能团的聚合物。例如，乙酰乙酰基官能团可通过使用如丙烯酸乙酰乙酰氧基乙酯，甲基丙烯酸乙酰乙酰氧基丙酯，乙酰乙酸烯丙酯，甲基丙烯酸乙酰乙酰氧基丁酯，丙烯酸-2，3-二(乙酰乙酰氧基)丙酯，甲基丙烯酸2-(乙酰乙酰氧基)乙酯，乙酰乙酸叔丁酯，二酮等或者它们的组合那样的单体结合进聚合物中。在某些实施方式中，有乙酰乙酰基官能团的胶乳聚合物优选使用，例如，甲基丙烯酸-2-(乙酰乙酰氧基)乙酯(AAEM)通过链增长聚合反应来制备。优选的官能化的胶乳聚合物以全部胶乳重量为基准计，优选包含至少约0.5重量％的官能度(例如乙酰乙酰基官能度)，更优选的是约0.5至约5重量％的官能度(例如乙酰乙酰基官能度)，最优选的是约1至约4重量％的官能度(例如乙酰乙酰基官能度)。在美国公开专利申请第US 2006/0135684 A1号和第US 2006/0135686 A1号中描述了示例性的官能化的胶乳聚合物，这些文献的内容被参考结合入本文中。可聚合的羟基官能或其他含有活性氢的单体也可以通过与二酮或其他合适的乙酰乙酰化剂(见，例如《乙酰乙酸化的涂料树脂的制备方法之比较(Comparison ofMethods for the Preparation of Acetoacetylated Coating Resins)》，Witzeman，J.S.；Dell Nottingham，W.；和Del Rector，F.J.，Coatings Technology；第62卷，1990，101和其中列出的参考文献)反应被转化成相应的乙酰乙酰官能单体。在优选的涂料组合物中，乙酰乙酰基通过甲基丙烯酸-2-(乙酰乙酰氧基)乙酯，乙酰乙酸叔丁酯，二酮或者它们的组合被结合进聚合物中。 
多段胶乳聚合物也可以用高Tg碱溶性聚合物硬段来制备。碱溶性聚合物的制备可通过使用丙烯酸或甲基丙烯酸或其他可聚合的酸的单体(通常 高于7重量％)制备聚合物，并且加氨或别的碱使该聚合物溶解来进行。合适的碱溶性高Tg载体聚合物的例子包括BASF出品的JONCRYLTM 675和JONCRYL 678低聚物树脂。然后，在硬段碱溶性聚合物的存在下，低Tg软段单体组合物或梯度Tg组合物可以聚合制备成多段胶乳聚合物。 
在所揭示的多段胶乳聚合物中单体的比例可以被调节以形成所需要水平的“硬”或“软”链段。可以用Fox公式来计算由两种单体进料形成的聚合物的理论Tg值： 
1/Tg＝Wa/Tga+Wb/Tgb 
式中，Tga和Tgb分别为由单体″a″和″b″形成的聚合物的玻璃化转变温度；Wa和Wb分别为聚合物″a″和″b″的重量分数。例如，通过提供包含以下组分的单体组合物可以引入软链段：5至65份的丙烯酸丁酯，20至90份的甲基丙烯酸丁酯，0至55份的甲基丙烯酸甲酯和0.5至5份的(甲基)丙烯酸，通过提供包含以下组分的单体组合物可以引入硬链段：0至20份的丙烯酸丁酯，0至40份的甲基丙烯酸丁酯，45至95份的甲基丙烯酸甲酯和0.5至5份的(甲基)丙烯酸。也可以通过提供包含以下组分的单体组合物来引入软链段：5至65份的丙烯酸丁酯，20至90份的甲基丙烯酸丁酯，0至55份的甲基丙烯酸甲酯，0至5份的(甲基)丙烯酸和0至20份的甲基丙烯酸2-(乙酰乙酰氧基)乙酯(AAEM)，一克通过提供包含以下组分的单体组合物来引入硬链段：0至20份的丙烯酸丁酯，0至40份的甲基丙烯酸丁酯，45至95份的甲基丙烯酸甲酯，0至5份的(甲基)丙烯酸和0至20份的AAEM。上述的组合物是用来说明概念，在本发明的实施方式中可以使用其他的组合物。 
胶乳聚合物通常用一种或多种非离子或阴离子乳化剂(单独或一起使用)来稳定。用于最终面层组合物的合适的乳化剂是本领域普通技术人员所熟悉的，或者可以用标准方法来确定。合适的非离子乳化剂包括叔辛基苯氧基乙基聚(39)乙氧基乙醇，十二烷氧基聚(10)乙氧基乙醇，壬基苯氧基乙基聚(40)乙氧基乙醇，聚乙二醇2000一油酸酯，乙氧基化蓖麻油，氟化烷基酯和烷氧基化物，聚氧乙烯(20)脱水山梨糖醇单月桂酸酯，蔗糖单椰油酸酯(monococoate)，二(2-丁基)苯氧基聚(20)乙氧基乙醇，羟乙基纤维素聚丙烯酸丁酯接枝共聚物，二甲基硅酮聚环氧烷接枝共聚物，聚(环氧乙烷)聚(丙 烯酸丁酯)嵌段共聚物，环氧丙烷与环氧乙烷的嵌段共聚物，包含30摩尔环氧乙烷的乙氧基化的2，4，7，9-四甲基-5-癸炔-4，7-二醇，N-聚氧乙烯(20)月桂酰胺，N-月桂基-N-聚氧乙烯(3)胺和聚(10)乙二醇十二烷基硫醚。合适的阴离子乳化剂的例子包括十二烷基硫酸钠，十二烷基苯磺酸钠，硬脂酸钾，二辛基磺基琥珀酸钠，十二烷基二苯醚二磺酸钠，壬基苯氧基乙基聚(1)乙氧基乙基硫酸铵盐，苯乙烯磺酸钠，十二烷基烯丙基磺基琥珀酸钠，亚麻子油脂肪酸，乙氧基化壬基酚的磷酸酯的钠盐、钾盐、锂盐或铵盐，辛氧基醇(octoxynol)-3-磺酸钠，椰油基肌氨酸钠，1-烷氧基-2-羟丙基磺酸钠，α-烯烃(C14-C16)磺酸钠，羟基链烷醇的硫酸酯，N-(1，2-二羧基乙基)-N-十八烷基磺基琥珀酰胺酸(sulfosuccinamate)四钠，N-十八烷基磺基琥珀酰胺酸二钠，烷基酰胺聚乙氧基磺基琥珀酸二钠，磺基琥珀酸的乙氧基化壬基酚半酯的二钠盐和叔辛基苯氧基乙氧基聚(39)乙氧基乙基硫酸钠。 
通常一种或多种水溶性的自由基引发剂用于多段胶乳聚合物的链增长聚合反应。适合用于所述最终面层组合物的引发剂是本领域普通技术人员所熟悉的，或者可以通过标准的方法来确定。代表性的水溶性自由基引发剂包括过氧化氢；叔丁基过氧化物；碱金属的过硫酸盐如过硫酸钠，过硫酸钾，过硫酸锂；过硫酸铵；以及这些引发剂与还原剂的混合物。代表性的还原剂包括亚硫酸盐，如碱金属的偏亚硫酸氢盐，亚硫酸氢盐，和次硫酸盐；甲醛合次硫酸氢钠；和还原性糖，如抗坏血酸和异抗坏血酸。引发剂的量根据全部单体量为基准计，优选约为0.01重量％至约3重量％。在一氧化还原体系中，还原剂的量根据全部单体量为基准计，优选约为0.01重量％至约3重量％。 
有各种市售的多段胶乳聚合物可用于制备所揭示的最终面层组合物。认为代表性的所揭示的聚合物包括NEOCRYLTM XK-90，NEOCRYLTM XK-98，和NEOCRYLTM XK-230多段胶乳丙烯酸聚合物乳状液(美国马萨诸塞州的威明顿市的DSM尼奥树脂有限公司(DSM NeoResins Inc.ofWilmington，MA)出品)及其混合物。 
所揭示的最终面层组合物可以包含一种或多种任选的VOC。适合用于面层组合物的VOC是本领域普通技术人员所熟悉的，或者可以通过标准的 方法来确定。希望最终面层组合物是低VOC的，根据全部组合物重量为基准计，优选含量小于10重量％，较优选的是小于7重量％，最优选的是小于4重量％。 
所揭示的最终面层组合物可以包含一种或多种任选的聚结剂以促进成膜。适合用于面层组合物的聚结剂是本领域普通技术人员所熟悉的，或者可以通过标准的方法来确定。合适的聚结剂包括二甘醇，如伊斯特曼化学公司(Eastman Chemical Co.)出品的EASTMANTM EP，EASTMAN DM，EASTMAN DE，EASTMAN DP，EASTMAN DB和EASTMAN PM，以及酯醇，如伊斯特曼化学公司出品的TEXANOLTM酯醇。优选地，该任选的聚结剂是一种低VOC的聚结剂，如美国专利第6,762,230 B2号中描述的，该专利的内容参考结合入本文中。最终面层组合物中包含的低VOC聚结剂的量以胶乳聚合物重量为基准计，优选至少约为0.5重量％，较优选的是至少约1重量％，更优选的是至少约1.5重量％。最终面层组合物中包含的低VOC聚结剂的量以胶乳聚合物重量为基准计，优选小于约10重量％，较优选小于约6重量％，更优选的是小于约4重量％。 
所揭示的最终面层组合物可包含一种或多种任选的表面活性剂以改善面层组合物与基材或与先前涂覆上去的涂层之间的相互作用。表面活性剂影响到组合物的质量，包括如何处理该组合物，组合物怎样沿着基材的表面铺展开来，以及它怎样与基材结合。具体来说，表面活性剂能对所述组合物浸润基材的能力进行改性。表面活性剂还可提供均化，消泡或流动控制的性能等。适合用于面层组合物的表面活性剂是本领域普通技术人员所熟悉的，或者可以通过标准的方法来确定。如果使用的话，表面活性剂含量根据面层组合物的总重量为基准计优选低于5重量％。示例性的表面活性分散剂或湿润剂包括那些商品名为美国纽约的布朗克斯的德科斯特化学有限公司(Dexter Chemical L.L.C.of Bronx，NY)出品的STRODEXTM KK-95H，STRODEX PLF100，STRODEX PK0VOC，STRODEX LFK70，STRODEXSEK50D和DEXTROLTM OC50；美国俄亥俄州辛辛那提市的考革尼斯公司(Cognis Corp.of Cincinnati，OH)出品的HYDROPALATTM 100，HYDROPALAT 140，HYDROPALAT 44，HYDROPALAT 5040和 HYDROPALAT 3204；美国纽约的帕里斯帕尼的德古萨公司(Degussa Corp.of Parsippany，NJ)出品的LIPOLINTM A，DISPERSTM 660C，DISPERS 715W和DISPERS 750W；美国康涅狄格州的沃林福德的Byk化学公司(BykChemie of Wallingford，CT)出品的BYKTM 156，BYK 2001和ANTI-TERRATM 207；美国纽约的塔里镇的希巴特别化学公司(CibaSpecialty Chemicals of Tarrytown，NY)出品的DISPEXTM A40，DISPEX N40，DISPEX R50，DISPEX G40，DISPEX GA40，EFKATM 1500，EFKA 1501，EFKA 1502，EFKA 1503，EFKA 3034，EFKA 3522，EFKA 3580，EFKA 3772，EFKA 4500，EFKA 4510，EFKA 4520，EFKA 4530，EFKA 4540，EFKA 4550，EFKA 4560，EFKA 4570，EFKA 6220，EFKA 6225，EFKA 6230和EFKA6525；美国宾夕法尼亚州的艾伦镇的空气产品化学有限公司(Air Products&Chemicals，Inc.of Allentown，PA)出品的SURFYNOLTM CT-111，SURFYNOL CT-121，SURFYNOL CT-131，SURFYNOL CT-211，SURFYNOL CT 231，SURFYNOL CT-136，SURFYNOL CT-151，SURFYNOL CT-171，SURFYNOL CT-234，CARBOWETTM DC-01，SYRFYNOL 104，SURFYNOL PSA-336，SURFYNOL 420，SURFYNOL 440，ENVIROGEMTM AD-01和ENVIROGEM AE01；美国宾夕法尼亚州费城的罗门哈斯公司(Rohm and Haas Co.of Philadelphia，PA)出品的TAMOLTM 1124，TAMOL 850，TAMOL 681，TAMOL 731和TAMOL SG-1；美国新泽西州克兰布里的罗迪亚有限公司(Rhodia Inc.of Cranbury，NJ)出品的IGEPALTM CO-210，IGEPAL CO-430，IGEPAL CO-630，IGEPAL CO-730，和IGEPAL CO-890；美国堪萨斯州堪萨斯城的哈克罗斯化学有限公司(HarcrosChemicals Inc.of Kansas City，KS)出品的T-DETTM和T-MULZTM产品；聚二甲基硅氧烷表面活性剂(如那些在商品为美国西佛吉尼亚州南查尔斯顿的OSI特别公司(OSI Specialties，South Charleston，WV)出品的SILWETTM L-760和SILWET L-7622，或BYK化学公司出品的BYK 306)和氟化的表面活性剂(如那些市售的如美国明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M Co.，St.Paul，MN)出品的FLUORAD FC-430)。表面活性剂可包含消泡剂。示例性的消泡剂包括BYK化学公司出品的BYK 018，BYK 019，BYK 020，BYK 022， BYK 025，BYK 032，BYK 033，BYK 034，BYK 038，BYK 040，BYK 060，BYK 070和BYK 077；空气产品化学有限公司出品的SURFYNOL DF-695，SURFYNOL DF-75，SURFYNOL DF-62，SURFYNOL DF-40和SURFYNOL DF-110D；德国海尔波恩的姆兹化学公司(Munzing ChemieGmbH of Heilbronn，Germany)出品的DEEFOTM 3010A，DEEFO 2020E/50，DEEFO 215，DEEFO 806-102和AGITANTM 3 IBP；希巴特别化学公司(Ciba Specialty Chemicals)出品的EFKA 2526，EFKA 2527和EFKA 2550；德古萨公司出品的FOAMAXTM 8050，FOAMAX 1488，FOAMAX 7447，FOAMAX 800，FOAMAX 1495和FOAMAX 810；考革尼斯公司出品的FOAMASTERTM 714，FOAMASTER A410，FOAMASTER 111，FOAMASTER 333，FOAMASTER 306，FOAMASTER SA-3，FOAMASTERAP，DEHYDRANTM 1620，DEHYDRAN 1923和DEHYDRAN 671。 
所揭示的最终面层组合物可以包含一种或多种任选的颜料。适合用于所述最终面层组合物的颜料是本领域普通技术人员所熟悉的，或者可以通过标准的方法来确定。示例性的颜料包括钛白，炭黑，灯黑，氧化铁黑，氧化铁红，氧化铁黄，氧化铁棕(氧化铁红，氧化铁黄与氧化铁黑的掺混物)，酞菁绿，酞菁兰，有机红颜料(如萘酚红，奎吖啶酮红和甲苯胺红)，奎吖啶酮品红，奎吖啶酮紫，DNA橙，或有机黄颜料(如耐晒黄)。最终面层组合物也可包含光泽调整剂或荧光增白剂，如美国纽约州的塔里镇的希巴特别化学公司(Ciba Specialty Chemicals of Tarrytown，NY)出品的UVTTEXTM OB荧光增白剂。 
在某些实施方式中，面层组合物中优选包含填料或惰性成分。填料或惰性成分对组合物在固化前后进行填充，降低它的成本，改变它的外观，或提供所需要的特性。适合用于所述最终面层组合物的填料和惰性成分是本领域普通技术人员所熟悉的，或者可以通过标准的方法来确定。示例性的填料或惰性成分包括粘土，玻璃珠，碳酸钙，滑石，二氧化硅，长石，云母，重晶石，陶瓷微球，偏硅酸钙，有机填料等。填料或惰性成分的含量，以面层组合物的总重量为基准计，优选约小于15重量％。 
在某些实施方式中还包含抗微生物剂或杀真菌剂。示例性的抗微生物 剂或杀真菌剂包括美国田纳西州孟斐斯的巴克曼实验室(BuckmanLaboratories of Memphis，TN)出品的ROZONETM 2000，BUSANTM 1292和BUSAN 1440；美国新泽西州富洛汉姆公园的特洛伊化学公司(TroyChemical Corp.of Florham Park，NJ)出品的POLYPHASETM 663和POLYPHASE 678以及罗门哈斯公司出品的KATHONTM LX。 
最终面涂层也可包含其他任选的成分，它们对面层组合物在储藏，处理，或涂覆，或在其他或后续阶段的性质进行改性。可根据需要采用蜡，消光剂，流变控制剂，刮擦添加剂，和其他类似的增强性能的添加剂，其用量能有效地提高最终面层组合物和干燥的或用别的方法固化的面涂层的性能。改善涂层物理性能的示例性的蜡乳状液包括美国俄亥俄州辛辛那提市的迈克尔曼有限公司(Michelman，Inc.of Cincinnati，OH)出品的MICHEMTM Emulsions 32535，21030，61335，80939M和7173MOD以及美国纽约挈斯特的凯姆克公司(ChemCor of Chester，NY)出品的CHEMCORTM 20N35，43A40，950C25和10N30。示例性的流变控制剂包括希巴特别化学公司出品的RHEO VISTM 112，RHEOVIS 132，RHEOVIS 152，VISCALEXTM HV30，VISCALEX AT88，EFKA 6220和EFKA 6225；BYK化学公司出品的BYK 420和BYK 425；美国新泽西州高地镇的元素特别公司(ElementisSpecialties of Hightstown，NJ)出品的RHEOLATETM 205，RHEOLATE 420和RHEOLATE 1；罗门哈斯公司出品的ACRYSOLTM L TT-615，ACRYSOLRM-5，ACRYSOL RM-6，ACRYSOL RM-8W，ACRYSOL RM-2020和ACRYSOL RM-825；德国威明顿的荷科斯有限公司(Hercules Inc.ofWilmington，DE)出品的NATROSOLTM 250LR以及美国密歇根州米德兰的陶氏化学公司(Dow Chemical Co.of Midland，MI)出品的CELLOSIZETM QP09L。优选的涂层性能特征包括耐化学稳定性，抗磨性，硬度，光泽，反射性，外观，或者这些特征的组合，以及其他类似的特征。例如，涂层可含有促进抗磨性的助剂，如二氧化硅或氧化铝(如溶胶-凝胶法制得氧化铝)。 
可将本领域普通技术人员所熟悉的各种各样其他的任选的添加剂可用于所揭示的最终面层组合物，包括那些Koleske等人在《油漆和涂料工业 (Paint and Coatings Industry)》，2003年4月，第12-86页所描述的添加剂。例如，最终面层组合物可包含一种或多种增强性能或性质的添加剂，如着色剂，染料，增稠剂，热稳定剂，均化剂，防堵孔剂，固化指示剂，增塑剂，沉降抑制剂，紫外光吸收剂等。对于使用工厂的涂覆设备(如帘涂器)来施涂的，组合物可以应用适合所选的设备和装置的添加剂。这样的添加剂一般用标准方法根据场所的不同作出不同的选择，这是本领域普通技术人员所熟悉的。 
最终面层组合物可以用任何合适的涂覆方法涂布到任选的已涂过封闭填料的或底涂过的基材上。例如，面层组合物可以被辊涂，喷涂，幕涂，真空涂布，刷涂，或用气刀系统的流涂。优选的涂布方法提供了均匀的涂层厚度而且成本经济。特别优选的涂布方法应用工厂的设备，它令板移动通过一个涂布头，然后再通过合适的干燥或固化设备。涂层以充分均匀的厚度覆盖住板的至少一部分的第一主表面，优选的是覆盖住整个第一主表面。 
所揭示的最终面层组合物的颜料体积浓度(PVC)优选小于45％，更优选的是小于约40％，最优选的是约10至约25％。当用英国东苏赛科斯的罗泡因特设备有限公司(Rhopoint Instruments Ltd.of East Sussex，UnitedKingdom)出品的RHOPOINTTM 1212/42 MFFT-60试条仪测试时，最终面层组合物的最低成膜温度(MFFT)优选为约0至约55℃，更优选的是约0至约20℃。 
已经发现，面涂层的厚度可影响本发明的性能。例如，若面涂层太薄，则最后完成的板可能达不到所需的性能，耐候性和外观。若面涂层太厚，则系统的成本会不必要的增加。干燥的或用任何其它方法固化的最终面涂层的推荐厚度为约20与约200微米之间，较优选的是约25与约120微米之间，更优选的是约30与约100微米之间，最优选的是约35与约75微米之间。 
面涂层可用任何适合的方法(例如，两部分分装式固化机理，辐射固化，空气干燥，热固化等)硬化成漆膜。更优选的是，面涂层的硬化无须将水泥基材加热到高的温度。虽然采用这样的加热方法是在本发明的范围之内，但是因为水泥基产品的低传热特性，所以效率有点低。因此，优选的方法 通常使板的表面温度低于100℃，更优选的是低于90℃，最优选的是低于80℃。可以采用辐射硬化系统(例如UV或可见光固化系统)或多组分系统(例如两部分分装式系统)。例如，多组分系统可以通过在涂布到基材上之前或过程当中将各组分混合，使混合好的组分在基材上硬化。本领域普通技术人员熟悉其他的低温硬化系统，或者也可以通过标准方法决定，需要的话也可使用。 
所揭示的预装饰板可以在相邻的板之间用一块或多块衬垫来叠摞。示例性的衬垫包括能保护板免受损坏的片材或薄膜材料。如果需要的话，衬垫可以稍微粘附于板面上(这样有助于使衬垫保持靠着板的表面)或者只是简单地通过摩擦作用停留在位置上。在一个优选的实施方式中，一对板面对面地叠摞，在两个面之间放置了一块衬垫，形成一个抗碎单元。好多个这样的单元可以再叠摞起来形成大叠。示例性的衬垫包括纸，塑料，泡沫塑料，无纺布或纺织布和薄膜材料。优选的衬垫包括塑料片材以保护完工的板在运输安装的过程中不被揉搓和刮伤。衬垫有各种厚度，例如，在约20与100微米之间。 
公开的最终面涂层能够耐受破碎的损害。抗碎性可用肉眼观察来评估，用1至5的评级标准来打分，如下所述，5表示涂层基本上无损伤，1表示涂层严重受损。在两块面对面的涂覆过的压花基材受到约6kg/cm2的压力，更优选的是约8kg/cm2，最优选的是约10kg/cm2时，最终面涂层的抗碎性至少为3，更优选的是至少为4，最优选为5。例如，在约8kg/cm2的压力下进行试验时，试板样品优选评分等级等于或高于3，更优选的是等于或高于4，最佳的是达到5。抗碎性的肉眼评估可按照以下的办法进行： 
基材制备 
一块15cm×21cm工厂底涂过的有木纹理压花的纤维水泥护壁板(HARDIEPLANK互搭壁板，精选杉木级(SELECT CEDARMILL grade)，詹姆斯哈代建材有限公司(James Hardie Building Products，Inc.)出品)在149℃气流的高速热风烘箱中被预热至46-54℃60秒钟，然后用漆刷涂布上足量的最终面层组合物以使得干膜厚度(DFT)为约28微米。在涂布上第一涂层之后，该涂过的板立即被置于烘箱中20秒钟使板表面温度(BST)达到43-52 ℃。经过10秒钟的闪蒸时间后，该板再次用漆刷涂布上足量的最终面层组合物以形成约28微米的DFT，这样，总DFT约为56微米。令该涂覆过的板回到烘箱中强制干燥60秒钟达到BST为70至90℃。将该涂覆过的板从烘箱中取出，冷却至约49℃ BST，覆盖上一片0.0038至0.0064mm厚的INTEGRALTM 816聚烯烃保护衬垫(美国密歇根州米德兰市的陶氏化学公司(Dow Chemical Company of Midland，MI)出品)。第二块类似面涂的且覆盖上衬垫，BST约为49℃的板与试板面对面地放置。两块板(之间有两片保护衬垫)被置于一台其压板已被预热至约49℃的水压机上，施加试验压力(例如6，8或10kg/cm2，相当于85，114或142p.s.i.)5分钟。从水压机上取下两块板，试板上这些紧密木纹压花的部分按照列于表1的评分等级进行评价。记录下三块试样的平均分数。 
表1 
观察评估 
  评分等  级值 板的外观
  1 明显压碎：峰严重压碎，对面板的颗粒图案被压到涂层中，造成损坏区域周围的涂层严重起皱。
  2 中等程度的压碎：峰被压平至宽度超过4毫米，对面板的颗粒图案被略微地压到涂层中。
  3 少量压碎：许多峰被压平至宽度达2-4毫米。
  4 很少量压碎：少数峰显示出被压平至宽度低于2毫米。
  5 未压碎：用肉眼或5倍放大镜看不到压碎的峰或平滑点。
像在下面的实施例中所见的那样，与未含有改进的面涂层体系的纤维水泥制品相比，具有本发明的最终面涂层体系的纤维水泥制品具有显著的抗碎性。 
实施例1 
多段胶乳聚合物A 
NEOCRYLTM XK-90多段胶乳丙烯酸聚合物乳液(美国马萨诸塞州威明顿的DSM尼奥树脂有限公司(DSM NeoResins Inc.of Wilmington，MA)出 品)用一台Q SERIESTM DSC热分析仪(新城堡市的TA设备公司(TAInstruments of New Castle)出品)进行DSC分析。图5表示该DSC曲线，它表明该聚合物呈现出两个截然不同的Tg值，即，一个约3.4℃的软段Tg和一个约96.6℃的硬段Tg。 
实施例2 
多段胶乳聚合物B 
用包含丙烯酸丁酯，甲基丙烯酸丁酯，和甲基丙烯酸的第一单体混合物与包含甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸丁酯，和甲基丙烯酸的第二单体混合物制备一个乙酰乙酰基官能多段胶乳聚合物。图6显示该DSC曲线，它表明该聚合物呈现出两个截然不同的Tg值，即一个约7.6℃的软段Tg和一个约98.5℃的硬段Tg。 
实施例3 
多段胶乳聚合物C 
用包含丙烯酸丁酯，甲基丙烯酸丁酯，丙烯酸和甲基丙烯酸的第一单体混合物与包含丙烯酸丁酯，甲基丙烯酸甲酯，和甲基丙烯酸的第二单体混合物制备多段胶乳聚合物。图7表示DSC曲线，它表明该聚合物呈现出两个截然不同的Tg值，即一个约0.7℃的软段Tg和一个约91.7℃的硬段Tg。 
实施例4 
多段胶乳聚合物D 
用包含丙烯酸-2-乙基己酯，甲基丙烯酸丁酯，AAEM和甲基丙烯酸的第一单体混合物与包含甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸丁酯，AAEM和甲基丙烯酸的第二单体混合物制备乙酰乙酰基官能多段胶乳聚合物。图8表示DSC曲线，它表明该聚合物呈现出两个截然不同的Tg值，即一个约10℃的软段Tg和一个约89.2℃的硬段Tg。 
比较例5 
单段胶乳聚合物E 
ACRONOL OPTIVETM 220水性丙烯酸酯共聚物分散体(美国新泽西州弗洛汉姆公园的BASF公司(BASF Corporation of Florham Park，NJ)出品) 进行DSC分析。图9表示DSC曲线，它表明该聚合物呈现约17.3℃的单一的Tg。 
比较例6 
单段胶乳聚合物F 
RHOPLEXTM AC-2829丙烯酸聚合物乳液(美国宾夕法尼亚州费城的罗门哈斯公司(Rohm and Haas Company of Philadelphia，PA)出品)进行DSC分析。图10表示该DSC曲线，它表明该聚合物呈现约16.4℃的单一的Tg。 
比较例7 
单一胶乳聚合物G 
用丙烯酸丁酯，甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸和丙烯酸制备单段胶乳聚合物。图11表示DSC曲线，它表明该聚合物呈现约16.6℃的单一的Tg。 
实施例8-11 
多段胶乳聚合物面层组合物 
将如表2所示的成分按所列的顺序加入到一台配置有高速混合机和分散桨叶的搅拌容器内。通过以下方式来形成最终面层组合物：加入开始的两个组分，混合5分钟至均质，再加后面的五种组分，高速下混合15分钟，然后加入剩下的六种组分，用中速搅拌混合15分钟。将所得到的组合物面涂到含水量约12％的纤维水泥护壁板上，用上述的抗碎性能肉眼评估等级以及试验压力约8kg/cm2处理5分钟的条件，进行评价。结果列于表2的最后一行。 
表2 
 组分  实施例8  实施例9   实施例10   实施例11
 水  100  100   100   100
 增稠剂(1)  0.7  0.7   0.7   0.7
 消泡剂(2)  1.5  1.5   1.5   1.5
 聚结剂(3)  15  15   15   15
 分散剂(4)  7  7   7   7
 颜料(5)  217  217   217   217
 填充剂(6)  84  84   84   84
 中和剂(7)  2  2   2   2
 水  8  8   8   8
 实施例1胶乳  626  -   -   -
 实施例2胶乳  -  580   -   -
 实施例3胶乳  -  -   580   -
 实施例4胶乳  -  -   -   580
 水  20  60   60   60
 消泡剂(8)  1  1   1   1
 增稠剂(9)  1.5  1.5   1.5   1.5
 抗碎评级  3  4   3   3
(1)CELLOSIZETM QP 09L羟乙基纤维素，美国密歇根州米德兰的陶氏化学公司出品。 
(2)DEHYDRANTM 1620，美国俄亥俄州辛辛那提市的考革尼斯公司出品。 
(3)TEXANOLTM酯醇，美国田纳西州金斯波特市的伊斯特曼化学公司(Eastman Chemical Company of Kingsport，TN)出品。 
(4)DISPERB YKTM 190嵌段共聚物溶液，美国康涅狄格州的沃林福德的Byk化学公司(Byk-Chemie USA of Wallingford，CT)出品。 
(5)TI-PURETM R902-28二氧化钛，德国威明顿的E.I.杜邦有限公司(E.I.DuPont de Nemours and Company of Wilmington，DE)出品。 
(6)ASP 170硅酸铝，美国新泽西州埃斯林的伊戈尔哈德公司(Englehard Corporation of Iselin，NJ)出品。 
(7)氢氧化铵，26％，艾尔德瑞奇化学公司(Aldrich Chemical)出品。 
(8)BYKTM 024聚硅氧烷消泡剂，美国康涅狄格州的沃林福德的Byk化 学公司出品。 
(9)ACRYSOLTM RM-2020NPR疏水改性的环氧乙烷氨基甲酸酯嵌段共聚物，美国宾夕法尼亚州费城的罗门哈斯公司出品。 
如表2所示，每一种最终面层组合物都形成了抗碎涂层。这些涂层会容易地耐受储藏在至少叠摞两块托板的涂覆过的板的底部的作用力。 
比较例12-14 
单段胶乳面层组合物 
将如表3所示的成分按所列的顺序加入到一台配置有高速混合机和分散桨叶的搅拌容器内。通过以下方式来形成最终面层组合物：加入开始的两个组分，混合5分钟至均质，再加后面的五种组分，高速下混合15分钟，然后加入剩下的六种组分，用中速搅拌器混合15分钟。将所得到的组合物面涂到含水量约12％的纤维水泥护壁板上，用上述的抗碎性能肉眼评估等级以及试验压力约8kg/cm2，5分钟，进行评价。结果列于表3的最后一行。 
表3 
 配料成分   比较例12   比较例13   比较例14
 水   100   100   100
 增稠剂(1)   0.7   0.7   0.7
 消泡剂(2)   1.5   1.5   1.5
 聚结剂(3)   15   5   15
 分散剂(4)   7   7   7
 颜料(5)   217   217   217
 填充剂(6)   84   84   84
 中和剂(7)   1   1   1
 水   8   8   8
 比较例5胶乳   570   -   -
 比较例6胶乳   -   526   -
 比较例7胶乳   -   -   533
 水   76   116   110
 消泡剂(8)   1   1   1
 增稠剂(9)   1.5   1.5   1.5
 抗碎评级   2   1   2
(1)CELLOSIZETM QP 09L羟乙基纤维素，美国密歇根州米德兰的陶氏化学公司出品。 
(2)DEHYDRANTM 1620，美国俄亥俄州辛辛那提市的考革尼斯公司出品。 
(3)TEXANOLTM酯醇，美国田纳西州金斯波特市的伊斯特曼化学公司出品。 
(4)DISPERB YKTM 190嵌段共聚物溶液，美国康涅狄格州的沃林福德的Byk化学公司出品。 
(5)TI-PURETM R902-28二氧化钛，德国威明顿的E.I.杜邦有限公司出品。 
(6)ASP 170硅酸铝，美国新泽西州埃斯林的伊戈尔哈德公司出品。 
(7)氢氧化铵，26％，艾尔德瑞奇化学公司出品。 
(8)BYKTM 024聚硅氧烷消泡剂，美国康涅狄格州的沃林福德的Byk化学公司出品。 
(9)ACRYSOLTM RM-2020NPR疏水改性的环氧乙烷氨基甲酸酯嵌段共聚物，美国宾夕法尼亚州费城的罗门哈斯公司出品。 
如表3所示，没有一个比较例的面层组合物形成抗碎的涂层。 
本发明另外的实施方式包括： 
●一种制品或方法，其中所述多段胶乳聚合物包含至少一个Tg低于40℃的软段和至少一个Tg高于40℃的硬段； 
●一种制品或方法，其中所述多段胶乳聚合物包含至少一个Tg为-15℃至15℃的软段以及至少一个Tg为60-105℃的硬段； 
●一种制品或方法，其中所述多段胶乳聚合物包含50-90重量％的软段聚合物结构(以聚合物总重量为基准计)和10-50重量％的硬段聚合物结构(以多段胶乳聚合物的总重量为基准计)； 
●一种制品或方法，其中以组合物总固体重量为基准计，所述面层组合物包含至少10重量％的多段胶乳聚合物； 
●一种制品或方法，其中所述多段胶乳聚合物包含乙酰乙酰基官能团； 
●一种制品或方法，其中以用来形成多段胶乳聚合物的烯键式不饱和单体的总重量为基准计，在所述多段胶乳聚合物中包含小于20重量％的苯乙烯，或者使用小于20重量％的苯乙烯来形成所述多段胶乳聚合物； 
●一种制品或方法，其中所述面层组合物包含小于10重量％的挥发性有机化合物； 
●一种制品或方法，其中所述面层组合物包含小于4重量％的挥发性有机化合物； 
●一种制品或方法，其中所述面层组合物的最低成膜温度低于20℃； 
●一种制品或方法，其中所述面层在干燥或通过其它方式硬化的时候，总厚度为20-200微米； 
●一种制品或方法，其中所述面层在干燥或通过其它方式硬化的时候，当两个面对面的涂覆过的压花纤维水泥板基材受到10kg/cm2的压力时，面层抗碎强度值至少为3。 
至此描述了本发明优选的实施方式，本领域技术人员会容易地意识到这里讲述的内容可以运用到在附属的权利要求书的范围内的其它实施方式中去。全部专利，专利文件，和出版物的完整公开内容如同个别地并入的那样全部参考结合入本文中。 

Claims (42)

1.一种包含有独立的纤维水泥板基材的涂覆的纤维水泥制品，该基材具有第一主表面，该第一主表面的至少一部分被抗碎的最终面层组合物所覆盖，该组合物含有多段胶乳聚合物。
2.如权利要求1所述的制品，其特征在于，该多段胶乳聚合物具有梯度Tg。
3.如权利要求1所述的制品，其特征在于，该多段胶乳聚合物包含至少一个Tg低于40℃的软段和至少一个Tg高于40℃的硬段。
4.如权利要求3所述的制品，其特征在于，该多段胶乳聚合物包含至少一个Tg位于-65至40℃之间的软段和至少一个Tg位于40至230℃的硬段。
5.如权利要求3所述的制品，其特征在于，该多段胶乳聚合物包含至少一个Tg位于-15至15℃之间的软段和至少一个Tg位于60至105℃的硬段。
6.如权利要求3所述的制品，其特征在于，根据聚合物总重量为基准计，该多段胶乳聚合物包含50至90重量％的软段聚合物结构和10至50重量％的硬段聚合物结构。
7.如权利要求3所述的制品，其特征在于，根据聚合物总重量为基准计，该多段胶乳聚合物包含60至80重量％的软段聚合物结构和20至40重量％的硬段聚合物结构。
8.如权利要求1所述的制品，其特征在于，根据组合物固体总重量为基准计，该面层组合物包含至少10重量％的多段胶乳聚合物。
9.如权利要求1所述的制品，其特征在于，根据组合物总固体重量为基准计，该面层组合物包含至少25重量％的多段胶乳聚合物。
10.如权利要求1所述的制品，其特征在于，该多段胶乳聚合物为官能化的。
11.如权利要求1所述的制品，其特征在于，该多段胶乳聚合物包含乙酰乙酰基官能团。
12.如权利要求11所述的制品，其特征在于，以多段胶乳聚合物的总重量为基准计，该多段胶乳聚合物包含0.5至5重量％的乙酰乙酰基官能团。
13.如权利要求1所述的制品，其特征在于，根据用于形成该多段胶乳聚合物的烯键式不饱和单体的总重量为基准计，小于20重量％的苯乙烯存在于该多段胶乳聚合物中或用于形成该多段胶乳聚合物。
14.如权利要求1所述的制品，其特征在于，根据用于形成该多段胶乳聚合物的烯键式不饱和单体的总重量为基准计，小于5重量％的苯乙烯存在于该多段胶乳聚合物中或用于形成该多段胶乳聚合物。
15.如权利要求1所述的制品，其特征在于，该面层组合物包含小于10重量％的挥发性有机化合物。
16.如权利要求1所述的制品，其特征在于，该面层组合物包含小于7重量％的挥发性有机化合物。
17.如权利要求1所述的制品，其特征在于，该面层组合物包含小于4重量％的挥发性有机化合物。
18.如权利要求1所述的制品，其特征在于，该面层组合物还包含至少1重量％的低VOC聚结剂。
19.如权利要求1所述的制品，其特征在于，该面层组合物包含的颜料体积浓度小于45％。
20.如权利要求1所述的制品，其特征在于，该面层组合物的最低成膜温度低于20℃。
21.如权利要求1所述的制品，其特征在于，该面层在干燥或用其他方法硬化时，其总厚度为20至200微米。
22.如权利要求1所述的制品，其特征在于，该面层在干燥或用其他方法硬化时，当两个面对面的涂覆过的压花纤维水泥板基材受到8kg/cm2的压力时面层的抗碎强度值至少为3。
23.如权利要求1所述的制品，其特征在于，在该面层干燥或用其他方法硬化时，当两个面对面的涂覆过的压花纤维水泥板基材受到10kg/cm2的压力时面层的抗碎强度值至少为3。
24.一种制造抗碎的涂覆的纤维水泥制品的方法，该方法包括：
提供具有第一主表面的独立的纤维水泥板基材；
提供含有多段胶乳聚合物的面层涂料组合物；
将该面层涂料组合物涂覆在该第一主表面的至少一部分上；
令该涂料组合物干燥或用其他方法使其硬化，形成抗碎的最终面层；
将两块或更多块的这样涂覆过的板叠放在一托板或其他的水平支承面上。
25.如权利要求24所述的方法，该方法还包括在涂覆该面层涂料组合物之前，在第一主表面上涂覆封闭填料或底漆组合物。
26.如权利要求24所述的方法，该方法还包括将一对涂覆过的板面对面地放置，并在涂覆的面之间设置保护衬垫。
27.如权利要求26所述的方法，该方法还包括将多对这样的板叠放在托板上。
28.如权利要求27所述的方法，该方法还包括将多个这样的托板相互叠摞。
29.如权利要求24所述的方法，其特征在于，该多段胶乳聚合物具有梯度Tg。
30.如权利要求书24所述的方法，其特征在于，该多段胶乳聚合物包含至少一个Tg低于40℃的软段和至少一个Tg高于40℃的硬段。
31.如权利要求30所述的方法，其特征在于，该多段胶乳聚合物包含至少一个Tg位于-65至40℃之间的软段和至少一个Tg位于40至230℃之间的硬段。
32.如权利要求30所述的方法，其特征在于，该多段胶乳聚合物包含至少一个Tg位于-15至15℃之间的软段和至少一个Tg位于60至105℃之间的硬段。
33.如权利要求30所述的方法，其特征在于，根据聚合物总重量为基准计，该多段胶乳聚合物包含50至90重量％的软段聚合物结构和10至50重量％的硬段聚合物结构。
34.如权利要求30所述的方法，其特征在于，根据聚合物总重量为基准计，该多段胶乳聚合物包含60至80重量％的软段聚合物结构和20至40重量％的硬段聚合物结构。
35.如权利要求24所述的方法，其特征在于，根据组合物固体总重量为基准计，该面层涂料组合物包含至少10重量％的多段胶乳聚合物。
36.如权利要求24所述的方法，其特征在于，根据组合物的固体总重量为基准计，该面层涂料组合物包含至少25重量％的多段胶乳聚合物。
37.如权利要求24所述的方法，其特征在于，该多段胶乳聚合物为官能化的。
38.如权利要求24所述的方法，其特征在于，该多段胶乳聚合物包含乙酰乙酰基官能团。
39.如权利要求24所述的方法，其特征在于，根据多段胶乳聚合物的总重量为基准计，该多段胶乳聚合物包含0.5至5重量％的乙酰乙酰基官能团。
40.如权利要求24所述的方法，其特征在于，该最终面层的总厚度为20至200微米。
41.如权利要求24所述的方法，其特征在于，当两个面对面的涂覆过的压花纤维水泥板基材受到8kg/cm2的压力时，该最终面层的抗碎强度值至少为3。
42.如权利要求24所述的方法，其特征在于，当两个面对面的涂覆过的压花纤维水泥板基材受到10kg/cm2的压力时，该最终面层的抗碎强度值至少为3。
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