本发明涉及一种提供初粘性和粘结强度的含水快固化非水泥质粘结剂，並涉及非水泥质粘结剂的初粘性和粘结强度的改进方法。 外部的隔离（热，音）和饰面系统（“EIFS”）是安装在建筑物和其它户外结构外表面上的多层复合系统，起到隔离（热，音），防护及美化的作用。建筑物或其它户外结构的外表面可以由混凝土，矿渣砖，石头，砖，木材，石膏板等构成。将一层材料复在建筑物或其它户外结构的外表面，並涂上一种用丝网增强的底涂层，再涂上一种面涂层，上述这层材料一般是实心或发泡的片材形式诸如发泡的和挤出的聚苯乙烯。如果不采用机械固定装置，则需要用一种粘结剂将这层材料粘合到建筑物或其它户外结构的外表面上。这种粘结剂可以含有水泥，也可以不含水泥。无论是否水泥还是不含水泥的粘结剂都遇到问题。
氧化钙，硅石，氧化铝和氧化铁按合适的比例在高温下化合成一种水凝水泥的复合料。当水凝水泥同水接触，其组分开始水合並一般过1～3小时固化成硬物质。这就给含水泥的粘结剂在它们仍然是流体时涂敷仅留下短的适用期。采用含水泥粘结剂的承包商由于粘结剂固化成硬物质后便不能使用（一般不到约5小时），必然要扔掉任何尚未使用的材料。这导致很大的浪费。
采用非水泥质粘结剂可以避免浪费问题。但是，传统的非水泥质粘结剂由于缺乏由水泥所提供的粘结性和内聚强度，已经遇到初粘性和初内聚粘结性差的问题。其干燥时间取决于环境条件可以是若干天。另外由于这层复盖在建筑物或其它户外结构外表面上的材料一般是疏水性材料诸如聚苯乙烯发泡体，该材料妨碍水从层状外部饰面系统跑出来，从而使该问题更趋严重。直到层状外部饰面系统固化为止，粘结剂並不具有足够地内聚粘结性和粘结强度使材料层同建筑物或其它户外结构的外表面相粘接。在材料可能断裂或天气冷而潮湿的地区，上面所述的问题尤其突出。
本发明的目的是提供一种非水泥质粘结剂组合物，该组合物易于涂敷，並在所有固化条件下提供初粘性和粘结强度而不留下废弃物。
本发明的又一个目的是提供一种在非水泥质粘结剂所有固化条件下改进初粘性和粘结强度的方法。
本发明通过提供一种含水快干非水泥质组合物解决了传统的水泥质和非水泥质组合物所遇到的问题，该组合物易于涂敷，能在所有固化条件下提高初粘性和粘结强度而不留下废弃物。本发明特别适用于作外部的隔离（热，音）和饰面系统用粘接剂。本发明还提供一种在非水泥质粘结剂所有的固化条件下改进初粘性和内聚粘结强度的方法。
本发明的含水快干非水泥质组合物需要三种组分：
（1）具有阴离子特性的一种成膜胶乳聚合物;
（2）由至少20%（重量）含胺官能团单体构成的一种含胺聚合物，以及
（3）一种挥发性碱。
在所有固化条件下改进初粘性和内聚粘结强度的方法包括：
（1）制成一种含以下组分的非水泥质粘结剂：
（a）一种具有阴离子特性的成膜胶乳聚合物;
（b）一种含胺的聚合物;以及
（c）一种挥发性碱;
（2）将非水泥质粘结剂涂敷在建筑物或其它户外结构的外表面;
（3）将实心或泡沫层状保护材料复合到非水泥质粘结剂上。
本发明的含水粘结剂组合物需要：
（1）一种具有阴离子特性的成膜胶乳聚合物;
（2）一种含胺的聚合物;以及
（3）一种挥发的碱。
本发明的含水的粘结剂组合物是“非水泥质”的，本文所用的该名称指的是这种组合物完全不含水泥。
本发明的含水的粘结剂组合物在所有固化条件下提供初粘性和内聚粘结强度。本文所用的名称“初期”指的是粘结剂仍然湿的时期。本文所用的名称“内聚粘结强度”指的是粘结剂材料本身之间具有的吸引力。“粘结强度”指的是粘结剂材料对基体具存的吸引力以及同基体表面粘合在一起的强度。本发明的含水的粘结剂组合物最严酷的固化条件是冷而潮湿的环境。
“玻璃化转变温度”或“Tg”这里是指按Fox方程式〔Bulletin of American Physics Society 1，3页，123（1956）〕计算的聚合物玻璃化转变温度：
1/(Tg) = (W1)/(Tg(1)) (W2)/(Tg(2))
对一种共聚物来说，W1和W2指的是两种共聚单体的重量分数，Tg（1）和Tg（2）指的是两种对应的均聚物的玻璃化转变温度。
本发明的含水粘结剂组合物需要一种具有阴离子特性的成膜胶乳聚合物。这里所用的名称“胶乳”指的是一种可通过传统的聚合方法如乳液聚合制得的水不溶性聚合物。这种胶乳聚合物是由可生成水不溶性胶乳聚合物的任何单体或单体混合物制得，该聚合物在涂敷条件下成膜。
胶乳聚合物的Tg仅受所使用的粘结剂组合物具体用途所限制。例如，如果该粘结剂在炎热的夏天户外使用，则胶乳聚合物组合物可选择使它的Tg高于该粘结剂在寒冷的冬天户外使用所选的Tg。一般说来，胶乳聚合物的Tg为约-50℃～约50℃。含有Tg＜-50℃的胶乳聚合物的涂料一般不适用，因为它太软並缺乏用作粘结剂的足够的强度。含有Tg＞50℃的胶乳聚合物的涂料一般也不适用，因为它太难以成膜，即使是高于室温。优选的是Tg为约-15℃～约10℃的聚合物。最优选的是Tg为约-10℃～约5℃的聚合物。
本发明还可采用形态更复杂的聚合物诸如芯壳型聚合物加以实施。这些复杂的聚合物形态通常显示多个Tg，而且其多个Tg之一可以显示出超出约-50℃～约50℃范围的Tg值，但是聚合物的平均或有效Tg必须是约-50℃～约50℃。
成膜胶乳聚合物的阴离子特性按任一不同方法得到，最常用的方法是在乳液聚合期间采用阴离子表面活性剂或分散剂作稳定剂或在聚合完毕后将其添加入乳液。在这些阴离子稳定的胶乳聚合期间或聚合之后，胶乳中也可以含有非离子型表面活性剂。表面活性剂和分散剂其中合用的是脂肪族松香和环烷酸的盐，萘磺酸和甲醛的低分子量缩合产物，合适的亲水-憎水平衡的羧酸聚合物和共聚物，高级烷基硫酸盐（诸如十二烷基硫酸钠），烷基芳基磺酸盐（诸如十二烷基苯磺酸盐，异丙基苯磺酸钠或钾或异丙基萘磺酸钠或钾），硫代琥珀酸盐诸如二辛基硫代琥珀酸钠，高级烷基硫代琥珀酸碱金属盐（如辛基硫代琥珀酸钠），N-甲基-N-十六烷酰牛磺酸钠，油基羟乙磺酸钠，烷基芳基多乙氧基乙醇硫酸（或磺酸）的碱金属盐（如含1～5个氧化乙烯基单元的叔辛基苯氧基-多乙氧基乙基硫酸钠），以及技术上众知的各种其它阴离子表面活性剂和分散剂。
另一类具有阴离子特性的胶乳聚合物，其阴离子特性是由于聚合物含有少量酸基的结果而得，酸基可处于盐的形式诸如碱金属盐或铵盐。这类酸基的例子可来自加入的引发剂碎片，马来酸，乙烯基磺酸，巴豆酸，丙烯酸，甲基丙烯酸，衣康酸等。
第三类合用的具有阴离子特性的胶乳聚合物是一种含有经中和的碱性单体的胶乳聚合物，这类单体如丙烯酰胺，甲基丙烯酰胺等。
这种胶乳聚合物可以具有不止一种类型的阴离子特性。
具有阴离子特性的胶乳聚合物可以通过已知的步骤制备，内容可见出版的教科书，题目为如Emulsion Polymerization：Theory and Practice（作者：D.C.Blackley，Wiley公司1975年出版），Emulsion Polymerization（作者：F.A.Bovey等，Interscienel Publishers公司1965年出版）。这种胶乳聚合物一般为由以下的单体制得的聚合物或共聚物，这些单体如丙烯酸甲酯，丙烯酸乙酯，丙烯酸丁酯，丙烯酸2-乙基己酯，丙烯酸癸酯，甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸乙酯，甲基丙烯酸丁酯，苯乙烯，丁二烯，乙烯，醋酸乙烯酯，“Versatic”酸的乙烯基酯（该酸为链长含C9，C10和C11的叔一元羧酸，其乙烯基酯也称作“Vinyl Versatate”），氯乙烯，乙烯基吡啶，1，1-二氯乙烯，丙烯腈，氯丁二烯，丙烯酸，甲基丙烯酸，衣康酸，马来酸及富马酸。优选采用的是α，β-烯属不饱和单体及其酯的聚合物和共聚物（尤其是丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯的聚合物和共聚物）。它们宜通过下文给出的方法制取，这里引入该文以供参考：“Emulsion Polymerization of Acrylic Monomers：May，1966”，Rohm & Haas公司（Philadelphia，Pennsylvania）出版。
本发明的含水粘结剂需要一种含胺的聚合物，该聚合物由至少20%（重量）含胺官能团的单体制得。优选是聚合物含有至少50%（重量）含胺官能团的单体。这种水溶性或水分散性含胺聚合物的平均分子量还优选为约5000～约100，000。
含有胺官能团的单体的例子包括如下：
1.氨烷基乙烯基醚或硫醚，其中烷基可以是直链或支链型，並含2～3个碳原子，其中氮原子可以是伯，仲或叔氮原子（U.S.2，879，178）。后种情况下，余下的氢原子之一可以被烷基，羟烷基或烷氧基烷基所取代，其烷基组分可以含1～4个碳原子，优选仅含一个碳原子。
具体例子包括：β-氨乙基乙烯基醚;β-氨乙基乙烯基硫醚;N-单甲基-β-氨乙基乙烯基醚或硫醚;N-单乙基-β-氨乙基乙烯基醚或硫醚;N-单丁基-β-氨乙基乙烯基醚或硫醚;以及N-单甲基-3-氨丙基乙烯基醚或硫醚。
2.丙烯酰胺或丙烯酸酯，诸如式Ⅱ所示：
式中：
R为H或CH3;
n为0或1;
X为O或N（H）;
当n为0，A是O（CH2）x（式中x为2-3）或（O-亚烷基）y（式中（O-亚烷基）y为聚氧化烯基，其分子量为88～348，其中各个亚烷基可以相同或不同，而且可以是亚乙基或亚丙基）;
当n为1，A是含2-4个碳原子的亚烷基;
R＊为H，甲基或乙基;
R为H，甲基或乙基;
R0为H，苯基，苄基，甲基苄基，环己基或（C1-C6）烷基。
式Ⅱ化合物的例子包括：丙烯酸或甲基丙烯酸的二甲氨基乙酯;丙烯酸或甲基丙烯酸的β-氨乙酯;N-β-氨乙基的丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺;N-（单甲氨基乙基）的丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺;丙烯酸或甲基丙烯酸的N-（单-正丁基）-4-氨丁酯;甲基丙烯酰氧乙氧基乙胺;以及丙烯酰氧丙氧基丙胺。
3.N-丙烯酰氧烷基-噁唑烷和N-丙烯酸烷基-四氢-1，3-噁嗪及相应的组分，这些组分中，烷基键被烷氧基烷基和聚（烷氧基烷基）所取代，所有这些化合物均用式Ⅲ来包括：
式中：
R为H或CH3;
m为2-3的整数;
R′，当不与R2直接相连时，可选自H，苯基，苄基，以及（C1-C12）的烷基;
R2，当不与R′直接相连时，可选自H，以及（C1-C4）的烷基;
R1和R2，当直接连在一起，与式中环上连结的碳原子形成5-6碳原子环时，即R1和R2当连在一起时，可选自五亚甲基和四亚甲基;
A1是O（CmH2m）-或（O-亚烷基）n，其中（O-亚烷基）n是聚氧化烯基，其分子量为88～348，该式中各亚烷基可以相同或不同，而且可以是亚乙基或亚丙基。
式Ⅲ的化合物可以在各种条件下水解成仲胺。水解产生式Ⅳ的产物：
式Ⅲ的化合物公开在共同受让人的U.S.3，037，006和3，502，627，以及它们相应的外国申请书和专利中，其中公开的任何单体化合物都可用来制造本发明组合物所用的共聚物。
式Ⅲ化合物的例子包括：
甲基丙烯酸噁唑烷基乙酯;
丙烯酸噁唑烷基乙酯;
3-（γ-甲基丙烯酸丙基）-四氢-1，3-噁嗪;
3-（β-甲基丙烯酸乙基）-2，2-五亚甲基噁唑烷;
3-（β-甲基丙烯酸乙基）-2-甲基-2-丙基嘌唑烷;
N-2-（2-丙烯酸乙氧基）乙基噁唑烷;
N-2-（2-甲基丙烯酸乙氧基）乙基噁唑烷;
N-2-（2-甲基丙烯酸乙氧基）乙基-5-甲基-噁唑烷;
N-2-（2-丙烯酸乙氧基）乙基-5-甲基-噁唑烷;
3-〔2-（2-甲基丙烯酸乙氧基）乙基）〕-2，2-五亚甲基噁唑烷;
3-〔2-（2-甲基丙烯酸乙氧基）乙基）〕2，2-二甲基噁唑烷;
3-〔2-（甲基丙烯酸乙氧基）乙基〕-2-苯基噁唑烷。
4.易通过水解产生胺的单体的聚合物可用作该粘结剂组合物的含胺组分或用来产生含胺组分聚合物。这类单体的例子是丙烯酸酮亚胺和丙烯酸-醛亚胺，其式Ⅴ和Ⅵ如下：
式中，
R为H或CH3;
Q选自以下基团：
R6为H，或在一个CHR6单元中它可以是甲基;
R5选自（C1-C12）烷基和环己基;
R4选自（C1-C12）烷基和环己基;
R3选自苯基，卤苯基，（C1-C12）烷基，环己基，以及（C1-C4烷氧基苯基;
A″为（C1-C12）亚烷基;
Ao，B和D为相同或不同的氧化烯基，其通式为
-OCH（R7）-CH（R7），式中R7为H，CH3，或C2H5;
X为4-5的整数;
n0为1-200的整数;
n1为1-200的整数;
n″为1-200的整数，n0-1，n1-1和n″-1的总和为2-200。
式Ⅴ和Ⅵ的例证性化合物是：
甲基丙烯酸2-〔4-（2，6-二甲基亚庚基）氨基〕乙酯;
甲基丙烯酸3-〔2-（4-甲基亚戊基）氨基〕丙酯;
甲基丙烯酸β-（亚苄氨基）乙酯;
甲基丙烯酸3-〔2-（4-甲基亚戊基）氨基〕乙酯;
丙烯酸2-〔4-（2，6-二甲基亚庚基）氨基〕乙酯;
甲基丙烯酸12-（环亚戊基氨基）十二烷酯;
N-（1，3-二甲基亚丁基）-2-（2-甲基丙烯酸乙氧基）乙胺;
N-（亚苄基）甲基丙烯酸乙氧基乙胺;
N-（1，3-二甲基亚丁基）-2-（2-丙烯酸乙氧基）乙胺;
N-（亚苄基）-2-（2-丙烯酸乙氧基）乙胺。
式Ⅴ和Ⅵ化合物在酸性，中性或碱性水介质中水解，生成相应的伯胺或其盐，水解时上式的-N＝Q基变成-NH2和O＝Q。美国专利3，037，969和3，497，485公开了式Ⅴ和Ⅵ的化合物，其中公开的任何单体化合物都可用来制造本发明组合物中水溶性聚合物部分所用的共聚物。
本发明优选使用的一类含胺聚合物是水溶性的。所谓水溶性指的是该聚合物无论处于游离碱，中性或盐的状态都是完全可溶性的。优选的是这种可溶性在所有PH时均具备，尤其是在约4～10的范围。不大满意的一类水溶性含胺聚合物通常在高PH值时是不溶性的，而只是在酸性PH值，尤其是PH在约4～约7的范围才是可溶或部分可溶性。所谓部分可溶的是指两种情况，一种情况是聚合物部分可溶于水，另一情况是所有的聚合物以胶束状态或单个分子的聚集体（通常为被水高度溶胀的聚集体）状态溶解。后种情况常称作胶体溶液。优选的是聚合物的大部分在酸性PH值时是可溶的。本发明的水溶性含胺聚合物既包括完全可溶性的聚合物，也包括上面刚才所述的部分可溶性聚合物。
一类合用的但依然不大满意的含胺聚合物是水不溶性聚合物，如下面所述，其分子量相当于其水溶性对应物范围的低端。这些水不溶性含胺聚合物起水溶性聚合物的同样的作用。当用这些水不溶性聚合物代替水溶性聚合物时，改善了阴离子稳定的胶乳聚合物的初粘强度;不过，这种改进通常没有象用水溶性聚合物所达到的那样明显。
一般说来，上述1，2，3和4类单体至少占20%（重量）的含胺聚合物可以通过在水介质中溶液聚合制取，介质可以是中性，碱性或酸性，取决于具体寻求的聚合物。聚合通常在含少量酸的水介质中进行，该酸可以是有机酸或无机酸诸如醋酸或盐酸。这种含胺聚合物包括含有最多达80%（重量）的一种或多种以下单体的共聚物，这些单体诸如丙烯酸甲酯，丙烯酰胺，甲基丙烯酰胺，以及由胺单体得来的季胺盐如氯化2-甲基丙烯酸乙基三甲基铵。也可使用少量相对说不溶性的共聚单体来制得水溶性聚合物。不溶性聚合物可以含有较大量的以下的共聚单体。这类单体包括如带（C1-C18）醇的丙烯酸酯以及带（C1-C18）醇的甲基丙烯酸酯，特别是带（C1-C4）链烷醇的上述酯;苯乙烯，乙烯基甲苯，醋酸乙烯酯，氯乙烯，1，1-二氯乙烯，取代的苯乙烯，丁二烯，取代的丁二烯，乙烯;以及丙烯腈和丙烯酰胺或甲基丙烯腈和甲基丙烯酰胺。在制造给定的含胺聚合物中所用的具体的共聚单体（一种或多种）取决于制造该共聚物中所用含胺单体的比例。优选的是仅使用在水中有较高溶解度的共聚单体来制造水溶性聚合物。这类聚合物因此是阴离子型以及任选的非离子型乙烯基单体的聚合物或共聚物。阳离子型单体的例子是胺，亚胺和季胺盐;其它列举的单体是非离子型的。因此，这些水溶性共聚物除了因所用单体中的杂质或合成，储存或使用中有点儿水解可能存在的微量酸基外不含有酸基。
不溶性含胺聚合物的粘均分子量为约5000～约100，000，优选的是约15，000～约90，000。水溶性聚合物的分子量可以落在很宽的范围;一般说来，粘均分子量为约5，000～约300，000，优选的是约40，000～约100，000。含胺聚合物的用量可占阴离子型胶乳聚合物和含胺聚合物总重量的约0.1%～约20%（重量），优选的范围为0.5～8%。
水溶性含胺聚合物既包括完全可溶的聚合物也包括部分可溶的聚合物。水溶性含胺聚合物的名称说的是在游离碱，中性或盐状态都完全可溶的聚合物。某些聚合物在所有PH均可溶，而另一些则在一个PH范围如约5～10之间可溶。其它含胺聚合物一般在高PH时不溶而在酸性PH值，尤其是PH为约5～约7的范围，则可溶或部分可溶。所谓部分可溶是指两种情况，一种情况是聚合物部分可溶于水，另一种情况是所有的聚合物以胶束状态或单个分子的聚集体（通常为被水高度溶胀的聚集体）状态溶解。后种情况常称作胶体溶液。优选的是，聚合物的大部分在酸性PH值时可溶的。
一般说来，含胺的聚合物可以通过在水介质中溶液聚合制取，介质可以是中性，碱性或酸性，取决于具体寻求的聚合物，这在技术上是众知的，例如参见U.S.4，119，600。聚合通常在含少量酸的水介质中进行。该酸可以是有机酸或无机酸诸如醋酸或盐酸。这种含胺聚合物包括含有最多达80%（重量）的一种或多种单烯属不饱和单体的共聚物，这些单体诸如丙烯酸甲酯，丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺。也可使用少量相对说不溶性的共聚单体来制得水溶性聚合物。不溶性聚合物可以含有较大量的以下的共聚单体，这类单体包括如带（C1-C18）醇的丙烯酸酯以及带（C1-C18）醇的甲基丙烯酸酯，特别是带（C1-C4）链烷醇的上述酯;苯乙烯，乙烯基甲苯，醋酸乙烯酯，氯乙烯，1，1-二氯乙烯，取代的苯乙烯，丁二烯，取代的丁二烯，乙烯;以及丙烯腈和丙烯酰胺或甲基丙烯腈和甲基丙烯酰胺。在制造给定的含胺聚合物中所用的具体的共聚单体（一种或多种）取决于制造该共聚物中所用含胺单体的比例。这类聚合物因此是阴离子型以及任选的非离子型乙烯基单体的聚合物或共聚物。阴离子型单体的例子是胺和亚胺;其它列举的单体是非离子型的。因此，这些水溶性共聚物除了因所用单体中的杂质或合成，储存或使用中有点儿水解可能存在的微量酸基外不含有酸基。
本发明的粘结剂组合物需要一种挥发性的碱。所用的挥发性碱的类型和用量必须足以使组合物的PH升高到含胺聚合物的胺官能团被非离子化（脱质子化）的程度，一般升高到至少PH为5，优选为PH＝7～9，以避免同粘合剂组合物中阴离子稳定的胶乳聚合物和其它阴离子组分相互作用。
达到这个程度需要的挥发性碱的用量估算，其起点可以从中和胶乳中所有的酸基（即来自共聚的带羧基单体;表面活性剂;或引发剂的酸基）和胺的共轭酸需要的碱的当量数计算出。如果胺未被充份脱质子化，胶乳会显示出可观察到的随时间的不稳定性迹象，诸如粘度升高，显微镜下可观察到的“颗粒熔合物”，一种初期的聚集/胶凝作用。通常，用一当量的挥发性碱（根据胶乳的酸和聚胺的滴定度计算）足以产生稳定的体系，虽然为长期储存稳定可能必需有含量更高的挥发性碱（～3～4当量）。只要不偏离本发明的宗旨可以采用更多量的碱，不过这会影响涂层的“快干”性能。如果在生产过程中所用的装置，从加入挥发性碱直到产品包装入密封容器里的任何工序，存在着挥发性碱蒸发的机会，则应提高加入生产装置的挥发性胺的用量以补偿损失。
粘结剂涂敷以后，挥发性碱蒸发使组合物的PH降低。当该PH降低到胺官能团开始发生质子化的程度，胺官能团变成阴离子性。据信，快干是由于胺官能团在阴离子稳定的胶乳聚合物存在下转化成阴离子状态而产生，不过产生快干性能的确切机理尚未搞清楚，发明者本人並不希望受确切机理的理论所束缚。
适用的挥发性碱包括但不限于胺，吗啉，烷基胺，2-甲氨基乙醇，N-甲基吗啉，乙二胺，以及它们的混合物。优选使用的是氨。
含水快干非水泥质粘接剂可以任选地含有一种处于金属离子，盐，络合物或氧化物状态的水溶性或水分散性多价金属。可以采用的多价金属离子诸如钙，镁，锌，钡，锶，铝等。也可以采用多价金属离子的络合物，诸如六氨合锌，碳酸氢铵锌等，以及带抗衡离子的多价金属离子盐，诸如氯化物，醋酸盐，碳酸氢盐等。优选的多价金属是锌。
多价金属离子，盐，络合物或氧化物的适用量占胶乳聚合物固体重量的约0.5～约10%（重量）。优选的用量为约1～约7%（重量）。
此外，本发明可以采用传统的粘结剂组分诸如颜料，粘合剂，连接料，增量剂，分散剂，表面活性剂，聚结剂，润湿剂，流变改进剂，增稠剂，阻干剂，消泡剂，着色剂，蜡，防腐剂，热稳定剂，溶剂，防结皮剂，催干剂等。
在选择添加剂的类型和用量时必须倍加小心，以避免使组合物的PH改变到影响其储存稳定性的程度，或避免使PH缓冲到这样的程度，以致在涂敷以后PH並不下降到足以发生聚胺的质子化的数值。例如，采用PKa较低的聚胺和太多量的碳酸钙作填料制得的粘结剂的固化时间会延长得令人难以接受。
本发明的粘结剂组合物，其固含量一般为约10%～约75%（重量），粘度为约50，000厘泊到约300，000厘泊。
本发明的粘结剂组合物适用于任何类型的需要初粘性和内聚粘结强度的建筑粘结剂用途，诸如EIFS;穹窿底部;包括乙烯基塑料质，陶瓷质和木质的地板砖，胶合板等。
本发明的方法可用于改进非水泥质粘结剂的初期内聚粘结强度，该方法包括：
（1）制成一种含有以下组分的非水泥质粘结剂：
（a）一种具有阴离子特性的成膜胶乳聚合物;
（b）由至少20%（重量）含胺官能团单体构成的一种含胺的聚合物;以及
（c）一种挥发性碱;
（2）将非水泥质粘结剂涂敷在建筑物或其它户外结构的外表面;
（3）将实心或泡沫层状保护材料复合到非水泥质粘结剂上。
建筑物和其它户外结构可以由混凝土，水泥，砖，矿渣砖，木材，石膏板，碎料板等构成。
实心或泡沫层状保护材料可以是发泡的聚苯乙烯片材等。
下列实施例举例说明了本发明的某些形态，但不应视作对本说明书和权利要求中所述的本发明范围的限制。
实施例1 粘结剂的配制
按照下列配方将表1.1所列研磨组分一起研磨，然后往各粘结剂配方中加入余下的组分，由此制得粘结剂。
表1.1
对照粘结剂1 粘结剂1 粘结剂2
研磨组分
阴离子稳定的胶乳聚合物 330.7 330.7 330.7
(RhoplexAC-264胶乳)
(固含量60%)
氨水(28%) 5 5 5
聚甲基丙烯酸 0 4 4
噁唑烷基乙酯(固含量25%)
氧化锌 0 0 100
碳酸钙 100 100 0
阴离子分散剂 2.5 2.5 2.5
(Tamol850分散剂)
(总固含量30%)
三聚磷酸钾 1.5 1.5 1.5
乙二醇 2 2 2
Texanol聚结剂 2 2 2
(2,2,4-三甲基-3-羟戊
基醋酸酯)
消泡剂(NopcoNXZ消泡剂) 4 4 4
粘土填料 T5 T5 T5
大理石粉 400 400 400
#70砂子 400 400 400
余下数量的组分
水 20 20 20
羟乙基纤维素(Natrasol0.3 0.3 0.3
HR增稠剂)
实施例2 固化时间
测试各粘结剂配方，以确定它们多长时间完全固化。将各粘结剂配方浇注在涂有TeflonR的玻璃上，以制备测试样品，其厚度为约1/32～约1/16英寸。
测试在温度72°F，相对湿度32.8%下进行。在每个新制成的测试样品上放一台Gardner固化时间记录仪。仪器上的探针以每小时回转一次通过粘结剂面层或沿面层前进。报导的固化时间以分钟表示，当探针圆满地沿粘结剂表面前进没有在表面上造成任何轨痕时的时间被确定为固化时间。短的固化时间是受人欢迎的，因为这表明该粘结剂构成了初粘性和粘结强度。结果示于表2.1。
表2.1
粘结剂 固化时间(分钟)
对照例1 85
1 60
2 35
按本发明制得的粘结剂配方，其固化时间缩短了25分钟（粘结剂1）。按照本发明任选含有多价金属制得的粘结剂配方，其固化时间缩短了共50分钟（粘结剂2-含氧化锌）。
实施例3 抗拉强度测试
在不同固化条件下测试粘结剂配方的初期拉伸的粘结强度，以证实本发明的含水粘结剂组合物在所有固化条件下显示出改进的性能。
在一个预平衡室中，采用某种双组分环氧胶将多孔的聚苯乙烯泡沫体圆片（厚1英寸）胶合在一块木质圆片上（直径2.25英寸;厚0.5英寸）。按同样的方法，还将胶合板胶粘到第二块木质圆片的胶合板表面上涂敷一层各粘结剂配方，然后把第一块木质圆片的聚苯乙烯-面紧紧压向粘结剂层。再使各样品固化。
测试之前，使所有样品平衡到测试条件。接着将样品放在Instron测试机的上下夹头中，接着把样品的垂直于粘结层的角度牵引拉断。所有样品均以0.5英寸/分的十字头速度进行测试。报导的抗拉强度以磅/平方英寸表示，其数值为Instron机拉断时施加的负荷（磅）同测试样品表面积（平方英寸）之比。结果示于表3.1。拉断时高的抗拉强度是合乎要求的。此外，基材破裂型（聚苯乙烯）比粘结剂破裂型更受欢迎。
表3.1
对照粘结剂1 粘结剂1 粘结剂2
破裂时抗拉强度 20.1 25.3 34.4
(磅/平方英寸)
注解:
在环境条件下固化4小时
在75°F,相对湿度50%……温热下测试
粘结剂厚度=1/32英寸
破裂时抗拉强度 3.4 7.5 13.6
(磅/平方英寸)
注解:
在环境条件下固化3小时
在75°F,相对湿度50%……温热下测试
粘结剂厚度=1/8英寸
破裂时抗拉强度 16.6 19.0 29.5
(磅/平方英寸)
破裂方式 粘结剂100% 90%粘结剂破 基材100%
破裂 裂/10%基材破裂 破裂
注解:
在环境条件下固化2小时
在75°F,相对湿度50%……温热下测试
报导值为5次测定的平均值
粘结剂厚度=1/16英寸
破裂时抗拉强度 21.6 31.4 34.9
(磅/平方英寸)
破裂方式 70%粘结剂破 基材100% 基材100%
裂/30%基材破裂 破裂 破裂
注解:
在82°F,相对湿度94.5%……温热而潮湿下固化5小时
在75°F,相对湿度50%……温热下测试
报导值为5次测定的平均值
粘结剂厚度=1/16英寸
同不含有含胺的聚合物的粘结剂（对照粘结剂1）相比较，按本发明制得的粘结剂配方（粘结剂1），在两种厚度下的抗拉强度均有所提高。若本发明制得的粘结剂配方任选含有多价金属（粘结剂2……含氧化锌），则在两种厚度下的抗拉强度均提高得更多。
在温热条件和很潮湿的条件下，按本发明制得的粘结剂配方（粘结剂1），其抗拉强度高于不含有含胺聚合物的粘结剂（对照粘结剂1）。在湿热条件和多雨而很潮湿的条件下，若本发明制得的粘结剂配方含有多价金属（粘结剂2……含氧化锌），则其抗拉强度提高得更多。在温热条件下，任选含有氧化锌的粘结剂经历令人满意的100%基材破裂（粘结剂2），而对照粘结剂则经历不合格的100%粘结剂破裂。在很潮湿的固化条件下，粘结剂1和粘结剂2均经历令人满意的100%基材破裂。
实施例4 剪切强度测试
在不同固化条件下测试粘接剂配方的初期剪切强度，以证实本发明的含水粘结剂组合物在所有固化条件下显示出改进的性能。
在一个预平衡室中，采用某种双组分环氧胶将多孔的矩形聚苯乙烯泡沫体片（厚1英寸）胶合在一块木片（3英寸×2英寸）上。按相同的方法，将胶合板或水泥板切割成3英寸×2英寸的小片。用一把刮刀在胶合板或水泥板上涂敷一层各粘结剂配方（厚1/32-1/16英寸），然后把木片的聚苯乙烯面紧紧压向粘结剂层。接着在室温下使各样片固化。
测试之前，使所有样品平衡到测试条件。接着将样品放在Tinius Olsen应力测试仪的上下夹头中，接着把样品以粘结层的180°角度撕开。所有样品均以0.5英寸/分的十字头速度进行测试。报导的剪切强度以磅/平方英寸表示，其数值为应力测试仪撕开时施加的负荷（磅）同测试样品表面积（平方英寸）之比。结果示于表4.1。撕开时高的剪切强度是合乎要求的。此外，基材破裂型比粘结剂破裂型更受欢迎。
表4.1
对照粘结剂1 粘结剂1 粘结剂2
胶合板基材
断开时的剪切强度 7.5 9.7 11.7
(磅/平方英寸)
破裂类型 粘结剂100%破裂 粘结剂90%破 粘结剂90%
裂/基材10%破裂 破裂/基材
10%破裂
注解:在75°F,相对湿度50%……温热下固化3小时
在75℃F,相对湿度50%……温热下测试
报导值为2次测定的平均值
断开时的剪切强度 9.0 13.1 16.2
(磅/平方英寸)
破裂类型 粘结剂90%破 粘结剂80%破 粘结剂20%
裂/基材10%破裂 裂/基材20% 破裂/基材
破裂 80%破裂
注解:在75°F,相对湿度50%……温热下固化3小时
在75℃F,相对湿度50%……温热下测试
报导值为2次测定的平均值
在温热条件下同不含有含胺的聚合物的粘结剂（对照粘结剂1）相比较，按本发明制得的粘结剂配方（粘结剂1），在两种类型基材上的剪切强度均有所提高。在温热条件下，若本发明制得的粘结剂配方任选含有多价金属（粘结剂2……含氧化锌），则在两种类型基材上的剪切强度均提高得更多。