Клеи - раствор, который способен образовывать пленки, склеивающие различные материалы.
Первые клеи были из одного компонента (растительные смолы, битумы, млечные соки растений и т.п.), часто даже не подвергнутого какой-либо обработке. Некоторые из них применяются и сейчас, но современные клеи представляют собой многокомпонентные системы из нескольких, иногда разной природы (органические, неорганические), материалов. Основной компонент - это клеящее вещество, обеспечивающее адгезионную и когезионную прочность в клеевом соединении. Остальные компоненты выполняют другие функции. Разбавители применяются как регуляторы вязкости готовой композиции должны быть совместимы с остальными компонентами. Катализаторы и отвердители являются отверждающими агентами для клеящих систем, обеспечивая отверждение за счет химической реакции с клеящим материалом или каталитического воздействия на него. Ускорители, ингибиторы и замедлители регулируют скорость и степень отверждения.
Ускоритель - это вещество, увеличивающее скорость процесса отверждения. Ингибитор должен останавливать реакцию отверждения до нужного, по технологии, момента. Замедлитель уменьшает скорость процесса отвердения, что удлиняет срок хранения и (или) жизнеспособности клея. Модифицирующие агенты вводят в состав клеевых композиций для изменения исходных технологических и эксплуатационных характеристик. К модифицирующим агентам относятся наполнители, разбавители, пластификаторы, стабилизаторы и вещества, повышающие смачивающую способность клея.
Классификация:
По назначению: одноцелевые и универсальные, для склеивания различных материалов По консистенции: жидкие, порошкообразные, твердые По водостойкости: высоководоупорные, водоупорные, не водоупорные По характеру склеивания: обратимые, необратимые По способу сушки: холодного и горячего отверждения По природе клеящего материала: синтетические (БФ-2.БФ-4 для склеивания металлов, стекла, фарфора), животного, минерального и растительного происхождения.
Синтетические клеи: фенолоформальдегидные, эпоксидные, получают на основе термопластичных и термореактивных смол, бустилат, резиновый клей. Синтетические клеи универсальны, обладают высокой клеящей способностью, воздухоустойчивостью к действию микроорганизмов.
Животного происхождения: мездровый - варят нижний рыхлый слой шкуры, костный- кости животных-; казеиновый клей(порошок) - представляет собой смесь казеина (белок обезжиренного молока), гашенной извести, соды, медного купороса и других компонентов. Расфасовывают в стеклянные флаконы с добавлением консервирующих веществ.
Растительного происхождения: обойный - смесь крахмала и декстрина, с добавлением медного купороса и антисептика.
Минерального происхождения: водный раствор силикатов натрия и калия (жидкое стекло) используют при производстве хозяйственного мыла, и в качестве канцелярского клея.
Клей должен быть определенного состава, соответствующего цвета, без примесей, плесени, гнилостного запаха, обладать хорошей клеящей способностью.
Синтетические клеи помещают в полиэтиленовые и стеклянные флаконы, в тубы. Мездровый, костный - в ящики, мешки. Обойный - в пакеты от 0,5 до 3 кг; декстриновый -в картонные коробки, бумажные мешки.
На таре маркировка с указанием наименования предприятия- изготовителя; наименование сорта клея, масса нетто, цена, дата выпуска, № ГОСТа, применение.
Свойства, виды, применение клеящих материалов
Клеи на основе различных термопластичных смол:
Шеллак
Физическое состояние: спиртовые растворы или расплавляемые мастики.
Свойства: клей имеет хорошие диэлектрические свойства, но недостаточно эластичен, если не модифицирован другими материалами. Водостоек, устойчив к воздействию масел и смазок. При нагревании размягчается. Растворим во многих растворителях. Обеспечивает умеренную прочность клеевых соединений.
Области применения: склеивание пористых материалов, металлов, керамики, пробки и слюды. Применяется также в уплотнительных цементах в качестве адгезионного грунта при склеивании металлов и слюды, как компонент клеев-расплавов электроизоляционных герметизирующих восках, для различных целей в электротехнической промышленности.
Канифоль
Физическое состояние: растворы или расплавляемые мастики.
Свойства: канифоль малоустойчива к воздействию растворителей и масел, но имеет хорошую водостойкость. Подвержена окислению и плохо противостоит старению. Является хрупким материалом (ее обычно модифицируют введением пластификаторов). Обеспечивает умеренную прочность клеевых соединений, достигаемую весьма быстро после склеивания.
Области применения: временное приклеивание бумаги и в качестве клеящих лаков для бумажных этикеток. Компонент липких клеев на основе дивинилстирольных сополимеров, а также клеев-расплавов.
Клеи на основе натурального каучука
Химическая природа: термопластичный эластомер растительного происхождения.
Физическое состояние: полупрозрачные, высоковязкие растворы в растворителях (сухой остаток 12...20%), светло-коричневого цвета, обычно воспламеняющиеся низковязкие, белого молочного цвета, негорючие водные суспензии (сухой остаток 35%). Выпускаются в виде двухкомпонентных вулканизующихся клеев.
Свойства: срок хранения при 20°С. От 6 мес. до 1 г. в герметичных емкостях.
Жизнеспособность при 20°С. Открытая выдержка 5...30 мин или более. Вулканизируется в течение 8 ч. Закрытая выдержка при 20°С. Для латексных клеев неограниченная при продолжительной открытой выдержке. Хорошо сохраняют высокую исходную липкость.
Области применения: в тех случаях, где к соединению не предъявляется требование высокой прочности. Используются для склеивания бумаги и пористых материалов, приклеивания подошв (из кожи и резины) к обуви, при производстве мебели, для приклеивания тканей, резины и кожи, текстильных материалов, склеивания ковров, войлока, упаковочных материалов; в производстве слоистых материалов для приклеивания металлической фольги к бумаге или древесине; склеивания губчатых резин или их приклеивания к металлам и древесине. Употребляются, также для производства липких лент.
Акрилатные клеи
Химическая природа. Термопластичные смолы на основе акрилатов (свойства различных типов полиметилметакрилата рассмотрены ниже) или их производных (амидов или эфиров).
Физическое состояние: применяют в виде эмульсий, растворов в органических растворителях и в виде смесей мономера и полимера (одно- или двухкомпонентных), в состав которых входят катализаторы (жидкие или порошкообразные). Известны жидкие однокомпонентные клеи, которые полимеризуются под действием ультрафиолетовых лучей.
Свойства: срок хранения при 20°С. До 1 г. Жизнеспособность при 20°С. От 30 мин до 1 ч в зависимости от механизма отверждения. Закрытая выдержка при 20°С. Определяется жизнеспособностью.Клеи в виде эмульсий и растворов отверждаются за счет испарения и абсорбции растворителя. Полимерные смеси отверждаются в результате реакции полимеризации при воздействии тепла, ультрафиолетового облучения, с помощью химических катализаторов или сочетания двух последних факторов.Клеи, содержащие в своем составе растворитель, отверждаются примерно в течение 20 сут. при 20°С или 6 ч при 80°С. Время отверждения смеси полимеров зависит от способа полимеризации: 14 сут. при 20°С или 4 ч при 80°С (при инициировании реакции химическими продуктами); 5 ч (при воздействии ультрафиолетовых лучей); 2 ч при 55°С с последующей выдержкой 8 ч при 80°С (при нагреве). Давление при склеивании колеблется от контактного до 17 Н/см2.
Стойкость к воздействию климатических условий и влаги изменяется от низкой (для клеев с растворителем) до исключительно высокой (для смесей полимеров). В процессе хранения (в течение примерно 1 г.) может происходить ухудшение прозрачности в результате пожелтения. Клеи стойки к воздействию щелочей, кислот (но не окислителей), соляного тумана, нефтяных топлив; чувствительны к воздействию спиртов, сильных растворителей и углеводородов (ароматических и хлорированных); обладают высокой стойкостью к ультрафиолетовому облучению. Область рабочих температур клеев на основе акриловых смол лежит в интервале от -60 до 52°С.
Области применения: для склеивания легких конструкций из прозрачных акриловых пластиков, приклеивания их к дереву, стеклу, металлам, резине, коже и текстильным материалам; бесцветного крепления декоративных слоистых пластиков; конвейерной сборки узлов изделий, где эффективным способом отверждения является ультрафиолетовое облучение; изготовления конструкций, работающих на открытом воздухе (например, крепления фирменных пластмассовых пластинок); работ по приклеиванию алюминиевой фольги; крепления лобовых и ветровых стекол, распределительных приборных досок, линз и оптических узлов в авиационной, судостроительной и автомобильной отраслях промышленности. Один из клеев этого класса - n-бутилметакрилат (не модифицированный или модифицированный канадским бальзамом) используется в качестве оптического цемента, имеющего хорошую стойкость к тепловому удару.
Полиуретановые клеи
Химическая природа основы: термопластичные или термореактивные продукты реакции полифункциональных изоцианатов с многоосновными спиртами или некоторыми полиэфирами.
Физическая форма: однокомпонентные термопластичные композиции с растворителями (кетоны, углеводороды), часто содержащие небольшие количества катализаторов, добавляемых для обеспечения определенной степени сшивки полимера. Жидкие двухкомпонентные термореактивные композиции (с растворителем или без него), где второй компонент - катализатор.
Свойства: срок хранения при 20°С. От 3 до 6 мес. для содержащих растворитель композиций (при условии исключения его потерь).
Области применения: несиловые клеевые соединения, воспринимающие умеренные нагрузки. Склеивание металлов, резин, большинства пластиков (кроме полиолефинов и фторопластов), древесины, пробки, бумаги, текстильных материалов, стекла и керамики. В частности, употребляются для приклеивания эластичных и жестких поливинилхлоридных пластикой поскольку обладают хорошей стойкостью к пластификаторам. Используются для сборки металлических конструкций, работающих в криогенных условиях. Специфические области применения: склеивание уретановых резин между собой и с другими материалами; склеивание кож между собой и с пластиками (подошвенные материалы); крепление ворса к резинам и текстильным материалам; изготовления многослойных материалов из винильных пластиков и синтетических тканей.