Основные виды и свойства синтетических клеев

Синтетические клеи изготавливаются на основе синтетических мономеров, олигомеров, полимеров или их смесей. Могут содержать отвердители, наполнители, растворители, стабилизаторы, пластификаторы, эластификаторы. Добавками модифицируют свойства клея – липкость (способность клея “сцепляться” с поверхностью при комнатной температуре), вязкость, скорость отверждения, сохранность, или жизнеспособность (время, в течение которго клей пригоден к применению), а также свойства клеевой прослойки – прочность, жесткость, термо- морозо-, атмосферостойкость и др.

Синтетические клеи могут быть жидкими ( растворы, эмульсии, суспензии, индивидуальные мономеры), пастообразными или твердыми (пленки, гранулы, порошки, прутки), одно- или многоупаковочными ( компонентными) . Последние поставляются чаще всего в виде двух частей [отвердитель и (или) ускоритель отверждения – отдельно от основной композиции], совмещаемых непосредственно перед употреблением.

Они получили наибольшее широкое распространение по сравнению, с другими клеями, благодаря развитой сырьевой базе и возможности легкого и направленного изменения их свойств. Эти клеи классифицируют по химической природе на две принципиальных группы:

реактивные (в том числе термореактивные)
термопластичные.

У первых, - при склеивании изменяется химическая структура, и они из пластичного состояния необратимо переходят в стеклообразное или эластичное состояние в результате протекания химической реакцции – поликонденсации, полимеризации или полиприсоединения.

У вторых, - химическая структура при склеивании не изменяется; они затвердевают в результате удаления растворителя (клеи-растворы) или застывания расплава (клеи-расплавы, или термоплавкие клеи).

Виды и свойства наиболее распространенных синтетических клеев приведены ниже. Все они могут применяться в деревообрабатывающей и мебельной промышленности на основных или вспомогательных производствах и при ремонте оборудования.

Виды реактивных клеи

Феноло-формальдегидные клеи
получают на основе резольных феноло-формальдегидных смол. Хорошими клеящими свойствами обладают клеи с молекулярной массой 300-500. Клеями служат ацетоновые, спиртовые или водные растворы немодифицированных смол и пленки, изготовленные пропиткой волокнистых материалов (напр., бумаги из сульфатной целлюлозы) спиртовым раствором смолы. Отверждаются при комнатной температуре под действием сульфокислот или в горячих прессах при 140-150°С. Клеевая прослойка работоспособна до 70-150°С (обычно до 100°С). Применяют для склеивания древесины, фанеры, пенопластов и др. материалов, при изготовлении слоистых конструкций, тары.
К группе фенолоформальдегидных клеев относятся также резорциновые и алкилрезорциновые клеи.

Феноло-ацетальные клеи
выпускают в виде растворов в спиртах, кетонах, смесях спиртов с ароматическими углеводородами или в виде пленок. Применяют для сборки силовых конструкций из металлов, стеклопластиков, керамики и др. материалов в промышленности и быту.

Эпоксидные клеиполучают на основе эпоксидных смол и продуктов их модификации. Могут содержать отвердитель, наполнитель (порошки металлов, SiO₂, Al₂O₃ и др., волокна, ткани, сетки), эластификаторы (каучуки, термопласты, олигоэфиракрилаты), пластификаторы (фталаты, себацинаты), растворители (спирты, кетоны) реакционноспособные растворители (глицидиловые эфиры). Порообразователи вводят во вспенивающиеся клеи. Обладают высокой адгезией к полярным повехностям, высокими прочностными характеристиками в отвержденном состоянии. Отверждаются в горячем виде при температурах 120-180оС или при комнатной температуре в тесение 4-12 ч. Ниже комнатной температуры отверждаются комплексами BF₃с гликолями, алифатическими аминами или эфирами, смесью аминов с трифенилфосфитом.

Полиуретановые клеи
получают на основе изоцинатов и гидроксилсодержаших соединений, реагирующих с образованием полиуретанов. Могут содержать инициаторы отверждения (вода, спирты, водные растворы солей щелочных металлов и карбоновых кислот), порошкообразные наполнители (ТiO₂, ZnO, цемент), растворители (ацетон, спирты, хлорзамещснные углеводороды), добавки полимеров. Полиуретановые клеи обладают превосходной адгезией к большинству материалов. Отверждаются при комнатной температуре. Широко применяются в мебельном производстве и деревообработке в виде клеев-расплавов при облицовывании кромок, а также в виде однокомпонентных и двухкомпонентных клеев для склеивания деревянных деталей.

Карбамидные клеи
получают на основе мочевино- и (или) меламино-формальдегидных смол. Могут содержать отвердители (карбоновые или минеральные кислоты), наполнители (активные – мука злаков, крахмал, производные целлюлозы; инертные-древесная мука, гипс), пластификаторы (диэтиленгликоль, резорцин), хлоропреновые латексы, термопласты, напр, поливинилацетат, полиметилметакрилат. Готовят клеи растворением порошкообразных смол в воде с последующим смешением их водных растворов с др. ингредиентами. Отверждаются при комнатной температуре или в горячих прессах при 100-120°С.
Широко применяются в столярных работах, производстве мебели, фанеры, макетов и изделий из древесины. Достоинствами карбамидных клеев является является низкая стоимость, хорошая прочность склейки и малая заметность клеевого шва на дереве.

Кремнийорганические клеи
получают на основе кремнийорганических полимеров. Могут содержать: отвердитель (обычно органические пероксиды, амины, щелочи, силазаны), эпоксидные олигомеры, каучуки и др. орг. полимеры, повышающие эластичность и прочность клеевой прослойки, полиорганометаллосилоксаны, улучшающие термостойкость, эластичность и адгезию, наполнитель (асбест, BN, Cr₂О₃, ZnO и др.), растворитель (этилацетат, спирт, толуол и др.). Отверждаются в течение 2-3 ч при 150-270 ⁰С, с помощью силазанов – при комнатной температуре. Применяют для склеивания металлов, теплостойких неметаллических изделий.

Полиэфирные клеиполучают на основе ненасыщенных сложных полиэфиров – олигоэфиракрилатов и (или) полиэтиленгликольмалеинатов, олигокарбонатакрилатов. Могут содержать наполнитель (стекловолокно, SiO2, тальк, цемент) – мономеры (стирол, винилацетат, метилметакрилат, акриловая кислота, амиды ненасыщенных карбоновых кислот), полифункциональные соеинения . (аллиловые эфиры дикарбоновых кислот , триаллилцианурат), эпоксидные смолы, полиизоцианаты, загуститель (насыщ. полиэфиры). Их отверждают в присутствии инициатора, а в некоторых случаях и ускорителя (нафтената Со, третичных аминов). Применяют для склеивания полиэфирных стеклопластиков, термопластов, металлов, древесины, в производстве оптических изделий, мебели, машиностроении.
Одноупаковочные композиции на основе олигоэфир- или олигокарбонатакрилатов со строго определенным соотношением инициатора (гл. обр. кумилгидропероксида), ускорителя (аминов, амидов) и ингибитора (фенолов) называются анаэробными клеями. Их можно хранить на воздухе.

Акрилатные клеи
получают на основе мономеров – акрилатов, цианакрилатов, реже их форполимеров и полимеров. Могут содержать наполнители (аэросил, кварцевая мука), пластификаторы (дибутилфталат, трифенилфосфат), модифицирующие добавки (синтетическиме смолы, каучуки, мономеры, например, стирол, винилацетат, акрилонитрил, акриловая кислота, диаллилфталат, глицедилметакрилат).
Цианакрилатные клеи содержат также ингибитор полимеризации (гидрохинон). Склеивание происходит при 20-100°С или под действием УФ-лучей. Применяют для склеивания органических и силикатных стекол, пластмасс, металлов; цианакрилатные клеи – в производстве изделий, требующих быстрой сборки, в приборостроении, электронике и оптике; для присоединения тензорезисторов, соединения живых тканей в медицине, заливки трещин в металлических деталях. В последнее время акрилатные УФ-отверждаемые клеи стали популярны при склеивании стеклянных деталей мебели и приклеивания декоративных элементов и фурнитуры к стеклу.

Полиимидные клеи
получают на основе полиамидокислот, олигоимидокислот, олигоимидов либо исходных соединений для их синтеза, превращающихся при отверждении в полиимиды. Могут содержать наполнители (алюминиевая пудра, асбест, стекловолокно), эластификаторы (каучуки) и термостабилизаторы. Выпускаются в виде вязких растворов. Отверждаются при 150-450°С и давлении 1-1,5 МПа в течение нескольких ч. Применяют в авиац. и космич. технике при сборке силовых конструкций из Ti, Be, легирированных сталей, термостойких неметаллич. материалов, напр, графита, керамики, стеклопластиков.

Виды термопластичных клеев

Полиакриловые клеи получают на основе полимеров акрилатов, метакрилатов и их сополимеров. Могут содержать наполнители (аэросил, цемент, мел), пластификаторы, полимеры (нитратцеллюлозы, канифоль, сополимер винилхлорида с винилацетатом). Применяют для склеивания стекол, термопластов, бумаги, тканей, в производстве тары .

Полиамидные клеи получают на основе полиамидов. Выпускают в виде жидкостей или твердых материалов (порошки, прутки, пленки и др.). Могут содержать растворители (спирты, вода, фенолы), пластификаторы ( глицерин , касторовое масло), наполнители (порошки оксидов металлов, волокна). Применяют в машино- и приборостроении для соединения металлов между собой, а также с неметаллами, в производстве бумажной и картонной упаковки, для переплета книг, альбомов.

Поливинилацетальные клеи получают на основе поливинилацеталей. Могут содержать пластификаторы, модификаторы, повышающие теплостойкость. Применяют для изготовления многослойных стекол, в производстве одежды.

Поливинилацетатные клеи – 25-70%-ные растворы поливинилацетата в в спиртах, кетонах, эфирах, метиленхлориде, и его водные дисперсии (содержание полимера 35-60%). Выпускают в виде вязких жидкостей или паст. Обладают хорошев адгезией, дешевы, водные дисперсии негорючи и безвредны. Клеевые прослойки работоспособны до 40°С, топливо-, масло- и атмосферостойки, но имеют низкую водостойкость. Используют для склеивания бумаги, пластмасс, древесины, тканей, кожи, металлов. Широко применяются в мебельной и деревообрабатывающей промышленности для склеивания древесины и древесных материалов.

Поливинилхлоридные клеи получают на основе ПВХ, хлорированного ПВХ или сополимеров винилхлорида с винилацетатом и др. мономерами. Выпускают в виде растворов в кетонах, хлорирированных углеводородах, эфирах, ТГФ или дисперсии в пластификаторах
( пластизольные клеи). Концентрация клеев-растворов составляет 10-30%, пластизольных клеев – не менее 90%. Клеевые прослойки стойки к действию агрессивных сред, отличаются высокой прочностью. Применяют для склеивания натуральных и искусств, кож, замши, тканей, древесины.

Полиолефиновые клеи получают на основе гомо- и сополимеров этилена или полиизобутилена. Выпускают в виде гранул, пленок, лент, шнуров, порошка, волокон, а полизобутиленовый клей – в виде растворов в бензине). Полиэтиленовыми клеями соединяют по технологии склеивания клеями-расплавами при 200-210°С, полиизобутиленовыми по технологии склеивания контактными клеями. Наибольшее распространение получили клеи на основе сополимеров этилена с винилацетатом ( склеивают при 110-140°С в течение 15 сек ). Используют для соединения текстильных материалов в швейном производстве, при изготовлении упаковочных материалов, в производстве обуви, липких лент и др. Широко применяются в мебельной и деревообрабатывающей промышленности для приклеивания кромочных материалов и склеивания древесины и древесных материалов.

Полиэфирные клеи получают на основе насыщенных сложных полиэфиров, например, продуктов взаимодействия этиленгликоля и бутиленгликоля с терефталевой, себациновой, орто-фталевой кислотами. Склеивают по технологии склеивания клеями-расплавами. Клеевые прослойки водо- и атмосферостойки, работоспособны от - 60 до + 150°С. Применяют для склеивания пленок и тканей п полиэтилентерефталата, а также др. термопластов

Дополнительно: Классификация синтетических клеев по химическому принципу.

Составил Абушенко Александр Викторович
февраль 2005

Мир деревянных игрушек - электронная информационная система

Технологии производства деревянных игрушек

хл