Состав и классификация клеев

Основа клея определяется его происхождением. Клеи бывают природного, искусственного или синтетического происхождения, органической или неорганические природы.

Природные клеи подразделяются на клеи животного, раститель­ного и минерального происхождения. Основой клеев животного происхождения являются белковые вещества: коллаген (в мезд­ровом и костном клеях) и казеин (в казеиновом клее). Мездровый и костный клеи называют коллагеновыми. Основой клеев расти­тельного происхождения является крахмал (картофельный, куку­рузный) и продукты его переработки (декстрины). К минеральным клеям относят силикатный и асфальтобитумные клеи. Силикатный клей - это концентрированный водный раствор силикатов натрия и калия (растворимое, или жидкое, стекло) переменного состава.

Основой большинства синтетических клеев являются поли­меры или мономеры и олигомеры, превращающиеся в полимеры в процессе склеивания. Синтетические клеи получают с исполь­зованием синтетических каучуков, термореактивных и термоплас­тичных смол. Основой клеев могут быть смеси полимерных смол, смеси смол с каучуками и т. п. Перспективно использование в од­ном клее двух полимеров - термопластичного и термореактивного, например клей-расплав в сочетании с эпоксидной смолой.

В большинстве случаев клеи представляют собой сиропооб­разные растворы этих смол в органических растворителях, их вы­пускают одно- и многокомпонентными.

В состав клеев входит основа клея и растворители - вода или органические соединения: ацетон, этиловый спирт, бензин, хлор-производные, ароматические соединения; пластификаторы (дибу-тилфталат, диоктилфталат); наполнители.

Наполнители - важные компоненты клеев, которые обеспечи­вают необходимую вязкость клея, уменьшают усадку при затверде­вании клеевого слоя и повышают его прочность (кварцевый песок, каолин, мел и др.). Некоторые наполнители являются специально введенным балластом, который незначительно ухудшает комплекс свойств, но удешевляет клей. Такие наполнители называют экс-тендерами.

Отвердители входят в состав клея на основе ненасыщенных (термореактивных) смол. Вместе с ними используют катализаторы (ускорители) процесса отверждения. Они поступают в продажу в отдельной упаковке (двухупаковочные). Пленки термореактив­ных клеев при нагревании отвердевают необратимо.

Загустители и разбавители используют для регулирования вязкости клеев. Стабилизаторы добавляют в клеи для повышения стойкости клеевых соединений к внешним воздействиям в про­цессе эксплуатации.

Клеи-расплавы - это термопластичные безрастворные клеи, они приобретают адгезионные свойства только при нагревании, а после охлаждения клеевое соединение твердеет. Их преимущест­во - отсутствие органических растворителей. Основным базовым продуктом клеев общего назначения является полиэтилен и сополи­меры этилена с винилацетатом (СЭВА) с различным содержанием винилацетатных групп. Используют также полиамиды, полиэфиры, поливинилбутираль, полиизобутилен, полиуретаны.

Классификация клеев проводится по условиям склеивания, характеру склеивания, водостойкости клеевого соединения, по агрегатному состоянию, по назначению и по наименованию ос­новы клея.

По условиям склеивания клеи делят на контактные, в которых происходит склеивание без приложения давления, и липкие (лип­кие ленты), требующие приложения давления.

По характеру склеивания клеи бывают холодного и горячего отверждения (термореактивные клеи).

По водостойкости клеевого соединения клеи бывают высо­ководоупорными (кипящая вода), водоупорными (вода комнатной температуры) и нестойкими к холодной воде (клеи растительного и животного происхождения). Природные клеи казеиновый и де­кстриновый обладают низкой водостойкостью, однако их досто­инство - гигиенические и экологические свойства: они разрешены для использования в материалах, контактирующих с пищевыми продуктами (склеивание пакетов, пачек, коробок).

По агрегатному состоянию клеи бывают твердые (кусочки, прутки, хлопья, например, КМЦ-клей) и жидкие - в виде растворов (силикатный) или дисперсий (ПВА-эмульсия).

По назначению бытовые клеи подразделяются на четыре под­группы:

- клеи хозяйственного назначения: для ремонта в домашних ус­ловиях, склеивания изделий, мелкого ремонта: клей обойный на основе карбоксиметилцеллюлозы или метил целлюлозы, клеи ПВА с разной прочностью клеевого соединения (уни­версальный, сверхсильный и др.), клей стиропор (для накле­ивания потолочных плиток из полистирола), клей "Момент", клеи - жидкие гвозди, которые выпускают в ассортименте для склеивания различных поверхностей, и др.;

- клеи специального назначения: клеи столярные ("Кедр"), рези­новые ("Гумми"), клеи для наклеивания паркета, термостойкие клеи; клеи 88-М, 88-СА, 88-НП для склеивания резины с ме­таллами; клей ПФ-14, клеи БФ-2 и др.;

- универсальные: "Универсал", "Уникум", "Феникс", эпоксидные клеи, способные склеивать широкий круг материалов;

- канцелярские: ПВА, силикатный, казеиновый.

Синтетические клеи классифицируют и называют по природе полимерной основы. Из эфироцеллюлозных клеев для бытовых це­лей применяют клеи на основе карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ), водные растворы которой используют в качестве обойного клея.

Резиновые клеи получают растворением натуральных, синтети­ческих каучуков (бутадиенового, дивинил-стирольного и др.) или сырых резиновых смесей в бензине. Растворы сырых резиновых смесей используются для ремонта автопокрышек с последующей горячей вулканизацией.

Свойства резиновых клеев зависит от вида каучука. Клей на основе дивинил-нитрильного каучука (СКН) дает клеевой шов, который стоек не только к действию воды, но и к действию неф­тепродуктов. Наиритовый клей (раствор полихлоропренового ка­учука - ПХП) хорошо склеивает резину и кожу при изготовлении обуви, а также текстильные ткани и другие материалы. Латексные каучуковые клеи применяют для наклеивания линолеума и др. Все резиновые клеи дают эластичное влагостойкое клеевое со­единение.

Поливинилацетатные клеи получают из поливинилацетата и его сополимеров с различным содержанием ацетатных групп в виде водных эмульсий. Благодаря своим достоинствам и вариации прочности клеевого соединения ПВА-эмульсионные клеи находят широкое применение: канцелярский, обойный, для наклеивания линолеума и др. Водно-эмульсионные клеи могут быть получены на основе сополимеров винилацетата с винилхлоридом, эфирами акриловой и метакриловой кислот.

Термореактивные синтетические клеи вырабатывают из акри­ловых, полиэфирных, эпоксидных смол, феноло-формальдегидных олигомеров и др.

Акриловые клеи производят на основе олигоэфиракрилатов (анаэробные клеи), эмульсий акриловых мономеров (эмульси­онные); специальные цианакрилатные клеи, которые обладают прочностью, оптической прозрачностью и очень высокой адгезией к коже человека. Последнее обстоятельство требует осторожности при работе с ним. Для клеев, содержащих цианакрилаты, на маркировке дается информация: "Цианакрилат. Опасно. Схватывает кожу и глаза моментально. Хранить в недоступном для детей месте".

Полиэфирные клеи получают с использованием олигомеров эфиров многоосновных кислот и многоатомных спиртов в ком­бинации с мономерами стирола, винилацетата и др. Клеи имеют высокую термостойкость и прочность.

Феноло-формолъдегидные смолы в спиртовых растворах (клеи БФ - бутваро-фенольные) в настоящее время используют ограни­ченно вследствие токсичности фенола и формальдегида.

Мочевино-формольдегидные (синтетические столярные) клеи в отличие от феноло-формальдегидных применяют в виде водных растворов. По сравнению с феноло-формальдегидными клеями они имеют ряд преимуществ: бесцветны, светостойки и менее токсичны, но по прочности склеивания и водостойкости уступа­ют феноло-формальдегидным. Меламино-формальдегидные клеи применяют в производстве ламинированных древесных (мебель­ных) плит.

Эпоксидные клеи приобретают все большее значение. Они име­ют широкий спектр продуктов для их получения - эпоксидных смол с различным содержанием эпокси-групп. Клеи отличаются исключительно высокой адгезионной способностью ко многим материалам, химической инертностью, создают прочные клеевые соединения, а шов обладает низкой усадкой. Клеи являются универ­сальными, применяются как в быту, так и в промышленности.

Постоянно-липкие материалы. Многие виды термопластич­ных смол (сополимеры этилена-винилацетата, бутадиен-стирола, изопрен-стирола, акр и л онитр ил-бутадиен-стирол а) используют для изготовления пленок с остаточной липкостью - липких лент, липких наклеек. Их называют адгезивами, чувствительными к дав­лению. Нанесенный на них клеевой состав имеет длительную жизнеспособность, со временем не затвердевает и не высыхает и проявляет свои адгезионные свойства при приложении неболь­шого давления.

Липкие ленты (скотчи) выпускают в рулонах шириной 1СМ-0 мм на бумажной, тканевой или полимерной основе (прозрачной - на целлофане, полиэтилене; непрозрачной - на лавсане и др.). Их используют для ремонта книг, отделочных, электротехнических работ, для скрепления потребительской и транспортной тары (кар­тонных ящиков). При нанесении на пластик (рейки, уголки) они могут использоваться для заделки стыков в ванной комнате, на кухне.

Антиклей (антиадгезионное средство) - современные препа­раты для обработки поверхностей с целью снижения адгезии на основе кремнийорганических соединений. После обработки анти­клеем на поверхность невозможно наклеить, например, несанкци­онированные объявления и т. п.