Синтетические клеи

Преимущества синтетических клеев перед другими клеями заключаются в абсолютной грибостойкости, высокой водостойкости и большой прочности клеевого соединения. К недостатку синтетических клеев следует отнести повышенную вредность, пониженную жизнеспособность и повышенную твердость клеевого шва.

Синтетические клеи различают:

• по физическому состоянию - твердые, пастообразные, жидкие, порошкообразные и пленочные;
• по растворимости - спирторастворимые, водорастворимые и эмульсионные (нерастворимые);
• по отношению к тепловому воздействию - термопластичные (обратимые, например «расплав») и термореактивные (необратимые), которые в свою очередь подразделяются на клеи холодного и горячего отверждения.

Многие синтетические клеи при комнатной и повышенной температуре отверждаются слишком медленно. Для интенсификации процесса отверждения в клеевые составы вводят отвердители.

Клеи чаще всего обозначают по типу смолы - основного компонента. Хотя одни и те же клеи могут быть применены для склеивания различных материалов, можно выделить основное назначение каждой группы клеев (табл. 4).

Назначение основных типов клеев

Корбамидные клеи

Мочевино-формальдегидные смолы и клеи. В деревообрабатывающей промьшшенности широко применяют мочевино-формальдегидные (карбамидные) клеящие вещества. Они обладают высокой адгезией, обеспечивают удовлетворительную водостойкость клеевых соединений, дают бесцветные клеевые швы.

Основа клея К-17 - мочевино-формальдегидная смола МФ-17 (ТУ 6-05-10-75). Для ускорения процесса отверждения в смолу вводят 50%-ный раствор хлористого аммония в количестве 1-1,2 частей по массе аммония (для горячего склеивания) или 10%-ный раствор щавелевой кислоты в количестве 5-28 частей по массе (для холодного склеивания), наполнителем служит древесная мука. Клеи К-17 используют для облицовывания деталей и склеивания узлов мебели.

Клей М-60 приготовляют на основе смолы М-60 (МРТУ 13-06-5-67). Этот клей имеет две модификации: для обычного и ускоренного способов склеивания. В мебельной промышленности больше применяют клей последней модификации. Основной недостаток клея М-60 - ограниченная жизнеспособность.

Клей М-70 получают на основе одноименной смолы (МРТУ 13-06-9-67). В мебельной промышленности этот клей используют главным образом для скоростного склеивания гнутоклееных блоков и облицовывания щитовых элементов мебели. Существенные недостатки клея М-70 - высокая токсичность и ограниченная жизнеспособность (не более 2 ч).

Смолы М-19-62 и У КС (ГОСТ 14231-78) являются основой для одноименных клеев. Эти клеи имеют малую токсичность, длительную жизнеспособность (до 24 ч), удовлетворительную реакционную способность. Клеи на основе смолы УКС применяют для склеивания столярных изделий - оконных и дверных блоков.

На основе смолы СФК-70 (ТУ 13-197-74) выпускается клей СФК-70, который отличается высокой вязкостью. Основное назначение клея - скоростное облицовывание щитовых элементов в однопролетных прессах. Клей может быть использован при облицовывании кромок щитов. Срок хранения мочевино-формальдегидных смол от 2 до 3 месяцев, время отверждения от 20 до 120 с.

Наряду с указанными клеями в деревообрабатывающей промышленности используют вспененные карбамидные клеи, которые позволяют экономно расходовать клеящие материалы. Наличие незначительных пузырьков воздуха снижает плотность клеевого раствора, поэтому наносимый слой становится тоньше, что уменьшает опасность просачивания клея на поверхность лицевого слоя.

Меламино-мочевино-формальдегидные смолы и клеи на их основе

Смолы этого типа по водо-, тепло- и химической стойкости превосходят обычные карбамидные смолы, что объясняется особенностями строения меламина. Ввиду высокой стоимости меламина его обычно заменяют более дешевым химикатом - мочевиной.

Смола ММС - однородная сиропообразная жидкость светло-серого цвета (на основе технического меламина) или прозрачная с желтоватым оттенком (на основе перекристаллизованного меламина), состоит из мочевины, меламина и формалина (37%-ный раствор). Ее жизнеспособность не менее 6 ч, срок хранения 3-4 месяца. Смола не растворяется в холодной воде и хорошо растворяется в горячей воде при перемешивании. Смола ММС предназначена для склеивания горячим прессованием древесных материалов, узлов мебели, для склеивания строительных конструкций из древесины при нагревании в поле токов высокой частоты и других видов древесины, к водо-, тепло- и светостойкости которых предъявляются высокие требования.

Смола ММФ - полупрозрачная жидкость от белого до светло-коричневого цвета. Срок хранения 6 месяцев. Ею склеивают древесные материалы при нагревании и при нормальной температуре. В качестве отвердителя используют 20%-ный раствор фосфорной кислоты. Жизнеспособность этого клея с отвердителем 3-4 ч.

Феноло-формальдегидные смолы

Феноло-формальдегидные смолы получают в процессе поликонденсации фенолов с формальдегидом в присутствии кислых или щелочных катализаторов.

Феноло-формальдегидные смолы в деревообрабатывающей промышленности применяют в качестве пропиточных составов, а также основы для клеев. Фенольные клеи образуют прочные тепло- и водостойкие клеевые соединения. Однако эти клеи имеют повышенную токсичность. Они имеют красноватую окраску, поэтому их нельзя применять для склеивания светлых изделий с открытыми клеевыми швами. По этим причинам применение фенольных клеев ограничивается отдельными случаями при склеивании древесины, пластмасс и металлов. Фенольные клеи применяются при изготовлении несущих клееных строительных конструкций.

Клей КБ-3 состоит из феноло-формальдегидной смолы Б и керосинового контакта, добавляемого в зависимости от температуры рабочего помещения: при температуре 15-16°С - 25%, при температуре 18-20°С - 20%, при температуре 22-25°С - 15% от массы смолы. Смола Б состоит из 100 частей по массе фенола, 150 частей формалина, 2 частей едкого натра, 18 частей по массе ацетона.

Клей СП-2 на основе полимера СП (смола Понкратовой) приготовляют так же, как и клей КБ-3, но керосинового контакта в смесь вводится меньше.

Ввиду высокого содержания фенола клей токсичен и имеет ограниченное применение.

Клей на основе смолы ВИАМ Ф-9 содержит керосиновый контакт первого сорта, спирт этиловый. Клей ВИАМ Ф-9 менее токсичен, чем клей КБ-3.

Смола С-50 (ЦНИИФ) - водорастворимая и предназначена для горячего склеивания фанеры, древесных плит, а также для изготовления пленочных клеев.

Резорцино-формальдегидные смолы и клеи на их основе

Резорцино-формальдегидные клеи получают на основе резорцино-формальдегидных смол. По внешнему виду резорцино-формальдегидные смолы представляют однородные от темно-коричневого до темно-красного цвета жидкости. Для перевода смол в термореактивное состояние необходимо ввести определенное количество формальдегида, дающего метиленовые группы, необходимые для отверждения.

Резорцино-формальдегидные смолы пригодны для получения клеев горячего и холодного отверждения, образуют клеевые соединения повышенной тепло- и водостойкости.

Клей ФР-12 приготовляют на основе смолы ФР-12 (МРТУ 6-05-1202-69), срок хранения которой 6 месяцев. Клей представляет собой смесь смолы ФР-12 с параформальдегидом (ТУ 6-05-930-73).

Клей получают, тщательно перемешивая полимер с отвердителем до образования однородной массы. Жизнеспособность клея 3-4 ч. Используют клей при комнатной температуре (не выше 20°С). Им склеивают древесно-целлюлозные материалы и пластики на их основе. Резорцино-формальдегидные клеи менее токсичны, чем феноло-формальдегидные.

Пропиточные аминоальдегидные смолы

Для изготовления отделочных и клеящих материалов на основе бумаг применяют аминоальдегидные смолы марок ММП, МФП, ММПК и др.

Смола ММП - низковязкий продукт конденсации мочевины и меламина с формальдегидом, используемый для приготовления отделочной пленки и пропитки текстурной и кроюшей бумаги, применяемых в производстве декоративной фанеры.

Смола МФП - продукт конденсации мочевины с формальдегидом, предназначается для пропитки бумаги-основы, а также кроющей бумаги при облицовывании нелицевых деталей мебели.

Смола ММПК используется для пропитки бумажной клеящей пленки, текстурной бумаги, а также бумаги-основы, применяемых при облицовывании плит.

Пленочные клеи

Пленочные клеи используют при облицовывании деталей древесными материалами и бумагой. При прессовании в прессе под воздействием температуры и давления клеящий состав пленки плавится, смачивая склеиваемые поверхности, и затем отверждается. Жизнеспособность пленочных клеев - не более двух месяцев, после чего они теряют клеящие свойства.

Пленочные формальдегидные клеи известны под названием бакелитовой пленки. Выпускаются трех марок - А, Б и В (ГОСТ 2707-75). В качестве основы используется сульфитная бумага. Бакелитовую пленку марок А и Б изготовляют с применением смолы С-50. Для изготовления пленки марки В используют бакелитовый лак ЛБС-1.

Бакелитовую пленку применяют для склеивания фанеры, облицовывания, приклеивания внутренних слоев бумажнослоистых пластиков, а также в качестве подслоя при отделке древесностружечных плит текстурными бумагами (синтетическим шпоном).

Для сохранения высоких клеящих свойств бакелитовую пленку в рулонах хранят в подвешенном состоянии при температуре не выше +25°С и относительной влажности воздуха, не превышающей 70%. В таких условиях пленка может храниться 6 месяцев.

Дисперсионные клеи

Клеящие дисперсии являются коллоидными системами, в которых частицы твердого полимера равномерно распределены в жидкой дисперсионной среде (обычно в воде). Наиболее распространены клеящие дисперсии на основе полимеров винилацетата или его производных, каучуковых латексов.

Дисперсия поливинилацетата представляет собой продукт полимеризации винилацетата в водной среде в присутствии поливинилового спирта.

Поливинилацетатная дисперсия (ГОСТ 18992-73) выпускается низковязкой (Н), средневязкой (С) и высоковязкой (В). Изготовляют ее непластифицированной и пластифицированной дибутилфталатом (ДБ) или дибутилсебацинатом (ДЦ).

Поливинилацетатную дисперсию используют для склеивания шиповых соединений, приклеивания облицовочного слоя на основе бумажных пленок и декоративного бумажнослоистого пластика, тканей, пенопластов к деревянным деталям.

Клей ГИПК-141 (ТУ 6-05-251-72) приготовляют на основе дисперсии марки С-135 (ТУ 6-10-1079-70). Представляет собой сополимер винилацетата с дибутилмалеотом. Предназначен для облицовывания ПВХ-пленкой панелей.

Клеи-расплавы

Клеи-расплавы (ТУ 13-117-72) - это термопластичные клеи, которые становятся текучими при повышенной температуре и твердыми при комнатной. Их применяют для облицовывания кромок, щитовых элементов шпоном и бумажнослоистыми пластиками на оборудовании проходного типа.

Клеи-расплавы не содержат растворителей. Их наносят на склеиваемые поверхности в горячем состоянии при температуре клея 170-190°С, благодаря чему интенсивно смачиваются поверхности, создается хорошая адгезия к пористым и гладким поверхностям. Время отверждения клея 3-5 с. Срок хранения 12 месяцев. В зависимости от цветовой окраски имеется две модификации клея: А - для отделки мебели в светлые тона; Б - для отделки мебели в темные тона.

Сополимер этилена и винилацетата - основа клея-расплава, придающая ему адгезионные свойства, высокую текучесть при нагревании и прочность при охлаждении. Кумароновая смола и канифоль являются модификаторами. Они улучшают смачивающую способность клея-расплава, усиливая тем самым его адгезию, снижают вязкость до требуемой. Наполнители придают клеевому шву твердость, улучшают теплостойкость клея-расплава, снижают его стоимость.

Клеевая нить КН-54 (ТУ В-215-75) применяется для ребросклеивания полос шпона и текстурных бумажных пленок в полноформатные листы.

Клеевая нить представляет собой термопластичное покрытие, равномерно нанесенное на стеклянную нить. В процессе ребросклеивания клеевая нить разогревается до расплавления полиамидной смолы. Нить с помощью специального устройства укладывают на поверхность листа и прикатывают холодным роликом. При этом расплав застывает и нить прочно склеивает полосы материала.

Эпоксидные клеи

Эпоксидный клей состоит из эпоксидного полимера, растворителя и пластификатора. Растворителем служит смесь этилового спирта и ацетона, в качестве пластификатора используют дибутилфталат. Эпоксидный клей отличается большой универсальностью, обеспечивает высокую прочность склеивания, не требователен к величине давления при запрессовке, но требует тщательной подготовки склеиваемых поверхностей. Продолжительность отверждения клея при температуре 20°С - 24 ч, 60°С - 4 ч, 120°С - 2 ч.

В клей горячего отверждения вводят отвердитель. Склеивание им происходит при температуре 150-220°С.

Эпоксидные клеи применяют при изготовлении лаков, красок, клеев.