Чем клеить?

Эта статья посвящена жидким материалам, применяемым в деревообработке: морилкам, пропиткам, краскам и, конечно, клеям.

ЧЕМ КЛЕИТЬ?

Прежде, чем начать, надо сказать два слова. В мире известны несколько компаний - изготовителей клеев. В Скандинавии это однозначно "Акзо Нобель", в Германии - "Клебхеми М. Г. Беккер Гмбх + Ко КГ" - владельцы знаменитой марки "Клейберит". Есть и другие уважаемые фирмы. Позвольте представить вам фирму, пока что мало знакомую массовому отечественному потребителю, но хорошо известную среди профессионалов. Знакомьтесь: "COLLANTI CONCORDE", Италия.

Прочное клеевое соединение лежит в основе производства строительного конструкционного клееного бруса, оконного бруса, трехслойного паркета, многослойных панелей, мебельного щита, собственно мебели и многих других изделий, требуемых для современного домостроения, промышленного строительства и просто для качественной жизни. Современное, высокоэффективное производство подразумевает применение поточных линий с высоким уровнем автоматизации, где крайне важна точность следования технологическим инструкциям и тщательное соблюдение режимов склеивания. Именно на производстве широкой гаммы клеев промышленного предназначения и специализируется "COLLANTI CONCORDE".

Основной рынок сбыта компании это, конечно же, Италия. Но и Испания тоже. И Южная Америка. И практически вся Юго-Восточная Азия… (и это при том, что продукция фирмы никак не может быть отнесена к разряду дешевых). Пора и нам познакомиться с ней. Начнем, как у нас принято, с самого начала.

КЛЕИ:

1.1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ КЛЕЯ

Клей - это синтетический или природный материал, способный соединять между собой материалы различного происхождения, формируя прочную связь, которая иногда значительно прочнее самих склеиваемых материалов.

Механизм связи между двумя телами, объединенными с помощью клея, может быть следующий:

1.2 МЕХАНИЗМЫ ОТВЕРЖДЕНИЯ, АДГЕЗИЯ И КОГЕЗИЯ

1.2.1 КОГЕЗИЯ

Термин "когезия" (сцепление) означает силу притяжения, которая возникает между атомами и молекулами в одном и том же веществе.

1.2.2 АДГЕЗИЯ

Адгезия - это сила притяжения между связующим веществом (клеем) и материалами, которые должны быть склеены (МДФ, дерево и т.п.).

Адгезию можно разделить на три категории:

а) МЕХАНИЧЕСКАЯ АДГЕЗИЯ

Связующее вещество в жидком состоянии проникает в ячеистую структуру дерева (поры) и затвердевает; оно удерживает деревянные поверхности в соединенном состоянии благодаря силам сцепления между молекулами этого связующего вещества.

б) УДЕЛЬНАЯ АДГЕЗИЯ

Эта адгезия характеризуется силой притяжения между молекулами связующего вещества и молекулами склеиваемой поверхности.

Такая сила притяжения, зависящая от "степени смачиваемости" связующего вещества, противопоставляется силе поверхностного натяжения склеиваемых материалов (кроме уменьшения силы поверхностного натяжения, связующее вещество вносит свой вклад в усиление процесса слипания).

Степень смачиваемости, кроме того, зависит от "полярности" связующего вещества и склеиваемой поверхности: нельзя получить прочной связи между полярным связующим веществом и неполярной подложкой, и наоборот.

d = направление угла указывает на степень смачиваемости

в) ХИМИЧЕСКАЯ АДГЕЗИЯ

Этот тип адгезии имеет место в том случае, когда между связующим веществом и склеиваемой поверхностью происходит химическая реакция (например, образование химических связей между полимочевиной и лигниновым гидроксилом).

1.2.3 МЕХАНИЗМЫ ОТВЕРЖДЕНИЯ

1. Химическая реакция

Отверждение может происходить в результате процесса конденсации или полимеризации, которые возникают между двумя компонентами, вступающими друг с другом в реакцию, что приводит к устранению одного или более веществ (вода и т.п.).

Кроме того, это может происходить тогда, когда реагенты, соединяясь вместе, не создают в результате совместной реакции других веществ.

2. Охлаждение

Такой тип отверждения относится, главным образом к клеям-расплавам, наносимым в расплавленном состоянии. Они проявляют свое связующее действие в процессе охлаждения и под давлением.

3. Испарение

Клеящая способность связующих веществ, находящихся в водной дисперсии, проявляется в результате потери воды с последующим сближением и сплавлением частиц, ранее находившихся в дисперсном состоянии. Что касается связующих веществ на основе растворителей, для них механизм отверждения соответствует процессу кристаллизации (потеря растворителя). Для всех этих систем существует правило, которое является фундаментальным, оно гласит, что процесс склеивания должен происходить под давлением.

1.3 КЛАССИФИКАЦИЯ СВЯЗУЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ

Связующие материалы можно разделить на четыре большие группы:

1.3.1 ТЕРМОРЕАКТИВНЫЕ КЛЕИ

Это такие связующие вещества, которые работают при нагревании или в присутствии специальных отвердителей. Они реагируют таким образом, чтобы на финальной стадии в результате необратимого процесса получился тугоплавкий продукт.

Этот процесс сопровождается формированием трехмерной сетки; особая стойкость которой по линии склеивания объясняется действием температуры и других веществ или внешними окружающими агентами.

В деревообрабатывающей промышленности такие клеи классифицируются следующим образом:

1. Клеи на основе мочевины, полученные в результате поликонденсации:
- МЕЛАМИН + ФОРМАЛЬДЕГИД
- ФЕНОЛ + ФОРМАЛЬДЕГИД
- РЕСОРЦИНОЛ + ФОРМАЛЬДЕГИД
- МОЧЕВИНА + ФОРМАЛЬДЕГИД

2. Клеи, полученные в результате объединения ТАНИНА с ФОРМАЛЬДЕГИДОМ и ФЕНОЛОМ.

3. ЭПОКСИДНЫЕ клеи, образующие, помимо прочего, в конце процесса поперечные связи.

4. ПОЛИУРЕТАН:
- ДВУХКОМПОНЕНТНЫЙ
- ОДНОКОМПОНЕНТНЫЙ С ВЛАЖНОЙ ВУЛКАНИЗАЦИЕЙ

1.3.2 ТЕРМОПЛАСТИЧНЫЕ КЛЕИ

Названные так клеи образуют склеивающий стык, постепенно теряя под действием тепла когезию, приобретая пластическую консистенцию, причем этот процесс является обратимым. Клеи этого типа классифицируются следующим образом:

1. Клеи в виде ВОДНОЙ ЭМУЛЬСИИ ПОЛИМЕРОВ И СОПОЛИМЕРОВ НА ОСНОВЕ ВИНИЛАЦЕТАТА.

2. Клеи с поперечными связями на основе ТЕРМОПЛАСТИЧНОГО ПВА.

1.3.3 ТЕРМОПЛАВКИЕ КЛЕИ

Несмотря на то, что поведение этих клеев является по своей природе термопластичным, предпочтительно обращаться с ними, как с особой категорией, так как типичная область применения таких клеев выделяет их из группы продуктов на основе винилацетата, о которых говорилось выше.

Они классифицируются следующим образом:

1. Твердые термоплавкие клеи, изготовленные из:
- сополимеров этиленвинилацетата (ЭВА),
- полиолефинов
- полиамидов

2. ПОЛИУРЕТАН ВЛАЖНОЙ ВУЛКАНИЗАЦИИ, который должен отверждаться с увлажнением материалов, уступает место структурам с поперечными связями; даже если они не рассматриваются как реальные термореактивные клеи, способные склеивать несущие структуры. Важно еще раз обратить внимание на то, что поведение продуктов этого типа таково, что в начальной фазе нанесения они имеют термоплавкие характеристики, тогда как в конечной фазе, когда процесс отверждения закончен, линия склеивания демонстрирует характеристики, типичные для термореактивного клея. Поэтому никогда не упускайте из виду эту характерную амбивалентность данного продукта при выборе его возможного применения.

1.3.4 РЕЗИНОВЫЕ КЛЕИ

Данная категория клеев характеризуется эластичностью клеевого соединения.

Мы объединяем в этом классе клеи на основе растворителей или водных эмульсий, изготовленные из:
ПОЛИХЛОРОПРЕНА
ТЕРМОПЛАСТИЧНЫХ СМОЛ
НАТУРАЛЬНОГО КАУЧУКА

1.4 КЛАССИФИКАЦИЯ СВЯЗУЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ ФИРМЫ COLLANTI CONCORDE

С учетом вышеизложенного мы попытаемся классифицировать клеи фирмы COLLANTI CONCORDE, одновременно расширив определение клея и упростив его, но, не пренебрегая химическими представлениями каждого из продуктов.

1.1.1 ТЕРМОРЕАКТИВНЫЕ КЛЕИ – Марки PROTODUR®
1.1.1.1 ПОЛИМОЧЕВИНА

Эти клеи обычно получаются в результате поликонденсации мочевины с формальдегидом при молекулярных отношениях, варьирующихся от 1,05:1 до 2:1.

Мочевина и формальдегид смешиваются вместе в адекватной пропорции, и при нагревании их в слабо щелочной среде образуется метилолмочевина, не имеющая никаких адгезивных характеристик. Адгезивные свойства начинают вводится на второй стадии, во время которой, метилолмочевина, уже в кислой среде (рН 4-6), вступает в реакцию с процессом поликонденсации, что приводит к удалению воды, сначала формируются полимеры, характеризуемые эфирными мостиками, а затем, после процесса отверждения, формируется структура, характерной особенностью которой являются очень стабильные метиленовые мостики.

Очевидно, чтобы быть коммерчески выгодными, такие реакции должны прерываться посредством нейтрализации до рН 7-8, и получаемый «сироп» после охлаждения, доведенный путем испарения до концентрации твердых частиц порядка 65-70%, должен помещаться в вакуумные упаковки. Альтернативно такой «сироп» может также распыляться в специальных пульверизаторах для получения порошковых продуктов. Имеющая место жидкость, разделяемая специальными отверстиями дисков, составляющих главную часть пульверизатора, окутывается струей горячего воздуха, имеющего температуру 200°С. Имеющаяся в «сиропе» вода быстро испаряется, а твердые частицы оседают на дно пульверизатора в форме мелкого порошка.

К таким порошкам полимочевины добавляются в соответствии с рецептурой добавки, отвердители и различные буферы для получения требуемых характеристик.

Использование этих составных клеев заключается в простом разведении водой в определенной пропорции, обычно это две части по весу порошка на одну часть воды. Только после смешивания с водой наступает полная конденсация, благодаря действию отвердителя (хлорид или сульфат аммония), при котором снижается рН, что позволяет восстановить поперечные связи и обеспечить жесткое и тугоплавкое термореактивное клеевое соединение.

Очень важным аспектом, связанным с полимочевиной, является молярное отношение между мочевиной и формальдегидом. Это отношение влияет на выделение свободного формальдегида, который, будучи токсичным, нормируется действующим в настоящее время международным законодательством.

Это отношение формальдегид/мочевина должно в настоящее время находиться в границах между 1:1 и 1,6:1, тогда как в прошлом оно, как правило, составляло 1,8:1 – 2:1.

Уменьшение этого отношения, действительно, определило снижение эмиссии формальдегида, приведя, однако, к увеличению времени отверждения, уменьшению водостойкости, уменьшению жесткости и уменьшению стабильности при хранении.

Благодаря прекрасным характеристикам клеев из мочевины в части их хорошей адгезии с деревом и их низкой стоимостью, они нашли широкий спрос на рынке, и в настоящее время являются самыми востребованными продуктами для деревообрабатывающей промышленности.

ОСНОВНЫЕ ПРИМЕНЕНИЯ:
– создание древесностружечных панелей
– создание МДФ панелей
– создание клееных фанерных и многослойных панелей
– создание полых и реечных панелей
– склеивание резаных материалов
– склеивание меламиновой пленки

ТОРГОВЫЕ МАРКИ КЛЕЕВ ФИРМЫ COLLANTI CONCORDE ИЗ ФОРМАЛЬДЕГИДА С МОЧЕВИНОЙ
Ряд клеев PROTODUR®

Которые могут быть:
– в порошковой форме с отдельно поставляемым отвердителем (2С)
– самоотверждающиеся в порошковой форме
– двухкомпонентные в жидкой форме

Применение продуктов в порошковой форме в большей степени, чем для продуктов в жидкой форме, зависит от ежедневно используемого количества и от качества требуемой связи. При большом ежедневном потреблении клея можно позволить себе использовать жидкую мочевину (не катализированную), чтобы избежать постоянного смешивания клея и уменьшения, тем самым, простоев производства. Очевидно, что уже готовый клей должен иметь короткий срок хранения, который нужно строго соблюдать; в противном случае свойства клея будут хуже.

1.1.1.2 МЕЛАМИНОВАЯ СМОЛА
Производство этой смолы происходит путем конденсации меламина с формальдегидом. Эта реакция идет так же, как и для мочевины с выведением воды и формальдегида. Формируются меламиновые группы и эфирные мостики; в слабо кислой среде молекулярный вес быстро увеличивается, при этом достигается требуемая степень поперечных связей. После этого мы переходим к стадии нейтрализации, и смола готова к использованию.
Финальная стадия конденсации имеет место во время процесса склеивания, при добавлении солей аммония, которые способствуют выводу кислоты и отверждают смолу, реагируя с еще имеющимися аминовыми и метилоловыми группами.
Меламиновые смолы интересны своей более высокой водостойкостью и, в целом, стойкостью к атмосферным воздействиям.
Кроме того, по сравнению с мочевиной, они имеют более высокую степень поперечных связей, что определяет снижение эмиссии формальдегида.
Меламиновые смолы могут использоваться при «смешивании» смол из мочевины для усиления их эксплуатационных характеристик. Смешивая меламин и мочевину, можно получить лучшую стойкость к ускоренному старению.
На рынке они известны как MUF, конденсационные смолы меламина-мочевины-формальдегида, дающие прекрасную водостойкость и стойкость к атмосферным воздействиям.

ПРИМЕНЕНИЯ:
– Производство морской клееной фанеры
– Производство древесностружечных плит для строительства.

ТОРГОВЫЕ МАРКИ МЕЛАМИНОВЫХ КЛЕЕВ ФИРМЫ COLLANTI CONCORDE
* MELOSYNT 2000/2C (MUF)

1.1.1.3 ФЕНОЛОВЫЕ СМОЛЫ
Эти смолы могут быть приготовлены по двум технологиям:

1. Полимеризация фенола с формальдегидом. Этот тип смолы называется RESOLS, и процесс отверждения происходит при довольно высоких температурах, что приводит к образованию клеевого слоя, обладающего прекрасной водостойкостью, стойкостью к нагреву и внешним атмосферным воздействиям.

2. Реакция конденсации между фенолом и формальдегидом в кислой среде. Этот тип смол называется NOVOLAC, и они проходят стадию финального отверждения в присутствии специальных агентов (гексиметилентетрамина и формальдегида), которые при нагревании и под давлением образуют термореактивное вещество с поперечными связями.

В деревообрабатывающей промышленности используются исключительно Resols в следующих целях:
– Производство морской клееной фанеры
– Производство древесностружечных плит для строительства.

1.1.1.4 ФЕНОЛ – РЕЗОРЦИНОЛОВЫЕ СМОЛЫ
Эти смолы получаются в результате процесса конденсации между фенолом, формальдегидом и резорцинолом.

Резорцинол ведет себя как фенол, увеличивая реактивность смеси. Это позволяет также производить склеивание при очень низких температурах, до 10°С, что совершенно невозможно для феноловых смол.

Обычно, когда такие смолы используются при температурах от 10°С до 70°С, они нуждаются в отвердителе (параформальдегид) и, кроме того, добавляется древесная пыль, чтобы усилить наполнительные свойства такого клея.

ПРИМЕНЕНИЯ:
– Производство слоистых балок
– Производство морской клееной фанеры
– Производство древесностружечных плит для строительства.

ТОРГОВЫЕ МАРКИ ФИРМЫ COLLANTI CONCORDE ДЛЯ ТЕРМОРЕАКТИВНОГО ФЕНОЛА-РЕЗОРЦИНОЛА-ФОРМАЛЬДЕГИДА

· MARINE GLUE 2C®
1.1.1.1 ИЗОЦИАНАТНЫЕ СМОЛЫ

Эти смолы получают путем полимеризации диизоцианата с низким молекулярным весом (MDI). Адгезивные свойства диизоцианата обязаны особой реактивности, которую изоцианатные группы NCO проявляют с гидроксильными группами целлюлозы, содержащейся в древесине.
Это означает, что эти смолы вступают в «химическую реакцию» с древесиной, образуя клеевой стык с высокой долговечностью.
ПРИМЕНЕНИЯ:

– Производство древесностружечных плит, отличающихся особой долговечностью и отсутствием формальдегида.

ТОРГОВЫЕ МАРКИ ФИРМЫ COLLANTI CONCORDE ДЛЯ ТЕРМОРЕАКТИВНОГО ИЗОЦИАНАТА

· CTZ F 15 ®
· CTZ F 200 ®
· CTZ 7050 ®

Они не являются и не характеризуются как связующие материалы, но считаются «отвердителями», которые, будучи добавлены в малом процентном соотношении к другим основным смолам, усиливают адгезивные свойства посредством реакции с имеющимися гидроксильными группами.

1.1.1.2 ЭПОКСИДНЫЕ СМОЛЫ

Эпоксидные смолы позволяют производить холодное склеивание, без использования давления, простым наложением собираемых деталей.

Обычно они состоят из двух компонентов:

А – Основная смола
Б – Второй компонент, называемый отвердитель, обычно это полиамин или полиамид. Реакция отверждения, кроме того, имеет место между двумя компонентами без формирования поперечных связей, как это было с другими веществами (100% сухой осадок).

Справедливости ради надо сказать, что использование этих смол в деревообрабатывающей промышленности представляет единичные случаи, только для специальных внутренних работ.

В настоящее время фирма COLLANTI CONCORDE предлагает эти смолы для приклеивания щетины при производстве щеток.

ПРИМЕНЕНИЯ:

– Подходит для склеивания различных материалов, таких как древесина, металлы, пластические материалы, бетон и т.п.

ТОРГОВЫЕ МАРКИ ФИРМЫ COLLANTI CONCORDE ДЛЯ ТЕРМОРЕАКТИВНЫХ ЭПОКСИДНЫХ СМОЛ

Номенклатура PELKOLL 2C ®
Номенклатура XILEPOX 2C ®

1.4.2. ТЕРМОПЛАСТИЧНЫЕ КЛЕИ
1.4.2.1 КЛЕИ НА ОСНОВЕ ПОЛИВИНИЛАЦЕТАТА (ПВА)

Поливинилацетат – это термопластичный полимер, используемый в течение многих лет как сырье для производства клеев в деревообрабатывающей промышленности.

Виниловые продукты находят широко применение благодаря универсальности, которую они предлагают при производстве разнообразнейших видов работ.

Будучи термопластичным материалом, формирующим линию склеивания, он размягчается под воздействием тепла, и процесс этот является обратимым.

Винилацетат – это бесцветная жидкость, негорючая, обладающая характерным запахом, которая имеет температуру кипения 72,7°С, и напоминает воду, имея вязкость 0,4 мПа с при 20°С.

Мономер винилацетата диспергирует в воде при сильном перемешивании в присутствии эмульгаторов. В этой дисперсии мономера в воде при введении ингибитора начинается процесс полимеризации. Постепенно формируется поливинилацетат, который растворяется в остаточном мономере, но не растворяется в воде, с которой он образует эмульсию.

Как правило, клеевая дисперсия получается с содержанием твердых частиц от 40 до 65%.

Чтобы поливинилацетатные клеи в виде эмульсии формировали сухую, однородную и непрерывную клеевую пленку, они должны содержать коалесценты, способствующие образованию пленки при определенной температуре, ниже которой пленка формироваться не будет, и создающие типичный белесоватый, похожий на известь внешний слой, не имеющий никакой склеивающей силы. Такая температура называется МИНИМАЛЬНОЙ ТЕМПЕРАТУРОЙ ФОРМИРОВАНИЯ ПЛЕНКИ.

ПАРАМЕТРЫ, ХАРАКТЕРИЗУЮЩИЕ КЛЕИ НА ОСНОВЕ ПВА.

– Вязкость: зависит от содержания твердых частиц, распределения этих частиц по размерам и от системы, используемой в качестве защитного коллоида.
– Водостойкость: зависит от типа и качества используемого защитного коллоида.
– Степень термостойкости: зависит, главным образом, от молекулярного веса. Как правило, продукты, имеющие высокий молекулярный вес, теряют сопротивление силам сцепления при увеличении температуры немного быстрее, чем продукты с меньшим молекулярным весом.
– Сопротивление ползучести: довольно трудно достичь того, чтобы термопластичные клеи на основе поливинилацетата имели достаточное сопротивление ползучести при повышенных температурах, 50–60°С, когда на пленку клея действует постоянная нагрузка (сопротивление ползучести). Это происходит по той причине, что такие клеи не могут выполнять соединение структурного типа, способного выдерживать нагрузки, возникающие в несущих конструкциях, особенно, в условиях экстремальных атмосферных воздействий.
– Добавки: увеличение возможности деформации можно достичь увеличением количества поливинилового спирта, в результате чего снижается водостойкость клея, но увеличивается открытое время и увеличивается стойкость к воздействию растворителей.

ПРИМЕНЕНИЯ:

– Склеивание дерева с деревом
– Склеивание деревянных прошивок
– Склеивание бумажных или пластических материалов с поглощающими материалами
– Изготовление фальшполов
– Изготовление паркета с предварительной отделкой.

ТОРГОВЫЕ МАРКИ ФИРМЫ COLLANTI CONCORDE ДЛЯ ТЕРМОПЛАСТИЧНЫХ КЛЕЕВ НА ОСНОВЕ ПВА

Номенклатуры PROTOVIL® и DELTAVIL®

1.4.2.2 КЛЕИ С ПОПЕРЕЧНЫМИ СВЯЗЯМИ, ПОЛУЧЕННЫЕ ИЗ ПОЛИВИНИЛАЦЕТАТА

Обычные клеи на основе ПВА не рекомендуются в тех случаях, когда мы хотим получить определенные характеристики водостойкости.

В последнее время на рынке появились клеи, полученные из поливинилацетата и имеющие хорошие характеристики водостойкости.

Они являются полимерами, создающими в присутствии специальных отвердителей по линии склеивания поперечные связи, которые во многих аспектах ведут себя аналогично термореактивным.

Отверждение может происходить вследствие различных механизмов, которые в основном делятся на три группы:

1. Отверждение с добавлением солей металлов.
2. Отверждение с добавлением термореактивных смол, полученных в результате конденсации формальдегида.
3. Отверждение с добавлением изоцианата.

ПРИМЕНЕНИЯ:

– Склеивание дерева с деревом
– Изготовление паркета с предварительной отделкой
– Изготовление съемных настилов
– Изготовление слоистых деталей для окон.

ТОРГОВЫЕ МАРКИ ФИРМЫ COLLANTI CONCORDE ДЛЯ ТЕРМОПЛАСТИЧНЫХ КЛЕЕВ С ПОПЕРЕЧНОЙ СВЯЗЬЮ (ПВА)

· DELTAVIL 2/C ®
· ILCAVIL K 4/2C ®
· PROTOVIL VP 244/2C ®
· PROTOVIL VP 255/2C ®

1.4.2.3 ТЕРМОПЛАВКИЕ КЛЕИ

В соответствии с определяющим их словом, клеи такого типа используются в расплавленном состоянии, и склеивание производится без нагревания под давлением.
Как описывалось выше, большинство термоплавких клеев, используемых в деревообрабатывающей промышленности, создаются на базе:

– Этиленвинилацетата (ЭВА),
– Полиолефинов,
– Полиамидов,
– Полиуретана влажной вулканизации.

Давайте рассмотрим их один за другим:

· КЛЕИ НА ОСНОВЕ ЭВА

Их главные компоненты следующие:

– Сополимер ЭВА
– Смола
– Наполнители

Веществами, используемыми для производства сополимеров ЭВА, являются этилен и винилацетат.

Сополимер ЭВА, используемый в формировании термоплавких клеев для дерева, подразделяется на три класса в соответствии с количеством в нем винилацетата (20%, 25-30%, 30-40%).

Выбор конкретного сополимера или их смеси зависит от конкретных эксплуатационных требований, предъявляемых к клею.

В общем случае можно предположить, что при постепенном увеличении содержания винилацетата от 20 до 40% мы получим следующие особенности:

> Увеличение адгезии
> Увеличение совместимости с наполнителями
> Улучшение поведения клеев при низких температурах
> Увеличение времени в открытом состоянии
> Увеличение растворимости в растворителях
> Уменьшение термостойкости

Аналогично содержанию винилацетата, следующей характеристикой, определяющей сополимеры ЭВА, является ИНДЕКС ПЛАВКОСТИ:

ИНДЕКС ПЛАВКОСТИ выражается как количество в граммах расплавленного полимера, прошедшего через определенное отверстие при температуре 190°С в течение 10 минут.

При постепенном снижении ИНДЕКСА ПЛАВКОСТИ мы получим следующее:
1. Увеличение когезии пленки клея
2. Увеличение вязкости
3. Увеличение термостойкости
4. Увеличение связи в горячем состоянии
5. Сокращение времени в открытом состоянии

Использование какой-либо другой смолы (канифольных, углеводородных, фенольных и кумароновых смол и других) и ее процентное содержание влияет на вязкость продукта и его термостойкость.

· ПОЛИАМИДЫ
По сравнению со смолами ЭВА полиамиды используются очень ограниченно. Они находят свое применение там, где требуется определенная термостойкость клеевого соединения:

Они имеют кристаллическую структуру и высокую температуру плавления и являются достаточно чистыми.

Потеря когезии клеевым соединением происходит поэтому только в непосредственной близости к точке плавления, в отличие от клеев на основа ЭВА, аморфная природа которых не позволяет определить чистую точку плавления, и у них происходит постепенная потеря когезии при прогрессивном увеличении температуры.

Недостаток полиамидов заключается в плохой стабильности при нагревании в емкости и в несовместимости с ЭВА продуктами; это означает, что если вы работаете попеременно с двумя продуктами, необходимо тщательно чистить емкости.

· ПОЛИОЛЕФИНЫ
Эти клеи создаются на основе: полипропилена (РР), полиэтилена (РЕ), полибутилена (РВ), полиизобутила (PIB), изобутилизопрена (IIP) и их смесей в разных пропорциях.

Несмотря на то, что они имеют высокую стоимость, эти клеи характеризуются хорошей плавкостью, обеспечивают хорошую начальную силу связи, и плавятся в довольно ограниченном интервале температур.

С другой стороны клеящие характеристики этих клеев не слишком высокие, особенно, когда требуется склеивать очень гладкие поверхности типа ПВХ.

· ПОЛИУРЕТАН ВЛАЖНОЙ ВУЛКАНИЗАЦИИ
Этот тип клеев ведет себя в первой фазе нанесения как термопластичный клей. Во второй фазе, в результате реакции изоцианатных групп, присутствующих в клее, с влажностью воздуха, и сшивающих агентов с утилитарными группами внутри этого же клея, образуется клеевой слой, который имеет такие же характеристики, что и термореактивный продукт.

В результате этого процесса получается продукт, обладающий высокой стойкостью: к нагреванию, проникновению воды и, вообще, к воздействию сильных химических веществ и экстремальных атмосферных условий.

По сравнению с клеями на основе ЭВА эти клеи имеют значительно более низкую температуру нанесения от 110оС до 150оС. В соответствии с их чувствительностью к влажности они поставляются в хорошо запечатанных и герметизированных контейнерах, и их применение должно быть согласовано с дистрибьютором, которые даст вам совет, как избежать попадания воздуха при плавлении данного продукта.

Рекомендуется использовать эти продукты только тогда, когда требуется высокое качество клеевого соединения, а также там, где нужно заменить клеи на основе растворителей для таких задач, как покрытие профильных поверхностей из ПВХ, которые обычно решаются с помощью клеев на основе PU растворителя.

Кроме достоинства в части исключения растворителей, вредных для здоровья операторов, с этими клеями можно реализовать очень высокую производительность.

ПРИМЕНЕНИЕ ТЕРМОПЛАВКИХ КЛЕЕВ:
- Заделка краев
- Покрытие профилей декоративными ПВХ обоями или импрегнированными обоями
- Сборка мебели

ТОРГОВЫЕ МАРКИ ФИРМЫ COLLANTI CONCORDE ДЛЯ ТЕРМОПЛАВКИХ КЛЕЕВ

· Номенклатура PROTSTIK ®
1.4.2 РЕЗИНОВЫЕ НЕОПРЕНОВЫЕ КЛЕИ
1.4.3.1 КЛЕИ НА ОСНОВЕ ПОЛИХЛОРОПРЕНА

В отличие от природного каучука (поли-цис-изопрен) хлоропрен имеет лучшие характеристики стойкости по отношению к атмосферным воздействиям. Кроме того, он является самозатухающим веществом, и демонстрирует прекрасное поведение при низких температурах и в присутствии масел и жиров.

Неопреновые клеи могут поставляться растворенными в органических растворителях (PROTOPREN®) или как латексы в водной эмульсии.

В общем, они определяются как контактные связующие материалы, - фактически, клей намазывается на две склеиваемые поверхности, и, после испарения растворителя или воды, эти поверхности соединяются. Кроме компонентов хлоропрена эти клеи имеют в своем составе окиси магния и цинка, антиоксиданты, смолы и наполнители.

Что касается растворителя, то наилучший его выбор определяется теми свойствами, которые должен иметь конечный связующий материал.

Токсичность, реология, вязкость, возможность распыления, открытое время, морозостойкость, смачиваемость связующего материала и его проникновение в подложку - это все те параметры, которые нужно иметь в виду при составлении растворяющей смеси.

Как излагалось выше, кроме клеев на основе растворителей, неопреновые клеи могут поставляться как водные дисперсии в неопреновом латексе. Природа эмульсий не позволяет достичь такой же скорости схватывания, которая достигается при использовании клея на основе растворителя, однако, сила связи и клеящая способность, несомненно, не менее важные характеристики.

ПРИМЕНЕНИЯ:
- Быстрое приклеивание к непоглощающим подложкам
- Приклеивание краев вручную
- Декоративное приклеивание листовых пластиков
- Склеивание металла и дерева

ТОРГОВЫЕ МАРКИ ФИРМЫ COLLANTI CONCORDE ДЛЯ РЕЗИНОВЫХ КЛЕЕВ НА ОСНОВЕ ПОЛИХЛОРОПРЕНА

На основе растворителя
· PROTOPREN ®
В водной дисперсии
· IDROPREN ®

1.4.3.2 КЛЕИ НА ОСНОВЕ ПОЛИУРЕТАНА

Их можно разделить на:
1. Полиуретан на основе растворителя
2. Двухкомпонентный полиуретан
3. Полиуретан влажной вулканизации
4. Эпоксидный полиуретан
5. Полиуретан в водной дисперсии

1. Связующие материалы на основе растворителей имеют хорошую адгезию с различными материалами, высокую силу склеивания и стойкость к старению клеевых соединений, а также прекрасную стойкость связи к миграции пластификаторов.

ПРИМЕНЕНИЯ:
- Покрытие профильных поверхностей из ПВХ
- Соединение абразивных лент

ТОРГОВЫЕ МАРКИ ФИРМЫ COLLANTI CONCORDE ДЛЯ ПОЛИУРЕТАНОВЫХ КЛЕЕВ НА ОСНОВЕ РАСТВОРИТЕЛЯ
· TECNOPUR 2C ®

1. Для двухкомпонентного полиуретана: первый компонент – это, в большей или меньшей степени, продукт, имеющий 100% сухой осадок (жидкий полиол + усиленные наполнители). Второй компонент – изоцианатный отвердитель, который в процессе отверждения реагирует с гидроксильной группой.

ПРИМЕНЕНИЯ:
– Подходит для склеивания композитных материалов при производстве многослойных панелей /изоляционных панелей.

2. Связующие материалы из жидкого полиуретана влажной вулканизации состоят из полимеров, называемых свободными изоцианатными группами, вступающих в реакцию с влажностью воздуха. Эти клеи могут поставляться как 100% сухой осадок с минимальной частью растворителя, особенно, когда нужно улучшить характеристики распыления.

ПРИМЕНЕНИЯ:
– Подходит для покрытия деревянных панелей алюминиевыми листами или другими пластичными материалами (стены для фургонов), изолирующих стен, промышленных ворот, огнеупорных дверей.

ТОРГОВЫЕ МАРКИ ФИРМЫ COLLANTI CONCORDE ДЛЯ ДВУХКОМПОНЕНТНЫХ КЛЕЕВ И КЛЕЕВ С ВЛАЖНОЙ ВУЛКАНИЗАЦИЕЙ
· Номенклатуры PROTOPUR/2C и PROTOPUR ®

4. Эпоксидные полиуретановые связующие материалы были разработаны для склеивания деревянных полов, при условии, что они не должны содержать воды, так как ее присутствие вызывает изгиб деревянных элементов (поскольку дерево известно как гигроскопичный материал). В одно и то же время они могут иметь жесткость эпоксидной смолы и гибкость, характерную для полиуретана, что является оптимальными характеристиками для такого применения.

ПРИМЕНЕНИЯ:
– Укладка деревянных полов

ТОРГОВЫЕ МАРКИ ФИРМЫ COLLANTI CONCORDE ДЛЯ ЭПОКСИДНЫХ ПОЛИУРЕТАНОВЫХ КЛЕЕВ
· CEMEPOX 2C ®

5. Полиуретановые связующие материалы в водной дисперсии используются, главным образом, для покрытия МДФ плит листами ПВХ (полимерный лист) (в дальнейшем мы посвятим этому специальный параграф). Такие клеи имеют низкую вязкость и содержание сухих веществ от 40 до 50%. В это случае, для клеев в дисперсии, используется изоцианатный отвердитель в пропорции 3% – 5%.

ПРИМЕНЕНИЯ:
– Подходит для покрытия плит сложной формы листами ПВХ.

ТОРГОВЫЕ МАРКИ ФИРМЫ COLLANTI CONCORDE ДЛЯ ПОЛИУРЕТАНОВЫХ КЛЕЕВ В ВОДНОЙ ДИСПЕРСИИ
· IDROPUR 2C ®

1.4.2.3 КЛЕИ НА ОСНОВЕ ТЕРМОПЛАСТИЧНОЙ РЕЗИНЫ

Такие продукты используются, главным образом, как растворы в органических растворителях или как водные дисперсии в форме латекса.

В основном, эти связующие материалы используются для склеивания пенных полимеров при производстве мягкой мебели.

Вязкость этих продуктов очень низкая, содержание твердых частиц варьируется от 20% до 60% (между тем как в полученных из полихлоропрена продуктах оно максимум 25%–27%).

Связующие материалы на основе термопластичной резины наносятся, помимо прочего, посредством распыления, и характеризуются высоким схватыванием (клейкостью), что позволяет иногда распылять клей только на одну поверхность.

ПРИМЕНЕНИЯ:
– Подходит для склеивания гибких пенных материалов при производстве набивных элементов.

ТОРГОВЫЕ МАРКИ ФИРМЫ COLLANTI CONCORDE ДЛЯ ПРОДУКТОВ НА ОСНОВЕ ТЕРМОПЛАСТИЧНОЙ РЕЗИНЫ

· PROTOPREN SPRAY ®

1.4.3.4. КЛЕИ НА ОСНОВЕ ПРИРОДНОГО КАУЧУКА

Они используются, главным образом, для склеивания пенных полимеров и подходят в тех случаях, когда вы по экологическим причинам хотите заменить связующие материалы на основе растворителей – клеями на водной основе.

Эти связующие материалы содержат малые количества аммония, необходимые для улучшения стабильности продукта, и имеют сухой осадок приблизительно 60%.

ПРИМЕНЕНИЯ:
– Подходят для склеивания пенных полимеров.

1.5 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ КЛЕЕВ

Для правильного использования клеев с древесиной необходимо знать основные характеристики, которые влияют на параметры применения.

Физико-химические параметры связующего материала определяются в соответствии с его типом или группой продуктов без учета требований, выставляемых применением.

1.5.1 ТЕРМОПЛАВКИЕ КЛЕИ

Для определения поведения термоплавких клеев необходимо рассматривать следующие характеристики.

Вязкость

Вязкость определяет степень, в которой сопротивление сдвига возникает между двумя поверхностями (при проверке в жидкости). Эта величина не является константой, она зависит от двух переменных, а именно, от скорости сдвига и времени приложения деформирующего усилия.

В зависимости от поведения в момент приложения касательного напряжения жидкости подразделяются по типам.

Это могут быть:
– Ньютоновские жидкости: вязкость является константой, и ее значение не зависит от скорости сдвига.
– Неньютоновские жидкости: вязкость имеет заметную зависимость от скорости сдвига в различных слоях жидкости:

Псевдопластичная жидкость, вязкость которой уменьшается при увеличении скорости сдвига.

Дилантантная жидкость, вязкость которой увеличивается при увеличении скорости сдвига.

Тиксотропная жидкость, вязкость которой уменьшается с увеличением скорости сдвига (как и у псевдопластичной жидкости), но она также зависит от продолжительности приложения деформирующего усилия.

Водные растворы термореактивных клеев ведут себя почти как Ньютоновские жидкости; поэтому измерение их вязкости можно проводить с помощью неротационных вискозиметров.

Самый подходящий метод измерения такой вязкости приводится в стандарте UNI 9441/89; определение кажущейся вязкости (псевдопластичности) с помощью ротационного вискозиметра приводится в стандарте UNI 9056/87.

· Время гелеобразного состояния

Эта характеристика определяет реактивность связующего материала.

Для полимочевины, МUF, обычно определяется время гелеобразного состояния при 100°С, подробности приводятся в стандарте UNICHIM 618/85.

Аналогично можно определять время гелеобразного состояния при 30°С, чтобы иметь представление о сроке хранения смеси на распределительных роликах.

· Сухой осадок

Это процентное содержание по весу нелетучих веществ, которое определяется для продуктов, поставляемых в растворенном или дисперсном состоянии.

Метод определения сухого осадка связующих материалов описывается в стандарте UNI 9058/87.

· Содержание наполнителей

Это процентное содержание по весу минеральных веществ, присутствующих в связующем материале. Определение его обычно проводится для мочевино-формальдегидных связующих материалов, поставляемых в форме порошка.

Содержание наполнителей полезно для улучшения характеристик заполнения зазоров и снижения стоимости связующего материала. Метод определения описан в стандарте UNI 9057/87.

· Содержание свободного формальдегида

Это процентное содержание по весу формальдегида, не принимающего участие в реакции отверждения. Эта характеристика относится к мочевинно-форамльдегидным клеям и указывает на степень безопасности этих клеев для рабочих и конечных пользователей.

Метод определения описан в стандарте UNI 473/79.

· Открытое время

Открытое время – это период времени, который проходит между нанесением клея и моментом, когда прикладывается максимальное давление.

1.4.2 КЛЕИ В СОСТОЯНИИ ДИСПЕРСИИ

Основные характеристики этих клеев следующие:

Вязкость
В отличие от водных растворов, термореактивные связующие материалы в дисперсном состоянии не ведут себя как Ньютоновские жидкости.

Их вязкость зависит от скорости вращения, типа шпинделя, температуры и типа используемого вискозиметра (обычно используется ротационный вискозиметр Брукфильда).

Чтобы определить степень отличия поведения жидкости от Ньютоновской, используется индекс ТИКСОТРОПНОСТИ, который есть не что иное, как отношение вязкостей, измеренных при двух различных скоростях вращения (5 и 50 об/мин). Чем больше (>1) значение этого отношения, тем больше такая жидкость отличается от Ньютоновской. Если случается, что для каких-то дисперсий индекс меньше, чем полученный, мы имеем жидкость с дилантантным поведением.

Определение этого значения важно при нанесении клея с использованием роликовых устройств.

Сухой осадок
Этот параметр аналогичен характеристике для термореактивных смол. Смотрите стандарт UNI 9058/87.

Содержание наполнителей
Этот параметр аналогичен характеристике для термореактивных смол. Смотрите стандарт UNI 9057/87.

Минимальная температура формирования пленки TMF
Когда дисперсный связующий материал намазывается на склеиваемую поверхность для испарения и поглощения подложкой, вода удаляется. Частицы полимера, подошедшие близко друг к другу, дают начало формированию непрерывной и однородной адгезивной пленки. Такое состояние, называемое пленкой, не достигается, если температура ниже определенного значения, которое зависит от природы и количества добавок, внесенных в полимер.

Критическая температура характеризуется формированием белесоватой и пылеобразной пленки, не имеющей никаких склеивающих свойств.

Знание этих данных является фундаментальным для рабочих условий, в которых наносится связующий материал, особенно в зимнее время.

Методика определения этих данных описывается в стандарте ASTM D 2354-81.

1.4.3 ТЕРМОПЛАВКИЕ КЛЕИ

Вязкость
Термоплавкие клеи также характеризуются псевдопластическим поведением: вязкость уменьшается при увеличении скорости вращения.

Измерение проводится с помощью вискозиметра Брукфильда и термостата Thermosel, установленного на эталонную температуру. Вязкость определяется, когда температура продукта достигает заданного значения. Метод определения описан в стандарте UNICHIM 661/85.

Определения точки размягчения
Точка плавления или, лучше, точка размягчения - это температура, при которой тестируемый продукт достигает определенного уровня пластичности в состоянии, определенном в стандарте ASTM E 28, скажем сфера и кольцо (кольцо и шарик).

Содержание наполнителей
Как описывалось ранее, стандарт UNI 9057/87.

1.4.4 РЕЗИНОВЫЕ КЛЕИ

Вязкость - стандарт UNI 9056/87
Сухой осадок - стандарт UNI 9058/87

Источник: