Как подразделяются клеи по назначению
Всем когда-нибудь приходилось сталкиваться с клеями. При этом, столкнувшись с разнообразием клеевых составов, обычному человеку не всегда легко определиться с тем, какой материал потребуется для конкретного вида работ. В этой статье мы рассмотрим основные виды клеев и рассмотрим их сферы применения.
Что такое клей?
Под клеем принято понимать специальный состав из неорганических или органических компонентов, который служит для соединения различных материалов между собой. Главное свойство этих составов на профессиональном языке называется адгезией.
Адгезия – это понятие, которое обозначает связь различных веществ между собой. Свойство объектов «склеиваться» друг с другом с научной точки зрения объясняется проникновением клея в поры разных материалов, химическими реакциями между всеми компонентами и диффузией (перемешиванием на молекулярном уровне) клеящего состава с материалами.
Органический или неорганический
В начале прошлого столетия клеевые составы были органическими и производились на основе сырья белкового происхождения (костный клей, казеиновый клей на основе молочного белка и др.). В производстве использовались отходы кожевенного производство, зачастую производство клея было не промышленным, а кустарным. Чтобы предотвратить загнивание органической основы использовали такие простые методы, как обработка известью. В наше время химическая промышленность шагнула далеко вперед, поэтому на прилавках можно обнаружить самые разнообразные виды клеев.
Казеиновый клей до сих пор находит себе применение в различных сферах
Один компонент или два
По принципу протекания химической реакции клеи бывают однокомпонентными или двухкомпонентными. Не секрет, что в емкости клей находится в жидком или густом состоянии, чтобы состав затвердел, должна начаться химическая реакция. «Спусковым крючком» для этого могут послужить разные условия.
Однокомпонентные составы наиболее просты при использовании в быту
Двухкомпонентный полиуретановый клей для клейки паркета
Способ склеивания
По способу взаимодействия с поверхностью клеи подразделяются на контактные и липкие.
Контактный клей часто используется для поклейке обуви
Высыхающие или невысыхающие
Клей может переходить в твердое состояние, когда из него испаряется вся жидкость, такие составы называются высыхающие. Они могут изготавливаться на основе воды – водоэмульсионные или на основе растворителя. Последние отличаются резким запахом и не всегда безопасны для человеческого организма. Самыми известными высыхающими составами являются казеиновый клей, ПВА, силикатный клей и т.д.
Силикатный клей (жидкое стекло) используется в канцелярских целях
Невысыхающие смеси не зависят от параметров окружающей среды, так как сами по себе они обладают высокой адгезией (сцеплением с различными материалами). К таким разновидностям относится эпоксидная смола, клеи на основе канифоли и др.
Взаимодействие с водой
Один из ключевых параметров клеевых составов – влагостойкость. Клей, который переходит в жидкое состояние под действием влаги, не подходит для использования в душевых, ванных комнатах или на улице.
По сферам применения
Клеи имеют широкую сферу применения. Они подразделяются на виды в зависимости от материалов (для керамики, для резины, для древесины, для кожи и др.). Также клеящие составы условно можно разделить в зависимости от сфер применения на бытовые, универсальные, строительные и канцелярские. Такая классификация является условной, так как отдельные разновидности одновременно могут относиться и к бытовой, и к универсальной категории.
Порошковый клей перед использованием их необходимо разводить в воде
Консистенция клея
Немаловажным фактором, влияющим на выбор материала, является консистенция. В зависимости от структуры клеевые составы бывают жидкими, в виде геля, порошка или твердыми.
Клей-карандаш удобно использовать. Он не требует дополнительных инструменотв
На что обратить внимание?
При покупке клея стоит обратить внимание на ряд параметров. Перечислим самые важные из них.
Выбор клея во многом зависит от характера проводимых работ. Общие параметры помогу понять, чем один клей отличается от другого.
Что такое клей и для чего он нужен
В строительных и ремонтных работах часто применяют соединение не на крепеж, а на клеевой состав. Такой вариант позволяет сохранить целостность материала детали и поверхности, но при этом обеспечивает такую же надежную стыковку.
Общая информация о материале
Клей – многокомпонентная композиция на базе неорганических и органических соединений. Клеевой слой скрепляет поверхности между собой за счет адгезионной связи или образования новых межмолекулярных связей.
Существует несколько теорий склеивания материала:
Многие специалисты считают, что при склеивании действуют сразу несколько факторов. Поэтому нельзя однозначно сказать, что именно удерживает детали вместе.
Состав клея разнообразен. Главное его свойство – прочность склеивания – определяется величиной адгезии, способностью удерживать присоединяемую деталь. Также на параметр влияет когезия клея – способность удерживаться на поверхности, и аутогезия – прочность связей при соединении однородных материалов.
Для склеивания картона и бумаги нет нужды использовать смесь с выдающимися адгезионными способностями. Для удержания анкера под нагрузкой в бетонной стене клей должен обеспечивать исключительно прочное соединение.
Классификация по типу склеивания и назначению
Виды клея в первую очередь различают по типу склеивания.
Нередко полимеризующиеся клеи относятся к категории высыхающих.
Разделение по назначению определяет не только характер соединяемых материалов, но и требования к образованной связи.
Выделяют клеевые составы, используемые в медицинских целях. Такие смеси образуют полупроницаемую пленку, не вызывающую аллергии. Их используют при обработке небольших ран.
Разновидности по составу и области применения
По составу все адгезивы делят на 2 большие группы: органические и неорганические.
В строительных и ремонтных работах используют преимущественно клеи, безопасные для здоровья человека.
Акриловые
Это смесь из акриловых смол и модифицирующих добавок. Все составы имеют неприятный запах, некоторые токсичны – если используются неорганические растворители. Выпускают клеи в виде сухого порошка, который нужно растворять, или готовые – в тубах.
Акриловые смеси используются для крепления керамической плитки, зеркал, металлических экранов, камня, напольных покрытий любого типа, линолеума и других гибких материалов. Можно брать смеси для работы с деревом, МДФ, ламинатом и фанерой. Выпускают как водостойкие составы – герметики, так и обычные.
Акриловые клеи очень быстро сохнут, поэтому при крепеже деталь нужно сразу же размещать правильно.
Резиновые
Состав на базе натурального или синтетического каучука. Используется для починки резиновой одежды, обуви, сумок, спортивного инвентаря, надувных лодок. Резиновый клей абсолютно водостоек, не боится даже морской воды.
Различают вулканизирующийся клей и не вулканизирующийся. Первый нужно расплавлять перед использованием, второй застывает по мере испарения растворителя.
Цианоакрилатные
Полимеризующийся состав на основе цианоакрилатов с добавкой эфиров. Предназначен для соединения твердых и пористых материалов, а также эластичных. Склеивает детали, находящиеся в любом положении.
Цианокрилатный клей устойчив к вибрациям, используется при ремонте автомобилей и движущихся частей оборудования.
Цианоакрилат полимеризуется под действием влаги из атмосферы или слабой щелочи. В очень сухом или холодном воздухе для нормального склеивания потребуется активатор. Склеивание происходит за несколько секунд.
На основе карбамидоформальдегидных смол
Клеевое вещество представляет собой конденсат формальдегида с карбамидом. По сравнению с фенолформальдегидным клеем он гораздо безопасней, а также более устойчив к свету. Используется для склеивания дерева, фанеры, МДФ, других древесных материалов.
На основе латексов
Такой состав обычно включает много компонентов. Базой служит как синтетический, так и натуральный латекс. В быту применяют состав на водной основе, так как он менее токсичен и более дешев. Используют клей при соединении дерева, пластика, камня. Адгезия их не слишком высока, так что предпочтительнее, если один из скрепляемых материалов имеет пористую структуру.
Соединение слабо устойчиво к морозам и высокой влажности, так что применение смеси ограничено внутренними работами.
Запрещается использовать латексные клеи при работе с металлами.
На основе поливинилацетата (ПВА)
Основой служит поливинилацетат – термопластичный полимер.Клей представляет собой раствор винилацетата в воде. Это вязкая субстанция, бесцветная, белая или розоватая. Это типичный высыхающий лак: по мере испарения растворителя он образует эластичную клеевую пленку.
Выпускают несколько видов ПВА:
Дисперсия ПВА применятся в строительных работах для соединения массивных деревянных конструкций, а также как добавка в строительные растворы.
Фенолоформальдегидные
Смоляной клей, изготовляемый на основе фенолформальдегидной смолы. Во время эксплуатации клеевой слой выделяет фенолформальдегид с разной интенсивностью. Это ограничивает сферу применения.
Используется клей для склеивания дерева и древесных материалов в быту и на производстве – при изготовлении фанеры, например. Отличает состав высокая водостойкость и механическая прочность соединения.
Для внутренних работ берут клей с низким классом эмиссии.
На основе термопластичных полимеров
Специальный вид клея – расплав. Состав не содержит растворителя. Перед склеиванием его необходимо расплавить, чтобы он перешел в вязкое текучее состояние. Расплав обеспечивает исключительно прочное соединение, но только при строгом соблюдении температурного режима.
Используют смеси для склеивания металла, кожи, кирзы, резины. В промышленности расплав позволил автоматизировать сборку обуви.
Полиуретановые
Смесь на базе изоцианитов. При отверждении вещество полимеризуется, образуя с поверхностями соединяемых материалов межмолекулярные связи. Выпускают одно- и двухкомпонентные составы. Во втором случае перед использованием необходимо соединить клей и отвердитель.
Полиуретановые составы очень популярны в строительстве. Дают прочное соединение, устойчивое к действию сырости и к прямому контакту с водой. Адгезив можно использовать как герметик. Применяют клеи при укладке полов, облицовке керамической плиткой, склеивании дерева, металла и стекла.
Недостаток: сложно удалить остатки после отверждения.
Эпоксидные
Термореактивный синтетический клей на основе эпоксидной смолы. Обычно это двухкомпонентная смесь: смола и отвердитель кислотного или основного типа. Применяется для тяжелых строительных работ – при сборке трехслойных панелей, креплении железобетонных конструкций. Также используется для сборки судов из стеклопластика, в автомобильной промышленности – для крепления тормозных колодок.
Эпоксидный клей довольно долго сохнет. Однако недостатком это назвать сложно, так как в этом случае появляется возможность корректировать положение приклеиваемой детали.
Популярные производители
Клеевые смеси, используемые в строительстве и ремонте производит множество предприятий. Каждый старается модифицировать клей так, чтобы увеличить область его применения и улучшить технические характеристики.
К самым известным брендам на 2021 год относят следующие.
Классификация клеев
По природе основы клеи подразделяют на неорганические, органические и элементоорганические. Классификация клеев приведена на рис.
Рис. Классификация клеев
Клеи на неорганической основе можно разделить на силикатные, алюмофосфатные, керамические и металлические.
К органическим клеям относятся композиции на основе природных и синтетических полимеров, олигомеров и мономеров и искусственные. Причем при отверждении мономеры и олигомеры превращаются в полимеры. В производстве клеев на основе природных полимеров используются вещества животного (коллаген, альбумин, казеин) и растительного (крахмал, декстрин) происхождения. Для изготовления клеев на основе синтетических полимеров используются синтетические каучуки и смолы.
В основу классификации по термическим свойствам основы клеев положена их термопластичная или термореактивная природа, которой в большинстве случаев определяются области применения клеев и герметиков.
Термореактивные соединения обычно являются основой конструкционных клеев. Термопласты и соединения на основе каучуков используют, как правило, для склеивания неметаллических материалов. Клеи на основе термореактивных смол часто относят к компаундам (англ. compound — составной, смешанный). Компаунды (эпоксидные, полиэфирные, полиуретановые, силиконовые, акрилатные) отвердевают в результате самопроизвольного сшивания основы при введении отвердителя или под внешним воздействием, например, влаги из воздуха.
По условиям склеивания клеи делят на контактные (склеивание идет без давления) и липкие (склеивание происходит под давлением мгновенно).
Контактными клеями являются, как правило, все клеи, содержащие легколетучие растворители. В качестве растворителей обычно используются наименее токсичные легколетучие вещества: легкие углеводороды, циклогексан, метилэтилкетон, ацетон, ксилол, эфиры, хлорированные углеводороды. После нанесения клея
на одну или обе поверхности и непродолжительного подсушивания происходит склеивание.
По характеру склеивания клеи и клеевые соединения делятся на обратимые и необратимые по отношению клеевого шва к нагреванию, воздействию воды или органических растворителей.
Некоторые из необратимых синтетических клеев не требуют для отверждения обязательного нагрева, а потому их подразделяют на клеи холодного и горячего отверждения.
Полезной с практической точки зрения является классификация клеящих материалов по водостойкости клеевого соединения на высоководоупорные (клеевой шов выдерживает кипячение в воде), водоупорные (клеевой шов выдерживает пребывание в воде комнатной температуры) и неводоупорные (клеевой шов разрушается под воздействием воды).
По консистенции клеящие материалы подразделяют на твердые (в виде плиток, чешуек, порошков, пленок и т.д.), растворные, дисперсионные, капсулированные и расплавы.
Растворные клеи представляют собой раствор какого-либо полимера в воде (водорастворимые) или органическом растворителе. Растворные клеи на воде имеют основу животного (костный клей), искусственного (метиловый, КМЦ-клей), синтетического (поливиниловый спирт, меламиноальдегидный клей) или неорганического (силикатный клей) происхождения. Такие клеи наиболее экологичны. Клеи на органическом растворителе имеют основу синтетической природы (раствор синтетического каучука в цианакрилате). Время их схватывания на порядок меньше, чем водорастворимых клеев, но испарение растворителя ухудшает их экологические свойства.
Дисперсионные (ПВА) клеи представляют собой дисперсию полимера в воде, в которую для усиления прочности склеивания могут добавляться водорастворимые полимеры с высокой адгезией — поливиниловый спирт, производные целлюлозы. Вода позволяет с успехом использовать такие клеи для склеивания пористых гигроскопичных поверхностей. К их недостаткам можно отнести длительное время схватывания и низкую микробиологическую стойкость клеевого шва (можно повысить введением фунгицидов).
Капсулированные клеи находятся в капсулах, чтобы предотвратить их преждевременное отверждение.
Расплавы — это термопластичные клеи, которые становятся текучими при повышенной температуре и остаются твердыми при комнатной. Термоплавкие клеи представляют собой твердые гранулы полимеров обычно в виде шариков или карандашей. Полимерным карандашом заряжается специальное приспособление — термопистолет, который подключается к электросети. Расплавленный полимер наносится на приклеиваемую поверхность точечным методом. Если клей изготовлен в виде шариков, то их помещают между склеиваемыми поверхностями, и одна из них нагревается до расплавления шариков.
Растворные и дисперсионные клеи могут быть густыми, средними, жидкими. Густые клеи выпускаются в тубах и имеют более длительное время высыхания. Средние клеи выпускаются во флаконах, снабженных аппликатором — кисточкой, закрепленной в пробке. Жидкие клеи выпускаются в полимерных флаконах с аппликатором — тонкой стальной иглой.
По степени готовности клеи бывают однокомпонентными и многокомпонентными. В первом случае они производятся и поступают в продажу в готовом виде. Многокомпонентные клеи (чаще двухкомпонентные, например эпоксидный) готовят на месте потребления из составных частей.
По назначению бытовые клеи подразделяются на хозяйственные, специальные, канцелярские и универсальные (полууниверсальные).
На практике используются классификации по области применения клеев (например, обувные, мебельные, строительные, этикеточные), по специфическим признакам (например, по типам нагрузки, испытываемой клеевыми соединениями при эксплуатации (приложение 2), классификации по ОКП и ТН ВЭД (клеи входят в 35-ю группу).
Состав и классификация клеев
Основа клея определяется его происхождением. Клеи бывают природного, искусственного или синтетического происхождения, органической или неорганические природы.
В большинстве случаев клеи представляют собой сиропообразные растворы этих смол в органических растворителях, их выпускают одно- и многокомпонентными.
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.
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 назначению бытовые клеи подразделяются на четыре подгруппы:
— 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.
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.
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.