Лако-красочные материалы — производство

Д. А. КАРДАШОВ

Клеи представляют собой индивидуальные вещества или смеси органических, элементоорганических или неорганических соеди­нений, которые обладают хорошей адгезией, когезионной проч­ностью, достаточной эластичностью и долговечностью в усло­виях применения и способны отверждаться с образованием прочных клеевых соединений [1].

При контакте клеящего вещества (адгезива) и склеиваемого материала (субстрата) между ними возникают различные свя­зи — межмолекулярные, химические, водородные (для более прочного взаимодействия контактирующие материалы должны. содержать в своем составе способные к взаимодействию функ­циональные группы). Природа этих связей определяет прочность клеевых соединений. Кроме того, на прочность клеевого соеди­нения влияют химическая природа и структура адгезива и суб­страта, и состояние поверхности склеиваемых материалов, условия формирования клеевых соединений и ряд других фак­торов [2].

В основу классификации клеев могут быть положены самые разнообразные признаки: области применения, свойства клеевых соединений, природа адгезива и т. п. Однако классифицировать клеи по областям их применения или по свойствам клеевых со­единений (прочность, термостойкость, атмосферостойкость и т. д.) нецелесообразно, так как одни и те же композиции используются для склеивания материалов в различных изде­лиях, а характеристики клеевых соединений также часто зави­сят от свойства склеиваемых материалов. ч

Обычно клеи классифицируют, исходя из того, к какому классу полимеров — термореактивным или термопластичным — относится основной компонент. Это в подавляющем большинстве случаев определяет и области использования клеев, посколь­ку термореактивные соединения обычно являются основой

— конструкционных клеев, а термопласты используются, как пра­вило, для склеивания’ неметаллических материалов и приклеи­вания их к металлам в изделиях несилового назначения.

При пользовании данными по клеям необходимо учитывать следующие Обстоятельства. Показатели прочности клеевого со­единения не являются константами клея, так как зависят от конфигурации, размеров соединения и, следовательно, от формы и размеров испытуемых образцов. Приведенные характеристики клеевых соединений относятся к стандартным образцам и явля­ются в большинстве случаев минимальными показателями, га­рантируемыми официальной технической документацией. В некоторых случаях приводятся типичные данные, представля­ющие собой результаты научно-исследовательских работ.

Свойства клеевых соединений изменяются во времени, а так­же при длительном воздействии эксплуатационных факторов (различные нагрузки, повышенные и пониженные температуры, вода, тропический климат и т. д.). Величина возможного изме­нения прочности в результате старения зависит от конструкции клеевого соединения, метода подготовки поверхности перед склеиванием и других факторов.

Данные о старении, полученные на стандартных образцах, не могут быть положены в основу оценки сроков службы клеевых соединений в конструкциях; ими можно пользоваться при срав­нении поведения различных клеев в одинаковых условиях.

Необходимо напомнить, что продолжительность выдержки при отверждении считается с момента достижения в клеевом соединении определенной температуры, которая и является тем­пературой склеивания.

При выборе клея для изделия следует учитывать комплекс его физико-механических и технологических свойств, а также результаты испытания опытных клеевых конструкций в усло­виях, максимально приближающихся к эксплуатационным.

Клеи бывают однокомпонентными и многокомпонентными. Однокомпонентные клеи, поступающие к потребителю в готовом виде, приготавливают на специализированных предприятиях, и способы их изготовления ниже не приводятся. Многокомпонент­ные клеи готовят на месте применения в количествах, которые могут быть использованы в течение срока жизнеспособности клея. Методы их приготовления зависят от состава клеящих композиций и их физического состояния (жидкие, пастообраз­ные, твердые, пленочные).

Жидкие и пастообразные клеи приготавливают, как правило, в клеемешалках. Качество клея во многом зависит от конструк­ции клеемешалки, которую выбирают с учетом вязкости компо­нентов и готовой композиции, и степени однородности компо­нентов.

Для приготовления конструкционных многокомпонентных клеев часто используют клеемешалки’ вертикального типа с пла­нетарным или встречным вращением месильных лопастей. Для приготовления больших количеств эпоксидных и других клеев хорошо зарекомендовали себя клеемешалки горизонтального типа с Z-образными лопастями {2].

Во многих случаях (например, фенолоформальдегидные клеи типа ВИАМБ-3, полиуретановые типа, ПУ-2, ряд эпоксидных композиций) в процессе приготовления клея необходимо под­держивать определенную температуру, поэтому стенки и дно бака клеемешалок делают двойными для циркуляции между ними холодной или горячей воды. Бачки клеемешалок и месиль­ные лопасти предпочтительно изготавливать из нержавеющей стали. Если клеящая композиция обладает высокой адгезией, внутреннюю поверхность бачков и лопасти целесообразно по­крывать антиадгезионным составом (например, суспензией фто­ропласта) .

Твердые порошкообразные клеи, например Эпоксид П, гото­вят путем измельчения и перемешивания компонентов в шаро­вых мельницах. Твердый клей, например Эпоксид Пр, получают из порошка клея в нагретых до 100—120 °С пресс-формах с последующей запрессовкой при небольшом давлении и охлажде­нии.

Пленочные клеи, неармированные и содержащие раствори­тели (например, фенолокаучуковые и эпоксидно-полиамидные), получают поливом растворов жидких клеевых композиций из фильер, чаще всего на машинах ленточного типа, применяемых в производстве кинофотопленок. ■ В таких машинах поверхностью для формирования пленки служит бесконечная металлическая лента, охватывающая два барабана. Для свободного съема пленки клея, с ленты ее предварительно покрывают подслоем, не имеющим адгезии к клеевой композиции. В зависимости от состава клея для этой цели можно использовать кремнийорга — нические эластомеры холодного отверждения, суспензии, фто­ропластов, полиэтилен и др. Для изготовления армированных пленочных клеев из композиций, содержащих, растворители, можно использовать вертикальные и горизонтальные пропиточ­ные машины, шпрединг-машины и другие устройства.

Пленочные клеи, не содержащие растворителей, например модифицированные эпоксидные клеи, также могут быть получе­ны различными методами. Так, пленочные клеи на основе эпок — сидно-новолачных смол и поливинилбутираля получают экстру­зией гранулированного порошка, приготовленного смешением и вальцеванием порошкообразной смолы и поливинилбутираля при 140—160 °G. Известен также способ получения эпоксидных пленочных клеев путем прокатки расплава клеевой композиции горячими (70—100 °С) вальцами между двумя слоями полиэти — лентерефталатной пленки.

Специфической разновидностью клеящих материалов явля­ются липкие ленты, Их изготавливают, как правило, нанесением из растворов липкого клея на подложки из пленок, тканей, металлической фольги, бумаги. Для этих целей применяют шпрединг-машины, оснащенные специальными сушилками или специализированные машины для производства липких лент. Такие машины могут иметь различные устройства для нанесения клея: «купающиеся» валики (одна сторона валика касается зер­кала клея в ванне, другая — покрываемой подложки), фильеры для полива клея на подложку и т. д.

Ниже подробно описаны современные клеящие материалы, применяемые для склеивания практически всех материалов — пластических масс, каучуков, резин, древесины, кожи, бумаги, тканей, фарфора, керамики, графита, а также стали, меди, серебра, алюминиевых, магниевых, титановых сплавов и других металлов и неметаллических материалов [3].