4 Клеевые материалы

Клей представляет собой вещество, способное при определенных условиях переходить в твердое состояние, прочно удерживая при этом соединенные материалы.

В течение многих веков человек использовал для склеивания белковые клеи. И только в 30-х годах XX века были получены первые синтетические клеи, имеющие многие преимущества перед белковыми клеями. Это способствовало бурному развитию производства синтетических смол и клеев на их основе.

В деревообрабатывающей промышленности применяются в качестве клеевых веществ высокомолекулярные соединения природного и синтетического происхождения. К природным полимерам относится глютин, получаемый из подкожного слоя, костей, хрящей животных и чешуи рыб, казеин, получаемый из молока, и альбулин из крови животных. Клеи на их основе являются клеями животного происхождения.

К синтетическим полимерам относятся синтетические смолы, кото­рые могут быть классифицированы по нескольким признакам:

по методам получения - конденсационные и полимеризационные, первые образуются в результате реакции поликонденсации не менее двух химических веществ, вторые получают в результате реакций полимеризации одного или нескольких веществ-мономеров;

по отношению к нагреванию на термореактивные и термопластичные. К термореактивным относятся клеящие вещества, необратимо переходящие при нагревании или под действием отвердителей при нормальной температуре сначала в вязко-текучее, а затем в твердое нерастворимое состояние. Для них характерны процессы отверждения клеев в результате реакций поликонденсации или полимеризации с образованием клеевых соединений повышенной тепловодостойкости. К ним относятся амино- и фенолоформальдегидные смолы, эпоксидные, полиэфирные и полиуретановые композиции.

К термопластичным относятся вещества, способные многократно размягчаться при нагревании и затвердевать при охлаждении. Термопластичные клеи могут быть в жидком (клеящие дисперсии) или твердом состоянии (клеи-расплавы, клеящая нить). В отличие от термореактивных клеев термопластичные клеи сохраняют в клеевых швах линейное строение цепей макромолекул, что определяет повышенную эластичность и несколько меньшую теплопроводность клеевых соединений. По водостойкости клеевых соединений все клеящие вещества делят на 4 группы: неводостойкие, средней, повышенной и высокой водостойкости (водоупорные). К неводостойким относятся клеевые соединения, разрушающиеся под действием воды; средней водостойкостью обладают клеевые соединения, выдерживающие воздействие холодной воды; клеевые соединения повышенной водостойкости выдерживают воздействие кипящей воды в течение 1 часа, высокой водостойкости - в течение 3 часов;

по условиям склеивания различают клеящие вещества, отверждающиеся при нагревании и без нагревания;

по теплостойкости клеевых швов клеи подразделяют на темпера-туростойкие, теплостойкие и нетеплостойкие, при этом клеевые швы на температуростойких клеях выдерживают воздействие высоких темпе­ратур, теплостойкие обеспечивают сохранение прочности при нагреве до 60 ⁰С, а нетеплостойкие непригодны для склеивания, если клеевые соединения работают при температуре 40 ⁰С и выше.

По внешнему виду клеящие вещества могут быть жидкими, порошко­образными, пленочными и гранулированными.

Особую группу синтетических клеев составляют клеящие вещества на основе растворов или дисперсий (латексов) эластомеров в виде различных каучуков.

Природные клеящие материалы в мебельной промышленности приме­няются главным образом в форме белковых клеев животного происхож­дения и производных целлюлозы.

Наибольшее распространение в мебельной промышленности полу­чили термореактивные конденсационные синтетические смолы, образую­щие клеевые соединения высокой прочности и жесткости - карбамидо-формальдегидные и фенолоформальдегидные смолы и клеи на их основе.

Номенклатура клеев, используемых в мебельной промышленности, приведена в табл. 28 в очередности по мере убывания их доли в общей массе клеящих веществ.

Таблица 28

Наименование	Основа клея
1	2
1 Синтетические
1.1 Аминоформальдегидные смолы и клеи на их основе	а)мочевиноформальдегидные (карбамидные) смолы; б)мочевиноформальдегидные смолы, модифицированные дисперсиями термопластов и эластомеров; в)меламиноформальдегидные смолы
1.2 Дисперсионные клеи на основе пласто- и эластомеров	а)дисперсии полимеров и сополимеров винилацетата; б)каучуковые латексы; в)дисперсии пласто- и эластомеров, моди-

Окончание табл. 28

1	2
	фицированные термореактивными смолами
1.3 Клеи-расплавы	а)сополимер этилена и винилацетата; б)полиамид (клеящая нить)
1.4 Каучуковые (резиновые) клеи	а)натуральный каучук и синтетические каучуки общего назначения; б)бутадиенакрилонитрильные каучуки; в)хлорпреновые (наиритовые) каучуки; г)уретановые каучуки
1.5 Фенолоформальдегидные смолы и клеи на их основе	а)фенолоформальдегидные смолы; б)резорциноформальдегидные смолы; в)модифицированные фенолоформальдегидные смолы
1.6 Универсальные клеи	а) эпоксидные смолы; б)полиуретановые смолы
1.7 Полиэфирные клеи	ненасыщенные полиэфирные смолы
1.8 Клеи на основе растворов термопластов	а)поливинилбутиральная смола; б)поливинилацетатная смола; в)перхлорвиниловая смола; г)полимеры стирола и его сополимеры; д)терефталатная смола; е)полиамидная смола; ж)акриловые смолы
2. Природные
2.1 Белковые клеи	а)коллаген; б)казеин; в)альбумин
2.2 Целлюлозные клеи	а)карбоксиметилцеллюлоза; б)нитроцеллюлоза

Основные и вспомогательные компоненты клеев

Жидкие клеи представляет собой композиции из нескольких компо- нентов или составных частей клея. Практически в любой рецептуре жид- кого клея присутствует основное клеевое вещество, растворитель и вспомогательные вещества.

Основными клеящими веществами, непосредственно участвующими в процессе склеивания, являются высокомолекулярные соединения естест- венного или синтетического происхождения (коллаген, казеин, альбу- лин, синтетические смолы). Они обладают свойством адгезии к склеива- емым поверхностям и способностью образовывать твердые пленки.

Растворители - жидкости, которые обеспечивают определенную консистенцию и содержание сухих веществ клея. К ним относятся вода, спирты, бензин, этилацетат, циклогексан, метиленхлорид и др.

Клееобразователи - вещества, способствующие переходу клеевых веществ в коллоидный раствор. Для белковых клеев клееобразователями служат известь и щелочи.

Отвердители - химические вещества, ускоряющие реакцию поликон- денсации синтетических смол, т.е. процесс их перехода в нерастворимое состояние. В качестве отвердителей для карбамидоформальдегидных смол используются хлористый аммоний и слабые кислоты (щавелевая, молочная, муравьиная), для фенолоформальдегидных смол сульфонафтеновая кислота, параформальдегид, для эпоксидных смол ангидриды малеиновой или фталевой кислоты или амины.

Пластификаторы применяются в клеевых растворах синтетических смол для придания пластичности клеевому шву и снижения его хруп­кости. В качестве пластификаторов применяют глицерин, диэтиленгликоль, дибутилфталат, трикрезилфосфат, сахара.

Стабилизаторами называется вещества, обеспечивающие сохране­ние консистенции и клеящих свойств клея в течение определенного времени. К ним относятся: ацетон, этиловый спирт, органические рас­творители; растворы слабых щелочей – для КФ смол.

Наполнители - вспомогательные вещества, применяемые для умень­шения расхода клея, снижения усадки клеевого шва и придания ему не­обходимых свойств. Наполнители разделяют на активные и пассивные. Активные обладают клеящими свойствами, пассивные не обладают такой способностью. По химическому составу наполнители могут быть: а) ор­ганические - древесная мука, мука злаковых (пшеничная и ржаная), бобовых (соевая и др.), мука из скорлупы плодов каштанов, кокосо­вых и грецких орехов, лигнин гидролизный, карбоксиметилцеллюлоза, измельченная кора некоторых деревьев, б) неорганические - каолин, мел, асбест, гипс, сапса, цемент, высокодисперсные металлические порошки и т.д.

Стабилизаторы - вещества, обеспечивающие сохранение консистенции и клеящих свойств в течение определенного времени. Это ацетон, этиловый спирт, органические растворители.

Антисептики - вещества, применяемые для придания клеям биостойкости по отношению к грибам и плесени. Антисептиками могут быть пентохлорфенолят натрия, фтористый натрий, кремнефтористый аммоний, препарат ХМББ-3324 и др.

Антипирены обеспечивают склеенным материалам повышенную огнестойкость. Наиболее часто применяется бура, фосфорнокислый аммоний.

Вспенивающие вещества применяют для вспенивания карбамидофор-мальдегидных смол с целью снижения плотности клеевого раствора и тем самым его расхода. Наиболее распространенным вспенивающим веществом является пылевидный альбумин.