11.4.6 Клеи и мастики

Клеи представляют собой природные или синтетические вещества, применяемые для соединения различных материалов. Их действие основано на адгезионной связи между клеевой пленкой и поверхностями склеиваемых материалов. По природе основного компонента различают неорганические, органические и элементоорганические клеи.

К неорганическим клеям относят водные растворы силикатов натрия и калия (жидкое стекло) суспензии композиций, содержащих оксиды щелочных и щелочноземельных металлов (клей-фритты) и др.

Органические клеи представлены в виде композиций на основе природных и синтетических полимеров. В производстве клеев первого типа используют вещества животного и растительного происхождения: продукты переработки мездры, костей и чешуи (коллаген), крови (альбумин), молока (казеин), камеди, крахмал, декстрин, натуральный каучук и др. Их применяют для склеивания древесины, бумаги, кожи, текстильных материалов и т.п.

Однако в настоящее время основой большинства клеев являются синтетические полимеры. А для улучшения процесса склеивания к полимеру чаще всего добавляют другие составляющие – растворители, пластифицирующие компоненты, наполнители, разжижители, отвердители и т.п. Поэтому такой клей иногда именуют клеящей композицией.

Синтетические клеи выпускаются в жидком, гелеобразном, пастообразном или твердом (прутки, гранулы, порошки) состоянии, а также нанесенным на подложку (ленту). Различают клеи на водной основе, на растворителях, клей-компаунд и клей-расплав.

Клеи на водной основе могут быть в виде водных растворов или водных суспензий и являются наиболее экологически чистыми. Выпускают их в основном на базе поливинилацетатных, бутадиенстирольных, акриловых и других дисперсий. Вода хорошо смачивает склеиваемые поверхности и поэтому применять такие клеи можно для склеивания пористых гигроскопичных материалов (пенопластов, гипсокартона, древесины и изделий на ее основе и др.). Они затвердевают только после полного испарения воды. Недостатком клеев на водной основе является относительно длительное время схватывания и возможность развития микроорганизмов в застывшем слое.

Клеи на растворителях представляют собой полимеры, которые поддерживаются в жидком состоянии с помощью химических веществ. Например, алкалоида, ацетона, спирта, толуола, испаряющихся быстрее, чем вода. Растворитель переводит тонкий поверхностный слой соединяемых деталей в жидкое состояние, а сам постепенно улетучивается. В результате жидкости взаимно проникают друг в друга и твердеют, образуя прочное соединение. Недостаткам этой группы клеев является то, что пары большинства растворителей оказываются вредными для здоровья человека.

Типичными представителями таких клеев являются растворы синтетического каучука в цианакрилате, ПВХ в хлористом этилене или уксусно-этиловом эфире, на основе эпоксидных и полиэфирных смол, полиуретана, силикона и др. Области применения клеев на растворителях весьма разнообразны.

Клей-компаунд тоже твердеет в результате химической реакции в полимере или после смешивания с отвердителем, либо под действием других факторов – тепла, влаги, давления, кислорода воздуха, солнечного света и т.п. Наиболее распространенными являются клеи-компаунды на основе эпоксидных и полиэфирных смол, производных акрилата (метакрилат, полиакрилат, этилцианакрилат), полиуретанов и силиконов. Применяют их для склеивания различных металлов и некоторых пластмасс между собой и с другими материалами.

Клеи-расплавы – это термопластичные полимеры без воды или растворителя, но с некоторыми добавками. Используются только при высокой температуре в расплавленном состоянии.

Из разновидностей современных клеев можно отметить т.н. «жидкие гвозди» или влажно застывающие контактные клеи с высокой адгезией. Главной особенностью их являются термо- и влагостойкость, быстрое застывание при любой влажности окружающей среды и высокая прочность. Одна капля такого клея способна удержать на потолке пятидесятикилограммовую плиту.

Однако наименование «жидкие гвозди» клей получил не столько за прочность соединения, сколько за характер соединения – в виде капель или полос на расстоянии друг от друга, т.е. в тех точках, где иначе пришлось бы забивать гвозди.

По содержанию жидкие гвозди представляют собой в основном водную дисперсию акриловых сополимеров и разработаны были специально для быстрого и легкого, без применения гвоздей, соединения материалов из дерева, ДСП, ДВП, гипса, гипсокартона, пробки, картона, вплоть до керамики и металла. Они могут быть использованы как при монтажных работах в виде крепежа, так и в виде конструкционного материала. Выпускаются чаще всего в картриджах емкостью 310 мл.

У элементоорганических клеев основой служат кремнийорганические, борорганические, металлоорганические и другие полимеры. Они обеспечивают высокую прочность соединения различных материалов при кратковременном нагревании до 1000^оС и выше и выдерживают длительное нагревание при 400…600^оС. Используются для склеивания металлов, керамики, графита, термостойких пластмасс и других материалов.

Мастики представляют собой искусственные смеси органических вяжущих, наполнителей, растворителей, пластифицирующих компонентов, разжижителей и в отдельных случаях отвердителей. В зависимости от вида вяжущего они могут быть битумные, резинобитумные, дегтевые, битумно-полимерные, полимерные, каучуковые, кумаронокаучуковые, нитроцеллюлозные и др.

По назначению мастики бывают:

• приклеивающие, применяемые для приклеивания рулонных кровельных и гидроизоляционных материалов и устройства защитного слоя кровли;

• кровельно-изоляционные, применяемые для устройства мастичных кровель и мастичных слоев гидроизоляции;

• гидроизоляционно-асфальтовые, применяемые для устройства пароизоляции;

• антикоррозионные, применяемые для устройства антикоррозионного защитного слоя кровли из фольгоизола.

В зависимости от методов применения мастики различают:

• горячие, применяемые с предварительным подогревом (до 160^оС);

• холодные, содержащие растворитель и используемые без подогрева;

• используемые с подогревом до 60…70^оС.

По способу отверждения они бывают отверждаемые и неотверждаемые. По виду разбавителя – содержащие воду, органические растворители и жидкие органические вещества.