4.3. Різновиди клеїв та клейових матеріалів і їх особливості

Склеювання, як результат стверднення клейового шару, може відбуватися трьома способами: через випаровування летких компонентів, через охолодження розплаву, за допомогою хімічних процесів. Тому всі клеї, за способом стверднення, можна поділити на три групи: клеї, що засихають, вистигають та полімеризуються.

Засихаючі клеї. Основним матеріалом для виготовлення засихаючих клеїв є спеціальні тверді речовини які при розчиненні утворюють в’язку клеючу масу.

Із групи засихаючих клеїв, для наклеювання тензорезисторів, використовують нітроцелюлозні і ацетоноцелулоїдні клеї. Вони зручні для використання, швидко схоплюють, не вимагають термічної обробки і повністю тверднуть протягом однієї доби при кімнатній температурі.

Клеї що охолоджуються. Термопластичні клеї використовуються у вигляді дротиків, якими розтирають розігріту поверхню деталі. Внаслідок цього клей топиться, утворюючи тонку плівку, до якої притискають тензорезистор. При повторному розігріванні клей топиться і тензорезистор легко знімається з поверхні деталі.

Клеї що полімеризуються. Поширення набули клеї і цементи, що тверднуть внаслідок хімічних процесів. Ці клеї використовують в електротензометрії і поділяють на дві підгрупи: клеї гарячого стверднення, полімеризація яких відбувається за високої температури, та клеї холодного стверднення, що полімеризуються при кімнатній температурі (18-20 С).

4.3.1. Клеї гарячого стверднення

Універсальні клеї типу БФ мають вигляд прозорої речовини від жовтого до червоного забарвлення. Ці клеї виготовлені на основі комплексних бутварно-фенольних смол. Випускається декілька марок клеїв типу БФ, а саме: БФ-2, БФ-3, БФ-4, БФ-5, БФ-6 рис. 4.2.

Рис. 4.2. Види засихаючих клеїв і тих, що полімеризуються.

Для наклеювання тензорезисторів використовують клеї БФ-2 і БФ-4, які за нормальної температури забезпечують високоміцні з’єднання склеюваних матеріалів. Вони морозо- й вібро тривкі, добре протидіють впливові бензину, олій та інших агресивних середовищ. Не що давно, були розроблені нові модифікації клеїв БФ-2 і БФ-4. Це клеї БФР-2 і БФР-4, які є спиртовими розчинами модифікованої фенолформальдегідної смоли ФР-200.

Клей ВС-10Т - прозора в’язка речовина коричнюватого забарвлення (концентрація 15-20%), є розчином поліацетату фенолформальдегідної смоли і алкоксисилану разом з органічними розчинниками. Клей ВС-350 є в’язкою речовиною темнокоричневого забарвлення (концентрація 30-35%). Має подібні характеристики з клеєм ВС-10Т, але вищу термотривкість (до 350С).

Клей ФА-24 є композицією на основі фенолформальдегідної смоли і полівінілформалю з домішкою алкоксисилану. Перед застосуванням клею, його компоненти змішують при кімнатній температурі.

Клей ВК-10 є однокомпонентною системою, приготовленою на основі смоли Б-1, модифікованої поліорганоборсилоксаном. Він має вигляд пасти сірого забарвлення.

Епоксидні клеї. Епоксидний клей це двокомпонентний клей, що складається з смоли і стверджувача, який вступає в хімічну реакцію зі смолою і забезпечує процес полімеризації. В деяких випадках, для пониження в’язкості смоли, до неї добавляють розчинник. Розбавлені смоли утворюють достатньо тонкі високоміцні, однорідні плівки з слабо вираженою повзучістю та гістерезисом. Особливим матеріалом є епоксидні смоли, які одержують у вигляді густов`язких продуктів поліконденсації. Вони хімічно тривкі, добре протидіють атмосферним впливам, мають добру текучість і дають незначне зсідання як під час теплого, так і холодного стверднення. До них відносять: поліетиленполіамін (ПЕПА), гексаметилендииамін (ГМД), діетилентриамін (ДЕТ).

В склад клею холодного стверднення, окрім смоли, входить 6-12 % стверджувача і 10-12 % пластифікатора, який містить різні фталати. Клеї холодного стверднення поступаються перед клеями гарячого стверднення стабільністю та термотривкістю клейових з`єднань.

В процесі полімеризації, для забезпечення тонкого, однорідного шару клея, до наклеюваного датчика необхідно прикласти тиск в межах від 70 до 210 кПа. Щоб гарантувати повну полімеризацію, епоксидні клеї необхідно полімеризувати при підвищених температурах на протязі декількох годин.

Робочий діапазон температур епоксидних клеїв визначається їх складом. Наприклад, епоксидно-фенольний клей може застосовувати за температур від -269 до 260С, епоксидні клеї марки ARALDITE 2011 та ARALDITE 2014 – за температур до 120С. Допустиме відносне видовження, також залежить від складу клея і змінюється в межах 3 – 10%.

Фенолокаучукові термостійкі клеї. До цієї групи входять такі клеї як: ВК-32-2, ВК-3, ВК-4, ВК-13. Вони мають особливості фенолформальдегідних смол (висока термотривкість) і каучуків (підвищена еластичність). Ці клеї, маючи добру адгезію з багатьма металами та неметалевими матеріалами, спроможні утворювати з’єднання, тривкі до навантажень при температурі від -60 до 200С (ВК-32-2, ВК-3, ВК-13м) чи +300С

(ВК-4,ВК-13).

Високотермотривкі клеї і цементи. До синтетичних матеріалів високої термотривкості (до 1000⁰С) відносять клеї типу ВК-2, ВК-6 і ВК-8. Найбільш термотривкими є клеї типу ВК-2 і ВК-3. При температурі 1000⁰С їх міцність знижується в 3-5 разів порівняно з кімнатною температурою. Високу міцність та еластичність при кімнатній температурі має клей типу ВК-8. З`єднання зроблені за допомогою цих клеїв добре протидіють впливові олій, бензину, води.

Керамічні клеї, що використовуються для монтажу тензодатчиків, складаються із суміші фосфату алюмінію і кремнію. Кераміка твердне без підвищеного тиску при температурі близько 315С. Робочий діапазон температур змінюється від -269 до 650⁰С.