Клеи можно определить как неметаллические материалы, способные прочно соединяться с поверхностями с помощью процесса склеивания. Использование клеев в строительстве дает определенные преимущества по сравнению с другими методами склеивания. К ним относятся способность связывать различные материалы вместе, более эффективное распределение напряжений по шву, экономичность легко механизируемого процесса и большая гибкость конструкции.
Различные типы клеев, используемых в строительстве
Клеи могут быть найдены естественным путем или получены синтетическим путем. Существуют различные виды клеев, используемых в строительстве, некоторые из них приведены ниже.
Полимерные клеи
Полимерный клей — это синтетическое связующее вещество, изготовленное из полимеров, которое считается более прочным, гибким и обладает большей ударопрочностью, чем другие виды клеев. Эти связующие средства используются во многих отраслях промышленности, включая автомобильную, аэрокосмическую, авиационную, строительную, электронную и электрическую. Полимерные клеи широко классифицируются как термопластичные или термореактивные, в зависимости от молекулярной структуры. Многие полимерные клеи диспергируются в воде и подходят для использования как с твердыми, так и с искусственными деревянными полами.
Клеи-расплавы
Термоплавкий клей (HMA) — это разновидность термопластичного клея, который обычно продается в виде твердых цилиндрических палочек различного диаметра, предназначенных для нанесения с помощью пистолета для горячего склеивания. В пистолете используется нагревательный элемент непрерывного действия для расплавления пластикового клея, который пользователь проталкивает через пистолет либо с помощью механического спускового механизма на пистолете, либо прямым нажатием пальца. При промышленном использовании клеи-расплавы обеспечивают ряд преимуществ перед клеями на основе растворителей. Количество летучих органических соединений уменьшается или устраняется, а стадия сушки или отверждения исключается. Клеи-расплавы имеют длительный срок хранения и обычно могут утилизироваться без особых мер предосторожности. Некоторые из недостатков включают тепловую нагрузку на основание, ограничивающую использование субстратов, не чувствительных к более высоким температурам, и потерю прочности сцепления при более высоких температурах, вплоть до полного расплавления клея. Термоплавкие клеи также можно наносить методом погружения или распыления, они популярны среди любителей и ремесленников как для приклеивания, так и в качестве недорогой альтернативы литью из смолы.
Акриловые клеи
Акриловые клеи играют ключевую роль в крупных отраслях современной промышленности, обеспечивая высокопрочные соединения, которые хорошо работают в качестве альтернативы заклепкам или другим более механическим методам соединения. Акриловые клеи применимы для широкого спектра поверхностей, их также можно использовать для соединения акрила. Акриловые клеи — это либо термопласты, которые можно формовать при определенной температуре, либо термореактивные полимеры, которые ‘отверждаются’ один раз и не подлежат повторному формованию. Акриловые клеи традиционно использовались из-за их сильных адгезионных свойств при строительстве. Как хороший структурный клей, акриловые клеи, естественно, пользуются большим спросом. Как недорогой структурный клей, они могут быть очень полезны для очень многих проектов! Акриловые клеи также хорошо выглядят и легко приклеиваются к нескольким различным материалам. Это придает им большую гибкость в плане применения
Клеи на основе смолы
Полимерный клей обеспечивает превосходные адгезивные свойства. Он производится в порошкообразной, распыляемой, эмульсионной и жидкой формах. Полимерные клеи используются для улучшения удержания как композитов, так и компомеров и, следовательно, предотвращения микропротекания бактерий. Их можно использовать с различными материалами, включая дерево, ткань, стекло, фарфор или металл. Однако важно отметить, что эпоксидная смола не считается водостойкой. Повторяющиеся влажные условия могут со временем привести к износу, что повлияет на долговечность.
Анаэробные клеи
Анаэробные клеи — это однокомпонентные клеи, состоящие из мономеров диметакрилата, которые отверждаются только в отсутствие воздуха. Они менее токсичны, чем другие акриловые краски, имеют мягкий, безобидный запах и не вызывают коррозии металлов. Анаэробные клеи хранятся в частично заполненных полиэтиленовых контейнерах, в которых соотношение поверхности, подверженной воздействию воздуха, к объему велико. Анаэробные клеи используются для скрепления конструкций, в основном, с такими материалами, как металлы и стекло, и в меньшей степени с деревом и пластиком (термореактивные материалы и некоторые термопласты). Активатор наносится на одну или обе поверхности соединения; затем клей наносится на одну поверхность для начала отверждения. Соединения, изготовленные с использованием анаэробных клеев, выдерживают воздействие органических растворителей и воды, атмосферные воздействия и температуры примерно до 200°C
Эпоксидные клеи
Эпоксидные клеи могут приклеиваться к широкому спектру материалов, благодаря их высокой прочности, стойкости к химическим веществам и окружающей среде, а также способности противостоять ползучести при длительной нагрузке эпоксидные смолы являются наиболее широко используемым строительным клеем. Они выпускаются в виде однокомпонентных систем термического отверждения и двухкомпонентных систем отверждения при комнатной температуре. Немодифицированные эпоксидные смолы отверждают твердые, хрупкие твердые вещества. В состав большинства клеевых составов входят модификаторы для повышения гибкости или ударной вязкости отвержденного клея. В результате образуются линии склеивания, которые могут выдерживать большее напряжение отслаивания и расщепления, а также удары. В качестве наиболее широко используемого конструкционного клея эпоксидные клеи обычно предлагаются в виде однокомпонентных или двухкомпонентных систем.
Клеи под давлением
Клеи под давлением остаются вязкими. В результате они остаются надолго липкими и могут намочить поверхности при контакте. Склеивание осуществляется путем приведения клеевой пленки в соприкосновение с основанием и приложения давления. При недостаточном давлении или слишком низкой температуре обработки могут возникнуть дефекты склеивания, такие как образование пузырьков или отслаивание. Поскольку эти клеи не являются настоящими твердыми веществами, прочность клеев, чувствительных к давлению, снижается при повышении температуры. Чувствительные к давлению клеи также подвержены ползучести при воздействии нагрузок. Обычно они изготавливаются из натурального каучука, некоторых синтетических каучуков и полиакрилатов.
Электропроводящие клеи
Современные электропроводящие клеи обеспечивают превосходную адгезию и надежность. Они отверждаются менее чем за две минуты, а возможность поточной обработки обеспечивает исключительно высокую производительность. n электропроводящий клей — это клей, изготовленный из проводящих частиц, взвешенных в липкой смеси. Поскольку около 80% массы клея состоит из проводящих частиц, они расположены достаточно близко друг к другу, чтобы пропускать значительный ток. Состав проводящих клеев может сильно отличаться от одного продукта к другому. Основным клеем обычно является двухкомпонентная эпоксидная смола, хотя акрилат и полиэстер также довольно распространены. Проводящий компонент играет огромную роль в определении стоимости проводящего клея: в недорогих клеях используется железо, которое обладает низкой проводимостью, в то время как в самых дорогих используется серебро или медь.
Клеи на фенольных смолах
Клеи на фенольных смолах являются продуктами конденсации фенола и формальдегида и являются важным классом клеев. Они относительно недороги и производятся в виде жидких композиций и пленок. Термореактивные фенольные смолы выдерживают высокие температуры как при механической нагрузке, так и в суровых условиях с минимальной деформацией и ползучестью. Основное применение фенольных смол — в качестве связующего вещества. Фенольные смолы легко проникают и прилипают ко многим органическим и неорганическим наполнителям и армирующим элементам, а при поперечном соединении со всеми наполнителями и армирующими элементами обеспечивают превосходные механические, термические и химически стойкие свойства. Их исключительная совместимость с целлюлозными наполнителями делает их идеальным связующим для ДСП, фанеры, ДВП и ориентированно-стружечных плит (OSB).
Пластизольные клеи
Пластизоль — это однокомпонентный клей, который наносится на основание в виде пасты. Паста состоит из твердых частиц поливинилхлорида (ПВХ), диспергированных в пластификаторе. Для образования сцепления нанесенный клей нагревают, чтобы термопластичный ПВХ набух и мог впитывать пластификатор. Пластизоли обладают высокой гибкостью и хорошей стойкостью к отслаиванию. Они могут быть гибкими или жесткими в зависимости от типа и количества добавляемого пластификатора и обеспечивают хорошую адгезию к большинству типов (промасленных) металлов и пластмасс. Они часто являются предпочтительным материалом для применений, где требуется низкая воспламеняемость при низкой стоимости. Они также просты в нанесении, не требуют дозированного перемешивания и обеспечивают быструю обработку.
Реактивные клеи
Для соединения двух поверхностей реакционноспособные клеи требуют химической реакции. Эти клеи подразделяются на одно- и двухкомпонентные реакционноспособные клеи и используются в тех случаях, когда основания требуют значительной стойкости и высокопрочного сцепления, например, в высокотехнологичных устройствах. Высокореактивные клеи с быстрым гелеобразованием и твердением и резким повышением прочности сцепления даже при низкой степени химического отверждения. Их смеси производятся с добавлением ускорителей, специальных отвердителей, сшивающих веществ и других материалов.
Клеи на основе растворителей
Они называются связующими веществами и диспергируются в органическом растворителе. Когда растворитель испаряется, клей переходит из жидкой формы в конечную твердую – остается чистое связующее вещество. Функция относительно легколетучих растворителей заключается в облегчении транспортировки и нанесения клея: они гарантируют, что связующие вещества остаются жидкими и, следовательно, могут быть переработаны. Кроме того, растворители влияют на ключевые характеристики клея, такие как адгезия, способствуя увлажнению основания или разъедая поверхность основания, а также на время выдержки и вскрытия, в зависимости от того, как быстро они испаряются. Эффективность клеев на основе растворителей в значительной степени определяется полимерной системой в рецептуре. Выбор типа клея зависит от конкретных оснований и требуемой стойкости к воздействию окружающей среды – термостойкости, стойкости к маслам и пластификаторам и т.д.
Термореактивные клеи
Термореактивные клеи представляют собой сшитые полимерные смолы, которые отверждаются с использованием тепла и /или жара и давления. Благодаря своей превосходной прочности и стойкости термореактивные материалы широко используются для несущих конструкций. Термореактивные клеи обладают очень высокой прочностью, превосходной способностью заполнять щели и устойчивостью к воздействию влаги и тепла. Большинство термореактивных клеев поставляются в виде двухкомпонентной системы, хотя используются и однокомпонентные клеи. Двухкомпонентные клеи обычно состоят из смолы и отвердителя в жидкой или гелевой форме, которые смешиваются для инициирования процесса отверждения.
Клеи УФ-отверждения
Отверждение клея УФ-излучением набирает популярность по сравнению с другими методами склеивания, такими как сушка или воздействие химикатов. Склеивание при нагревании или сушке происходит путем испарения, что может быть непоследовательным, а также может потребовать времени для высыхания чернил. Химическая обработка может быть дорогостоящей при покупке материалов и может подвергать работников воздействию вредных ингаляционных веществ или загрязняющих веществ из дыхательных путей. Отверждение клея УФ происходит быстро и стабильно, обеспечивая мгновенное отверждение поверхности без вредного воздействия химических веществ. Одним из больших преимуществ отделки с УФ-отверждением является то, что она высыхает прозрачной, позволяя при необходимости нанести несколько слоев во время шлифовки, что обеспечит невидимое неразрывное сцепление ‘жидкого пластика’. На отделку можно наносить краску или морилку, что дает бесконечные возможности для применения с различными продуктами.
Клеи на водной основе
Клеи на водной основе (или чаще называемые водорастворимыми) обычно изготавливаются из натуральных полимеров и растворимых синтетических полимеров. Эти клеи могут поставляться в виде растворов или в виде сухих порошков, которые перед нанесением необходимо смешать с водой. Прочность клея достигается, когда вода удаляется из клеевой линии путем испарения или впитывания основанием. Из-за этого требования использование этих клеев требует, чтобы по крайней мере одно основание было проницаемым. Если ни одно из оснований не является проницаемым, можно нанести тонкий слой клея, дать ему высохнуть, а затем активировать клей, слегка протерев влажной кистью или валиком или сбрызнув водой.
Заключение
С быстрым развитием производители клеев тратят средства на исследования и разработки для обобщения свойств двух или более материалов для получения требуемых результатов. Со временем и в процессе своего развития клеи заняли стабильное положение во все большем числе производственных процессов.