КЛЕИ

Клеи — жидкие или пастообразные многокомпонентные системы, основой (связующим) которых являются высокомолекулярные вещества, обладающие высокой адгезией к твердым поверхностям.

В зависимости от природы связующего различают клеи органического происхождения (животного и растительного) и синтетические.

Клеи первой группы (столярный, казеиновый и др.) практически вышли из употребления при изготовлении и ремонте автомобилей. Применение синтетических клеев благодаря их универсальности и высоким качествам с каждым годом расширяется. Достаточно сказать, что клеевое соединение оказывается эффективным по отношению не только к однородным, но и к разнородным материалам, причем по прочности и герметичности оно не хуже, а при склеивании тонкостенных деталей даже лучше неразъемных соединений других видов (например, заклепочного или полученного точечной сваркой). Процесс склеивания прост и, как правило, не требует сложной оснастки. Однако многие из клеевых соединений имеют низкую теплостойкость, а некоторые со временем теряют свои свойства вследствие старения клеевой прослойки.

Механизм отверждения различных клеев неодинаков: в одном случае жидкий клей становится твердым вследствие чисто физического процесса — испарения растворителя, в другом — вследствие химических превращений (полимеризации и поликонденсации), а в третьем является результатом и испарения, и химических изменений связующего компонента.

Для ускорения отверждения и улучшения качества шва окончательную сушку химически превращаемых клеев ведут при подогреве (горячее отверждение).

В эпоксидные клеи наряду со связующим компонентом вводят отвердитель, в присутствии которого клеевые соединения высыхают и без подогрева (холодное отверждение). Но при этом надо учитывать два обстоятельства:

  • • скорость высыхания и прочность клеевого шва с холодным отверждением будут меньше, чем с горячим (при прочих равных условиях);
  • • в клеи холодного отверждения отвердитель необходимо вводить непосредственно перед их использованием с расчетом, что они будут израсходованы в течение допустимого срока хранения (в зависимости от типа клея этот срок колеблется от 20 мин до нескольких часов).

Переход любого клея из жидкого состояния в твердое сопровождается его усадкой, от которой неизбежно в клеевой прослойке появляются разрывы, ослабляющие прочность шва. Введение в состав клея наполнителя в значительной мере уменьшает усадку, а добавка пластификатора снижает хрупкость клеевого соединения.

Одним из показателей качества клеевого шва является его прочность (на разрыв или сдвиг). Она в равной мере зависит от сил сцепления внутри затвердевшего клея (когезии), которые уменьшаются с увеличением его толщины, и от сил адгезии. Очевидно, что прочность шва будет определяться той силой, которая в нем окажется слабее. Это обстоятельство следует учитывать при выборе марки клея и типа соединения.

Классификационным признаком клеев является вид связующего агента, т.е. различают клеи карбинольные, фенольные, эпоксидные, полиамидные, полиакриловые, полиуретановые, резиновые и др.

Широкое применение нашли клеи БФ-2, БФ-4, БФ-6 (бутваро- фенолоальдегидные) — спиртовые растворы термореактивной фе- нолоформальдегидной смолы, модифицированной (для повышения эластичности швов) бутваром. БФ-2 и БФ-4 служат для соединения твердых материалов, а БФ-6 — для склеивания тканей между собой и для крепления их к металлам, пластмассам и т.д. Все клеи сери БФ поставляются потребителю в готовом виде. Клеевое соединение из них сушат при температуре 90—150 °С в течение 1—3 ч.

К группе фенольных клеев относится также клей марки BC- ЮТ, которым приклеивают фрикционные накладки тормозных колодок.

Очень прочное соединение однородных и разнородных твердых материалов обеспечивают выпускаемые промышленностью эпоксидные клеи горячего и холодного отверждения. Они преимущественно используются в виде пастообразных масс (композиций), причем не только для склеивания, но и для заделки трещин, выравнивания вмятин и других операций при ремонте автотракторных деталей. Чтобы такого рода материалы (компаунды), поставляемые в готовом виде (без отвердителя) или приготовляемые ремонтными предприятиями из отдельных компонентов, давали особо малую усадку при отверждении, в их состав вводится до 60% наполнителей (порошкообразных металлов, графита, сажи и др.).

Эпоксидные клеи при попадании на незащищенную кожу и их пары при вдыхании могут вызывать серьезные отравления. Соблюдение необходимых мер предосторожности при работе с ними является обязательным.

Ценным свойством цианакриловых клеев является их универсальность. Кроме того, благодаря малому времени отверждения ци- анакриловые клеи позволяют значительно сократить и упростить технологические операции.

Цианакриловые клеи характеризуются:

  • • высокой адгезией к любым металлам;
  • • быстрым отверждением (время схватывания составляет от нескольких секунд до нескольких минут);
  • • сохранением рабочих характеристик в широком диапазоне температур.

Эти клеи (табл. 20.1) состоят из одного компонента и не вызывают коррозии.

В случае, когда необходимо получить эластичное клеевое соединение, т.е. при склеивании деталей, испытывающих вибрационные нагрузки и резкие перепады температур, используют клеи типа КМ.

Акриловые клеи представляют собой вязкие однородные жидкости, которые длительное время могут оставаться в исходном состоянии и быстро отверждаться между склеиваемыми поверхностями с образованием прочного клеевого соединения. Физико-механические характеристики акриловых клеев, выпускаемых в России, приведены в табл. 20.2.

Таблица 20.1

Физико-механические свойства цианакриловых клеев

Показатель

КМ-200С

ТК-300С

ТК-301С

ТК-300Э

(Ni)+Ni

ТК-300Э (Ag)+Ag

Внешний вид

Бесцветная прозрачная жидкость

Относительная

плотность

1,05-1,15

1,24-1,25

Время схватывания на стальных образцах при 20°С, мин

1

1

2

5

5

Жизнеспособность клея после смешивания, ч

1

1

Диапазон рабочих температур, °С

-60...+ 125

-50...+250*

-60...+200*

-60...+250

Удельное объемное

электрическое

сопротивление,

Ом • м

1013

1013

1013

(4-8) • 10“6

Предел прочности клеевого шва при отрыве на стальных образцах, МПа

30-35

25-30

25-30

14-16

14-15

* Выдерживает кратковременный нагрев до 300 °С.

Таблица 20.2

Физико-механические характеристики акриловых клеев

Показатель

Ан-105

Ан-110

Ан-109

Ан-106

Внешний вид

Однородная жидкость

Цвет компонента А

Красный

Коричневый

Цвет компонента Б

Зеленый

Синий

Розовый

Время схватывания на стали, мин, не более

3

1,5

3

5

Предел прочности при отрыве через 24 ч при 20 °С, МПа

40

30

35

35

Предел прочности при отрыве через 24 ч при 20 °С на замасленной поверхности, МПа

17

Диапазон рабочих температур, °С

-60...+150

-60...+200

Акриловые клеи применяются для склеивания металлов (в том числе замасленных), стекла, пластмасс. Особенность такого клея заключается в том, что он состоит из двух компонентов (А и Б), которые наносятся на склеиваемые поверхности раздельно. Отверждение происходит только после совмещения склеиваемых поверхностей при комнатной температуре. Клеевой шов имеет высокую стойкость к вибрациям и ударным нагрузкам.

  • ? ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ
  • 1. Какие эксплуатационные продукты называют клеями?
  • 2. Какие клеи относятся к составам органического (животного и растительного) происхождения?
  • 3. Для каких целей служит отвердитель, добавляемый в клей?
  • 4. Как классифицируют синтетические клеи по виду связующего агента?
  • 5. Какими эксплуатационными свойствами отличаются клеи акриловые, эпоксидные?
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >