Сайт о клеях

 

Cпособы отверждения клеевых соединений

При использовании клеев, содержащих растворители, и пористых субстратов для отверждения клея, оказывается достаточно обеспечить удаление растворителя при температуре окружающей среды, для некоторых термореактивных клеев холодного отверждения необходима еще дополнительная выдержка под давлением, а для клеев горячего отверждения — еще и воздействие тепла. Отверждение может происходить под давлением от 7 до 1000 кН/м².

Для керамических клеев, адгезия которых зависит от температуры спекания, температура отверждения может достигать 1800°С.

Внимательно читайте инструкцию!

Отверждение за счет прямого нагревания

При подобном методе нагревания следует учитывать, что температура соединения растет медленнее температуры окружающей среды, и для уверенности, что клеевой шов достиг необходимой температуры, следует либо давать выдержку по времени с запасом, либо контролировать температуру клеевого шва непосредственно (термопара или термометр в зоне склейки).

Печи. Наиболее распространенный способ нагрева клеевых соединений, поскольку позволяет пользоваться устройствами, обеспечивающими приложение давления к соединяемым деталям (например, струбцинами). Для хорошей регуляции температуры и равномерного распределения тепла по объему печи лучше применять печи с замкнутой циркуляцией воздуха, но в любом случае передача тепла к склеиваемым изделиям — довольно медленная.

Жидкие ванны. В них для передачи тепла до 100°С используют различные жидкости, выше — минеральное или силиконовое масло. Кремнийорганические жидкости — это эффективные, нетоксичные теплоносители для отверждения при температурах до 300°С. Часто возникает необходимость обеспечить отсутствие прямого контакта между клеевым слоем и теплоносителем, так как вода или смазка могут разрушить клеевой шов. Эффективность отверждения клея данным способом зависит от теплопроводности склеиваемого субстрата.

Прессы или плиты для горячего прессования. В оборудовании этого типа используются либо электронагреватели, либо пар для нагрева пластин, между которыми находится склеиваемое соединение. Нагрев электричеством позволяет достигать более высоких температур и легко контролируется с помощью реле. Конструкции, обогреваемые водяным паром, имеют свое преимущество — возможность подачи вместо пара охлаждающей воды, что позволяет быстро охладить изделие после отверждения. Способ очень эффективен для получения клееных конструкций под давлением и используется для изготовления фанеры, слоистых пластиков, композитных материалов.

Инфракрасное отверждение

Способ, использующий инфракрасные нагреватели, позволяет быстрее, по сравнению с печами, нагреть зону склейки. Инфракрасные лампы являются эффективным инструментом для удаления растворителей из контактных клеев, а также могут быть применены для термической реактивации клеев.

Отверждение с помощью электронагревателей

В качестве внутренних нагревателей, помещенных в клеевой слой, используются полоски металла с высоким сопротивлением. В последнее время для этих целей все шире применяются углеродные волокна, выпускаемые в виде войлоков, пряжи, тканей различного переплетения и лент, через которые пропускается электрический ток достаточной силы для создания необходимой температуры в зоне склейки. Они остаются в зоне склейки как неизвлекаемый элемент.

Указанный способ имеет много преимуществ (при одинаковом качестве) перед другими способами отверждения, среди которых — достижение необходимой температуры в зоне склейки без нагрева всего изделия, отсутствие проблем при необходимости нагрева локальных участков, точное регулирование температуры зоны нагрева. В случае использования углеткани она же выполняет функцию армирования клеевого шва и обеспечивает его равномерную толщину. Среди других преимуществ этого метода — ограничение области нагрева зоной клеевого шва, позволяющее избежать ненужного нагрева склеиваемых субстратов вне зоны склейки; возможность производить склейку крупногабаритных изделий, нагрев которых целиком никаким способом не может быть произведен; простота процесса, не требующая нагревательных пластин; возможность ремонта поврежденных изделий на месте эксплуатации и, как следствие, очень большая экономия энергетических ресурсов по сравнению с прочими методами.

Данный способ нагрева применим при использовании клеев-расплавов. Углеродную ткань пропитывают клеем-расплавом, помещают в зону склейки, обеспечивают прижим и пропускают через нее ток в течение краткого времени, необходимого для плавления клея. Поскольку субстрат не подвергался предварительному нагреву, как только место склейки остыло — клеевой шов готов. Другие способы электронагрева заключаются в использовании электронагревательных лент или элементов сопротивления, накладываемых на зоны склейки с применением приспособлений для создания давления. Этот способ менее надежен из-за большей трудности обеспечения равномерного нагрева.

Прочие способы нагрева

Высокочастотный (радиочастотный) диэлектрический нагрев. Основан на поглощении энергии материалом субстрата при помещении его в переменное электрическое поле с частотой (10...15)·10⁶ Гц.

Индукционный нагрев. Может использоваться только для склеивания металлических субстратов или для клеящих материалов, содержащих в качестве наполнителя металлические порошки.

Электронагревание токами низкого напряжения. Применяется переменный ток низкого напряжения (3...12 В) и силой тока от 500 до 1000 А, который подводится непосредственно к поверхности плоского субстрата, хотя при склеивании крупногабаритных, плоских субстратов может возникать проблема с равномерностью распределения температуры.

Активация ультразвуком. Этот способ отверждения основан на передаче механических колебаний от ультразвукового преобразователя к клею, находящемуся на поверхности раздела между соединяемыми деталями. Он дает хорошие результаты, когда в конструкции используется порошкообразный или пленочный клей. Тепло, выделенное в результате поглощения ультразвуковой энергии, расплавляет или отверждает клей.

Активация УФ-излучением. Этот способ отверждения основан на чувствительности некоторых клеевых композиций к ультрафиолетовому излучению, воздействие которого инициирует реакцию полимеризации в клеевом шве. Способ применим только к субстратам, прозрачным в ультрафиолетовой части спектра.