Клеи-расплавы

Эти материалы представляют собой клеящие вещества, которые наносятся в виде расплавов, а в результате охлаждения переходят в твердое состояние и приобретают прочность.

Химическая природа. Клеи-расплавы являются термопластичными материалами, не содержащими растворителя, плавятся при температурах от 65 до 180°С. Для получения этих клеев используют следующие материалы: алкидные смолы (модифицированные полиэфиры), асфальт и каменноугольные битумы, кумароноинденовые смолы, фенолоформальдегидные смолы (термостабильные), канифоль и ее производные, терпеновые смолы, а также минеральные, растительные и нефтяные воски. В качестве термопластичной матрицы широкое применение находят синтетические полимеры. Разработаны оптимальные технологические процессы для большой гаммы термопластичных смол, таких как бутилметакрилат, этилцеллюлоза, сополимер этилена и винилацетата, полиэтилен, поливинилацетат и его производные (например сополимеры с акриловой кислотой), полистирол и его сополимеры, полипропилен, полиизобутилен, полиамиды, полиэфиры, феноксисмолы (пластифицированные) и полиизопрен (трансполимер).

В состав клеев-расплавов обычно входят три основных компонента:
1) высокомолекулярный полимер, обеспечивающий вязкость расплава и когезионную прочность клея в твердом состоянии;
2) синтетический эластомер, повышающий липкость, эластичность и прочность (для уменьшения стоимости клея и снижения вязкости смеси с целью повышения ее технологичности можно добавлять воски);
3) смола (синтетическая или природная) для повышения липкости и текучести и улучшения смачивающей способности.

Рецептура клея зависит от склеиваемых материалов, а также от требуемых параметров режима склеивания — продолжительности, температуры и давления.

Физическое состояние. Клеи выпускаются в различной форме, например, в виде лент, шнуров, пленок, гранул, цилиндров, кубиков и брусков. Многие материалы наносят из растворов в органических растворителях или эмульсий, а затем высушенный слой клея активируют нагреванием.

Срок хранения при 20°С. Неограниченный.

Жизнеспособность при 20°С. Неопределенная и зависит от рецептуры: клей может затвердевать практически мгновенно при охлаждении или обладать почти неограниченной открытой выдержкой (периодом сохранения липкости), что обеспечивает постоянную чувствительность клея к давлению (постоянную липкость).

Закрытая выдержка при 20°С. В пределах нескольких секунд.

Механизм отверждения. Затвердевание при охлаждении.

Технологические особенности. Зависят от рецептуры клея. По объему применения клеи-расплавы являются господствующими в отраслях промышленности, выпускающих изделия массового производства, например, при изготовлении упаковки, в переплетном деле, в производстве слоистых материалов и обуви. Поэтому для простого и быстрого их нанесения было разработано специальное оборудование. Двумя основными типами машин для нанесения этих клеев являются: «ванны для расплава», которые обеспечивают плавление твердого клея в резервуаре и подачу его с помощью дозирующего насоса к нагретому соплу аппликатора, и «аппликаторы с поступательной подачей», работа которых основана на непрерывной подаче твердого клея (в виде шнура, прута) через нагретое сопло, у которого профиль выходного отверстия соответствует требуемой ширине полосы. Обычно используют температуры расплава, достигающие 180°С; давление при склеивании в зависимости от назначения клея может меняться от контактного до 70 Н/см2.

Работоспособность при воздействии различных факторов. Долговечность клея-расплава зависит от его состава. Некоторые рецептуры позволяют получить клеевые соединения, обладающие высокой прочностью при отрыве, а также эластичностью и высокой ударной вязкостью. Стойкость при воздействии воды и растворителей часто очень хорошая. Термостойкость определяется температурой плавления, причем температура эксплуатации обычно составляет 50...70% от температуры плавления. Разложение материала происходит при продолжительном воздействии температуры, превышающей температуру плавления. Многие клеи-расплавы предназначены для эксплуатации при низких температурах; полиамиды и сополимеры этилена с винилацетатом сохраняют эластичность при температурах до –100°С и ниже.

Области применения. Для быстрого соединения материалов, применяемых в переплетном деле, бумажной, упаковочной, обувной и пластмассовой промышленности. Для склеивания бумаги, картона, кожи, резины, текстильных материалов, пленок и покрытий, полиэфиров, полипропилена, полиэтилена и т.п. Для склеивания керамики, пробки и металлов. Используют при ламинировании бумаги с металлической фольгой, а также в качестве клеев, работающих при отрицательных температурах.

Дополнительные сведения. Преимущества применения клеев-расплавов заключаются в их экономичности, определяемой быстротой сборки, технологичностью и возможностью автоматизации процессов. В случаях, где эти факторы являются менее важными, используют клеи с растворителем или термореактивные клеи, которые, как правило, позволяют получать клеевые соединения с более высокой прочностью и долговечностью. Клеи-расплавы имеют следующие преимущества: они пожаробезопасны, нетоксичны, не замерзают и не охрупчиваются, дают возможность быстро получать прочные клеевые соединения без предварительной открытой выдержки (удаления растворителя) при склеивании многих непористых материалов, хорошо сохраняют стабильность свойств при хранении.

К недостаткам этих клеев относятся необходимость использования специального оборудования, ограничивающее влияние температуры и вязкости на прочность соединений, деструкция при температуре выше температуры плавления, недостаточно строгое регулирование массы наносимого клея, необходимость предварительного нагрева некоторых поверхностей перед нанесением расплава.