Сайт о клеях

 

Клеи-расплавы

К клеям-расплавам принято относить термопласты (100 %-м  клеящего вещества), которые приобретают вязкотекучее состояние и адгезионные свойства при нагреве и быстро затвердевающие состояние при охлаждении.

Первые данные об использовании клеев-расплавов относятся к 50-м годам, после чего их производство во всем мире развивалось очень быстро. Это обусловлено целым спектром преимуществ этих клеев: отсутствие растворителей и как следствие безвредность для работающих, простая технология использования, очень высокая скорость приклеивания, экономичность. Клей-расплав является совершенно нелетучим веществом, не вытекает из клеевого шва.

В его состав входят следующие компоненты: базовые полимеры, адгезионные добавки (смолы и олигомеры), воски и парафины, пластификаторы, твердые наполнители, антиоксиданты.

Базовые полимеры это основной компонент клеев-расплавов, он имеет, как правило, наибольшую температуру плавления. Наиболее широко используется полиэтилен, сополимеры этилена с винилацетатом, этилакрилатом и акриловой кислотой полиэфиры, поливинилацетат, полиизобутилен, полиамиды, полиуретаны, поливинилбутираль,  и др. Большое применение полиэтилена обусловлено его низкой ценой.

Для повышений  применяются сополимеры этилена, которые составляют более половины всех производимых в мире клеев-расплавов. Основным продуктом клеев-расплавов общего применения это сополимеры этилена с винилацетатом (ЭВА), которые содержат его в количестве 12-40 % (мас). В России производится сополимер Сэвилен, который содержит до 15 % (вес) винилацетата.

Концентрация винилацетата в сополимерах сильно влияет на прочность клеевых соединений. Сополимеры, которые содержат менее 10 % (вес) винилацетата, обладают свойствами неполярных полимеров и не могут быть применены в качестве клеев. При увеличении концентрации винилацетата более 30 % (вес) прочности клеевых соединений при расслаивании заметно возрастают и при содержании 44 % (вес) составляют 0,9 Н/мм (по сравнению с 0.2 Н/мм для 30 % ).

Сополимеры ЭВА, содержащие винилацетата от 15 -40 % (вес), имеют высокую адгезию ко многим субстратам, хорошо совместимы  с другими компонентами клеев, обладают наибольшей липкостью и морозостойкостью. Для увеличения прочности ЭВА используют в сочетании с канифолью (35-40 % (вес).)

Широкое использование в качестве основы  находят также полиамидные смолы. Это линейные продукты взаимодействия двухосновных жирных кислот с диаминами. Применение алифатических диаминов типа этилендиамина дает полимер с температурой плавления 100-120 °C.

Полиэфирные клеи-расплавы обладают температурой плавления 200-220 °С.  Как компоненты таких клеев используются различные полиэфиры. Скорость кристаллизации полиэфира определяет скорость отвердевания клея-расплава, но чем больше скорость кристаллизации полиэфира, тем выше хрупкость. Для получения эластичного клея с хорошей скоростью затвердевания в сравнительно медленно кристаллизующийся полиэфир добавляют вещества, которые  играют роль зародышей кристаллизации. На основе линейных сложных полиэфиров делают высокопрочные клеи, которые могут работать  в интервале температур от -29 до 74 0C. При нанесении на поверхность клеи следует нужно греть до 204 °C.

Адгезионные компоненты применяют в рецептурах клеев-расплавов для увеличения их адгезии в расплавленном состоянии, для смачивания склеиваемых поверхностей и понижения вязкости. Как  адгезионные компоненты используются канифоль и ее производные, битумы, кумароноинденовые и фенолоформальдегидные смолы. Наиболее широкое используются эфиры глицерина и канифоли (эфир Гарпиуса, Элкан А 110, Элкан А 120, ЭлканБ 103).

Зависимость прочности клеевых соединений от содержания в составе эфира канифоли носит экстремальный характер. В основном, оптимальным является 40-50 % (мас); а более высокие концентрации эфира канифоли приводят к понижению прочности клеевого соединения из-за уменьшения когезионных свойств клея.

 

Воск и парафин используют для снижения вязкости, увеличения смачивающей способности, понижения стоимости клея-расплава. Используются  твердые нефтяные парафины, низкомолекулярные полиэтиленовые воски и некоторые другие.

Как пластификаторы используются дибутилфталат, трифенилфосфат, трибутилфосфат, диоктилфталат, низкомолекулярный жидкий полиизобутилен, полиамиды. хлорпарафины,  и др.

Наполнители для клеев-расплавов – тальк, оксиды титана, магния, каолин, цинка, древесная мука, бентонит и др.

Клеи-расплавы – это идеальными материалами для механизации и автоматизации процесса склеивания. Процессы склеивания имеют малую энергоемкость, большую производительность. Не замерзают и не охрупчиваются, нетоксичны, пожаро- и взрывобезопасны, не изменяют свойств при хранении. Проявляют адгезионные свойства в расплавленном состоянии.

К недостаткам клеев-расплавов можно отнести ползучесть под нагрузкой и особенно при одновременном воздействии температуры и незначительной инерционной нагрузки, необходимости  применению оборудования для их нанесения, строгий контроль температуры склеивания, а иногда и предварительный нагрев субстратов перед нанесением клея.

Физическое состояние - гранулы, цилиндры, порошки, ленты, пленки, бруски, шнуры, таблетки, шарики.

Срок хранения при комнатной температуре неограниченный.

Режимы приклеивания - нагрев до плавления 65-200 °C и   выдержка 5-30 с. Давление при приклеивании от контактного до 0,7 МПа.

Интервалы рабочих температур составляют -100...+100-140 °С. Лучшая морозостойкость у клеев-расплавов на основе полиамидов и сополимеров этилена с винилацетатом;  наибольшая термостойкость характерна для полиэфирных клеев-расплавов.

Области применения — все отрасли народного хозяйства. Широко применяются обувном и швейном производстве, для упаковки, в переплетном деле при изготовлении мебели, для производства нетканых материалов, слоистых пластиков, при склеивании древесины, картона и бумаг, для получения липких лент, склеивания термоусаживающихся трубок, комбинированных материалов.