Список тематических статей

РЕЗИНОВЫЕ КЛЕИ

Что такое резиновый клей

Каучуковые или эластомерные клеи обычно являются жидкостями в форме растворов или дисперсий, обладающими вязкостью от 0,05 до 20 Па·с. Также возможно применение каландрованных резиновых смесей в качестве некоторых видов клея.

Еще клеи на основе каучуков могут называть «жидкой резиной». Каучук, как правило, растворяется в органических веществах, которые варьируются в зависимости от марки и назначения. В частности, для получения резиновых клеев используют следующие растворители ароматические углеводороды; хлорорганические соединения; этилацетат с добавками и другие. Кроме того, в состав могут входить различные наполнители, в том числе полимеры, стабилизаторы, например этанол и диэтиламин. Для улучшения их текучести и эластичности применяют пластификаторы, такие как минеральные масла, фталаты, эфиры карбоновых кислот и др.

Рис.1. Типичная упаковка

Существует огромное разнообразие эластомерных клеев в зависимости от количества и типа каучука и добавок. Однако, в состав любой из марок входит также и стандартный ряд основных компонентов: сам ненасыщенный каучук, вулканизующий и растворяющий агенты. Список приведен для вулканизующегося типа.

Получение

Эластомерный клей изготавливают на основе натуральных или синтетических каучуков. Натуральный каучук производится из сока растений, главным образом тропического дерева гевея. В последние годы довольно далеко продвинулись технологии альтернативного получения каучука, в частности из сока одуванчиков. Различные синтетические каучуки производятся на нефтехимических предприятиях с первой половины 20 века и обладают широким разнообразием формул и характеристик.

В состав резинового клея, как было сказано ранее, обычно входят вулканизующие (или сшивающие) агенты, модификаторы, наполнители (в том числе техуглерод, каолин, мел, диоксид титана, кварц и т.д.), растворители. Также в компаунде могут содержаться другие полимеры, которые, например, повышают адгезию и улучшают прочие свойства и некоторые другие вещества.

Резиновый клей в конечном виде получают методом перемешивания предварительно подготовленной композиции.

Классификация

Наиболее распространена классификация резиновых клеев по химическому составу используемого при его производстве каучука, как натурального, как и многочисленных синтетических.

1. На основе природных каучуков. Базой для таких эластомерных адгезивов служит натуральный полимер, главным образом полученный из сока гевеи. Вулканизующим агентом для него является элементарная сера. Также в такой композиции обычно находятся ускоритель вулканизации, органический растворитель, в более редких случаях фенолформальдегидные полимеры, ПВС, пластификаторы, стабилизаторы, наполнители, регенерирующаяся резина и т.д.

По свойствам клеевое соединение атмосферостойко, но не стойко к маслам и низкомолекулярным углеводородам. Температуры эксплуатации шва адгезива на основе природного каучука от -50 до +100 градусов С. Такой резиновый клей используют для кож, тканей, бумаги и прочих материалов.

1. На базе хлоропреновых каучуков или наиритов. Они применяются также широко. Вулканизующим веществом может являться оксид цинка или оксид магния, а также другие окислы металлов. Растворитель может быть одним из многих органических веществ, например трихлорэтилен, четырехлорэтилен, кетоны, сложные эфиры, бензол, толуол. В составе композиции также возможно наличие поливинилацетатов, фенольных, мочевиноформальдегидных или меламиноформальдегидных и других термореактивных смол, канифоли, хлоркаучуков и прочих обычных для подобных композиций агентов, таких как стабилизирующие и сшивающие агенты.

Хлоропреновые резиновые клеи производят в виде жидкостей высокой вязкости. Срок использования одноупаковочных адгезивов обычно бывает от 2 месяцев до года. Само его использование проводят при нормальных условиях. Адгезивам на основе хлоропренового каучука свойственна хорошая схватываемость с полярными поверхностями. Клеевые швы водостойки и атмосферостойки, но также слабо устойчивы к нефти, бензину и маслам. Температуры эксплуатации швов, полученных хлоропреновым клеем составляют от -50 до +70 градусов С. Такие адгезивы используют для склеивания резин с металлическими изделиями, а также стеклянными, ткаными, деревянными, пластиковыми, керамическими и другими.

1. На базе бутадиеннитрильных каучуков. Они также работают с серой в качестве вулканизатора, а в композицию обычно входят ускоритель сшивки, растворитель (этилацетат, кетоны), фенолформальдегидные, кумароноинденовые, алкидные реактивные смолы, хлорированные каучуки и прочие типичные химикаты.

Срок жизни одноупаковочных бутадиеннитрильных клеев составляет минимум 6 месяцев, а двухупаковочных только от 8 часов до 2 суток. Процесс склеивания проходит либо при нормальных условиях, либо при нагреве до 80-150 градусов. Соединительный шов бензо-, масло- и водостоек и выдерживает рабочую температуру в диапазоне от -60 до +200 градусов С. Такой резиновый клей используют для соединения невулканизованных резин, а также резин с металлическими деталями, стеклотканью, пластиками и т.д.

1. На основе силиконовых каучуков. Они сшиваются как правило при помощи органических пероксидов, а также тетраэтокси-, тетрабутокси-, диметоксидиэтоксксиланами и другими силанами. В композицию также входят катализатор и наполнители. В случае одноупаковочных адгезивов используют блокированный сшивающий агент, например метилтриацетоксисилан. Такие кремнийорганические клеи проходят вулканизацию в присутствии влаги воздуха среды при относительной влажности выше более 50 процентов.

Процесс склеивания проходит при нормальных условиях или при нагревании до 100-160 градусов С. В случае применения кремнийорганических адгезивов шов обладает небольшой прочностью, маслобензостойкостью, но хорошей атмосферостойкостью и стойкостью к свету и микробам. Интервал рабочих температур составляет от -110 до +300 градусов С. Их используют для соединения кремнийорганических резин, теплоизоляции, для изготовления термостойких липких лент.

1. Адгезивы на базе бутадиенстирольных каучуков также вулканизуются при помощи элементарной сера в присутствии ускорителя вулканизации. В составе смеси могут присутствовать прочие полимеры и смолы, растворители, сшивающие агенты, наполнители и т.д. Эти клеи производят в форме вязких жидкостей.

Места швов, образованных этим типом соединяющих веществ имеют хорошую адгезию к поверхностям, но при этом невысокие когезию и эластичность. В случае продолжительного воздействия света на соединительный шов – его жесткость растет. Бутадиенстирольные клеи используют для соединения пластиков, резин, дерева, тканей.

1. Кроме описанных выше существует еще широкое многообразие адгезивов на базе самых разных каучуковых веществ и эластомеров. Например, используют клеи на основе сополимера со срединным звеном бутадиена и звеньями полистирола. После получения такого адгезива и испарения растворообразующего вещества он получает характеристики близкие к термопластичным эластомерам. В определенных областях применяют также резиновые клеи на базе бутилкаучуков или фторкаучуков.

Применение

Эластомерные клеи используются образом, схожим с применением других типов адгезивов. Они переходят из вязкотекучего состояния в эластическое ввиду испарения растворителя, либо дисперсионной среды в случае применения невулканизующихся резиновых клеев. Если используется вулканизующийся клей на основе эластомеров, то он, как и все реактопласты, отверждается после прохождения процесса вулканизации.

Рис.2. Ремонт резиновых изделий – типичное применение в быту

Вулканизующийся резиновый клей подразделяют на два типа, принадлежность к которым зависит от температуры процесса: резиновые клеи горячей вулканизации и адгезивы холодной вулканизации. Реакция сшивки соединений первого типа проходит при нагреве порядка 100 градусов С, вулканизация материалов второго типа, которые называются в том числе «самовулканизующимися», проходит при нормальных условиях.

Клеи также делятся на виды по характеру упаковки и могут быть одноупаковочными или друхупаковочными. Первый вид упаковки, представляющий из себя одну герметичную емкость той или иной формы и объема, может быть применен как для невулканизующихся, так и для вулканизующихся адгезивов, но в случае последних сшивающий агент должен быть отделен от основного вещества внутри упаковки. Двухупаковочные адгезивы изготавливаются в форме двух растворов, которые необходимо смешать прямо перед использованием. При этом первый раствор является раствором каучука, как натурального, так и синтетического, а в состав второго раствора входит вулканизующая система – химикат для сшивки или ускоритель реакции.

Свойства соединений в основном зависят от вида применяемого каучукового вещества. Как правило, в случае применения горячей вулканизации получают лучшие прочностные и тепловые характеристики соединительных швов, чем при холодном отверждении. Преимущества эластомерных адгезивов перед прочими аналогами в том, что при их применении получают соединительный слой, который эластичен в широком диапазоне температур. Это открывает возможности применения резиновых адгезивов: их применяют при склеивании ответственных деталей, имеющих более высокие требования к соединениям.

В современной жизни клей резиновый широко применяют в большом количестве в строительстве и в быту. С его помощью успешно соединяют большое количество самых разнообразных материалов.