Широкое применение в быту, при строительстве и на производстве сегодня находит клей на основе полиуретана (часто называемый сокращенно ПУ, PUR или ПУР клей).
Промышленность предлагает много таких адгезивов с разными свойствами и назначением. Рассмотрим более подробно виды, особенности, достоинства, чтобы понять для чего используется клей на полиуретановой основе.
Описание
Первый полиуретан получили в Германии в 1937 году. Сегодня под этим понятием скрывается уже множество продуктов и материалов химической промышленности, включая клеи, получаемые на основе разных органических полимеров и уретана.
Состав и свойства
Полиуретаны производятся на основе разнообразных исходных материалов (мономеров) и, поэтому представляют собой целый класс полимеров, а не одно вещество. Такое разнообразие химических составляющих позволяет получать полиуретаны и клеи на их основе с разными физическими и химическими свойствами.
В зависимости от присутствующих в составе наполнителей застывший полиуретановый клей может быть и жестким, и эластичным. В жидком состоянии ПУ клеи отличаются очень высокой адгезией и способны склеивать твердые, мягкие, пористые и эластичные материалы. Можно соединять как два одинаковых материала, так и комбинации из дерева, стекла, металла и пр.
Основные характеристики клея на основе полиуретана:
- Отличные адгезивные свойства;
- Высокие прочность и износостойкость;
- Термо и водостойкость;
- Устойчивость в условиях УФ излучения;
- Экономичный расход при использовании.
Виды
Необычайно широкий ассортимент ПУ клеев делится по типам в зависимости от химической основы и рецептуры состава. Так, существуют одно- и двухкомпонентные ПУ клеи. Кроме того, доступны клеи-расплавы, называемые также термоклеями, и дисперсионные составы – водные растворы полиуретановых компонентов. Дисперсии полиуретана бывают одно- и двухкомпонентными. У всех типов есть свои достоинства и предназначение.
Однокомпонентные клеи
Однокомпонентные полиуретановые клеи готовы к использованию сразу после вскрытия емкости с клеем. Они удобны при использовании и часто применяются для ремонта, в производстве и полиграфии. Имеющийся в их составе отвердитель активируется сразу после нанесения клея за счет влаги, впитываемой из воздуха или с поверхности материала.
Если влажность воздуха менее 60%, то рекомендуется немного увлажнить склеиваемые плоскости. Процесс отверждения начинается уже через несколько минут и замедляется при недостаточной влажности. Время схватывания может значительно варьироваться, а качество изменяться, в зависимости от уровня влажности.
Склеиваемые клеем детали должны быть прочно зафиксированы, чтобы предотвратить последствия вспучивания клеевого шва. Он имеет свойство вспениваться и выдавливаться. Без прочной фиксации пена может раздвинуть склеиваемые детали, ослабив соединение. Пенообразование увеличивается при повышенном содержании влаги. Некоторые марки клея пенятся больше, а некоторые практически не выделяют пену.
Двухкомпонентные клеи
Включающий два компонента ПУ клей используют при ламинации и фольгировании картона и упаковочных материалов. Его применяют в мебельном производстве.
Влажность склеиваемой поверхности в этом случае не имеет никакого значения. Процесс полимеризации запускается за счет второго компонента – отвердителя. Поэтому такой ПУ клей хорошо подходит для склеивания не пропускающих и не содержащих воду оснований, таких как пленки, стекло и металлы. Для ускорения процесса полимеризации клеевой шов можно подогреть (до 100 °С).
Двухкомпонентный ПУ клей годится не только для прочного склеивания, он способен еще и выравнивать поверхность, заполняя мелкие углубления, но прочность утолщенного клеевого шва снижается.
Клеи-расплавы
Такие клеи относятся к термореактивным полимерам и не допускают повторного расплавления. В исходном состоянии они начинают плавиться при нагревании. В полужидком состоянии адгезив наносят на обрабатываемые поверхности. После остывания он возвращается в твердое агрегатное состояние.
Полиуретановые клеи-расплавы отличаются прочностью, но имеют очень ограниченное время отвердевания.
Получение
Приготовление двухкомпонентного полиуретанового клеевого состава выполняют из двух упаковок непосредственно перед употреблением. Упаковки вскрывают, а содержимое, соблюдая пропорции, тщательно перемешивают. Приготовленный адгезив должен быть сразу использован.
ПУ клеи-расплавы начинают плавиться при нагревании. В полужидком состоянии адгезив наносят на обрабатываемые поверхности. После остывания он возвращается в твердое агрегатное состояние.
Однокомпонентные и дисперсионные ПУ клеи выпускаются готовыми к применению. Дисперсионные можно при необходимости разбавлять водой.
Применение
Способ применения при первом использовании нового типа ПУ клея необходимо прочитать в инструкции производителя. Особенно это важно для двухкомпонентного клея. Надёжность и долговечность соединения будет во многом зависеть от соблюдения пропорций в смеси.
- При ручном нанесении подготовьте необходимые для работы инструменты, такие как шпатель, струбцины, специальные зажимы или тяжелый груз для фиксации.
- Наденьте защитные перчатки и очки с маской, убедитесь, что помещение хорошо проветривается.
- Очистите склеиваемые поверхности от пыли и грязи.
- Смешайте компоненты клея, если он двухкомпонентный. Полученная смесь затвердеет уже через 30-60 минут, поэтому её лучше готовить небольшими порциями.
- Нанесите клей с помощью шпателя. Однокомпонентный полиуретановый клей при высыхании расширяется, поэтому слой должен быть как можно более тонким и равномерным.
- Соедините детали и зафиксируйте соединение на несколько часов. Через 24 часа клей достигнет максимальной прочности.
- Удалите излишки клея сразу после фиксации соединения или срежьте их после окончательного высыхания.
Полиуретан трудно смывается с рук, поэтому настоятельно рекомендуется использовать перчатки. Ацетон или растворитель для лака можно использовать для очистки инструментов от еще не отвердевшего клея.
Срок годности
Гарантированная длительность хранения полиуретановых клеев составляет от нескольких месяцев до нескольких лет в прохладном, сухом и темном помещении. Оптимальная температура складского помещения должна быть от +10 °С до + 25 °С.
Чтобы предотвратить затвердевание, емкость с клеем по окончанию работы необходимо герметично закрыть. В противном случае оставшийся клей не удастся эффективно использовать.
Время высыхания
Нельзя однозначно ответить на вопрос о том, сколько сохнет полиуретановый клей.
Длительность застывания и отверждения клеевого шва во многом определяется составом конкретной марки ПУ клея. В среднем фиксация происходит в промежутке от 20 минут до 1 часа. Максимальная прочность достигается через 24 – 48 часов.
Длительность схватывания нагретого до рабочей температуры ПУ клея-расплава составляет несколько секунд в процессе остывания. Окончательная твердость достигается через 1 – 3 дня, в зависимости от марки клея.
Достаточно длительный процесс первоначального схватывания обеспечивает простоту использования полиуретановых клеев. Неудачно совмещенные детали почти всегда можно выправить.
Токсичность
Вреден ли полиуретановый клей? Полиуретановые клеи относятся к малоопасным для здоровья человека веществам. ПУ клей по классификации ГОСТ 12.1.007-76 имеет 4 класс опасности.
После отверждения он химически инертен и безопасен, но в промежуточных фазах некоторые компоненты токсичны, имеют канцерогенные свойства, вызывают раздражение. Содержащиеся в некоторых полимерах изоцианаты способны вызывать раздражение глаз и аллергические реакции органов дыхания.
Это означает, что с полиуретанами нужно обращаться осторожно. Работать нужно в хорошо проветриваемом помещении, рекомендуется использовать очки, перчатки и маску или респиратор для защиты органов дыхания.
При использовании любого клея необходимо соблюдать указанные в инструкции меры безопасности.
Клеевая продукция Henkel
В ассортименте этой немецкой компании представлены ПУ адгезивы разного типа под торговыми марками Technomelt, Loctite Liofol и Aquence FD. Рассмотрим кратко полиуретановые клеи Henkel их особенности и назначение.
ПУР клеи Henkel для полиграфии выпускаются под маркой Technomelt. Они представляют собой термоплавкие клеи-расплавы на полиуретановой основе с разной рабочей температурой.
Одно- и двухкомпонентные клеи для мембранно-вакуумного прессования выпускаются под маркой Aquence FD. Они используются при термической облицовке рельефных мебельных панелей пленками ПВХ, ПЭТ и АБС.
Под маркой Loctite Liofol выпускаются одно- и двухкомпонентные полиуретановые клеи для гибкой упаковки. Они используются при ламинации пленкой и фольгой мягких упаковочных материалов для пищевых продуктов.
При немного повышенной стоимости полиуретановые клеи обладают целым рядом достоинств и преимуществ. Они удобны при использовании, позволяют скреплять самые разные материалы. Обладая превосходными адгезионными свойствами, ПУ клеи очень хорошо склеивают шероховатые и гладкие поверхности. Кроме того, полиуретановые клеи обладают высокой прочностью на разрыв, а также отлично выдерживают атмосферные воздействия внешней среды вне помещения. В продаже сегодня имеется широкий ассортимент специализированных клеев самого разного назначения.
