Классификация клеевых материалов

Многообразие клеевых материалов создает трудности в их выборе для применения и маркировки. Учитывая запросы практики, ни один из отличительных признаков не может в настоящее время считаться универсальным. Например, классификация клеевых материалов по признаку механизма адгезионного взаимодействия неприемлема для техники, деление адгезивов на термопластичные и термореактивные более пригодно для разработчиков, чем потребителей клеев, такие признаки как термостабильность, водостойкость и т. п., не учитывают химической природы клеевых материалов, определяющей специфику их отверждения и модификации.

Очевидно, наиболее эффективна схема классификации клеевых материалов, учитывающая все существующие подходы и позволяющая осуществить рациональную маркировку адгезивов.

По химической природе клеи и мастики разделяют на натуральные и синтетические. К первым относят животные, растительные и минеральные (по признаку происхождения); ко вторым — неорганические (керамические, силикатные и цементные) и полимерные, т. е. в соответствии с терминологическими рекомендациями JUPAC, эластомерные (в зависимости от условий отверждения — вулканизующиеся и самовулканизующиеся) и пластомерные (термопластичные и термореактивные), а также комбинированные (эластомерно-пластомерные) клеевые материалы. Товарный вид последних — твердые, пастообразные и жидкие (растворные и безрастворные) клеи — определяет выбор как оборудования для применения клея, так и основных технологических параметров процесса его использования.

К эксплуатационным признакам относят условия отверждения (температура процесса), а также стойкость клеевых соединений к механическим (деформативность) и агрессивным (вода, температура, активные среды) воздействиям. Области применения клеев определяются такими свойствами адгезивов, как их компонентность и жизнеспособность.

Перечисленные признаки даны ниже в классификационной схеме.

Использование приведенной схемы в полном объеме обеспечивает возможность разработки рациональных приемов выбора клеевых материалов на основе системы маркировки последних. Поскольку каждый из приведенных признаков имеет буквенный или цифровой код, оказывается несложным отразить в наименовании клея его практически значимые характеристики. Например, для потребителя более информативно наименование клея не 88Н, а КСК-12У-31-12, что означает «клей синтетический на основе эластомера (полихлоропрена) и пластомера (п-третбутилфенол формальдегидной смолы)», используемый в виде органического раствора (в смеси бензина и этилацетата), отверждаемый в течение суток на холоду или при нагреве, однокомпонентный, обеспечивающий эластичные склейки. Последние две цифры кода относятся к одному признаку — условиям эксплуатации, поскольку эффективные клеи обычно одновременно сочетают устойчивость к нескольким видам воздействий.

Наименования клеев и мастик в соответствии с кодом приведены в приложении, по данным которого можно выбирать адгезивы с учетом требований техники (табл. 1 и 2).

Классификация клеевых материалов
Природа основного компонента клеевого материала Код
Клеи натуральные:
     животные
     альбуминовые
     белковые
     костные
     мездровые
     рыбные
     растительные
     декстриновые
     крахмаловые
     латексные
     натурально-каучуковые
     целлюлозные
     минеральные
     асфальтовые
     битумные
     восковые
Клеи синтетические:
     неорганические
     керамические
     силикатные
     цементные
     эластомерные
     вулканизуемые
     самовулканизующиеся
     пластомерные
     термопластичные
     термореактивные
     композиционные		 КН
КНЖ
КНЖА
КНЖБ
КНЖК
КНЖМ
КНЖР
КНР
КНРД
КНРК
КНРЛ
КНРН
КНРЦ
КНМ
КНМА
КНМБ
КНМВ
КС
КСН
КСНК
КСНС
КСНЦ
КСЭ
КСЭВ
КСЭС
КСП
КСПП
КСПР
КСК
Товарный вид клеевого материала
Клеи твердые:
     гранулированные
     пленочные
     порошковые
     прутковые
     расплавы
Клеи пастообразные:
     герметизирующие
     чувствительные к давлению
Клеи жидкие:
     безрастворные
     мономерные
     олигомерные
     полимерные
     растворные на основе:
          водной (дисперсные)
          органической (дисперсионные)
          эмульсионные		 2
1
2
3
4
5

6
7


8
9
10

11
12
13
Условия отверждения клеевого материала
Холодного отверждения
Термического отверждения
Влагоотверждаемые
Универсально-отверждаемые		 X
Т
В
У
Жизнеспособность клеевого материала
Секунды
Часы  
Месяцы
Неограниченно жизнеспособные		 1
2
3
4
Компонентность клеевого материала
Клеи:
однокомпонентные
двухкомпонентные
многокомпонентные
раздельного нанесения на субстраты
1
2
3
4
Деформативность клеевого соединения
Склейки жесткие
Склейки эластичные		 1
2
Эксплуатационные свойства клеевого соединения
Клеи:
водостойкие
маслобензостойкие
коррозионно-стойкие
растворителестойкие
светостойкие
температуростойкие
специального назначения
1
2
3
4
5
6
7

Пусть необходимо выбрать композицию для вклеивания стальной арматуры в армированные деревянные конструкции, причем в дальнейшем предусмотрено крепление к наружным элементам арматуры стеклотекстолитовых декоративных изделий, и конструкция предназначена для эксплуатации в условиях Крайнего Севера. В соответствии с разработанной классификацией такой состав следует отнести к клеям холодного отверждения, поскольку крепление древесины предпочтительно без ее нагревания, обеспечивающего получение достаточно прочных атмосфере и хладостойких склеек стали со стеклотекстолитом. Выражая эти требования в кодовой форме, получаем примерную марку К-Х-..1-36. По данным приложения наиболее близка к этой марке марка КСК-9У-221-36. Такой состав принадлежит к олигомерным и не включает растворителя, отрицательно сказывающегося на свойствах древесины: его жизнеспособность составляет несколько часов после смешения двух исходных компонентов. Эти данные определяют выбор оптимальной технологии изготовления композиции, в частности наличие смесительного оборудования и необходимость приготовления состава непосредственно в условиях строительного производства. В соответствии с приложением традиционное наименование выбранного клея будет К-153, разработанного на основе эпоксидной смолы ЭД-20, отверждаемой кубовыми остатками гексаметилендиамина при 20 °С в течение 16—18 ч. Данный клей обеспечивает получение атмосферостойких склеек, прочность которых (сталь — стеклотекстолит) составляет не менее 10 МПа при Температуре 40 °С и 0,8 МПа при температуре 60 °С, что соответствует исходным техническим требованиям.