Клеи

КЛЕИ

Склеивание - основной вид соединений при изготовлении столярных изделий и мебели. Клеевые конструкции менее подвержены деформациям, чем конструкции, изготовленные из цельной древесины. Клеевые соединения не утяжеляют конструкцию, обладают высокой прочностью. Прочность клеевых соединений во многом зависит от вида клея и его приготовления.
Для изготовления столярных изделий и мебели используют клеи животного происхождения и синтетические. 
 Клеи животного происхождения

Глютиновые (коллагенные) клеи
В зависимости от исходного сырья эти клеи разделяются на костные, мездровые и рыбьи. Клеящим веществом в глютиновых клеях является коллаген. Коллаген при нагревании гидролизуется и переходит в глютин.
Глютин набухает в холодной воде, при нагревании в ней растворяется и после охлаждения образует желатинообразную массу. При продолжительном нагревании под действием высокой температуры (выше 100оС) глютин распадается на более простые углеводы, которые не обладают клеящими свойствами.
 Клей костный (ГОСТ 2067-80)  выпускается гранулированным и в плитках. В зависимости от сорта может быть от желтовато-коричневого до темно-коричневого цвета (светлый клей более качественный).
Для приготовления рабочего раствора плиточный клей дробят на мелкие кусочки. Затем гранулированный или раздробленный плиточный клей заливают холодной водой в соотношении 1:1 по массе и оставляют для разбухания (на 3...4 ч - гранулированный и на 6...8 ч - плиточный). После разбухания клей разогревают в клеянке на водяной бане. Температура воды не должна превышать800С. Разогревать клей на открытом огне без водяной бани не рекомендуется, так как при этом он теряет свои клеящие свойства.
При большой пенистости прокипятить раствор в течение 2...3 мин и удалить пену.
Приготовлять клей рекомендуется в количествах, необходимых на 1...2 дня. Повторное разогревание клея резко снижает его клеящие качества. Kлей применяют при температуре не менее 50о С. При этом он должен стекать с кисти ровной непрерывной струйкой. Если клей капает, то он жидкий, если застывает на лету и падает сгустками - густой. Густой клей разбавляют горячей кипяченой водой.
Клей мездровый (ГОСТ 3252-80)  выпускается в виде плиток, дробленый и в чешуйках. Для приготовления рабочего раствора раздробленные плитки или чешуйки замачивают водой в соотношении 1:2 или 1:3 по массе и после12-часового набухания разогревают на водяной бане, помешивая клей до получения однородного раствора. Мездровый клей отличается от костного более высокой клеящей способностью и светлой окраской. В то же время он обладает высокой вязкостью, которая может вызвать разрыв древесины по волокнам после склеивания. Целесообразно применять смесь мездрового клея с костным (последний в чистом виде обладает хрупкостью). Для склеивания твердых и ценных пород древесины рекомендуется применять мездровый клей, в который добавлено 20...40% костного, а для склеивания мягких пород - костный, в который добавлено 20...40% мездрового клея.        Смешивают клеи после того, как они разбухнут и станут однородными. В клей следует вводить антисептик. В качестве антисептиков обычно применяют пентахлорфенолят натрия в виде водного раствора, который добавляют в клей в количестве 3% от массы сухого клея, или препарат "Этоний", вводимый в виде порошка в количестве 2% от массы сухого клея.
Рыбий (осетровый) клей, получаемый из плавательных пузырей и плавников рыб осетровых пород, является лучшим по качеству, но дорогим и дефицитным материалом. Его применяют при особо ответственных работах: реставрации уникальной мебели, восстановлении маркетри, инкрустации, мозаики Буля, золочении, реставрации росписей.
Клей выпускают в виде полупрозрачных эластичных чешуек. Предварительно из него готовят желатин. Чешуйки помещают в клеянку и заливают холодной водой так, чтобы вода полностью их покрыла. Через 5...6 ч разбухший клей разминают руками до получения кашеобразной массы, затем помещают на водяную баню. В расплавленный клей вводят антисептик, клеевой раствор тщательно перемешивают и фильтруют через марлю. Затем выливают клей в широкую плоскую металлическую форму, на дно которой положена целлофановая пленка (для предотвращения прилипания клея), Клей высушивают и получают тонкую полупрозрачную пленку желатина, которая может храниться длительное время. По мере надобности из желатина готовят клей нужной концентрации (обычно 15...20%-ный) путем растворения его в горячей воде на водяной бане.
Клей применяют при температуре 20оС - в этом его основное преимущество перед костным и мездровым клеями, которые нуждаются в подогреве. Кроме того, благодаря эластичности он хорошо склеивает разнородные по жесткости материалы, например древесину и кость, древесину и металлы и др. Недостаток клея, как и всех глютиновых клеев, - низкая водостойкость, что в условиях повышенной влажности приводит к разрушению клеевых соединений. 
Казеиновые клеи
Казеиновые клеи в качестве основы включают казеин - продукт, получаемый путем сквашивания обезжиренного молока (обрата). Выделившийся при этом творог высушивается, размалывается до крупообразного состояния и поступает в употребление как казеин. Казеин выпускается четырех сортов: экстра, 1, 11 и 111. Для придания казеину клеящих свойств в него вводят гашеную известь.
Клей казеиновый (ГОСТ 3056-80) - выпускается в виде порошка, в состав которого входят: казеин, гашеная известь, фтористый натрий, медный купорос и керосин. Рабочий раствор клея приготовляют путем смешивания порошка с водой в соотношении от 1:1 до 1:2 (в зависимости от породы древесины и вида склеивания). Количество клея должно быть рассчитано на работу в течение 3...4 ч - срок жизнеспособности клея. При приготовлении клей тщательно размешивают так, чтобы не было комков, дают ему отстояться в течение 10...15 мин, после чего с его поверхности снимают образовавшуюся пенку. Загустевший клей, потерявший способность стекать с кисти, к дальнейшему употреблению не пригоден. Разбавлять клеевой раствор для снижения его вязкости не допускается.
   По сравнению с глютиновыми клеями казеиновый дает более прочное склеивание. Он экономичнее и проще в приготовлении и применении, но обладает большой объемной усадкой, хрупкостью, кроме того, он может изменить цвет древесины, содержащей танниды (дуба, бука, ореха, клена, груши, красного дерева). Поэтому после склеивания все подтеки необходимо немедленно удалить.

Клеи на основе клеящих смол 

Карбамидные синтетические смолы можно применять в качестве клеящих веществ. Для ускорения процесса отверждения в них вводят отвердитель. Карбамидную смолу рабочей вязкости с введенным в нее отвердителем принято называть карбамидным клеем. Наибольшее распространение для склеивания древесины холодным способом получили карбамидные клеи УКС, М-60, М-70.
Порядок приготовления карбамидных клеев следующий. В чистую эмалированную или стеклянную посуду заливают смолу и добавляют необходимое количество отвердителя. Раствор тщательно перемешивают в течение 10 - 15 мин. В качестве отвердителя применяют хлористый аммоний или 10%-ный раствор щавелевой кислоты в количестве 0,5-25 весовых частей к весу смолы.
Жидкие карбамидные смолы имеют небольшой срок хранения. Поэтому в розничной торговле для использования смол в небольших количествах продаются порошкообразные смолы, срок хранения которых составляет не менее года.
Приготовление клеевых растворов на основе порошкообразных смол сводится к смешиванию соответствующего количества порошка и воды при комнатной температуре и интенсивного перемешивания смеси до полного растворения порошка. Затем клеевой раствор готовят также, как из жидких смол.
Порошкообразные клеи поставляются также в виде готовой смеси с отвердителем. В этом случае клеи приготавливают смешиванием порошка с водой.
Недостатком карбамидных клеев является хрупкий клеевой шов, в связи с чем они мало пригодны для склеивания изделий, работающих при переменных нагрузках. Для придания эластичности клеевому шву карбамидные клеи модифицируют поливинилацетатными клеями (дисперсиями) путем введения в клей 15-25 весовых частей дисперсии к весу клея.
Поливинилацетатная дисперсия (ГОСТ 18992-80) представляет собой вязкую белую однородную жидкость, являющуюся продуктом полимеризации винилацетата в водной среде в присутствии эмульгатора и инициатора реакции полимеризации. Она готова к употреблению, обладает практически неограниченной жизнеспособностью, нетоксична, отличается эластичностью и стабильностью клеевого шва, свето- и грибостойкостью. Поливинилацетатные кле неводостойки, растворяются бутилацетатом, перхлорэтиленом и другиими растворителями, т. е. не являются полностью необратимыми.
ПВАД хорошо склеивает пористую древесину (ясень, дуб, красное дерево,орех), древесину хвойных и мягких лиственных пород и значительно хуже плотную древесину (бук, грушу, клен), а также древесину, содержащую эфирные масла (палисандр, розовое, фиалковое дерево, лимон).
Клей неконтактен, он не сразу схватывается, поэтому в процессе склеивания необходимо приложить значительное давление, величина которого зависит от формы детали, древесной породы, состояния склеиваемой поверхности, температуры в помещении и других факторов.
На процесс склеивания (полимеризацию) могут оказывать влияние кислотные красители и протравы, применяемые для крашения шпона, поэтому ПВАД не следует применять для облицовывания и мозаичных работ. Его используют в основном для шиповых соединений, склеивания брусковых элементов, упрочнения (с древесными опилками) мест при повторной постановке шурупов, футорок.
Для повышения водостойкости и теплостойкости поливинилацетатных дисперсий их модифицируют карбамидными клеями, вводя 4-6 весовых частей клея к весу дисперсии. При загустении поливинилацетатные дисперсии разбавляют водой.
Иногда применяют синтетические смоляные клеи, в частности клеи на основе эпоксидной смолы, которые обладают хорошей адгезией к различным материалам и высокой прочностью. Как многие синтетические полимерные материалы, эти клеи теряют эластичность.



Другие статьи: