Технология склеивания изделий из композиционных материалов

Сухой мездровый клей вырабатывается в виде плиток, дробленым и в чешуйках. Цвет клея от светло-желтого до темнокоричневого. В тонких слоях плитки клея должны просвечивать. По качеству клей выпускается пяти сортов: экстра, высший, 1-й, 2-й и 3й.

Клей приготавливается так же, как и костный. Раствор горячего клея не должен иметь гнилостного запаха.

Клеящая способность клеев: экстра – 100 кг/см?, высшего – 100 кг/см?, первого – 100 кг/см?, второго – 75 кг/см? и третьего – 60 кг/ см?.

Костный клей вырабатывают из очищенных и обезжиренных костей животных, рогов, копыт и отходов производства костных изделий. Их очищают, дробят, обезжиривают, обрабатывают слабым раствором сернистой кислоты для удаления минеральных солей и затем варят в специальных аппаратах, в которых кости подвергаются многократному воздействию пара и воды. В результате такой обработки, имеющийся в костях коллаген переходит в глютин, который является клеящим веществом.

Костный клей выпускают в виде сухих плиток от темно– желтого и до темно–коричневого цвета, и влажность – 17 %. Также выпускается твердый дробленый клей.

Чтобы из сухого клея приготовить жидкий, плитки разбивают на куски, дробят и замачивают на 24 часа в холодной воде, затем варят на водяной бане в течение 40–50 минут, последние 10 минут поддерживают температуру 60 °C. В процессе варки клей непрерывно перемешивают. В сваренный клей вводят антисептик, предварительно растворенный в воде, например пентахлорфенолонатрия или другие, в количестве от 0,5 до 1 % к весу сухого клея. Клей хранят при температуре +5–6° не более 7 дней.

Костный и мездровый клеи называются глютиноваыми, они в воде сильно набухают и из твердого состояния переходят в мягкую липкую студнеобразную массу.

Рыбий клей. К коллагеновым клеям относится также рыбий. Сырьем для его производства служат плавательные пузыри осетровых пород; более низкие сорта клея делают из голов, чешуи, костей рыб.

Плавательный пузырь почти целиком состоит из чистого коллагена.

Для получения рыбьего клея плавательный пузырь выдерживается в течение нескольких часов в 15-16 – процентном растворе соли, затем отмачивается в чистой воде и подсушивается на воздухе. Затем с пузыря сдирают наружную оболочку, а внутреннюю используют для клея, ее окончательно высушивают и прессуют пластины.

Чтобы приготовить жидкий клей для работы, пластинки клея замачивают целиком на 24 часа в холодной воде. Набухший клей размягчают и разминают, затем варят на водяной бане, как костный и мездровый, процеживают через марлю или сито и вводят антисептик. Рыбий клей применяется как для приготовления эмульсионного грунта, так и при реставрации картин. Для приготовления эмульсионного грунта берется 12–15 – процентный раствор клея.

При реставрационных работах, например для укрепления хрупкой, отслаивающейся от холста живописи, применяют 5–6 – процентный раствор рыбьего клея. В приготовляемый клей в качестве пластификатора вводят мед в соотношении 1: 2,5, т.е. на 1 м. ч. сухого клея берется 2,5 м. ч. меда.

6.1.2 Казеиновый клей

Основной составной частью казеинового клея является молочный белок – казеин, который производился из обезжиренного творога. В настоящее время используется синтетический казеин. Клей получается на основе кислотного казеина и щелочного реагента.

Сухой казеин в виде твердых зерен размером от 5–10 мм или порошка при влажности 12 % имеет удельный вес 1,259. Он нерастворим в воде, сильно гигроскопичен.

При воздействии на казеин гашеной извести образуется коллоидный раствор, обладающий клеящей способностью. По способу приготовления казеиновые клеи могут быть жидкосмешиваемые и порошковые.

В производстве изделий из древесных отходов обычно используют порошковые клеи, содержащие все компоненты клея за исключением воды. Как правило, казеиновый клей в порошке представляет собой смесь казеина, гашеной извести, минеральных солей (фтористого натрия, кальцинированной соды, медного купороса) и керосина [7].

Для приготовления клеевого раствора из порошка в клеемешалку сначала заливают определенное количество воды комнатной температуры (170–230 % от веса порошка), а затем постепенно засыпают порошок. Смесь тщательно перемешивают в течение 30–40 мин до получения однородного сиропообразного раствора. После этого смесь выстаивается в течение 10–15 мин.

6.1.3 Альбуминовые клеи

Основная составная часть альбуминовых клеев – получаемая на бойнях кровь животных, из которой вырабатывают сухой продукт в виде кристаллов или пыли. Для приготовления клеевого раствора сухой (кристаллический) альбумин вымачивают в четырехкратном количестве воды в течение 1,5–2 ч и хорошо перемешивают. Затем в смесь добавляют воду и известковое молоко и подогревают до 28–30 °C. Жизнеспособность клеевого раствора 6–8 ч.

В настоящее время клеи животного происхождения выпускаются в небольших количествах и имеют ограниченное применение, так как их заменили синтетические клеи, которые имеют 100 %-ную биологическую стойкость, высокую влаго- и термостойкость, низкую усадку при высыхании. Клеи животного происхождения этими качествами не обладают.

6.2 Клеи растительного происхождения

К растительным клеям относятся крахмальные клеи, растительные смолы, а также клеи из чины, сои, люпина, вики и клещевины. Клеевой основой в крахмальных клеях является сырой или обработанный крахмал картофеля, риса, пшеницы, маиса и кукурузы. Для приготовления клеевого раствора на 100 вес. ч крахмала берут 150–350 вес. ч воды. Крахмал смешивают с водой, добавляют 3–4 % каустической соды и подогревают до 70–80 °C. В связи с замедленным твердением этого клея выдержка склеиваемых изделий во время запрессовки должна быть не менее 7 ч.

К растительным смолам, применяемым для получения клеев на их основе, относятся гуммиарабик, шеллак, натуральный каучук и латекс, сульфитные щелоки и свекловичный жом. В связи с невысокими клеящими свойствами клеи растительного происхождения используют редко.

6.3 Синтетические клеи

Клеи, основой которых являются разнообразные синтетические полимеры и мономеры, называются синтетическими. Их можно применять в виде растворов полимеров в органических растворителях или мономерах, эмульсий или дисперсий полимеров, смол, не содержащих растворителей и отверждающихся в присутствии специальных добавок и т. д. Синтетические полимерные клеи с заранее запланированными свойствами позволяют обеспечить требуемые прочность и долговечность клеевых соединений и наиболее полно отвечают требованиям современной промышленности [8].