Клеи-расплавы – термопласты, переходящие в жидкое состояние при нагревании и застывающие при остывании. Они представлены разными видами, которые в зависимости от основного клеевого компонента бывают этиленвинилацетатные, полиолефиновые, полистирольные, полиамидные. Перечисленные категории различаются химической структурой и эксплуатационными характеристиками. Но, для всех общей ключевой характеристикой является термостойкость. Именно от того, какую температуру выдерживает термоклей и из чего он состоит, зависит сфера его применения и пригодность к конкретным условиям эксплуатации.
Что собой представляют клеи-расплавы и как они выглядят
Многих интересует, как выглядит и из чего сделан термоклей. Этот материал доступен в разных форматах:
Стрежни. Прозрачные или окрашенные цилиндры диаметром 5–8 мм, длиной до 30 см. Их удобно применять в бытовых термопистолетах.
Гранулы. Мелкие твердые частицы разного цвета, используемые в промышленном оборудовании для автоматического нанесения клея.
Блоки. Большие прямоугольные бруски, предназначенные для крупносерийного промышленного производства.
При комнатной температуре клей представляет твердое вещество, прозрачное либо полупрозрачное с оттенком белого или бежевого цвета. Нагреваясь, он становится похож на тягучую массу, легко растекающуюся по поверхности. После остывания материал вновь превращается в плотную пленку или слой однородного покрытия.
Клеи-расплавы востребованы в быту и промышленности, где их применяют для решения разных задач:
ремонт деревянной и пластиковой мебели;
изготовление декораций, аппликаций, украшений и иных поделок;
упаковка и декоративное оформление подарков;
приклеивания этикеток;
фиксации подошв обуви, стелек и декоративных деталей на обуви;
монтаж приборных панелей, крепления уплотнительных лент и звукоизоляционных покрытий автомобилей;
скрепления декоративных элементов, утеплителей, изоляционных материалов в сфере строительства и ремонта.
Из чего состоят клеи-расплавы: состав и функциональные компоненты
Попробуем разобраться, из чего делают термоклей. В его состав входят следующие компоненты:
Полимеры. Основной компонент клеев-расплавов – полимерная матрица, обеспечивающая термическое поведение материала. Чаще всего используется этиленвинилацетат (ЭВА), обладающий отличными адгезивными свойствами и эластичностью. Благодаря ЭВА термоплавкий клей способен эффективно сцепляться с разными материалами, такими как бумага, пластик, дерево, металл и ткань. Однако существуют и альтернативные основы – полиолефины, повышающие теплостойкость и стойкость к химикатам, и полиамиды, улучшающие влагостойкость и прочность сцепления. Выбор конкретного полимера определяется условиями эксплуатации клеевых соединений.
Модифицирующие добавки. Для улучшения функциональных качеств клея в смесь вводят разные вещества. Антиоксиданты защищают материал от старения и окисления, продлевая срок службы готовых изделий. Ультрафиолетовые стабилизаторы повышают устойчивость клеевого слоя к солнечному свету, предотвращают пожелтение и потерю адгезивных свойств. Разбавители регулируют вязкость раствора, облегчая его нанесение тонким слоем и обеспечивая равномерное распределение. Пластификаторы увеличивают гибкость массы после застывания. Воски улучшают эластичность, снижают нагарообразование. От них зависит, какую температуру выдерживает термоклей при эксплуатации.
Смолы и стабилизаторы. Смолы добавляют в клеевую композицию для повышения когезионной прочности и увеличения уровня адгезии. Наиболее распространенными видами смол являются канифоль и фенолформальдегидные продукты. Эти компоненты улучшают способность клея проникать в структуру поверхности, увеличивая площадь контакта между деталями. Стабилизаторы способствуют улучшению устойчивости клеевого шва к внешним воздействиям. Они повышают устойчивость к воде и влажности, улучшают сопротивляемость механическим повреждениям, предупреждают растрескивание и деформацию после высыхания.
Совокупность перечисленных компонентов позволяет получать клеевые растворы с оптимизированными физико-химическими параметрами:
высокая адгезия обеспечивает надежное сцепление разнородных материалов;
контролируемая вязкость облегчает процесс нанесения и распределения клея;
прочность гарантирует долговечность и надежность клеевых соединений;
устойчивость повышает износостойкость и увеличивает срок службы изделий.
Температурный режим: при какой температуре плавятся клеи-расплавы
Стандартная температура плавления клеев-расплавов находится в диапазоне от 120 до 180 градусов. Однако этот показатель для разных типов продукции может быть существенно выше или ниже, поэтому термоклеи делят на две категории:
Низкотемпературные с температурой плавления 80–150°C. Применяются там, где важно минимизировать тепловое воздействие на чувствительные материалы. Например, их используют при производстве упаковки. Также они популярны для применения в домашних условиях, поэтому многих интересует, при какой температуре размягчается и плавится термоклей для пистолета. Размягчение наступает при 60°C, а полное расплавление при 85–100°C.
Высокотемпературные с температурой плавления 160–220°C. Обладают большей механической прочностью и устойчивостью к внешним факторам в течение длительного времени. Чаще всего используются в промышленных масштабах, где важна высокая производительность и надежность соединений.
Тип клея
Температура плавления
Основной компонент
Применение
ЭВА
80–150°C
Этиленвинилацетат
Дерево, ткани, бумага
Полиолефины
160–220°C
Полиолефины
Пластик, металл
Полиамиды
140–200°C
Полиамиды
Кожа, обувь
Важно учитывать, что после полного застывания клеевое соединение сохраняет высокую прочность лишь в определенном диапазоне температур. Большинство клеевых соединений из клеев-расплавов способны держать форму при рабочих температурах от −30°C до +80°C, однако некоторые специализированные марки демонстрируют стабильные характеристики до +120°C.
Как температура влияет на прочность и поведение клеев-расплавов
Важно знать, какую температуру выдерживает термоклей после высыхания, так как она оказывает решающее влияние на физические и химические процессы, происходящие внутри клеевого состава. Важно понимать, что нарушение рекомендованного температурного режима негативно сказывается на качестве соединения, приводя к снижению прочности и устойчивости конструкции.
Чтобы достичь оптимальной адгезии и надежности сцепления, следует придерживаться определенного интервала температур. При этом она должна соответствовать типу выбранного термоклея и особенностям обрабатываемого материала.
При неправильном подборе материала низкая температура замедлит процесс полимеризации, снизит прочность соединения. Некоторые клеи-расплавы при низких температурах могут становиться более хрупкими, что увеличивает риск разрушения клеевого соединения. Высокая – приводит к деградации клевого слоя, потере его свойств, выделению токсичных паров и неприятного запаха, что негативно влияет на здоровье человека.
Если изделие эксплуатируется при низких температурах (например, холодильники, морозильные камеры), рекомендуется выбирать термопластичный клей с низким содержанием пластификаторов и высокой степенью наполненности специальными агентами, способствующими сохранению эластичности и прочности при отрицательных температурах.
В горячих цехах и промышленных объектах необходимы клеи, способные сохранять структуру и механическую прочность при высоких температурах. Например, полиолефиновые составы, которые успешно работают при температурах от +180°C, демонстрируя отличные адгезивные свойства и длительный срок службы.
Как выбрать клеи-расплавы по температурным параметрам и составу
Правильное выбор клея-расплава обеспечит прочный и надежный шов, продлит срок службы изделия:
Дерево требует хорошего проникновения клея в микропоры, а также надежной защиты от внешних воздействий (влажность, температурные колебания). Подходящими вариантами для склеивания деревянных деталей будут материалы на основе ЭВА.
Металлы требуют специальных клеев, способных противостоять термическим расширениям и высокому уровню механических нагрузок. С этими задачами хорошо справляются полиуретановые составы.
Пластик обладает низкой поверхностной энергией, что затрудняет качественное сцепление. Лучшим выбором, чтобы склеивать пластиковые изделия, станут полиолефиновые клеи, разработанные специально для взаимодействия с полиэтиленом, полипропиленом и ПВХ.
Ткани и кожа нуждаются в быстром высыхании и деликатном обращении. Отличным вариантом станет клеи-расплавы на основе ЭВА и полиамида.
Подбор клеящего состава осуществляется индивидуально, исходя из специфики материала, назначения изделия и условий эксплуатации. Грамотный выбор и правильное использование клеев-расплавов обеспечат надежное и долговременное крепление деталей, повышение производительности труда и улучшение качества производимых продуктов.
Клеи-расплавы остаются универсальным решением для склеивания различных материалов. Правильный выбор состава и соблюдение температурного режима обеспечат прочность и долговечность соединений.