Цианоакрилатные клеи
Цианоакрилатные клеи – это однокомпонентные клеящие вещества с быстрой полимеризацией и высокой адгезией к большинству материалов. Они больше известны под названием «супер» или «моментальный» клей. Производство цианоакрилатных клеев (ЦА) началось в 1985 году. Первый продукт Eastman 910 быстро завоевал рынок. Спустя небольшой промежуток времени ЦА стал применяться почти во всех сферах промышленности, если не в серийном производстве, то в рационализации технологического процесса.
Сфера использования
Из-за высокой скорости полимеризации цианоакрилатные клеящие вещества используются в основном для мелких деталей, площадью до нескольких см². Для склеивания относительно больших поверхностей, площадью до 1 м², такой клей используется редко, так как его нанесение требует специального оборудования и точной подготовки. В большинстве случаев применение цианоакрилатов оправдывается несмотря на высокую стоимость. Процесс склеивания не требует энергетических затрат, сложных технологий приготовлений и длительных промежутков времени на выдержку соединений.
Невозможно перечислить все области применения ЦА клеев, но однозначно можно сказать, что это самые востребованные клеящие продукты, которые встречаются даже на прилавках супермаркетов. Проще выделить сферы промышленности, где цианоакрилатные составы используются в серийном производстве:
- электронная промышленность;
- точная механика;
- оптика.
Незаменимыми ЦА стали в изготовлении эксклюзивной продукции, где каждое изделие требует индивидуального подхода. Например, рекламные вывески, декорации, сувениры и др. Прочное и быстрое соединение позволило обойтись без сложных дорогостоящих технологий, которые рентабельны лишь для серийного производства.
Особенности применения
ЦА характеризуется высокой адгезией, намного превышающей другие клеи. При этом когезия – внутренняя связь собственной фазы, не очень прочная. Клей отлично сцепляется с поверхностями, но сам клеевой слой остается хрупким и плохо сопротивляемся сдвигу. Чтобы получить прочное клеевое соединение, необходимо свести к минимуму роль когезии. Достигается это двумя способами, ведущими к минимизации клеевого слоя.
Гладкие поверхности
В то время как большинство клеящих веществ образует более прочную связь с шероховатыми и пористыми поверхностями, адгезионные качества цианоакрилатов не зависят от фактуры и отлично соединяются как с шероховатыми, так и с гладкими материалами. Для склеивания гладких − выпускаются ЦА с повышенной текучестью, превышающей текучесть воды.
Технология склеивания достаточно проста – нужно нанести клеящее вещество на поверхность одной детали, плотно их соединить и кратковременно сжать. При сжатии клей вытесняется, образуя пленку в несколько микрон, снижая число когезионных связей.
Пористые и шероховатые поверхности
В этом случае применяются клеящий состав с повышенной вязкостью, который при сжатии заполняет поры, впадины на склеиваемых поверхностях и образует слой от нескольких микрон до нескольких десятых миллиметра. Вязкие составы получают путем введения мелкодисперсных наполнителей. Таким образом, клеевой слой имеет двухфазную структуру, где преимущественно преобладают адгезивные связи между молекулами клея и частицами наполнителя, а когезионные связи сводятся к минимуму.
Совместимость с материалами
Цианоакрилаты в основном предназначены для металла, пластика и эластомеров, но современные продукты имеют более расширенное применение. Благодаря введению функциональных добавок – ускорителей, пластификаторов, замедлителей старения и др., ЦА также используются для кожи, дерева, некоторых видов ткани, керамики, камня. Конкретное применение для каждого вида продукта обычно указывается производителем на упаковке, но и здесь есть свои тонкости.
Металлы
Если в инструкции указано, что клеящий состав предназначен для металлов, то это не значит, что для всех. Из-за полярности такие металлы, как золото, серебро, платина невозможно склеить цианоакрилатами. Даже незначительные примеси благородных металлов в сплаве затрудняют склеивание.
Пластмассы
Здесь также есть исключения. Не поддаются склеиванию гидрофобные пластмассы, например, полиолефин. Часто возникают проблемы с пластиком, который по определению должен отлично поддаваться склеиванию. Причиной может стать наличие в материале наполнителей. Также одной из распространенных причин является использование разделительных агентов в производстве пластиковых деталей. Силикон, воск и другие вещества, входящие в состав разделительной смазки, приводят к полярности поверхности пластмассы и значительно затрудняют адгезию.
Резины
Сразу следует предупредить, что несмотря на высокую прочность клеевых цианоакрилатных соединений, вулканизация резины все же превосходит клейку по прочности и долговечности. Кроме того, на резине клеевой слой более подвержен старению, поэтому ЦА для резины (эластомеров) содержат замедлитель старения. Также важным условием для клейки резины считается нанесение клея на свежий срез.
Соединение трудносклеиваемых материалов
К таким материалам относятся сверх гидрофобные поверхности, на которых клей не растекается, а собирается капельками. Наиболее распространенные в промышленности «жирные» пластики это PE, PP, PTFE, TVP или термопластичные виды резины, но и их можно склеить.
Для таких целей применяются специальные цианоакрилатные продукты в комплексе с предварительной обработкой поверхности соответствующим праймером. Например, клей Loctite 406 или праймер Loctite 770. Нанесение клея производится сразу после высыхания праймера. В промышленных условиях часто используют технологию обработки трудносклеиваемой поверхности коронным разрядом, при этом изменяется полярность поверхности и повышается ее адгезионная способность.
Механизм и особенности полимеризации
ЦА не содержат растворителей, их полимеризация начинается под воздействием влаги, содержащейся в воздухе и порах материала. Реакция полимеризации протекает за несколько секунд, но 100% прочность клеевого соединения наступает в среднем через сутки. На скорость полимеризации влияют многие факторы. Например, кислотная среда замедляет реакцию, а щелочная − ускоряет. Также скорость затвердевания во многом зависит от влажности и температуры.
Идеальными условиями для применения цианоакрилатных составов является нейтральный баланс Ph, температура воздуха 20-24°C и относительная влажность 40-70%. Повышение температуры и влажности ускоряет реакцию, что является нежелательным. Так называемая «ударная полимеризация» приводит к хрупкости адгезионного слоя и его преждевременному старению. Например, для склеивания щелочных материалов – камня, стекла, применяются продукты с добавкой замедлителя.
Важно отметить, что при затвердевании ЦА высвобождается тепловая энергия, из- за чего такие клеи нельзя применять к чувствительным к нагреву материалам. Например, при склеивании полистирола он может деформироваться, а многие синтетические материалы просто плавятся. Не рекомендуется и попадание клеящего материала на бумагу или хлопчатобумажные изделия, так как при стечении факторов, благоприятствующих ускорению процесса, может произойти возгорание.
Состав и виды
В основе цианоакрилатных клеев применяются эфиры цианоакриловой кислоты. В качестве добавок могут включаться пластификаторы, активаторы, стабилизаторы, замедлители и загустители. Добавки вводятся в количестве не более 10% для оптимизации состава к определенным условиям эксплуатации и материалам.
В зависимости от назначения, клеи делятся по виду применяемого в составе мономера:
- метилэфир – применяется в основном для металлов, в промышленности мало востребован;
- этилэфир – самый используемый цианоакрилат. Склеивает большинство пластиков, резин, почти не стареет;
- бутилэфир – может применяться для чувствительных к температуре и растрескиванию пластикам. Востребован в медицинском оборудовании.
- пропилэфир – специализируется на склейке металлов, которые подвергаются термическим воздействиям;
- алкоксиэфир – уступает по прочности склеивания другим видам, но не мутнеет со временем за счет чего востребован в оптике. Не имеет резкого запаха, при попадании на кожу не вызывает раздражения.
ТОП лучших современных цианоакрилатных клеев
Современный выбор дает возможность быстрого и достаточно надежного соединения практически в любых условиях и для любых материалов. Популярность и востребованность ЦА подстегнула многих азиатских производителей поставлять продукцию на мировой рынок. При этом действительно качественными являются клеящие продукты авторитетных компаний, которые уделяют большое внимание не только производству, но и новым разработкам.
Loctite 406 (Henkel Германия)
Цены на LOCTITE 406
3300Р
6372Р
Loctite 406 50гр (для эластомеров и резины)
500Р
Loctite 406 - Клей моментальный 20 г.
12908Р
Клей цианоакрилатный для эластомеров и резины Loctite 406 (50 г, 1925293
400Р
Клей цианоакрилатный Loctite 406, 20 г
430Р
Loctite 406, 20 мл, суперклей цианоакрилатный с пипеткой-наконечником
700Р
Loctite 406 , 20 мл. Универсальный моментальный клей
4200Р
Клей моментальный LOCTITE 406 (50 гр), разработанный специально для быстрого склеивания пластмассы и резины
7171Р
Клей моментальный цианоакрилатный для эластомеров и резины LOCTITE 406 50гр
490Р
Клей универсальный Loctite 406 + 2 насадки
ЦА клей низкой вязкости для трудносклеиваемых поверхностей. Отлично соединяет различные пластики и резины, в том числе и «жирные». Фиксация происходит уже через 10-20 секунд после сжатия. Клеевой слой выдерживает химические воздействия и температуры до 80 °С.
Weicon VA 8406 (Weicon Германия)
Аналогичный продукт низкой вязкости для трудно поддающихся склеиванию поверхностей. Подходит для соединения каучуковых материалов и пластиков. В сочетании с обработкой праймером WEICON CA-Prime способен склеить даже силиконовые детали.
Loctite 403 (Henkel Германия)
Клеящий продукт средней вязкости на основе алкоксиэфира. Почти без запаха, не оставляет пятен. Применяется в производстве военной и гражданской оптики, фотоаппаратов и др. Работает в диапазоне температур -40…+80°С
EFELE 156 (Эффективный элемент Россия)
Цианоакрилатный материал общего назначения низкой вязкости. Продукт унифицирован для соединения резины, пластика, металла, стекла, керамики, дерева и др. Отличается невысокой стоимостью. Поставляется в объеме по 50 и 20 г, что делает его востребованным как в промышленности, так и в быту.