Клеи животного происхождения

 

Мездровый клей приготовляют из мездры (подкожного слоя шкур животных), а также из обрезков сырых шкур и отходов кожевенного производ­ства.

Мездровый клей применяется для склеивания деревянных деталей, не подвергающихся воздействию влаги, а также в абразивном и спичечном производстве.

Костный клей (ГОСТ 2067—71) вырабатывают из очищенных и обезжи­ренных костей животных, рогов, копыт и отходов производства костных изделий.

Костный и мездровый клеи (называемые глютиновыми) в воде сильно набухают, из твердого вещества превращаются в мягкую липкую студне­образную массу. При нагревании до температуры 25—40° они плавятся, причем клей мездровый плавится при большей температуре, чем костный. При охлаж­дении клей затвердевает и образуется желатинообразная масса.

Лента клеевая на бумажной основе (ГОСТ 18251—72) — разновидность пленочного клея. Лента имеет клеящее покрытие, основными компонентами которого являются мездровый и костный клеи высшего и первого сортов. Лента выпускается шириной 12, 15, 18, 20, 25 мм. Срок годности с момента изготовления 12 месяцев. В мебельной промышленности применяется лента марок А, А₁ для склеивания полос шпона в полноформатные листы, облицо­вывания щитовых элементов.

Промышленность выпускает костный и мездровый клеи в плитках длиной 150—200, шириной 80—100, толщиной 10—15 мм. Иногда клей выпускают дробленым, а также в виде чешуи или крупы. В таком виде он скорее высыхает, а при приготовлении быстрее разбухает.

Костный клей поставляется и в студнеобразном виде, называемом галертой. Галерта должна содержать не менее 50% сухого клея и быть однородной желе­образной массой, без сгустков и темных пятен, без гнилостного запаха. В нее обязательно вводят антисептики.

Цвет плиток клея может быть от светло-желтого до темно-коричневого. Темный цвет является показателем пониженного качества только при наличии пригорелого запаха.

Просвечиваемость плиток должна быть равномерной. Пятна указывают на наличие в клее сгустков, а мутность свидетельствует о его пониженном каче­стве.

Поверхность плиток может быть гладкой или волнистой, но обязательно блестящей, без следов плесени и бактериальных образований. Запах клея не должен быть гнилостным, затхлым. Нормальный излом плиток — стекло­видный с острыми краями.

Влажность сухого клея не должна превышать 17%, галерты — 50—60%. Повышенная влажность (20% и более) снижает прочностные показатели и стойкость клея против загнивания, пониженная влажность (до 10% и меньше) увеличивает хрупкость клея.

По качеству глютиновые клеи подразделяют на сорта. Мездровый выпускается пяти сортов (экстра, высший, 1, 2 и 3-й), костный — четырех сортов (сорт экстра не вырабатывают) и галерта — трех сортов (1,2 и 3-й).

Глютиновые клеи обладают рядом специфических свойств. При увлажнении они разбухают, а при нагревании размягчаются и даже переходят в жидкое со­стояние. Клеи этого вида неводостойки, ими пользуются лишь для склеивания изделий, эксплуатируемых внутри помещений (отапливаемых).

Влагопоглощаемость глютиновых клеев очень большая. При увлажнении мездровый клей поглощает воды в 6—10, костный в 3—7 раз больше своей мас­сы. При этом клеи сильно набухают. Набухший в воде глютиновый клей при нагревании плавится и переходит в раствор. Эти свойства учитывают при приготовлении клеевых растворов. Галерта плавится при температуре 22—23°С, в летнее время года она становится жидкой.

В процессе отверждения клея происходит удаление влаги из клеевого раство­ра, что вызывает усадку клея. Глютиновые клеи имеют относительно большую усадку (50—80%) от первоначальной массы. При склеивании клеевой раствор наносят толщиной от 0,08 до 0,15 мм.

При температуре воздуха 30°С и влажности 80% клеевое соединение глюти­новых клеев разрушается.

Клеящая способность (предел прочности на скалывание) мездрового клея: экстры, высшего и 1-го сортов — 100, 2-го сорта — 70, 3-го — 60 кгс/см²; костного клея: высшего сорта — 90, 1-го — 80, 2-го — 65, 3-го — 45 кгс/см².

Клей в плитках, дробленый, в виде чешуек и крупы упаковывают в бочки, ящики, мешки массой до 50 кг или в бумажные мешки по 35 кг. Лом плиток в плиточном клее допускается неограниченно. При перевозке клей предохраняют от атмосферных осадков. Хранят клей в упаковке в сухом проветриваемом по­мещении на дощатом настиле. Застудневший раствор клея хранят в помещении с пониженной температурой (5—10°С) не более 2—3 суток.

Галерту упаковывают в бочки. Долго хранить галерту не следует. В летнее время ее складируют в помещении с температурой воздуха не выше 15°С. Складские помещения для хранения клеев обязательно дезинфицируют.

Приготовление раствора глютинового клея. Плитки клея для набухания укладывают в чистую посуду и заливают водой комнатной температуры, лучше кипяченой, так, чтобы вода полностью закрывала клей. Замачивание клея длится от6 до 12 ч, пока он равномерно и полностью набухнет. При набухании мездровый клей впитывает 600—1000% воды, костный — 300—700% воды по массе. Стандартная влажность сухого клея 17%, галерты — не более 51%.

Плитки перед замачиванием полезно дробить. Это уменьшает время набухания клея. Посуду для приготовления клеевого раствора и его хранения нужно мыть горячей водой.

Набухший клей перекладывают в клееварочный котел и нагревают до 70—80°С, клей при этом переходит в раствор. Клей нельзя кипятить или разог­ревать долго. От кипячения и продолжительного нагревания клеящие свойства его снижаются.

Рабочая температура раствора костного клея должна быть 40—60°С, мездрового 50—70°С. Для поддержания этой температуры клеянки, в которых раздают клей на рабочие места, делают с двойными стенками, между которыми наливают горячую воду. Применяют клеянки с электронагревом.

Качество глютинового клея можно определить во время его приготовления. Гнилостный запах набухшего клея, разваливание плиток при набухании и разрыв их краев, сильное загрязнение воды, в которой набухал клей, образова­ние большого количества пены при разогревании и размешивании клеевого раствора — все это признаки пониженного качества клея.

Пена в клеевом растворе снижает прочность склеивания. В клеевой прослойке остаются пузырьки воздуха, на месте которых склеивание не происходит. Для уменьшения пены клеевой раствор перед употреблением должен отстояться в течение 5—10 мин.

При сильной пенистости раствор рекомендуется в виде исключения прокипятить в течение 2—3 мин и снять образовавшуюся при этом пену. Качес­тво клеевого раствора зависит от его концентрации, вязкости и густоты.

Мездровый клей, как правило, требует больше воды, чем костный. Для склеивания на гладкую фугу приготовляют клеевой раствор мездрового клея концентрации 35—40% и костного 45—55%. Для облицовывания шпоном нужен 40—45%-ный раствор мездрового клея и 52—55%-ный костного.

Вязкость клеевого раствора определяется свойствами исходного сырья, из которого изготовлен клей, и зависит от его концентрации и температуры.

Густота раствора глютинового клея имеет большое значение. Чрезмерно густой клей трудно наносить на склеиваемые поверхности, он быстро застудневает, при запрессовывании требует повышенного давления. При пользовании густым раствором клея недостаточное давление пресса может привести к образованию толстой клеевой прослойки (больше 0,15 мм), что снизит прочность склеивания. При чрезмерно жидком клеевом растворе, наоборот, может получиться клеевая прослойка очень тонкая (меньше 0,8 мм), прерывистая, склеивание будет непрочным (голодная склейка).

Густоту клеевого раствора практически определяют по стеканию его с кисти: раствор нормальной густоты стекает с кисти ровной сплошной просвечивающей струей без сгустков; жидкий клей стекает быстро тонкой струей, чрезмерно густой — прерывающейся струей со сгустками.

Загустевший клеевой раствор разводят горячей водой, хорошо размешивая.

Казеиновые клеи

 

Основной составной частью казеиновых клеев (ГОСТ 3056—74) является молочный белок — казеин (обезжиренный творог). Клей получается на основе кислотного казеина и щелочного реагента.

Казеин в чистом виде быстро набухает, но не растворяется и клея не образу­ет. Хорошо растворяется казеин в щелочной среде. Разные щелочи действуют на него неодинаково. Например, казеин, растворенный в водном растворе едкого натра, образует клей большой жизнеспособности (до 48 ч), но незначительной водостойкости. Казеин, растворенный в известковом молоке, наоборот, образует клей высокой водостойкости, но незначительной жизнеспо­собности. Таким клеем можно работать только 15—20 мин, после чего он превращается в камень (затвердевает) и к дальнейшему использованию не годится.

В столярном производстве казеиновый клей приготовляют только из порошка. Казеиновый клей в порошке, сухосмешанный, содержит все составляющие компоненты, кроме воды.

Казеиновый клей в порошке должен иметь желтовато-белый цвет и представлять собой однородную массу без посторонних примесей, без насекомых, их личинок и следов плесени. Легко разминающиеся комки допускаются. Порошок клея не должен иметь гнилостного запаха.

Упаковывают казеиновый клей в порошке в фанерные бочки или ящики, вы­ложенные внутри пергаментной или плотной упаковочной бумагой, а также в крафт-целлюлозные мешки с плотными многослойными стенками. На таре вместе с другими данными обязательно должна быть указана дата приготовления клея.

Хранят казеиновый клей в упаковке завода-поставщика в сухом, проветриваемом, крытом помещении на деревянных помостках при температу­ре не выше 30°С.

Не допускается укладывать клеевой порошок около отопительных печей, паровых труб и других источников тепла, так как при температуре 40°С казеин теряет клеящие свойства. Срок годности клея в порошке 5 месяцев.

При вскрытии тары казеиновый клей необходимо тщательно перемешивать, так как во время транспортирования более тяжелые составные части порошка (едкий натр, медный купорос) обычно оседают на дно. Поэтому в одной таре может оказаться клеевой порошок неодинаковых свойств, хотя на заводе он был составлен по одному рецепту.

При приготовлении клеевого раствора клей в порошке постепенно всыпают в воду комнатной температуры (14—20°С при постоянном перемешивании. Порошок смешивают с водой в соотношении от 1:1,7 до 2,3 (в зависимости от желаемой вязкости). Размешивание продолжают с небольшими перерывами в течение часа до получения однородной сметанообразной тягучей массы серовато-белого или слегка фиолетового цвета с запахом керосина.

При сильном загустении смеси размешивание приостанавливают; пока смесь не станет жилкой, воду добавлять нельзя. Размешивать надо тщательно, чтобы не оставалось нерастворившихся комков.

Готовый клеевой раствор стекает с деревянной лопатки непрерывной струйкой или нитью, оставляя на поверхности лопатки блестящую пленку. Взятый пальцами клей образует между ними тянущиеся нити.

Жизнеспособность рабочих растворов казеиновых клеев (в зависимости от рецептуры) — 4—7 ч, после чего он загустевает. Загустевший клей, потерявший способность стекать с кисти, к употреблению не годен. Разбавлять клеевой раствор водой для снижения вязкости не допускается.

Казеиновые клеи дают прочные соединения, но вследствие сильной щелочности окрашивают древесину, богатую дубильными веществами. Их применяют для наклеивания толстых листовых материалов (фанеры, древесностружечных плит) при изготовлении мебельных щитов, при склеивании древесины, декоративного бумажно-слоистого пластика, картона, тканей.

Синтетические клеи

 

Преимущества синтетических клеев перед другими клеями заключаются в абсолютной грибостойкости, высокой водостойкости и большой прочности клеевого соединения. К недостатку синтетических клеев следует отнести повышенную вредность, пониженную жизнеспособность и повышенную твердость клеевого шва.

Синтетические клеи различают:

по физическому состоянию — твердые, пастообразные, жидкие, порошко­образные и пленочные;

по растворимости — спирторастворимые, водорастворимые и эмульси­онные (нерастворимые);

по отношению к тепловому воздействию — термопластичные (обратимые, например «расплав») и термореактивные (необратимые), которые в свою очередь подразделяются на клеи холодного и горячего отверждения.

Многие синтетические клеи при комнатной и повышенной температуре отверждаются слишком медленно. Для интенсификации процесса отверждения в клеевые составы вводят отвердители.

Клеи чаще всего обозначают по типу смолы — основного компонента. Хотя одни и те же клеи могут быть применены для склеивания различных материа­лов, можно выделить основное назначение каждой группы клеев (табл. 4).

 

Таблица 4 Назначение основных групп клеев

Группа клеев	Склеиваемые материалы
Карбамидные (мочевино-формальдегид­ные) Феноло-формальдегидные     Резорцино-формальдегидные	Древесина и древесные материалы   Древесина с бумажно-слоистым пластиком (БСП) и полистирольным пенопластом Древесина и древесные материалы. То же, с металлом при наличии на нем защитного подслоя Древесина и древесные материалы То же, с асбестоцементом

 

Карбамидные клеи

Мочевино-формальдегидные смолы и клеи. В деревообрабатывающей промышленности широко применяют мочевино-формальдегидные (карбамидные) клеящие вещества. Они обладают высокой адгезией, обеспечивают удовлетворительную водостойкость клеевых соединение, дают бесцветные клеевые швы.

Основа клея К-17 — мочевино-формальдегидная смола МФ-17 (ТУ6-05-10—75). Для ускорения процесса отверждения в смолу вводят 50%-ный раствор хлористого аммония в количестве 1—1,2 частей по массе аммония (для горячего склеивания) или 10%-ный раствор щавелевой кислоты в количестве 5—28 частей по массе (для холодного склеивания), наполнителем служит древесная мука. Клеи К-17 используют для облицовывания деталей и склеивания узлов мебели.

 

Клей М-60 приготовляют на основе смолы М-60 (МРТУ 13-06-5—67). Этот клей имеет две модификации: для обычного и ускоренного способов склеивания. В мебельной промышленности больше применяют клей последней модификации. Основной недостаток клея М-60 — ограниченная жизнеспо­собность.

Клей М-70 получают на основе одноименной смолы (МРТУ 13-06-9—67). В мебельной промышленности этот клей используют главным образом для скоростного склеивания гнутоклееных блоков и облицовывания щитовых элементов мебели. Существенные недостатки клея М-70 — высокая токсич­ность и ограниченная жизнеспособность (не более 2 ч).

Смолы М-19-62 и УКС (ГОСТ 14231—78) являются основой для одноимен­ных клеев. Эти клеи имеют малую токсичность, длительную жизнеспособность (до 24 ч), удовлетворительную реакционную способность. Клеи на основе смолы УКС применяют для склеивания столярных изделий — оконных и дверных блоков.

На основе смолы СФК-70 (ТУ 13-197—74) выпускается клей СФК-70, который отличается высокой вязкостью. Основное назначение клея — скоро­стное облицовывание щитовых элементов в однопролетных прессах. Клей может быть использован при облицовывании кромок щитов. Срок хранения мочевино-формальдегидных смол от 2 до 3 месяцев, время отверждения от 20 до 120 с.

Наряду с указанными клеями в деревообрабатывающей промышленности используют вспененные карбамидные клеи, которые позволяют экономно расходовать клеящие материалы. Наличие незначительных пузырьков воздуха снижает плотность клеевого раствора, поэтому наносимый слой становится тоньше, что уменьшает опасность просачивания клея на поверхность лице­вого слоя.

Меламино-мочевино-формальдегидные смолы и клеи на их основе. Смолы этого типа по водо-, тепло- и химической стойкости превосходят обычные ка­рбамидные смолы, что объясняется особенностями строения меламина. Ввиду высокой стоимости меламина его обычно заменяют более дешевым химика­том — мочевиной.

Смола ММС — однородная сиропообразная жидкость светло-серого цвета (на основе технического меламина) или прозрачная с желтоватым оттенком (на основе перекристаллизованного меламина), состоит из мочевины, меламина и формалина (37%-ный раствор). Ее жизнеспособность не менее 6 ч, срок хранения 3 —4 месяца. Смола не растворяется в холодной воде и хорошо растворяется в горячей воде при перемешивании. Смола ММС предназначена для склеивания горячим прессованием древесных материалов, узлов мебели, для склеивания строительных конструкций из древесины при нагревании в поле токов высокой частоты и других видов древесины, к водо-, тепло- и светостойкости которых предъявляются высокие требования.

Смола ММФ — полупрозрачная жидкость от белого до светло- коричневого цвета. Срок хранения 6 месяцев. Ею склеивают древесные материалы при нагревании и при нормальной температуре. В качестве отвердителя используют 20%-ный раствор фосфорной кислоты. Жизнеспо­собность этого клея с отвердителем 3—4 ч.