Полиуретановый клей¶

Полиуретановый клей — это синтетический клеящий состав на основе полиуретановых смол и форполимеров, отверждение которого происходит за счет реакции с влагой (водой) воздуха или поверхности. Относится к классу реакционных клеев, образующих прочное, эластичное и водостойкое соединение. Ключевыми характеристиками полиуретановых клеев являются высокая адгезия к большинству материалов (включая непористые и влажные поверхности), способность заполнять зазоры, вибростойкость и устойчивость к атмосферным воздействиям.

¶История

Разработка полиуретановых клеев началась в 1930-х годах в Германии, когда химики компании IG Farben под руководством Отто Байера впервые синтезировали полиуретаны. Первоначально эти материалы использовались в производстве волокон и пен, но к 1950-м годам были созданы первые коммерческие клеевые составы на их основе.

Широкое применение полиуретановые клеи получили в 1960–1970-х годах в автомобильной и авиационной промышленности, где требовалось прочное и эластичное соединение различных материалов. В 1980-х годах появились однокомпонентные составы, отверждаемые влагой воздуха, что значительно упростило их использование. С 1990-х годов полиуретановые клеи активно применяются в строительстве, мебельной и обувной промышленности, а также в быту.

¶Классификация

Полиуретановые клеи классифицируют по нескольким признакам:

¶По составу и способу отверждения

Однокомпонентные (1К) — готовы к применению, отверждаются под действием влаги воздуха или поверхности. Не требуют смешивания.
Двухкомпонентные (2К) — состоят из смолы и отвердителя, которые смешиваются перед нанесением. Отверждение происходит за счет химической реакции между компонентами, независимо от влажности.

¶По консистенции

Жидкие — низкой вязкости, применяются для пропитки и склеивания пористых материалов.
Гелеобразные (тиксотропные) — не стекают с вертикальных поверхностей, удобны для заполнения зазоров и ремонта.
Пастообразные — высокой вязкости, используются для склеивания крупных деталей и заполнения швов.

¶По назначению

Строительные — для монтажа окон, дверей, сэндвич-панелей, теплоизоляции.
Мебельные — для склеивания древесины, ДСП, МДФ, фанеры.
Обувные — для соединения кожи, резины, текстиля.
Автомобильные — для приклеивания стекол, уплотнителей, пластиковых деталей.
Термостойкие — выдерживают температуры до +120…+150 °C.
Эластичные — сохраняют гибкость после отверждения, применяются для вибронагруженных соединений.

¶Устройство и принцип действия

Основой полиуретанового клея являются изоцианатные форполимеры — олигомеры, содержащие реакционноспособные изоцианатные группы (-NCO). При контакте с влагой (водой) происходит химическая реакция: изоцианатные группы реагируют с молекулами воды, образуя амины и углекислый газ, а затем — полимочевину и полиуретан. В результате образуется прочная эластичная полимерная сетка.

В двухкомпонентных составах отвердитель содержит активные водородсодержащие группы (например, полиолы), которые реагируют с изоцианатами без участия влаги.

Процесс отверждения однокомпонентного полиуретанового клея включает несколько стадий:

Нанесение клея на одну или обе склеиваемые поверхности.
Открытая выдержка (удаление растворителя, если он есть).
Соединение деталей и фиксация.
Отверждение (набор прочности) — от нескольких часов до 24 часов, в зависимости от состава, температуры и влажности.

¶Характеристики

Основные технические характеристики полиуретановых клеев:

Адгезия — высокая к большинству материалов: дереву, бетону, кирпичу, металлу, пластикам (ПВХ, полистирол, акрил), стеклу, керамике, резине, коже. Низкая — к полиэтилену, полипропилену, фторопласту.
Эластичность — после отверждения клеевой шов сохраняет эластичность, что позволяет компенсировать температурные и механические деформации.
Водостойкость — устойчив к воздействию воды, не разрушается при длительном контакте с влагой.
Морозостойкость — выдерживает циклы замораживания-оттаивания, сохраняет прочность при низких температурах.
Термостойкость — рабочая температура обычно от -40 до +80…+120 °C, некоторые составы до +150 °C.
Теплопроводность — низкая, близка к теплопроводности полимеров (около 0,2–0,3 Вт/(м·К)).
Электрические свойства — является диэлектриком.
Стойкость к химическим веществам — устойчив к маслам, жирам, растворителям, слабым кислотам и щелочам; разрушается под действием сильных кислот, щелочей и концентрированных растворителей.
Время отверждения — от 10–30 минут (начальное схватывание) до 24 часов (полный набор прочности).
Расход — от 100 до 500 г/м² в зависимости от пористости поверхности и консистенции клея.

¶Применение

Полиуретановые клеи используются в различных отраслях:

¶Строительство

Монтаж оконных и дверных блоков, подоконников, откосов.
Приклеивание теплоизоляционных плит (пенополистирол, минеральная вата) к стенам и фундаментам.
Склеивание сэндвич-панелей, газобетона, кирпича, бетона.
Гидроизоляция швов и стыков.
Приклеивание напольных покрытий (паркет, ламинат, линолеум, ковролин).

¶Мебельная промышленность

Склеивание деталей из древесины, ДСП, МДФ, фанеры.
Облицовка кромок и пластиком.
Изготовление мягкой мебели (приклеивание поролона, ткани).

¶Автомобильная промышленность

Приклеивание ветровых и задних стекол.
Крепление уплотнителей, декоративных накладок, пластиковых панелей.
Ремонт кузовных элементов.

¶Обувная и кожгалантерейная промышленность

Склеивание подошвы с верхом обуви.
Соединение кожаных, текстильных и резиновых деталей.

¶Быт и ремонт

Склеивание керамической плитки, камня, стекла.
Ремонт пластиковых изделий, игрушек, обуви.
Герметизация швов и трещин.

¶Преимущества и недостатки

¶Преимущества

Высокая прочность и эластичность соединения.
Отличная адгезия к большинству материалов, включая влажные.
Водостойкость и морозостойкость.
Возможность заполнения зазоров до 5–10 мм.
Устойчивость к вибрациям и ударным нагрузкам.
Отсутствие усадки при отверждении.
Долговечность (срок службы шва — 20–50 лет).

¶Недостатки

Чувствительность к ультрафиолетовому излучению (разрушается под прямыми солнечными лучами, требуется защита).
Относительно высокая стоимость по сравнению с ПВА или эпоксидными клеями.
Токсичность в жидком виде (содержит изоцианаты, которые могут вызывать аллергию и раздражение).
Требует аккуратного нанесения (трудно удалить до отверждения).
Ограниченный срок хранения (обычно 6–12 месяцев) и чувствительность к влаге в упаковке.

¶Техника безопасности

При работе с полиуретановыми клеями необходимо соблюдать меры предосторожности:

Работать в хорошо проветриваемом помещении или использовать средства защиты органов дыхания (респиратор).
Избегать попадания клея на кожу и слизистые оболочки; при контакте немедленно промыть водой.
Использовать защитные перчатки и очки.
Хранить в плотно закрытой таре, в сухом прохладном месте, вдали от источников огня.
Не допускать нагрева выше +30…+40 °C.

¶Интересные факты

Полиуретановые клеи могут склеивать даже мокрую древесину, что невозможно для большинства других клеев.
Некоторые однокомпонентные составы при отверждении выделяют углекислый газ, что может вызывать вспенивание и увеличение объема клея (пеноклеи).
Полиуретановые клеи используются в авиастроении для склеивания композитных материалов.
В быту полиуретановые клеи часто называют «жидкими гвоздями», хотя это коммерческое название относится к группе монтажных клеев на различной основе.

¶Источники

Петрова, И. В. «Клеи и герметики: свойства и применение». — М.: Химия, 2005.
ГОСТ 30535-97 «Клеи полиуретановые. Технические условия».
Справочник по строительным материалам / под ред. А. М. Иванова. — СПб.: Стройиздат, 2010.
Технические описания производителей (Sika, Henkel, Bostik, «Технониколь»).
Энциклопедия полимеров / под ред. В. А. Кабанова. — М.: Большая Российская энциклопедия, 1998.

BFOmetr — база данных и аналитика по компаниям России.

На главную BFOmetr →