Лако-красочные материалы — производство

Приготовление клеев — это первая стадия технологическо процесса склеивания, от которой в значительной степени зав сит качество клея. Клей готовят на месте потребления непосре ственно перед применением (клеи холодного отверждения клеи с ограниченной жизнеспособностью) или в условиях СП диализированного производства, что является более предпочт тельным, но не всегда возможно. Каждый компонент клея до жен иметь паспорт завода-поставщика и быть проверен на с ответствие требованиям технических условий. Нельзя использ вать компоненты с просроченным сроком хранения (даже ес« они удовлетворяют всем требованиям технических условий) б согласования с разработчиком клея. Хранить клеи и их комп ненты следует в строгом соответствии с требованиями технич ских условий. Если клей или его компоненты хранились П{ пониженной температуре, перед использованием их надо ві держать в помещении при комнатной температуре в течение н которого времени. Продолжительность выдержки зависит ( массы продукта и составляет от 6 до 24 ч. Перед взятием наве ки в процессе приготовления клеев компоненты, не являющиеь индивидуальными веществами, должны быть тщательно перем шаны. Необходимо также соблюдать последовательность введ ния компонентов и тщательно перемешивать готовый кле Контроль качества перемешивания клеев, компоненты которь имеют различный цвет, осуществляют, проверяя равномерное! окраски клея. Иногда в клеи, компоненты которых имеют оді наковый цвет, вводят небольшие количества безвредного да клея красителя, и равномерность распределения компоненте контролируют по равномерности распределения красителя.

Весьма удобны пленочные клеи, причем наиболее предпо1 тительно получать их из расплава, так как в этом случае плеї ка не имеет дефектов, образующихся при удалении из смес растворителя. В то же время при получении клеев в виде раї творов расходуется меньше усилий на смешение компоненте и отпадает опасность деструкции полимера. Сравнивая непрі рывные и периодические способы изготовления клеев, необходр мо отметить, что первые являются более экономически выгод ными, в связи с чем их следует использовать там, где это во;- можно.

В силу ограниченной жизнеспособности жидких клеев их час-

0 готовят непосредственно перед применением. Существуют есколько способов приготовления клеев — в виде раствора и •ез растворителя. Готовить клеи в виде раствора удобнее, по — кольку при этом расходуется меньше усилий на перемешивание юмпонентов и устраняется опасность деструкции материала при іереработке. Компоненты клея должны иметь температуру, 5лизкую к температуре помещения, в котором проводятся ра — юты. Если компоненты хранились при пониженной температуре, ‘о, как уже было сказано, их необходимо предварительно вы — щржать в отапливаемом помещении во избежание конденсации злаги из воздуха. В случае поступления термореактивного поли­лера в замороженном виде не рекомендуется нагревать тару,

1 которой он находится, паром, так как при этом возможно его іастичное отверждение. При использовании для приготовления <лея наполненных полимеров их лучше всего перемешивать в течение некоторого времени в закрытом контейнере на вибрато­ре [219, с. 57].

Для повышения жизнеспособности клея его компоненты (связующее с вязкостью от 10 Па-с до практически твердых и этвердитель с вязкостью »3 Па-с) располагают слоями в со — :уде и смешивают непосредственно перед употреблением. Необ­ходимо, чтобы на границе слоев не образовывалась пленка за счет взаимодействия компонентов, поэтому температура хране­ния клея должна быть от 0 до 6 °С. Так, приготовленный таким эбразом клей, состоящий из эпоксидной диановой смолы с вязкостью 10—16 Па-с и отвердителя на основе продукта взаи­модействия полиамина с диацетонакриламидом (вязкость 3 Па-с), при температуре окружающей среды живет 3 ч, при хранении в холодильнике — 24 ч [220].

Важную роль в приготовлении клеев играет взвешивание, которое следует проводить тщательно. Чашки весов должны со­держаться все время в абсолютной чистоте, перед каждым взве­шиванием следует проверять правильность показаний. Непра­вильное взвешивание может привести к нарушению соотношения компонентов в композиции и снижению прочностных характе­ристик клеевых соединений.

Приготовление клеев проводят в посуде, изготовленной из материалов, стойких к воздействию компонентов клея и орга­нических растворителей (фарфора, фаянса, полиэтилена и др.). Посуда должна плотно закрываться крышкой, на ее внутренних поверхностях не должно быть следов влаги, остатков старого клея, посторонних продуктов и других загрязнений [221, с. 8].

В процессе изготовления клеев важную роль играет порядок введения компонентов. В последнюю очередь, особенно при из­готовлении клеев холодного отверждения, следует вводить ком­поненты, вызывающие отверждение клея (отвердители, катали-

заторы, ускорители). При изготовлении многокомпонентных кл евых систем можно предварительно разделить компоненты і две группы и изготовить из них смеси, составляющие которі не взаимодействуют при комнатной температуре. Затем кл< готовят, перемешивая эти две смеси. Например, при пригото лении эпоксидного многокомпонентного клея можно предвар тельно приготовить смесь эпоксидных олигомеров, пластифик тора и наполнителя, а отвердитель можно перемешать с ускор телем и катализатором.

Некоторые компоненты клеев рекомендуется предварителм нагревать. Так, полиэтиленполиамин прогревают при 1,10­120 °С в течение 1 ч для удаления содержащегося в нем сві бодного аммиака. При использовании наполнителей некоторь из них предварительно просеивают для удаления крупных вкль чений и затем также прогревают. Например, цемент после пр сеивания просушивают в термостате при ПО—120 °С в течет 2—3 ч. При использовании в качестве наполнителя металлич ских порошков их предварительно обезжиривают бензино Б-70 и после испарения бензина просушивают в термостате пр 110—120 °С в течение 2—3 ч. Просушенные компоненты клее рекомендуется хранить в эксикаторах с притертой крышке [221, с. 9].

При изготовлении клеев на основе каучуков их предвар] тельно пластицируют на вальцах. Режим пластикации завися от типа каучука. Так, для бутадиеннитрильных каучуков наиб< лее широко используют режим 40—50 °С—40 мин, изопреновы и бутадиеновых — 5—10 мин на холодных вальцах. После плаї тикации каучук нарезают на мелкие кусочки и растворяют в р< комендуемом растворителе, предварительно дав ему набухнут;

Для перемешивания клеев можно использовать различны механические смесители — начиная от небольших ручных и стг ционарных клеевых смесителей и кончая огромными смесителя ми, применяемыми в массовом производстве. Приготовлени небольших порций клеев целесообразно проводить вручную, н применяя специальных смесителей.

Для перемешивания клеев можно использовать электрс дрель, снабженную специальными лопастями [222]. Если пр смешивании компонентов клеев имеет место экзотермически эффект, необходимо охлаждать клей в процессе приготовления В таких случаях клей готовят в емкостях с двойными стенками между которыми заливают охлаждающий агент, например хо лодную воду.

Применение механизированного перемешивания клеев позво ляет повысить прочность клеевых соединений примерно на 1,0°/с по сравнению с ручным перемешиванием. Весьма зффективні использование для приготовления клеев, особенно содержащи; наполнитель, ультразвукового диспергатора УЗДН-1, при этои прочность клеевых соединений повышается на 20% по сравне нию с ручным перемешиванием. Это объясняется улучшениеь

Таблица 3.1. Влияние способа приготовления клея ТКМ-75
на прочность клеевых соединений стали ЗОХГСА

Разрушающее на — Продолжитель — пряжение клеевых ность переме — соединений при

шивания сдвиге (сжатие)

при 20 °С, МПа

[ачиваемости клеем частиц наполнителя, интенсификацией іешения, уменьшением попадания воздуха в клей [89, с. 154; I3J. Данные о влиянии способа приготовления эпоксикремний- >ганического клея ТКМ-75 на прочность клеевых соединений гали ЗОХГСА представлены в табл. 3.1.

Для повышения прочности и теплостойкости клеевых соеди — :ний компоненты клея в процессе приготовления или сам клей щвергают воздействию рентгеновского излучения (доза облу — ;ния 1500—3000 р) [279]. По-видимому, при этом происходит злее полное отверждение клея.

При изготовлении клеев используют клеемешалки с механи — їским приводом. Лопасти мешалки должны делать не более D об/мин при получении вязких клеев с большим количеством аполнителей (типа эпоксидных) и не более 80 об/мин при из — зтовлении клеев без наполнителей (каучуковых и полиэфир — ых). Повышение числа оборотов лопастей мешалки против ука — анного не рекомендуется во избежание сильного вспенивания лея. Клеи с наполнителями предпочтительнее готовить в клее — ешалках с планетарным вращением лопастей [225, с. 103]. Іродолжительность перемешивания компонентов в клеемешал — ах (если не требуется растворения одного компонента в дру — ом) составляет 5—10 мин.

Весьма удобно использование съемных портативных клееме — палок, которые можно крепить к любой емкости, в которой го — овится клей. Особенно такие мешалки удобны для приготов — іения каучуковых клеев. Навески компонентов помещают в Зычный бидон и к нему прикрепляют мешалку. В качестве та — :их мешалок можно использовать электродрели, гайковерты и ‘. д. Их крепят к крышкам, диаметр которых несколько больше ;иаметра емкости, в которой перемешивается клей. Через крыш — :у пропускается вал с лопастными винтами. Верхние лопасти іеремещают массу ко дну емкости, а нижние — к поверхности. Зал соединяется с электродрелью при помощи переходной втул­ок Мешалка подвешивается на роликовой каретке с блоком и ложет перемещаться по монорельсу, обслуживая несколько ем­костей. Мешалку можно легко поднимать и опускать [225 с 105].

Для приготовления эпоксидных клеев можно использовать установку, обеспечивающую равномерное перемешивание ком-

Рис. 3.1. Принципиальная схема клеесмесите ной установки ДСМ1-12:

/, 2 — дозировочные емкости для смолы и отверд: ля; 3 — смеситель; 4 — расходный сборник связую го; 5 — автоматически управляемые клапаны.

понентов без образования воздушн: включений. Установка работает принципу мешалки типа «наклони чаша». Перемешивание производит в полиэтиленовом сосуде, ИМЄЮІЩ форму чаши, который устанавливаї на платформу, передающую ему одн временно вращательное и качающ движение вокруг оси. Механическ характеристики клеевых соединенп выполненных изготовленным такі способом клеем, на 20—30% выи чем соответствующие показате.) клеев, полученных обычным перем шиванием [226].

Для упрощения процесса изготовления клеев И ИСКЛЮЧЄН1 операции взвешивания компонентов можно использовать объе: ный метод дозирования компонентов [227; 228, с. 189]. Для эт< цели используют, в частности, специальную тару из полиэтил на с делениями 5; 10; 15 и 20 см3 в виде усеченного конуса крышкой. Зная плотность компонентов, можно пересчитать і содержание в рецептуре в объемных частях. Для дозироваш малых количеств жидкого отвердителя или ускорителя МОЖ1 использовать бюретку с краном.

Объемное дозирование компонентов клея может быть мех низировано [227]. Одна из схем механизированного объемно] дозирования при получении фенолоформальдегидного клея деревообрабатывающей промышленности на установке ДСМ1-1 представлена на рис. 3.1. Растворы смолы и отвердителя пост пают в дозировочные бачки 1, 2, датчики уровня которых н; страивают в соответствии с требуемым объемным соотнош< нием компонентов. Через управляемые клапаны 5 смола и о’ вердитель поступают в смеситель 3, где интенсивно перемени ваются двумя пропеллерными мешалками, вращающимися с скоростью 1460 об/мин. Перемешивание продолжается 1,5­2 мин. Далее раствор поступает в расходный сборник 4, г, я также интенсивно перемешивается. Из расходного сборник клей можно отбирать в необходимых количествах. Такой спосо дозирования способствует снижению загрязнения воздуха тої сичными веществами.

Предложена система для дозирования компонентов в компе зициях, состоящих более чем из шести компонентов [229]. Одне

іеменная подача компонентов в смесительное устройство осу — ествляется при использовании для каждого из компонентов ідивидуального сборника, насоса с постоянной подачей и до — [рующего блока с переливной трубой, по которой избыток шпонента возвращается в сборник, причем дозирующий блок иеет регулирующий клапан (на входе в блок подводящего эубопровода) с механической или ручной регулировкой и ука — ітєлєм степени его открытия, отсечной клапан с пневмоприво — ом и дроссельный клапан (на линии перелива). Положение россельного клапана механически связано с положением регу — ирующего клапана, а также может изменяться пневмати — еским приводом, так что дроссельный клапан может выполнять оль отсечного. Такое устройство дозирующего блока делает го компактным, а использование насоса с постоянной подачей ущественно упрощает и удешевляет всю систему дозирования [ри большом числе компонентов.

При изготовлении жидких клеев с высокой вязкостью (пасто — ібразньїх) в них попадают пузырьки воздуха. С целью удаления [узырьков, образующихся при смешивании компонентов, клей >екомендуется подвергать вакуумированию при остаточном дав — ієнии до 1,3 кПа [226; 230, с. 40].

В тех случаях, когда в процессе приготовления клея требу­ется одновременно измельчить наполнитель, например при ис — юльзовании в качестве наполнителя рубленого стеклянного во — токна или волокнистого асбеста, для изготовления клея приме­няют вибромельницы. Так, в частности, получают кремнийорга­нический клей ВК-2.

Для контроля качества перемешивания клея и его одно­родности в смесь компонентов можно добавить небольшое ко­личество инертного красителя.

Для предотвращения деструкции компонентов клеевых композиций перемешивание можно вести в атмосфере азота. Кроме того, надо стараться по возможности уменьшить про­должительность воздействия повышенных температур на ком­позицию. В связи с этим предпочтительным является приго­товление клеев в периодических смесителях непрерывного дей­ствия, а также применение закрытых систем вместо открытых. Для получения однородного продукта при непрерывном спо­собе изготовления клеев необходимо обеспечить равномерную и точную подачу компонентов [231].

При изготовлении клеев, имеющих ограниченную жизне­способность, используют метод микрокапсулирования отверди- телей. Быстродействующий отвердитель заключают в сфери­ческие капсулы размером в несколько микрон, затем его пе­ремешивают со смолой. Готовый клей может храниться в те­чение нескольких месяцев. При склеивании под давлением или при нагревании капсулы разрушаются и отвердитель совме­щается со смолой. После этого процесс отверждения закан­чивается в течение нескольких минут или даже секунд. Мож­но микрокапсулировать не только отвердитель, но и смол Микрокапсулированный клей можно использовать, напряме для контровки резьбовых соединений і[232, 233].