Typowe formulacje chemiczne klejów płynnych

Klej epoksydowy

  • Kleje epoksydowe są najczęściej wykorzystywane przy bardzo dużym obciążeniu i/lub małej powierzchni klejenia.

    Epoksydy to jedne z najstarszych syntetycznych formulacji chemicznych klejów, których początki sięgają lat 40. XX wieku. Długa historia i znaczna liczba dostępnych reaktywnych formulacji chemicznych sprawia, że epoksydy są najbardziej różnorodne pod względem dostępnych formulacji chemicznych. Dostępne są formulacje do stosowania w niskich i wysokich temperaturach, elastyczne i sztywne, wzmacniane i kruche itp. Kleje epoksydowe są najczęściej wykorzystywane w zastosowaniach strukturalnych, w których występuje bardzo duże obciążenie i/lub dostępny jest mały obszar klejenia. Formulacje epoksydowe, powszechnie stosowane w przemyśle lotniczym, obronnym i transporcie przemysłowym, są również stosowane, gdy dochodzi do ekspozycji na temperaturę lub chemikalia.

  • Podstawowe zalety
     

    • Bardzo duża trwałość
    • doskonała odporność na wysokie temperatury i czynniki środowiskowe
    • długi okres przydatności w temperaturze pokojowej

    Podstawowe wady
     

    • wolna reakcja
    • Wymaga bardzo czystego podłoża
    • Wyższy koszt w wysoko zaawansowanych formulacjach

Reakcje epoksydowe są polimeryzacjami stopniowymi (poliaddycja), co oznacza, że dla każdej reaktywnej grupy „A”, musi istnieć reaktywna grupa „B”, które ze sobą reagują. Dla systemów dwuskładnikowych, „A” and „B” to oddzielne składniki mieszane przez dyszę. W przypadku systemów jednoskładnikowych jeden ze składników aktywuje się pod wpływem ciepła, światła, ciśnienia lub innego źródła energii, które umożliwia przebieg reakcji.


Klej poliuretanowy

  • Kleje poliuretanowe zapewniają elastyczność i są stosowane do łączenia tradycyjnych materiałów budowlanych.

    Poliuretany są najbardziej znane w innych postaciach, takich jak pianka, guma syntetyczna lub powłoki ochronno-dekoracyjne. Poliuretany są również świetnymi żywicami do klejów, a kleje z nich zrobione mają wiele takich samych właściwości: elastyczność, pochłanianie energii oraz trwałość, a to tylko kilka z nich.

    Kleje poliuretanowe są najczęściej stosowane w branżach takich jak budownictwo, które wymagają wiązania z tradycyjnymi materiałami (np. drewnem, cegłą, betonem). Jednak ich wyjątkowa elastyczność i właściwości pochłaniania energii pozwoliły wysoce zmodyfikowanym klejom poliuretanowym znaleźć zastosowanie w przemyśle, np. w transporcie.

  • Podstawowe zalety
     

    • elastyczność po utwardzeniu
    • wysoka wytrzymałość na odrywanie
    • Przyczepność do większości tradycyjnych materiałów, wypełnianie szczelin

    Podstawowe wady
     

    • wolna reakcja
    • Słaba przyczepność do szkła i metalu bez użycia primera (lakieru podkładowego)
    • Krótki okres przydatności, ograniczone działanie w środowiskach wilgotnych

Podobnie jak w przypadku formulacji epoksydowych, reakcje w klejach poliuretanowych są polimeryzacjami stopniowymi poliaddycjami, wymagającymi grup „A” i „B”. Dla systemów dwuskładnikowych, „A” and „B” to oddzielne składniki mieszane przez dyszę. W przypadku systemów jednoskładnikowych, druga grupa reaktywna pochodzi z wilgoci otoczenia (H2O), utwardzając klej od zewnątrz.


Klej akrylowy

  • Kleje akrylowe mają krótki czas utwardzania i łączą się z wieloma różnymi materiałami.

    Cyjanoakrylany (przykład formulacji akrylowej) zostały odkryte podczas II Wojny Światowej, gdy szukano tworzywa sztucznego do użycia w broni. Technologia została pierwotnie pominięta, ponieważ przyklejała się do wszystkiego podczas przetwarzania! Od tego czasu formulacje chemiczne akrylu bardzo się rozwinęły, obejmując postaci dwuskładnikowe, światłoutwardzalne i wiele innych form klejów przemysłowych.

    Płynne kleje akrylowe są najbardziej znane z ich szybkości utwardzania. Wytrzymałość na ścinanie na poziomie 7Mpa dla niektórych klejów akrylowych jest osiągana w ciągu minuty. Szybkość tego procesu wraz z wysoką wytrzymałością końcową sprawia, że formulacje akrylowe nadają się do procesów wymagających dużego tempa produkcji, takich jak w branży elektronicznej.

  • Podstawowe zalety
     

    • Bardzo krótki czas utwardzania
    • możliwość sklejenia szerokiej gamy materiałów
    • Niska wrażliwość na stopień przygotowywania powierzchni

    Podstawowe wady
     

    • Niższa odporność na wiele trudnych warunków środowiska w porównaniu do formulacji epoksydowych lub poliuretanowych
    • Wrażliwe na warunki przechowywania
    • produkty o wysokiej wytrzymałości są często kruche, co wymaga dodatku wzmacniaczy

Reakcje w dwuskładnikowych klejach arylowych nazywane są „polimeryzacją rodnikową”. Jeden ze składników zawiera „inicjator”, który umożliwia rozpoczęcie reakcji; po zainicjowaniu proces polimeryzacji zachodzi bardzo szybko. Kleje jednoskładnikowe wykorzystują wilgoć otoczenia (H2O) lub światło UV, aby zainicjować reakcję. Akryle można również emulgować w wodzie i stosować jako klej do natryskiwania lub do powlekania, często stosowany do laminacji dużych powierzchni.


Klej silikonowy

  • Kleje silikonowe są odporne na wysoką temperaturę i działania chemikaliów oraz nadają się do zastosowań przemysłowych.

    Ciekłe silikony mają bardzo niskie napięcie powierzchniowe, co oznacza, że łatwo zwilżą wiele powierzchni – nawet te o bardzo niskiej energii powierzchniowej, jak PTFE. Nic dziwnego, że silikonowy uszczelniacz całkiem dobrze przylega do prawie każdej powierzchni w domu, od kuchni po łazienkę.

    Płynne kleje silikonowe są najlepiej znane jako „uszczelniacze” szeroko stosowane w wielu gałęziach przemysłu. Jednak ich zdolność do łączenia szerokiej gamy materiałów i tolerowania wysokich temperatur oraz stopień dopuszczalnej ekspozycji na czynniki chemicznego sprawiają, że nadają się one do wielu zastosowań w przemyśle. Są stosunkowo tanie i powszechnie stosowane w budownictwie. Dwuskładnikowe kleje silikonowe są odporne na bardzo wysoką temperaturę i nadają się do wielu zastosowań w branży AGD lub w instalacjach solarnych.

  • Podstawowe zalety
     

    • Silikony to materiały o niskiej energii powierzchniowej i są stosunkowo odporne na pleśń i grzyby
    • odporność na wysokie temperatury
    • elastyczność wykorzystana do uszczelnienia

    Podstawowe wady
     

    • niska wytrzymałość
    • dodane oleje mogą się z czasem wypłukać
    • Skłonność do „migracji” w miejscu produkcji, często prowadząca do zanieczyszczenia sąsiadujących stanowisk pracy z procesami klejenia

Pod względem zasady działania reakcji chemicznych silikon jest bardzo podobny do poliuretanów, ale jego natura nieorganiczna (to krzem buduje szkielet łańcucha, a nie węgiel) sprawia, że utworzone wiązania wykazują większą odporność na wysokie temperatury. Aby usprawnić proces przetwarzania, często dodaje się oleje w celu poprawy przepływu i zwilżania, szczególnie w systemach jednoskładnikowych. Wypłukiwanie tych olejów może powodować problemy natury estetycznej przez cały okres pracy kleju.


Klej kauczukowy

  • Kauczuk naturalny był używany jako składnik klejów jeszcze przed rewolucją przemysłową. Do dziś większość naturalnego kauczuku wchodzącego w skład klejów jest „wędzona”, aby wyeliminować grzyby lub bakterie, które z czasem mogą niekorzystnie wpływać na połączenie klejowe. (Proces chemiczny takiego „wędzenia” jest w rzeczywistości podobny do procesu wędzenia mięsa, aby je zakonserwować.)

    Podczas gdy wiele kauczuków używanych w składzie klejów jest pochodzenia naturalnego (np. z drzewa kauczukowego Hevea), pojęcie „kauczuku” może również odnosić się do materiałów syntetycznych, takich jak polichloropren (neopren) lub różnych kopolimerów blokowych (np. SBR). Możliwość ich „uprzylepniania” czyni je atrakcyjnymi, niedrogimi rozwiązaniami do laminacji dużych powierzchni lub połączeń klejowych wymagających natychmiastowej wytrzymałości manipulacyjnej i niższej wytrzymałości końcowej.

  • Podstawowe zalety
     

    • Natychmiastowa wytrzymałość manipulacyjna
    • możliwość sklejenia wielu powierzchni, w tym materiałów o niskiej energii powierzchniowej
    • Nośnik rozpuszczalnikowy lub wodny umożliwia łatwą aplikację na dużych powierzchniach

    Podstawowe wady
     

    • niska wytrzymałość
    • Niższa odporność na warunki atmosferyczne (np. promieniowanie UV, temperaturę)
    • Przyczepność do materiałów o niskiej energii powierzchniowej wymaga użycia w składzie rozpuszczalników

Kauczuk naturalny (poli-cis-izopren) jest poddawany obróbce mechanicznej w celu uzyskania polimerów o niższej masie cząsteczkowej, które można łatwo rozpuszczać lub dyspergować w rozpuszczalniku. Można także stosować polimery syntetyczne (takie jak kopolimery blokowe styren-izopren). Uprzylepniacze, takie jak pinen (między innymi z żywicy sosnowej), dodaje się, aby klej miał wyższą kleistość, dzięki czemu można go stosować w rozwiązaniach samoprzylepnych.


Od wieków formulacja chemiczna płynnych klejów rozwija się każdego dnia. Nowe mechanizmy reakcji, wypełniacze i dodatki oraz nowe procesy produkcyjne gwarantują, że nowe ciekłe płynne będą stale rozwijane.

Powiązane artykuły edukacyjne


Skontaktuj się z nami
Pozostajemy do Państwa dyspozycji.

Potrzebujesz pomocy w znalezieniu odpowiedniego rozwiązania do swojego projektu? Nawiążmy współpracę! Produkty 3M są nieustannie udoskonalane, by lepiej spełniać potrzeby klientów. Jeśli potrzebujesz znaleźć odpowiedni produkt do swojego zastosowania lub masz inne pytania dotyczące rozwiązań 3M, prosimy o kontakt pod numerem (22) 739 60 00.

Potrzebujesz pomocy w znalezieniu odpowiedniego rozwiązania do swojego projektu? Nawiążmy współpracę! Produkty 3M są nieustannie udoskonalane, by lepiej spełniać potrzeby klientów. Jeśli potrzebujesz znaleźć odpowiedni produkt do swojego zastosowania lub masz inne pytania dotyczące rozwiązań 3M, prosimy o kontakt pod numerem (22) 739 60 00.

Dołącz do nas
Zmień lokalizację
Polska - polski