Синтетические клеи

Синтетические клеи используют для надежного соединения деталей между собой.

Клеевое соединение менее трудоемко, чем, например, закле­почное, обеспечивает гладкую поверхность, не увеличивает мас­сы деталей и не уменьшает рабочей толщины износа трущихся деталей.

Прочность клеевого соединения зависит от величины адгезии — силы прилипания клея к склеиваемой поверхности и когезии — прочности самой клеевой пленки.

Адгезия зависит от химических и межмолекулярных сил при­тяжения между частицами клея и склеиваемого материала. При шероховатой поверхности клей затекает во впадины и поры, обеспечивая дополнительное механическое сцепление.

Адгезия клеевой пленки зависит также от величины усадки при ее формировании и разности коэффициентов расширения пленки и материалов склеиваемых поверхностей.

Когезия клеевой пленки зависит от качества клея, соблюде­ния условий ее образования (температуры, времени высыхания, давления) и толщины.

С увеличением толщины клеевой пленки когезия ухудшается вследствие уменьшения воздействия силового поля склеиваемых поверхностей. Опрессовка склеиваемых материалов позволяет получить тонкую сплошную клеевую пленку путем выдавлива­ния избытка клея и пузырей воздуха.

В состав синтетического клея входят:

—связующее,

—растворитель,

—наполнитель,

—отвердитель,

—ускоритель отвердения.

В качестве связующего используют термопластичные и тер­мореактивные полимеры (смолы). Клеи на базе термопластич­ных полимеров образуют обратимую пленку, размягчающуюся при нагревании.

Для получения необходимой вязкости в клеи вводят такие растворители, как ацетон, спирт, смесь бензина с этилацетатом и т. п.

Наполнители служат для уменьшения усадки клея при отвер­ждении и предотвращения появления трещин клеевой пленки. Наполнителями являются металлы, стекло, фарфор, цемент и другие материалы.

Отвердитель и ускоритель отвердения добавляют к клеям, содержащим термореактивные полимеры, для обеспечения и ускорения образования клеевой пленки.

Технологический процесс склеивания заключается в очистке и увеличении шероховатости соединяемых поверхностей, их обезжиривании, нанесении клея и его просушивании, прессова­нии деталей и термической обработки клеевого шва.

Склеивание фрикционных накладок с тормозными колодка­ми или дисками сцепления вместо применения заклепочного со­единения обеспечивает значительную экономию, так как при этом увеличивается используемая толщина накладки и, следова­тельно, срок ее службы.

Толщина фрикционных накладок с заклепками используется всего лишь на 50 %, а при склеивании — более чем на 80 %. Кроме того, при склеивании не образуются риски и задиры на рабочей поверхности барабана тормозного механизма.

Детали из термореактивных пластмасс склеиваются смоля­ными клеями БФ-2, БФ-4, К-17.

Термопласты склеивают органическими растворителями или клеями, представляющими собой 2—4%-ный раствор пластмас­сы и растворителя.

Пластмассы с металлом и стеклом склеивают клеем БФ-2, обивку кузовов — с помощью клея БФ-6, резину с металлом, ис­пользуя клеи № 88Н и № 61; сталь, стекло, керамика — клеем ВК-2.

В авторемонтных работах используются цианакриловые и ак­риловые клеи

Цианакриловые клеи — универсальные клеи марок КМ-200С, ТК-ЗООС.ТК-301С, ТК-ЗООЭ. Благодаря быстрому отвердению они позволяют значительно сократить и упростить технологиче­ские операции. Цианакриловые клеи характеризуются:

— высокой адгезией к любым металлам;

— быстрым отвердением (от нескольких секунд до нескольких минут);

— сохранением необходимых свойств в широком диапазоне температур.

Клеи типа ТК обеспечивают прочное и теплостойкое соеди­нение деталей. Клеи типа КМ позволяют получить эластичное соединение и применяются для склеивания деталей, испытывающих вибрационные нагрузки и резкие перепады температур.

Широкое использование цианакриловых клеев сдерживается из-за проблемы их хранения. Они хранятся при отрицательных температурах в течение 6 месяцев.

Акриловые клеи — двухкомпонентные клеи, применяются для склеивания металлов (в т. ч. замасленных), стекла, керамики, пластмасс. Их компоненты наносят на поверхность раздельно. Отвердение клея происходит только после совмещения склеива­емых поверхностей при комнатной температуре. Клеевой шов имеет высокую стойкость к вибрациям и ударным нагрузкам, хо­рошо сохраняется при температуре от 5 до 30 "С. Срок хранения ' до 5 лет. Акриловые клеи выпускаются марок Ан-105, Ан-11О, Ан-109, Ан-106.

Широкое применение получили клеи на основе эпоксидных смол, к ним относятся клеи ЭД-16 и ЭД-20. Кроме эпоксидной смолы в него входят отвердитель (полиэтиленамин), пластификатор (дибутилфталат) и какой-либо наполнитель, сходный по • физическим свойствам со склеиваемыми деталями.

Отвердитель и наполнитель добавляют в клей перед его использованием, при этом необходимо помнить, что смола и от, вердитель токсичны, поэтому при работе с ними необходимо соблюдать меры безопасности. Эпоксидные композиции обладают уникальным набором технологических свойств. Основное достоинство технологии ремонта с использованием эпоксидных композиций является воз­можность их отверждения при любых температурах и получение необходимых форм и размеров отвердевшей композиции. Ассор­тимент отвердителей эпоксидных смол, применяемых при ре­монте автомобилей, позволяет отверждать эпоксидные смолы при температурах от —5 до +20 °С.

Отвержденные эпоксидные смолы в чистом виде обладают повышенной хрупкостью. Для повышения их эластичности в со­став смол вводят пластификаторы. В качестве пластификатора применяется в основном дибутилфталат (ДБФ) — желтоватая маслянистая жидкость с небольшой молекулярной массой с до­статочно высокой температурой кипения.

Как правило, пластификаторы входят сразу в состав эпок­сидных смол, получая так называемый компаунд, либо отвердители одновременно являются и пластификаторами.

Наполнители существенно изменяют физико-химические свойства эпоксидных композиций. Они уменьшают усадку, снижают коэффициент линейного (термического) расширения, уве­личивают теплопроводность, термостойкость и улучшают другие физико-механические свойства. Наполнители могу быть неорга­ническими и органическими и представляют собой порошки различных металлов. Состав некоторых наиболее часто применяемых эпоксидных композиций приведен в табл. 5.2.

Рекомендации по применению некоторых эпоксидных ком­позиций приведены в табл 5.3.

При приготовлении композиции эпоксидную смолу подогре­вают до температуры 60—80 °С, добавляют небольшими порция­ми пластификатор (если он содержится в композиции) и перемешивают смесь в течение 5—8 мин. Затем вводят наполнитель и перемешивают в течение 8—10 мин. Такой состав можно хра­нить длительное время.

Окончательное приготовление клея осуществляется непо­средственно на месте использования и незадолго до его приме-" нения. Это объясняется тем, что после введения отвердителя время отверждения композиции в зависимости от температуры и типа отвердителя может быть от нескольких минут до не­скольких часов.

Опыт показывает, что при отклонениях от рекомендуемых дозировок отвердителей до 5 %, пластификаторов и наполните­лей до 10 % не происходит существенных изменений. Большие отклонения приводят к заметным ухудшениям их свойств.

Таблица 5.2. Составы эпоксидных композиций

Номер состава	Эпоксидная смола дибутилфталат ЭД-20	Пластификатор полиэтиленпо-лиамин	Отверди-тель	Наполнитель
ЭД-16
	100 100	_	10-15		—
		-			25 (алюминиевый порошок)
	-		20-25	11-12	7-10 (алюминиевая пудра)
		-			25 (алюминиевая пудра)
		_	10-15		120 (цемент)
				10-11	50 (молотая слюда)
		-		10-11	40 (молотая слюда); 5 (алюминиевая пудра)
		-		10-11	30 (молотая слюда); 50 (чугунный порошок)
		—		10-11	50 (графит)
		-		10-11	150 (чугунный порошок); 20 (молотая слюда)
		-		10-11	150 (оксид железа); 20 (молотая слюда)
				10-12	150-200 (железный порошок); 10 (алюминиевый порошок)

	-		20-25	11-12	170 (железный порошок); 7-10 (алюминиевый порошок); 80 (молотая слюда)
	-			11-12	60 (чугунный порошок); 30 (молотая слюда); 30 (газовая сажа)
			20-25	11-12	100-120 (молотая слюда)
				10-11	150 (железный порошок)
		-			150 (железный порошок); 20 (графит)
	-		20-25	11-12	10-100 (молотая слюда); 10 (алюминиевый порошок)
		-		10-11	35 (газовая сажа)
		-		10-11	70-80 (молотая слюда)

Таблица 5.3. Рекомендации по применению некоторых эпоксидных композиций

Детали	Устраняемые повреждения	Номера композиций по табл. 5.2
Блок цилиндров двигателя	Трещины различной длины, пробоины	9; 11; 12; 13; 14; 15; 17; 18
Головка цилиндров	Трещины, пробоины, коррозия по кон­туру отверстий рубашки охлаждения	11; 12; 13; 14; 17
Поддон картера двигателя	Трещины и пробоины	11; 13; 17
Картер сцепления, коробка передач	Тоже	9; 17; 14
Кузов	Вмятины, пробоины	20; 21
Масляный радиатор	Трещины и пробоины на стенках баков	9; 11; 19
Радиатор системы охлажде­ния	Тоже	16; 19
Топливный бак	Течь в местах сварки, трещины и про­боины, сквозная коррозия	3;4;7
Посадочное место подшипни­ка качения	Износ поверхности до зазора, мм; не более 0,1 более 0,1	1;2;4 11; 13; 18
Пластмассовые детали элект­рооборудования	Трещины, сколы	1;2;7;19

Контрольные вопросы

1.От чего зависит прочность клеевого соединения?

2. От чего зависят адгезия и когезия клеевой пленки?

3. Что входит в состав клеев?

4. Что представляют собой эпоксидные композиции?

5. Как правильно приготовить состав эпоксидной композиции?