|
 Клеи и цементы, как известно, служат для соединения в одно целое различных материалов, а замазки употребляются главным образом для заполнения каких-либо изъянов, например трещин и выбоин в изделиях. Выбор склеивающих составов (клеев, замазок и цементов) определяется свойствами склеиваемого материала.
Различают составы для дерева, металла, стекла, керамики, кожи и т. п. Наряду со склеивающими составами, предназначенными для определенных материалов, существуют и так называемые «универсальные» составы, но их «универсальность» все же ограничена, и обычно они пригодны для небольшого числа различных материалов, да и не для всех этих материалов обладают одинаковой силой их скрепления между собой.
При выборе склеивающих составов следует обращать внимание на технологический режим, которого необходимо придерживаться при склеивании, а также на возможность воздействия условий технологического режима на склеиваемый материал, например, температуры или давления.
Готовые склеивающие составы лучше всего хранить в герметически закрытых сосудах (банках, бутылках). Отметим, что большинство составов портится очень быстро, а многие из них, в особенности синтетические, пригодны только в свежеприготовленном виде. Поэтому рекомендуется изготовлять клеи, а также и замазки по мере их надобности и в тех количествах, которые требуются для конкретной работы.
Классификация и рецептура клеев и замазок дана в справочнике-статье Н.В.Одноралова "Секреты мастера", напечатанной в журнале "Сделай сам", №2, 1991, изд. Знание, М,, 1991
КЛЕИ
Клеи — это природные или синтетические вещества, применяемые для соединения различных материалов в результате сцепления клеевой пленки с поверхностями склеиваемых материалов. Прочность клеевого соединения зависит от силы прилипания клея к склеиваемым поверхностям (адгезии), прочности клеевой пленки и свойств склеиваемых материалов.
Клей на поверхности деталей наносят тонким слоем. Клей заполняет шероховатости, проникает в поры материала и, высыхая, образует твердую и прочную прослойку, скрепляющую эти детали. Прочность склейки в значительной мере повысится, если сжимать соединяемые части струбциной, тисками или применять пресс.
Чтобы получить надежное соединение, необходимо тщательно подготовить поверхность деталей, для чего с них удаляют пыль, грязь, жир, ржавчину. Дерево, металлы, каменные материалы зачищают наждачной мелкозернистой шкуркой. Фарфор, стекло и резину промывают теплой водой, затем (после просушки) обезжиривают бензином. Чтобы шов был менее заметен, в клей добавляют минеральные пигменты соответствующего цвета, обычно хватает 8—10 % пигмента (по объему), так как большое количество красителя не делает цвет клеевой пленки более интенсивным.
Если предметы пористы и легко впитывают в себя жидкости, то склеиваемые поверхности предварительно пропитывают очень жидким клеевым раствором. Клеи наносят с помощью кисти, тампона, шпателя, в щели клеи вводят, например, тавотницей (применяющейся, в частности, для смазки автомобиля).
ПРИРОДНЫЕ КЛЕИ
К природным клеям относятся клеи, приготовляемые на основе веществ растительного и животного происхождения.
Растительные клеи
Такие клеи делаются на основе продуктов растительного происхождения: крахмала, декстрина, смолы, натурального каучука и др. То есть растительных клеев множество.
Здесь же мы рассмотрим наиболее доступные, а следовательно, и наиболее распространенные растительные клеи, главным компонентом которых является крахмал (мука). Такие клеи обычно называют клейстерами. Заметим, что в клейстеры для повышения их «эксплуатационных» свойств добавляют некоторые вещества:
желатин — поверхностно-активное вещество; снижает поверхностное натяжение воды, что улучшает смачиваемость бумаги (кстати, желатин сам — клеящее вещество);
глицерин и мед — пластификаторы, размягчители и в незначительной степени антисептики;
спирт (ректификат) — снижает поверхностное натяжение, улучшает смачиваемость, проницаемость клея и ускоряет его высыхание;
формалин — антисептик, предотвращающий образования плесени;
алюмокалиевые квасцы — дубитель для бумаги и клея, предохраняющий их от влаги.
Внимание!!! Здесь и ниже составы клеев приводятся в частях (по массе).
Клей для бумаги из крахмала
Состав:
Крахмал 10
Спирт 4
Вода 86
* * *
Алюмокалиевые квасцы 1
Вода 3
Крахмал предварительно заливают небольшим количеством холодной воды и размешивают до тех пор, пока не исчезнут комки, затем при тщательном перемешивании вливают кипяток, подогревают клейстер до кипения, получая однородную массу, и добавляют растворенные в воде квасцы.
Клей для бумаги из муки (пшеничной)
Состав:
Мука 6
Вода 6
Алюмокалиевые квасцы 1
* * *
Глицерин 1
Вода 250
Муку разводят в воде, добавляют предварительно растворенные в воде квасцы. Затем заливают смесь кипятком, вливают глицерин и подогревают до кипения. Для получения качественного клея без комков не забудьте его перемешивать!
Клей для плотной бумаги из муки и желатина
Состав:
Мука пшеничная 40
Желатин технический 5
Глицерин 8
Квасцы алюмокалиевые 3
Формалин 4
Спирт (ректификат) 2
Вода 600
Клей варят в эмалированной или алюминиевой посуде. Во избежание комкования муку разводят в небольшом количестве холодной воды, затем заливают горячей водой и ставят на водяную баню, постепенно нагревая воду до кипения. После этого в клейстер вводят растворенные в горячей воде квасцы, все процеживают через двойную марлю и добавляют желатин, предварительно замоченный в воде. После остывания полученного клейстера в него вливают спирт и глицерин, тщательно перемешивая клей.
В качестве антисептика можно в клей добавить камфору (0,5 % от массы раствора) или камфорный спирт (1—2 %).
Клей для реставрации графических работ
Состав:
Мука пшеничная 20
Квасцы алюмокалиевые 0,5
Спирт (ректификат) 2,25
Желатин (1 %-ный раствор) 150
Клей готовится так же, как клей для плотной бумаги.
Клейстер для наклеивания гравюр
Состав:
Мука пшеничная 50
Квасцы алюмокалиевые 7
Формалин 7
Вода 2250
Муку разводят в небольшом количестве холодной воды в эмалированной или алюминиевой посуде, комки растирают рукой. Затем добавляют алюмокалиевые квасцы. В другой посуде кипятят, воду, прибавляют к клейстеру и нагревают его на водяной бане, тщательно размешивая, так как он быстро густеет. Затем клейстер остужают в течение 10 мин и выливают в стеклянную посуду, добавляя формалин!
Чтобы избежать образования корки при остывании клейстера, на поверхность кладут лист бумаги и наливают немного воды. Приготовленный клейстер пригоден для употребления в течение 4—5 дней, затем он становится густым (его можно размягчить водой). При работе клейстер наносят тонким и ровным слоем, что ускоряет его высыхание и не вызывает растяжения бумаги.
Клейстеры для наклеивания обоев (для проклейки стен)
Состав:
Мука ржаная 1,5
Столярный клей (10 %-ный раство) 1
Вода до 10
Муку просеять и развести в 2 л теплой воды, а затем заварить кипятком при непрерывном перемешивании. Отдельно приготовить раствор столярного клея и, нагрев его до кипения, влить в приготовленный мучной клейстер. Если клейстер заварился плохо, его надо перед употреблением прокипятить. Клейстер надо пропустить через сито с мелкой сеткой (600 отв/см2).
Для оклейки стен макулатурой (газетами) берут муки меньше -1,2 кг
Клейстер для оклейки простыми обоями
Состав:
Мука ржаная (или крахмал) 1,2—1,5
Квасцы алюмокалиевые 0,05
Вода до 10
Клейстер приготавливается так же, как в предыдущем рецепте. Квасцы или карболовая кислота (25 г на 10 л) вводятся в качестве антисептика. Для оклейки стен высококачественными обоями вместо 1,2—1,5 кг ржаной муки берут 2 кг муки пшеничной и обязательно клейстер процеживают через сито (600 отв/см2 ).
Клейстер для наклеивания линкруста
Состав:
Крахмал пшеничный или мука пеклеванная 3
Столярный клей (10 %-ный раствор) 2
Квасцы или карболовая кислота 0,03—0,05
Вода до 10
Данный клей приготовляется так же, как и клейстер для проклейки стен. Квасцы перед введением в клейстер растворяют в воде. По остывании клейстер пропускают через сито (600 отв/см2).
Клеи на основе веществ животного происхождения
Эти клеи производятся на основе продуктов переработки мездры, костей и чешуи (клеящее вещество — коллаген), крови (альбумин), молока (казеин). При нагревании в воде коллагена, который является клеящей основой костного, мездрового и рыбьего клея, он переходит в глютин, поэтому принято эти клеи называть глютиновыми (в обиходе они известны под именем столярного клея).
Глютин обладает следующими свойствами: набухает в холодной воде, растворяется при нагревании, образуя коллоидные растворы, которые после охлаждения превращаются в упругую студенистую массу. Под действием высоких температур, а так же при обработке кислотами и щелочами глютин разлагается и теряет свою клеящую способность. Под влиянием различных веществ (двухромовокислого калия, формальдегида, растворимых соединений алюминия и железа) глютин теряет способность набухать в воде и становится нерастворимым.
Клеи на основе коллагена
Костный клей производят из обезжиренных костей животных. Мездровый клей получается при разваривании в воде мездры. Выпускают костный клей в виде твердых плиток, небольших кусков и в виде клеевого студня, так называемой галлерты. Мездровый клей выпускают в виде твердых плиток, кусков, чешуек. Для работы твердый костный и мездровый клеи растворяют в воде температурой 60—65 °С. Нагревание клея выше 70 °С приводит к понижению его вязкости и уменьшению клеящей способности.
Состав жидкого клея:
Клей костный или мездровый (твердый) 100
Вода 200
Фенол (5 %-ный раствор) 2
Плиточный клей загружают в клееварку, заливают водой и оставляют набухать в течение 8—10 ч. Затем клей разваривают на водяной бане при температуре не выше 60—65 0С. Клей считается готовым, если при захвате кистью (щеткой) он стекает с нее без заметных сгустков. К готовому раствору клея прибавляют раствор фенола для предотвращения его загнивания.
Технический желатин представляет собой чистый глютин. В отличие от костного и мездрового клеев его получают из отборного сырья: рогового стержня, то есть пуговичной кости, лобовой кости.
Выпускается желатин следующих видов: пищевой, фотографический и технический. Технический и фотографический желатины широко используются в живописи при грунтовании холстов, а так же для клейки бумаги и т. п.
Чтобы приготовить желатиновый клей, сухой технический желатин заливают небольшим количеством воды и дают ему набухнуть (набухание желатинового клея происходит примерно около 1 ч). Набухший желатиновый клей подогревают на водяной бане при температуре 65—70 °С. Для проклеек холста обычно берется 6—8 %-ный раствор клея, для наклеивания бумаги, приготовления эмульсионного грунта применяют 12—15 %-ный раствор. В качестве пластификатора в клей вводят незначительное количество глицерина (0,2—0,3 % по массе).
К коллагеновым относится также рыбий клей. Сырьем для его производства служат плавательные пузыри осетровых пород (более низкие сорта клея делают из голов, чешуи, костей рыб). Плавательный пузырь почти целиком состоит из чистого коллагена. Для получения рыбьего клея плавательный пузырь выдерживают в течение нескольких часов в 15—20 %-ном растворе соли, затем отмачивают в чистой воде и подсушивают на воздухе. Затем с пузыря сдирают наружную оболочку, оставляя внутреннюю, которую и используют для клея (ее окончательно высушивают и прессуют из нее пластины).
Чтобы приготовить жидкий клей для работы, пластинки клея замачивают целиком на 24 ч в холодной воде. Набухший клей размягчают и разминают, затем варят на водяной бане, как костный и мездровый, процеживают через марлю или сито и вводят в него антисептик.
Для приготовления эмульсионного грунта берется 12—15 %-ный раствор клея. При реставрационных работах, например, для укрепления хрупкой, отслаивающейся от холста живописи применяют 5—6 %-ный раствор. В приготовляемый клей в качестве пластификатора вводят мед в соотношении 1:2,5.
В заключение приведем рецепты простых клеевых составов на основе коллагеновых клеев. Их применяют для склеивания дерева, стекла, фарфора, фаянса, керамики и для соединения дерева с тканью или другим материалом. Такие клеи дают прочный шов, они просты в обращений и составные части для их приготовления не дефицит.
Универсальный нежелатинирующийся (негустеющий) клей
Плиточный столярный клей измельчают и замачивают (12 ч) в уксусной эссенции, разбавленной пополам с холодной водой. После полного набухания клея избыток жидкости сливают (она может быть использована вторично), а набухший клей осторожно распускают на небольшом огне. Полученная сиропообразная масса имеет клеящие свойства, на холоде она не загустевает; при хранении этот клей не плесневеет и не загнивает. Если клей получится несколько жидковатым, то его сгущают, нагревая некоторое время на водяной бане. Длительность нагрева зависит от требуемого загустения клея. Хранить этот клей следует в банке с плотно закрывающейся крышкой.
Клей «Синдетикон»
Этот клей также не желатинируется и дает прочный клеевой шов. Сначала приготовляют сахарно-известковый сироп; для этого в 1 л горячей воды растворяют полстакана сахарного песка и добавляют 100 г свежегашеной извести (пушонки). Смесь нагревают при помешивании в продолжение 3 ч (смесь должна быть хорошо прогрета, но ее нельзя доводить до кипения).
Сахарно-известковому раствору дают отстояться, и жидкость сливают. В слитом растворе замачивают (12 ч) 500 г предварительно измельченного плиточного клея. Набухший клей (избыточную жидкость, сливают) распускают на легком огне. Готовая клеевая масса не желатинируется и применяется в холодном состоянии.
Клей «Синдетикон» дает прочный шов; им склеивают бумагу, картон, дерево, фарфор, фаянс, керамику, а также используют для наклеивания ткани на дерево, стекло, металл; на эти же материалы можно наклеивать кожу. Металл с металлом или стекло со стеклом удается склеить, если между ними положить прокладку из ткани. Клей «Синдетикон» хорошо сохраняется в закрытой банке; он не плесневеет и не загнивает.
Клей для приклеивания кожи к картону
Состав:
Столярный клей 10
Скипидар 1
Вода 20
+++
Крахмал 20
Вода 30
Смешивают клей, скипидар и воду, набухший клей варят на водяной бане, добавляют крахмал с водой и снова варят до растворения крахмала.
Клей для приклеивания кожи к металлу
Состав:
Столярный клей 1
Уксусная кислота (8 %-ный раствор) 1
Скипидар 1
Столярный клей замачивают до полного набухания, затем воду сливают и добавляют в клей кислоту и скипидар. После этого клей подогревают на водяной бане, тщательно перемешивая, до растворения. На сухую, очищенную поверхность металла наносят горячий клей и прижимают кожу.
Рыбий клей для фаянсовых изделий
Состав:
Рыбий клей 1
Уксусная кислота (20 %-ный раствор) 4
Вода 4
Залитому водой клею дают набухнуть, затем добавляют уксусную кислоту и варят на водяной бане 45—60 мин.
Рыбий клей для наклеивания гравюр
Состав:
Рыбий клей 12
Глицерин 0,5
Вода 87,5
Клей заливают небольшим количеством воды, а когда он набухнет, заливают указанным количеством воды и варят на водяной бане. В готовый охлажденный клей добавляют глицерин.
Рыбий клей для окантовок
Состав:
Рыбий клей 15
Столярный клей или желатин 15
Мед 5
Вода 65
Клей заливают небольшим количеством воды; когда он набухнет, его нарезают ножницами на мелкие кусочки, смешивают со столярным клеем, заливают водой и кипятят на водяной бане для получения однородной смеси. Затем в немного охлажденный состав добавляют мед.
Клей на казеиновой основе
Казеин получают из обезжиренного коровьего молока (обрата), створаживая его кислотой или ферментом, содержащимся в сычуге. Отсюда и подразделение казеина на кислотный и сычужный. В качестве кислоты для створаживания казеина применяют как минеральные кислоты (слабую серную или соляную), так и органические (уксусную). Створоженный казеин тщательно промывают, отжимают и сушат при температуре не выше 80°С (повышение температуры неблагоприятно влияет на растворимость и клеящую способность казеина).
Чистый казеин — желтовато-белый порошок. Казеин характеризуется как кислотными, так и щелочными свойствами (с преобладанием кислотных). В воде и органических растворителях он не растворяется, а только набухает, зато хорошо растворяется в водных растворах аммиака, буры, фосфорнокислых солей, кальцинированной и каустической соды, образуя коллоидные растворы.
Для работы порошок казеинового клея растворяют в щелочном растворе, получая коллоидно-вязкую смесь. Количество щелочи, применяемое для растворения казеина, зависит от вида щелочи и концентрации раствора казеина.
Состав жидкого казеинового клея («классический»):
Казеин (порошок) 100
Едкий натр 4
Сода кальцинированная 16
Аммиак (28 %-ный раствор) 13
Бура 15
Тринатрийфосфат (кристаллический) 12,5
Фтористый натрий 6,4
Вода 600
Казеин в щелочах растворяется как при подогреве, так и при комнатной температуре. Для растворения казеина применяют два способа. Продающийся в магазинах клей — смесь казеина и гашеной извести.
1-й способ. Казеин засыпают в сосуд, заливают 3—4-кратным количеством воды и оставляют на 8—10 ч, после чего набухший казеин тщательно размешивают и постепенно добавляют раствор щелочи.
2-й способ. Казеин предварительно набухает в подогретой до 35—40°С воде, после чего при перемешивании к нему добавляют раствор щелочи и температуру поднимают (на водяной бане) до 60 °С; при этом казеин растворяется. По этому способу скорость растворения значительно выше.
Казеино-цементный клей
Для высокопрочного склеивания досок, рам и других изделий из древесины пользуются казеино-цементным клеем. Предел прочности подобных клеевых соединений — 80 кгс/см2.
Казеин (порошок) 100
Портландцемент (марка 400) 75
Вода (при температуре 10—20°С) 220—250
Для приготовления казеино-цементного клея в клеянку наливают воду, а затем постепенно, при перемешивании засыпают казеиновый порошок. В случае сильного загустения клея перемешивание прекращают и дают клеевому раствору разжижиться (затем можно перемешивание продолжить). Через 30—40 мин добавляют цемент, предварительно просеянный через сито (64 отв/см2). Перемешивание ведут до получения однородной массы (примерно 50—60 мин). После 10—15 мин отстаивания клей готов к употреблению. Рабочее состояние клея 3 ч. При склеивании материалов толщиной более 5 мм детали сжимают с силой 3—5 кгс/см2, при склеивании материалов толщиной от 0,5 до 4 мм — 1 — 2 кгс/см2. Выдержка при склеивании зависит от температуры в помещении и длится примерно 12 ч. Казеино-цементный клей применяют не только для склеивания древесины, но и для соединения каменных материалов.
Для самостоятельного приготовления казеина используется творог минимальной жирности: 100 г творога смешивают с 200 мл горячей воды, перемешивают, сливают воду (и так 3 раза). После этого отделяют творог (сливая воду через марлю), отжимают его и кладут в эмалированную кастрюлю, куда вливают 0,5 л 3 %-ного раствора буры.
Содержимое нагревают до температуры 40—50 °С, перемешивают и оставляют на 3—4 ч. После этого вновь перемешивают до полного растворения творога.
Известково-казеиновый клей для древесины
Состав:
Казеин (порошок) 50
Известь гашеная 8
Вода 150
Казеин замачивают в воде в течение 30—40 мин и добавляют известь. Срок годности клея всего 40—45 мин.
Известково-силикатный казеиновый клей для фанеры и древесины дуба
Состав:
Казеин (порошок) 100
Известь гашеная 10—15
Жидкое стекло (уд. масса 1,34 г/см3) 15
Вода 300—400
Казеин замачивают в воде в течение 30—40 мин и добавляют остальные компоненты.
Силикатно-казеиновый клей для стекла
Состав:
Казеин (порошок) 1
Жидкое стекло 6
При склеивании предметы прижимают и оставляют до полного затвердевания клея (3—4 ч).
Клей на основе альбумина
Такие клеи не получили в практике умельцев широкого распространения. В качестве примера приведем состав альбуминового клея для каменных и керамических материалов.
Клей на основе яичного белка для каменных и керамических материалов
Состав:
Яичный белок 3
Известь негашеная 1
Гипс 5
Вода 1
Отдельно смешивают белок с известью, а гипс с водой. Полученные составы тщательно перемешивают.
Синтетические клеи
Несмотря на ряд достоинств (доступность, невысокая стоимость, простота обращения), природные клеи не универсальны и обладают невысокой устойчивостью к действию микроорганизмов и воды. Поэтому эти клеи все активнее вытесняются многочисленными синтетическими клеями, характеризующимися высокой прочностью склеивания различных материалов и достаточной устойчивостью к факторам внешнего воздействия. Наиболее известными и распространенными синтетическими клеями, отлично зарекомендовавшими себя на практике, следует считать клеи БФ-2, БФ-4 и БФ-6, эпоксидные клеи различных марок и др.
Клеи на основе фенола
Клеи на основе фенола — продукты реакции фенола и формальдегида. Изменяя количество фенола и альдегида, получают клеи, обладающие различными свойствами. К этому типу относятся клеи, носящие условную марку БФ и подразделяющиеся на клеи БФ-2, БФ-4 и БФ-6.
Клеи БФ-2 и БФ-4 представляют собой густую прозрачную жидкость светло-коричневого цвета. Они применяются для склеивания алюминия и его сплавов, меди и ее сплавов, стали различных марок, пластмасс термореактивного и термопластического типов, например, бакелита, аминопласта, текстолита, органического стекла, а также таких материалов, как дерево, фанера, керамика, фарфор, стекло, фибра, кожа. При склеивании поступают следующим образом: края соединяемых предметов в стык смазывают тонким слоем клея с помощью деревянной палочки или кисточки и подсушивают на воздухе до тех пор, пока клей не перестанет прилипать к пальцу. Затем наносят второй, более толстый слой клея, который снова слегка подсушивают. Склеиваемые части плотно соединяют — зажимают струбциной или перевязывают шпагатом — и нагревают для ускорения полимеризации.
Для нагревания небольших по размеру склеиваемых изделий или деталей их помещают в кастрюлю или в металлическую банку и заливают водой. Воду доводят до кипения, которое должно продолжаться не менее 3 ч, после чего кастрюлю снимают с огня, охлаждают на воздухе и извлекают изделия. Нагревание склеиваемых изделий или деталей удобнее производить в термостате, где легче создать благоприятные условия для полимеризации клея. На тепловую обработку деталей при 120—150 °С требуется 1 ч.
Полученный клеевой шов после отвердения не боится влаги, стоек к низким (—50 °С) и высоким ( + 100 °С) температурам, выдерживает воздействие кипящей воды, бензина, спирта, масел, керосина.
Клей БФ-6 представляет собой густую прозрачную жидкость светло-коричневого или желтого цвета, применяется для склеивания изделий из тканей. Подлежащие склеиванию места изделий предварительно очищают от пыли щеткой, смачивают теплой водой и хорошо отжимают. Выпрямив края смоченных мест ткани, наносят на них два слоя клея и сушат на воздухе (после нанесения каждого слоя) до тех пор, пока клей не перестанет прилипать к пальцу. Затем соединяют склеиваемые части марлей и осторожно разглаживают горячим утюгом через увлажненную ткань в течение 2—3 с с промежутками в 10—15 с до тех пор, пока склеиваемая поверхность не станет сухой.
Карбамидные клеи холодного отвердения
Карбамидные клеи применяются для склеивания древесины, бумажных, текстильных материалов и пластмасс.
Клей КМ-3 — жидкий (маловязкий). Компоненты клея до употребления хранятся отдельно. Предел прочности клеевого соединения (на образцах ясеня и дуба) не менее 130 кгс/см2. Клей КМ-3 ограниченно водоупорен, бензо- и маслостоек.
Состав:
Порошкообразная мочевино-формальдегидная смола марки СМК-2 100
Этиловый спирт &n |
