Цианакрилатные клеи EFELE для моментального и прочного соединения деталей

Цианоакрилат предназначен для эффективного склеивания как твердых, так и пористых, а также эластичных материалов, которые могут находиться в различных положениях. При этом используются разнообразные мономеры в качестве действующих компонентов.

Что такое цианоакрилатный клей и где его используют

Цианоакрилатным клеем называют состав на основе эфиров цианакриловой кислоты. Этот материал позволяет быстро склеивать детали и широко используется в повседневной жизни под различными коммерческими названиями, такими как Суперклей, Секунда и подобные.

История создания клея на основе цианоакрилата началась во время Второй мировой войны, когда он был разработан для быстрой сборки и ремонта военного оборудования, в том числе пластиковых оптических прицелов.

На изображении представлен цианоакрилатный клей компании Weicon.

Гарри Кувер, создатель этого клея, сначала отверг его из-за слишком высокой адгезии, однако после окончания войны он переоценил коммерческий потенциал цианоакрилата и возобновил разработку. В итоге, во второй половине XX века цианоакрилатный клей стал популярным как средство для быстрого склеивания в быту и промышленности.

Свойства цианоакрилатного клея

В своем жидком состоянии клей представляет собой мономеров цианоакрилата. Температура его вспышки составляет 79 °C, что относит его к легковоспламеняющимся веществам. Поэтому важно избегать работы с этим клеем вблизи открытого огня.

Температура вспышки – это минимальная температура, при которой конденсация вещества может воспламениться в присутствии открытого пламени.

При производстве цианоакрилатного клея в качестве буферного вещества используется пирогенный диоксид кремния, который при смешивании с цианоакрилатами придает готовому клею вязкость, что делает его удобным для применения.

Мономеры цианоакрилата обладают способностью быстро полимеризироваться при контакте с водой. Полимеризация приводит к отвердения клея и склеиванию поверхностей. Реакция полимеризации запускается очень быстро — всего за несколько секунд после воздействия влажности, даже низкой влажности воздухе, достаточно для начала этого процесса.

Цианоакрилатный клей отвердевает всего за несколько секунд.

Особенности и сферы применения цианоакрилатных составов

Каждый цианоакрилатный клей представляет собой жидкий мономер определенного типа цианоакрилата, таких как метил-, этил- и другие. Эти цианоакрилаты и производные кислоты обеспечивают высокий уровень сцепления с большинством материалов, за исключением тефлона.

Состав клеев может включать пластификаторы, активаторы и загустители. Каждый производитель разрабатывает свою уникальную рецептуру, но все цианоакрилатные клеи отличаются высокой прочностью на отрыв и долговечностью.

Жидкий цианоакрилат полимеризуется под воздействием слабощелочных агентов, включая обычную воду. Влага, адсорбированная на склеиваемых поверхностях, приводит к полноценному отвердения клея даже в малых зазорах (от 0,05 до 0,1 мм).

Цианоакрилатные клеи широко используются в:

• Бытовой сфере: для ремонта самых разнообразных предметов, инструментов и приборов.
• Косметологии: при наращивании ногтей с использованием составов с увеличенным содержанием акрила.
• Медицине: для остановки кровотечений из ран и склеивания малых сколов в стоматологии, в частности используются наименее токсичные составы.
• Производственной и сервисной сфере: для изоляции или соединения проводов, фиксации резьбы, а также крепления заготовок на станках.

Несмотря на все перечисленные применения, стоит помнить, что цианоакрилатные клеи не подходят для заполнения больших зазоров и соединений, которые будут подвержены высоким нагрузкам. Однако в большинстве других ситуаций они являются оптимальным вариантом для быстрой и прочной фиксации.

Свойства и технические характеристики цианакрилатных клеев EFELE

Основное свойство цианакрилатов EFELE заключается в их высокой адгезии к множеству материалов, включая дерево, стекло, металл, пластик, резину, керамику и другие. При этом данные составы совершенно не подвержены воздействию воды, масел, бензина и различных спиртов.

Маловязкие цианакрилаты EFELE прекрасно подходят для работы с минимальными зазорами (менее 0,1 мм), что позволяет их эффективное применение для склеивания плотно прилегающих поверхностей.

Их основные преимущества:

• Быстрая фиксация.
• Высокая прочность на разрыв (15-25 Н/мм).
• Удобство применения на пористых и наклонных поверхностях.
• Незаметные клеевые швы.

Цианоакрилатные клеи EFELE различаются между собой по вязкости (что соответственно влияет на максимальный размер заполняемого зазора) и времени отверждения.

Самым быстрым вариантом является EFELE 156, обладающий наименьшей вязкостью (20 МПа*с), что позволяет ему заполнять зазоры до 0,1 мм.

Для соединения пластиковых деталей при нормальной комнатной температуре ему потребуется от 2 до 10 секунд, в зависимости от размеров и сложности соединяемых поверхностей. Резину EFELE 156 склеивает менее чем за 5 секунд, а металл — за 5-20 секунд.

EFELE 159 — самый вязкий (300 МПа*с) из клеев этой линии, который может работать при температурном диапазоне на 10 градусов шире, чем у двух других составов (свойства сохраняются даже при температурах до -40 °С).

Отличается черным цветом и высокой ударопрочностью. Из-за своей большей вязкости максимальный заполняемый зазор для EFELE 159 составляет 0,5 мм. Этот состав склеивает резину менее чем за 20 секунд, для пластика ему может потребоваться до 100 секунд, а для металла — до 120 секунд.

Наиболее универсальным цианакрилатом считается EFELE 157. Он обладает средней вязкостью (110 МПа*с), однако его прочность на разрыв равно таковой у двух предыдущих материалов, при этом время отверждения соответствует EFELE 156.

Эти материалы выпускаются в двух вариантах упаковки — пластиковых тюбиках по 20 и 50 г.

Перед процедурой склеивания поверхности очищаются с помощью EFELE CL-545, затем на одну из них наносится выбранный состав, и детали фиксируются на несколько секунд.

Полная прочность соединения достигается в течение 24 часов, в это время не рекомендуется подвергать изделие каким-либо действиям.

Виды по составу

Суперклей представляет собой жидкий мономер различного ацианоакрилата. Общая формула цианоакрилатных клеев выглядит следующим образом: CH₂ = C(CN)COOR (эфир ацианоакриловой кислоты). В зависимости от характера радикала R (например, R может быть этилом, метилом, бутилом, пропилом и т.д.) свойства клея могут меняться, включая его физико-механические характеристики, теплостойкость, скорость отверждения и водостойкость.

Клей может включать модифицирующие добавки, такие как бифункциональные соединения, которые повышают теплостойкость и водостойкость соединений. Например, тепловой интервал может варьироваться от -196 до 125 °С или от -60 до 300 °С (впрочем, такое воздействие должно быть кратковременным). Добавление небольших количеств циклопентадиена, дивинилбензола и глицидилметакрилата повышает водостойкость клея. Для улучшения водо- и вибростойкости цианакрилатных клеев в их состав вводят 0,1-5% эфира абиетиновой кислоты и глицерина; небольшие добавки 3,4,5-тригидроксибензойной кислоты или ее эфиров способствуют повышению адгезионной прочности клеевых соединений. Модифицированные цианоакрилатные клеи обладают устойчивостью к органическим растворителям, таким как бензин, спирт, нефтяные и минеральные масла, и отличаются электроизолирующими свойствами.

В составе цианоакрилатных клеев может содержаться до 10% стабилизаторов, пластификаторов и активаторов (если влажности недостаточно). В качестве активаторов могут использоваться средства AC-15 (15-20%-й раствор N,N-диметиланилина в этаноле) и АВ-10 (10%-й раствор карбоната калия в воде). После нанесения активатора на поверхность необходимо подождать для удаления растворителя, а затем можно склеивать в соответствии с обычной для данного клея технологией. Также могут использоваться вещества для регулирования вязкости (загустители), например, ультрадисперсный оксид кремния в гелевых суперклеях; для повышения адгезии могут применяться полиакрилы и поливинилацетат. Для предотвращения самопроизвольной полимеризации используют ингибиторы отверждения. В состав этих ингибиторов могут входить наполнители — мелкодисперсные порошки металлов, что обеспечивает тепло- и электропроводящие свойства. Электро- и теплопроводящие клеи обычно имеют две компоненты: цианоакрилатное связующее и наполнитель. Смешивание происходит непосредственно перед использованием до получения однородной массы.

Области применения

Суперклей в основном применяется для склеивания непористых материалов. В первую очередь цианоакрилатные клеи находят свое место в тех областях, где важно быстрое соединение — это может быть связано с резиноуплотнителями в оконном производстве, креплением навесных радиоэлементов, деталей в приборостроении, оптических компонентов, микросхем, монтажных жгутов и отдельных проводников к основаниям плат, а также с закреплением различных элементов радиоаппаратуры. Быстрота схватывания клея, достигающая от нескольких секунд до 1-3 минут, дает основание называть цианоакрилатные клеи «секундными».

Одна из разновидностей цианоакрилата — октил-2-цианоакрилат, благодаря своей быстродействующей и минимально токсичной природе нашла использование в хирургии для склеивания ран и остановки крови. Во время Вьетнамской войны американские солдаты применяли его для оказания первой помощи и использовали в виде баллончика со спреем. Недавно шведские ученые из Королевского технологического института осуществили прорыв в медицине, разработав «суперклей» для лечения переломов. В этой технологии клей для костей наносят на область перелома и высушивают с помощью галогенной лампы. После высыхания клей абсорбируется организмом, а кости срастаются.

В быту распространён любительский способ использования клея «секунды» вместе с пищевой содой в качестве эпоксидной композиции для заполнения швов, трещин или сколов. Такая смесь застывает мгновенно и напоминает пластик, подобный акрилу.

Среди областей применения суперклея можно выделить: оконное производство; обработка пластиковых и резиноупругых материалов; изготовление игрушек; создание украшений; сантехнические работы; строительство с использованием металлоконструкций; автомобилестроение; авиастроение; судостроение; кожевенная и обувная промышленности; рекламная деятельность; электротехническая отрасль; медицина и другие. По праву цианоакрилатные клеи можно считать супер-универсальными.

Технические характеристики цианоакрилатных клеев таковы, что они отверждаются при комнатной температуре. Время отверждения клея при 20 °C составляет всего несколько минут. Процесс затвердевания происходит быстрее, если на склеиваемых поверхностях имеется влага. Время схватывания цианоакрилатных клеев колеблется от нескольких секунд до нескольких минут, что зависит от самой композиции клея, типа склеиваемого материала и уровня влажности воздуха. Полное отвердение происходит за 24 часа при температуре 20 °C и влажности воздуха не менее 55 %.

Клеи на основе цианоакрилатов способны выдерживать нагрузки до 150 кг/см², а некоторые более совершенные, такие как клеи от ирландской компании Loctite — до 250 кг/см². В последнее время суперклей от производственной компании Loctite был занесён в Книгу рекордов Гинесса за то, что он смог выдержать вес двух автомобилей общей массой 5 тонн, которые были прикреплены к стальной балке всего девятью каплями клея и подняты на большую высоту с помощью крана.

Сфера применения

Цианоакрилатные клеи выпускаются с различными добавками, такими как пластификаторы, что подсвечивает их замысел и потенциальные применения.

Благодаря этим добавкам можно выделить несколько основных направлений использования таких клеев.

• В быту цианакрилатные составы незаменимы. Почти каждый владелец жилья использует такой клей. Использование различных составов часто зависит от ситуации и материала, хотя в домах обычно присутствуют универсальные клеящие вещества.
• В косметологии он часто используется для наращивания ресниц. Обычно предпочитают составы с увеличенным количеством акрила, так как они не вредят ногтям и легко удаляются с помощью растворителей органического происхождения.
• В стоматологии применяются специальные составы, предназначенные для склеивания очень маленьких сколов.
• Для создания качественной изоляции проводов или для обеспечения надежного соединения.

Производители

Изучая рынок строительных материалов, можно обнаружить множество предприятий, занимающихся производством цианоакрилатов. Рассмотрим некоторые из самых известных моделей.

• Pronto СА-4 – клей, готовый к использованию, обладает высокой вязкостью и универсальностью. Не требует добавления каких-либо соединений для улучшения свойств.

• Interbond – этот вариант представлен цианоакрилатным двухкомпонентным составом, используемым для работы с МДФ, ДСП, резиной или кожей. Он обеспечивает влагостойкость и термостойкость соединений. Может использоваться как обычный клей в упаковке 400 мл, так и с цианоакрилатом в упаковке 20 г или 100 мл. У него высокая температура воспламенения, фиксируется в течение 5–7 секунд. При хранении необходимо избегать резких перепадов температур и прямых солнечных лучей.

• Permabond 791 – этот цианоакрилатный состав предназначен для склеивания различных эластичных и жестких поверхностей. У него высокоскоростное время схватывания, часто именуемый как секундный клей. Прозрачность разрешает его использование при работе со стеклянными поверхностями. Данный клей, имея жидкую форму, удобно наносить, что крайне важно в условиях быстрого отверждения. Обеспечивает достаточную водостойкость.

• Cosmofen представляет собой один из самых распространенных в данной категории клеевых составов. Производитель предлагает широкий ассортимент универсальных и специализированных конструкционных составов. Расход клея является достаточно небольшим, позволяя всегда иметь под рукой небольшой флакончик Cosmofen. При правильном использовании и условиях эксплуатации средство может храниться в открытом виде до месяца.

Характеристики цианоакрилатного клея

1. Состав и консистенция:

• Цианоакрилатный клей представляет собой высоковязкую однокомпонентную бесцветную смесь.
• Продается в герметичной упаковке с указанием срока годности и инструкцией по безопасному использованию.

1. Затвердевание:

• Клей затвердевает при температуре от 18°C до 25°C за несколько минут.
• Процесс отверждения значительно ускоряется при высокой влажности.

1. Температурные характеристики:

• Цианоакрилат сохраняет свои свойства в температурном диапазоне от -60°C до +80°C.
• Специальные формулы могут выдерживать кратковременные перепады температур от -200°C до +300°C, однако длительное воздействие высокой или низкой температуры может снизить его адгезионные свойства.

1. Безопасность:

• Работа с клеем требует использования средств защиты (перчатки, маска, очки), так как он может вызывать раздражение кожи и дыхательных путей.
• Испарения цианоакрилата токсичны, поэтому следует обеспечить хорошую вентиляцию помещения.

Преимущества:

• Высокая прочность соединений.
• Быстрое затвердевание, как правило, за несколько секунд.
• Отличная адгезия к различным материалам (металлам, стеклу, керамике и т.д.).
• Устойчивость к органическим растворителям и высокие электроизолирующие свойства.
• Экономичность — клей расходуется медленно.

Недостатки:

• Относительно высокая цена по сравнению с другими клеями.
• Небольшая хрупкость и низкая стойкость к ударным нагрузкам.
• Нестабильность при длительном хранении после открытия.
• Высокая адгезия к коже, что требует осторожного обращения.

Сфера применения

Цианоакрилатный клей широко применяется в различных отраслях:

• Промышленность: для соединения деталей в электронике и приборостроении, а также в производстве терморезисторов и транзисторов.
• Строительство: для склеивания пластиковых и металлопластиковых конструкций.
• Швейное производство: для соединения тканей, кожи и поролона.
• Быт: для ремонта игрушек, бытовых предметов и мелких изделий.