Адгезивы

Для ЛЛ я подготовил ролик, в котором постарался кратко рассказать про клей DP490. Вот он. Кстати, для страждущих ссылка на канал: https://www.youtube.com/channel/UCbgJbHjlV06NDTfq0tzfNpg

Ну, а теперь для любителей почитать.

Семейство DP это самые прочные клеевые составы из арсенала 3М. Прочность соединения на 1 см2 (при правильной подготовки поверхности) превышает 200 кг.

С помощью таких клеевых составов например,  в на автозаводах вклеивают центральные стойки в кузов автомобиля. Прочность выше, чем у сварного соединения. Или, например, производители катеров. В Европе DP и другие эпоксиды и акрилы очень популярны у корабелов. У нас, пока что двухкомпонентники использовать не спешат, доверяя больше механическим соединениям.

Сварка, опять таки, хороший вариант, но швы нужно дорабатывать, чтобы получить приятный внешний вид. Потому что, если этого не делать, выглядеть будет вот так.

И ладно, когда эту красоту не видит клиент, хуже, когда видит. Скажем снаружи, на корпусе, так сказать на фасаде. Что обычно делают в таких случаях? А вот и не угадали! Клеят декоративную пленку, чтобы скрыть швы. Хорошее конечно решение, но не долговечное.

Ну да мы отвлеклись. В семейство DP входят двухкомпонентные клеи на основах из эпоксида и акрила. Эти материалы лучше других показали свои прочностные характеристики. В частности DP490 на основе из эпоксида.

Материал этот ударопрочный. Что особенно важно, когда на кузов автомобиля и тем более катера оказываются ударные нагрузки. Для катеров это особенно актуально, так как они на высоких скоростях буквально ударяются об волны. И такая канетель у них постоянно.

Вот фотографии применения клея DP490 на корпусе катера:

Как видите, деталь пришлось зажать струбцинами, потому что транспортная прочность у DP490 набирается только после 6 часов. Тут все дело в том, что время жизни этого клея (время до образования полимеризационной пленки на поверхности, когда клей перестает быть липким) составляет 1,5 часа, или 90 минут. О чем собственно говоря уведомляют последние две цифры в названии DP490.

Полная полимеризация наступает после 7 дней при нормальных условиях (температура и влажность). Конечно, есть в семействе DP и более быстрые клеи, но если вам нужен именно DP490, то не спешите расстраиваться. Ведь он (DP490) термостойкий. Его можно спокойно запекать в печах порошковых камер.

Когда детали склеили, покрасили и отправили в печь на 15-30 минут, а на выходе получили готовое конструкционное соединение, клиентов это приводит в восторг. Правда, когда они узнают цену картриджа клея 50 мл. (бывают и на 400 мл.) их энтузиазм как-то спадает, но не всегда. 

А ведь еще нужно купить пистолет с толкателем и носик-миксер (Про них подробно рассказываю в видео. Как использовать и хранить). Без них процесс нанесения будет затруднен.

С другой стороны клей сильно экономит время, да и соединение получается более прочным и эстетичным, что позволяет тратить меньше времени на пост обработку абразивами. Трудочасы, о которых так долго говорили большевики, имеют важное значение в капиталистическом производстве, так то.

DP490 клеит разные материалы. Вот небольшая табличка, чтобы не перечислять (из официального документа).

Напоминаю, адгезионный отрыв - это когда разрыв идет по непосредственно по соединению материала и клея, когезионный разрыв - это когда идет разрыв по клею, разрыв по материалу -обычно выглядит как-то так:

Помимо этого, DP490 подвергали пыткам всяким нехорошим. Погружали во всякие жидкости, нещадно пиздили били, нагревали и охлаждали. Вот таблица результатов:

Правда, есть свои нюансы при работе с клеем. Наносить его нужно строго на очищенные поверхности. Вот скажем, захотели вы, ни с того, ни с сего, приклеить спойлер к машине не как положено, а основательно так, на завсегда, на DP490. Вас ждет неприятный сюрприз. Чтобы случилось волшебство адгезии придется поверхность кузова зачистить до голого металла. иначе никак.

Вот до какого блеска зачищают металл на производстве:

Кстати, после зачистки поверхность нужно очистить и обезжирить спиртом. После чего высушить (но это не долго).

В общем и целом, клеи DP и 490 в частности находят свое применение не только в транспорте, но и в строительстве, приборостроении, ремонте, производстве рекламных и металлических конструкции, а так же в работах по электрике, когда нужна прочная капсюлизация.

Одним из ярчайших примеров применения DP служат клюшки для гольфа. Так как клеи выдают высокую прочность на малой площади, они стали идеальным вариантом для сборки клюшек. Которые, кстати, на постоянной основе испытывают ударные нагрузки.

В целом, на сегодня мои полномочия фсё. Появились вопросы? Задавайте их в комментариях.

Начнем с металлов. Самый распространённый промышленный материал. Я сейчас имею ввиду все виды металлов (цветные и черные) для производства разнообразных средств производства и товаров. Задачи бывают крайне разнообразными. Начнем с самых сложных.

Получение конструкционной прочности

Перефразируя незабвенного Остапа-Сулеймана-Берты-Марии-Бендер-Бея: "Конструкционную прочность может дать человеку только конструкционные адгезивы". В моей практике были только эпоксидные и акриловые двухкомпонентные составы. Выпускают их совершенно разные организации. Например, у марки 3М вся эта чудная серия адгезивов имеет общую семейную фамилию DP. Прямым конкурентом является Henkel с их Loctite. Суть у них у всех одинаковая.

Почему только двухкомпонентные эпоксиды и акрилы, а не скажем клей-герметик или скотч?

Все дело в том, какие прочностные характеристики выдают те или иные материалы на определенном участке соединения. Вот например, DP клей на подготовленной поверхности способен выдать прочностное соединение более 200 кг на 1 см2. Именно такие характеристики позволяют называть эти адгезивы конструкционными. Посмотрите на фотографию выше. Прочность соединения оказалась выше прочности материала. В некоторых случаях такое соединение без особых проблем заменят сварку. НО ЕСТЬ НЮАНСЫ!

Клеям DP, как и любым другим клеям нужна площадь для нанесения. Если попытаться склеить клеем две трубы под углом в 90 градусов, так чтобы получилась конструкция как на фото выше, то получится херня, а не конструкционное соединение. Но, при этом, если взять сваренную металлическую раму и приклеить к ней стеклопластик, мы получим силовой элемент катера. Как это показано на фотографиях. Вот тут уже стеклопалстик хрен куда денется. Как бы не косоебило катер на волнах, когда постоянно идут ударные нагрузки, двухкомпонентник будет держать и отчаянно сопротивляться.

Другой пример, когда в современных машинах центральные стойки не привариваются к кузову, а вклеиваются. Именно что вклеиваются, именно серией клеев DP (возможна смена названия, так как для отдела автомотив идут свои обозначения).

Ребра жесткости, сборка рамы (в нахлест, или при достаточной площади в стык), сборка мелких изделий где нужны высокая прочность на малой площади это вот сюда, это про двухкомпонентные клеи. Но у них есть ряд неприятных моментов. Первое, безумные цены. За картридж емкостью 50 мл. вы отвалите добрых 3-4 тысячи. Помимо этого потребуется специальный пистолет (ручной или пневмо), а так же носик миксер:

Кроме того, клею нужно время на полную полимеризацию. Не смотри, что он двухкомпонентный и весь такой быстрый. 24 часа придется выждать - это конечно если условия нормальные. Можно конечно и ускорить процесс, если запихнуть в печь для порошковых камер готовое соединение. Однако далеко не каждый клей так может, да и склеенные материал не все выдержат.

Конечно, есть тут и ограничения по толщине соединения. Точно не могу вспомнить, но на вскидку не более 5-8 мм. (Я могу ошибаться. Инфу надо переспросить у коллег из 3М).

Краткий вывод: вещь крутая, но имеет ряд нюансов, главный из которых большая цена. Поэтому даже крупные предприятия прибегают к таким адгезивам в последнюю очередь, если обойтись без 2К клея никак или тупо дешевле, чем варить сваркой.

Следующими идут клеи-герметики. Я намеренно пропустил термоактивируемые клеи, потому что это тоже дохуя дорого и не везде применимо, и уж тем более не целесообразно в бытовых условиях.

Итак, клей-герметик. Чем он так хорошо? Прошу, кстати не путать герметик из стороймага и промышленный клей-герметик. Хотя и в строймагах встречаются хорошие клеи-герметики.

Прочность у клея-герметика, даже у стекольного, недостаточная, чтобы собрать с помощью него цельную конструкцию, как это можно сделать с 2К клеем, но закрепить на силовую конструкцию элементы отделки - это завсегда пожалуйста.

Например, из личной практики, есть производитель спецтранспорта один. У него на базе грузовика надстраивается рама и закрывается листами алюминия (отделка). Так вот тут самое место для клея-герметика. Рама варится на маленьком производстве из-за чего часто возникают перепады, которые невозможно компенсировать (скотчем или 2К клеем). Клей герметик спокойно возьмет перепад до 10 мм (а если он двухкомпонентный, то и больше).

Почему такое ограничение? Клей герметик полимеризуется за счет влаги в воздухе. Когда толщина становится критической (выше 10 мм) то внутри герметик может и не затвердеть. Такие вот кренделя.

Красиво звучит "ТОП 3"? В буклете оно может быть и так, но на практике, пока вы дождетесь поставки этих клеев-герметиков, рак на горе не то что свистнет, но и на пенсию успеет выйти. Поэтому на складе у себя, я держу под клиентов только 550FC. Который отлично подходит для склеивания металлов.

У него, как и у многих других клеев-герметиков (разных марок), отличное сопротивление вибрационным и ударным нагрузкам, термическим перепадам. 550FC клиент тестировал в камере при -60 градусов по Цельсию в сравнении с конкурентами. и он единственный, кто не отвалился. (инфа 146%, т.к. работаю с этим клиентом и поставляю ему 550FC каждый месяц).

Теперь о неприятном: минусы у такого типа крепежа тоже есть. Во-первых, время полимеризации. Чем толще слой, тем дольше герметик будет затвердевать. В свою очередь это значит, что пока он не затвердеет достаточно (если крепеж идет только на него, без временной фиксации) транспортировать изделие по цеху дальше нельзя. Во-вторых: требуется дополнительный (временный) крепеж, если вы монтируете на вертикальную поверхность. А это значит, что придется потратить еще немало шекелей на специальный скотч для временного крепления:

В-третьих, если металл крашенный, то применение праймера строго обязательно. Неважно, автоэмаль ли это или порошковая краска. Помучиться придется. В-четвертых, для нормального крепления материалов необходимо выдерживать толщину (общую) не менее 1 мм. чтобы клей-герметик работал правильно. В-пятых, далеко не со всеми материалами клей-герметик будет работать. Нужны предварительные тесты.

Краткий вывод: клеи-герметики отличный вариант для ответственного крепежа в машиностроении и строительстве, особенно в работе с пористыми материалами. Основной плюс - это возможность компенсировать неровности материалов или  перепады в конструкции. Прочность выше чем у скотча, но ниже чем у 2К клея.

Скотч высокопрочный (VHB и ACXplus)

Про скотчи у меня уже снято и написано дохрена. Скотч, сука, интересный! Он отлично работает тогда, когда нужно приклеить плоские материалы, скажем металлические панели на раму в спецтранспорте (как и клей-герметик), но при этом в конструкции перепадов должно быть минимум и они не должны превышать толщину ленты в 4 раза. Скотч компенсирует перепады за счет растяжения своей основы. Если, скажем, толщина составляет 3 мм, а перепад в районе 12 мм, то как не клей, как не мудри основа не сможет компенсировать, но если перепад составит миллиметров 6, то тут уже есть о чем поговорить. Конечно, лучше такого избегать, тогда лента сможет эффективней сопротивляться вибрации и ударам.

Скотч долговечный, как и предыдущие адгезивы. В отличии от клея-герметика, скотч (некоторые разновидности) способен выдерживать высокие температуры, вплоть до 273 градусов по Цельсию. А так же специальные виды скотча способны склеить окрашенный металл (автоэмаль или порошковая краска) без помощи праймера, и это круто. Вот пример использования скотча без праймера:

Скотч удобен еще и тем, что его можно нарезать на нужную ширину, а так же высечь в нужную форму. Например в виде кольца (как прокладка). При этом акриловые скотчи герметичные и не пропускают жидкости и газы.

Приятным является тот факт, что скотч дает транспортную прочность сразу после нанесения. То-есть склеенное изделие можно переносить по цеху и производить следующие операции, не дожидаясь, пока наступит 100% прочность.

Температура эксплуатации у скотча в среднем от -40 (-50 в некоторых случаях) до +120 (+220 в некоторых случаях). При таких перепадах скотч за счет своей основы компенсирует разность расширения и сжатия материалов. Скотч в этом плане сильно податливей клея-герметика и несоразмерно податливей 2К клея, который, сука, вообще жестки и никуда не двигается вообще.

Минусы: скотч не предназначен для сборки рамы (появились некоторые виды сверхпрочных лент которые могут, жду образцы на тесты, но там очень очень очень узкое применение), скотч не терпит больших перепадов между материалами (не способен компенсировать превышение в 4 раза и выше своей толщины). Цены на специальные виды лент в нужной ширине очень большие. Плюс в ответственных соединениях требуется праймер.

Вот кстати пример из моей практики, который показывает, что при наличии плеча усилия скотч можно оторвать. Это подтверждение, что скотч не подходит для сборки рамы, но подходит для закрытия рамы облицовочными панелями:

Ну и последние адгезивы - это:

Эти клеи лучше всего подходят когда нужно покрыть большие площади. Чего не могут себе позволить скотчи, клеи-герметики и 2К клеи (вообще могут, но это для совсем обеспеченных граждан). Например, нанести на металлический корпус укрывочные или изоляционные материалы.

За счет распыления адгезивов это можно сделать быстро и без особых проблем. Прочность при этом получается достаточной.

Минусы у них следующие: в отличии от предыдущих адгезивов, эти очень плохо переносят воздействие растворителей (бензин, масло, вода). Не способны на малой площади дать высокую прочность, работают на большие площади. Требуется время на полную полимеризацию.

P.S.

Я не стал брать в расчет цианоакрилаты (суперклей) - они хрупкие и полимеризуются за счет влаги на поверхности материалов. Конструкционное применение их крайне ограничено на металлах. Так же я не стал упоминать про двухсторонний скотч на каучуковом клее, так как он не способен дать достаточную прочность и долговечность.

Вопросы задавайте в комментариях. Особо меня интересует, про что из перечисленного рассказать подробно, т.к. в рамках этого поста невозможно рассказать про отдельные виды скотча или клея, который склеивает скажем пластики или окрашенные поверхности или еще что ни будь такое.