Клей для дерева - Wood glue

Клей для дерева является клей используется для плотного соединения частей дерево вместе. Многие вещества использовались в качестве клея.

Типы

Клей для животных

Клей для животных, особенно спрятать клей, на протяжении многих столетий был основным клеем для многих видов деревообработки, в том числе для мебели и лютерии. Он производится из коллагена, полученного из шкур животных. Он химически похож на пищевой желатин и не токсичен при проглатывании. Клей для шкур до сих пор используется в специализированных приложениях: музыкальные инструменты (лютера ), за реплика мебель, а также для консервативного ремонта старинных деревянных изделий. Клей для скрытия измеряется на основе прочности геля - показателя силы, необходимой для прижатия клея. 1⁄2 плунжер дюйма (13 мм) на 4 мм (0,16 дюйма) в 12,5% -ный раствор белка клея при 10 ° C (50 ° F). Клей выпускается стандартных марок массой 32–512 грамм (1,1–18,1 унции). Крепость 192 грамма (6,8 унции) чаще всего используется для обработки дерева; 251 грамм (8,9 унции) - самый высокий вес, обычно используемый для изготовления инструментов; 135 грамм (4,8 унции) - самый низкий показатель, используемый для обычных деревянных работ. Клей плотностью более 250 грамм (8,8 унций) требует чрезмерного разбавления, поэтому в стыках остается слишком мало клея для эффективного склеивания, поэтому он обычно не используется. Доступны жидкие версии клея для кожи; обычно у них есть мочевина добавлен, чтобы клей оставался жидким при комнатной температуре и увеличивал время высыхания. Примеры жидкого клея для шкур - Old Brown Glue или Titebond Liquid Hide. Скрыть клей не расползается. Скрыть клеевые швы легко отремонтировать, просто нагревая и добавляя больше клея для кожи.[1][2][3]

Карбамидоформальдегид

Карбамидоформальдегид полимерные клеи отличаются невысокой эффективной стоимостью, низкими температурами отверждения, устойчивостью к микроорганизмам и истиранию, а также светлым цветом. Не ползет, поддается ремонту эпоксидной смолой. Он может быстро портиться в горячей влажной среде, выделяя формальдегид (канцероген).[4][5][6]

Резорцин-формальдегид

Резорцин клей на основе формальдегидной смолы очень прочный и долговечный (устойчив к погружению в кипящую воду, слабые кислоты, соленую воду, растворители, плесень, грибок, ультрафиолет и т. д.). Перед использованием его необходимо перемешать (жидкая смола и порошкообразный катализатор). Он имеет темно-фиолетовый цвет, что может быть нежелательным в некоторых случаях. Токсично.[7] В течение многих лет Федеральное управление гражданской авиации (FAA) заявляло, что «Резорцин - единственный известный клей, рекомендованный и одобренный для использования в деревянных конструкциях самолетов и полностью отвечающий необходимым требованиям прочности и долговечности».[4] для сертифицированных самолетов. Однако на самом деле в подавляющем большинстве деревянных самолетов, построенных в последние десятилетия (в основном, самолетов любительской постройки), вместо этого используются другие типы клея (в основном эпоксидная смола систем), которые обладают большей прочностью и, что более важно, гораздо меньшей критичностью в совершенной технике нанесения. Большинство новейших клеев гораздо более устойчивы к типичным строительным ошибкам (таким как небольшие зазоры или несовпадения деталей), чем резорцин, который практически не допускает таких повседневных строительных ситуаций. Это может вызвать серьезные трудности, особенно в сложных сборках. Однако резорцин по-прежнему используется некоторыми строителями / реставраторами и часто встречается в старинных самолетах.

Фенолформальдегид

Фенолформальдегидная смола обычно используется для изготовления фанеры. Застывает при повышенной температуре и давлении.[4]

Полиуретан

Полиуретан клей (торговые наименования включают Горилла клей и Excel) становится все более популярным. Они связываются не только с деревом, но и с текстильными волокнами, металлами, пластмассами, стеклом, песком, керамикой и резиной. Полиуретановые клеи для дерева обычно представляют собой форполимеры с концевыми изоцианатными группами. Под воздействием влаги изоцианаты реагируют с водой и, таким образом, отверждают клеи. Поэтому однокомпонентные полиуретановые клеи также называют полиуретанами, отверждаемыми под действием влаги. Кроме того, взаимодействие полиуретанов и древесных полимеров может значительно повлиять на характеристики склеивания.[8] Однако в тестах на водонасыщение полиуретановые связки «были гораздо менее прочными, чем резорциновые связи как на [пихте Дугласа, так и на желтой березе]».[9]

Эпоксидная смола

Эпоксидная смола, обычно в виде двухкомпонентной системы смешивания, отверждается при более широком диапазоне температур и влажности, чем другие клеи, не требует давления при отверждении и обладает хорошими свойствами заполнения зазоров: почти идеальные швы с очень маленькими зазорами на самом деле дают более слабое соединение . Использование эпоксидной смолы требует особого внимания к соотношению компонентов в смеси. Он связывается с большинством клеев для затвердевшей древесины (кроме ПВА).[10] Двухкомпонентный эпоксидный клей очень устойчив к соленой воде, большая часть эпоксидной смолы термостойка до 350 ° F (177 ° C), составы, содержащие металлический порошок и резину или пластификаторы, очень жесткие и ударопрочные. Эпоксидная смола может вызвать долгосрочную чувствительность (аллергию) из-за чрезмерного воздействия и часто стоит дорого.[11]

Цианоакрилат

Цианоакрилат (Сумасшедший клей, Супер клей, CA или же CyA) используется в основном для мелкого ремонта, особенно дровоколы. Мгновенно соединяется, в том числе с кожей. Отвержденный СА - это, по сути, пластик. Доступны версии, которые могут впитываться в плотные швы, но склеивать с меньшей прочностью (потому что много капает и впитывается в древесину, оставляя очень мало на поверхности для склеивания) или более густые составы (гель), которые могут заполнять очень небольшие зазоры , не вытекать из стыка и не так быстро впитываться в древесину. Более тонкий цианоакрилатный клей не склеивает быстрее и не образует более короткие полимерные цепи, чем гелевый клей при использовании для дерева. Химическая природа древесины значительно задерживает полимеризацию цианоакрилата. Когда он, наконец, полимеризуется в деревянном шве, остается достаточно геля для лучшего сцепления, чем в тонком варианте. При использовании геля слишком много клея ослабит полученное соединение. Аналогичным образом, нанесение слишком малого количества тонкого суперклея приведет к тому, что в шве древесины почти не останется клея, что приведет к слабому сцеплению или его отсутствию. Также доступны версии, которые безопасная пена (обычный СА растворяет большинство пенопластов), которые обычно также продаются как слабый запах. Цианоакрилат является жестким, но имеет низкую прочность на сдвиг (хрупкость), поэтому при нормальном изгибе древесины в некоторых случаях сцепление может нарушиться. Часто наносится слишком много клея, что приводит к гораздо более слабому сцеплению. CA быстро стал доминирующим клеем, используемым при изготовлении моделей из пробкового дерева, где его прочность намного превосходит основные материалы.

Казеин

Казеин клей использовался для создания прочных и надежных соединений в ранней авиации, но потерял популярность из-за его восприимчивости к атакам бактерий.

Поливинилацетат

Поливинилацетат (ПВА), также известный как «белый клей» или «хобби и ремесло», нетоксичен и очень прост в использовании, но его трудно ремонтировать, поскольку большинство клеев (включая сам ПВА) плохо прилипают к затвердевшему клею ПВА. PVA будет слизняк при постоянной нагрузке. Клей Элмера-Все является примером клея ПВА.

Алифатическая смола

Алифатическая смола, также известный как «столярный клей» и «желтый клей», представляет собой синтетический клей (в этом случае алифатическое соединение ) светло-желтого цвета и кремовой текстуры, который чаще всего используется для склеивания деревянных частей. По сравнению с другими клеями имеет слабый запах и воспламеняемость, умеренная сила сцепления и умеренная влагостойкость. Он более жаро- и водостойкий, чем поливинилацетат «белые» клеи, имеют более плотную консистенцию, что приводит к меньшему количеству капель, и схватывается при температурах от 50 ° F (10 ° C) до 110 ° F (43 ° C), хотя считается непригодным для использования на открытом воздухе. Его более быстрое схватывание, чем у белых клеев, может затруднить его использование в сложных проектах. Это лечит примерно через 24 часа, и в результате полоска клея станет полупрозрачной, бледно-коричневой или янтарной. Прежде чем он застынет, его можно очистить водопроводной водой (например, белым клеем). В отличие от белого клея, его термостойкость и твердость после отверждения означают, что его можно шлифовать, но он не впитывает морилки наносится поверх него. Перед окрашиванием излишки смолы необходимо отшлифовать или удалить другим способом.[12] Он имеет меньшую тенденцию к "сползанию" (скольжение при зажиме), чем белый клей.[13] Алифатическая смола имеет аналогичный профиль использования и относительный предел прочности как ПВА. Эти два клея различаются по характеристикам сцепления до начального схватывания, причем ПВС демонстрируют большее скольжение во время сборки, а желтый клей имеет большее начальное сцепление. Бренды включают Titebond и Лепаж.

Контактный цемент

Контактный цемент за шпон.

Горячий клей

Горячий клей для временного использования.

использование

Некоторые клеи для древесины обладают плохой способностью «заполнять зазоры», то есть они либо впитываются в древесину и оставляют зазор пустым, либо остаются, чтобы заполнить зазор, но имеют небольшую структурную целостность. Следовательно, плотники обычно используют плотно прилегающие соединения, которым требуется на удивление мало клея, чтобы удерживать большие куски дерева. Большинство клеев для дерева необходимо зажатый пока клей схватывается.[2] Эпоксидные смолы и некоторые другие клеи могут быть загущены структурными наполнителями (или более густыми составами смолы), чтобы помочь заполнить зазоры, однако предпочтительнее в первую очередь попытаться минимизировать зазоры, чтобы не столкнуться с проблемой.

Механическое сопротивление

Качественная обработка древесины журнал провел ряд тестов для оценки механической прочности деревянных соединений с различными клеями:[14]

КлейПрочность швов в процентах от клея ПВА типа III
Клей ПВА тип III (водостойкий)100%
Медленно схватывающаяся эпоксидная смола99%
Клей ПВА95%
Жидкий клей для кожи79%
Горячий клей для кожи76%
Полиуретан58%

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Спилман, Патрик (1986). Склеивание и зажим: Справочник плотника. Издательство Стерлинг. ISBN  978-0-8069-6274-0.CS1 maint: ref = harv (связь)
  2. ^ а б Вик, Чарльз Б. (2007). «Глава 9 Клеевое соединение древесных материалов» (PDF). В Департаменте сельского хозяйства США (ред.). Энциклопедия дерева. Skyhorse Publishing Inc., стр. 9–1. ISBN  978-1-60239-057-7.CS1 maint: ref = harv (связь)
  3. ^ "Часто задаваемые вопросы по клею для дерева на ChemicalWiki". ChemicalWiki.com.
  4. ^ а б c «AC 43.13-1B CHG 1 [Large AC. Это включает изменение 1.] Приемлемые методы, методы и практики - осмотр и ремонт воздушных судов». faa.gov.
  5. ^ Коннер, Энтони Х. (1996). «Смолы карбамидоформальдегидные адгезивные» (PDF). В Саламоне, Джозеф К. (ред.). Энциклопедия полимерных материалов. CRC Pres. ISBN  978-0-8493-2470-3.CS1 maint: ref = harv (связь)
  6. ^ Маркс, Дэвид Дж. (Сентябрь – октябрь 2007 г.). «Работа с карбамидоформальдегидными клеями». Столяр Вест. Архивировано из оригинал на 2011-07-10.
  7. ^ Водостойкий резорциновый клей DAP® Weldwood (Технический бюллетень), получено 17 ноября 2017 г.
  8. ^ Рен, Дакай; Фрейзер, Чарльз Э. (2012). «Дерево / адгезивные взаимодействия и фазовая морфология влагоотверждаемых полиуретановых клеев для древесины». Международный журнал адгезии и адгезивов. 34: 55–61. Дои:10.1016 / j.ijadhadh.2011.12.009. ISSN  0143-7496.
  9. ^ Vick, C.B .; Окконен, Э.А. (ноябрь – декабрь 1998 г.). «Прочность и долговечность однокомпонентного полиуретанового адгезива к древесине». Журнал лесных товаров. 48 (11/12): 71–76.
  10. ^ «Склеивание эпоксидной смолой в деревянных конструкциях», Гурит, извлечено 3 ноября 2009 г. Архивная копия в WebCite (26 января 2006 г.).
  11. ^ Ларри Парди, «Superior Adhesives for the Millennium», извлечено 2008-11-08
  12. ^ Чарльз Р. Селф (1995). Супер простые скворечники, которые вы можете сделать. Sterling Publishing Company, Inc., стр.38 -39. ISBN  978-0-8069-0858-8.
  13. ^ Роджер В. Клифф (1990). Справочник плотника. Стерлинг. п.134. ISBN  978-0-8069-7238-1.
  14. ^ "Справочник Fine Woodworking, август 2007 г., N ° 192" (PDF). oldbrownglue.com.