---

Клеи фенолоформальдегидные

---

ОПИСАНИЕ.

Фенолоформальдегидные олигомеры являются основой большого числа клеев, широко используемых для склеивания металлов, древесины и многих других материалов.

Олигомеры, полученные конденсацией фенола с избыткои формальдегида в присутствии щелочных катализаторов (резольные смолы) и содержащие гидроксиметильные группы, используют для изготовления клеевых композиций.

Новолачные олигомеры, образующие при избытке фенола, не содержат гидроксиметильные группы.

Для придания новолачным олигомерам клеящих свойств их обрабатывают формальдегидом или содежащими формальдегид соединениями или совмещают с полимерами резольного типа. При этом получаются клеи МЕНЕЕ ЖЕСТКИЕ, чем клеи на основе резольных смол, и с лучшими адгезионными свойствами, чем у новолачных.

Наличие бензольных ядер в фенолоформальдегидных смолах обеспечивает им СТОЙКОСТЬ К ТЕРМОДЕСТРУКЦИИ, а наличие гидроксильных групп - ВЫСОКУЮ АДГЕЗИЮ к металлам и неметаллическим материалам.

В фенолоформальдегидных олигомерах присутствует свободный фенол (до 25% (мас.)). Это положительно сказывается на адгезионной ПРОЧНОСТИ клеевых соединений, что связано с его пластифицирующим действием. Однако наличие фенола в составе клея обуславливает их ТОКСИЧНОСТЬ, поэтому предпочтительнее использовать клеи на основе обесфеноленных фенолоформальдегидных смол. Получить обесфеноленные резольные смолы весьма сложно, поэтому на практике используют обесфеноленные новолачные смолы.

В процессе отверждения при нагревании фенолоформальдегидных смол резольного типа происходит их дальнейшая конденсация, катализаторами которой могут служить кислоты, а также сульфат, фосфат или хлорид аммония, которые вводят в клеевые композиции в количестве 0,1-5% (мас.). При использовании в качестве основы клеев новолачных фенолоформальдегидных смол отверждение осуществляют с помощью гексаметилентетрамина (ГМТА), которой вводят в количестве 5-12% (мас.).

НЕДОСТАТКОМ отверждения ПРИ НАГРЕВАНИИ фенолоформальдегидных смол является повышенная ХРУПКОСТЬ. Для повышения эластических характеристик олигомеры модифицируют соединениями, содержащими реакционноспособные группы. Для модификации применяют каучуки (бутадиен-нитрильные, натуральный, метилвинилпиридиновые и др.), эпоксидные смолы, поливинилацетали. Модификация, однако, приводит к снижению ТЕРМОСТОЙКОСТИ.

В качестве ПЛАСТИФИКАТОРОВ фенольных смол используют полимеры на основе фосфонитрилхлоридов и различных полигидроксиароматических соединений. Эти соединения имеют хорошую адгезию и не снижают термостойкость клеящих систем. Кроме того они придают материалам ОГНЕСТОЙКОСТЬ.

Весьма часто фенолоформальдегидные смолы сочетают с элементорганическими соединениями, что позволяет получить ТЕРМОСТОЙКИЕ КЛЕИ с прочностью выше, чем у клеев на основе немодифицированных элементорганических смол.

В качестве НАПОЛНИТЕЛЕЙ клеев на основе фенолоформальдегидных смол применяют карбонат стронция, оксид меди, оксид кобальта, порошкообразную нержавеющую сталь, аморфные бор и кремний и др.

ФИЗИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ.

Клеями служат ацетоновые, спиртовые или водные растворы немодифицированных фенолоформальдегидных смол и пленки, изготовленные пропиткой волокнистых материалов (например, бумаги из сульфидной целлюлозы) спиртовым раствором фенолоформальдегидной смолы.

Фенолоацетальные клеи выпускают в виде растворов в спиртах, кетонах, смесях спиртов с ароматическими углеводородами.

Фенолокаучуковые клеи выпускают в жидком виде и в виде плёнок. Жидкие клеи представляют собой растворы (~ 30%-й концентрации) в органических растворителях. Как правило их готовят непосредственно перед применением из двух компонентов, один из которых представляют собой неармированные системы, которые по сравнению с эпоксидными пленочными клеями имеют более длительный гарантийный срок хранения.

СРОК ХРАНЕНИЯ для клеев на основе немодифицированных фенолофомальдегидных смол резольного типа при 20оС составляет 6 мес., для немодифированных фенолоформальдегидных смол новолачного типа 12-24 мес.

Срок хранения при 20оС модифицированных жидких клеев от 6 до 12 мес. в герметичных ёмкостях, пленочных клеев до 4-6 мес.

РЕЖИМ ОТВЕРЖДЕНИЯ.

Склеивание фенолокаучуковыми клеями на основе резольных смол производят в течение 20-120 мин при 150-200оС и давлении 0,35-1,0 МПа.

Режим отверждения клеев общего назначения, отверждаемых кислыми отвердителями, от 3 до 6ч при 20оС. При повышении температуры продолжительность отверждения значительно сокращается.

Клеи на основе новолачных фенолоформальдегидных смол отверждаются при 140-150оС в течение 15 мин и давлении 0,7-1,7 МПа, пленочные клеи- до 15 мин при 120-150оС и давлении 0,7-1,4 МПа.

Как видно из приведенных выше данных, склеивание следует проводить при повышенном давлении.

При отверждении с помощью эпоксидных олигомеров не происходит выделение летучих продуктов, поэтому давление при отверждении не требуется.

ИНТЕРВАЛ РАБОЧИХ ТЕМПЕРАТУР зависит от рецептуры клея.

Для немодифицированных клеев он составляет от –60 до 150оС (длительное воздействие температуры) и до 260оС (кратковремененное воздействие температуры).

Модифицированные каучуками клеи работоспособны при температурах 150-200оС до 50000 ч и более.

Введение в них термостойких наполнителей позволяет повысить рабочую температуру до 300оС.

Клеи, модифицированные элементограническими соединениями, работоспособны до температуры 500оС.

На основе продуктов совмещения фенольных смол с титансодержащими кремнийорганическими смолами удается получить клеи, способные работать при температурах до 1200оС.

ПРОЧНОСТЬ (при температуре 20оС) при сдвиге клеевых соединений стальных образцов, выполненных немодифицироваными клеями холодного отверждения, достигает 10-13 МПа после отверждения при комнатной температуре в течение 24 ч.

Для клеевых соединений стали, выполненных фенолокаучуковыми клеями, прочность при сдвиге составляет 12,5-26 МПа, прочность при равномерном отрыве до 20 МПа.

СТОЙКОСТЬ К ДЕЙСТВИЮ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ.

Клеи стойки к действию

- атмосферных условий,

- кипящей воды,

- биологических факторов,

- масел,

- соляного тумана

- и многих растворителей.

ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ.

Немодифицированные фенолоформальдегидные клеи используют для склеивания

-пенопластов,

-деревянных конструкций,

-в производстве мебели и фанеры,

-при изготовлении слоистых конструкций,

-тары и др.

Фенолоацетатные клеи применяют

- для сборки силовых конструкций,

- приклеивания обшивок из металла или армированного пластика к сотовому заполнителю из бумаги (пропитанной смолой),

- в изделиях радиотехнического назначения;

- в качестве адгезионного грунта для металлов, которые подлежат склеиваню с древесиной клеями на основе фенолоформальдегидных смол;

- в изделиях, работающих при высоких температурах (например, для приклеивания автомобильных тормозных накладок и дисков муфт и других деталей клеем ВС-10Т).

Фенолокаучуковые клеи используют в качестве конструкционных для склеивания металлов, пластиков, древесины, стекла и керамики.

---