Источник: Википедия, свободная энциклопедия на английском языке

 

Самоклеющийся клей – это клей, прилипающий к поверхности под воздействием давления. Для использования клея не требуются ни растворитель, ни вода, ни высокая температура. Он используется при изготовлении клейких лент, этикеток, бумаги для заметок, внутренней отделки салона автомобиля и многих других продуктов.

Качество сцепления клея с поверхностью зависит от силы надавливания. При этом важную роль играют также такие факторы как гладкость поверхности, поверхностная энергия, отсутствие загрязнений и т.п.

Как правило, самоклеющиеся клеи рассчитаны на использование при комнатной температуре. При низких температурах их клеящая способность обычно частично или полностью пропадает, тогда как при высоких температурах снижается устойчивость к сдвигу. Для использования в условиях высоких и низких температур разрабатываются специальные клеи. При выборе клея важно остановиться на том, чья формула разработана с учетом условий, в которых планируется его использовать.

 

Конструкционные и самоклеющиеся клеи

 В целом все клеи можно разделить на две большие группы: конструкционные и самоклеющиеся. Чтобы образовать прочное сцепление, отверждение конструкционного клея может осуществляться с помощью испарения содержащегося в нем растворителя (например, ПВА), воздействия УФ-излучения (как у стоматологических клеев), химической реакции (как у двусоставных эпоксидных клеев) или охлаждения (как у термоклея). В отличие от конструкционного клея для использования самоклеющегося клея достаточно легкого надавливания.  При создании самоклеющегося клея необходимо  найти определенный баланс между его текучестью и сопротивлением текучести. Сцепление с поверхностью формируется благодаря мягкости клея, что позволяет ему растекаться по поверхности и увлажнять ее. Прочность сцепления достигается за счет твердости клея, которая обеспечивает необходимое сопротивление текучести при надавливании.  Во время контакта клея с поверхностью возникает взаимодействие и на молекулярном уровне благодаря таким силам, как силы Ван-дер-Ваальса, которые оказывают значительное влияние на  конечную силу сцепления. Самоклеющиеся клеи характеризуются вязкоэластичностью, т.е. сочетают в себе свойства вязкости и эластичности, которые в равной степени необходимы для обеспечения качественного сцепления.

В отличие от конструкционных клеев, сила склеивания которых измеряется силой сопротивления сдвигу,  основной характеристикой самоклеющихся клеев является липкость. Липкость зависит от формулы клея, толщины клеевого слоя, чистоты склеиваемых поверхностей, температуры и т.п.

 

Применение

 Самоклеющиеся клеи бывают съемные и стойкие, несъемные. Несъемные клеи используются, например, при изготовлении таких продуктов, как: наклейки с предостережениями для энергетического оборудования, фольга для труб систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, внутренняя отделка салонов автомобилей, звукоизоляционные материалы. Некоторые несъемные клеи отличаются таким высоким качеством, что способны выдерживать килограммы груза на квадратный сантиметр площади даже при высоких температурах. Некоторые несъемные самоклеющиеся клеи на начальном этапе эксплуатации можно использовать как съемные, чтобы можно было, например, переклеить этикетки на товаре в случае допущенной ошибки. Через несколько часов или дней клей утрачивает это свойство и становится несъемным.

Съемные клеи изготавливаются для временного использования. Их можно удалять через месяцы и годы, причем на поверхности не остается никаких следов клея. Съемные клеи используются при изготовлении защитной пленки, изоляционной ленты, рекламных закладок и бумаги для заметок, ценников, графических материалов и материалов, обеспечивающих контакт с кожей: повязок на рану, электродов для снятия ЭКГ, спортивных бинтов, трансдермальных пластырей и т.п. Некоторые съемные клеи создаются с целью повторного использования, благодаря чему материалы можно многократно приклеивать и отклеивать. Такой клей отличается малой силой сцепления и, как правило, не выдерживают большой вес.

 

Изготовление

 Самоклеющиеся клеи бывают растворными (на жидкой основе) и твердыми. Такие продукты как клейкие ленты и наклейки изготавливаются с использованием растворного самоклеющегося клея. Его наносят на материал, после чего продукт помещают в сушилку с горячим воздухом, под воздействием которого жидкая основа клея в виде органического растворителя или воды испаряется. Некоторые виды твердого клея подвергают воздействию высокой температуры, чтобы запустить реакцию образования поперечных межмолекулярных связей и увеличить молекулярную массу. Другие разновидности твердого клея представляют собой полимеры низкой вязкости, которые после нанесения подвергают воздействию УФ-излучения, чтобы увеличить молекулярную массу и получить клей (клеи УФ-полимеризации). В качестве твердых клеев используются также материалы высокой вязкости. Их сперва нагревают для уменьшения вязкости, затем наносят на склеиваемую поверхность и остужают, пока клей не примет свою окончательную форму (термоплавкие клеи).

 

Состав

 В основе самоклеющихся клеев лежат эластомеры в сочетании с клейким веществом (например, смолой или эфиром). В качестве эластомеров могут выступать:

Акрилы. Они сами по себе обеспечивают хорошее сцепление и не требуют добавления клейкого вещества.

Акрилаты на основе органических соединений. Недавно был создан акрилат на основе органического макромономера. Полученный в результате самоклеющийся клей является органическим на 60%.

Бутил-каучук.

Этиленвинилацетат с высоким содержанием винилацетата. Его можно использовать для изготовления термоплавких клеев.

Натуральный каучук.

Нитрилы.

Силиконовая резина в сочетании со специальными клейкими веществами на основе силикатных смол, полученными в результате реакции монофункционального триметил силана с четырехфункциональным тетрахлоридом кремния.

Стирольные блочные сополимеры (сополимеры стирола). Клеи на основе сополимеров стирола отличаются хорошей гибкостью при низких температурах, хорошей растяжимостью и устойчивостью к высоким температурам. Чаще используются в термоплавких клеях, состав которых позволяет сохранять сцепление с поверхностью даже при отверждении, но иногда применяются и в изготовлении самоклеющихся клеев. По прочности уступают полиэстерам. Как правило, имеют структуру АВА, где среднее звено образует эластичная резина, а крайние - жесткий пластик. Пленкообразователи высокой прочности увеличивают когезию и вязкость. Являются водонепроницаемыми, растворимыми в некоторых органических растворителях. Межмолекулярные связи увеличивают устойчивость к растворителям. Соединение крайних звеньев структуры со смолами (кумароно-инденовыми смолами, альфаметилстиролом, винилтолуолом, ароматическими гидрокарбонами и т.д.) улучшает адгезию и оказывает влияние на вязкость, тогда как соединение среднего звена структуры со смолами (алифатическими олефинами, эстер канифолью, политерпенами, терпен-фенольной смолой) улучшает адгезию и повышает чувствительность клея к давлению. Добавление пластификаторов снижает себестоимость продукции, улучшает клейкость, снижает вязкость при расплавлении, уменьшает твердость и улучшает гибкость клея при низких температурах. Структура АВА способствует фазовому разделению полимера: крайние звенья соединяются, а центральные образуют поперечные связи. Стирольные блочные сополимеры не требуют образования дополнительных межмолекулярных связей.

Стирол-бутадиен-стирол (СБС). Используется для образования самоклеющихся клеев высокой прочности. 

Стирол-этилен-бутилен-стирол (СЭБС). Используется при изготовлении самоклеющихся нетканых материалов.

Стирол-этилен/пропилен.

Стирол-изопрен-стирол. Используется для изготовления самоклеющихся клеев высокой клейкости и низкой вязкости.

 Винилэфирная смола.