Клеи и склеивание

Прочность клеевого соединения, т. е. физико-химическая связь между клеем и деталями, во многом зависит от качества применяемого клея и режима склеивания. Клеи — материалы, образующие при соответствующих условиях твердую пленку, прочно скрепляющую соединяемые поверхности. Наиболее широко применяются: столярный (костный и мездровый), казеиновый и некоторые синтетические клеи.

Столярный клей

Костный клей изготовляют из костей животных; по качеству он делится на 4 сорта, по виду — на плиточный, крупнодробленый, мелкодробленый и в виде клеевой массы.
Мездровый клей изготовляют из подкожного слоя и шкур животных; по качеству он делится на 5 сортов, по виду — на плиточный, дробленый и чешуйчатый.
Хороший по качеству плиточный клей (костный и мездровый) должен быть твердым, хрупким и прозрачным; плитки должны хорошо ломаться (а не гнуться), образуя при этом острые грани, похожие на желтое стекло. Если плитка имеет темный цвет и при надломе гнется, значит клей плохого качества. Такой клей при набухании дает гнилостный запах, вода загрязняется. Столярный клей применяют при горячем способе склеивания, а также для приготовления водных окрасочных составов, шпаклевок, подмазок, клейетеров и пр. При этом мездровый клей, как более темный, целесообразно использовать для приготовления темных окрасочных и других отделочных составов. У мездрового клея лучшая клеящая способность, чем у костного. Оба клея сохнут 1,5—2 ч.
Для приготовления клеевого раствора сухой клей кладут в луженую посуду, заливают чистой водой комнатной температуры так, чтобы он был полностью погружен в воду, и оставляют набухать на 6—12 ч (дробленый клей на 4 ч) до полного размачивания всех твердых кусков. Набухший клей переливают в варочный котелок, состоящий из двух сосудов [(в наружном— кипяток, во внутреннем — клей), и варят при температуре 60—70° С в течение 2—3 ч. Чтобы предотвратить гниение, в клей добавляют антисептики. При варке клей не следует слишком сильно размешивать. Клей считается готовым, когда в нем исчезнут клеевые сгустки. Готовый раствор клея фильтруют через сито для снятия пены. Клей нужно готовить из расчета на 2—3 дня работы, так как он сильно поглощает влагу из воздуха. Хранить его следует в луженой или эмалированной посуде при пониженной температуре. Для приготовления клеевого раствора можно применять следующие соотношения (по весу) клея и воды: костный клей 1 : 1,5; мездровый клей 1 : 3. Для колеров, грунтовок и шпаклевок рекомендуется варить клей 10%-ной крепости (1 кг клея на 10 л воды).

Казеиновый клей

Изготовляется из казеина (белковое вещество белого или желтоватого цвета) и щелочи. Делится на два сорта: «Экстра» и ОБ (обыкновенный); выпускается в виде порошка желтовато-белого цвета; более водостоек и прочен, чем мездровый клей, менее требователен к температурным условиям и режиму склеивания, отличается простотой приготовления. Сохнет 7—10 ч. Казеиновый клей применяют при холодном способе склеивания, а также для приготовления казеиновых окрасочных составов, шпаклевок и пр.
Способ приготовления. Температура воды и порошка клея должны быть комнатными. На 1 часть сухого клея требуется 2 части воды. Сначала вливают в клеевой бачок 2/3 требуемого количества воды, затем постепенно всыпают туда клеевой порошок, размешивают раствор до получения загустевшей массы, вливают остальную Уз часть требуемой воды и продолжают размешивать в течение 40—50 мин. После того как клеевой раствор отстоится (10—15 мин), его нужно перелить в другую посуду, процеживая при этом. Более чем на 4 ч работы приготовлять раствор не следует.

Правила склеивания столярным или казеиновым клеем

При склеивании костным, мездровым или казеиновым клеем необходимо соблюдать следующие условия:

1. Пользоваться резиновыми перчатками и прорезиненным фартуком.
2. Рабочий стол, клей, кисти, зажимные приспособления должны быть так расположены, чтобы можно было устранить лишние движения и хождения.
3. Столярный клей должен находиться в клеянке, имеющей двойные стенки (между которыми наливается горячая вода) или в клеянке с электроподогревом. Казеиновый клей лучше держать в эмалированной посуде.
4. Строгание склеиваемых деталей лучше производить перед склеиванием. При большом разрыве во времени между строганием и склеиванием детали могут покоробиться.
5. Склеиваемые поверхности должны хорошо сопрягаться и не иметь дефектов (трещин, вмятин, отщепов, масляных пятен, задиров и пр.).
6. Влажность склеиваемых деталей не должна превышать 18%, так как сырая древесина плохо склеивается. При температуре ниже 15°С клеевой раствор быстро остывает, при температуре выше 40° С на поверхности склеивания могут появиться сухие пятна, клей долго высыхает и легко выдавливается под действием пресса.
7. Температура помещения должна быть не ниже 18 и не выше 30° С. При применении казеинового клея температура помещения может доходить до 12° С.
8. Температура клея в момент склеивания деталей должна быть: костного 65°С,- мездрового 70° С, казеинового не ниже 12° С.
9. Наносить клей на поверхности склеиваемых деталей тонким слоем [(примерно 0,08—0,20 мм) при помощи щетинной или лубяной кисти с длиной рабочего ворса 1,5—2,5 см. При более толстых слоях прочность склеивания снижается.
10. Застывший (загустевший) раствор казеинового клея нельзя употреблять вторично; свежий раствор и вода не растворяют старый, застывший казеиновый клей.
11. Соединять детали, через 2—5 мин (открытая пропитка) после нанесения на них костного или мездрового клея и через 4-—6 мин после обмазывания их казеиновым клеем. Примерно через такое же время следует запрессовывать детали.
12. Выдерживать склеенные детали под прессом в состоянии сжатия: при применении костного или мездрового клея 3—5 ч, при применении казеинового клея 2—10 ч (в зависимости от формы деталей и породы древесины).
13. Продолжительность выдержки после снятия пресса (давления) может колебаться в пределах от 6 до 48 ч в зависимости от конкретных условий, способов обработки материала и сорта клея.

Устранить дефекты можно только повторным склеиванием. Для этого нужно обязательно расчистить место склейки, удалить полностью следы первого клеевого шва. Переклеенное соединение всегда слабее первоначального.

Синтетические клеи

Синтетические клеи бывают жидкие и пастообразные, отличаются достаточной прочностью и водостойкостью, имеют ряд преимуществ в сравнении со столярным и казеиновым клеями. Наиболее применимы «леи марок: К-17, БФ-2 и др.
Клей К-17 — смесь карбамидоформальдегидной смолы, наполнителя (древесная мука) и 10%-ного раствора щавелевой кислоты в воде, используемой в качестве катализатора (отвердителя). Смесь по внешнему виду бесцветная, однородная, вязкая. Достоинства этого клея заключаются в том, что его можно быстро приготовить без подогревания; он растворяется в «оде, легко смывается о рук, посуды и пр.; клеевые соединения температуроустойчивы; срок выдержки при склеивании меньше по сравнению с другими клеями.
Способ приготовления. За сутки до приготовления клея в смолу (обычно МФ-17) добавляют наполнитель и тщательно перемешивают в клеемешалке. До этого готовят отвердитель: требуемое количество кристаллической щавелевой кислоты всыпают в соответствующее количество кипяченой воды; раствор нагревают до 70—80° С, помешивая стеклянной палочкой; после полного растворения кислоты в воде раствор остужают, процеживают через вату или плотную марлю и переливают в плотно закрывающуюся посуду. Затем в клеемешалку отвешивают заданное по рецепту количество смолы с наполнителем, отвердитель и добавляют (если необходимо) воду. Все перемешивают. Температура всех компонентов не должна превышать 20° C. Если нужно, смесь охлаждают и размешивают (5—.10 мин) до получения однородного клеевого раствора.
Для склеивания без подогрева клеевого шва (t=20—25° С) можно принять следующее соотношение компонентов, вес. ч.; смолы МФ-!17 с содержанием наполнителя в объеме 8% к весу чистой смолы—10 (100) *; 10%-ного раствора щавелевой кислоты в воде—15—28 (7,5—14); вода добавляется до получения требуемой вязкости, если после введения отвердителя она будет больше 40. Необходимо, чтобы приготовленный за один с клеи был израсходован в течение 3—4 ч. Посуду с клеем нужно держать в другой посуде с водой, имеющей температуру 10-16 °С. Полезно, чтобы и клеянки имели рубашки  (двойные стенки), заполняемые холодной водой. Кроме того, необходимо следить за режимом склеивания.
Склеиваемые поверхности должны быть ровными, чистыми, без масляных пятен. Строгать их нужно перед склеиванием (не ранее чем за 2 ч). Не допускается склеивать древесину с влажностью свыше 16% и применять загустевший клей. Смазывать клеем следует обе склеиваемые поверхности, при фанеровании—одну (массив). Слой клея должен быть равномерным и тонким. Норма расхода клея 200—400 т/м².

Универсальный клей применяют для склеивания дерева, пластмассы, стекла, фарфора, картона. При хранении в закрытой посуде он не застывает и всегда годен к употреблению. Не водостоек.

Универсальный клей БФ-2 применяют для склеивания дерева, стекла, металла, пластмассы, фарфора, фаянса. Его нельзя использовать для склеивания кухонной и столовой посуды. Склеиваемые поверхности нужно очистить от пыли, грязи, жировых пятен, ржавчины (шкуркой, горячей водой с мылом или бензином и пр.) и хорошо просушить. Затем кисточкой наносят тонкий слой клея на обе склеиваемые поверхности и высушивают, чтобы он не прилипал к пальцам; после этого наносят второй толстый слой клея и немного подсушивают. Соединенные склеенные части связывают, помещают в металлическую посуду, заливают водой и кипятят не менее 3 ч, затем воду охлаждают. Склеенные изделия можно также прогревать в духовках, а если не требуется большой прочности, выдерживать при комнатной температуре 4 суток.