Пластик – это исключительно популярный материал, используемый во многих отраслях – от автомобилестроения и электроники до моделирования. Его долговечность, лёгкость и коррозионная стойкость делают его превосходным и универсальным конструкционным материалом. Однако стоит помнить, что из-за этих специфических свойств эффективное соединение пластиковых элементов требует использования столь же эффективных клеев. При их выборе следует учитывать различные факторы – такие как тип полимера, эластичность соединения, устойчивость к температуре и условиям работы. Итак, как выбрать лучший клей для склеивания пластика? Чем отличается хороший клей для пластика? Что нужно помнить и каких ошибок следует избегать?

Как работает клей для пластика?
Сильно упрощая: препарат наносится на заданную поверхность, затем вода/растворитель постепенно испаряется – клей высыхает, соединяя элементы между собой.
Однако здесь стоит выделить несколько основных типов клеев, а именно: клеи на основе растворителей, клеи на водной основе, реактивные клеи и термоплавкие клеи, которые отличаются механизмами адгезии и когезии.
- Клеи на основе растворителя и воды
Клеи на основе растворителя и воды действуют по принципу испарения носителя (органического растворителя или воды), оставляя на поверхности тонкий вяжущий слой, который соединяет элементы. Клеи на основе растворителя могут дополнительно частично растворять поверхности пластика, что увеличивает адгезию (то есть, прилипание одной поверхности к другой). - Реактивные клеи
Химически отверждаемые клеи, то есть, цианоакрилатные (так называемый «суперклей») или эпоксидные, используют химические реакции для отверждения соединения. Цианоакрилаты полимеризуются под воздействием влаги из воздуха, создавая прочные и жёсткие связи. А эпоксидные клеи состоят из двух компонентов – смолы и отвердителя – которые реагируют друг с другом, что приводит к образованию сшитых полимерных структур с высокой механической прочностью. - Термоплавкие клеи
Термоплавкие клеи действуют за счёт нагревания и охлаждения связующего полимера. При нагревании клей становится жидким, что позволяет наносить его на поверхность, после чего по мере охлаждения он затвердевает, создавая постоянное соединение.
Типы клеев для пластика и их свойства
1. Цианоакрилатные клеи (CA)
Цианоакрилаты – однокомпонентные клеи, которые подвергаются анионной полимеризации в присутствии влаги из воздуха или следовых количеств воды на поверхности материала. Соединение создается путем образования длинных полимерных цепей, что обеспечивает высокую прочность шва. Их основное свойство – очень быстрое отверждение (порядка секунд), высокая механическая прочность и хрупкость шва.
- Применение: склеивание поликарбонатов, ПММА (оргстекла), полистирола (ПС); ограниченная эффективность на поверхностях с низкой поверхностной энергией (например, полипропиленовых (ПП)).
2. Эпоксидные клеи
Эпоксидные клеи состоят из эпоксидной смолы и отвердителя, которые вступают в реакцию химического сшивания. Эпоксидная реакция создаёт сшитую структуру с высокой механической и химической стойкостью. Она отличается высокой прочностью при растяжении, прочностью на срез, устойчивостью к химическим воздействиям и температуре.
3. Полиуретановые клеи (ПУ)
Полиуретановые клеи могут быть однокомпонентными (реагирующими с влагой) или двухкомпонентными (реакция изоцианата с полиолами). После отверждения они создают эластичные, устойчивые к атмосферным воздействиям соединения, основные свойства которых: хорошая гибкость, вибро- и термостойкость, гидрофобность.
- Применение: соединение термопластичных материалов, таких как ПВХ, АБС, ПУ, а также применение в автомобильной и строительной промышленности
Ознакомьтесь с предложением для клеевой промышленности от PCC Groups: www.products.pcc.eu/ru/k/kлеи/
4. Клеи на основе растворителей
Эти клеи вызывают растворение поверхности пластика с последующей новой консолидацией в процессе испарения растворителя. Они содержат летучие органические соединения (такие как ацетон, дихлорметан), а их свойства основаны на хорошем проникновении в поверхность и высокой химической стойкости после высыхания.
- Применение: склеивание ПВХ, ПС, АБС; использование в моделировании и химической промышленности.
5. Термоплавкие клеи (hot melt)
Это полимерные клеи, которые при нагревании становятся жидкими, а при охлаждении затвердевают, создавая механическую связь. Чаще всего они основаны на сополимерах ЭВА (этиленвинилацетат) или полиамидах. Свойства: отсутствие выделения растворителя, высокая скорость склеивания, влагостойкость.
- Применение: упаковка, изготовление мебели, электроника, склеивание ПЭ и ПП пленок.
6. Акриловые клеи (ММА)
Метакрилатные структурные клеи содержат два компонента: инициатор и катализатор, которые активируют радикальную полимеризацию, создавая прочный и долговечный шов. Они отличаются высокой устойчивостью к динамическим нагрузкам, ударопрочностью и хорошей адгезией к поверхностям с низкой поверхностной энергией.
- Применение: склеивание полипропилена (ПП), полиэтилена (ПЭ), ПТФЭ и композитов на основе углеродного волокна.
Как выбрать подходящий клей для пластика конкретного типа?
Чтобы выбрать правильный клей для пластика, сначала нужно определить тип пластика. Некоторые из них, такие как полиэтилен (ПЭ) и полипропилен (ПП), плохо приклеиваются из-за низкой поверхностной энергии и требуют использования специальных клеев или препаратов, улучшающих адгезию. Другие, такие как ПВХ и полистирол, клеятся лучше, что позволяет использовать стандартные клеи на основе растворителей.
Сильно упрощая, можно сказать, что:
- Цианоакрилатный клей («суперклей» – сильный клей) эффективен для многих твёрдых пластиков.
- Двухкомпонентные эпоксидные клеи подходят для широкого спектра пластиков, включая ПЭ и ПП.
- Полиуретановые клеи идеально подходят для наружного применения.
- Клеи на основе растворителей хорошо подходят для склеивания ПВХ и полистирола.
Как правильно использовать клей для пластика?
Шаг 1: Определите тип пластика. Прежде чем начать, убедитесь, что знаете, с каким типом пластика вы имеете дело.
Шаг 2: Очистка поверхностей. Тщательно очистите склеиваемые поверхности. Удалите всю грязь, пыль, масло и жир. Для обеспечения лучшей адгезии можно использовать изопропиловый спирт или специальный обезжириватель.
Шаг 3: Шлифовка поверхности. Если возможно, рекомендуется слегка обработать поверхность шлифовальной машинкой или мелкой наждачной бумагой.
Шаг 4: Нанесение клея. Равномерно нанесите клей на одну или обе поверхности в зависимости от инструкций производителя. После нанесения клея аккуратно прижмите поверхности друг к другу. Убедитесь, что они плотно прилегают и не двигаются.
Оставьте склеенные элементы на время, рекомендуемое производителем клея. Это время может варьировать от нескольких секунд (для цианоакрилата) до нескольких часов (для эпоксидных клеев).
Шаг 5: Чистка. После склеивания удалите излишки клея тканью, смоченной растворителем или спиртом, желательно до того, как клей полностью затвердеет.
Наиболее распространенные ошибки при склеивании пластика и как их избежать?
Ошибка 1: Неправильная подготовка поверхности. Загрязнения, такие как масло, жир, могут значительно снизить эффективность склеивания, из-за чего склеиваемые элементы не соединяются прочно. Поэтому перед нанесением клея поверхность следует тщательно очистить, желательно с помощью изопропилового спирта или другого подходящего растворителя.
Ошибка 2: Неправильный выбор клея для типа поверхности. Например, использование универсального клея для полиэтилена, для которого требуются специализированные клеи, повышающие адгезию.
Применение клеев для пластика в промышленности
Электронная промышленность
В электронной промышленности такие клеи необходимы для сборки корпусов устройств, крепления компонентов к печатным платам, при упаковке и для изоляции и защиты чувствительных электронных компонентов. Клеи должны соответствовать строгим требованиям к электропроводности и теплостойкости, а часто также и минимизировать риск повреждения компонентов статическими электрическими разрядами (ESD).
Строительство
В строительстве клеи используются для монтажа элементов из ПВХ, таких как трубы, окна или профили. Эти клеи должны обладать высокой устойчивостью к изменяющимся погодным условиям, вибрациям и весу, обеспечивая долговременную стабильность и герметичность соединений.
Мебельная промышленность
Обычно клеи используются для соединения декоративных элементов, таких как ламинат и фанерная облицовка, а также для крепления различных пластиковых компонентов. При этом клеи должны обеспечивать высокую адгезию к различным материалам и эстетику отделки, чтобы не влиять негативно на внешний вид готового изделия.
Производство автомобилей
Клеи для пластика в автомобильной промышленности используются для монтажа элементов интерьера, бамперов, панелей кузова и других пластиковых компонентов. Как и в других отраслях, они должны соответствовать определённым требованиям, включая механическую прочность, устойчивость к маслам, топливу и экстремальным температурам, что является ключевым для безопасности и долговечности транспортного средства.
В каждом из этих секторов правильный выбор клея для промышленного применения имеет решающее значение для обеспечения оптимальных характеристик и долговечности продукции.
- Hanyż, B., & Gajewska-Kobus, I. (2001). Kleje poliuretanowe nowej generacji. Izolacje, 6, 24-25.