Jaké jsou požadavky na lepidla?
V závislosti na oblasti použití lepidel a provozních podmínkách lepených výrobků jsou na syntetické lepicí pryskyřice kladeny různé požadavky, z nichž hlavní jsou následující:
— dostatečná stabilita při skladování a možnost přepravy;
— minimální obsah chemikálií s toxickými vlastnostmi v pryskyřici ve volném stavu;
— možnost získat adhezivní pryskyřice ve formě kapalných homogenních roztoků o různých koncentracích;
– určitá viskozita pryskyřice, která u některých procesů zajišťuje rovnoměrné nanášení kompozice lepidla na lepené povrchy a u jiných vylučuje možnost jejího hlubokého pronikání do pórů dřeva (výroba vrstvených plastů na bázi dřeva; , papír, textilie, pevné výlisky apod.) – hloubková impregnace pryskyřičnými lepenými materiály;
— dostatečná životaschopnost lepidel připravených na jejich základě, jejichž použití je možné po určitou dobu bez obav z předčasné želatinace;
— maximální rychlost vytvrzování;
— určitá pevnost lepeného spoje.
Kromě uvedených obecných požadavků jsou na syntetické pryskyřice kladeny další požadavky z důvodu specifik výroby a účelu hotových lepicích výrobků.
Pro lepení překližky, překližky a dřevěných desek a dalších druhů vrstveného dřeva používaného v podmínkách vysoké vlhkosti, například při stavbě lodí, letadel a vagónů, se tedy musí používat lepicí pryskyřice se zvýšenou odolností proti vodě. Tyto podmínky splňují některé značky alkoholem a vodou rozpustných fenolových a kresolformaldehydových pryskyřic a také pryskyřice na bázi melaminu nebo směsi melaminu a močoviny.
Syntetické pryskyřice používané pro dýhování a lepení nábytkových dílů a sestav musí být bezbarvé. Neměly by interagovat s žádnými chemicky aktivními složkami dřeva, což by vedlo k tvorbě barevných skvrn.
Rychlé vytvrzení zahřátím je hlavním požadavkem na syntetické pryskyřice používané pro urychlené lepení nábytkových dílů a sestav při zahřátí v oblasti vysokofrekvenčních proudů, nízkonapěťových proudů a konvenčního konvekčního parního ohřevu.
Pro lepení ve vysokofrekvenčním poli musí mít pryskyřice také odpovídající elektrické vlastnosti.
Tyto požadavky plně splňují pouze některé značky rychle tvrdnoucích močovinoformaldehydových a močovino-melaminformaldehydových pryskyřic o koncentraci 60-70 %.
Požadavky na syntetické pryskyřice pro výrobu dřevotřískových desek a dalších výrobků z lisovaných dřevotřískových desek se liší. Pro desky a výrobky používané ve stavebnictví v podmínkách proměnlivé vlhkosti a teploty je nutné použít pryskyřice se zvýšenou odolností proti vodě, především fenolické. Při výrobě dřevotřískových desek používaných pro výrobu nábytku a některých stavebních dílů (příčky, interiérové dveře) je nejracionálnější použít močovinoformaldehydové pryskyřice. Poskytují vysoce kvalitní dřevotřískové desky při zkrácení doby lisování ve srovnání s fenolovými pryskyřicemi.
Na rozdíl od lepicích pryskyřic pro překližky a nábytek, truhlářské a překližkové desky musí mít pryskyřice používané k výrobě dřevotřískových desek nízkou viskozitu. Pouze za těchto podmínek je možné stejnoměrně nastříkat roztoky lepidel na povrch dřevěných částic.
Výběr typu lepicí pryskyřice pro výrobu dřevolaminátů a lisovaných výrobků z lisovacích třísek je dán také oblastí použití hotového materiálu. Některé typy výrobků musí být vyráběny pouze s použitím fenolových a kresolformaldehydových pryskyřic rozpustných v alkoholu, zatímco jiné lze vyrábět s použitím ve vodě rozpustných fenolových pryskyřic. Vysoké adhezivní vlastnosti a voděodolnost syntetických pryskyřic pro výrobu dřevolaminátů je nutné kombinovat s vysokou impregnační schopností pracovních roztoků, které zajišťují rovnoměrné rozložení pryskyřice v hotovém materiálu.
Výroba dřevěných laminovaných plastů jako elektroizolačního materiálu vyžaduje použití syntetických pryskyřic, které neobsahují zásady a kyseliny, které snižují dielektrické vlastnosti hotového materiálu.
Výroba vysoce pevných a odolných vrstvených dřevěných konstrukcí vyžaduje lepicí pryskyřice, které jsou vysoce odolné vůči proměnlivým atmosférickým vlivům a statickému a někdy i dynamickému zatížení.
Tyto požadavky splňují fenolformaldehydové pryskyřice určitého složení a vysoké koncentrace, resorcinolformaldehydové, epoxidové a některé další typy pryskyřic.
Syntetické pryskyřice používané k výrobě obalů na potravinářské výrobky nesmí obsahovat škodlivé látky, jako je fenol a formaldehyd, které působí toxicky na lidský organismus.
Obecně lze říci, že požadavky na syntetická lepidla jsou rozsáhlé a rozmanité. To se vysvětluje skutečností, že z velkého počtu sloučenin s adhezivními vlastnostmi se jen několik z nich rozšířilo jako lepidla.
Lepidla jsou široce používána jak v průmyslu, tak v každodenním životě. Pro výběr správného lepidla pro různé materiály a podmínky lepení je důležité pochopit, jaké je složení lepidla. V současné době neexistuje jednotná klasifikace lepicích materiálů téměř každá země má svůj vlastní klasifikační systém.
Lepidla lze klasifikovat podle jejich chemického složení, fyzikálního stavu, ve kterém je lepidlo naneseno na lepené materiály, typů lepených materiálů, pevnosti a povahy spoje a mnoha dalších faktorů. Správná volba lepidla zajišťuje kvalitu práce prováděné s jeho použitím.
Podle chemického složení lze lepidla primárně rozdělit do 2 velkých skupin – organická (na bázi polymerů, oligomerů a monomerů různé povahy) a anorganického původu (silikátová, aluminofosfátová, keramická a kovová).
Je téměř nemožné klasifikovat lepidla podle oblastí jejich použití, protože stejná lepidla lze použít pro lepení různých materiálů v široké škále produktů.
Původ lepidla
Podle původu se lepidla dělí na přírodní, umělá a syntetická.
Příkladem přírodních lepidel jsou kasein (živočišný), škrob, dextrin (rostlinný), které lidé používají již velmi dlouhou dobu. Umělé polymery se získávají modifikací existujících přírodních polymerů a syntetické se získávají syntézou polymerů, chemickou reakcí.
Účel lepidel
Na základě jejich funkčního účelu lze lepidla rozdělit do dvou velkých skupin: strukturální a nestrukturální. Strukturální (silová) lepidla musí poskytovat vysokou pevnost a odolnost vůči dlouhodobému namáhání lepených spojů, stejně jako další důležité výkonnostní charakteristiky. Mezi tato lepidla patří průmyslová lepidla používaná pro lepení kovů, plastů, dřeva a dalších materiálů. Síla lepeného spoje je v takových případech srovnatelná s pevností lepených materiálů.
Nestrukturální nebo nepevná lepidla vytvářejí spoje, které nemohou odolat značným silám a jsou určeny pouze k tomu, aby držely na místě jakékoli nezatížené části produktu. Lepený spoj se v některých případech poměrně snadno zničí, spoj je zpočátku plánován jako provizorní. Například v případě lepidel na tapety bude přílišná lepicí síla dokonce škodlivá.
Podmínky lepení
Podle podmínek lepení se lepicí kompozice dělí na dva typy: kontaktní a lepivé. Lepení kontaktními lepidly znamená, že aby se vytvořil lepicí šev, je nutné udržovat lepené díly v kontaktu, dokud lepicí šev dostatečně nevytvrdne. V případě použití lepivých lepidel dochází ke slepení okamžitě při kontaktu dílů, ale důležitá je zde použitá síla.
Skupenství
Lepicí materiály se dělí na pevné (ve formě dlaždic, vloček, prášků, filmů atd.), tekuté (roztok, disperze) a zapouzdřené.
Pevná lepidla (například epoxid, epoxidový novolak) mohou být prášková nebo ve formě tyčinek (tyčinek), tablet nebo granulí. Častěji se používají jako tavná lepidla, jejichž pracovní princip je spojen s tavením a následnou krystalizací po ochlazení. K použití takových lepidel je zapotřebí speciální vybavení.
Tekutá lepidla jsou roztoky nebo disperzní systémy. Rozpouštědlem je voda nebo organická rozpouštědla. Lepidla na vodní bázi jsou nejpohodlnější k použití a jsou šetrnější k životnímu prostředí než lepidla na bázi organických rozpouštědel.
U zapouzdřených lepidel jsou jednotlivé komponenty uzavřeny v ochranném obalu, aby se zabránilo předčasnému vytvrzení. Během procesu lepení se obaly kapslí rozruší a adhezní složky reagují.
Komponentita
Podle stupně připravenosti k práci lze lepidla rozdělit na jednosložková a dvousložková.
Jednosložková lepidla jsou buď zcela připravena k použití, nebo vyžadují zředění vodou (například lepidla typu CMC dodávaná suchá). Vytvrzení lepidla může nastat jak vysycháním, tak i chemickou reakcí lepidla se vzdušnou vlhkostí, lepeným materiálem, působením ultrafialového záření atd.
Dvousložková lepidla (někdy nazývaná dvousložková lepidla) se dodávají jako sada složek, které je nutné bezprostředně před použitím smíchat v pečlivém poměru. Omezená je i podmíněná životnost lepicí směsi, proto je při přípravě nutné počítat se spotřebou lepidla. Typicky dvousložkové lepidlo obsahuje hlavní pojivo a tvrdidlo vytvrzuje v důsledku chemické reakce mezi nimi.
Složení lepidel
Složení lepidel může být buď zcela jednoduché, nebo velmi složité. Lepidlo je založeno na pojivu, hlavní lepicí látce. Na základě stejné látky lze vyrobit lepidlo v různých formách. Například na základě kopolymeru ethylenu s vinylacetátem je možné získat jak tavné lepidlo, tak i lepidlo disperzní ve vodě.
V lepidlech lze také použít plniva, zahušťovadla, stabilizátory a mnoho dalších cílených funkčních přísad.
Speciální vlastnosti
Mnoho typů lepidel je také klasifikováno podle jejich speciálních vlastností. Existuje například několik typů klasifikací lepidel na základě odolnosti vůči vodě/vlhkosti, různých typů viskozity, odolnosti vůči různým faktorům prostředí atd.
Spotřebitel si tak se zaměřením na zadané parametry může vybrat lepidlo, které je pro jeho materiály, technologii a zařízení nejvhodnější.
Aplikace lepidel
Podle rozsahu použití se lepidla primárně dělí na domácí a průmyslová (průmyslová).
Pro každodenní použití by lepidlo nemělo vyžadovat použití složitého zařízení a režimu lepení, ale požadavky na lepidla pro domácnost jsou v mnoha ohledech nízké.
Průmyslová lepidla jsou nejčastěji specializovaná a určená pro použití na určitých typech zařízení a pro určité provozy.
Správný výběr lepidla je zárukou kvalitního lepení.