Plasty, lepidla a nátěrové hmoty 8. a 9. přednáška ZÁSTUPCI LEPIDEL Plasty, lepidla a nátěrové hmoty 8. a 9. přednáška

Lepidla přírodního původu Rostlinná lepidla Minerální lepidla Lepidla živočišného původu Klihy

ROSTLINNÁ LEPIDLA Škrobová lepidla představitel rostlinných lepidel, základem je škrob pšeničný, bramborový a kukuřičný. Škrob se skládá ze dvou hlavních polymerních bází: amylázy (relativní. molekulová hmotnost 50 000 až 160 00) a amylopektin (relativní . mol. hmotnost až 400 000) vlastnosti škrobových lepidel:- lepí rozličné pórovité i nepórovité materiály, spoje nejsou odolné vůči působení vody, bakterií, plísní použití: pro lepení tapet, papíru kancelářské lepidlo DRAGO výhoda nízká cena

ROSTLINNÁ LEPIDLA Deriváty celulózy -Karboxymethylcelulóza (CMC) lepení papíru, roztok ve vodě -Nitrát celulózy-roztok v organických rozpouštědlech, lepení celoloidu navzájem, se dřevem a kovy -Acetobutyrát celulózy - roztok v organických rozpouštědlech, zástupce kanagom pro lepení papíru, dřeva i papíru [1][6]

ROSTLINNÁ LEPIDLA Rostlinné gumy Koloidní roztoky sacharidů ve vodě tvoří viskozní roztoky. Jsou to gumy vylučované jako hojivé zábaly poraněné višně a různých druhů jižních akácií (arabská guma). Použití výroba tužek lepidlo TRAGENT a kancelářská lepidla Algináty Škrobové látky obsažené v některých mořských řasách v množství až 30 %. Vyluhováním a odpařením se získává AGAR AGAR, který ve vodě bobtná a po zahřátí se rozpustí. Po ochlazení gelovatí. Agar agar je obdoba glutinových lepidel. Jeho spoje nejsou odolné vůči vodě.

ROSTLINNÁ LEPIDLA Přírodní kaučuk Kaučukovník (Hevea braziliensis) Brazilie gutaperča Malajsie přírodní latex disperze izoprénu. [1][6] H2C―C―CH = CH2 | ‌ CH3 Lacentex-lepidlo pro výrobu gumožíní a čalounické materiálů, vyznačuje se zdravotní nezávadností a pruž- nými elastickými spoji. Zvýšení pevnosti vulkanizačními přísadami na bázi ZnO2. Roztoky přírodních kaučuků v organických rozpouštědlechkaučuková (kontaktní) lepidla. Při aplikaci se nanáší nános lepidla na oba adherendy.

MINERÁLNÍ LEPIDLA Vodní sklo -koloidní křemičitan sodný, rozklad vzdušnou vlhkostí použití pro balení po dobu dopravy sádra, cementy Keramická lepidla, lepidla na bázi kovových a nekovových oxidů, dusičnanu sodného, kyseliny borité apod. Po- užívají se při lepení kovů a keramiky při teplotě nad 500°C. Lepené spoje odolávají teplotám nad + 3000°C. Metalická lepidla směsi tekutých kovů např. rtuti nebo gália s prášky těžkotavitelných kovů. Používají se v elektronice. Spoje vytvořené těmito lepidly jsou odolné do +800 °C až +1000 °C

Lepidla živočišného původu Klihy Mezi lepidla živošišného původu patří : glutinové klihy, kaseinové klihy a alubiminové klihy Podstatou všech lepidel na bázi živočišných původu, klihů, jsou bílkoviny, které poskytují koloidní roztoky s dobrými adhezními vlastnostmi. Příkladem lepidel je firmus je v podstatě směs kyselinomléčného kaseinu a rostlinných proteinů.[1], [6] Glutinové klihy nazývané jako kožní nebo kostní klih Vytváří pevné spoje , ale pouze vhodné do interiéru

Alubimínové a kaseinové klihy Alubimínové lepidla Připravují se z krevního albuminu, jejich spoje jsou odolné vůči vodě a působení vlhkosti   Kaseinová lepidla Vyrábí se z mléčné bílkoviny kaseinu, který se získává z odtučněného mléka srážením různými způsoby. Pro přípravu lepidel se používá kyselý kasein. Jejich příprava je jednoduchá. Lepený spoj není choulostivý na teplotu prostředí. Nevýhodou je otupování nástrojů. [1][6]

Zvláštní skupiny lepidel Tlakovo–citlivá adheziva (PSA) Polymerní materiály s adhezívními spoji na základě fyzikální interakce PSA s tuhým povrchem, což umožňují tackifiery. Tackifiery nejvíce ovlivňují užitkové vlastnosti PSA, určují viskoelastické vlastnosti. Musí být dostatečně snášenlivé se základním polymery a musí mít nízkou molekulovou hmotnost. Teplota skelného přechodu tackiferů musí být vyšší než teplota skelného přechodu elastomerů. [5], [3]

Pryže –elastoméry v tlakocitlivých lepidlech

Využití mikrovlnného záření při tvorbě lepidlových filmů Mikrovlnného záření se využívá u lepidel s ferofluifovými nanočásticemi, které se v průběhu lepení ohřejí rozkmitáním mikrovlnným zářením nebo vysokofrekvenčním magnetickým polem. Tento typ lepení urychlení při vytvrzování lepených spojů. Po nanesení lepidla, jeho vystavení mikrovlnného záření dochází k magnetické orientaci feritových částic se schopností zachytit energii vlnění, rozkmitáni a svým kmitavým pohybem působí jako topný element, čímž se doba vytvrzování zkracuje na sekundy a nepřekračuje 10 minut. Částice o rozměrech do desítek nanometrů mají účinný úzký absorpční pás frekvence záření. Mikrovlnné záření se označuje jako lepení na povel

Syntetická lepidla dvousložková termoreaktivní Používaná v dřevozpracujícím průmyslu močovinoformaldehydová, melmínformaldehydová močovinamelamínformaldahydových, a fenolformaldehydová lepidla, která pro tvorbu lepeného spoje vyžadují: většinou zvýšenou teplotu vysoký lisovací tlak rezorcinformaldehydová lepidla.[1], [6]

Močovinoformaldehydová lepidla (UF) nerozpustné a netavitelné. K vytvrzení lepidla je nutné přidávat chlorid amonný jako tužidlo. Tužidlo se nejprve rozpustí ve vodě na 20% roztok (20 % hmot. dílů tužidla a 80 % vody). Lepidlo se smísí s roztokem tužidla v poměru 10 : 1 - jedny z nejvíce používaných lepidel určená k lepení dřeva. - po vytvrzení solemi omezená odolnost vůči studené vodě. - teplé vodě odolávají do 70C po omezený čas. Bezbarvý lepený spoj, který je pevný a křehký po vytvr- zení dlouhodobě uvolňují volný formaldehyd, který je zdraví škodlivý. [1][6] [11][5]

se používají při výrobě plošných aglomerovaných materiálů na bázi dřeva určených do interiéru, dřevotřískové desky, překližky, lisované dřevo, dřevoštěpové a dřevovláknité desky střední hustoty. Při výrobě nábytku a stavebně-truhlářských výrobků se používá při dýhování močovinoformaldehydová lepidla zejména. Příklad KRONOKOL

Melaminformaldehydová lepidla MEF zdravotně nezávadná lepidla s vyššími užitnými vlastnostmi ale i cenou, lepené spoje odolávají studené i horké vodě, svými vlastnostmi se blíží vlastnostem lepeným spojů fenolformaldehydovým lepidlům, ale nezbarvují lepenou spáru. nevýhoda ve srovnání s ostatními lepidly je cenová náročnost a malá stabilita lepidlových roztoků při skladování i používání. při výrobě nábytku a jeho komponent se používají tam, kde požadovaná zdravotní nezávadnost a jasné zbarvení (pastelové barvy). Aplikují se zejména při výrobě kuchyňského nábytku. .[2], [3]

MUF Melamínomočovinoformaldehydová směsná lepidla Vyrábějí se společnou reakcí formaldehydu, močoviny a melaminu, Obsah melaminu je nastaven podle klimatické odolnosti výrobku, molární poměr Existují ve formě práškových lepidel, připraví se rozředěním vodou na koncentraci 50 až 60 %

Fenolformaldehydové lepidla (FEF)

Vytvrzování fenolformaldehydové pryskyřic

50% roztoky fenolformaldehydových pryskyřic ve vodě pevné a pružné lepené spoje, které odolávají zvýšeným teplotám, vroucí vodě, většině rozpouštědel, mikroorganismů, povětrnostním podmínkám a stárnutí. rozdělují se na montážní a konstrukční nevýhoda fenolformaldehydových lepidel toxicita zbytkového fenolu, který může vykvétat jako alkalická sůl na povrch dřevotřískových desek a červenohnědé zbarvení lepidel. [6], [1], [8]

Dvousložková lepidla vytvrzování a tvorba lepidlového filmu chemickou reakcí Polyadicí, polykondendzací Epoxidová lepidla, kyanakrylátová a polyuretanová (izokyanátová)

Trvanlivost a stárnutí lepeného spoje

Epoxidová lepidla Vznikají chemickou reakcí polymerů s tvrdidlem bez vedlejších zplodin. (polykondenzace, polyadice) Vytvrzují za studena i za tepla. Při aplikaci epoxidových lepidel si musíme uvědomit, že tužidlo patří mezi žíraviny. Pro dosažení pevného lepeného spoje je velmi důležité přesně dávkovat množství tvrdidla. Lepené spoje odolávají studené vodě a teplotě do 70 až 80 C a Dosahují dobré pevnosti bez použití tlaku. Používají se pro lepení dřeva s různými materiály s kovem, sklem, plasty (termosety) a keramikou. Epoxidová lepidla nelepí pryž a termoplasty.[1], [8]

Vytvrzování epoxidových dvousložkových lepidel polyadicí

Polyuretanová lepidla vytvrzující chem. reakcí Vznikají reakcí polyizokyánatů a polyhydroxyesterů bez zplodin. Kombinací těchto látek vzniká celá škála lepidel s různými vlastnostmi, které vytvrzují v širokém rozmezí teplot. Mezi přednosti polyuretanových lepidle patří pevné pružné spoje, jež odolávají dynamickému namáhání,vlhkosti a povětrnostním vlivů. Při jejich aplikaci se nesmí používat rozpouštědla obsahující alkohol a vodu. Zvláštní skupinu polyuretanových lepidel tvoří jednosložková sekundová (izokyanátová) lepidla, které obsahují kombinaci polyesteru polyizokyanátu v jedné složce a vytvrzují vzdušnou vlhkostí. [11][6] [8]

Vytvrzování 2-komponentních PUR lepidel

Polyuretanová lepidla Nevýhoda: NEP a OSHA zavedly nové regulace pro izokyanáty zejména v pracovním prostředí, protože potenciálně mohou způsobovat asthma, citlivost pokožky. Požadavek zvýšit přívod čistého vzduchu na pracoviště, důraz na kontrolu vystavení expozici izokyanátů

ROZTOKOVÁ LEPIDLA vyznačují se: dobrou odolností proti vodě, dobrou odolností proti povětrnostním vlivům poměrně krátká otevřená doba částečná odolnost proti chemikáliím a olejům možná příprava lepidel s různou hmotností a hustotou cenově výhodná dlouhá doba skladovatelnosti nevýhody: hořlaviny prvního stupně zdraví škodlivé nutno dodržovat předpisy pro práci s hořlavinami emitují velké množství emisí do ovzduší VOC

POLYMÉRNÍ BÁZE ROZTOKOVÝCH LEPIDEL

Nejvýznamnější zástupci kaučuková lepidla Doplňují se vulkanizačním činidlem a vulkanizují za tepla, při teplotě 140 až 170°C, případně za zvýšeného tlaku. Použití těchto lepidel od -120°C do 190°C. Lepidla se nanesou na oba lepené podklady, následně se odpaří a odvětrá ředidlo, potom se přiloží k sobě oba spojované adherendy a zatíží se tlakem. Kohezní síly se v lepidle začnou vytvářet po odpaření ředidla a následně při zatížení relativně vysokým tlakem. Molekuly lepidla ve vrstvách, které se nachází na obou lepených materiálech, jsou těsně vedle sebe po odpaření ředidla. [1][6] [11][8]

Po dotyku a lisování obou dílů se spojují tvárné povrchové molekuly obou vrstev lepidla silnými adhezívními a slabými kohezními silami. Lisovací tlak způsobuje i zvýšení adhezních sil mezi vrstvou lepidla a povrhem spojovaného dílu

Polychloroprénová lepidla (kontaktní, neoprénová, polychlorbutadienová) Dodávají v kapalné formě. Lepidlo se nanáší na obě plochy slepovaných povrchů, které se smí spojit až po odpaření ředidla. Plochy s lepidlem musí být na omak suché. Silně savé podklady vyžadují někdy i dva nánosy. Slepení vyžaduje krátký a vysoký lisovací tlak 0,5 N/mm2 až 1,5 N/mm2. Optimální pevnost kaučukových lepidel dosáhne lepený spoj až za několik hodin až dnů.

Disperzní vodou ředitelná lepidla Polyvinylacetát dobrá přilnavost k materiálům na bázi celulózy Vinylacetátové kopolymery dobrá přilnavost k polárním plastům Polyakrylaty základně používané pro tlakocitlivá lepidla, okamžitá lepidla pro lepení podlahovin, kachliček, obložení stěn a tapet, lepidla pro laminaci laminátu lesklé filmy Polyvinylidenchloridová lepidla pro laminaci lesklé filmy pro balení Styrenbutadienové kopolymery lepidla pro laminaci laminátu hliníkovou fólií na papír Polyuretany velmi dobrá přilnavost k mnoha podkladů a vysokou pevností lepeného spoje k podkladu, výroba obuvi a filmů [8][6]

Disperzní vodou ředitelná lepidl Polychloropren vysoká elasticita a pevnost lepeného spoje výroba obuvi. Pryžové latexy (chlóroprenové latexy) alternativa ke kontaktním lepidlůmrozpouštědlovým Polyakrylátová a kopolymerní vodou ředitelná lepidla vodné disperze derivátů polyakrylové kyseliny, vytváří výrazně měkčí lepidlové filmy než PVAC. deriváty kyseliny akrylové tlakocitlivá lepidla (etikety, samolepky a oplášťování nábytkových profilů) lepidla na bázi kopolymerů vinylacetátu a akrylátu jsou určená pro nalepování PVC folií na nábytkové dílce.

Disperzní vodou ředitelná polyvinylacetátová lepidla vhodná pro lepení porézních materiálů zejména materiálů na bázi dřeva lepené spoje dosahují rychle pevnosti vyšší než je pevnost dřeva, vysoká pevnost ve smyku použití zejména pro montážní lepení ve výrobě nábytku, při montáži kolíkových spojů, lepení spárovek lepení DTD na tupou spáru, výrobu hraček lepení papíru na dřevo, PUR pěny na dřevo. Vodou ředitelná lepidla se nanáší vždy na jeden ze slepovaných povrchů

Disperzní vodou ředitelná polyvinylacetátová lepidla Velmi důležitá vlastnost u vodou ředitelných lepidel teplota MFT je 13 C a vyšší. Označení MFT je zkratka pro minimální filmotvornou teplotu, tedy nejnižší teplotu, při které se tvoří pevný a souvislý lepidlový film, lepidlo zasychající pod touto teplotou nevytvoří pevný film. Lepidla se vyrábí v různých modifikacích s krátkou i dlouhou otevřenou dobou.

Disperzní vodou ředitelná polyvinylacetátová lepidla Vodou ředitelná disperzní polyvinylacetátová (PVAC) lepidla se vyznačují: vysokou pevností krátkou dobou lisování nutnou pro vytvrzení lepidlového filmu 5- 20 min omezenou voděvzdornosti lepidlového spoje. Montážní lepení pomocí kolíkových spojů se nanáší 120 g/m2 a při lepení na tupou spáru 300 g/m2 lepidla s otevřenou dobou 3 minuty. Po nanesení se vytvoří spoj po 5 minutách samosvorný, manipulační pevnosti nabývá po 5-10 minutách. Po 4-6 hodinách nabývá spoj 80 % své pevnosti a po 24 hodinách dosahuje finální pevnosti. .

Tavná lepidla jsou tuhé směsi polymerů a přísad, které teplem měknou a tečou v roztaveném stavu jsou lepivé a po ochlazení rychle během několik sekund tuhou tuhnou připravují v široké rozsahu různě formulovaných lepidel aplikuje se jednostranný nános na lepený povrch v horizontální nebo vertikální poloze mezi výhody patří použitelnost pro různé druhy povrchů, jednoduché skladování, žádné emise zplodin a rozpouštědel při zpracování lepidel. nevýhodou tavných lepidel na bázi EVA ethylvinylacetátu při jejich aplikaci představuje malá odolnost lepeného spoje vůči teplotám vyšším jak 60C. [8][6]

Tavná lepidla Používají se v dřevozpracujícím průmyslu při olepování rovných hran, nejvýznamnější technologie pro aplikaci tavných lepidel: technologie softforming zaoblených hran, montážní lepení, lepení čalouněného nábytku oplášťování profilů. je olepování bočních hran. Pro olepování teplotně namáhaných bočních ploch se aplikují pro hrany polyamidová tavná lepidla, jejichž lepené spoje odolávají vyšší teplotě jak 100 C a pro teplotu namáhání lepeného spoje vyšší jak 140 C polyesterová tavná lepidla.

Tavná lepidla Pří lepení obtížně lepitelných hran se uplatňují polyuretanová tavná lepidla, která postupně síťují se vzdušnou vlhkostí. Hrany nalepené polyuretanovým tavným lepidlem odolávají i působení horké vody

Tavná lepidla POLYMÉRNÍ BÁZE TAVNÝCH LEPIDEL