Цианакрилатный клей и его преимущества

Что такое цианакрилатный клей?

Цианакрилатные клеи – это действительно полезные материалы! Они универсальны и созданы с учетом всех современных научных достижений и технологий.

Применение цианакрилатных клеев значительно ускоряет и упрощает промышленную работу благодаря своему быстрому времени отверждения и повышенному качеству и надежности склеиваемых материалов.

Цианакрилатные клеи создаются на основе эфиров а-цианакриловой кислоты – СН₂=С(СN)COOR. Их адгезионные характеристики зависят от циано- и сложноэфирных групп. Изменения в химической структуре радикала R влияют на такие технические свойства клея, как теплопроводность, устойчивость к влаге, скорость отверждения и физико-механические характеристики.

Клей может включать модификаторы. В качестве таких добавок используют бифункциональные соединения, которые улучшают теплопроводность и устойчивость к влаге клеевых соединений.

Например, использование диаллилфталата в качестве добавки приводит к улучшению теплостойкости клеевых соединений. Небольшие добавки циклопентадиена, дивинилбензола и глицидилметакрилата повышают их устойчивость к влаге.

Для повышения устойчивости к влаге и вибрациям в состав цианакрилатных клеев добавляют 0,1-5 % (мас.) эфира абиетиновой кислоты и глицерина, а для улучшения адгезионной прочности клеевых соединений – небольшие добавки 3,4,5-тригидроксибензойной кислоты или её эфиров.

Состав цианакрилатных клеев

В состав цианакрилатных клеев могут входить стабилизаторы, пластификаторы (например, фталаты), вещества, регулирующие вязкость (загустители), и добавки для улучшения адгезии (такие как полиакрилы, поливинилацетат). Для предотвращения самопроизвольного полимеризации применяются ингибиторы отверждения. Чтобы добавить тепло- и электропроводящие свойства, в состав ингибиторов включаются наполнители – мелкодисперсные металлические порошки.

Технические свойства

Цианакрилатные клеи обладают высокой адгезией к различным металлам (включая металлы с гальваническими покрытиями), стеклу, пластмассе, дереву и резине. Многие из них имеют оптическую прозрачность в широком диапазоне спектра (220-900 нм) и устойчивы к влаге.

Низковязкие цианакрилатные клеи позволяют получать высокопрочные соединения при склеивании плотно прилегающих поверхностей (с зазором не более 0,05 мм).

Для соединения поверхностей с большим зазором – до 0,3 мм – необходимо использовать клеи с высокой вязкостью. Модифицированные цианакрилатные клеи устойчивы к органическим растворителям (спирт, бензин, нефтяные и минеральные масла) и обладают электроизолирующими свойствами.

Кроме того, эти клеи отличаются небольшим расходом (30-50 г/м²).

Основные характеристики клеев:

• Физическое состояние. Цианакрилатные клеи выглядят как бесцветные прозрачные однокомпонентные составы с низкой влажностью. Клеи, обладающие тепло- и электропроводящими свойствами, содержат два компонента: наполнитель и цианакрилатное связующее. Смешивание происходит перед использованием клея и продолжается до получения однородной массы.
• Срок хранения. Цианакрилатные клеи должны храниться в герметичной упаковке в закрытых вентилируемых помещениях, защищенных от влаги и прямых солнечных лучей. Гарантийный срок хранения в этих условиях при комнатной температуре составляет 6 месяцев, при температуре не выше +5 °С – 12 месяцев.
• Режим отверждения. Отверждение происходит при комнатной температуре. Время отверждения клея при +20 °С составляет несколько минут и может ускоряться при наличии влаги на склеиваемой поверхности. Время “схватывания” клеев варьируется от нескольких секунд до нескольких минут в зависимости от состава распределения, типа материалов и влажности окружающей среды. Полное отверждение происходит за 24 часа при +20 °С и относительной влажности не менее 55 %. При влажности воздуха менее 55 % для ускорения отверждения рекомендуется использовать активаторы, которые предварительно наносят на склеиваемые поверхности из раствора. В качестве активаторов применяются продукты АС-15 (15-20 % раствор N,N-диметиланилина в этиловом спирте), АВ-10 (10%-й водный раствор карбоната калия) и другие. После нанесения активатора на поверхность нужно дать время для испарения растворителя, а затем соединить поверхности согласно рекомендациям.
• Интервал рабочих температур. Этот параметр зависит от температурной устойчивости клея. Обычно он колеблется от -60 °C до +70-80 °C; модифицированные цианакрилатные клеи могут функционировать в диапазоне от -196 °C до +125 °C или от -60 °C до +300 °C (в течение короткого времени).
• Прочность клеевых соединений. При сдвиге (20 °C) для стальных образцов она составляет 8-12 МПа, а при равномерном отрыве – 16-28 МПа после отверждения при комнатной температуре на протяжении суток.
• Климатическая стойкость. Долговременный контакт с водой или влажной средой приводит к постепенному снижению прочности клеевых соединений.
• Области применения. Цианакрилатные клеи используются, когда необходимо быстрое склеивание. Они находят применение в приборостроении, для склеивания оптических элементов, крепления радиоэлементов, микросхем, стоек, шайб, прокладок, монтажных жгутов и отдельных проводников к основаниям плат, а также для соединения элементов электронной и радиоаппаратуры.

Электропроводящие цианакрилатные клеи применяются для склеивания электропроводящих материалов как альтернатива паянию или в сочетании с ним.

Теплопроводящие клеи используются для крепления полупроводников, транзисторов, терморезисторов и термических цепей.