Синтетические клеи имеют вид вязких жидкостей, порошков и пленок на основе полимеров, применяются для прочного соединения различных материалов за счет образования адгезионной связи клеевой пленки с поверхностями склеиваемых материалов. Склеивание происходит в результате отверждения клеевого шва (пленки) за счет испарения растворителя из клея-раствора, охлаждения ниже температуры текучести клея-расплава или химических превращений компонентов клея.
Наиболее широко распространены жидкие клеи, которые бывают двух типов: первый тип – растворы смол, каучуков или производных целлюлозы в каком-либо органическом летучем растворителе, например ацетоне или спирте (после испарения растворителя образуется твердое клеевое соединение); второй тип —растворы специально приготовленных смол в воде, которые могут храниться несколько месяцев. Жидкие клеи обычно содержат от 40 до 70 % твердого клеящего вещества.
Среди жидких клеев наибольшее применение получили фенолформальдегидные, меламиноформальдегидные, мочевино- формальдегидные, эпоксидные, поливинилацетатные, каучуковые и полиэфирные клеи. В камнеобрабатывающем производстве применяют эпоксидные, карбинольные и полиэфирные клеи.
Эпоксидный клей – прозрачная светло- коричневая вязкая жидкость. Отвердителем служит полиэтиленполиамин или гексаметилендиамин. Клеевой шов отличается высокой механической прочностью и стойкостью к действию воды, растворителей, кислот и щелочей. Клей используют для соединения элементов при изготовлении декоративных плит с орнаментной поверхностью (Тип III) и при выполнении реставрационных работ по камню, когда необходимо получить клееный брус. Составы эпоксидных клеев приведены в табл. 1.
Карбинольный клей – прозрачная светло-оранжевая вязкая жидкость. Отвердителем служит перекись бензоила или концентрированная азотная кислота. Клей характеризуется высокой клеящей способностью. Затвердевшая пленка его обладает стойкостью к действию воды, кислот и щелочей. Карбинольный клей применяют для армирования плит цветного мрамора путем наклейки на их тыльную поверхность полосок асбестоцемента. Составы карбинольных клеев приведены в табл. 24.
Полиэфирный клей типа «Спрут» – сравнительно новый вид синтетического клея, разработанный Институтом химических высокомолекулярных соединений АН УССР. Клей характеризуется высокой прочностью сцепления, водо- и атмосферостойкостью, не требует просушки перед склеиванием и соблюдения в его процессе строгого высокотемпературного режима. Область использования та же, что и эпоксидного, а также склеивание встык облицовочных плит после распиловки. Он рекомендуется для заделки трещин, раковин и сколов на камне, приклеивания абразивных шлифовальных кругов, крепления облицовочных плит.
Клей типа «Спрут» изготавливается в двух вариантах: «Спрут-5» (ТУ 88 УССР 193.008—77) и «Спрут-5М» (ТУ 88 УССР 193.006—77).
Таблица 1. Составы, эпоксидных и карбинольных клеев
| Составляющие | Составы, части по массе | |
| Эпоксидные клеи | 1-й | 2-й |
| Эпоксидная смола ЭД-8 | 10 | 10 |
| Отвердитель: полиэтиленполиамин | 1,5 | — |
| гексаметилендиамин | — | 3,5 |
| Дибутилфталат | 20 | — |
| Сланцевый лак-кукерсоль | — | 6 |
| Наполнитель: портландцемент | До подвижности 13 – 15 см | |
| кварцевый песок | 20—30 | — |
| Карбинольные клеи | ||
| Карбинольный сироп | 100 | 100 |
| Перекись бензоила | 1—3 | — |
| Концентрированная азотная кислота | — | 1—2 |
Клей «Спрут-5» состоит из следующих компонентов (части по массе):
смола ПН-1 или ПН-3 (ОСТ 6-05-431—78) 100 модифицирующая добавка АТЖ 10—30 инициатор полимеризации – паста перекиси бензола ПБДФ (ТУ 16-504.023—73) 2—4 ускоритель отверждения – диметиланилин (ГОСТ 2168—83) 0,5-1,0
Модифицирующая добавка – реакционноспособное поверхностно-активное вещество (РПАВ) с уретановыми и другими функциональными группами. Она разработана специально для введения в клеевую композицию, чтобы придать последней требуемые технологические и эксплуатационные свойства, в частности способность склеивать влажные поверхности изделий из камня с одновременным повышением прочности и водостойкости клеевых швов.
Под воздействием инициатора при отверждении клея происходит сополимеризация полиэфирной смолы-стирола и полиэфирмалеиннафталата с АТЖ, применение которой обеспечивает отверждение клея и при отрицательных температурах. Наполнителями клея служат крошка и мука из природного камня, песок, портландцемент, оксиды металлов, аэросил, асбестовая крошка и др.
Следует отметить, что образцы из мрамора, склеенные «Спрут-5», были подвергнуты попеременному увлажнению, высушиванию и охлаждению с последующей выдержкой в различных атмосферных условиях (3 года), выдержке в воде (3 года). Дальнейшие испытания этих образцов на прочность показали, что при различных видах нагружения они разрушились по материалу, а не по клеевому шву.