1.2 Товари побутової хімії

До побутових хімічних товарів відносять клейові засоби, лакофарбові товари, мийні засоби й інші види продукції переважно хімічної промисловості (нафтопродукти, плямовивідні та чистячі засоби, ядохімікати, мінеральні добрива, автокосметику та ін.). На відміну від більшості інших груп непродовольчих товарів значення хімічних товарів визначається не тільки тим, що вони відіграють значну роль в організації побутових процесів, але й тим, що їх широко використовують у виробництві багатьох непродовольчих товарів (меблів, взуття та ін.).

45 1.2.1 Клейові засоби

Склад і загальні властивості клеїв

Український ринок клейових засобів в останні роки загнав істотної зміни. На ньому представлений різноманітний асортимент товарів різного призначення закордонного і вітчизняного виробництва. В даний час українські виробники, активізувавши свою діяльність і істотно обновивши асортимент продукції, що випускається, займають близько 70 % внутрішнього ринку.

Клеями називають розчини або розплави високомолеку.іярних органічних (рідше - неорганічних) речовин, здатних склеювати різноманітні тіла.

Клейові з'єднання в порівнянні з іншими видами нероз'ємних з'єднань (заклепувальними, звареними та ін.) мають ряд переваг:

• можливість з'єднання різних матеріалів (металів і сплавів, пластмас, скла, кераміки та ін.) як між собою, так і в різних сполученнях;

• атмосферостійкість і стійкість до корозії клейового шва;

• герметичність з'єднання;

• можливість з'єднання тонких матеріалів;

• зниження вартості виробництва;

• економія маси і значне спрощення технології виготовлення виробів. Недоліками клейових з'єднань є:

• невисока міцність клейового шва при нерівномірному відриві;

• можлива необхідність проведення склейки з підігрівом;

• схильність до старіння.

Основою клеїв є клейова речовина, головним чином, полімерні клеючі матеріали. Вона визначає переважно адгезію клеїв до різних матеріалів. Крім того, до складу клеїв в залежності від їх призначення можуть входити: розчинники для переводу клейової речовини у в'язкий розчин, зручний для використання; наповнювачі 'для зменшення усадки і поліпшення інших властивостей клейової плівки при твердінні; пластифікатори, що дозволяють знизити крихкість клейової плівки й одержати еластичне клейове з'єднання; каталізатори, що служать для прискорення реакції смолоутворення і підвищення в'язкості розчину; затверджувачі для переходу плівкоутворювальної речовини в термостабільний стан, а для деяких видів клеїв - з метою прискорення переходу клейової плівки в стверджений стан і для підвищення стійкості клейового шва до дії води або органічних розчинників.

Основні властивості клеїв - клеюча здатність, в'язкість і життєздатність. Для деяких видів клеїв велике значення мають стійкість до дії води, тепла, хімічних реагентів і інших факторів.

Клеюча здатність - це властивість клею міцно з'єднувати поверхні, що підлягають склеюванню. Визначається вона зусиллям, яке необхідно прикласти для зрушення (твердих) або розшаровування (м'яких) склеєних матеріалів, і виражається в кгс/см².

46

В'язкість клею безпосередньо пов'язана з його клеючою здатністю: чим більше в'язкість розчину, що склеює (однієї і тієї ж концентрації), тим вище клеюча здатність. В'язкість клею повинна бути такою, щоб його зручно було наносити на поверхню.

Життєздатність -- це час, протягом якого клей придатний для використання за призначенням. Звичайно при цьому визначають час до придбання клеєм в'язкості, при якій він уже не може бути нанесений на поверхні, що склеюються.

Основні види к.іеїв

За походженням клейової речовини клеї ділять на природні і синтетичні. Природні клеї підрозділяють на тваринні, рослинні і мінеральні.

За призначенням розрізняють клеї для склеювання деревини, шкіри, тканин, паперу, універсального застосування, для герметизації й ущільнення та ін.

Клеючі композиції розділяють також за фізичним станом і консистенцією. У торгову мережу вони надходять твердими (плитки, луски, порошки), рідкими і у вигляді паст, а також плівок (липких стрічок).

Клеї тваринного походження за видом білка поділяють на колагенові, казеїновий і альбуміновий.

Колагенові клеї- це міздровий і кістковий. Міздровий (столярний) клей виробляють з відходів боєнь і шкіряних заводів: обрізків сирих шкур і міздри (підшкірної жирової клітковини - нижнього шару шкур), яка видаляється при виготовленні шкіри.

В загальних рисах переробка міздри та обрізків сирих шкур у клей являє собою процес видалення з них жиру і отримання в процесі варіння насиченого розчину (бульйону), його упарювання у вакуум-апаратах і одержання студнеподібної маси (холодцю). Для одержання плиткового клею холодець розрізають на шматки (пластинки) і висушують їх на сітках у спеціальних тунельних сушарках. При необхідності пластинки дроблять і клей випускають у вигляді зерен.

Кістковий клей виробляють з кісток тварин. Основою кісткового клею є білок осеїн -- різновид колагену. Принцип отримання кісткового клею аналогічний технологічній схемі одержання міздрового клею. Мета полягає у тому, щоб одержати відносно чистий осеін, з якого варять бульйон. Для цього кістки знежирюють бензином, видаляють з них вуглецеві та фосфорнокислі солі шляхом обробки розчином соляної кислоти та подальшого промивання водою і варять у воді до отримання бульйону.

Колагенові клеї мають гарну клеючу здатність (від 55 до 100 кгс/см²), але низьку водо- і теплостійкість (до 50 °С). Ці показники покладені в основу градації якості клеїв. Але при визначенні якості клеїв звертають увагу ще й на зовнішній вигляд (колір і розміри плиток, ступінь здрібнювання в дроблених клеях), запах, вміст вологи, золи і жиру, стійкість стандартного розчину клеючих засобів до загнивання при 25 °С (у добах).

47

Якісні плитки чи зерна міздрового і кісткового клеїв мають колір від ясно-жовтого (вищого сорту) до темно-коричневого (нижчі сорти). 1 Іоверхня і злам плиток - блискучі, склоподібні. Клеї не повинні мати гнильного запаху і слідів цвілі. Оскільки білкові клеї схильні до гниття, а волога сприяє цьому, то вміст вологи регламентується й у сухому клеї не повинен складати більше 17%.

Оцінюючи якість клеючих засобів, звертають також увагу на вміст у них жиру, підвищена кількість якого завжди приводить до зниження клеючої здатності.

Сортність міздрового !• кісткового клеїв установлюють за показниками в'язкості і клеючої здатності. Вищі сорти мають найбільші, а нижчі (2-й сорт і особливо 3-й) - найменші величини в'язкості стандартних розчинів (певної концентрації) і клеючої здатності. Чим вище в'язкість стандартних клейових розчинів, тим більше високомолекулярних продуктів розпаду колагена містить клей, тим краща його клеюча здатність. Міздровий клей дає більш в'язкі розчини, чим кістковий того ж сорту. Відповідно до цього клеюча здатність у міздрового клею вище, ніж у кісткового (того самого сорту).

Недоліками міздрового і кісткового клеїв є: тривале готування клейового розчину з попереднім набряканням клеїв у воді протягом 6-12 год.; необхідність постійного нагрівання клейового розчину і деталей, що склеюються, щоб уникнути згущення розчину і нанесеної плівки клею; тривалість висихання клейового шва; низька водостійкість і теплостійкість, у результаті чого клеї придатні тільки в тому випадку, якщо клейовий шов не піддається зволоженню і дії температури вище 50 °С; легка гниттєвість.

Застосовують міздровий клей в основному для склеювання дерев'яних виробів і деталей, особливо у виробництві меблів, кістковий — у малярній справі. Міздровий і особливо кістковий клеї широко застосовують також у малярській техніці для готування клейових (водяних) фарбових складів (побілок). Тому кістковий клей іноді називають малярським.

Казеїновий клей являє собою порошкоподібну суміш здрібненого казеїну (білок знежиреного молока), гашеного вапна, кальцинованої соди, мідного купоросу й інших компонентів. Від колагенових клеїв цей клей відрізняється більшою водостійкістю, проте при зіткненні з водою він набухає і міцність клейових з'єднань помітно знижується.

Істотним недоліком казеїнового клею є також його недостатня грибостійкість. Усе це компенсується високою клеючою здатністю клеїв. При визначенні якості враховується міцність склеювання, зовнішній вигляд, запах, ступінь здрібнювання, розчинність. Доброякісний казеїновий клей повинний мати вигляд однорідного порошку без сторонніх включень і слідів цвілі, а також гнильного запаху.

Найбільш розповсюджене застосування казеїнового клею для склеювання деревини в меблевому, фанерному та інших виробництвах. Крім сухого випускається рідкий (канцелярський) казеїновий клей, зручний для склеювання паперу і картону. У великій кількості казеїнові клеї йдуть на готування клейових (казеїнових) фарбових складів. 48

Альбуміновий клей готують на основі білка крові - альбуміну. Склеюють їм папір, текстильні і шкіряні деталі, деревину.

Клеї рослинного походження за видом клейової речовини поділяють на крохмальні і ефіроцелюлозні.

Крохмальні клеї (клейстери) одержують із крохмалю і продукту його переробки - декстрину. Крохмальні клеї отримують із сирого картопляного крохмалю. У воді він нерозчинний, але при нагріванні набрякає в ній, перетворюючись в клейстер. Крохмальні клеї відрізняються гарною клеючою здатністю, не викликають короблення матеріалів, але хитливі до дії води, бактерій і цвілі, у результаті чого склеєні ними вироби повинні знаходитися в сухому приміщенні. Ці клеї застосовують для склеювання, головним чином, паперу і картону в палітурному, картонажному і паперовому виробництвах. Крохмальні клеї застосовують також у взуттєвому і шкіргалантерейному виробництвах. У значних кількостях крохмаль використовують для обробки бавовняних тканин і переробляють у декстрин.

На відміну від крохмалю декстрин розчиняється в холодній воді й утворює клейові розчини більш високої життєздатності. Одержуваний при цьому клейкий розчин використовують при склеюванні паперу, картону, наклеюванні етикеток, поштових марок та ін. Він характеризується повільним склеюванням, унаслідок чого також, як і крохмальний клей, не викликає короблення матеріалів, що склеюються, (креслень, фотографій і т. ін.).

Недоліком декстринового клею, як і крохмального, с відсутність водостійкості і стійкості до дії бактерій і цвілі (грибків), що обмежує його застосування.

Ефіроцелюлозні клеї •. для побутових цілей представлені на ринку нітроклеями. Це розчини нітроцелюлози в суміші органічних розчинників (ацетоні, етилацетаті й ін.) з додаванням пластифікаторів.

Перевагами нітроцелюлозних клеїв є їх швидке висихання (15-60 хв.) і досить висока вологостійкість клейових з'єднань. Вони добре склеюють папір, тканини, шкіру. Проте, отримані при цьому клейові плівки є термопластичними і при температурі вище 60 °С розм'якшуються. Серйозним недоліком нітроцелюлозних клеїв є їх висока горючість.

До мінеральних клеїв відносять силікатний та асфальтобітумний.

Силікатний клей являє собою водяний розчин силікатів натрію чи калію (рідке скло). Цей клей найчастіше використовують як канцелярський клей, тому що він має гарну адгезію до паперу, швидко висихає. Його недоліками є пожовтіння склеєної поверхні з часом і знебарвлення барвників. Силікатний клей застосовують також як зв'язувальну речовину силікатних фарбових складів (вогнестійких силікатних фарб) і абразивних інструментів, для одержання кислотостійких цементів, вогнезахисного просочення деревини, наповнення мил, пом'якшення води, проклейки паперу та ін.

Асфальтобітумні клеї являють собою розплави або в'язкі розчини асфальтів і бітумів у бензині. Чорний колір цих клеїв обумовлений хімічною природою компонентів, що входять до складу композицій. Вони доступні і

49

дешеві, застосовуються переважно в будівництві. Відрізняються високою вологостійкістю і добре захищають від корозії, але недостатньо теплостійкі.

Синтетичні клеї виготовляють на основі синтетичних полімерів (каучуків і смол). Ця група клеїв стає в даний час найбільш важливою, у багатьох випадках забезпечуючи подальший розвиток технічного прогресу. Клеї на основі синтетичних смол у більшості випадків дають міцні волого- і грибостійкі клейові з'єднання. Багато клеїв цієї групи відрізняються високою тепло- і хімічною стійкістю, а також універсальністю застосування. Ці властивості забезпечили широке застосування синтетичних клеїв для склеювання важливих деталей в авіаційній, автомобільній, електро- і радіотехнічній, хімічній, взуттєвій, швейній та іншій галузях промисловості, у виробництві товарів народного споживання й у побутових умовах.

Основою для одержання синтетичних клеїв служать синтетичні смоли і каучуки. Одержують клей, розчиняючи смолу у відповідному органічному розчиннику або переводячи полімер у рідкий стан шляхом нагрівання. Більшість синтетичних клеїв - композиційні, тобто крім клеючого полімеру містять пластифікатори, наповнювачі та інші добавки, їх поділяють на три групи: клеї на основі термопластичних смол, клеї на основі термореактивних смол і клеї на основі синтетичних каучуків (гумові).

Клеї на основі термопластичних смол дають міцні, еластичні і водостійкі з'єднання, але невисокої теплостійкості (до 50-60 °С), їх застосовують в основному для неметалічних матеріалів у виробах, що не піддаються великим механічним напругам і дії підвищених температур. Клеї випускають у вигляді розчинів в органічних розчинниках, а також липких стрічок і плівок. Окремі термопластичні смоли (наприклад, полівінілацетат) призначені для склеювання виробів з паперу, шкіри, скла, тканин, а також паркету та інших виробів, що не піддаються дії води. В торговельну мережу надходять полівінілацетатні клеї марок "ГТВА", "ПВА-М", "ЗПВА", "Оріон" та ін.

Липкі стрічки з поліізобутилену і синтетичних каучуків широко застосовують для електроізоляції, закріплення упакування і маркування. Клейову композицію наносять на підкладку із поліетилену, целофану, шіастикату (ПВХ), паперу і тканини. Вони тривалий час зберігають липкість і при легкому натиску рукою прилипають до різних поверхонь.

На основі полівінілклоридних смол виробляють клеї, придатні для склеювання паперу, тканин, шкіри, лінолеуму, паркету, лицювальних плит і ін. На ринку ця група клеїв представлена марками "ПВХ", "МЦ-1", "Марс" та ін.

На ринок України для побутових цілей надходять поліуретанові клеї (на основі лінійних полімерів), які призначені для склеювання шкіри, гуми, пластмас, тканин, деревини і т. ін.

Клеї на основі термореактивних смол відрізняються від термопластичних підвищеною клеючою здатністю і високою теплостійкістю (75 - 250 °С). Клейові з'єднання, стверджені без нагрівання, мають більш низьку адгезійну міцність і недостатню стійкість до дії тепла й органічних розчинників. Термореактивні клеї гарячого твердіння дозволяють одержувати 50

більш теплостійкі і морозостійкі клейові з'єднання, стійкі до дії води, хімічних реагентів, олій і органічних розчинників, а також Ірибків. При гарячому твердінні в структурі плівки утворюється більше поперечних зв'язків, чим без нагрівання, але це відбувається за допомогою затверджувачів.

Клеї на основі фенолоформальдегідних, аміноформальдегідних, поліефірних і епоксидних смол застосовують для склеювання деревини, пластмас, металів та ін. Універсальне призначення мають широко відомі клеї БФ (бутвар-фенольні) і епоксидні.

Універсальні клеї БФ являють собою спиртові розчини фенолоформальдегідних смол з додаванням іншої синтетичної смоли • полівінілбутиралю (бутвару), що підвищує адгезійну здатність і еластичність клейового шва. Найбільш відомі клеї марок БФ-2, БФ-4 і БФ-6, мають вигляд прозорої чи злегка мутнуватої рідини від жовтого до червонуватого кольору. Клеї БФ-2 і БФ-4 застосовують для склеювання металів, порцеляни, скла, пластмас та ін., клей БФ-6 — в основному для склеювання шкір і тканин між собою і з металами. На відміну від клеїв марок БФ-2 і БФ-4 клей БФ-6 містить додатково пластифікатори і каніфоль, а тому дає еластичну клейову плівку. Цим обумовлене застосування клею БФ-6 при ремонті одягу та інших м'яких матеріалів. ;

Найважливішими перевагами клеїв БФ є теплостійкість і висока механічна міцність клейових з'єднань. Однак у фенолоформальдегідній смолі клеїв БФ міститься певна кількість вільних фенолу і формальдегіду, які обумовлюють токсичність цих клеїв. Тому їх поставляють у герметичній тарі (в оцинкованих бочках чи скляних суліях). Для широкого вжитку їх розфасовують в алюмінієві або полімерні туби (по 8 і ЗО г), що укладаються в картонні коробки.

Клеї на основі епоксидних смол набувають сьогодні великого значення. Вони відрізняються винятково високою адгезійною здатністю до багатьох матеріалів, створюють дуже міцні клейові з'єднання і застосовуються для найрізноманітніших цілей, їх можна вважати універсальними.

Більшість нестверджених епоксидних смол являють собою в'язкі рідини і можуть застосовуватися як • клеї без додаткового розведення в органічних розчинниках (ацетоні й ін.). Для твердіння до них перед вживанням додають затверджувачі. Окрему групу складають модифіковані епоксидні клеї. Модифікують їх введенням каучуків і поліамідів, щоб усунути деяку крихкість клейових швів немодифікованих епоксидних клеїв. З цією метою в клеї іноді додають пластифікатори. Клейовий шов епоксидних клеїв після твердіння стійкий до дії води, лугів, кислот, органічних розчинників і грибків. Істотним недоліком є їх токсичність, що завжди необхідно враховувати як при продажу, так і при використанні клеїв. В роздрібній торгівлі епоксидні клеї представлені такими марками, як "ЕПО", "ЕДП", "Клей універсальний епоксидний", "ЕПОКСІ". Ними склеюють пластмаси, метали, скло, кераміку, бетон.

Клеї на основі синтетичних каучуків (гумові) - це розчини синтетичних каучуків чи гумових сумішей в органічних розчинниках. Застосовують їх у взуттєвій промисловості, а також як клеї спеціального призначення — для

51

приклеювання тканин і гуми до металів, дерева, цементу та ін. Це клеї 88, 88-Н, 88-НП. Виробляють їх як з вулканізуючими агентами (сіркою) і наповнювачами, так і без них. Вулканізовані клеї дають більш міцні і теплостійкі клейові з'єднання, чим невулканізовані. Без застосування вулканізуючих агентів клейові з'єднання гумових клеїв при підвищенні температури до 60 °С різко знижують свою адгезійну міцність.

Латексні каучукові клеї ("Бустилат" та ін.) готують із синтетичних латексів з добавками крейди та інших компонентів, їх застосовують для наклеювання лінолеуму, плиток, шпалери і т. ін. Вони петоксичні і невогненебезпечні. На основі бутилкаучуку (сополімеру ізопрену й ізобутілену) та інших синтетичних каучуків виготовляють липкі стрічки на паперовій, текстильній чи полімерній підкладці.

Останнім часом істотного значення набувають клеї-герметики, які призначені для герметизації й ущільнення швів у різних конструкціях, що знаходять застосування в будівництві й у побуті. Вони являють собою пастоподібні маси, що складаються з клейової речовини, наповнювачів, пігментів, модифікуючих домішок, розчинників. Але клейовою основою герметиків є синтетичні смоли і каучуки.

Сьогодні побутові герметики широко використовуються при будівельно-ремонтних роботах (для законопатіння тріщин, щілин та порожнеч у ваннах і раковинах, для герметизації віконних і дверних прорізів, приклеювання плиток і паркету, для герметизації й ущільнення санітарно-технічного устаткування); як засоби для ремонту взуття (при герметизації швів, рантів); засоби для догляду за автомобілями (для герметизації скла, днища, крил і т. ін.); засоби для догляду за човнами тощо.

Останнім часом ринок клейових матеріалів істотно розширився за рахунок появи так званих виробів із залишковою липкістю - липких стрічок, плівок, етикеток тощо. Нанесена на них клейова композиція згодом не твердіє, не висихає, а постійно залишається липкою. Подібну продукцію випускають, як правило, у рулонах. Сторона рулону, звернена до його центра, покрита липким шаром і її можна приклеїти практично до будь-якого матеріалу. Випускаються прозорі стрічки на основі целофану і поліетилену і непрозорі - на основі лавсану. Деякі прозорі стрічки роблять з декоративним орнаментом. Вироби з залишковою липкістю можуть використовуватися для ремонту книг, опоряджувальних робіт, склеювання магнітних стрічок, електроізоляції тощо.

Вимоги до клейових засобів

Усі клеї, що надходять у продаж, повинні бути зручними для застосування. Термін їх збереження повинний бути досить великим. Вони не повинні містити токсичних речовин. Важливими показниками якості клеїв є також універсальність їх застосування і збереження у часі. Оцінюючи якість клейових засобів, звертають також увагу на вміст в них жиру, підвищена кількість якого призводить до зниження клеючої здатності. • 52

При визначенні якості клеючих матеріалів проводять випробування як самого клею, так і клейового з'єднання. При цьому до якості клеїв висуваються наступні вимоги:

• клей повинний бути однорідним за складом, без сторонніх домішок, цвілі і гнильного запаху;

• у рідкого клею в'язкість, вміст сухого залишку та інші показники, а також їхня постійність в процесі збереження, повинні відповідати вимогам нормативних документів;

• клейові з'єднання (шви) повинні бути міцними при розтягуванні, зрушенні, розшаровуванні, ударі й інших впливах;

• при збереженні клеючих матеріалів тваринного і рослинного походження повинні бути прийняті міри до запобігання їх загнивання і пораження грибками. Ці види клеїв необхідно зберігати в сухому, прохолодному приміщенні з витяжною вентиляцією.

Методи випробування, вимоги до упакування, транспортування, а також умови зберігання клейових засобів зазначені у відповідних стандартах і технічних умовах.