В категории: 2023, Актуални статии, Брой 1-2/2023, Дърводелство и обзавеждане, Ремонти, Хоби

Изкуството на добре слепеното съединение

 

Азбука на майсторлъка

 

Из архива на сп. „Направи сам“, кн. 5-6/1997 г.

 

Малко теория

Слепването е осъществяване на дълготрайна неразглобяема връзка между два детайла. Нанесеният върху контактните повърхнини пласт лепило се втвърдява било поради изпаряване на съдържащия се в него разтворител или вследствие на химическа реакция и така осъществява съединението. Неговата здравина и дълготрайност зависят основно от два фактора.

 

Адхезия

Под адхезия се разбират силите, възникващи в резултат на молекулярните контакти по допирната повърхност между две вещества. Благодарение на адхезията например един притиснат към стъкло мокър лист хартия остава като „залепен“.

Висока степен на адхезия, респективно захващане на лепилото към даден материал, се постига, когато контактът между им е възможно най-плътен. Поради това винаги трябва да се спазва изискването слепваните повърхности да бъдат старателно почистени, обезпрашени и обезмаслени. Адхезията между детайла и лепилото значително се подобрява и слепването става по-добро, когато съединяваните повърхнини бъдат предварително леко награпени с шлифовъчна хартия (гласпапир) или фина пила. Причината за това е, че се увеличава площта на контактната повърхност.

В прясно състояние лепилото е в повече или по-малко течно състояние и поради това омокря силно насечените в микроскопичен план съединявани повърхности. Поради това лепилото служи като идеалната свързваща двата детайла среда. Едва след като лепилният пласт се втвърди, съединението може да поема механично натоварване.

 

Кохезия

Стабилността и дълготрайността на лепилната връзка между два детайла в голяма степен зависи и от силата на кохезия, т.е. вътрешната здравина на лепилния пласт, и то с оглед на неговото стареене.

В резултат на приложената външна сила лепилната връзка може да се разруши като:

• срязване в един от слепените материали – преодолени са неговите кохезионни сили;
• срязване в лепилния слой – преодолени са кохезионните сили на лепилото.

Целта на всяко залепване е адхезионната връзка да бъде по-силна от кохезионните сили на залепвания материал или на лепилния шев.

 

Изисквания към лепилната връзка

След като слепването е правилно извършено, се образува здрава и устойчива на натоварване връзка, създадена от милиони микромостчета между лепилото и слепваните повърхности.

При натоварване на опън (илюстрации 1 и 2) натоварването се разпределя равномерно върху цялата слепена повърхност. При натоварване, като показаното на фиг. 3, силите са концентрирани предимно в областта на лепилния шев, откъм страната на приложеното усилие. Поради това съединението може лесно да се разруши. Този е най-неблагоприятният случай, поради което трябва да се вземат различни конструктивни мерки за укрепване на челния ръб (фиг. 4, 5 и 6).

Особено нестабилни са съединения със сравнително тясна контактна повърхност, например при челно слепване на два детайла. При такива случаи се вземат различни конструктивни мерки за увеличаване площта на контактната повърхност между двата детайла, показани на илюстрациите вдясно. Използва се и едно- или двустранно припокриване на лепилния шев с тясно парче.

Подготовка на повърхностите за слепване

Качественото слепване на два детайла зависи най-вече от два фактора: правилният избор на лепилото и добрата подготовка на повърхностите.

• Те се почистват от ръжда, остатъци от боя или други чужди вещества.
• Награпят се с гласпапир.
• Контактните повърхности се обезмасляват с органичен разтворител – ацетон, спирт или нитроцелулозен разтворител, например „Кореселин“.
• Те трябва да бъдат напълно сухи.
• Почистените повърхности не бива да се пипат с пръсти, защото човешката кожа е омазнена.
• Лепилото се нанася на тънък равномерен пласт. При контактните лепила трябва да се изчака определеното за засъхване на лепилото време.
• Намазаните с лепило повърхности трябва да се предпазят от замърсяване с прах, фини частици от шлифоване и др.

 

Видове лепила

Механизмът на втвърдяване на лепилния пласт зависи от вида на лепилото: чрез изпаряване на съдържащия се в него разтворител (включително и вода), в резултат на химична реакция или на охлаждане – при стопяемите лепила. Лепилата, които се втвърдяват вследствие химична реакция, са едно- или двукомпонентни.

 

Лепила с разтворител

Макар и с намаляващо присъствие на пазара, лепилата, съдържащи разтворители, все още намират широко приложение. Пригодни са предимно за материали, които имат добра способност за изсмукване и пропускане на разтворителя, например хартия, картон, дървесина и др.

Лепилата с разтворители съдържат смоли, например каучук, които са втечнени с подходящ разтворител: алкохол, ацетон или метилацетат. Смолата се втвърдява вследствие изпаряване на разтворителя. При това той трябва да премине през слепваните детайли. При порьозни материали, като дървесина или хартия, това става безпроблемно. При плътни материали обаче, като метали, порцелан или твърди пластмаси, разтворителят може да се отдели само отстрани на лепилния шев. Поради това лепилният шев трябва да бъде по възможно най-тесен, т.е. във вид на една или повече тесни ивици.

Тези лепила често пъти се наричат и универсални. С тях могат да се лепят: хартия и картон, дърво, кожа, текстил.

Най-често лепилата са безцветни, устойчиви на влага и на стареене, издържат на киселини, бензин, масла и т.н.

Слепват бързо, а лепилният шев след изсъхване остава еластичен. Не са особено подходящи при залепване на големи повърхности, защото трудно се нанасят.

При залепване на предмети от пластмаса разтворителят от лепилото взаимодейства химически с повърхността на детайла и може да го разтвори. Затова дадените към лепилото указания за неговото използване трябва предварително да се проучат внимателно.

 

Контактни лепила

Плътните материали се лепят най-често с контактни лепила, при които споменатите по-горе проблеми с изпаряване на разтворителя липсват.

Характерно за тези лепила е, че и двете контактни повърхнини се намазват равномерно с тънък пласт лепило, но не се слепват веднага. Изчаква се предписаното време (около 10 min в зависимост от околната температура), за да се изпари разтворителят и лепилната повърхност да засъхне. Това се пробва чрез допир с горната повърхност на пръстите, при което лепилото трябва да спре „да пуска конци“. След това двата детайла много внимателно се притискат един към друг, като слепването трябва да стане отведнъж. При контактните лепила допълнителното наместване за корекции вече не е възможно. Така слепените детайли трябва да се притиснат възможно най-силно, като тук решаваща е силата на притискане, а не неговата продължителност.

Здравината на съединението се постига бързо след слепването и лепилният шев остава сравнително еластичен. Поради това този тип лепила са особено подходящи за материали, които са подложени постоянно на огъване, например подметката на обувка.

Контактните лепила намират широко приложение и при залепване на предмети с голяма контактна повърхност -например при фурнироване на мебелни плочи, включително залепване на декоративни кантове от дърво, метал,  или пластмаса.

 

Лепила без разтворител

Сериозна причина за ограничаване употребата на лепила, съдържащи органични разтворители, е, че, отделяйки се в околното пространство, те повече или по-малко го замърсяват, а някои от разтворителите при по-голяма концентрация са и вредни за здравето. Ето защо все повече от лепилата за домашна употреба се произвеждат във варианти без разтворители или с разтворител вода. Недостатъкът на водосъдържащите лепила е, че съхнат сравнително бавно и при лепене на хартия или картон могат да предизвикат накъдряне на материала. Поради това тези лепила се нанасят на възможно най-тънък слой. При това поне единият от двата слепвани детайла трябва да бъде от порьозен материал, за да може водата да се изпари.

 

Контактни лепила без разтворител

За слепване на плътни материали се използват и контактни лепила на водна основа. Както при останалите лепила от тази група, двете контактни повърхности се намазват с тънък слой лепило и се изчаква, докато то засъхне. Това се забелязва по прехода на лепилния слой от бял на прозрачен. След това детайлите се притискат силно един към друг.

 

„Секундни“ лепила

Това са цианкрилатни лепила, при които втвърдяването става в резултат на реакция с повърхностната влага. Тези лепила свързват много бързо, едва ли не „за секунди“, и съединението е много здраво. С тях могат да се лепят почти всички видове материали с гладка повърхност: метали, пластмаси, стъкло, гума и др. Бързината на слепване обаче ги прави неподходящи за по-големи детайли. Използват се за малки детайли, като след притискането им един към друг корекции вече не са възможни. Лепилният шев е много тънък и твърд. Т.е. ако с такова лепило залепите  подметка на обувка, кожата наоколо бързо ще се напука.

При лепене пазете пръстите от зацапване, защото лесно може да ги слепите и да повредите кожата си. Ако това се случи, може да използвате ацетон за отстраняване на лепилото.

 

Двукомпонентни лепила

Двукомпонентните лепила, предимно на основа епоксидни смоли, са отличното решение, когато е необходимо особено здраво слепване на твърди материали като: метали, керамика, стъкло, твърди пластмаси, камък и др. Съставките на тези лепила – смола и втвърдител – се съхраняват поотделно и необходимото количество от тях се смесва чрез грижливо разбъркване непосредствено преди лепенето. В зависимост от съотношението смола/втвърдител и температурата, лепилната смес е годна за използване между 2 min и 2 часа.

В някои случаи за по-бързо втвърдяване на лепилото то се подгрява във водна баня.

При тези лепила е необходима особено старателна подготовка на слепваните повърхности. Металите непосредствено преди залепването се почистват и награпяват с шлифовъчна хартия, стъклото и сходните с него материали се обезмасляват с нитроцелулозен разтворител, трихлоретилен или спирт, бетонната повърхност се почиства с метална четка, дървесината от остатъци от бои и прах и т.н.

При слепване на прясно счупени детайли обикновено не се налага предварителна обработка на повърхностите.

 

Лепила за пластмаси

Пластмасите по правило се слепват най-добре с лепила, които частично се разтварят и така по-здраво се свързват към повърхността на детайлите. За това се произвеждат специални лепила, предназначени за пластмаси. При допир повърхностният материал на единия детайл прониква и се свързва със също така разтворения материал на другия детайл.

Затрудненията в случая произтичат от голямото разнообразие по състав и свойства на пластмасите, всяка от които поставя различни изисквания към лепилото, а някои, например

полиетиленът и полипропиленът не се съединяват с лепила.

 

Дисперсни лепила

Тези лепила намират широко приложение в домашната работилница и затова ще им заделим по-голямо внимание. Масовото лепило за лепене на дървени детайли е т.нар. „бяло лепило“, познато у нас като Ц200 или негови производни на база поливинилацетатна дисперсия във воден разтвор. Тези лепила представляват фино диспергиран воден разтвор на свързващото вещество – поливинилацетатът.

За да се втвърди и стегне лепилото, съдържащата се в него вода трябва да се всмуче в дървесината и впоследствие да се изпари в околното пространство. Това лепило има добра течливост, сравнително бавно, втвърдява и е подходящо за слепване на големи повърхности. В случая то се нанася на равномерен тънък пласт с широка четка.

Зацапванията с още прясно лепило се почистват лесно с вода, но щом то се втвърди, вече не може да се разтваря от водата и почистването става по механичен способ.

В началото на процеса на втвърдяване на лепилото свързващата му способност е малка. Затова слепваните детайли трябва да бъдат притиснати силно един към друг с винтови или други стеги, докато лепилото не се втвърди окончателно. Силното притискане допринася за по-доброто проникване на лепилото в порите на дървесината и така здравината на връзката се усилва. На практика повърхността на слепване е доста по-голяма от видимата контактна повърхност.

Още веднъж подчертаваме, че здравината на свързването зависи преди всичко от силата и продължителността на притискане на детайлите. Доказано е, че при добро слепване материалът може да се спука, отчупи и т.н. встрани от зоната на слепване и много по-рядко там, където детайлите са слепени. На това място дървесината става доста по-твърда.

Когато се цели бързина при слепването, се използват специални бързо втвърдяващи се лепила за дърво, които свързват за няколко минути. Специални лепила се използват и при облепване (ламиниране) на дървесни плочи с листове от непропускащ водата материал – например гетинаксови плочи за плота на кухненски шкаф.

За слепване на детайли, намиращи се в допир с околната среда, или, най-общо казано, с влага, например външна дограма или градински мебели, се използват специални водоустойчиви лепила. Лепилото Ц200 за случая не е особено подходящо, но има поливинилацетатни лепила за дърво, които осигуряват водоустойчиво слепване.

 

Монтажни лепила

В тази група влизат лепила, предназначени основно за строителството. Най-често те са пастообразни и се използват за лепене на облицовъчни плочки, плочи от пенополиуретан или минерално-влакнести плочи, различни подови покрития и др. Част от тези лепила се нанасят със специална назъбена шпакла, с което се цели най-вече икономия на лепилото и неговото равномерно нанасяне върху повърхността.

 

Стопяеми лепила

Те се произвеждат във формата на обли пръчки, като в процеса на лепенето лепилото се втечнява при температура 200 или повече градуса. Лепи се със специален пистолет с нагревател, изтласкващ механизъм и дюза . С тях могат да се лепят най-различни материали, нечувствителни към нагряване.

Произвеждат се и специални фурнирни ленти за кантиране на мебелни плочи, с фабрично нанесен откъм гърба лепилен слой. Те се залепват чрез притискане и приглаждане към канта с ютия, обичайно бракувана.

Освен описаните дотук групи се произвеждат и най-различни специализирани лепила за залепване на специфични материали или за използване при екстремни условия, например:

• Лепило за тъкани и кожа – например за залепване вместо зашиване на ципове, подгъви, кръпки, апликации и др.
• Лепило за стъкло и порцелан.
• Лепило за стиропор – използва се при  монтиране  на топлоизолационни   покрития чрез  залепване  на  плочи  от стиропор към бетон, мазилка, дърво, плочи от дървесни частици и др.

В заключение

Съвременната химия произвежда огромна гама от лепила, като за всеки конкретен случай може да се намери най-подходящото. Всеки от големите производители присъства на нашия пазар и най-верният избор ще направите, като прегледате неговия продуктов каталог.