Применяемые в современных конструкциях тепло- и звукоизоляционные материалы (пенопласты,
пористые древесноволокнистые и древесностружечные плиты) часто выполняют не только ограждающие
функции, но и воспринимают часть нагрузки. Так, в трехслойных панелях пенопласт воспринимает
сдвигающие усилия от обшивок, в вентиляционных коробах изоляционные плиты подвергаются вибрации,
в утепленных кровлях древесноволокнистые плиты воспринимают изгибающие усилия. Поэтому отдельные
блоки или плиты изоляционного материала должны быть монолитно скреплены и с элементами конструкций,
и между собой.
В конструкциях, в которых пенопласт участвует в совместной работе слоев под нагрузкой,
клеевая прослойка должна быть эластичной, и обладать способностью деформироваться без отслаивания
от обшивки. В таких случаях лучше применять термопластичные клеи, воспринимающие температурные
деформации без концентрации напряжений.
Особенности склеивания пенопластов зависят от свойств этого материала, и в первую очередь его пористости.
Прочность соединения пенопластов с другими материалами определяется в основном прочностью
самих пенопластов. Она зависит от силы механического зацепления клея со стенками ячеек (пор).
Вследствие малой толщины стенок, а также неровности поверхности пенопластов расход клея повышается.
Поэтому для склеивания пенопластов применяют различные недорогие клеи, содержащие наполнители.
Необходимо также знать, сообщаются ли ячейки между собой. При сообщающихся ячейках клей
глубоко проникает в пенопласт; при этом образуется так называемый голодный шов, т.е. клеевая
прослойка истощается а соединение получается слабым, недоброкачественным.
Обычно пенопласты с сообщающимися ячейками соединяют клеями, отверждающимися при испарении
растворителя. В этом случае растворитель беспрепятственно улетучивается, оставляя твердую или
эластичную клеевую прослойку. Некоторые пенопласты разрушаются под воздействием органических
растворителей, поэтому растворенные клеи можно применять только для пенопластов, изготовленных на
основе термореактивных смол. Другие пенопласты склеивают водосодержащими клеями.
Использование растворителей в клее также нежелательно при склеивании пенопластов с металлами.
Например, некоторые водорастворимые клеи, склеивающие пенополистирол и пенополивинилхлорид, а также
клеи, содержащие кислые отвердители, оказывают коррозионное воздействие на металл и, кроме того,
имеют плохую адгезию к нему. Поэтому, склеивая пенопласты с металлами, наносят разные пленки
подслоя: на металлы с органическим растворителем, на пенопласт - водорастворимые.
Способ нанесения клея зависит от физико-химических свойств клеевой композиции. Латексы и
дисперсии наносят способом распыления. Чтобы избежать чрезмерного впитывания клея и получить
тонкий, относительно ровный слой, струи клея направляют под некоторым углом к поверхности пенопласта.
Рассмотрим способы склеивания некоторых пенопластов в зависимости от свойств этих материалов.
При склеивании мипоры - вспененной карбамидной смолы - необходимо учитывать поглощение влаги
из клея и окружающего воздуха через сообщающиеся поры, в результате чего снижаются прочность и
адгезионные свойства пенопласта. Во избежание этого блоки мипоры перед склеиванием окунают в
перхлорвиниловый лак (раствор перхлорвиниловой смолы в хлорбензоле). После подсушивания блоки
приклеивают водосодержащими клеями или клеями с растворителями, не разрушающими защитную пленку.
Сначала клей, чаще всего состоящий из 20%-ного раствора поливинилхлоридацетата в
метиленхлориде, наносят на обшивку (распылением). После того как клей приобретает необходимую
вязкость, прикладывают блоки мипоры и плотно закрепляют их. Клей обладает хорошей адгезией к
защитной пленке мипоры, а растворитель клея испаряется, не разрушая пленки и пенопласта. Таким
способом оклеивают металлические воздуховоды для снижения шума, звукоизолируют кровли, утепляют
холодные ограждения.
Приклеивание пенополистирола - одного из наиболее перспективных пенопластов - производят
обычно без предварительной защиты материала. Так как пенополистирол имеет замкнутые ячейки,
растворители испаряются плохо. Кроме того, некоторые органические растворители, задерживаясь в
ячейках, разрушают пенополистирол. Следовательно, применение клеев с органическими растворителями
должно быть сведено к минимуму. Не разрушают пенополистирол такие растворители, как вода, спирты и
петролейный эфир. При небольшой (до 0,5x0,5 м) площади склеивания для крепления блоков
пенополистирола можно применять водоэмульсионные клеи, например поливинилацетатные.
При склеивании плит пенополистирола, имеющих большую поверхность, вода медленно испаряется из
клеевой прослойки, поэтому соединение может быть недоброкачественным. В таком случае в эмульсионный
клей вводят гипс, поглощающий воду. Поливинилацетатный клей, в котором вода связывается гипсом,
отверждается через 30 мин после нанесения, причем прочность склеивания довольно высокая. Этот прием,
однако, непригоден для склеивания пенополистирола с металлами.
Склеивание пенополистирола поливинилацетатным клеем можно ускорить, применяя смеси
органических растворителей с высокой скоростью испарения. Например, используют ацетоно-спиртовую
смесь, образующую клей состава 2:1:1,5 (поливинилацетат:ацетон:спирт). Эффективным растворителем в
смеси является также метиленхлорид, который используют в клеях для крепления пенополистирола к
слоистым пластикам. Поглощающие Добавки при этом не вводят.
Клеи наносят на обшивку вальцами толстым слоем. Через 10 мин образуется пленка, под которой
находится слой вязкого клея. В таком состоянии листы обшивки можно хранить в течение 1-2 ч.
Прикладывая затем блоки пенополистирола и нажимая на них, прорывают пленку клея, смачивают им
пенопласт и осуществляют склеивание контактными способом.
Для склеивания плит пенополистирола между собой применяют контактный способ. Сначала отходы
пенополистирола растворяют в трикрезилфосфате в соотношении 2:1,5, окунают одну из плит в клеевую
массу при температуре 80-100 °С и соединяют плиты. Склеивание
происходит немедленно и обеспечивает высокую прочность сцепления.
При склеивании пенополистирола со стальными обшивками хорошие результаты получены при
использовании феноло-формальдегидного клея ВИАМ-Б-8 через подслой из клея БФ-2.
Для обклеивания блоков и плит пенополистирола тонкими листами алюминия применяют
быстросхватывающий полихлоропоеновый клей, не оказывающий влияния на структуру пенопласта. Клей
наносят на пенопласт и на алюминий слоями толщиной 0,025-0,05 мм. После непродолжительной открытой
выдержки намазанные клеем поверхности соединяют и выдерживают под давлением 0,5-1 кг/см².
Для склеивания пенополистирола с алюминиевыми обшивками можно применять следующие клеи
холодного отверждения: 1) эпоксидный, в состав которого входит смола ЭД-6 - 100 вес. ч.,
окситерпеновый растворитель (отход камфарного производства) - 40 вес. ч., полиэтиленполиамин - 10 вес. ч.,
портландцемент - 200 вес. ч.; 2) феноло-формальдегидный КБ-3 через подслой БФ-2.
Склеивание пенополистирола с обшивками из стеклопластика производят полиэфирным клеем на
основе смолы ПН-1. Этот клей несколько ослабляет пенопласт, стягивая стенки ячеек. Чтобы устранить
этот недостаток, в смолу вводят до 200% наполнителя (молотый кварцевый песок).
Пенополивинилхлорид, выпускаемый как в виде жестких плит, так и в виде эластичного материала,
имеет сообщающиеся поры и поэтому может быть склеен дисперсионными клеями, например акриловым, или
раствором поливинилхлоридацетата. К обшивкам из фанеры и древесных плит пенополивинилхлорид
приклеивают перхлорвиниловым клеем. При склеивании пенополивинилхлорида с металлическими обшивками
следует предусматривать меры по защите металла от коррозии выделяющимся из пенопласта хлором.
Одним из перспективных тепло- и звукоизоляционных материалов является пенополиуретан,
склеивающийся акриловым, полиуретановым, нитроцеллюлозным, а также модифицированными
феноло-формальдегидными и эпоксидными клеями. Пенополиуретан обладает свойствами термореактивных
полимеров и может быть жестким или эластичным. Так как в процессе вспенивания полиуретан
склеивается с соприкасающимися материалами без дополнителных клеевых составов, то при креплении
его к обшивкам достаточно подготовить чистую поверхность листов и обеспечить геометрическую
неизменяемость конструкции в период отверждения.
Свойство пенополиуретана склеивать ограждающие конструкции в процессе вспенивания широко
используют в строительстве и других отраслях техники. Жидкие композиции, образующие пенопласт,
заливают в полости строительных конструкций, в стыки панелей, в конструкции лодок, холодильников,
кузовов авторефрижераторов и изотермических вагонов. Для защиты от шума и вибрации внутренние
поверхности стен машинных отделений, кабин машинистов, и т. п. покрывают слоем жидкой композиции,
вспенивающейся после ее нанесения.
Свойствами самосклеивания обладают и другие пенопласты на основе термореактивных смол,
например пеноэпоксипласт, кремнийорганические и феноло-формальдегидные пенопласты. Наиболее
распространены феноло-каучуковые пенопласта ФК-20 и ФК-40, применяемые для изготовления трехслойных
конструкций.
Древесноволокнистые и древесностружечные плиты склеивают обычными клеями для древесины.
Однако при соединении этих материалов с металлом или асбестоцементом возникают дополнительные
затруднения. При склеивании с алюминием, например, прочность клеевого соединения снижается из-за
значительной температурной деформации металла. В таких случаях применять жесткие клеи
нецелесообразно. Удовлетворительные результаты, особенно с точки зрения стойкости соединений к
атмосферным воздействиям, получены при использовании каучукового, клея 88-Н.
В опытах по склеиванию древесноволокнистых плит с асбестоцементом выявлена возможность
применения менее дефицитных и более экономически доступных битумно-резнновых композиций типа
мастики «изол».
Стекловолокниетые и минераловатные теплоизоляционные изделия (плиты, блоки, маты) склеивают
феноло-формальдегидными, эпоксидными и комбинированными клеями (например, смесь фенолоспиртов с
поливинилаиетатной эмульсией). Так как этими материалами чаще всего изолируют нагретые поверхности
(труб, технологического оборудования и т. п.). клеевые соединения их должны обладать повышенной
теплостойкостью.
Пеностекло, пенобетон и термоизоляционный газобетон склеивают феноло-формальдегидными или
дифеноло-кетоновыми клеями. Если соединение предназначено для эксплуатации при значительных
перепадах температуры, клеи модифицируют тиоколом.
