Технология склеивание оргстекла (акрила)

Клеевые соединения оргстекла (акрила) широко применяются при изготовлении узлов остекления самолетов и автомобилей, в приборостроении, в производстве рекламной продукции, различных украшений. Основная проблема склеивания оргстекла состоит в чрезмерной чувствительности этого материала к органическим растворителям, вызывающим образование на его поверхности микротрещин (так называемого «серебра»).

Не смотря на это, не малое распространение, как в зарубежной, так и в отечественной практике получил процесс склеивания оргстекла (акрила) при помощи растворителей или клеев на основе растворов полиметилметакрилата в органических растворителях. К примеру органическое стекло склеивают 2-5%-ным раствором его в дихлорэтане. Для приготовления раствора мелкую стружку оргстекла (акрила) перемешивают при 20-25 0С в течение 25-30 мин в дихлорэтане, а затем выдерживают в течение 2-5 суток до полного растворения. Вязкость 2%-ного раствора должна быть в пределах 7-15 с (по ВЗ), 3%-ного – 40-60 с. Приготовленный клей должен быть использован максимум в течение месяца (при условии хранения в герметичной посуде). Склеивание производится при температуре воздуха не ниже 15 0С.

К основным видам клеевых соединений оргстекла относят — соединения «внахлестку», «на-ус» и «встык» с односторонней накладкой. Длина нахлеста и ширина накладки должны быть не менее 4-кратной толщины склеиваемых листов, длина «уса» — не менее трех-пяти толщин листа. При склеивании «на-ус» поверхности фасок должны быть ровными, толщина кромки «уса» должна быть максимум 0,3 мм. Перед склеиванием производят подгонку заготовок из оргстекла. Усовые поверхности доводят циклей с точностью до 0,5 мм, причем разница в длине уса соединяемых поверхностей не должна быть более 1 мм. Перед склеиванием поверхность оргстекла обезжиривают мягкой хлопчатобумажной тканью, смоченной в бензине. Клей наносят на обе склеиваемые поверхности щетинной кистью, равномерным движением в одну сторону. Для предохранения несклеиваемой поверхности оргстекла ее защищают от брызг и паров дихлорэтана липкой лентой, бумагой или защитной пленкой. Не позже чем через 2 мин после нанесения раствора склеиваемые поверхности должны быть соединены. Закрытая выдержка (от начала сборки до запрессовки) должна быть не более 30 мин. Запрессовку осуществляют в рычажных, пневматических, гидравлических или винтовых прессах, струбцинами или пневмошлангами, создавая давление в пределах 0,5-1,4 кгс/см2 при толщине материала 1,5-3 мм и 2-5 кгс/см2 при толщине более 3 мм.

Оргстекло (акрил) при склеивании легко повредить, поэтому надо обязательно пользоваться прокладками или бумагой, поверх которых накладывают прокладки из резины толщиной 2-4 мм. Выдавившийся после запрессовки избыток клея необходимо немедленно удалить сухой мягкой тканью.

Для предотвращения действия паров растворителя на поверхность органического стекла рекомендуется обдувать склеенные швы сухим чистым воздухом или производить местный отсос паров дихлорэтана. Склеенные детали должны быть выдержаны под давлением при 15 0С в течение не менее 4 ч, а после снятия давления, перед дальнейшей механической обработкой, не менее 18 ч.

Аналогичным образом склеивают акрил (оргстекло) и другими клеями, представляющими собой растворы полиметилметакрилата в метилметакрилате, ледяной уксусной кислоте, муравьиной кислоте, хлоргидрине и т. п. Надежны в работе при температурах до 100 0С клеевые соединения органического стекла на клеях ПУ-2, ПУ-2Б, В31-Ф9 и ВС10-ТМ. Клей В31-Ф9 при склеивании оргстекла должен иметь начальную вязкость 40-60 с, жизнеспособность при 20 0С 3,5-5 ч (вязкость клея не должна превышать 180 с).

В процессе склеивания сосуд с клеем следует охлаждать для того, чтобы температура клея не была выше 20 0С. Перед склеиванием поверхности тщательно подгоняют и зашкуривают наждачной шкуркой, а затем очищают сухой кистью от пыли. Клей наносят щетинной кистью в один слой на обе склеиваемые поверхности, расход 150-220 г/м2. При склеивании требуется открытая выдержка при 20-22 0С в течение 7-10 мин и при 23-25 0С в течение 5-7 мин, затем закрытая выдержка – неболее 30 мин; выдержка под давлением 0,5-2 кгс/см2 должна быть не менее 8 ч при температуре не ниже 20 0С, а после снятия давления до обработки оклеенных изделий — не менее суток. При нагревании до 60-65 0С выдержка в запрессованном состоянии может быть сокращена до 1,5-2 ч. При склеивании оргстекла с капроновой лентой клеем В31-Ф9 ленту протирают ватным тампоном, слегка смоченным ацетоном, просушивают на воздухе и затем покрывают клеем с обеих сторон, расход клея 700-800 г/м2. Следует иметь в виду, что клей В31-Ф9 образует окрашенный клеевой шов, что значительно уменьшает прозрачность стекла. Клеем ВС 0ТМ склеивают теплостойкие органические стекла при 145± 5 0С и давлении 1,5-2,0 кгс/см2. Клеи В31-Ф9 и ВС 0ТМ снижают прочность стекла; клей ПУ-2 такого действия не оказывает. Установлено, что при склеивании органических стекол, в том числе и теплостойких, композициями на основе фенолоформальдегидных смол образуются достаточно прочные, без микротрещин, прозрачные и бесцветные соединения. Склеивать такими клеями можно и при комнатной температуре, и при нагревании.

Для склеивания акрила (оргстекла) находит применение бутилметакрилатная пленка БМА, представляющая собой пластифицированный полимер бутилового эфира метакриловой кислоты. При склеивании пленку, смоченную дибутилфталатом, прокладывают между склеиваемыми материалами и выдерживают под давлением 3 суток. При изготовлении двойных стекол из оргстекла на эластичной пленке БМА применяется перхлорвиниловый клей ПВ 6.