В этой статье:

Наверное, нет сегодня человека, который ни разу не применял клей ПВА: даже маленькие детки используют его для склеивания бумажных открыток, при создании аппликаций, а взрослые активно применяют клей в строительстве, при осуществлении малярных работ.

Однако не многие знают, что впервые производство клея было организовано уже в 1912 году предпринимателем Фарбеном . В то время Фарбен работал с клеями, которые образовывали пленки.

А технология изготовления самого популярного клея была изобретена двумя независимыми учеными – Ли Сын Ги, Фритц Клатт. Немецкий доктор Фритц Клатт открыл производство клея ПВА методом экстракции его из газа ацетилена. В результате полимеризации газ образовывал твердое вещество с клеящими свойствами.

Спустя несколько лет корейский ученый Ли Сын Ги открыл волокно, которое впоследствии начало называться виналон . Уже в 1941 году этот материал был запатентован, а позже виналон начали использовать в качестве сырьевого компонента для изготовления клея ПВА.

Виды клея ПВА и их особенности

На сегодняшний день коммерческое производство клеев очень развито, и ведущие предприятия изготовляют такие виды клея ПВА:

ПВА бытовой – этот вид склеивающего вещества используется при поклейке обоев на штукатурные, деревянные поверхности, а также для соединения бумаги. Его особенности – высокая морозостойкость.
ПВА канцелярский – этот вид клея знаком каждому. Его используют для склеивания бумаги, картона или фотобумаги. Канцелярский клей широко применяется в типографии. Это склеивающее вещество наиболее безопасно для детей, оно легко растворяется в воде.
ПВА универсальный – это вещество позволяет склеить изделия из фарфора, дерева, различные виды тканей. Его морозостойкость составляет шесть циклов замораживания и оттаивания.
ПВА супер – это высококачественный клей, обеспечивающий надежное склеивание фарфора, металла, пластика, кожи, облицовочных плиток и других материалов. Этот клей имеет густую консистенцию, и в его составе есть много добавок.
Дисперсия гомополимерная поливинилацетатная – наиболее сильно склеивающий клей ПВА. В его состав включены пластификаторы. Этот вид клея широко применяется на промышленных предприятиях, он относится к третьей группе токсичности.

Сырьевые компоненты для изготовления клея ПВА

Состав сырьевых компонентов в различных видах клея ПВА разный. Однако все сырье, используемое на предприятиях, изготавливающих клей, можно разделить на такие группы:

Клеящие вещества – крахмал, растительные или синтетические смолы, декстрин, нитроцеллюлоза. Эти вещества обеспечивают когезионную, адгезионную прочность клеевого соединения.
Растворители – ацетон, бензин или сложные эфиры. Растворители оказывают огромное влияние на формирование физико-механических свойств клея, а именно на тепло-, водостойкость и величину усадочного напряжения. Однако растворители снижают прочность, герметичность клеевой прослойки. Поэтому состав растворителей в клее должен быть минимальным.
Пластификаторы – глицерин, мало-летучие (low volatile) жидкости, камфорное масло. Пластификаторы включают в состав клея для усиления пластичности и гибкости клеевой пленки.
Наполнители – мел, тальк и каолин. Благодаря наполнителям улучшается прочность, теплостойкость клеящего вещества.
Отвердители – способствуют скорейшему отверждению клея. В качестве отвердителей используют фарфор, металл, стекло.
Стабилизаторы и ингибиторы – включают в состав клея для увеличения срока хранения исходного сырья. В качестве ингибиторов используют ароматические амины, ингибиторы стирола, некоторые нитросоединения.

Нормативные документы, регулирующие качество клеев

Начинающие предприниматели, интересующиеся особенностями производства клея ПВА, должны ознакомиться и с перечнем нормативных документов, который регулирует качество готовой продукции.

К таким основным нормативным документам можно отнести:

ГОСТ 28780-90 – Клеи полимерные. Термины и определения;
ГОСТ 30535-97 – Номенклатура показателей;
ГОСТ 26454-85 – Способ определения оптимальной упругости клея;
ГОСТ 18992-80 – Дисперсия поливинилацетатная гомополимерная грубодисперсная. Технические условия;

К нормативным документам, которые регулируют требования к производственным помещениям, относятся:

СНиП 2.09.02 – требования к основным производственным зданиям и помещениям;
СНиП 2.09.04, СНиП 2.11.01 – требования к вспомогательным зданиям и помещениям.

На каждом предприятии по производству клея должен быть документ – Технические условия , в котором отображены требования к качеству готовой продукции. Технические условия должны составляться в соответствии с вышеперечисленными государственными стандартами. Продукция, соответствующая ТУ, всегда будет высокого качества и конкурентоспособной.

Начинающие предприниматели также должны помнить что, используя химические вещества в производстве клея ПВА, необходимо разработать правила по охране труда и использованию вредных веществ. Для этого необходимо выполнять гигиенические требования к производственному оборудованию, придерживаться санитарных правил организации технологических процессов и правил пожарной безопасности.

Технология производства клея ПВА

Осуществляя производство клея ПВА, предприятия придерживаются определенной технологии. Однако технология производства клея может быть различной на предприятиях, ведь состав сырья и его свойства могут быть разными.

Но общая технологическая схема включает такие этапы производства клея:

Подготовка сырьевых компонентов;
Дробление сырья;
Подготовка необходимых порций и взвешивание сырья;
Обработка сырья;
Варка вещества;
Отстой продукта;
Розлив и упаковка клея.

В производстве клея ПВА существует одна сложность: высокая вязкость продукта затрудняет качественное и быстрое перемешивание, диспергирование и транспортировку к месту упаковки клея.

Оборудование для производства клея ПВА

Завод по производству клея ПВА осуществляет изготовление клеящего вещества следующим образом.

В верхний растворосмеситель загружают взвешенные порции сырьевых компонентов. На протяжении последующих 10-20 минут осуществляется перемешивание, диспергирование сырья в результате трения эластичных частей лопасти мешалки о корпус смесителя.

После этого клей расплав перемещается в накопительную часть нижнего агрегата. Затем приводится в действие шнек и включается циркуляционное насосное оборудование. После обработки композиции, клеящий раствор перемещается в емкость нижнего агрегата.

Одновременно с этими действиями осуществляется повторная загрузка сырьевых компонентов в верхний агрегат. После окончания этой загрузки рукав циркуляции перекрывается, и часть композиции идет на фасовку.

Начинающие предприниматели, стремящиеся организовать производства клея ПВА, могут приобрести такое оборудование:

Автоматизированную линию по производству водно-дисперсионных материалов.

Стоимость линии составляет 310 000 рублей. На автоматизированной линии можно изготавливать такие виды клея ПВА: экстра, универсальный и строительный.

Производительность такого оборудования составляет 60 кг в час.

Производственники могут также приобрести отдельно диссольвер для производства клея ПВА и аппарат фасовки .

Производительность диссольвера также составляет 60 кг в час, а стоимость – 100 000 рублей, а цена аппарата фасовки составляет 78 000 рублей.

Как видим, производительность диссольвера и аппарата фасовки равна аналогичному показателю автоматизированной линии для производства клея ПВА. Однако, покупая отдельно каждый вид оборудования, можно сэкономить 132 000 рублей. Стоит отметить, что данное оборудование позволяет изготавливать не только клей ПВА, но и краски, лаки, эмали, грунтовки, шпатлевку.

Бизнес план для предприятия, осуществляющего производство клея ПВА

Капитальные инвестиции на открытие мини-цеха по производству клея ПВА будут включать такие статьи расходов:

Расходы на покупку диссольвера – 100 000 рублей;
Расходы на покупку аппарата фасовки – 78 000 рублей;
Покупка стеллажей для хранения готовой продукции, обустройство рабочего место оператора – 30 000 рублей.

Итого капитальные инвестиции будут составлять 208 000 рублей.

Стоит отметить, что в комплект диссольвера входит все необходимое оборудование:

диссольвер;
электронная фасовочная платформа;
шприц-дозатор;
фреза диссольвера;
дежа;
пандус.

Для дальнейшего составления бизнес-плана необходимо установить площадь производственного цеха.

Площадь цеха устанавливается исходя из габаритов оборудования:

Габариты диссольвера — (Д*Ш*В) — 90*87*180 см;
Габариты аппарата фасовки — (Д*Ш*В) — 75*80*140 см.

Для производственного цеха будет достаточно помещения площадью 20 кв. метров, а для склада готовой продукции – 15 кв. м.

n – количество единиц ведущего оборудования;
Ч – часовая паспортная производительность единицы оборудования (60 кг в час);
Т – эффективный фонд времени работы оборудования в год, ч. ПМ = 1 * 60* 1936 = 116 160 кг = 116, 16 тонны клея ПВА.

На сегодняшний день 1 кг клея ПВА Универсальный стоит 60 рублей.

Итого доходы от производственной деятельности будут составлять: 116 160*60 = 6 969 600 рублей в год.

Расчет себестоимости 1 кг клея ПВА Универсальный:

Для производства 100 кг. клея ПВА Универсальный необходимо:

Связывающее сырье – 245, 00 рублей;
Дисперсия ПВА – 468, 00 рублей;
Загуститель – 638, 00 рублей;
Коалесцент – 4,70 рублей;
Консервант – 21, 80 рублей;
В результате подсчетов установлено, что цена 1 кг. клея ПВА Универсальный – 13,78 рублей.

Себестоимость готовой продукции – 13,78*116 160 = 1 600 684,8 рублей в год.

Расходная часть бизнес-плана:

Расходы на заработную плату (2 оператора, 1 менеджер по сбыту) – 45000 рублей в месяц, в год – 540 тыс. рублей;
Налоги на зарплату: 189 тыс. рублей в год;
Аренда производственного цеха (35 кв. м.) – 120 тыс. рублей;
Электроэнергия (при потреблении диссольвера — 0,55 кВт/час и аппарата фасовки – 0,55 кВт/час) – (1,1 кВт/час * 1936 ч) * 4 руб./час = 8518,4 руб/год;
Другие коммунальные платежи – 10000 рублей в год;
Налог на прибыль (УСН) – (6 969 600 – 1 600 684,8 – 759518,4) * 15% = 691 409, 52 руб./год.

Итого расходов: 1 450 927,92 руб./год.

Расчет срока окупаемости:

Итого чистая прибыль на предприятии за год будет составлять: 6 969 600 — 1 600 684,8 — 1 450 927,92 = 3 917 987,28 рублей в год.

При таком ежегодном уровне дохода срок окупаемости будет составлять около 2-6 месяцев.

Стоит учесть, что все данные приблизительные и реальная производительность цеха может быть ниже.

В завершение следует отметить, что производство клея ПВА – рентабельный бизнес , у которого огромные перспективы. Ведь в дальнейшем производственник может расширить ассортимент готовой продукции, начав осуществлять изготовление красок, шпатлевок. При этом дополнительные инвестиции осуществлять не потребуется, ведь данное оборудование универсальное.

Когда наступает необходимость что-то склеить, то на ум сразу же приходит клей ПВА. Сейчас он есть у каждого школьника или офисного работника и является поистине незаменимой вещью. С его помощью можно надежно собрать бумажные поделки, деревянные или пластиковые игрушки.

Случайно разбили стеклянный или керамический предмет? И тут пригодится ПВА. Если нет времени бежать и покупать готовый раствор, то сделать клей пва в домашних условиях очень просто. Нехитрый состав, отсутствие редких компонентов — все это делает домашнее приготовление ПВА особенно актуальным.

Что такое ПВА

Изобретение химиков ПВА расшифровывается как поливинилацетат. В фабричных условиях это основное действующее вещество, занимающее 95% состава. Оставшиеся 5% приходятся на долю различных добавок, обеспечивающих смеси адгезионную стойкость и необходимую вязкость.

Клей применяется не только для канцелярских работ и творчества, но и в строительстве и ремонте. С его помощью можно загрунтовать стены перед финишной отделкой, наклеить обои, улучшить сцепление при укладке плитки и починить мебель.

Когда имеет смысл делать клей самостоятельно

Несмотря на огромный ассортимент клеевых продуктов в магазинах, некоторые предпочитают использовать клей собственного производства. Причем под разные задачи готовят жидкость определенной густоты.

Что лучше, купить готовое клеящее вещество или сделать его самому? Если клей требуется для тонких или ответственных работ, то имеет смысл обратиться к заводским товарам. Они не отличаются высокой ценой — 1 кг может стоить в районе 40-60 руб. Но зачастую производители исходят из экономии и выпускают не лучший продукт.

Если посмотреть на фото клея ПВА, то можно увидеть, что хороший клей не содержит комков и посторонних включений.

Цвет клея должен быть однородным — белым или бежевым. Поэтому, если в качестве товара есть сомнения, то лучше приготовить ПВА своими силами.

Свойства клея-самоделки

Популярность клея ПВА можно объяснить его уникальными характеристиками, которые выгодно выделяет его на фоне остальных материалов с клеящим эффектом:

Морозостойкость не менее 4 циклов. Состав не боится температурных перепадов и холодов. Стоит оговориться, что это черта уже нанесенного на подложку клейстера. В жидком состоянии он чувствителен к отрицательным температурам и быстро теряет все свои качества.

Высокая клеевая активность. Стандарты, регламентирующие промышленное производство ПВА, указывают, что сила склеенных соединений на разрыв не менее 550 Н/м. При должной технологии приготовления средства в домашней обстановке эта цифра не должна стать меньше.

Безопасность на всех стадиях домашнего изготовления, а также в применении и хранении. Из-за отсутствия вредных, раздражающих кожные покровы элементов клей разрешено использовать детям от 2 лет. При попадании небольшого количества в глаза достаточно тщательно их промыть под струей проточной воды.

Контактируя с водой или растворителями типа ацетона или бензола, масса растворяется. Это очень удобно, если клей давно не использовался и загустел или слой был наложен неправильно. Но вводя в состав токсичные разбавители, стоит быть осторожным — ПВА становится опасным для здоровья.

Благодаря своим свойствам, поливинилацетатная эмульсия после высыхания не растворима в воде и не дает усадку. Но сделать клей ПВА водостойким после затвердевания можно лишь тогда, когда соблюдаются все пропорции при приготовлении.

Затвердевшее соединение получается пластичным и прочным. Им можно заполнять монтажные зазоры шириной до 2 мм.

Какой бывает ПВА

Немногие знают, что существует несколько разновидностей ПВА, определяющих сферу их применения. О назначении скажет буква, указанная в обозначении марки:

канцелярский (ПВА-К), применяется для склейки картона, бумаги;
обойный или бытовой (ПВА-О), предназначенный для строительных целей;
универсальный (ПВА-МБ) широкого спектра действия;
суперклей (ПВА-М) для склейки тяжелых заготовок (керамоплитки, osb плит);
дисперсионный, характеризующийся быстрым схватыванием.

Ингредиенты для домашнего ПВА

Процесс собственноручного приготовления ПВА можно условно разбить на 3 стадии – покупка необходимых ингредиентов, предварительная подготовка компонентов к работе и сам момент варки.

Минимальный набор, из чего можно сделать клей ПВА своими руками, предполагает наличие следующих составляющих:

вода очищенная дистиллированная — 0,5 л.
мука пшеничная – 50 г;
глицерин – 2 г;
спирт этиловый – 10 мл (допускается использовать спирт технический);
фотожелатин – 2,5 г.

Глицерин и спирт можно приобрести в аптеке, муку в обычном продовольственном магазине. Дистиллированную воду предлагают в автомагазинах и промтоварах.

Самое сложное – найти фотографический желатин. Для этого потребуется посетить магазины фототоваров или фотопечати.

Подготовка к созданию клея

Подготовительный этап включает в себя растворение фотожелатина. Процесс аналогичен тому, что используют кулинары для получения желе или крема.

В стакан 200 мл налейте дистиллированную воду.
Поместите туда желатин.
Выдержите в течение суток, чтобы она хорошенько разбухла.

Если смесь получилась густой, то разбавить ее можно горячей водой. На этом всё – остальные действия проводите на следующий день.

Варим ПВА

Перед приготовлением ПВА необходимо хорошо просеять муку, чтобы исключить из нее мусор и посторонние частицы. Клей готовят по методу «водяной бани». Для этого берут две емкости разных диаметров: одна должна помещаться в другой.

Пошаговая инструкция, как сделать клей ПВА

В большую кастрюлю наливают обычную воду и нагревают на плите. Внутрь этой посудины устанавливают кастрюльку меньших размеров с дистиллированной водой. Дно маленькой посудины не должно касаться воды в первой кастрюле.

Небольшими порциями вводите в дистиллированную воду приготовленный накануне желатин. Такими же частями поместите в раствор муку, растворенную в небольшом количестве воды. Постоянно помешивайте, чтобы избежать образование комков.

Доведите содержимое малой кастрюлю до кипения и отключите плиту. Готовое содержимое должно напоминать по консистенции сметану.

В слегка остывший «бульон» добавьте глицерин и спирт, не переставая помешивать до полной однородности массы.
Готовый продукт разлейте в удобную тару для использования и хранения.

Хранение ПВА

Собственноручно сваренный клей необходимо хранить в закрытой банке при положительной температуре 10-15 град. в течение 6 мес. Но обеспечить такие условия не всегда получается, в результате чего клей теряет свою функциональность. В таких случаях очень актуальным становится вопрос, как сделать клей ПВА гуще или жиже.

Возвращаем клей к жизни

Для разбавления годится только теплая вода, растворители отрицательно влияют на свойства ПВА. Количество определяется на глаз, визуально состав доводится до нужной вязкости. Вода вливается тонкой струйкой при интенсивном перемешивании. Если клей сильно загустел, с его поверхности удаляют корочку и крупные взвеси. И только потом приступают к разбавлению.

Противоположную задачу — загустение клея решить еще проще. Достаточно оставить очень жидкий клей с приоткрытой крышкой. Вода, входящая в состав, испарится и продукт станет плотным.

Фото клея ПВА в домашних условиях

Клей ПВА с уверенностью можно назвать самым популярным и универсальным клеящим составом. Его применяют плиточники, столяры, маляры, школьники, офисные работники. Это настоящая находка для склеивания в бытовых и промышленных целях. Предлагаем познакомиться с этим материалом лучше, больше узнать о его свойствах, видах и сферах применения.

Характеристики клея – чем он обязан своей универсальностью?

В 1912 впервые был получен поливинилацетат. Его создатель немецкий ученый Фритц Клатт. Спустя пару лет разработка ученого приобрела массовый характер и стала выпускаться в коммерческих целях. Сегодня производство клея ПВА в год составляет более 1000000 тонн, без него сложного представить жизнь мастера и обычного человека.

Расшифровка клея ПВА – поливинилацетат. Это основное действующее вещество, которое входит в состав клея. Помимо него в клей входят другие добавки, которые придают пластичности. Благодаря пластификаторам и поливинилацетату, клеевой шов получается эластичным и не деформируется при изгибе, как это часто выбывает с другими клеящими составами. Внешний вид клея – густая, сметанообразная масса с резким запахом винилового спирта. И это не удивительно, ведь если углубляться в состав клея более детально, то это раствор поливинилацетата в воде, пластификаторов и специальных добавок. Универсальный клей ПВА обладает следующими характеристиками:

эластичность клеевого шва сравнима с бумагой;
клеевой шов устойчив к морозам и сгибам;
высокая степень адгезии (сцепления) и фиксации материала, присущая более дорогим клеящим составам;
в состав клея не входят токсичные добавки, поэтому его можно применять как снаружи, так и внутри здания;
взрыво- и пожаро безопасен;
растворяется в органических кислотах;
применяется в помещениях с повышенной влажностью воздуха до 80%;

Разновидности клея – что применять в быту и промышленных целях?

Клей ПВА нашел свое применение в разных сферах деятельности. Укладка плитки, поклейка обоев, склеивание пластмассы, картона, бумаги, фанеры, использование в качестве добавки в стекольной промышленности. Чтобы получить максимальный результат при фиксации определенных материалов, разберем более подробно разновидности этого универсального фиксатора.

Начнем с самого простого – канцелярского клея ПВА. Этот клей хорошо известен школьникам, студентам и их родителям, ведь он применяется для склеивания стандартных вещей, которые используются в быту: картон, бумага, фотографии. Канцелярский клей абсолютно безопасен, при попадании на кожу не вызывает аллергических реакций, поэтому с ним работают даже дети. Среди недостатков именного канцелярского клея ПВА можно выделить низкую устойчивость к влаге и отрицательной температуре.

В промышленных целях и ремонтных работах применяется строительный клей ПВА. В перечень основных материалов, которые может фиксировать между собой этот состав, входят: бумажные, виниловые и стекловолокнистые поверхности. Технические характеристики строительного клея позволяют использовать его в качестве добавки, которая повышает адгезию строительных смесей (шпаклевки, штукатурки, грунтовки).

Отдельно выделяют специализированные строительные фиксаторы, например, столярный клей ПВА. Он широко применяется столярами для работы с древесиной, обладает повышенной влагостойкостью.

Клей ПВА-М супер предназначен для работы с паропроницаемыми материалами. Благодаря этому составу, клеевой шов получается максимально прочным, а его нанесение не требует соблюдения определенных правил. Мастера применяют этот клей для работы с керамической плиткой, фиксации стыков напольного покрытия, кожаных изделий, фарфора, ДВП (ДСП), фанеры, стекла и дерева. Клей ПВА-М супер обладает повышенной морозоустойчивостью -40°С.

Чтобы быстро зафиксировать между собой плиты ламината и паркета, советуем использовать клей ПВА Момент. Достаточно прижать фиксируемые части материала между собой, и клей моментально схватывается.

Дисперсия ПВА – это добавка к строительным растворам, которые применяются в полиграфической, обувной, текстильной и стекольной промышленности, а также в производстве упаковок, бытовой химии и лакокрасочных изделий. Причина добавления дисперсии – повышение сцепления и прочности изделия. Клей ПВА также используется в качестве основы для производства обойного клея, который фиксирует отделочный материал на бумажной основе к разным поверхностям (бетон, штукатурка, дерево, цемент).

А если вы теряетесь, какой состав подходит для вашего материала, тогда лучше остановиться на универсальном клее ПВА. Он имеет широкий спектр действия, который позволяет:

приклеивать ткань к деревянной, металлической, стеклянной поверхности;
использовать в качестве добавки для шпаклевки, грунтовок и цементных смесей на водной основе;
фиксировать напольное покрытие (ковролин, линолеум, плитка);
приклеивать синтетические материалы на бумажную основу, пробку, винил;
закреплять листы ДСП, ДВП, МДФ, декоративного пластика.

Особенности нанесения состава и подготовки поверхности

Перед нанесением клея ПВА на поверхность ее следует тщательно обезжирить, избавиться от пыли и грязи. Посторонние частицы и следы от клейких материалов будут мешать сцеплению с поверхностью, достичь максимальной адгезии не получится. Помимо чистоты также позаботьтесь, чтобы поверхность была сухой. Если вы наносите клей ПВА на ровную и гладкую поверхность, зашкуриваем ее мелкозернистой наждачной бумагой или теркой. Шероховатый пеногипс или пенобетон предварительно грунтуем.

Разводим концентрированный клей ПВА согласно инструкции, а также учитываем особенность материалов, которые мы будем фиксировать. Например, для скрепления листов ДВП и фанеры клей можно не разбавлять, а вот для остальных поверхностей, пропорции всегда разные, указываются производителем. При нанесении клея на обои тщательно разравниваем полотно на стене сухой тканью, чтобы на поверхности не образовывалось пузырей.

При работе с напольным покрытием применяем зубчатый шпатель. Им удобно разравнивать клеящий состав, распределяя его ровным слоем и снимая излишки. При соединении дерева, картона и других целлюлозных материалов, промазываем стыки тонким слоем, прижимаем их вместе на 1 минуту, а после кладем под груз. Действуя по такой схеме, получаем соединение максимально прочное. Время высыхания поливинилацетатного клея зависит от толщины нанесения, однако полная полимеризация происходит через сутки.

Помимо традиционных материалов, которые используются для крепежа, большое распространение получили различные клеящие составы. Многочисленные виды клеев имеют самое широкое использование. Они применяются для творчества, ремонта, строительства. Технология применения большинства видов клеев относительно простая, а по своим свойствам они зачастую превосходят обычные крепежные материалы. В отличие, к примеру, от пайки или сварки, изделие при склеивании отдельных деталей не требует нагрева до высоких температур. Кроме того, многие клеи обладают повышенной термостойкостью, поэтому склеенные изделия в дальнейшем можно даже нагревать. Бывают клеи, которые сохраняют эластичность даже после высыхания, что снижает уровень механических напряжений после затвердения и обеспечивает прочность при различных нагрузках.

К качеству клея предъявляются высокие требования. В противном случае склеенное изделие или детали быстро выйдут из строя. В свою очередь качество клея зависит от соблюдения различных технологических моментов как при производстве самого клеящего вещества, так и непосредственно при его использовании.

Виды клеев

Все клеи подразделяются на две основных группы – органические и неорганические. К органическим клеям относятся составы на основе различных природных и синтетических полимеров, мономеров, олигомеров и с различными искусственными компонентами. При затвердевании олигомеры и мономеры превращаются в полимеры. К природным полимерам относятся вещества животного (казеин, альбумин, коллаген) и растительного (декстрин, крахмал) происхождения, а к синтетическим полимерам – синтетические смолы и каучуки. Клеи на неорганической основе подразделяются на силикатные, керамические, металлические, алюмофосфатные.

Также специалисты классифицируют клеящие составы (собственно клеи и герметики) по термическим свойствам их основы, которые определяются термопластичной или термореактивной природой клея. Термореактивные соединения, как правило, используются в качестве основы для конструкционных клеев. Соединения на основе каучуков и термопласты используются для склеивания неметаллических материалов. Клеи на основе термореактивных смол часто являются составными (так называемые компаунды). Клеи такого вида могут быть акрилатными, эпоксидными, полиэфирными, силиконовыми и полиуретановыми. Они отвердевают при введении отвердителя или под внешним воздействием (например, воздуха, влаги и т. д.).

По консистенции клеи бывают дисперсионными, растворными, твердыми (в виде пленок, плиток, кусочков и т. д.), в виде капсул или расплавов. Растворные клеи, как понятно из названия, выпускаются в виде раствора водорастворимого полимера в воде или полимера другого вида в органическом растворителе. Клеи первого вида имеют основу животного (к примеру, в костном клее), синтетического (поливиниловый спирт, меламиноальдегидный клей), искусственного (КМЦ-клеи) или же неорганического (силикатный клей) происхождения. Эти клеи считаются наиболее безопасными и экологичными. Клеи на органическом растворителе, которые содержат раствор синтетического каучука в цианакрилате, отличаются меньшим сроком застывания, нежели водорастворимые клеи, но при этом они более опасные за счет испарений растворителя.

Одна из самых популярных групп клеев – это так называемые клеи ПВА, представляющие собой дисперсию полимера в воде. Так как сам по себе полимер не обеспечивает прочное склеивание, то для повышения надежности в состав клея зачастую добавляются различные водорастворимые полимеры с высокой степенью адгезии (например, поливиниловый спирт или производные целлюлозы). Благодаря воде, которая входит в состав клея ПВА, он подходит для склеивания пористых гигроскопичных поверхностей. Однако среди недостатков клеев этой группы можно назвать небольшую стойкость клеевого шва и слишком долгое время схватывания.

Расплавами называют термопластичные клеи, которые становятся текучими при нагревании и сохраняют твердость при обычной температуре. Термоплавкие клеи выпускаются в виде шариков или стержней из гранул полимеров. Такой стержень вставляется в термопистолет, который при подключении к электросети нагревается и расплавляет полимер до жидкого состояния. Расплавленный клей можно наносить на склеиваемые поверхности точечным методом. Расплав в виде шариков применяется реже. Такой клей кладут между склеиваемые поверхностями, а затем нагревают одну из них, пока гранулы не расплавятся. Капсулированные клеи выпускаются в виде капсул, которые защищают содержимое от преждевременного засыхания.

Растворные и дисперсионные клеи производятся нескольких видов, в зависимости от консистенции. Густые клеи выпускаются в тубах и имеют более длительный срок высыхания. Средние клеи разливаются во флаконах с кисточкой в пробке, как на флаконах с лаком для ногтей. Жидкие клеи фасуются в полимерные флаконы с аппликатором в виде тонкой иголки, которая облегчает их нанесение.

Другая распространенная классификация подразделяет клеи по условиям склеивания на контактные (без необходимости сдавливать склеиваемые поверхности) и липкие (склеиваемые поверхности сразу же соединяются под давлением). К контактным относят клеи, которые содержат легколетучие растворители. В качестве таковых обычно выступают наименее токсичные вещества вроде легких углеводородов, ацетона, ксилола, эфира, циклогексана, метилэтилкетона, хлорированных углеводородов. Принцип действия таких клеев прост: состав наносят на одну или обе склеиваемых поверхностей и оставляют до полного высыхания.

Клеевые составы также делятся по характеру склеивания на обратимые и необратимые. Разница определяется отношением клеевого шва к воздействию воды, температур, органических растворителей. Некоторые виды необратимых клеев (синтетического происхождения) подразделяются на клеи холодного и горячего отверждения. Также клеящие материалы делятся по водостойкости клеевого соединения на высоководоупорные, водоупорные и неводоупорные. Последним противопоказан контакт с водой, а первые выдерживают даже кипячение в ней.

По степени готовности клеевые составы бывают однокомпонентными и многокомпонентными. В первом случае они продаются уже в готовом к использованию виде, а во втором их готовят непосредственно перед проведением работ из составных частей (как правило, двух).

По назначению бытовые клеи бывают специальными, канцелярскими, хозяйственными, универсальными и полууниверсальными. А в обиходе используется классификация по области применения клея (строительный, обувной, мебельный, этикеточный), по специфическим признакам и пр.

Сырье для производства клеев

Как мы видим, на рынке существует огромное количество различных видов клеев, которые отличаются по назначению, составам, принципу действия т. д. Сырье же, необходимое для производства клея, зависит от его вида. Всего выделяют несколько основных групп компонентов:

клеящие вещества, которые обеспечивают адгезионную и когезионную прочность клеевого соединения (это может быть крахмал, растительные смолы, нитроцеллюлоза, декстрин, синтетические смолы, синтетический каучук);
растворители (ацетон, бензин, сложные эфиры). Главное свойство растворителя – это его растворяющая способность. Активность растворителя определяется скоростью растворения, вязкостью раствора и температурой, которая обеспечивает растворение. Кроме того, растворитель должен максимально быстро смачивать склеиваемые поверхности. Хотя растворитель определяет физико-механические свойства клеевых прослоек, однако из-за этого компонента процесс отверждения значительно замедляется. В процессе испарения растворителя образуются поры, из-за чего снижается прочность клеевой прослойки и ее герметичность. По этим причинам содержание растворителя в клее должно быть по возможности минимальным в соответствии с ТУ.
пластификаторы (глицерин, камфорное масло, сложные эфиры – дибутилфталат, трифенилфосфат и др.). К ключевым факторам, которые определяют прочность клеевого шва, относятся количество и вид пластификатора, которые иногда добавляют в клеевой состав для устранения неблагоприятного влияния усадки во время образования клеевого слоя. Некоторые пластификаторы, которые плохо совместимы с клеящим полимером, внедряются между наиболее крупными молекулярными образованиями, вызывая их разрушение и усиливая, таким образом, адгезию. Кроме того, правильно подобранные пластификаторы придают клеевой пленке эластичность и прочность.
наполнители (например, мел, тальк, каолин и др.). Наполнители используются для снижения остаточного напряжения в клеевом слое, что, в свою очередь, приводит к увеличению прочности адгезионной связи. Иногда наполнители повышают теплостойкость клеевых соединений, позволяют уменьшить расход клея и лучше заполнять зазоры между склеиваемыми поверхностями. В специальных клеях в качестве наполнителей используются металлические порошки, увеличивающие теплопроводность клеевых швов, а порошок с содержанием серебра, никеля, меди и ряда других металлов позволяет клеям проводить ток. Технологи, которые занимаются разработкой новых клеевых составов, должны знать все нюансы использования наполнителей, некоторые из которых могут привести к значительному ухудшению качества продукта. Так, например, органические наполнители впитывают влагу и снижают водостойкость клеевого шва. А минеральные порошки способствуют увеличению абразивного износа режущих материалов при обработке склеенных изделий, действуя по принципу наждачной бумаги. Определенные виды наполнителей могут вступить в реакцию с другими компонентами, изменяя свойства продукта (цвет, запах, время высыхания).
отвердители (пластмасса, стекло, фарфор, металл и т. д.) добавляются в клей для ускорения затвердевания клея. При отверждении клея выделяется тепло. При больших расходах клея это может привести к перегреву и нарушению его структуры. В свою очередь, это даст усадку клеевого слоя и его деформацию, что во многих случаях неприемлемо (например, если речь идет о клеях, используемых при строительстве). Для предупреждения такой ситуации в клей добавляются отвердители, которые способствуют отводу тепла, выделяющегося при химической реакции. При использовании некоторых клеев (например, цианакрилатных) отверждение происходит под влиянием влаги, которая абсорбируется на склеиваемых поверхностях. Иногда в качестве отвердителя может выступать металл, на который наносится клеевой состав.
ингибиторы и стабилизаторы (ароматические амины, гидрохинон, амины, многоатомные фенолы и пр.). Ингибиторы – это вещества, которые тормозят или полностью останавливают процессы полимеризации. Они применяются в небольших количествах для увеличения срока годности клеев. Стабилизаторы – это так называемые «противостарители», которые вводятся в клей для замедления процессов старения, развивающихся в полимерах под воздействием кислорода, ультрафиолета, тепла. При старении полимера состав и структура его молекул значительно изменяется, что влияет на прочность и другие свойства клеевых соединений.

Также в состав клея могут входить антисептики, вещества, которые предотвращают образование комков в клеевых порошках, красители и прочие добавки.

Технология производства клея

В зависимости от вида изготавливаемого клея и используемого сырья применяется та или иная технология производства клеевого состава. Однако, в любом случае, процесс производства клея состоит из нескольких основных этапов: подготовка сырья, дробление, взвешивание и подготовка порций, смешивание компонентов, варка, отстой продукта (для определенных видов клеев), сушка и дробление, упаковка.

Порошкообразные клеи производятся путем распыления жидкой смолы и ее последующей сушки горячим воздухом. При изготовлении расплавов сначала отмеряются и смешиваются все компоненты (в качестве основного полимера выступает этиленвинилацетат, эфиры канифоли, каолин в качестве наполнителя и т. д.), затем они плавятся при температуре 120°С, после чего смесь выдавливается в виде нитей, которые потом протягиваются, охлаждаются в воде, измельчаются в гранулы, просушиваются и упаковываются в мешки.

Костный клей вырабатывается из костей крупных позвоночных животных и костяных отходов. Сначала сырье дробится, обезжиривается и направляется на варку. Клеевой бульон с содержанием 10-20 % клея отстаивается, осветляется через фильтрование, в некоторых случаях отбеливается и переливается в вакуум-аппарат. Там смесь выпаривается, и содержание клея в ней увеличивается до 30-40 %. Затем из нее делаются пластины.

В основе альбуминовых клеев лежит животный белок (альбумин), которые затвердевает при температуре 70°С. Для его производства используется кровь животных. При выпаривании крови остается альбумин в кристаллах или в виде пыли, который растворяется в воде в соотношении 1:9. После добавления 10 %-ной гашеной извести получают желеобразную клейкую массу.

К клеям животного происхождения относят и мездровый клей. Он приготавливается путем варки подкожного слоя шкуры животных и других отходов кожевенной промышленности. При изготовлении поливинилацетатных клеев смола растворяется в растворителе с добавлением инициатора и ускорителя полимеризации.

Особого внимания заслуживает технология производства водно-дисперсионных клеев. Такие клеевые составы отличаются повышенной вязкостью, поэтому перемешивать их и фасовать достаточно сложно. Существует две схемы производства таких клеев. В первом случае сначала все компоненты перемешиваются при помощи горизонтальной лопастной тихоходной мешалки. Она совмещена с насосным диспергирующим агрегатом, что позволяет сразу же транспортировать вязкие материалы на упаковочную площадку. Сначала в верхний растворосмеситель загружается сырье, затем оно перемешивается в течение 10-20 минут. Некоторые компоненты одновременно с этим растираются и измельчаются за счет трения лопастей мешалки о корпус смесителя. Содержимое бака поступает после перемешивания в накопительную часть нижнего агрегата, а оттуда – на фасовку. Одновременно с этим в верхнюю часть машины загружается следующая партия сырья. Недостатки этого способа производства заключаются в небольшой производительности труда при больших энергозатратах. Кроме того, для изготовления клеев таким способом приходится использовать готовые наполнители, что удорожает стоимость продукции. Поэтому многие производители используют иную технологию. В этом случае сначала все компоненты перемешиваются и измельчаются при высоких оборотах в жидкой среде. Это позволяет уменьшить энергозатраты. Если в первом случае используется стационарная линия, то во втором случае применяется съемное оборудование, которое можно перемещать и разбирать. Так как оно соединено с емкостью, в которой осуществляется предварительная подготовка материала, то при использовании этой технологии можно не ограничиваться готовыми наполнителями. Такие установки также снабжаются системой принудительной подачи состава к месту фасовки.

Итак, основные расходы на организацию производства клея, которые будут отражены в вашем бизнес-плане, включают в себя стоимость аренды производственных и складских помещений, которые соответствуют всем требованиям безопасности, стоимость оборудования, заработная плата работников предприятия, расходы на сырье. Необходимое оборудование включает в себя электронные весы, диссольвер, компрессор, аппарат фасовки. Минимальная стоимость необходимого оборудования в самой простой комплектации составляет около 150-200 тысяч рублей. Цена зависит от региона, от комплектации и производительности линии. Стоимость сырья зависит от вида клеевой продукции, которую вы собираетесь производить, и составляет от 100 тысяч рублей за первую партию. Всего же по оценкам специалистов для создания среднего по объемам производства клея нескольких видов потребуются инвестиции в размере 700-800 тысяч рублей. Срок окупаемости проекта в таком случае составляет от одного года при наличии рынка сбыта.

Сысоева Лилия
- портал бизнес-планов и руководств

Другое