Клей БФ: состав, свойства и применение¶

Клей БФ — группа фенолформальдегидных клеевых композиций на основе поливинилбутираля, выпускавшихся в СССР и применяющихся до настоящего времени. Название образовано от сокращения «бутираль-фенол». Клеи БФ относятся к классу термореактивных клеев горячего отверждения и предназначены для склеивания металлов, стекла, керамики, пластмасс, дерева и других материалов. Наибольшее распространение получили марки БФ-2 и БФ-4.

¶Общая характеристика

Клеи БФ представляют собой спиртовые растворы смеси поливинилбутираля и фенолформальдегидной смолы (резола). После испарения растворителя и нагрева до 140–160 °C происходит отверждение: фенолформальдегидная смола переходит в неплавкое и нерастворимое состояние, образуя пространственную сетку. Поливинилбутираль придаёт клеевому шву эластичность и ударную вязкость, снижая хрупкость, свойственную чистым фенолформальдегидным клеям.

Клеи БФ — это термореактивные материалы: после отверждения клеевой шов не размягчается при повторном нагреве, сохраняет прочность и устойчив к действию воды, масел, бензина и ряда растворителей. Отверждение требует выдержки при повышенной температуре, поэтому клеи относят к горячему способу склеивания.

¶История

Разработка клеёв БФ связана с развитием советской химии полимеров в 1930–1940-е годы. Поливинилбутираль был получен как продукт взаимодействия поливинилового спирта с масляным альдегидом (бутиральдегидом). Комбинируя его с фенолформальдегидными смолами, исследователи получили композиции, сочетавшие прочность и эластичность. Клеи БФ применялись в авиастроении, приборостроении, электротехнике и в быту. Марки БФ-2 и БФ-4 стали массовыми и выпускались в промышленных масштабах; позже появились модификации с иными свойствами.

¶Состав и марки

Основу клеёв БФ составляют:

• поливинилбутираль — плёнкообразующее эластифицирующее вещество;
• фенолформальдегидная смола (резол) — отверждающий компонент;
• растворитель — этиловый спирт (иногда с добавками);
• в отдельных марках — наполнители и модификаторы.

Основные марки:

Марки различаются соотношением компонентов и, соответственно, прочностью и эластичностью шва.

¶Свойства

Клеи БФ обладают рядом характерных свойств:

• высокая адгезия к металлам, стеклу, керамике, дереву, ряду пластмасс;
• термостойкость клеевого шва — работоспособность в диапазоне примерно от −60 до +80 °C и выше в зависимости от марки;
• стойкость к воде, маслам, бензину и спиртам после отверждения;
• диэлектрические свойства, что позволяет применять их в электротехнике;
• эластичность, снижающая растрескивание шва при вибрациях и ударах.

Ограничения: необходимость горячего отверждения, наличие спиртового растворителя, ограниченный срок хранения готового клея.

¶Технология склеивания

Процесс склеивания клеями БФ включает несколько этапов:

1. Подготовка поверхностей — очистка от загрязнений, обезжиривание, при необходимости механическая обработка (зачистка, шлифование) для повышения адгезии.
2. Нанесение клея тонким слоем кистью или тампоном.
3. Просушка нанесённого слоя при комнатной температуре для удаления части растворителя (иногда наносят два-три слоя с промежуточной сушкой).
4. Сборка деталей и фиксация под давлением.
5. Термообработка в печи или термошкафу при 140–160 °C в течение определённого времени, зависящего от марки и толщины шва.

Соблюдение температурного режима критично: недостаточный нагрев не обеспечивает полного отверждения, а перегрев может привести к деградации полимера.

¶Применение

Клеи БФ применяются в различных отраслях:

• Машиностроение и приборостроение — склеивание металлических деталей, втулок, накладок.
• Электротехника и электроника — крепление элементов, изоляция, склеивание деталей с диэлектрическими свойствами.
• Авиастроение — соединение лёгких сплавов и неметаллических материалов.
• Быт — ремонт посуды, инструментов, бытовой техники, склеивание стекла и керамики.
• Оптика и приборостроение — соединение стекла с металлом.

Клеи БФ использовались также для пропитки и склеивания тканей, бумаги и других пористых материалов.

¶Меры предосторожности

Клеи БФ содержат этиловый спирт и фенолформальдегидные компоненты, поэтому при работе требуется вентиляция помещения. Следует избегать попадания клея на кожу и слизистые оболочки, использовать средства индивидуальной защиты. Отверждённый клеевой шов химически инертен и безопасен при обычных условиях эксплуатации. Хранение осуществляется в герметичной таре вдали от огня, поскольку растворитель горюч.

¶Современное состояние

Клеи БФ остаются доступным и востребованным материалом для технических и бытовых задач, несмотря на появление синтетических клеёв других классов (эпоксидных, цианоакрилатных, полиуретановых). Их преимущества — сочетание прочности, эластичности, термо- и водостойкости при относительно низкой стоимости. Основное неудобство — необходимость горячего отверждения — ограничивает применение там, где нагрев деталей недопустим. Для таких случаев выпускаются модификации и аналоги, отверждающиеся при комнатной температуре.