Chemiczne zwarcie

W tubkach, kartuszach, puszkach i buteleczkach. Klejów do małych napraw, przydatnych majsterkowiczom, jest mnóstwo. Są niezbędne w każdym domu, dlatego warto wiedzieć, które do czego służą i jak poprawnie się ich używa.

Teoria klejenia

Najbardziej powszechnym klejem jest… woda. Wystarczy zmoczyć nią arkusz papieru i przytknąć do szyby. Przez pewien czas będzie on utrzymywał się na miejscu. Działa tu bowiem zjawisko adhezji, czyli przyciągania się cząsteczek. Jest to jednak adhezja czasowa. Kleje zapewniają trwałą adhezję dzięki chemicznym lub organicznym substancjom rozproszonym w rozpuszczalniku.

Teoretycy klejenia znają też pojęcie kohezji. Dotyczy ono spójności, czyli wewnętrznej wytrzymałości klejącej spoiny po jej stwardnieniu. Kleje twardnieją albo w rezultacie reakcji chemicznej między ich komponentami, albo w drodze odparowania zawartej w nich wody. Pierwsze z nich nazywamy klejami reaktywnymi, drugie wodnymi.

Żeby się dobrze trzymało

Siłę wiązania kleju można poprawić. Wystarczy w tym celu „uszorstkowić” jedną lub obie z łączonych płaszczyzn. Innym sposobem jest zastosowanie substancji gruntującej, poprawiającej przyczepność podłoża, które jest na przykład zbyt gładkie.

Podczas klejenia trzeba pamiętać o kilku zasadach. Jedna z nich zyskała już rangę mądrości ludowej, a wyraża się w powiedzeniu „klej trzyma, kiedy go ni ma”. Siły wiązania wcale bowiem nie poprawia nałożenie kleju grubszą warstwą, wręcz przeciwnie.

Druga zasada mówi, że klejone powierzchnie muszą być suche i czyste. Zabrudzenia osłabiają siłę wiązania kleju. Dotyczy to zwłaszcza wszelkich tłustych substancji. Warto więc przed klejeniem przemyć płaszczyzny przygotowane do łączenia acetonem technicznym lub denaturatem.

Podczas klejenia liczy się też siła docisku. Dlatego często wspomagamy się gumkami, sznurkiem, imadłami lub ściskami stolarskimi. Wyręczają nas one w długim przytrzymywaniu klejonych przedmiotów, co bywa niewygodne, zwłaszcza gdy te są duże lub -przeciwnie – tak małe, że mogą się wymknąć z rąk. Trzeba też pamiętać, że sklejonych elementów nie wolno zacząć obciążać, dopóki klej nie zwiąże i nie stwardnieje.

Klejone połączenia mają największą odporność na rozerwanie przy siłach prostopadłych do spoiny, nieco mniejszą – gdy siły są równoległe w stosunku do dużej powierzchni styku. Najmniejszą odporność wykazują wąskie spoiny, gdy zachodzą siły zginające lub ścinające. Małą odporność mogą też wykazywać krawędzie sklejonych na płasko elementów, czego dowodem są odrywające się często brzegi rozmaitych oklein. Aby zwiększyć siłę wiązania, można zwiększyć powierzchnię styku przedmiotów, na przykład nie zestawiać dwóch krawędzi czołowo, tylko przedtem ściąć je po skosie lub – jeszcze lepiej – wyprofilować wzdłuż nich tak zwane felce i połączyć je na zakład. Oczywiście nie wszystkie materiały są podatne na taką obróbkę i nie wszystkie elementy można tak modyfikować. Dobrze się to sprawdza szczególnie w przypadku elementów z drewna.

Siłę i trwałość połączenia poprawiają też nakładki umieszczane wzdłuż spoiny, z jednej lub obu stron. Przed użyciem kleju warto zerknąć na piktogramy widoczne na jego opakowaniu. Niektóre wskazują, żeby kleić tylko w maseczce ochronnej, lub informują, że klej jest łatwopalny lub drażniący skórę.

Kleje wodne

Ich rozpuszczalnikiem jest woda, a substancjami lepiącymi – dziś przeważnie żywice syntetyczne, na przykład winylowe. Kiedyś były to różnego rodzaju mączki zwierzęce lub inne substancje pochodzenia zwierzęcego. Kleje takie uznaje się za najbardziej ekologiczne spośród wszystkich.

Nie należą do mocarzy. Schną stosunkowo wolno, a ich siła wiązania nie jest imponująca i wzrasta z upływem czasu. Nadają się do łączenia elementów przepuszczających parę wodną z podobnymi sobie lub nieprzepuszczalnymi dla pary (przynajmniej jeden materiał musi być paroprzepuszczalny). Z reguły używamy ich do łączenia drewna, kartonu, tektury, niektórych tkanin. Można używać ich do mocowania tworzyw sztucznych do drewna.

Kleje takie mogą niestety puścić, gdy wilgotność powietrza lub podłoża przekroczą określony poziom. Co innego te oznaczone klasą D3 lub D4 (według DIN/EN 204). One mają podwyższoną odporność na wilgoć i wodę.

Wyimek: Gdy prawidłowo sklei się dwa kawałki drewna, spoina będzie mocniejsza i trudniejsza do uszkodzenia niż samo drewno.

Kleje kontaktowe

Ich nazwa nie odnosi się do typu wiązania, użytego spoiwa czy też rozpuszczalnika, ale do sposobu aplikacji. Polega ona na rozprowadzeniu masy klejącej cienką warstwą na obie klejone powierzchnie przed ich złączeniem. Wiązanie następuje wraz z odparowaniem rozpuszczalnika. Im szybciej to nastąpi, tym szybciej klej „złapie”. Pełna siła wiązania zostanie jednak osiągnięta po określonym czasie, różnym dla różnych klejów. Przy klejeniu kontaktowym trzeba więc poczekać, zanim zetknie się oba łączone elementy. Klej musi bowiem wstępnie przeschnąć. Dopiero gdy jego warstwa będzie sucha, ale też lepka w dotyku, można docisnąć klejone przedmioty. Liczy się silny docisk początkowy. Długie ściskanie tak scalanych przedmiotów nie przynosi żadnego skutku.

Taki sposób klejenia zapewnia bardzo mocne połączenia. Kleje kontaktowe stosowane są do łączenia dużych płaszczyzn, a nie robienia wąskich lub punktowych spoin.

Wadą takich klejów jest to, że zaraz po sklejeniu złącza nie da się już poprawić.

Do najpopularniejszych klejów kontaktowych należy klasyk – butapren, dobry do łączenia elementów elastycznych, które będą później poddawane zginaniu. Tworzy spoinę elastyczną, choć niezbyt atrakcyjną kolorystycznie. Inne kleje kontaktowe to kleje polichloroprenowe lub nitrylowe.

Wiele nowoczesnych klejów kontaktowych to kleje w sprayu, łatwe do szybkiego nanoszenia na duże powierzchnie. Są stosowane przeważnie tam, gdzie do twardych podłoży przykleja się włókniny lub tkaniny.

Kleje błyskawiczne

Poznać je można przeważnie po niewielkiej pojemności opakowań. Sprzedawane są w malutkich tubkach bądź flakonach, bo i niewiele ich potrzeba, żeby trwale skleić dwa przedmioty, a nie służą też do nanoszenia na duże płaszczyzny.

To kleje cyjanoakrylowe, utwardzalne chemicznie, ale wykorzystujące przy tym wilgoć zawartą w powietrzu lub podłożu. Są bezbarwne i mają konsystencję płynną, półpłynną, rzadziej żelową. Jak wskazuje nazwa – są szybkoschnące. Tworzą bardzo mocne spoiny, przeważnie o niewielkiej elastyczności, choć są i takie, które odbiegają od tej reguły. Nie zawierają rozpuszczalników, a w trakcie ich wiązania wydziela się temperatura. Uznawane są za kleje do wszystkiego, pod warunkiem że spoina nie będzie duża. Nie da się ich nakładać na zbyt duże płaszczyzny, bo wyschłyby, zanim udałoby się połączyć elementy. Często wykorzystuje się je do wstępnego, szybkiego ustabilizowania elementów łączonych na inny klej, wymagający więcej czasu na pełne związanie.

Podczas ich stosowania w otoczeniu powinna panować wilgotność w przedziale 40-60%. W specjalistycznych sklepach znajdziemy kleje cyjanoakrylowe wzbogacone kauczukiem, który nadaje im większą elastyczność. Mają one kolor ciemny. Ciemną, metaliczną barwę mają też błyskawiczne kleje do metalu – po to, żeby spoina nie wyróżniała się z tła.

Kleje dwuskładnikowe

To najczęściej reaktywne kleje epoksydowe. Sprzedawane są w dwóch tubach. Jedna zawiera klej, a druga utrwalacz. Oba komponenty trzeba dokładnie wymieszać przed użyciem. Niektóre kleje tego typu mają opakowanie w formie podwójnej strzykawki z jedną dyszą. W niej dochodzi do zmieszania wyciskanych substancji jeszcze przed nałożeniem masy klejącej. Inne też mają taką budowę, ale zapewniają jedynie równoczesne wyciśnięcie obu substancji we właściwych proporcjach, mieszanie należy wtedy do nas. Klej po zmieszaniu trzeba jak najszybciej zużyć, bo reakcja między komponentami zachodzi w ekspresowym tempie. Im jest cieplej, tym lepiej i szybciej sklejają. Czasem nawet zaleca się ostrożne podgrzewanie łączonych przedmiotów opalarką, o ile nie są łatwopalne lub szczególnie wrażliwe na wysoką temperaturę. Spoiny epoksydowe są mrozoodporne, odporne na słabe kwasy i słabe zasady, wodę oraz większość rozpuszczalników organicznych. Wyróżnia je mała elastyczność.

Kleje dwuskładnikowe służą do połączeń narażonych na szczególnie duże obciążenia. Mają zastosowanie w budownictwie, motoryzacji, szkutnictwie. Dobrze łączą metal. W sprzedaży znajdziemy nawet takie, które nazywa się płynnym metalem. Wyróżnia je metaliczna barwa, żeby po sklejeniu spoina nie była zbyt widoczna. Niektóre z nich zawierają dodatek substancji antykorozyjnej. Kleje typu płynny metal służą między innymi do naprawy połączeń spawanych. Ich podrodzajem są kleje do mosiądzu, różniące się kolorem.

Typem klejów dwuskładnikowych są też kleje mocznikowe. Używane głównie w przemyśle, do łączenia drewna z drewnem, drewna z papierem lub łączenia elementów drewnopochodnych.

Dwuskładnikowe są też kleje hybrydowe. Wykorzystuje się je głównie do napraw pęknięć. Dzięki żelowej konsystencji łatwo wykonać z nich klejąco-uszczelniające spoiny. Mają dobrą przyczepność do większości podłoży, są wodoodporne i chronią przed powstawaniem korozji kontaktowej. Wykazują właściwości termoizolacyjne. Są też izolatorami elektrycznymi.

Dwa składniki, które trzeba wymieszać, mają także kleje metakrylowe. Zapewniają one wyjątkowo dużą siłę wiązania – do 300 kg/cm². Nadają się do wszystkich tworzyw sztucznych.

Kleje do tworzyw sztucznych

Od innych różnią się tym, że zawierają więcej rozpuszczalnika, a to dlatego, że jego zadaniem jest też wstępne rozmiękczenie podłoża. Klejenie zachodzi więc niejako dzięki roztopieniu tworzywa.

Nie wszystkie „plastiki” równie łatwo będzie połączyć zwykłym klejem do tworzyw sztucznych. Do polietylenu lub polipropylenu, czyli tworzyw poliolefinowych – trudnosklejalnych, trzeba wybrać klej metakrylowy, ewentualnie cyjanoakrylowy, ale wraz ze specjalnym aktywatorem. Aktywator to rodzaj primera, który nanosi się najpierw na starannie oczyszczone i odtłuszczone podłoże, a dopiero po nim przychodzi czas na klej. Specjalne kleje, których głównym składnikiem jest tetrahydropuran, służą do łączenia rur z PCW. Są to rozpuszczalnikowe kleje o dużej agresywności chemicznej, szybkoschnące, wodoszczelne i – co ważne – dopuszczone do kontaktu z wodą pitną. Wykonana z nich spoina wytrzymuje duże naprężenia i zmiany temperatury. Klejami do PCW można także sklejać i uszczelniać rynny plastikowe, rury kanalizacyjne, rury drenarskie.

Kleje montażowe

To niezwykle obszerna grupa klejów, które łączy właściwie jedynie nazwa. Jedne z nich to kleje wodorozcieńczalne, przeważnie akrylowe, inne to kleje polimerowe (typu MS polimer). Przeważnie pakowane są w kartusze, takie jak popularne silikony, więc do ich aplikacji potrzebna będzie ręczna lub elektryczna wyciskarka. Są też dostępne w większych lub mniejszych tubach. Wszystkie one tworzą elastyczne spoiny. Reklamowane są jako supermocne, ale w praktyce bywa z tym różnie. Wymagają starannego przygotowania podłoża. Musi być przede wszystkim bardzo czyste. Kurz lub okruchy zapraw znacznie osłabiają połączenie.

Kleje do szkła

Są to kleje polimerowe, sprzedawane w tubach lub kartuszach. Tworzą elastyczne i trwałe spoiny. Są bezbarwne, więc spoina będzie możliwie najmniej widoczna. Są też wodoodporne. Co ważne, kleje takie nie niszczą spodniej, odbijającej warstwy luster, więc można je nimi mocować do ścian. Kleje te posłużą zresztą także do mocowania innych materiałów: metali, ceramiki, tworzyw sztucznych. Są praktycznie uniwersalne.

Kleje do styropianu

Problem z polistyrenem, czy to ekspandowanym EPS (styropian), czy też ekstrudowanym – XPS, polega na tym, że jest to materiał bardzo łatwy do zniszczenia przez rozpuszczalniki organiczne. Wystarczy zrobić próbę i upuścić na styropianową płytę kroplę takiego rozpuszczalnika. Wytopi głęboki lej.

Do łączenia elementów styropianowych, na przykład kasetonów, listew lub sztukaterii, służą specjalnie do tego celu przeznaczone kleje polimerowe. To wodne dyspersje klejących żywic. Często mają białą barwę, żeby spoina zanadto nie kontrastowała z białą barwą polistyrenu. Można nimi łączyć styropian z różnymi podłożami: drewnem, tworzywami sztucznymi, korkiem. Mają konsystencję półpłynną lub gęstą. Sprzedawane są w plastikowych flakonach lub kartuszach.

Kleje do skóry

To popularne kleje szewskie, dobrze radzące sobie ze skórami naturalnymi i syntetycznymi, tworzywami sztucznymi, gumą, ale też drewnem, korkiem, filcem, tkaninami. Najpopularniejszym reprezentantem tej grupy jest butapren. Gęsty klej kontaktowy o bursztynowej barwie. Nie schnie zbyt szybko, ale tworzy mocną i elastyczną spoinę. Są też specjalne kleje do skór, przeważnie oferowane w niedużych tubach.

Kleje do gumy

Znają je doskonale rowerzyści. Służą do szybkiego załatania dziury w dętce. Tworzą mocne, szczelne i bardzo elastyczne spoiny. Służą też do łączenia gumy z metalem. Specjalistyczne warianty takich klejów stosowane są w mechanice do mocowania uszczelek.

Do łączenia gumy z metalem służą też specjalne kleje cyjanoakrylowe, wyróżniające się prawie czarnym kolorem. Wiążą dłużej niż typowe kleje błyskawiczne, dzięki czemu dają nieco czasu na korygowanie położenia łączonych przedmiotów.

Kleje do pistoletu

Specyficznym rodzajem klejów są kleje w sztyfcie, zwane popularnie klej-pałkami. To walce o różnej średnicy, elastyczne, choć twarde. Konsystencję półpłynną osiągają dopiero po rozgrzaniu do właściwej temperatury, dlatego do ich aplikacji potrzebne są elektryczne pistolety. Pistolety są bardzo wydajne, precyzyjne, a praca nimi pozwala uniknąć poplamienia palców. Same kleje wykazują bardzo dużą siłę wiązania, choć zrobiona z nich spoina nie jest szczególnie elastyczna.

Pistolety do kleju to jedne z najtańszych elektronarzędzi, dostępne nawet za 30-70 zł. Działają nieco podobnie do lutownic. Do pistoletu załadowuje się klej w sztyfcie, który jest następnie rozgrzewany. Po rozpuszczeniu wydostaje się na zewnątrz przez niewielką, podłużną dyszę. Z boku pistoletu znajduje się wziernik umożliwiający kontrolę zużycia sztyftu.

W sprzedaży są przeważnie sztyfty o średnicy 7 mm (w praktyce 7-8 mm) lub 11 mm (w praktyce 11-12 mm). Mają długość od 45 do 300 mm.

Podczas rozgrzewania nie parują ani nie wydzielają żadnych szkodliwych substancji. W sklepach są dostępne przeważnie kleje poliuretanowe. Różnią się czasem schnięcia oraz stopniem elastyczności. Oprócz standardowych klejów uniwersalnych są również takie o bardzo dużej przyczepności oraz niskotemperaturowe, znacznie szybciej topniejące w pistolecie. Po opuszczeniu dyszy mają niższą temperaturę niż typowe klej-pałki, więc mogą być używane do łączenia materiałów podatnych na nadtopienie. Możemy też znaleźć kleje odporne na niską temperaturę.

Kleje bywają barwne lub przezroczyste. Te drugie są polecane do takich elementów i miejsc, w których spoina nie powinna się rzucać w oczy.

Sztyfty mogą być przechowywane przez długi czas bez pogorszenia jakości.

Jak usunąć resztki kleju

Jedne kleje są łatwiejsze do usunięcia, gdy coś niechcący zachlapiemy, inne trudniejsze. Najlepiej nie zwlekać z tym, bo większość da się zetrzeć, zanim zastygną. Później możne być przydatny trik stosowany, gdy do czegoś przylepi się guma do żucia. Przedmiot zaplamiony należy umieścić w zamrażarce. Gdy klej skostnieje, można go pokruszyć i usunąć resztki szczotką.

Najgorsze do usunięcia są błyskawiczne kleje cyjanoakrylowe. Plamy po nich ściera się szmatką po wcześniejszym rozgrzaniu, jeśli nie suszarką do włosów, to opalarką elektryczną. Można też kupić preparat czyszczący przeznaczony konkretnie do tego typu klejów.

Inne kleje rozpuszczalnikowe można też usuwać ścierką zwilżoną acetonem technicznym lub rozpuszczalnikiem nitro. Trzeba jednak wcześniej sprawdzić, czy substancje te nie zniszczą podłoża, na którym jest klej.

BHP pracy z klejem

Większość klejów nie ma przyjemnego zapachu, wręcz przeciwnie, ich aromat można uznać za drażniący. Duże stężenie takich substancji lotnych może być szkodliwe – powodować zatrucie lub podrażnienie spojówek. Dlatego warto do pracy z klejem zakładać maseczkę ochronną, zwłaszcza gdy ma to zająć więcej czasu niż kilka chwil.

Warto także stosować rękawice, żeby nie pobrudzić sobie palców lub ich nie skleić. A gdy to się stanie, powinniśmy zwilżyć je ciepłym olejem spożywczym (nie gorącym). Nie zawsze uda się za pierwszym razem, więc czynność tę należy powtarzać do skutku. Można też palce moczyć w ciepłej wodzie z rozpuszczonym mydłem, dopóki klej nie puści. Po rozklejeniu palce trzeba nasmarować kremem do rąk.