ОБЗОР И АНАЛИЗ КЛЕЕВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ В ЮВЕЛИРНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Фляте А. Д., Кесарев О. В.


В настоящее время предприятия ювелирной промышленности СССР используют в работе клеевые композиции, которые не удовлетворяют в полной мере жестким специфическим требованиям, предъявляемым отраслью к клеям и клеевым соединениям. Выбор предприятиями тех или иных клеящих материалов носит, в основном, случайный характер, при этом на практике нередко грубо нарушается технология склеива¬ния субстратов выбранными клеями, что приводит к значительному снижению прочности клеевых соединений, а это порождает ничем не обоснованное недоверие к склеиванию вообще.

Сознательный выбор оптимального варианта клеевой композиции и параметров технологии склеивания для конкретных материалов требует одновременной оценки ряда факторов. В связи с тем, что практически во всех рассматриваемых контактных парах одним из субстратов является металл, из всего многообразия синтетических клеев, по мнению авторов, следует принимать во внимание только клеи, обладающие достаточной адгезионной способностью к металлу.

Учитывая специфику ювелирных изделий, следует исключить клеи, отверждение которых требует либо высокой температуры, либо высокого давления при контакте склеиваемых деталей.

При выборе клеев необходимо учитывать требования, предъявляемые ювелирной промышленностью к технологичности клеевых операций. В соответствии с этими требованиями клеевую композицию можно считать технологичной, если она отвечает следующим условиям: однокомпонентность, нетоксичность, удобство хранения, быстрота отверждения, простота нанесения на склеиваемые поверхности, по возможности широкий диапазон применения, доступность.

Вполне естественно, что при выборе клея основным требованием остается образование достаточно прочного клеевого соединения, стойкого к действию переменных температур, влажности, различных сред, возможных в условиях эксплуатации изделия. В ряде случаев, например при склеивании контактной пары янтарь — янтарь, клей, кроме того, должен быть бесцветным и прозрачным.

В ювелирной промышленности клеевые композиции используют для склеивания контактных пар: металл — камень, камень — камень, металл — декоративные вставки (янтарь, жемчуг, стекло, полистирол и т. д.).

С помощью клеевых композиций осуществляют крепление элементов изделий как и на финишной, так и на промежуточных вспомогательных операциях, после которых сознательно разрушают клеевой шов. На промежуточных операциях используют, главным образом, так называемые мастики, которые в зависимости от назначения имеют различные составы, но подчиняются одной общей схеме (таблица): клеящее вещество (шеллак, канифоль, смола ЭД-5 или ЭД-6) —пластификатор (главным образом пчелиный воск) и наполнитель (мраморная пудра, окись алюминия, мел).

В некоторых случаях, когда клеевой шов скрыт, мастичные составы используют на финишной операции закрепки.

Общие недостатки мастичных составов следующие: многокомпонентность, необходимость применения при склеивании повышенных температур, а в случае использования их на заключительной операции — способность образовывать на изделии трудноудаляемые окрашенные затеки.

Таблица

Мастичные составы, используемые на ЛПТО «Русские самоцветы»

Мастичные составы Компоненты, вес. %
канифоль шеллак пчелиный воск мел окись алюминия парафин стеарин олеиновая кислота зеленый крокус окись кремния смола ЭД-5 ПВА
КИТ 3,2 53,9 - - - - - - - 43,0 - -
КОС 76,9 - 19,2 - - 8,9 - - - - - -
Зеленая - - - - - - 23,6 5,5 70,9 - - -
№27 45,4 - - 18,2 18,2 - - - - - - 18,2
№37 20 40 - 20 20 - - - - - - -
№39 18,2 35,4 - 35,4 - - - - - - 9,0 -
Гипсовая 88,7 - 8,3 - 25 - - - - - - -

Широкое распространение в практике клеевой закрепки вставок в изделия, выпускаемые предприятиями Союзювелирпрома, получили феноло-поливинилбутиральные клеи - БФ-2 и БФ-4. К недостаткам клеев этого типа относятся: содержание в клее растворителя, который, улетучиваясь в ходе применения, увеличивает вязкость, что затрудняет нанесение клея и приводит к ухудшению прочностных свойств клеевых швов; технология склеивания требует обязательного выполнения операций «открытой выдержки» и отверждения при повышенной температуре, что усложняет процесс склеивания. При невыполнении названных требований достаточная прочность клеевых швов не обеспечивается. Дополнительное ограничение к применению клеев типа БФ в ювелирной промышленности — окрашенность этих композиций.

Аналогичными недостатками обладает и клей № 88, используемый некоторыми предприятиями Союзювелирпрома (например, Харьковским ювелирным заводом) для закрепки в касты изделий вставок из цветного камня и самоцветов.

Для склеивания янтарных деталей с фурнитурой из драгоценных и цветных металлов Калининградский янтарный комбинат использует поливинилбутиральный клей собственного изготовления:

Поливинилбутираль клеевой (бутвар)
ГОСТ 9439—60
.............100 г
Спирт этиловый гидролизный ГОСТ 8314—57 .............500 мл
Бензол (чда) ОСТ 5955—51 .............500 мл

Расход клея велик — 0,335 г на изделие. Наличие в рецептуре клея такого компонента, как бензол, указывает на значительную его токсичность, а необходимость «открытой выдержки» (15-20 мин) и последующего отверждения при температуре 90-100°С в течение 2 час с последующей выдержкой на воздухе в течение 24 час — на его явную нетехнологичность.

На некоторых ювелирных предприятиях (в частности, на Свердловском заводе «Русские самоцветы») наряду с использованием клеев типа БФ применяют эпоксидную смолу (например ЭД-5) для склеивания контактных пар: камень — камень и металл — камень. Вместе с тем, следует отметить, что в целом по отрасли применение эпоксидных компаундов в настоящее время весьма ограничено, что связано с их нетехнелогичностью и прочими недостатками.

Клеевая закрепка вставок из цветного камня и самоцветов, янтаря и жемчуга в изделия из драгоценных и недрагоценных металлов находит широкое применение за рубежом. К числу клеев наиболее широко распространенных в ювелирной промышленности зарубежных стран относятся эпоксидные и цианакрилатные клеи. В группу эпоксидных клеев входят: Аральдит (Швейцария) Лепокс (ЧССР) и клей японской фирмы «Camedine» — Нi-Supег, используемый для закрепки вставок (преимущественно жемчуга) в изделия как на зарубежных ювелирных предприятиях, так и на предприятиях Союзювелирпрома (например ЛПТО «Русские самоцветы», Бронницкий и Ереванский ювелирные заводы и др.).

Клеи на основе эпоксидных смол (в том числе и Нi-Supег) не могут быть рекомендованы для широкого использования в отечественной ювелирной промышленности из-за их нетехнологичности: двухкомпонентности, ограниченной жизнеспособности, затруднения в нанесении на склеиваемые поверхности и т. п., а также из-за сравнительно высокой токсичности.

Цианакрилатные клеи представляют собой однокомпонентную систему, основу их составляют мономеры алкил-(арил)-α-цианакрилатов, способные склеивать металлы, стекло, янтарь, жемчуг, пластмассы и другие неметаллические материалы в различных сочетаниях, быстро отверждаясь под действием следов влаги воздуха при комнатной температуре. Клеи на основе цианакрилатов, по сравнению с эпоксидными, получили более широкое распространение в зарубежной практике. К цианакрилатным клеям, успешно применяемым за рубежом в ювелирном деле, относятся: Цианобонд-5000, Суперцемент-1000, Цемедин-3000 (Япония), Арон-Альфа (Япония, США), Тиксо К-1 (Швеция), Истмэн-910 (США).

За последние годы в нашей стране ИНЭОС АН СССР разработаны методы синтеза мономерных цианакрилатов -алкил-(арил)-α-цианакрилатов. Получены и исследованы в качестве клеев следующие мономеры: метил, -этил, -н-пропил, -н-бутил, -н-амил, -н-гексил, аллил-, β-(3-метоксиэтил, -β-бутоксиэтил-α-цианакрилаты. Эти мономеры сами по себе являются клеями. Однако на их основе приготовлен ряд композиций, содержащих загуститель, пластификатор, стабилизатор и другие добавки. Цианакрилатные клеи различных марок, полученные в ИНЭОС АН СССР, имеют общее название Циакрин.

В результате проведенных работ по испытанию таких композиций в различных областях техники и медицины стало возможным внедрение в промышленность синтеза клея Циакрин и применение его в ряде отраслей народного хозяйства. Думается, клеевые композиции Циакрин, отвечающие большинству требований, которые предъявляются ювелирной промышленностью к клеям и клеевым соединениям, должны получить широкое распространение как на операции клеевой закрепки вставок, так и на других операциях, связанных с изготовлением ювелирных изделий.


Метод ликвидации брака по шаровым наплывам на отливках Цианакрилатные клеи