Наполненный клей расплав- что это?

Наполненность ЭВА-клея-расплава определяется прежде всего массовой долей наполнителя в его составе — обычно минерального порошка, например карбоната кальция или талька. но есть важный нюанс: единой общепринятой числовой границы между «низконаполненным» и «наполненным» клеем для всех ЭВА-расплавов нет. Эти обозначения могут зависеть от производителя и области применения.



Ниже перечислены строго измеряемые показатели и условные границы классификации. Это позволит сравнивать клеи по существу, а не только по названию в каталоге.

1. Что именно считается наполнителем

Обычный клей-расплав на основе ЭВА может включать:

Компонент	Основная функция	Считается ли наполнителем
Сополимер этилена и винилацетата — ЭВА	Полимерная основа, формирующая клеевое соединение	Нет
Смола-повыситель липкости	Регулирование липкости, смачивания и адгезии	Нет
Воск	Регулирование вязкости, времени схватывания и других технологических свойств	Обычно нет
Пластификатор	Регулирование гибкости и вязкости	Нет
Антиоксидант	Защита от термоокислительного старения	Нет
Карбонат кальция, тальк, каолин и другие дисперсные минеральные вещества	Изменение стоимости, реологии, жёсткости, усадки и других свойств	Да
Пигмент, например диоксид титана	Придание цвета и укрывистости	Требует отдельной оговорки

ВАЖНО! Ненаполненный клей — это не «100% ЭВА». В нём могут присутствовать значительные количества смолы и воска, но не быть специально введённого наполнителя.

С пигментами ситуация неоднозначна: в коммерческом описании их могут учитывать отдельно от наполнителя, однако при определении зольности минеральные пигменты попадут в остаток.

Поэтому необходимо заранее уточнить, какой показатель сравнивается:

- доля специально введённого наполнителя;
- или общая доля неорганических компонентов, включая пигменты.

Это не всегда одно и то же.

2. Как различать ненаполненный, низконаполненный и наполненный клей.

Строгий принцип:

- Ненаполненный: специальный наполнитель в рецептуру не введён.
- Низконаполненный: наполнитель введён в сравнительно небольшом количестве.
- Наполненный: наполнитель присутствует в существенном количестве.

При этом термин «наполненный» в широком химическом смысле включает и низконаполненные составы.

Числовая схема для практического сравнения:

Если вам нужна однозначная классификация для закупки, технического задания или собственной таблицы сравнения, можно принять следующую рабочую шкалу:

Категория	Массовая доля специально введённого наполнителя  ​
Ненаполненный	0% по рецептуре
Низконаполненный	Более 0%, но не более 10%
Наполненный — в узком смысле этой шкалы	Более 10%
Дополнительное обозначение «высоконаполненный», если оно нужно	Более 30%

**Это предложенная договорная шкала, а не универсальная нормативная классификация ЭВА-клеёв. Границы 10% и 30%нужно прямо закрепить в документации. Нельзя автоматически считать, что производитель использует именно их.

Например, если поставщик пишет «низконаполненный», но не указывает содержание наполнителя, из одного этого слова нельзя достоверно заключить, что его там 5%, 10% или 15%.

Отдельно о «нуле»: лабораторный анализ обычно позволяет установить «ниже предела количественного определения», а не доказать абсолютное отсутствие вещества. Поэтому корректная характеристика ненаполненного продукта сочетает сведения о рецептуре и результаты анализа.

3. Главный количественный показатель — массовая доля наполнителя

Она рассчитывается по формуле:

w_f=(m_f / m_клея)×100%
​
​где:

• m_f— масса наполнителя;
• m_клея​ — общая масса клея.

Пример: 

В 100 кг клея содержится:

• 30 кг ЭВА;
• 35 кг смолы;
• 14 кг воска;
• 1 кг других добавок;
• 20 кг карбоната кальция.

Тогда:

w_f=(20/100)×100=20%


То есть это клей с 20 масс.% наполнителя.

Обратите внимание: доля компонентов, отличных от ЭВА, здесь составляет 70%, но наполненность — только 20%, а не 70%.

Не перепутайте проценты и phr

Иногда количество добавки указывают в phr — массовых частях на 100 массовых частей полимера.

 Например:

• ЭВА — 100 частей;
• смола — 100 частей;
• воск — 30 частей;
• наполнитель — 20 частей.

Наполнитель здесь составляет 20 phr, но его массовая доля в готовом клее:
wf=20/(100+100+30+20)×100=8%

20 phr и 20 масс.% — разные значения.

4. Зольность: важный показатель, но не всегда содержание наполнителя. 

A=(m_{остатка} / m_{исходного образца})×100%

Для определения зольности полимерных материалов используют, в частности, методы семейства ISO 3451; общие методы приведены в ISO 3451-1. Применимость конкретной процедуры к клею и выбранные условия испытания необходимо оговаривать.

 Когда зольность близка к наполненности? 

Если:

• органическая часть полностью удалена;
• наполнитель не разложился и не улетучился;
• других веществ, образующих золу, практически нет

то:

w_f≈A_wf


Например, остаток 12,0% может соответствовать приблизительно 12,0% термостойкого минерального наполнителя. Но это справедливо только при выполнении перечисленных условий.

 Почему для карбоната кальция результат может сильно отличаться? - Карбонат кальция при достаточно высокой температуре разлагается:



​Молярные массы:

• CaCO₃​ — приблизительно 100,09 г/моль;
• CaOCaO — приблизительно 56,08 г/моль.

Следовательно, при полном разложении из первоначального карбоната кальция остаётся:

(56,08/100,09)≈0,5603, то есть 56,03% его исходной массы.

Если весь остаток — именно CaO, то:

w_CaCO3≈1,785×A
​
Пример:

Клей содержит 20,0% CaCO₃. После полного удаления органики и полного разложения карбоната остаток составит:

20,0×0,5603≈11,21%

Получается:

- реальное содержание исходного наполнителя — 20,0%;
- измеренный остаток в этих условиях — 11,21%.

Поэтому утверждение «зольность 11% означает 11% наполнителя» может быть существенно ошибочным.**

Коэффициент 1,785 нельзя применять автоматически: при наличии талька, диоксида титана, других минералов или неполном разложении карбоната расчёт будет другим.

Что должно быть указано вместе с зольностью?

Для корректного сравнения нужны:

1. Метод испытания.
2. Температура.
3. Продолжительность выдержки или критерий постоянной массы.
4. Атмосфера испытания.
5. Сведения о том, какой остаток получен и как он пересчитан на исходный наполнитель.

Два значения зольности, полученные разными способами, могут быть несопоставимы.

5. Термогравиметрический анализ — более информативный способ

ТГА показывает, как меняется масса образца при нагревании. Общие принципы термогравиметрии полимеров описаны, например, в ISO 11358-1.

Для ЭВА-клея ТГА помогает различить:

- потери массы органических компонентов;
- окисление углеродистого остатка;
- разложение некоторых минеральных компонентов;
- конечный неорганический остаток.

Часто полезна программа нагрева сначала в инертной атмосфере, затем в окислительной. Но сама по себе кривая ТГА не всегда однозначно раскрывает рецептуру: отдельные процессы могут перекрываться.

Числовой пример для карбоната кальция

При разложении CaCO₃ выделяется CO₂, составляющий примерно 43,97% массы карбоната.

Если установлено, что отдельная потеря массы 8,79% от исходной массы клея обусловлена только выделением CO₂ из карбоната кальция, то:

w_CaCO3​= (8,79/0,4397)≈20%


Условие принципиально важное: эту потерю массы сначала нужно уверенно связать именно с карбонатом кальция, а не с другими процессами.

Для сложного состава ТГА дополняют анализом минерального остатка, например рентгенофазовым анализом.

6. Плотность: хороший косвенный признак

Большинство распространённых минеральных наполнителей плотнее органической основы клея. Поэтому при прочих равных добавление такого наполнителя повышает плотность.

Но плотность — не прямое измерение наполненности: она зависит также от состава полимера, смолы, воска, вида наполнителя, температуры и наличия пор.

Для двухкомпонентной системы без пор и при приближённой аддитивности объёмов:




где:

- w_f — массовая доля наполнителя в долях единицы;
- p_f— плотность наполнителя;
- p_o — плотность органической части.

Расчётный пример, а не универсальные границы

Примем:

- плотность органической части — 0,970 г/см³
- плотность карбоната кальция — 2,710 г/см³

Тогда:

Наполнитель, масс.%	Расчётная плотность клея, г/см³
0	0,970
10	1,037
20	1,113
30	1,201
40	1,305

Эту таблицу нельзя применять ко всем ЭВА-клеям как готовую шкалу. Если органическая часть имеет другую плотность или используется другой наполнитель, значения изменятся.

Например, плотность 1,20 г/см³ в этой конкретной модели соответствует примерно 30 масс.% CaCO₃. Но для неизвестного клея без информации о составе такой вывод будет только оценочным.

Также нельзя напрямую сравнивать:

- истинную плотность клея;
- насыпную плотность гранул;
- плотность расплава при рабочей температуре.

Это разные показатели. Насыпная плотность гранул для оценки наполненности особенно ненадёжна, поскольку сильно зависит от промежутков между гранулами.

7. Объёмная доля наполнителя: важна для влияния на свойства

Для реологии и механики имеет значение не только масса наполнителя, но и занимаемый им объём.



При тех же исходных плотностях:

Наполнитель, масс.%	Наполнитель, об.%
10	3,82
20	8,21
30	13,30
40	19,26

То есть **20 масс.% карбоната кальция — это примерно 8,2 об.%**, а не 20 об.%.

Два клея с одинаковой массовой долей разных наполнителей могут иметь разные объёмные доли и существенно различаться по поведению.

Дополнительно важны:

- размер частиц;
- распределение частиц по размерам;
- форма частиц;
- удельная поверхность;
- обработка поверхности;
- качество распределения в клее.

Поэтому одинаковая наполненность не гарантирует одинаковые свойства.

8. Какие показатели не позволяют установить наполненность однозначно

Показатель	Почему недостаточен
Вязкость расплава, мПа·с	Зависит от марки и молекулярных характеристик ЭВА, смолы, воска, температуры и метода измерения
Температура размягчения, °C	Определяется всей рецептурой, а не только наполнителем
Открытое время и время схватывания, с	Зависят от состава, количества нанесённого клея, температуры и материалов
Прочность соединения, МПа или Н/мм	Зависит от адгезии, когезии, подготовки поверхности и условий испытания
Цвет и непрозрачность	Даже небольшое количество пигмента может сделать ненаполненный клей непрозрачным
Расход, г/м²	Зависит от плотности, толщины слоя, рельефа поверхности и настройки оборудования

Например, по вязкости 50 000 мПа·с нельзя определить, наполнен клей или нет. Ненаполненный состав может иметь большую вязкость, чем наполненный, если у них разные полимерные основы и соотношения компонентов.

То же касается качества: «ненаполненный» не означает автоматически «лучший», а «наполненный» — «плохой». Это характеристика рецептуры, а не готовая оценка пригодности.

9. Как наполненность обычно влияет на поведение клея.

Здесь корректно говорить «при прочих равных»: в реальных продуктах производители одновременно меняют несколько компонентов.

- Плотность: при добавлении обычных тяжёлых минеральных наполнителей увеличивается.
- Расход по массе: при одинаковой толщине и площади клеевого слоя увеличивается вместе с плотностью.
- Реология: часто возрастает сопротивление течению, но эффект сильно зависит от размера, формы и поверхности частиц.
- Жёсткость: нередко увеличивается.
- Деформируемость и удлинение: могут уменьшаться.
- Усадка и тепловое расширение: часто снижаются.
- Адгезия и прочность: могут изменяться в обе стороны; универсальной зависимости нет.

Точный пример по расходу:

 
При толщине сплошного слоя 0,10 мм на площади 1 м² его объём составляет 100 см³.

Тогда:

- при плотности 0,970 г/см³ масса слоя — 97,0 г/м²;
- при плотности 1,201 г/см³ — 120,1 г/м².

Разница — примерно 23,8% по массе при одинаковом объёме слоя.

Это объясняет, почему сравнивать клеи только по цене за килограмм бывает неправильно. Но фактический расход на оборудовании дополнительно зависит от нанесения.

10. Что запросить у производителя для объективного сравнения

Лучше задавать вопрос не «клей наполненный или нет?», а запросить следующие данные:

1. Содержание специально введённого наполнителя, масс.%.
2. Химический тип наполнителя: CaCO₃, тальк, смесь и т. п.
3. Учитываются ли пигменты в заявленной доле наполнителя.
4. Зольность с указанием метода и условий.
5. Плотность с указанием температуры и метода измерения.
6. При необходимости — ТГА и состав минерального остатка.
7. Для оценки поведения — размер частиц D₅₀, D₉₀ и сведения об обработке поверхности наполнителя.

Если нужна лабораторная проверка неизвестного продукта, разумная последовательность такая:

плотность → ТГА/зольность → идентификация остатка → пересчёт на исходные минеральные компоненты.



Главный критерий наполненности — массовая доля наполнителя, выраженная в процентах от массы готового клея.
- Ненаполненный: специальный наполнитель отсутствует в рецептуре.
- Низконаполненный и наполненный: числовую границу необходимо уточнять у производителя или устанавливать в техническом задании.
- Для собственной рабочей классификации можно принять: до 10 масс.% включительно — низконаполненный, выше 10 масс.% — наполненный, обязательно обозначив условность этой шкалы.
- Зольность информативна только с учётом методики и химических превращений наполнителя.
- Плотность позволяет сделать предварительную оценку, но не заменяет анализ состава.
- Вязкость, цвет, температура размягчения и прочность не являются самостоятельными количественными критериями наполненности.