Что такое казеиновый клей – это фиксирующее средство натурального происхождения, произведенное на основе молочного белка – казеина. Соединенные с его помощью материалы находили в даже древнеегипетских пирамидах.
Массовое производство казеинового клея было начато в XIX веке в Европе. В наше время его используется редко, ему на смену пришли синтетические средства. Но в ряде бытовых и промышленных направлений он все еще востребован.
Содержание
Общие сведения о казеине
Итак, из какого сырья могут делать казеиновый клей? В молоке казеин (казеиноген) присутствует в форме казеината кальция и выделяется в чистом виде в процесс его свертывания (створаживания). Реакция может быть запущена под воздействием ферментов сычужного сока, в результате жизнедеятельности молочнокислых бактерий или путем прямого добавления кислот. Последний вариант используется для производства технического казеина, который и является сырьем для клея.
Высушенный казеин представляет собой сероватый порошок с гранулами разного размера. Он не имеет выраженного запаха и вкуса. В его составе присутствуют фосфаты, нитраты, эссенциальные аминокислоты.
Назначение
Казеин широко используется в:
- пищевой промышленности – для производства детских смесей, продуктов для спортсменов, добавок;
- фармакологии – включают в состав мазей, биологических клеев;
- химической промышленности – для изготовления красок, пигментов, клея, керамики, пластмасс, бетона и так далее;
- типографском деле, живописи;
- производстве игрушек;
- судо-, машиностроении и так далее.
Главная сфера применения казеинового клея – производство мебели и различных изделий из дерева, поскольку вещество улучшает структуру материала. С его помощью осуществляют фиксацию деревянных или фанерных поверхностей с элементами из кожи, ткани, пластика, картона, пенопласта, поролона. Он является натуральным продуктом, поэтому его использование позволяет маркировать изделия как «экологически чистые», так, как у него есть экологичность.
Помимо перечисленных выше материалов, клей отлично скрепляет керамику, фарфор и фаянс. Смесь из казеина и модифицированного крахмала применяется для фиксации этикеток к емкостям из стекла. Также вы можете почитать из чего еще можно сделать клей своими руками в домашних условиях.
Казеин входит в состав замазок, шпатлевок, устойчивых к щелочам красок. Пигменты на его основе могут давать матовое или шелковистое покрытие. Благодаря стойкости к влаге и перепадам температур, краски применяются для декорирования фасадов зданий.
Казеин в иконописи
Казеин издавна применяется в качестве материала для клеевой иконописи. Его смешивают с пигментами и гашеной известью. Полученная краска ложится насыщенным равномерным слоем по бумаге или штукатурке. Кроме того, она используется для грунтования холстов перед работой маслом.
За счет присутствия в составе азота и серы казеин обладает антисептическими и противогрибковыми характеристиками. Обработанные им изображения не гниют. Для улучшения свойств в состав красок вводят щелочные вещества:
- буру;
- нашатырь;
- гидроксид кальция, натрия;
- едкий калий.
Они повышают адгезионные свойства казеинового клея и красок, а также препятствуют растрескиванию вещества после высыхания. С целью повышения прочности покрытия добавляют формалин и уксуснокислый глинозем.
Основные характеристики
Основой клея является сухой порошок – казеин, который бывает 4 сортов:
- Высшего. Гранулы белового или кремового оттенка размером до 5 мм. Примеси отсутствуют.
- Первого. Частицы свело-желтого тона. Могут комковаться, но хорошо отделяются друг от друга.
- Второй. Фрагменты желтого цвета, диаметр которых достигает 10 мм. В массе присутствую инородные вкрапления.
- Третий. Гранулы характеризуются темно-желтым оттенком с коричневыми примесями и механическими добавками. Их размер может варьироваться.
После соединения казеина с жидкостью и добавками на выходе получается вязкое вещество, напоминающее клейстер, оттенок которого зависит от сорта порошка.
Характеристики казеинового клея:
- Гранулы разбухают в воде, образуя однородное вещество без комков. Если в порошке были примеси, возможно выпадение осадка.
- Прочность фиксации – 75 – 105 кгс/см2.
- Вязкость – 10,8 – 27 П.
- Обладает специфическим запахом, но он быстро улетучивается.
- Растрескивается при перепаде температур.
- После высыхания устойчив к влаге.
- Период застывания массы – до 4 – 5 часов.
Достоинства и недостатки
Основное достоинство казеинового клея – натуральный состав. Другие преимущества:
- высокая адгезия к дереву, фанере, картону, ткани, которая обеспечивает надежную фиксацию элементов;
- экологическая чистота – он не содержит веществ с токсичными свойствами, опасными для человека или окружающей среды, поэтому его считают экологичным;
- удобство хранения и транспортировки основы для клея – порошок устойчив к низким/высоким температурам, ультрафиолету и влаге, может храниться до 1 года;
- при добавлении в состав формалина и алюминиевых квасцов клеевой шов становится полностью непроницаем для влаги.
Недостатки казеинового клея:
- готовый раствор клея следует использовать в течение 4 – 5 часов, затем он теряет свои свойства, которые невозможно восстановить;
- без дополнительных антисептических компонентов в составе средство может стать благоприятной средой для размножения плесени, патогенной флоры, насекомых;
- клеевые следы со временем темнеют, их невозможно смыть водой.
Состав и свойства клея
Состав казеинового клея у разных производителей отличается и зависит от целей использования. Помимо порошка казеина, в него могут входить:
- вода – используется в качестве растворителя;
- канифоль – смола хвойных деревьев, которая повышает адгезионные свойства клея, выступает эмульгатором и увеличивает срок хранения;
- гашеная известь – увеличивает пластичность клеевого шва и стойкость к внешним воздействиям;
- керосин – вводится в сухой порошок для повышения срока хранения и предотвращения расслаивания;
- пищевая сода (гидрокарбонат натрия) – ускоряет отвердевания фиксирующего препарата;
- мочевина, аммиак водный, фенол, медный купорос – стабилизируют свойства клея, выступают в качестве антисептиков.
Сорта клея
Казеиновый клей делится на 2 сорта:
- «Обыкновенный». Применяется на предприятиях, которые специализируются на обработке дерева, а также на картонажных фабриках. Обеспечивается прочность – 75 кгс/см2.
- «Экстра». Характеризуется высокой адгезией к разным фактурным материалам. Клеевой шов выдерживает воздействие негативных факторов окружающей среды и физические нагрузки. Прочность соединения – 105 кгс/см2.
Чем разводить
Его разводят водой. Подойдет кипяченая жидкость комнатной температуры. Лить воду из-под крана не стоит, так как в ней могут быть микроорганизмы, которые впоследствии размножатся в казеиновом клее.
Воду необходимо вводить в порошок постепенно. Важно непрерывно помешивать массу. Удобнее всего использовать для этого электрическую мешалку. Пропорции жидкости и сухих компонентов указываются производителем на упаковке. Как правило, на 100 г порошка:
- для густого средства берется – 170 г воды;
- для жидкого – 230 г.
Настаивать готовый клей следует 20 – 40 минут, чтобы все его компоненты соединились между собой.
Промышленное производство
Казеин для производства казеинового клея выпускают молокоперерабатывающие предприятия. Его получают различными способами:
- путем введения сычужного фермента;
- эжекторным методом;
- с помощью добавления кислот;
- коагулированием казеиновых комплексов (без бактерий и ферментов);
- мембранным методом (для получения мицеллярного казеина).
На отечественных заводах чаще всего производят кисломолочный протеин.
Этапы:
- Обезжиренное молоко обрабатывают кислой сывороткой, в результате зерна казеина выпадают в осадок.
- Белок промывают, чтобы он стал плотнее.
- Лишнюю жидкость убирают с помощью пресса или центрифуги.
- Полученный казеин сушат, измельчают.
В дальнейшем сырье поступает на заводы, изготавливающие клей, где его дополняют вспомогательными компонентами и фасуют. Большим спросом пользуется казеин высшего качества из США и Европы, который получают эжекторным методом и путем коагулирования соответственно.
Производители
Казеиновый клей продается в строительных магазинах, а также в торговых точках для реставраторов и производителей мебели в виде порошка или готового раствора.
«12 табуреток» (АНЛЕС). Порошок расфасован в пакеты по 50 г. Перед использованием его необходимо развести водой, тщательно перемешать и оставить на 1 – 1,5 часа для «созревания». Масса получается вязкой и однородной, а шов – водостойким и эластичным. Цена за 50 г – 142 р.
Titebond. Под этим брендом из США выпускается около 2 десятков фиксирующих препаратов для соединения древесины, кожи, ткани, пенопласта, древесно-стружечных и других пористых материалов. В состав средств входят казеин, алифатическая смола, каучук, вода.
Популярные варианты:
- Original – столярный клей в упаковках по 20 кг. Цена – 6500 р. После схватывания образует светло-коричневую пленку, которую можно шлифовать и красить.
- Premium – влагостойкий состав в емкостях по 3,5 л. Цена – 1900 р. Формирует соединение, которое по прочности выше, чем связи между слоями дерева. Из-за безопасного состава клей можно применять для склеивания деталей, контактирующих с пищей.
Как изготовить дома
Приготовить клей в домашних условиях очень легко. В качестве сырья можно использовать молоко или готовый порошок казеина.
Инструменты и материалы
Список инструментов и материалов зависит от выбранного способа приготовления казеинового клея. В общем виде он следующий:
- емкости из стекла или керамики;
- мерные ложки;
- кухонные весы;
- кастрюли для нагрева молока и водяной бани;
- сито, марля;
- деревянная палочка (ложка) для вымешивания;
- электрическая мешалка (для обеспечения однородной консистенции).
Приготовление
Самый простой способ приготовления казеинового клея основан на использовании творога. Необходимо:
- Протереть 40 г творога через сито.
- Добавить в массу 10 мл нашатырного спирта.
- Тщательно перемешать.
Более сложный путь – самостоятельно сделать из молока творог, а из творога – клей. Понадобятся:
- нежирное молоко – 1 л;
- уксусная эссенция – 9 ч. л.;
- сода – 3 ст. л.;
- немного воды.
Этапы:
- Нагреть молоко, но не доводить до кипения.
- Влить в него уксусную эссенцию.
- Греть жидкость на медленном огне, пока не образуется много устойчивых хлопьев.
- Отфильтровать с помощью сита и марли.
- Переложить творог на сковороду. Добавить соду и немного воды, чтобы получилась консистенция сметаны.
- Прогревать, пока не появятся пузыри. Перемешать.
- Оставить до полного остывания.
Для того, чтобы изготовить казеиновый клей своими руками необходимо использовать в течение 30 – 60 минут. Затем он потеряет свои свойства и может испортиться. Может вам будет интересно прочитать: как самому сварить клейстер из крахмала
Клей из порошка, три рецепта изготовления
Из сухого казеина можно изготовить клей такого же высокого качества, что и промышленный.
Рецепт № 1
Компоненты для изготовления казеинового клея:
- казеин – 20 г;
- вода – 100 мл;
- бура – 6 г.
Этапы изготовления казеинового клея:
- Соединить казеин и воду. Настоять 30 минут.
- Добавить буру.
- Прогреть массу на водяной бане 30 минут. Температура не должна превышать 50°С.
Рецепт № 2
Компоненты для изготовления казеинового клея:
- казеин – 20 г;
- вода – 100 мл;
- аммиак (25%) – 20 мл;
- едкий натр (50%) – 10 мл.
Этапы изготовления казеинового клея:
- Соединить казеин и воду. Настоять 60 минут.
- Добавить аммиак и натр. Перемешать.
Рецепт № 3
Компоненты для изготовления казеинового клея:
- казеин – 20 г;
- вода – 260 мл;
- канифоль – 4 г;
- гашеная известь – 1 г;
- бура – 2 г;
- нашатырный спирт – 2 мл.
Этапы изготовления казеинового клея:
- Смешать казеин, известь, канифоль и 40 мл воды. Настоять 2 часа.
- Сделать раствор из 200 мл горячей воды и буры. Ввести его к остальной массе. Перемешать.
- Добавить нашатырь и 20 мл воды.
Токопроводящий казеиновый клей своими руками, видео
Несколько советов по работе с составом
При приготовлении казеинового клея важно учитывать, что всю массу следует использовать в течение 4 – 5 часов. Остатки нужно выбросить. Смешивать старый клей и новый нельзя. Если клей сильно загустел и начал сворачиваться, восстановить его свойства не получится.
Подходит казеиновый клей и для дерева, разных тканей, кожи и дерева. Но он дает усадку после высыхания. Из-за этого тонкие материалы с его помощью лучше не фиксировать, иначе поверхности покоробятся. Кроме того, казеиновый клей не подходит для резины, металла, оргстекла.
Рекомендации по использованию казеинового клея:
- Занести материалы в помещение с температурой от +15 °С и влажностью до 70%. Они должны в нем находиться не менее 2 часов.
- Очистить, отшлифовать и высушить поверхности.
- Максимально подогнать детали, чтобы клеевой шов получился как можно тоньше.
- Нанести готовый казеинового клея на обе поверхности. Лучше всего использовать лубяную кисть или деревянную лопатку. Движения нужно делать в одном направлении. Не должно быть пузырьков.
- Выдержав несколько минут, соединить детали. Поместить их под груз или зажать струбцинами.
- Выдержать 16 – 24 часа в зафиксированном виде и еще 48 без груза (струбцин).
Казеиновый клей – экологически чистый и безопасный натуральный адгезив с высокими фиксирующими свойствами. С его помощью можно скреплять пористые поверхности. Больше всего он подходит для обработки дерева, глубоко проникая в его структуру и улучшая ее.
Дополнительные компоненты, которые вводятся в состав клея, повышают его водоотталкивающие и антисептические свойства. Важные преимущества казеинового клея – низкая цена и длительное хранение (для средств в виде порошка).