4.5.3 Polymerisationsklebstoffe
Polymerisationsklebstoffe: Cyanacrylate (Sekundenklebstoff)
Allgemeine Beschreibung
- Einkomponentenklebstoff (1K)
- Aushärtung beginnt durch Kontakt mit Feuchtigkeit
- Aushärtung zum Thermoplast
Physikalische Eigenschaften des unausgehärteten Klebstoffes:
- Sehr dünnflüssig; modifizierte Systeme: gelartig
Verarbeitung:
- Manuelle, halbautomatisierte oder automatisierte Verarbeitung
- Bevorzugte Anlagentechnik ist über den Klebstoffhersteller zu erfragen
- Verarbeitungstemperatur: Raumtemperatur
- Normaler Anpressdruck
- Klebschichtdicken: bei sehr dünnflüssigen Produkten oft nur bis 0,05 mm: gelartige Systeme: bis 0,2 mm
- Fixierung bis zur Handfestigkeit
- Arbeits- und Umweltschutz ist entsprechend anzuwenden (Allgemeines: s. Kapitel 7; Details: s. Sicherheitsdatenblatt)
Auslösung der Härtung:
- Feuchtigkeit auf der Oberfläche bzw. Luftfeuchtigkeit
- Feuchtigkeit auf Fügeteiloberflächen
- Kontakt mit basischen Oberflächen, z. B. bestimmte Gläser
- Saure Beimischungen oder saure Oberflächen verzögern oder verhindern die Härtung.
- Luftfeuchtigkeit (40 – 80 % rel. Feuchte)
- Handfestigkeit innerhalb Sekunden; Endfestigkeit nach 24 h
- Bei mehr als 80 % rel. Feuchte oder stark basischen Oberflächen: Gefahr der Schockhärtung; führt zur reduzierten Festigkeiten auf Grund von Spannungen in der Klebschicht
Sekundenklebstoff: Typische Eigenschaften des ausgehärteten Klebstoffes
- Mittlere bis hohe Festigkeiten
- Sehr spröder Klebstoff, geringe Bruchdehnung
- Typische Dauereinsatztemperatur bis 80 °C
- Geringe Feuchtigkeitsbeständigkeit
Beachten:
- Vor dem Kleben müssen die Fügeteile akklimatisiert werden, was wegen Kondenswassers auf den Fügeteilen wichtig ist und zur ungewünschten Schockhärtung des Klebstoffs führen kann.
- Schockhärtung vermeiden
- Nach Härtung: feuchtigkeits- und temperaturempfindlich
Bei Produktfragen siehe technisches Datenblatt oder Klebstoffhersteller kontaktieren.
Polymerisationsklebstoffe: Methylmethacrylat-Klebstoffe (MMA-Klebstoffe)
Allgemeine Beschreibung
- 2-Komponentenklebstoff: Harz inklusive Beschleuniger und Härter
- Aushärtung zum Duromer; einige MMA-Klebstoffe härten zum Thermoplast aus
Physikalische Eigenschaften des unausgehärteten Klebstoffe:
- Flüssig bis pastös
Verarbeitung:
- Manuelle, halbautomatisierte oder automatisierte Verarbeitung
- Bevorzugte Anlagentechnik ist über den Klebstoffhersteller zu erfragen
- Verarbeitungstemperatur: Raumtemperatur
- Normaler Anpressdruck
- Klebschichtdicke: unterschiedlich, je nach Verarbeitungsverfahren: AB-Verfahren: 0,2 – 0,4 mm, Härtelackverfahren: 0,15 – 0,25 mm
- Verarbeitungsverfahren: A/B-Verfahren, Härtelackverfahren (No-Mix), herkömmliche 2K-Verarbeitung: Doppelkartsuchen, direkter Härterzusatz
- Handfestigkeit nach einigen Minuten erreicht; Endfestigkeit nach Stunden
- Wärmezufuhr während der Aushärtung nicht sinnvoll
- Fixierung bis zur Endfestigkeit
- Arbeits- und Umweltschutz ist entsprechend anzuwenden (Allgemeines: s. Kapitel 7; Details: s. Sicherheitsdatenblatt)
A/B-Verfahren
A/B-Verfahren
- Ziel: Vereinfachung der Verarbeitung aufgrund leicht handhabbarer 1:1 Mischungen anstelle von schwierig einstellbaren Mischungsverhältnissen (z. B. 100:3); Vermeidung der Topfzeit
- Prinzip: Verwendung von zwei Komponenten A und B im Verhältnis 1:1, die getrennt auf die Fügeteile aufgebracht werden und erst nach dem Fügen (Verpressen) miteinander reagieren oder konventionell vor Auftrag vermischt werden
- Applikation: Auftrag von Komponente A auf Fügeteil A und Komponente B auf Fügeteil B; oder maschineller Auftrag beider Komponenten übereinander geschichtet bzw. nebeneinander auf Fügeteil A; oder durch Auftrag der Mischung
- Komponente A: MMA-Monomer und Beschleuniger, meist ca. 6 Monate lagerfähig
- Komponente B: MMA-Monomer und eine für die Gesamtmenge (A+B) ausreichende Härtermenge. Lagerfähigkeit ebenfalls ca. 6 Monate.
A/B-Verfahren, Härtelackverfahren (No-Mix-Verfahren)
A/B-Verfahren, Härtelackverfahren (No-Mix-Verfahren)
- Ziel: Vereinfachung der Verarbeitung durch Wegfall von Mischungsvorgängen; Vermeidung der Topfzeit
- Prinzip: Aufbringen des Härters als Härterlack auf Fügeteil A, Aufbringen von Harz und Beschleuniger auf Fügeteil B, Reaktion und Aushärtung nach dem Fügen
- Härterlack: Lösung des Härters in einem leichtflüchtigen Lösemittel
- Verarbeitung: Nach Aufbringen (z. B. Aufsprühen oder -pinseln) des Härterlacks und kurzer Ablüftphase ist das Fügeteil ohne Verminderung der Reaktivität z.T. mehrere Wochen lagerstabil; maximale Klebschichtdicken: 0,3 – 0,4 mm aufgrund einseitig fortschreitender Polymerisation
Typische Eigenschaften des ausgehärteten Klebstoffes
- Hochfest
- Relativ flexibel, mittlere Bruchdehnung
- Dauereinsatztemperatur bis ca. 100 °C, kurzzeitig bis 180 °C
Beachten:
- Mischungsverhältnis einhalten
- Nicht Beschleuniger und Härter mischen: Explosionsgefahr!
Bei Produktfragen siehe technisches Datenblatt oder Klebstoffhersteller kontaktieren.
Polymerisationsklebstoffe: Anaerob härtende Klebstoffe
Anaerob härtender Klebstoff: Allgemeine Beschreibung
- Einkomponentenklebstoff (1K)
- Aushärtung unter Luftabschluss und Metallkontakt (Kupfer oder Eisen)
- Aushärtung zum Duromer
Physikalische Eigenschaften des unausgehärteten Klebstoffes:
- Flüssig
Verarbeitung:
- Manuelle, halbautomatisierte oder automatisierte Verarbeitung
- Bevorzugte Anlagentechnik ist über den Klebstoffhersteller zu erfragen
- Verarbeitungstemperatur: Raumtemperatur
- Normaler Anpressdruck
- 1K-Verarbeitung
- Härtung durch Metallkontakt (Kupfer oder Eisen) sowie Sauerstoff-Abschluss
- Klebstoffschichtdicke: 0,02 – 0,3 mm
- Geometrie muss Sauerstoffabschluss garantieren (z. B. Welle-Nabe-Verbindung, Schraubensicherung)
- Aktive Oberflächen liefern benötigte Metallionen; bei passiven Oberflächen (Kunststoffe, Edelstahl): Verwendung eines Aktivators
- Endfestigkeit nach 3 bis 24 Stunden
- Fixierung bis zur Handfestigkeit
- Arbeits- und Umweltschutz ist entsprechend anzuwenden (Allgemeines: s. Kapitel 7; Details: s. Sicherheitsdatenblatt)
Typische Eigenschaften des ausgehärteten Klebstoffes
- Verschiedene Klebstoffsysteme mit unterschiedlichen Festigkeiten (niedrig-, mittel-, hochfest), je nach Bedarf
- Dauereinsatztemperatur – 60 °C bis max. 150 °C, kurzzeitig bis 180 °C
- Hohe Stoß- und Vibrationsfestigkeit
- Sehr gute Beständigkeit gegen Öle, Lösemittel und Feuchtigkeit
- Hochfeste Systeme nur bei Temperaturen von 300 – 400 °C demontierbar
Beachten:
- Sauerstoffabschluss durch entsprechende Geometrie garantieren
- Metallkontakt sicherstellen oder Aktivator verwenden
Bei Produktfragen siehe technisches Datenblatt oder Klebstoffhersteller kontaktieren.
Polymerisationsklebstoffe: Strahlenhärtbare Acrylate
Allgemeine Beschreibung
- 1K-Verarbeitung
- Aushärtung durch Licht bestimmter Wellenlänge; meist UV-Licht
- Aushärtung zum Thermoplast; seltener zum Duromer
Physikalische Eigenschaften des unausgehärteten Klebstoffes:
- Flüssig
Verarbeitung:
- Manuelle, halbautomatisierte oder automatisierte Verarbeitung
- Bevorzugte Anlagentechnik ist über den Klebstoffhersteller zu erfragen
- Verarbeitungstemperatur: Raumtemperatur
- Normaler Anpressdruck
- Aushärtung erfolgt durch Licht einer bestimmtem Wellenlänge; meist UV-Licht
- Licht wird während der kompletten Härtung benötigt
- Klebschichtdicke: 0,1 – 0,5 mm
- Lichtdosis beachten; kein Überhärten möglich, aber Abbaureaktionen bei massiver Überschreitung der optimalen Dosis
- Härtungsdauer: zwischen 1 s und einigen Minuten
- Mindestens ein strahlungsdurchlässiges Fügeteil erforderlich
- Fixierung bis zur Handfestigkeit
- Arbeits- und Umweltschutz ist entsprechend anzuwenden (Allgemeines: s. Kapitel 7; Details: s. Sicherheitsdatenblatt)
Typische Eigenschaften des ausgehärteten Klebstoffes
- Mittel- bis hochfest
- Unterschiedliche Flexibilitäten je nach Rohstoff
- Relativ schlagfest
- Dauereinsatztemperatur von – 30 °C bis ca. 120 °C, kurzzeitig auch darüber
- Bei einigen Anwendungen (z. B. Glaskleben) Nachhärtung durch Sonnenlicht
Beachten:
- Mindestens ein Fügeteil muss für die zur Härtung notwendigen Strahlen durchlässig sein.
- Strahlendosis abhängig von z. B.: Klebstoffprodukt, Klebschichtdicke, Fügeteilwerkstoff und -dicke, Strahlenquelle und Abstand Strahlenquelle/Klebschicht
Bei Produktfragen siehe technisches Datenblatt oder Klebstoffhersteller kontaktieren.
Polymerisationsklebstoffe: Lichtaktivierbare Epoxide
Allgemeine Beschreibung
- 1K-Verarbeitung
- Start der Aushärtung durch Licht bestimmter Wellenlänge; meist UV-Licht
- Aushärtung zum Duromer
Physikalische Eigenschaften des unausgehärteten Klebstoffes:
- Flüssig
Verarbeitung:
- Manuelle, halbautomatisiert oder automatisierte Verarbeitung
- Bevorzugte Anlagentechnik ist über den Klebstoffhersteller zu erfragen
- Verarbeitungstemperatur: Raumtemperatur
- Normaler Anpressdruck
- Klebschichtdicke: 0,1 – 0,5 mm
- Aushärtung durch Licht einer bestimmten Wellenlänge; meist UV-Licht
- Ablauf der Aushärtung: 3 – 60 s Belichtung (Lichtaktivierung), danach bis zu 24 h Aushärtung ohne Bestrahlung (Dunkelreaktion)
- Beschleunigung und erhöhte Festigkeiten durch wärmeunterstützte Härtung; z. T. nachtempern erforderlich
- Strahlendosis beachten
- Kleben strahlendurchlässiger Fügeteile: Lichtaktivierung und Dunkelreaktion in der Klebfuge
- Kleben strahlenundurchlässiger Fügeteile: Lichtaktivierung vor dem Fügen; Dunkelreaktion nach dem Fügen
- Fixierung bis zur Handfestigkeit
- Arbeits- und Umweltschutz ist entsprechend anzuwenden (Allgemeines: s. Kapitel 7; Details: s. Sicherheitsdatenblatt)
Typische Eigenschaften des ausgehärteten Klebstoffes
- Hochfest
- Spröde, geringe Bruchdehnung
- Dauereinsatztemperatur – 30 bis max. + 120 °C; kurzzeitig bis 180 °C
- Sehr gute Beständigkeit gegen Öle, Lösemittel und Feuchtigkeit
Beachten:
- Strahlendosis einhalten
- Strahlendosis abhängig vom Klebstoffprodukt, von der Strahlenquelle und vom Abstand Strahlenquelle/Klebschicht
Bei Produktfragen siehe technisches Datenblatt oder Klebstoffhersteller kontaktieren.
Polymerisationsklebstoffe: Ungesättigte Polyester
Allgemeine Beschreibung
- Zweikomponentenklebstoff (2K)
- Harz enthält Styrol (Lösemittel); während der Aushärtung verdunstet dies teilweise
- Aushärtung zum Duromer
Physikalische Eigenschaften des unausgehärteten Klebstoffes:
- Flüssig bis pastös
Verarbeitung
- Manuelle, halbautomatisierte oder automatisierte Verarbeitung
- Bevorzugte Anlagentechnik ist über den Klebstoffhersteller zu erfragen
- Verarbeitungstemperatur: Raumtemperatur
- Normaler Anpressdruck
- Klebstoffschichtdicke: 0,2 – 0,5 mm
- 2K-Verarbeitung
- Raumtemperaturhärtend mit Katalysator oder warmhärtend im Ofen
- Anpassung des Aushärteverlaufs durch Variation der Zusatzmengen an Beschleuniger und Inhibitor
- Relativ hoher Schwund beim Aushärten
- Fixierung bis zur Handfestigkeit bzw. während des gesamten Ofenprozesses
- Arbeits- und Umweltschutz ist entsprechend anzuwenden (Allgemeines: s. Kapitel 7; Details: s. Sicherheitsdatenblatt)
Ungesättigter Polyester: Typische Eigenschaften des ausgehärteten Klebstoffes
- Hochfest
- Relativ flexibel (geringer als PUR)
- Max. Dauereinsatztemperatur bis ca. 140 °C
- Hohe Dauerschwingfestigkeit
Beachten:
- Mischungsverhältnis einhalten
- Gründliches Mischen unbedingt erforderlich, aber Blasenbildung ist zu vermeiden
- Verarbeitungszeit/Topfzeit abhängig von der Umgebungstemperatur, der Ansatzmenge und dem Klebstoffsystem
- Beim Überschreiten der Verarbeitungszeit: Klebstoff, der noch nicht aufgetragen wurde, nicht weiter verarbeiten, sondern entsorgen!
- Nach Überschreiten der Verarbeitungszeit keine Korrektur der geklebten Fügeteile mehr zulässig
- Temperaturbelastbarkeit der Fügeteile vor Aushärtung (Ofen) überprüfen
- Aufheiz- und Abkühlzeiten der Fügeteile beachten, diese Zeit muss zur Aushärtungszeit des Klebstoffes dazu gerechnet werden
→ Vorsicht bei dicken Fügeteilen - Heiztemperatur bezieht sich auf die Temperatur in der Klebfuge
→ Vorsicht bei dicken Fügeteilen - Beim Aufheizen und Abkühlen können Spannungen im Klebverbund auftreten.
Bei Produktfragen siehe technisches Datenblatt oder Klebstoffhersteller kontaktieren.