Kleber und Klebstoff Beratung

Eine kurze Einführung in das Thema Kleben

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2. Lösemittelhaltige Klebstoffe

Allgemeines zu lösemittelhaltigen Kontaktklebstoffen

Bei lösemittelhaltigen Klebstoffen sind die klebenden Substanzen, Bindemittel genannt, in den Lösemitteln gelöst. Der Übergang vom flüssigen Verarbeitungszustand in den festen Endzustand erfolgt durch das Verdunsten bzw. das >Diffundieren der Lösemittel. Zurück bleibt der >Festkörper.
Bei den Lösemitteln handelt es sich um organische, meist schnellflüchtige Lösemittel. Meistens sind es Gemische verschiedener Lösemittel. Die Lösemittel haben die Aufgabe, die Bindemittel flüssig und damit verarbeitbar zu halten, sie müssen also geeignet sein, die Bindemittel zu lösen. Darüber hinaus beeinflussen sie wichtige Eigenschaften des Klebstoffes, z. B. die >Adhäsion (indem sie die Benetzung fördern und/oder den zu klebenden Werkstoff mehr oder weniger stark anlösen) oder z. B. die >Ablüftezeit und die >Offene Zeit (indem sie schneller oder langsamer verdunsten).
Die Bindemittel sind der wesentliche Teil des Fest-körpers. Bindemittel sind bei dieser Klebstoffgruppe meist Harze und Kautschuk. Zum Festkörper gehören außer dem Bindemittel noch Füllstoffe, Pigmente und Hilfsmittel.
Der Festkörperanteil typischer Lösemittel-Klebstoffe liegt zwischen 10–40%, d. h.: 60–90% des Klebstoffes sind flüchtig und werden an die Umwelt abgegeben. Aus diesem Grund (und wegen der Leichtentzündlichkeit) versucht man immer mehr lösemittelhaltige Produkte, dort wo es geht, durch lösemittelfreie zu ersetzen.

Lösemittelhaltige Kontaktklebstoffe

Einsatzgebiete

  • überall, wo sofort nach dem Fügen eine relativ hohe Festigkeit erforderlich ist
  • geeignet für Werkstoffe mit Rückstellkräften
  • geeignet für Verklebungen flexibler Werkstoffe – wie Folien, Leder, Schaumstoff, Textil etc.

Wichtig

  • beidseitiger Klebstoffauftrag erforderlich
  • exaktes Zusammenlegen erforderlich (nicht mehr korrigierbar)
  • hoher Pressdruck erforderlich
  • keine längeren Presszeiten nötig – kurzes Andrücken genügt
  • schnell trocknend durch leichtflüchtige Lösemittel
  • sofortige Anfangsfestigkeit erlaubt rasche Weiterbearbeitung
  • Schutzmaßnahmen wegen leichtentzünd-licher Lösemittel erforderlich
  • nicht fugenfüllend

Die bedeutendste Gruppe innerhalb der lösemittelhaltigen Klebstoffe sind die Kontaktklebstoffe. Bedeutend bezieht sich hier sowohl auf die Eigenschaften als auch auf die verarbeiteten Mengen.
Diese Klebstoffe heißen Kontaktklebstoffe, weil hier zwei Klebefilme miteinander in Kontakt gebracht werden und sich beim Zusammendrücken sofort miteinander verbinden. Der besondere Vorzug dieser Klebstoffe ist die sofortige Anfangsfestigkeit, die häufig für eine Weiter-bearbeitung der Teile oder bei Verklebungen an senkrechten Flächen benötigt wird.
Für die hohe Anfangsfestigkeit ist es notwendig, die Lösemittel nach dem Klebstoffauftrag soweit ablüften zu lassen, bis die Klebstoffoberfläche fingertrocken ist. Die dafür notwendige Zeitspanne wird entweder >Ablüftezeit oder >Trockenzeit genannt. Die fingertrockenen Klebstoff-Filme sind nur kontaktfähig, wenn sie unter kräftigem Druck gegeneinander gepresst werden. Ein kurzer, kräftiger >Pressdruck (z. B. mit einer Rolle) reicht aus. Wesentlich dabei ist, dass diese Kontaktfähigkeit innerhalb einer begrenzten Zeit (der >Offenen Zeit, manchmal auch >Kontaktklebezeit genannt) auch dann noch besteht, nachdem die Lösemittel bereits verdunstet sind.
In vielen Fällen können vollständig abgelüftete, nicht mehr kontaktfähige Klebstoff-Filme durch Lösemittel oder durch Wärme wieder aktiviert werden. Die Aktivierungstemperaturen hängen dabei von der jeweiligen Klebstoffzusammensetzung ab und können zwischen +60° C und +120° C liegen. Beim Verfahren der Wärmeaktivierung können die beiden Arbeitsgänge – Klebstoffauftrag (einschließlich Trocknung) und das Fügen der Klebepartner – zeitlich und räumlich voneinander getrennt werden, d. h. die Klebeteile können vorkonfektioniert werden.

Lösemittelhaltige CR-Kontaktklebstoffe

Die größte Bedeutung haben Kontaktklebstoffe auf Basis von Polychloroprene (auch als Neoprene bekannt). Die oft verwendete Kurzbezeichnung »CR-Klebstoffe« leitet sich aus der englischen Bezeichnung Chloroprene-Rubber ab.
Diese Klebstoffe sind sehr vielseitig einsetzbar, erreichen relativ hohe Festigkeiten. Sie sind deshalb in fast allen Industriezweigen anzutreffen. Typische Beispiele: Verklebung von Gummi/Leder (Schuhindustrie), Gummi/Metall (Dichtungen) oder die Verklebung von Kunststoffplatten (DKS) mit Stahlblech – auch an senkrechten Flächen.

Lösemittelhaltige PUR-Kontaktklebstoffe

Eine weitere wichtige Gruppe innerhalb der lösemittel-haltigen Kontaktklebstoffe sind Polyurethane (Kurzbezeichnung PU oder PUR). Diese zeichnen sich auch durch ihre Weichmacherbeständigkeit aus sowie durch gute Adhäsion zu unterschiedlichsten Werkstoffen (außer blankem Metall), so dass sie zur Verklebung von Weich-PVC untereinander und mit vielen anderen Werkstoffen verwendet werden. Sie trocknen sehr rasch und werden häufig mit Wärmeaktivierung angewandt (z. B. bei Schuhverklebungen oder im Vakuumtiefziehverfahren beim Kaschieren von Formteilen mit flexiblen Deckschichten).

Einsatz von Härter/Vernetzer (bei lösemittelhaltigen Kontaktklebstoffen)

Beide Klebstoffgruppen (CR- und PUR-Kontaktklebstoffe) werden sowohl einkomponentig wie auch zweikomponentig mit Zusatz von Härter (oft auch >Vernetzer genannt) verarbeitet. Die Vernetzermenge kann meist zwischen 5–10% variiert werden. Bei diesen Klebstoffen muss neben der Ablüftezeit die sogenannte Topfzeit beachtet werden. Außerdem ist eine Wärmeaktivierung nur innerhalb einer begrenzten Zeit möglich, solange die Vernetzung noch nicht zu weit fortgeschritten ist.
Der Zusatz von Vernetzern oder Härtern zu lösemittelhaltigen Klebstoffen macht aus diesen Zweikomponenten- Produkte. Sie werden aber dennoch nicht zur Gruppe der reaktiven Klebstoffe gerechnet, da nach wie vor der physikalische Verdunstungsprozess der Lösemittel das wesentliche Merkmal für den Übergang flüssig bis fest ist. Die chemische Reaktion mit dem Vernetzer bewirkt nur eine Steigerung der erreichbaren Endfestigkeit, insbesondere der Temperatur und Wasserfestigkeit, verändert aber das sonstige Verhalten bei der Verarbeitung nicht.

Lösemittelhaltige SBR-/SBS-Kontaktklebstoffe

Die bisher genannten Klebstoffe enthalten Löse-mittelgemische, die bei verschiedenen Werkstoffen nicht verwendet werden können, weil diese davon stark angequollen oder gar aufgelöst werden (wie z. B. Styropor).
>SBR-Kontaktklebstoffe sind auch für Styropor geeignet, weil sie selbst in Lösemitteln löslich sind, die Styropor nicht anlösen.
>SBR- und >SBS-Kontaktklebstoffe haben ihren Schwerpunkt in der Verklebung von Polstermaterialien, Weichschäumen untereinander und mit Vliesen, Textilien, Dämmmaterialien und anderen Werkstoffen, weil damit gut spritzbare Kontaktklebstoffe mit relativ hohen Festkörperanteilen hergestellt werden können, die auch bei stark saugfähigen Untergründen nicht so leicht wegschlagen. Sie zeichnen sich außerdem auch bei feinstem Auftrag durch eine gute Kontaktklebrigkeit aus.

Lösemittelhaltige Kunststoff-Klebstoffe

Es gibt auch lösemittelhaltige Klebstoffe, die nicht die vorher beschriebene Kontaktfähigkeit haben. Dies ist bei vielen Kunststoffklebstoffen der Fall, weshalb wir diese Gruppe auch so genannt haben.
Hier erfolgt die Verklebung, indem die Teile sofort nach dem Klebstoffauftrag nass zusammengefügt werden, solange der Klebstoff noch Lösemittel enthält, welche die Gegenseite ausreichend benetzen und anlösen können. Verwendet werden z. B. Gemische von organischen Lösemitteln, die durch Anlösen verbinden (man spricht dabei auch von »kaltschweißen«). Sie sind wegen der schnellen Trocknung nur auf kleinflächige, passgenaue Verbindungen beschränkt.
Weiter verbreitet sind die sogenannten Klebelacke. Dabei sind Kunstharze in einem Lösemittelgemisch gelöst.
Diese lösen oder quellen die Kunststoffoberfläche an, die enthaltenen Bindemittel verhindern zu schnelle Verdunstung, sind für die Haftung verantwortlich und füllen Fügetoleranzen aus. Letzteres allerdings nur im begrenzten Maß – wegen der relativ niedrigen Festkörper-anteile. Diese Kunststoffklebstoffe werden in der Regel einseitig aufgetragen, beidseitiger Auftrag erfolgt hilfsweise, um die Offene Zeit zu verlängern oder eine verbesserte Benetzung und Fugenfüllung zu erreichen. Eine sofortige Anfangsfestigkeit ist nicht gegeben, da noch Lösemittel in der Klebefuge eingeschlossen sind. Die Teile müssen deshalb bis zur Abbindung fixiert werden. Meist reichen dafür wenige Minuten.
Wegen der relativ kurzen Offenen Zeiten und der in der Klebefuge eingeschlossenen Lösemittel ist die Anwendung dieser Klebstoffe auch beschränkt auf die Verklebung relativ kleiner Klebeflächen. Die Festigkeit wird durch Diffundieren (Auswandern) der Lösemittel aus der Fuge oder durch einen der verklebten Werkstoffe erreicht. Eine Weiterbearbeitungsfestigkeit wird hier im Normalfall relativ rasch erreicht, die Endfestigkeit erst nach Stunden oder Tagen.

Inhalt

  1. Überblick
  2. Lösemittelhaltige Klebstoffe
  3. Dispersionsklebstoffe (Leime)
  4. Schmelzklebstoffe (Hotmelts)
  5. Reaktionsklebstoffe
  6. Cyanacrylatklebstoffe / Sekundenkleber
  7. Haftklebstoffe
  8. Zusatzprodukte: Haftvermittler / Primer


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