Kleber und Klebstoff Beratung

Eine kurze Einführung in das Thema Kleben

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3. Dispersionsklebstoffe (Leime)

Allgemeines zu Dispersionsklebstoffen

Dispersion nennt man ein Stoffgemisch, bei dem ein Feststoff feinverteilt in einer Flüssigkeit vorliegt. Bei Dispersionsklebstoffen sind deshalb die Bindemittel (Kunstharze) in Wasser nicht gelöst, sondern dispergiert, d. h. die Kunstharzteilchen (fest) sind sehr fein in Wasser (flüssig) verteilt. Dispersionsklebstoffe sind häufig auf Basis von Poly-vinylacetat (= PVAc), Copolymeren oder Polyacrylat aufgebaut und werden z. T. auch Leim oder Weißleim genannt. Ist die Basis ein Kautschuk, spricht man auch von einem Latexkleber.

Herkömmliche Dispersionsklebstoffe (Weißleime)

Einsatzgebiete

  • Einsatzgebiete: Holz- und Papier-, Leder-, Textil- und Schaumstoff-Verklebungen.

Wichtig

  • einseitiger Klebstoffauftrag
  • nass fügen
  • ein Klebepartner muss das Wasser aufsaugen können
  • bis zur Abbindung fixieren (pressen)
  • Wärme verkürzt die Presszeit
  • bei höheren Beanspruchungen (Feuchtigkeit, Wärme) 2-K-Dispersion verwenden

Diese Dispersionsklebstoffe werden einseitig aufgetragen und müssen nass gefügt werden. Eine Festigkeit wird erst erreicht, wenn das Wasser verschwunden ist, d. h. vom Werkstoff (oder der Luft) aufgenommen wurde. Beim Einsatz von Dispersionen muss deshalb ein Klebepartner saugfähig sein (z. B. Holz, Papier, Pappe, Leder, Textil etc.) und die Fügeteile müssen bis zum Abbinden des Klebstoffes fixiert werden.
Die fugenfüllenden Eigenschaften sind besser als bei lösemittelhaltigen Klebstoffen, weil der Festkörperanteil mit 50–75% deutlich höher liegt. Dennoch sind auch hier Grenzen gesetzt, weil die Dispersion durch die Wasserabgabe in der Klebefuge schrumpft. Um eine enge Passung der Fügeteile zu erreichen, werden diese häufig gepresst, obwohl der Klebstoff (im Unterschied zu Kontaktklebstoffen) selbst keinen Druck benötigt.
Der physikalische Übergang vom flüssigen in den festen Zustand verläuft bei einer Dispersion etwas anders als bei einer Lösung. Wesentlich sind dabei die beiden folgenden Faktoren:

  1. Wasser verdunstet und diffundiert sehr viel langsamer als Lösemittel, deshalb beansprucht der Übergang von der flüssigen in die feste Phase eine längere Zeit und ist sehr stark abhängig von der Saugfähigkeit der verklebten Werkstoffe und den Klimabedingungen.
  2. Beim Trocknungsprozess müssen sich die dispergier-ten (festen!) Bindemittelteilchen miteinander zu einem festen Klebstoff-Film verbinden. Dies ist nur oberhalb bestimmter Mindeststemperaturen möglich. An der Oberfläche bildet sich bald eine nicht mehr benetzungsfähige Schicht. Das ist der Grund, warum bei Dispersionen innerhalb einer kurzen >Offenen Zeit noch nass gefügt werden muss. (Anmerkung: an Stelle von »Offener Zeit« wird hier auch der Begriff Nassklebezeit verwendet). Eine Ausnahme von dieser Regel bilden die Dispersions-Kontaktklebstoffe (s. dort) und Dispersionen, die im trockenen Zustand noch heiß gesiegelt werden können.
Dispersionsklebstoffe weden in der Regel einkomponentig verarbeitet. Der abgebundene Klebstoff-Film bleibt thermoplastisch und hat eine begrenzte Wasserfestigkeit (bedingt auch durch Rezepturbestandteile, die die Dispersion lange stabil halten sollen). Es gibt jedoch auch Dispersionen, die durch den Zusatz von Vernetzern (oft auch Härter genannt) höhere Anforde-rungen bei Feuchte- und Wärmebean-spruchung erfüllen.

Latexkleber

Dispersionen auf Basis von Natur- oder Kunstkautschuk (meist Polychloroprene) unterscheiden sich von den vorher beschriebenen Dispersionen u. a. dadurch, dass sie weniger stabil sind, d. h. die dispergierten Kaut-schuk-Teilchen können sich auch schon in der wässrigen Phase miteinander verbinden (man nennt das auch koa-gulieren) – z. B. wenn größere Scherkräfte auftreten oder wenn nichtentsalztes Wasser beim Verdünnen oder Reinigen verwendet wird. Beim Auftragen sollten hohe Scherkräfte vermieden werden. Viele Latexkleber können deshalb nicht mit Walzen aufgetragen werden oder beim DispersionsklebstoffenSpritzverfahren nur mit Niederdruck-Spritzgeräten verarbeitet werden.
Das leichte Koagulieren kann sich auch vorteilhaft auswirken: In manchen Fällen führt der Druck beim Zusammenpressen durch das Koagulieren des Latex zu einer schnelleren Anfangshaftung. Es gibt auch Latex-typen, die schon im Spritzstrahl koagulieren, so dass man beim Kleben poröser Materialien sofort (ohne weitere Ablüftung) eine Kontaktverklebung durchführen kann.
Man verwendet dafür z. B. spezielle Spritzpistolen mit Außenmischung, bei denen sich Klebstoff und eine Salzlösung im Spritzstrahl vermischen.
Die vorstehenden Aussagen gelten nicht für Dispersions-Kontaktklebstoffe, weshalb wir diese Untergruppe erst nachfolgend behandeln:

Sondergruppe: Dispersions-Kontaktklebstoffe

Ausgelöst durch die zunehmende Diskussion über die Gefahren für die Arbeitssicherheit und die Umwelt beim Einsatz lösemittelhaltiger Kontaktklebstoffe, wurden vor einigen Jahren auch Kontaktklebstoffe auf Dispersions-basis entwickelt.
Die grundlegenden Aussagen, die zu lösemittelhaltigen Kontaktklebstoffen gemacht wurden, gelten auch für Dispersions-Kontaktklebstoffe. Allerdings werden die Eigenschaften sehr stark durch die Tatsache beeinflusst, dass hier Wasser an Stelle von organischen Lösemitteln Träger der Bindemittel ist – und diese Klebstoffe deshalb ein völlig anderes Trocknungsverhalten und andere Adhäsionseigenschaften aufweisen.
Dispersions-Kontaktklebstoffe trocknen nicht nur wesentlich langsamer, sondern sind auch bei der Ablüftezeit und Offenen Zeit sehr viel stärker abhängig von den Klimabedingungen und der Gleichmäßigkeit des Klebstoffauftrages. Eingeschlossene Restfeuchtigkeit kann in manchen Fällen zu Problemen führen, weil sie vielleicht nicht mehr oder nicht ausreichend schnell aus der Klebefuge diffundieren kann.
Die unterschiedliche Benetzung der Werkstoffoberflächen und die andersartige Rohstoffzusammensetzung beeinflusst auch das Adhäsionsverhalten, so dass das Anwendungsspektrum dieser relativ neuen Klebstoffgruppe begrenzter ist. Praktische Bedeutung haben Dispersions-Kontaktklebstoffe deshalb hauptsächlich bei Anwendungen, bei denen durch automatisierte Auftrags-verfahren ein sehr gleichmäßiger, dünner Klebstoffauftrag möglich ist, und bei denen der Nachteil der langsameren Trocknung von Wasser durch Wärmetrocknung ausgeglichen wird.

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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