Kunststoffklebstoffe – Eigenschaften, Arten und Anwendungen

Wie wirkt Kunststoffklebstoff?

Vereinfacht ausgedrückt: Das Präparat wird auf die betreffende Oberfläche aufgetragen, dann erfolgt eine allmähliche Verdampfung des Wassers/des Lösungsmittels, wodurch der Klebstoff trocknet und die Elemente miteinander verbindet.

An dieser Stelle sollten jedoch einige Haupttypen von Klebstoffen hervorgehoben werden – d. h. Klebstoffe auf Lösungsmittelbasis, Wasserklebstoffe, reaktive Klebstoffe und Schmelzklebstoffe, die jeweils unterschiedliche Adhäsions- und Kohäsionsmechanismen nutzen.

• Klebstoffe auf Lösungsmittelbasis und Wasserklebstoffe wirken nach dem Prinzip der Verdunstung des Trägermediums (organisches Lösungsmittel oder Wasser), und hinterlassen auf der Oberfläche eine dünne Klebeschicht, die die Elemente bindet.
  Bei Lösungsmittelklebstoffen kann es zusätzlich zu einer teilweisen Auflösung der Kunststoffoberflächen kommen, was die Haftung (das Anhaften einer Oberfläche an einer anderen) erhöht.
• Reaktive Klebstoffe chemisch aushartbare Klebstoffe d. h.
  Cyanoacrylatklebstoffe (sogenannter „superglue“) oder Epoxidklebstoffe verwenden chemische Reaktionen, um die Schweißnaht zu härten. Cyanacrylate polymerisieren unter Einwirkung von Luftfeuchtigkeit und bilden starke und starre Verbindungen. Epoxidklebstoffe bestehen wiederum aus zwei Komponenten – Harz und Härter – die miteinander reagieren und so vernetzte Polymerstrukturen mit hoher mechanischer Festigkeit bilden.
• Schmelzklebstoffe Schmelzklebstoffe arbeiten durch Erhitzen und Kühlen eines Polymerbindemittels.
  Nach dem Erhitzen wird der Klebstoff flüssig, sodass er auf die Oberfläche aufgetragen werden kann und dann beim Abkühlen härtet er aus und bildet eine dauerhafte Verbindung.

Arten von Kunststoffklebstoffen und ihre Eigenschaften

1. Cyanoacrylatklebstoffe (CA)

Cyanacrylate sind Einkomponentenklebstoffe, die in Gegenwart von Luftfeuchtigkeit oder Spuren von Wasser auf der Kunststoffoberfläche einer anionischen Polymerisation unterzogen werden. Die Verbindung entsteht durch die Bildung langer Polymerketten, was eine hohe Festigkeit der Verbindung gewährleistet. Ihre Haupteigenschaften sind eine sehr schnelle Aushärtung (innerhalb von Sekunden), eine hohe mechanische Festigkeit und eine spröde Schweißnaht.

• Anwendung: Verkleben von Polycarbonaten, PMMA (Plexiglas), Polystyrol (PS); begrenzte Wirksamkeit auf Oberflächen mit geringer Oberflächenenergie (z. B. Polypropylen (PP)).

2. Epoxidklebstoffe

Epoxidklebstoffe bestehen aus Epoxidharz und einem Härter, die durch chemische Vernetzung reagieren. Durch die Epoxidreaktion entsteht eine vernetzte Struktur mit hoher mechanischer und chemischer Beständigkeit. Sie zeichnen sich durch hohe Zug- und Scherfestigkeit sowie Chemikalien- und Temperaturbeständigkeit aus.

• Anwendung: Verkleben von ABS, PC, PS, PVC sowie Verbundwerkstoffen und Metallen mit Kunststoffen.

3. Polyurethanklebstoffe (PU)

Polyurethanklebstoffe können einkomponentig (feuchtigkeitsreaktiv) oder zweikomponentig (Reaktion von Isocyanat mit Polyolen) sein. Nach dem Aushärten bilden sie elastische, witterungsbeständige Schweißnähte, woraus sich ihre Haupteigenschaften ergeben, d. h. gute Elastizität, Vibrations- und Temperaturbeständigkeit sowie Hydrophobie.

• Anwendung: Verbinden von thermoplastischen Kunststoffen wie PVC, ABS, PU, sowie Anwendungen in der Automobil- und Bauindustrie.

Siehe das Angebot für die Klebstoffindustrie der PCC-Gruppe: www.products.pcc.eu/pl/k/kleje/

4. Lösungsmittelhaltige Klebstoffe

Diese Klebstoffe lösen die Kunststoffoberfläche auf und verbinden sie beim Verdampfen des Lösungsmittels wieder miteinander. Sie enthalten flüchtige organische Verbindungen (z. B. Aceton, Dichlormethan) und ihre Eigenschaften basieren auf guter Oberflächendurchdringung und hoher chemischer Beständigkeit nach dem Trocknen.

• Anwendung: Verkleben von PVC, PS, ABS; wird im Modellbau und in der chemischen Industrie eingesetzt.

5. Schmelzklebstoffe (hot melt)

Dies sind Polymerklebstoffe, die beim Erhitzen flüssig werden und sich beim Abkühlen zu einer mechanischen Schweißnaht verfestigen. Meistens basieren sie auf EVA (Ethylenvinylacetat) -Copolymeren oder Polyamiden. Eigenschaften: keine Lösungsmittelemissionen, hohe Bindungsgeschwindigkeit, Feuchtigkeitsbeständigkeit.

• Anwendung: Verpackung, Möbelindustrie, Elektronik, Verklebung von PE- und PP-Folien.

6. Acrylklebstoffe (MMA)

Methacrylat-Strukturklebstoffe enthalten zwei Komponenten: einen Initiator und einen Katalysator, die eine radikalische Polymerisierung aktivieren und eine dauerhafte und widerstandsfähige Schweißung bilden. Sie zeichnen sich durch hohe Beständigkeit gegen dynamische Belastungen, Schlagfestigkeit und gute Haftung auf Oberflächen mit geringer Oberflächenenergie aus.

• Anwendung: Verkleben von Polypropylen (PP), Polyethylen (PE), PTFE und Kohlefaserverbundwerkstoffen.

Wie wählt man den richtigen Klebstoff für die jeweilige Kunststoffart aus?

Um den richtigen Kunststoffklebstoff auszuwählen, muss zunächst die Art des Kunststoffs bestimmt werden. Einige, wie Polyethylen (PE) und Polypropylen (PP), sind aufgrund ihrer geringen Oberflächenenergie schwer zu verkleben und erfordern den Einsatz spezieller Klebstoffe oder Präparate, die die Haftung verbessern. Andere, z. B. PVC oder Polystyrol, lassen sich leichter verkleben, sodass Standardklebstoffe auf Lösungsmittelbasis verwendet werden können.

Vereinfacht ausgedrückt kann man sagen:

• Cyanoacrylatklebstoff („superglue“, z. B. starker Kleber) sind für viele harte Kunststoffe wirksam.
• Zweikomponenten-Epoxidklebstoffe eignen sich für eine breite Palette von Kunststoffen, einschließlich PE und PP.
• Polyurethan-Klebstoffe sind ideal für den Außenbereich.
• Klebstoffe auf Lösungsmittelbasis eignen sich gut zum Verkleben von PVC und Polystyrol.

Wie wird der Kunststoffklebstoff richtig angewendet?

Schritt 1: Identifizierung des Kunststoffs. Bevor Sie beginnen, vergewissern Sie sich, mit welcher Art von Kunststoff Sie zu tun haben.

Schritt 2: Reinigung der Oberfläche. Reinigen Sie gründlich die zu verbindenden Oberflächen. Entfernen Sie jeglichen Schmutz, Staub, Öl oder Fett. Sie können Isopropylalkohol oder ein spezielles Entfettungsmittel verwenden, um eine bessere Haftung zu gewährleisten.

Schritt 3: Schleifen der Oberfläche. Wenn möglich, ist es gut, die Oberfläche mit einer Schleifmaschine oder einem feinen Schleifpapier leicht aufzurauen.

Schritt 4: Auftragen von Klebstoff. Tragen Sie den Klebstoff gleichmäßig auf eine oder beide Oberflächen auf, gemäß den Anweisungen des Herstellers. Nach dem Auftragen des Klebstoffs drücken Sie die Oberflächen vorsichtig aneinander. Stellen Sie sicher, dass sie ordnungsgemäß gefaltet sind und sich nicht verschieben können.

Lassen Sie die geklebten Elemente für die vom Klebstoffhersteller empfohlene Zeit. Diese Zeit kann zwischen einigen Sekunden (bei Cyanacrylatklebstoffen) und mehreren Stunden (bei Epoxidklebstoffen) variieren.

Schritt 5: Reinigung. Entfernen Sie nach dem Verkleben überschüssigen Klebstoff mit einem in Lösungsmittel oder Alkohol getränkten Tuch, vorzugsweise noch bevor der Klebstoff vollständig verklebt ist.

Die häufigsten Fehler beim Kunststoffkleben und wie lassen sie sich vermeiden?

Fehler 1: Unsachgemäße Oberflächenvorbereitung. Verunreinigungen – Öle, Fette – können die Bindungseffizienz erheblich beeinträchtigen, sodass die geklebten Teile nicht dauerhaft verbunden werden. Daher sollte die Oberfläche vor dem Auftragen des Klebstoffs gründlich gereinigt werden, am besten mit Isopropylalkohol oder einem anderen geeigneten Lösungsmittel.

Fehler 2: Schlecht ausgewählter Klebstoff für den Oberflächentyp. Beispielsweise die Verwendung von Universalklebstoff für Polyethylen, das spezielle Klebstoffe zur Verbesserung der Haftung erfordert.

Anwendung von Kunststoffklebstoffen in der Industrie

Elektronikindustrie

In der Elektronikindustrie werden Kunststoffklebstoffe für die Montage von Gerätegehäusen, die Befestigung von Bauteilen an Leiterplatten, Verpackungen und zum Isolieren und Schützen empfindlicher elektronischer Bauteile benötigt. Die Klebstoffe müssen dabei strenge Anforderungen an elektrische Leitfähigkeit und Temperaturbeständigkeit erfüllen und häufig auch das Risiko einer Beschädigung der Bauteile durch elektrostatische Entladungen (ESD) minimieren.

Bauwesen

Im Bausektor werden Klebstoffe für die Montage von PVC-Elementen verwendet, dh. Rohre, Fenster oder Profile. Diese Klebstoffe müssen eine hohe Beständigkeit gegen wechselnde Witterungsbedingungen, Vibrationen und Belastungen aufweisen und eine langfristige Stabilität und Dichtheit der Verbindungen gewährleisten.

Erfahren Sie mehr unter: https://www.products.pcc.eu/de/k/baustoffe-und-bauwesen/

Möbelindustrie

Klebstoffe werden in der Regel zum Verbinden von dekorativen Elementen wie Laminaten und Furnieren, sowie zum Befestigen verschiedener Kunststoffkomponenten verwendet. Klebstoffe müssen hier eine hohe Haftung auf unterschiedlichen Materialien sowie eine ästhetische Oberfläche bieten, um das Aussehen des Endprodukts nicht zu beeinträchtigen.

Erfahren Sie mehr unter: https://www.products.pcc.eu/de/k/mobelbranche/

Automobilproduktion

Kunststoffklebstoffe werden im Automobilproduktion zur Montage von Innenraumteilen, Stoßfängern, Karosserieteilen und anderen Kunststoffkomponenten verwendet. Wie in anderen Branchen müssen sie besondere Anforderungen erfüllen – darunter mechanische Festigkeit, Beständigkeit gegen Öle, Kraftstoffe und extreme Temperaturen, was für die Sicherheit und Langlebigkeit der Fahrzeuge von entscheidender Bedeutung ist.

In jedem dieser Bereiche ist die richtige Auswahl von Klebstoffen für industrielle Anwendungen entscheidend, um eine optimale Leistung und Haltbarkeit der Produkte zu gewährleisten.