Easy-Mix PE-PP. Kleben statt Schweißen. Aufwendige Testreihen an englischer Hochschule

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1 Easy-Mix PE-PP Aufwendige Testreihen an englischer Hochschule Kleben statt Schweißen

2 Kleben statt Schweißen Aufwendige Testreihen an englischer Hochschule Ein Forschungsteam der Universität Northumbria im englischen Newcastle führte umfangreiche Versuche mit Klebstoffen verschiedener Hersteller durch ein Produkt aus dem Hause WEICON war ebenfalls im Testfeld vertreten. Zielsetzung In den Versuchen sollte herausgefunden werden, ob das Kleben von Gasleitungen aus Polyethylen möglich ist und eine wirtschaftliche und technisch attraktive Alternative zum bisher üblichen Elektroschweißen darstellt. Das Forschungsprojekt wurde durch namhafte Hersteller von Klebstoffen, darunter auch WEICON, unterstützt, die den Forschern für die Versuche die benötigten Materialien zur Verfügung stellten. Vorbereitung Für die Testreihen wurden Rohrstücke einer handelsüblichen Erdgasleitung, wie sie im Straßenbau verwendet wird, mit einem T-Stück für den Hausanschluss versehen. Anders als üblich, wurden diese T-Anschlüsse nicht durch Elektroschweißen mit dem Rohr verbunden, sondern geklebt. Hierin lag auch die größte Herausforderung für die Forscher. Die Rohre bestanden aus Polyethylen, einem niederenergetischen Kunststoff, an dem aufgrund seiner Eigenschaften nur spezielle technische Klebstoffe haften. Aufwendige Testreihen Die vorbereiteten Prüfstücke wurden in drei Versuchen geprüft. Die Reihe startete mit einem quasi statischen Druckversuch. Dabei wurde langsam Druck aufgebaut, um zum Beispiel Belastungen durch das Erdreich zu simulieren. Beim zweiten Versuch handelte es sich um einen Schlagtest. Dabei schlug ein Gewicht aus freiem Fall auf die Klebung ein. Dadurch wurde die Belastung durch einen Spatenstich bei Bauarbeiten simuliert. Beim dritten und letzten Versuch wurde die Gasdichtigkeit geprüft. Hierbei wurde das T-Stück mit dem Vielfachen des normalen Betriebsdrucks belastet. Diese Versuche simulierten auf realistische Art die späteren Einflüsse, denen die Rohre in der Praxis ausgesetzt sind. Die Klebeverbindungen sind in der Realität Bewegungen des Bodens oder Ausdehnungen durch Wärmeeinwirkung ausgesetzt und müssen Einflüssen dieser Art dauerhaft standhalten können.

3 Aufwendige Testreihen an englischer Hochschule Kleben statt Schweißen Ergebnisse Im quasi statischen Druckversuch konnte die Klebung mit Easy-Mix PE-PP 45 nicht zerstört werden. Stattdessen wurde durch den Versuch das Abzweigrohr des T-Stücks deformiert. Im Schlagtest konnte ein Gewicht von 10 Kilogramm, das aus einer Höhe von 1,7 Metern fallen gelassen wurde, der Klebung keinen nennenswerten Schaden zufügen. Im Versuch zur Gasdichtigkeit wurde ein T-Stück mit dem ca. Dreihundertfachen des normalen Betriebsdruck einer Gasleitung belastet. Nach 24 Stunden konnte kein Druckabfall beobachtet werden. Fazit 1 In Testreihen, in denen Zugkräfte und Schlagenergien auf Verklebungen eingewirkten, erzielte WEICON Easy-Mix PE- PP 45 mit Abstand die besten Ergebnisse und konnte sich von allen Wettbewerbsprodukten deutlich abheben. So konnte gezeigt werden, dass das Kleben von Gasleitungen aus Polyethylen tatsächlich eine wirtschaftliche und technisch attraktive Alternative zum bisher üblichen Elektroschweißen darstellt und in die Planungen bei den Bearbeitungsprozessen berücksichtigt werden sollte. Sehr gute Resultate Holger Lütfring, Produktmanager bei WEICON: Wir waren sofort mit dabei, als uns das Forschungsteam aus England kontaktiert hat und haben natürlich sehr gern unsere Produkte zur Verfügung gestellt. Wir haben die aufwendigen Testreihen mit großem Interesse verfolgt. Das unser Easy- Mix PE-PP so gute Resultate erzielt hat und als bestes Produkt aus den Versuchen hervorgegangen ist, freut uns natürlich umso mehr! 2 Die Ergebnisse der Versuche sind beispielsweise für die Betreiber von Versorgungsnetzen sehr interessant, da sie einen direkten Bezug zur beruflichen Praxis haben und den Ingenieuren nun eine wirkliche Alternative zur bisherigen Schweißmethode bieten. 1 Zuschneiden der Prüfmuster 2 Eingespanntes Prüfmuster für den Schlagtest 3 Materialbruch des T-Stückes (aber Klebeverbindung bleibt intakt) 4 Fixierte Testmuster 3 4

4 PKW-Bauteil aus PP Schaltergehäuse aus flammenhemmendem ABS Eigenschaften von WEICON Easy-Mix PE-PP 45 keine Vorbehandlung der zu verklebenden Teile ( integrierter Primer ) kurze Topf- bzw. Verarbeitungszeit schnelle Festigkeitsentwicklung hohe Endfestigkeit restelastische Aushärtung alterungsbeständig chemikalienbeständig konstante Klebefuge durch spezielle Füllstoffe (Glaskugeln) min. 0,15-0,20 mm pastös, standfest Graphische Darstellung einer Klebefuge mit WEICON Easy-Mix PE-PP Werkstoff Werkstoff Klebstoff Füllstoff µm Die Verarbeitung erfolgt durch das moderne Misch- und Dosiersystem WEICON Easy-Mix. Dadurch wird das Produkt in nur einem Arbeitsgang sauber und exakt automatisch dosiert, gemischt und aufgetragen. Produktvorteile des Verarbeitugssystems WEICON Easy-Mix: gebrauchsfertig Dosieren, Mischen und Auftragen in nur einem Arbeitsgang umständliches Mischen von Hand entfällt, dadurch keine Misch- und Dosierfehler möglich schneller Materialauftrag, dadurch höhere Taktzeiten in der Serienfertigung möglich sparsam im Verbrauch, da minimaler Materialverlust Verarbeitung Voraussetzung für eine einwandfreie Verklebung sind saubere und trockene Klebeflächen (z.b. Reinigen und Entfetten mit WEICON Oberflächen-Reiniger s. Seite 184). Glatte Oberflächen können mechanisch aufgeraut werden, z.b. mit Schleifpapier in der Körnung P 120. Eine Verarbeitung von WEICON Easy-Mix PE-PP 45 ist nur mit der WEICON Dosierpistole D 50 mit Spezial-Schieber (10:1) und den dafür vorgesehenen Mischdüsen möglich. Es ist zwingend erforderlich die Mischdüse korrekt aufzusetzen (detaillierte Informationen entnehmen Sie bitte der Gebrauchsanweisung in den entsprechenden Verpackungseinheiten). Die optimale Verarbeitungstemperatur liegt bei Raumtemperatur (+20 C/+68 F bis +25 C/+77 F). Easy-Mix PE-PP 45 hat eine Topf- bzw. Verarbeitunszeit von ca. 2-3 Minuten. Unmittelbar nach dem Klebstoffauftrag sollten die zu verklebenden Teile gefügt und für die Aushärtung positioniert und fixiert werden. Durch die integrierten Füllstoffe (Glaskugeln) wird eine Mindestauftragsstärke des Klebstoffes von 0,15 mm bis 0,20 mm gewährleistet. Diese Schichtstärke ist erforderlich für die chemische Wechselwirkung zwischen Klebstoff und Kunststoff. Optimale Festigkeiten werden bei Klebstoffschichtdicken von 0,20 mm bis 0,30 mm erzielt. Physiologische Eigenschaften / Arbeitsschutz Easy-Mix PE-PP 45 ist bei sachgemäßem Umgang und

5 Acrylat-Strukturklebstoffe PE-PP 45 Easy-Mix PE-PP 45 Schnell, hochfest, prozesssicher WEICON Easy-Mix PE-PP 45 ist ein 2-Komponenten Konstruktions-Klebstoff auf Methylacrylatbasis. Er ist besonders für das strukturelle, hochfeste Kleben von niederenergetischen Kunststoffen, wie z.b. PE, PP und TPE geeignet. Eine Vorbehandlung der zu verklebenden Oberflächen ist nicht erforderlich. vollständiger Aushärtung weitgehend toxikologisch unbedenklich. Bei der Verarbeitung sind die physikalischen, sicherheitstechnischen, toxikologischen und ökologischen Daten und Vorschriften in unseren EG-Sicherheitsdatenblättern ( zu beachten. Lagerung 6 Monate bei 0 C bis +4 C (+32 F bis +39 F) 3 Monate bei +20 C bis +25 C (+68 F bis +77 F) 38 ml Auch bei Kunststoffen, wie z.b. Hart-PVC (Polyvinylchlorid) PA (Polyamid) PC (Polycarbonat) ABS (Acrylnitrilbutadienacrylat) PMMA (Polymethylmethacrylat) Faserverbundwerkstoff (GFK, CFK, Fiberglas etc.) sowie anderen Materialien lässt sich WEICON Easy-Mix PE-PP 45 als Universalklebstoff einsetzen. Kunststoffe, wie PE und PP, werden heute aufgrund ihrer spezifischen Eigenschaften, wie Formbarkeit, Elastizität, Bruchfestigkeit, Temperatur-, Wärmeformbeständigkeit und ihrer chemische Beständigkeit in fast allen Industriebereichen verstärkt eingesetzt. Bei der Verklebung dieser Kunststoffe musste die Oberfläche bisher aufwendig vorbehandelt werden, z.b.: mechanisch (Schleifen, Strahlen, etc.) chemisch (Fluorieren) physikalisch (Beflammen, Korona, Plasma) Mit dem neuen Klebstoff WEICON Easy-Mix PE-PP 45 kann auf diese Vorbehandlungen verzichtet werden. Der im Klebstoff integrierte Primer aktiviert die Oberflächen und ermöglicht hochfeste Verbindungen. Dosierpistole PE-PP Mischdüsen PE-PP Spezial-Schieber Zum Umrüsten der Dosierpistole Easy-Mix D 50 auf Easy-Mix PE-PP 45 WEICON Easy-Mix PE-PP 45 ist sowohl für Einzelanwendungen als auch für Kleinserien und industrielle Serienfertigungen geeignet. Dazu gehören Verklebungen und Reparaturen an Kleingeräten, Schildern und Displays, Lautsprecherteilen, Batteriegehäusen, Kunststofftanks und vielen anderen Kunststoffteilen.

6 Kunststoff-Klebeverbindungen mit WEICON Easy-Mix PE-PP 45 Schwierigkeiten bei der Verklebung von Kunststoffen ergeben sich durch eine niedrige Oberflächenspannung (niederenergetisch) und der daraus resultierenden unvollständigen Benetzung der Klebefläche. Unvollständige Benetzung: niedrige Oberflächenspannung des Werkstoffes geringe Klebekraft Gute Benetzung: hohe Oberflächenspannung des Werkstoffes hohe Klebekraft Klebstoff Werkstoff α > 30 unvollständige Benetzung Klebstoff Werkstoff α < 30 gute Benetzung WEICON Easy-Mix PE-PP 45 erhöht die Oberflächenspannung von niederenergetischen Kunststoffen durch eine chemische Wechselwirkung zwischen Klebstoff und Werkstoff ("integrierter Primer"). Insbesondere PE und PP können so mit Festigkeiten bis hin zum Materialbruch verklebt werden. In der folgenden Tabelle sind einige Werkstoffe und die Werte ihrer Oberflächenspannung angegeben. Je niedriger die Oberflächenspannung, desto schwieriger lassen sich die Werkstoffe verkleben. Material Niedrige Oberflächenspannung (schlecht verklebbar) Kurzbezeichnung Oberflächenspannung mn/m Polypropylen PP 29 Polyethylen PE, HDPE 31 Polyester PBT 32 Polyamid PA <36 Acryl PMMA <36 Epoxy EP <36 Polyacetal POM <36 Hohe Oberflächenspannung (gut verklebbar) Polystyrol PS 38 Polyvinylchlorid PVC 39 Polyester PET 41 Phenolharz PF 42 Polyurethan PUR 43 Polycarbonat PC 46 Wasser H 2 O 73 Aluminium Al 840 Kupfer Cu 1100 Eisen Fe 2550

7 Acrylat-Strukturklebstoffe PE-PP 45 Basis: Beschaffenheit: Lieferform: Inhalt: WEICON Easy-Mix PE-PP 45 in flüssigem Zustand Technische Daten Methylmethacrylat pastös Doppelkartusche Mischungsverhältnis nach Volumen - Harz und Härter: 10 : 1 Topfzeit bei 10 ml Ansatzmenge und +20 C (+68 F): Dichte der Mischung: Viskosität der Mischung bei +20 C (+68 F) (Brookfield): Temperatur: Farbe vor der Aushärtung: Verarbeitung, optimal: Aushärtung: 38 ml 2-3 Minuten 1,07 g/cm³ mpa. s +20 C bis +25 C (+68 bis +77 F) +15 C bis +70 C (+59 bis +158 F) fast farblos, transluzent Klebespalt: optimal: 0,2-0,3 mm maximal: 1,0 mm Handfest (35% Festigkeit) nach: 2-3 Stunden (PP-PP) 6 Stunden (Alu-Alu) Aushärtezeiten bei +20 C (+68 F): Mechanisch belastbar (50% Festigkeit) nach: 3-4 Stunden (PP-PP) 24 Stunden (Alu-Alu) Endhärte (100% Festigkeit) nach: 24 Stunden (PP-PP) 72 Stunden (Alu-Alu) WEICON Easy-Mix PE-PP 45 in ausgehärtetem Zustand Mittlere Festigkeit des reinen Shore Härte D: 55 MMA-Klebstoffes nach DIN Zugfestigkeit: 13 MPa (1.890 psi) Dehnung max.: 5,3 % Farbe nach Aushärtung: gelblich, transparent ABS: 10,5 N/mm² (1.500 psi) GFK: 17,0 N/mm² (2.470 psi) GFK Gelcoat: 10,1 N/mm² (1.470 psi) PA 6.6 (30% Glasfaseranteil): 5,7 N/mm² (830 psi) PC: 5,9 N/mm² (860 psi) PE HD (high density): 7,4 N/mm² (1.070 psi) PE LD (low density): 2,8 N/mm² (410 psi) PE UHMW (ultrahochmolekular): 5,2 N/mm² (750 psi) PMMA: 6,6 N/mm² (960 psi) PP: 7,6 N/mm² (1.100 psi) PS: 5,3 N/mm² (770 psi) PVC: 14,1 N/mm² (2.050 psi) PTFE: - N/mm² Aluminium: 15,7 N/mm² (2.280 psi) Glas: 4,5 N/mm² (650 psi) Kupfer: 15,7 N/mm² (2.280 psi) Stahl blank: 17,2 N/mm² (2.490 psi) Stahl, leicht geölt: 14,8 N/mm² (2.150 psi) VA Stahl: 15,9 N/mm² (2.300 psi) Schälfestigkeit bei +20 C (+68 F) (HDPE): 2,9 N/mm Temperaturbeständigkeit: -50 C bis +80 C (-58 bis +176 F) Wärmeformbeständigkeit: +35 C (+95 F) Thermischer unterhalb T G (<+35 C/+95 F): 125 x 10-6 /K Ausdehnungskoeffizient: oberhalb T G (>+35 C/+95 F): 170 x 10-6 /K Mittlere Zugscherfestigkeiten nach DIN 53283*

8 WEICON GmbH & Co. KG (Headquarters) Königsberger Str. 255 DE Münster P.O. Box DE Münster Germany Tel. +49 (0) info@weicon.de WEICON Middle East L.L.C. Jebel Ali Ind Area 3 P.O. Box Dubai United Arab Emirates Phone info@weicon.ae WEICON Kimya Sanayi Tic. Ltd. Şti. Yenibosna Mahallesi Yalçın Koreş Caddesi Arifağa Sokak No: 29 Kat: Yenibosna Istanbul Turkey Tel.: +90 (0) info@weicon.biz.tr WEICON Inc. 20 Steckle Place Unit 20 Kitchener Ontario N2E 2C3 Canada phone (519) info@weicon.ca WEICON Romania SRL Str. Podului Nr Budiu Mic (Targu Mures) Romania Tel. +40 (0) office@weicon.com WEICON SA (Pty) Ltd Unit No. D1 Enterprise Village Capricorn Drive Capricorn Park Muizenberg 7945 (Cape Town) South Africa Tel.: +27 (0) info@weicon.co.za weicon.com Neu WEICON Easy-Mix PE-PP Kleben statt Schweißen Alle in diesem Prospekt enthaltenen Angaben und Empfehlungen stellen keine zugesicherten Eigenschaften dar. Sie beruhen auf unseren Forschungsergebnissen und Erfahrungen. Sie sind jedoch unverbindlich, da wir für die Einhaltung der Verarbeitungsbedingungen nicht verantwortlich sein können, da uns die speziellen Anwendungsverhältnisse beim Verwender nicht bekannt sind. Eine Gewährleistung kann nur für die stets gleichbleibende hohe Qualität unserer Erzeugnisse übernommen werden. Wir empfehlen, durch ausreichende Eigenversuche festzustellen, ob von dem angegebenen Produkt die von Ihnen gewünschten Eigenschaften erbracht werden. Ein Anspruch daraus ist ausgeschlossen. Für falschen oder zweckfremden Einsatz trägt der Verarbeiter die alleinige Verantwortung. BL/ /09/14/2000