NEUE ACRYLAT-KLEBSTOFFE ONLINE-SEMINAR. Innovative Klebstoffe - neue Acrylat- und tewipack Uhl GmbH, 2017.

Transkript

1 ONLINE-SEMINAR Innovative Klebstoffe - neue Acrylat- und Hybridklebstoffe Seite: 1/51

2 AGENDA - Vorstellung tewipack Uhl GmbH - Grundlagen und Oberflächenvorbehandlung - Grundlagen Acrylat-Klebstoffe - Neuentwicklungen - 2-K Cyanacrylat-Klebstoffe - Hybridklebstoffe Seite: 2/51

3 DAS UNTERNEHMEN Schwerpunkt in der industriellen Klebetechnik als Spezialist für Klebstoffe und Klebebänder seit über 43 Jahren. 30 Mitarbeiter in Verwaltung und Vertrieb technische Berater vor Ort Hochmodernes Logistikzentrum zur pünktlichen Belieferung eingeweiht im Jahr 2013 Seite: 3/51

4 LIEFERANTEN Seite: 4/51

5 GRUNDLAGEN KLEBETECHNIK Seite: 5/51

6 PYSIKALISCHE BASIS FÜR DAS KLEBEN Kohäsion (innere Festigkeit) Ist die Haftung im molekularen Bereich zwischen gleichartigen Teilchen eines Werkstoffes Adhäsion (Flächenhaftung) Ist die Haftung im molekularen Bereich zwischen unterschiedlichen Werkstoffen Beide Kräfte wirken nur auf sehr geringen Abständen! Seite: 6/51

7 OBERFLÄCHENENERGIE Wassertropfen Materialien mit hoher Oberflächenenergie - sind leicht zu benetzen - sind leicht zu verkleben saubere Metalloberfläche Wassertropfen Materialien mit niedriger Oberflächenenergie - sind schwer zu benetzen - sind schwer zu verkleben Polyethylenoberfläche Seite: 7/51

8 OBERFLÄCHENRAUIGKEIT VON FÜGETEILEN - jedes Bauteil ist mehr oder weniger rau - mit der Rauheit der Oberfläche steigt auch deren benetzbare Oberfläche - bei höheren Rautiefen kann es durch die Kerbwirkung auf die Klebeschicht zu einem Festigkeitsabfall kommen. Die Klebeschichtdicke muss so ausgelegt sein, dass sich die Fügeteile nicht berühren Klebeschichtdicke muss Rauigkeit ausgleichen Seite: 8/51

9 KLEBETECHNISCHE ANFORDERUNG AN EINE OBERFLÄCHE Oberfläche sollte sauber und fettfrei sein Oberfläche sollte gut benetzbar sein Oberfläche sollte gut klebbar sein Oberfläche muss fest mit dem Grundwerkstoff verbunden sein Oberfläche darf sich nach dem Kleben nicht mehr unkontrolliert verändern Um diese Anforderungen zu erfüllen, ist eine Oberflächenbehandlung der Fügeteile notwendig. Seite: 9/51

10 ART UND UMFANG DER VORBEHANDLUNG Ist abhängig von... dem Klebstoff dem Zustand der Oberfläche dem Fügeteilwerkstoff zu erwartende Beanspruchungen Richtlinien Arbeits- und Umweltschutz Seite: 10/51

11 ZIELE DER OBERFLÄCHENVORBEHANDLUNG Behandlung der Werkstoffoberflächen zur Verbesserung der: Benetzung und Adhäsion Alterungs- bzw. Langzeitbeständigkeit durch Abtrag aller adhäsionsmindernder Schichten die Reproduzierbarkeit Grundsätzlich gilt: Möglichst nach der Oberflächenvorbehandlung zu kleben um eine erneute Oberflächenverschmutzung zu vermeiden. Seite: 11/51

12 REINIGUNGSTIPPS gehen Sie immer von Verschmutzungen aus! reinigen Sie immer wenn es geht! wählen Sie Lösungsmittel mit Bedacht aus, immer das möglichst mildeste! trocken schleifen, z.b. mit Scotch-Brite-Pads oder Sandstrahlen vergrößert die Oberfläche und raut sie auf nach dem Schleifen unbedingt mit Lösungsmittel nachreinigen Beachten Sie: Lösungsmittel können Kunststoffe angreifen! Haushaltsreiniger enthalten oft Filmbildner und erzeugen dadurch keine klebefreundliche Oberfläche Seite: 12/51

13 DOPPELKAMMERKARTUSCHEN Kein manuelles Dosieren Mischfehler werden vermieden Reproduzierbare, gleichbleibende Klebung Aufwendige Rüstzeiten entfallen Vermeidung von Mischverlusten Schnelle, saubere, exakte Verarbeitung Prozesssicherheit Seite: 13/51

14 ANWENDUNG DOPPELKAMMERKARTUSCHE HANDHABUNG: - Kolbenstange einschieben, komplett nach hinten - 2-K Klebstoff von oben in das Auftragegerät stecken - Verschlusskappe beim Klebstoff öffnen - etwas Klebstoff ausdrücken, zur Kontrolle ob beide Komponenten ausgedrückt werden können - Statische Mischdüse aufstecken - Klebstoff ausdrücken und ersten Zentimeter nicht verwenden - Dosieren des Klebstoffes Seite: 14/51

15 GRUNDLAGEN ACRYLAT-KLEBSTOFFE Seite: 15/51

16 ZEITSCHIENE - KLEBSTOFFE Technologisch gab es 1964 noch keine schnellen Systeme außer den Cyanacrylaten. Seite: 16/51

17 POSITIONIERUNG KLEBSTOFF-SYSTEME Seite: 17/51

18 CHEMIE DER ACRYLAT-KLEBSTOFFE - typische Basismonomer: Methylmethacrylat (MMA), dadurch sehr gute Benetzungseigenschaften; es kann Kunststoffe leicht anlösen und besitzt herausragende mechanische Eigenschaften - typische Härtekomponenten: Peroxid (z.b.b Dibenzoylperoxid oder t-butylperbonzonat - Beschleuniger: Amin (z.b. N,N-Dimethyl-p-toluidin) - Schlagzähmodifizierung: Acrylnitril-Butadien-Copolymeren, flüssige Isopren-Kautschuksysteme oder cholorsulfonierte Kautschuksysteme. Durch die Schlagzähmodifizierung erreichen die Klebstoffe leicht eine Zugscherfestigkeit auf Metallen von 30 N/mm2 Seite: 18/51

19 SCHLAGZÄHMODIFIZIERTE KLEBSTOFFE Zähelastisches Verhalten (Riss pflanzt sich nicht fort) Sprödhartes Verhalten (Riss pflanzt sich fort) Mikroskopisch kleine Elastomerpartikel verteilen die Kraft Seite: 19/51

20 ACRYLAT-KLEBSTOFFE Vorteile: - höhere Kohäsion - hervorragende Alterungseigenschaften - ausgezeichnete Lösungsmittelbeständigkeit - ausgezeichnete UV- und Weichmacherbeständigkeit Produkte eignen sich für: - hohe Anfangsfestigkeit und hohe Endfestigkeit - Haftung auch zu niederenergetischen Werkstoffen (spezielle Produkte) - extreme Scherfestigkeit oder Temperaturbeständigkeit - Produktvarianten mit hoher Transparenz verfügbar Seite: 20/51

21 BEISPIEL ACRYLAT-KLEBSTOFF Panacol Penloc GTI Einschränkung klassischer Acrylat-Klebstoff: riecht unangenehm, stechend, sind teilweise gesundheitsschädlich beim Einatmen - Farbe: transparent (in dünner Schicht) - Strukturklebstoff auf Acrylbasis - Anfangsfestigkeit: ca. 5-7 Minuten - Endfestigkeit: ca. 4-6 Stunden - Temperaturbeständigkeit von -30 C bis +150 C - universell einsetzbar - einfache Handhabung - Öl- und Kraftstoffbeständig - hohe Festigkeit und Beständigkeit Seite: 21/51

22 VERKLEBUNG: CHROM AUF CHROM Glutabstreifer (verchromter Zinkdruckguss) wird mit innerem Kolben (verchromtes Alu-Strangpressmaterial) verklebt AUFGABE: - Beständigkeit gegen Hitze von Zigarren und Zigaretten - zusätzliche Verklebung des Emblems außen auf dem Kolben ANFORDERUNG AN DIE VERKLEBUNG: - klimafest - Haftung auf Chrom - Abfangen der thermodynamischen Eigenschaften unterschiedlicher Materialien Seite: 22/51

23 BEISPIEL ACRYLAT-KLEBSTOFF UHU plus multifest - ausgezeichnete Scher-, Ablöse- und Stoßfestigkeit - große Temperaturbeständigkeit - nicht ablaufend - füllt Risse und Spalten bis 4 mm - ausgezeichnete Belastbarkeit - resistent gegen Witterung und Feuchtigkeit - härtet bei Raumtemperatur - keine Oberflächenbehandlung nötig - erreicht 75% der Endfestigkeit bereits nach 10-15min Seite: 23/51

24 INHALT MUSTER-SET Inhalt: - UHU multifest 24g Doppelkammerspritze - 2 Stück Isopropanol-Tücher zur Reinigung MATERIALMUSTER: - 1 Stück Polycarbonat (PC) Prüfkörper mit Schutzfolie (weiß) - 1 Stück PMMA Prüfkörper mit Schutzfolie (blau) - 1 Stück ABS Prüfkörper Seite: 24/51

25 Seite: 25/51

26 VERKLEBUNG NIEDERENERGETISCHE OBERFLÄCHEN 3M Scotch Weld DP 8010 Haftung auf PE und PP, PTFE - 2-Komponenten-Konstruktions-Klebstoff auf Acrylatbasis - hohe Scherfestigkeit auf PE/ PP und TPE - gute Schälkraft - gute Schlagfestigkeit - exzellente Feuchte- und Wasserbeständigkeit - sehr gute chemische Beständigkeit - keine aufwendige Oberflächenvorbehandlung erforderlich - enthält Glaskugeln für Klebeschichtdicke Seite: 26/51

27 3M EPX KENNENLERNPAKET Fertig konfektioniertes 3M Kennenlernpaket für Testverklebungen auf niederenergetischen Oberflächen. Aktionspreis von 24,99 (Summe der Einzelpreise 85 ) INHALT: - 1 x 3M Scotch-Weld DP 8010 (45ml) - 1 x 3M EPX Handauftragegerät - 1 x EPX Vorschubkolben 10:1-3 x EPX Quadro-Mischdüsen - Informationsmaterial Seite: 27/51

28 VERKLEBUNG PE + PP Seite: 28/51

29 VERKLEBUNG NIEDERENERGETISCHE OBERFLÄCHEN Permabond TA 4610 Verkleben von Kunststoffen mit niedriger Oberflächenenergie (PP und PE) - 2-Komponenten Acrylat-Klebstoff - hohe Schlagfestigkeit - großes Anwendungsgebiet - gute Beständigkeit gegen Chemikalien - Mischverhältnis 1:1 Seite: 29/51

30 ACRYLAT-SYSTEME No Mix Systeme Auftrag des Härters (Härterlack) auf eine Substratoberfläche Fügeteil ist bei ausreichend sauberer Lagerung lagerstabil und muss nicht sofort verarbeitet werden Das Harz wird auf das andere Fügeteil aufgetragen Beim Fügen der Substrate beginnt die Reaktion und der Klebstoff härtet innerhalb kurzer Zeit aus Verklebung funktioniert allerdings nur in dünnen Schichten einwandfrei Seite: 30/51

31 BEISPIEL NO-MIX ACRYLAT-KLEBSTOFF Permabond TA INI 46 65ml - Kit - rasche Aushärtung bei Raumtemperatur - kein Anmischen erforderlich - für hohe Schäl- und Stoßbelastung - hohe Schlagfestigkeit - hervorragende Chemikalienbeständigkeit - verklebt eine Vielzahl an Materialien Teile können mit Initiator vorkonfektioniert werden Seite: 31/51

32 LIMITIERENDE FAKTOREN KLASSISCHER ACRYLATE - intensiver und strenger Geruch damit war ein Einsatz in einigen Betrieben nicht oder nur schwer möglich, trotz sehr guter Eignung des Produkts - begrenzte Wärmestandfestigkeit je nach Hersteller und Produkt lag die Grenze zwischen 80 und 120 C - längere Aushärtezeiten je nach Produkt unterschiedlich - geringere Schlagfestigkeit - begrenzte Haltbarkeit die Lagerstabilität lag bei vielen Produkten zwischen 6 und 12 Monaten Seite: 32/51

33 NEUENTWICKLUNGEN ACRYLAT-KLEBSTOFFE Seite: 33/51

34 NEUE GENERATION ACRYLAT-KLEBSTOFFE VON 3M Entwicklung einer neuen Generation von 2K-Komponenten- Konstruktionsklebstoffen auf Acrylbasis - Nur sehr geringe Geruchsentwicklung - Höhere Schlagfestigkeit - Schnelle Aushärtung - Längere Lagerbeständigkeit bei Raumtemperatur (18 Monate) Seite: 34/51

35 2K-ACRYLAT-KLEBSTOFFE IM EINSATZ Schilderherstellung Heizungs-/ Lüftungs-/ Klimatechnik Transportwesen Verkürzen Taktzeiten im Fertigungsprozess und steigern die Produktqualität Seite: 35/51

36 NEUE GENERATION ACRYLAT-KLEBSTOFFE VON 3M Geeignet zum Kleben von Metallen (Aluminium, Bronze, Edelstahl, Kupfer, Messing, Stahl, Zink) und Kunststoffen (ABS, PC, PMMA, PVC) Produktübergreifende Merkmale: - zähelastisch - sehr hohe Scherfestigkeit - sehr hohe Schlag- und Schälfestigkeit - nicht fließend - leicht öltolerant - Halogenarm - gute Haftung auf Pulverlackierten Oberflächen - UL-gelistet Seite: 36/51

37 PRODUKTEIGENSCHFATEN Seite: 37/51

38 TECHNISCHE DATEN UL-gelistet, sehr kurze Verarbeitungszeit grau, hohe Festigkeit und Temperaturbeständigkeit längere Verarbeitungszeit von min UL-gelistet, sehr kurze Verarbeitungszeit UL-gelistet längere Verarbeitungszeit von min Seite: 38/51

39 NEUE GENERATION ACRYLAT-KLEBSTOFFE VON 3M Neue Acrylat-Klebstoffe bestehen im Einbrenntest Labortest simuliert typische Pulverbeschichtungsanlage ERGEBNIS: - Festigkeit der Acrylat-Klebstoffe bleibt auch unter Hitzeentwicklung hoch - Temperaturbereich von 40 C bis 100 C für langzeitstabile Haftung kein Problem - Temperaturen über 200 C überstehen die Produkte mit Zugscherfestigkeiten zwischen 1,6 MPa und 1,8 MPa Seite: 39/51

40 VERKLEBUNG: MONTAGE FRONTGLAS Verzinkte Metallbolzen auf von innen bedrucktes Glas AUFGABE: - Strukturverklebung Frontglas ANFORDERUNG AN DIE VERKLEBUNG: - Befestigung der Frontglasscheibe - Beständigkeit gegen statische sowie dynamische Belastungen - Beständigkeit gegen Wärmeentwicklung Seite: 40/51

41 VERKLEBUNG: ABS AUF ABS Sandwichverklebung zwischen einem Tiefziehteil (schwarz) aus ABS und einem Spritzgussteil (weiß) aus ABS. AUFGABE: - Bauteil wird als Abdeckblende bei Mähdreschern eingesetzt (Korntankdeckel). - Starke Schwingungen und Vibrationen bei Betrieb im Feld - Verklebung dient gleichzeitig als Abdichtung gegen Staub - Langlebigkeit ANFORDERUNG AN DIE VERKLEBUNG: - starke Torsionsbelastung (Verwindung) Bauteillänge (1,8m x 0,3m), dünne Wandstärke - Ständige UV Belastung und Verwitterung - Temperaturbeständigkeit C - Handlingsfestigkeit <10 Minuten Seite: 41/51

42 2-K CYANACRYLAT-KLEBSTOFFE Seite: 42/51

43 2-K CYANACRYLAT-KLEBSTOFFE Loctite 3090 Sofortklebstoff Zweikomponentiger, schnell härtender, spaltfüllender Klebstoff - schnelle Aushärtung - spaltfüllend bis 5mm - gelförmige Konsistenz: für Arbeiten an senkrechten Flächen ohne Tropfen - präziser und sauberer Auftrag mit Mischdüse - Temperaturbeständigkeit -40 bis +80 C - perfekt für alle schnellen Reparaturen von beschädigten Bauteilen sowie für Notfallreparaturen aller Art - hervorragende Klebeeigenschaften für alle gängigen Materialien (Metalle, die meisten Kunststoffe, Gummi, Holz, Papier) Seite: 43/51

44 HYBRIDKLEBSTOFFE Seite: 44/51

45 HYBRIDKLEBSTOFFE Loctite 4090 Hybridklebstoff (Cyanacrylat- und Epoxidharzklebstoff) Eigenschaften von Struktur- und Sofortklebstoffen vereint - Festigkeit eines Strukturklebstoffes - Geschwindigkeit eines Sofortklebstoffes - hohe Schlagfestigkeit - Temperaturbeständigkeit bis 150 C - Spaltfüllvermögen bis 5mm - Feuchtigkeitsbeständig Seite: 45/51

46 HYBRIDKLEBSTOFFE 3M Scotch-Weld 7270 B/A Hybrid-Konstruktions-Klebstoff (Epoxidharz- und Acrylatklebstoff) - schnelle Anfangsfestigkeit - hohe Endfestigkeit (Epoxidharz-Technologie) - zähelastisch - nicht fließend ideal auch für Überkopfarbeiten - spaltfüllend - hohe Temperaturbeständigkeit Einsatzbereich - kleben von Faserverbundwerkstoffen wie CFK / GFK - kleben von Metallen wie Aluminium / Edelstahl / Stahl etc. - Anwendungen im industriellen Leichtbau (Multimaterial-Mix Klebungen) Seite: 46/51

47 HYBRIDKLEBSTOFFE 3M Scotch-Weld 7270 B/A Hybrid-Konstruktions-Klebstoff mit Ampelfunktion 5 Min. Mit Haltbarkeits-Indikator: Weiß = Einsatzbereit Blau-Weiß = untauglich 4 Std. Mit Farb-Indikator: Festigkeitsaufbau wird durch Farbumschlag von Gelb auf Grün eindeutig signalisiert 72 Std. Seite: 47/51

48 PROFESSIONELLE BERATUNG - wichtige technische Parameter werden abgefragt - gewünschte Verarbeitungsmethoden werden festgelegt - eine Produktvorauswahl wird getroffen - Vorschläge werden gemacht Seite: 48/51

49 LABOREINRICHTUNG - Verarbeitung aller Klebebänder und Klebstoffe aus unserem Programm - Dosiertechnik und Härtetechnik für Klebstoffe - Klimakammer und Ofen für erste Tests der Verklebung - Modernste Absaugtechnik - Laseranlage zur Erstellung von Prototypen - Umfangreiches Musterlager Seite: 49/51

50 NÄCHSTER WEBINAR-TERMIN M VHB Klebebänder Hochleistungs-Klebeband Themen & Termine unter: Seite: 50/51

51 VIELEN DANK FÜR DIE AUFMERKSAMKEIT! IHR TEWIPACK-TEAM Seite: 51/51