Methacrylat-Klebstoffe demonstrieren ihre Stärke

Moderne strukturelle Klebstoffe etablieren sich in raschem Tempo als bevorzugte Alternative zu konventionellen mechanischen Techniken für das Verbinden verschiedenster Materialien, wie etwa Verschrauben, Vernieten und Schweißen. Die Vorteile von strukturellen Klebstoffen, die sich in die drei Hauptkategorien Epoxid-, Polyurethan- und Methacrylat-Klebstoffe einteilen lassen, sind heute gut dokumentiert. Sie bieten eine leichtgewichtige Lösung für typische Probleme des modernen Engineering. Strukturelle Klebstoffe dienen zum Verkleben unterschiedlichster Oberflächen und weisen zahlreiche Vorteile auf: Erhöhung der Festigkeit und Integrität verklebter Strukturen bei gleichzeitiger Reduzierung der einwirkenden Belastungen, Verbesserung der Chemikalien- und Temperaturbeständigkeit sowie Optimierung von Fertigungsverfahren.

Verschiedene Verbundwerkstoffe, Kunststoffe und Nicht-Kunststoffe werden zweifellos weiterhin eine wichtige Rolle bei dem Bestreben spielen, leichtere Strukturen in aufstrebenden Branchen zu entwickeln – von der Elektronik über den Automobilbau, die Luftfahrt und allgemeine Transportanwendungen bis hin zur Öl- und Gasindustrie, um nur einige Beispiele aus einer langen Liste zu nennen. Im Zuge dieses Trends müssen immer neue Materialkombinationen verklebt werden, was die Bedeutung von strukturellen Klebstoffen weiter fördern dürfte. Die bisher am meisten verwendeten Klebstoffe für hochfeste Verbindungen – Metallklebungen – waren und sind noch die Epoxidharze, doch zeichnet sich heute schon ein deutlicher Trend zu den Methacrylatklebstoffen ab.

Leichtgewichtig und doch fest

Ein Blick auf den Trend hin zur Verwendung unterschiedlicher Materialkombinationen macht deutlich, weshalb die Nachfrage nach Methacrylat-Klebstoffen so schnell steigt. Bei Methacrylat-Klebstoffen handelt es sich um Reaktionsklebstoffe auf der Basis von Methacrylsäureester. Die Aushärtung des reaktiven Systems läuft nach dem Prinzip der Radikalkettenpolymerisation ab. Mit den schnellhärtenden Klebstoffen sind Zugscherfestigkeiten vor Alterung bis über 30 Mpa möglich, in manchen Fällen lassen sich bereits nach 5 min Funktionsfestigkeiten von bis zu 5 Mpa erreichen.

Diese leichtgewichtigen Klebstoffe verbinden mit hoher Festigkeit nicht nur gleichartige, sondern auch verschiedenartige Oberflächen. Sie tragen außerdem zur Reduzierung von Materialkosten gegenüber herkömmlichen Befestigungsmethoden sowie anderen strukturellen Klebstoffen bei und sorgen gleichzeitig für eine deutliche Zeitersparnis.

Basierend auf Duroplastklebstoff-Rezepturen mit sehr guten strukturellen Eigenschaften, haben sich Methacrylat-Klebstoffe als Kombination aus Polymeren und Schlagzähmodifikatoren jüngst zu einer gleichwertigen Alternative zu Polyurethan- und Epoxidklebstoffen entwickelt. Methacrylat-Klebstoffe weisen eine spezielle Kombination aus hoher Zug-, Scher- und Schälfestigkeit sowie eine maximale Stoß-, Spannungs-, und Schlagfestigkeit über einen weiten Temperaturbereich hinweg auf. Sie erfordern beim Verbinden sowohl gleich- als auch verschiedenartiger Materialien in der Regel nur eine geringe oder keine Vorbereitung der Oberfläche. Überdies zeichnen sie sich durch eine ebenfalls gute Hohlfüllkapazität (bis 8 mm) und Aushärtungsgeschwindigkeit aus. Darüber hinaus sind Methacrylat-Klebstoffe tolerant gegenüber fehlerhaften Mischverhältnissen und behalten auch unter extremen Umgebungsbedingungen ihre Festigkeit und Dauerhaftigkeit bei.

Zähelastische Zweikomponenten-Klebstoffe

Wenn Festigkeit und Dauerhaftigkeit für einen breiten Anwendungsbereich und vielfältige Materialtypen gefragt sind, dann dienen Araldite 2048 und Araldite F348 als gute Beispiele für hochmoderne Methacrylat-Systeme von Huntsman, die den Anforderungen gerecht werden. Diese Methacrylat-Klebstoffe weisen mit die höchste verfügbare Zugscherfestigkeit von bis zu 24 MPa zum Beispiel auf Aluminium auf, verfügen über eine hohe Dehnungsfestigkeit und eignen sich dadurch für dynamische Belastungen. Ergänzt werden diese Vorteile durch eine hohe chemische Beständigkeit, einen niedrigen Ionengehalt (für den Elektronikbereich) und eine einfache Anwendung. Beide Klebstofftypen behalten auch bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt eine extrem hohe Schlagfestigkeit und Elastizität bei.

Diese Eigenschaften erweisen sich insbesondere in der Öl- und Gasbranche als vorteilhaft, wo diese Klebstoffe zur Befestigung von Offshore-Pipelines aus Polycarbonat auf Stahlgehäusen zum Einsatz kommen, sowie in der Elektronikbranche, wo sie zur Erhöhung der Schlag- und Vibrationsfestigkeit sowohl von Edelstahloberflächen als auch von beschichteten Oberflächen beitragen. Wie bei anderen Methacrylat-Klebstoffsystemen von Huntsman minimiert die Verwendung von Araldite 2048 oder Araldite F348 tendenziell den Aufwand zur Vorbereitung der Oberfläche sowie die Aushärtungszeit auf verschiedensten Oberflächen. Diese Vorteile sorgen für zusätzliche Kosteneinsparungen und eine Beschleunigung der Produktion.

(mrc)