Das potenziell Einsatzspektrum ist groß – hier eine Anwendung in der Elektronik (Bild: Lohmann GmbH & Co. KG)
18.03.2019 Epoxy-Tapes – die Vorteile zweier Welten kombinieren
Die Eigenschaften einer strukturellen wärmehärtenden Klebung als Klebeband
Jede Klebetechnik hat für sich ihre Vor- und Nachteile, die Kombination von Technologien kann dahingegen völlig neue Möglichkeiten eröffnen. Ein Beispiel sind Epoxy-Tapes.
Epoxidharz-Klebstoffe sind Allround-Talente und werden fast in jedem Industriesektor eingesetzt, wie z.B. in der Automobil-, Elektronik- oder Bauindustrie. Sie haften hervorragend auf den verschiedensten Untergründen, sind zudem beständig gegen Umwelt- und physikalische Einflüsse. Als Flüssigklebstoff eingesetzt bringen sie jedoch auch Nachteile, so z.B. Dosierungsungenauigkeiten in Bezug auf Menge und Geometrie, mit sich. Mit dem neuen „Epoxy-Tape“ hat Lohmann nun eine Lösung entwickelt, die Vorteile dieser Chemie mit den Vorteilen eines Klebebandes vereinen und die Prozesssicherheit eines Klebeschritts zu erhöhen. Aktuell steht das Epoxy Portfolio DuploTEC® SBF (Structural Bonding Films) in acht Stärken für die Automobilindustrie zur Verfügung.
Was sind Epoxidharzklebstoffe?
Unter dem Begriff „Epoxidharzklebstoffe“ versteht man Strukturklebstoffe, denen chemisch reagierende Polymersysteme zugrunde liegen. Diese bestehen aus mehrfunktionellen Hydroxylverbindungen (Alkohole und Hydroxide). Vernetzt werden sie über Epoxidgruppen mit Polycarbonsäureanhydriden oder Polyaminen. Sie werden für Beschichtungen, Kleb- und Dichtstoffe oder als Grundsubstanz für Verbundwerkstoffe bzw. für faserverstärkte Kunststoffe verwendet. Epoxidharze können als Flüssigkeiten (niedrige Viskosität), in zähflüssiger (honigartiger), hochviskoser Form oder als Feststoffe mit hohem Schmelzpunkt auftreten. Aufgrund ihrer vielfältigen chemischen Eigenschaften können Materialien mit unterschiedlichsten Eigenschaften aus ihnen hergestellt werden. Sie eignen sich als Klebstoffe für Metalle und Kunststoffe, z.B. in der Automobil- oder Luftfahrtindustrie (Bild 1). Im Bereich der Bauindustrie werden sie u.a. für die Verklebung von Betonbauelementen verwendet oder in der Elektrotechnik (Bild 2), z.B. für die Ummantelung empfindlicher elektronischer Bauteile. Ein weiterer Vorteil der Epoxidharzklebstoffe ist der nur minimale Härtungsschrumpf, der zu geringen Eigenspannungen im Klebstoff führt. Bei zahlreichen Anwendungen ist dies von ausschlaggebender Bedeutung, wie etwa bei der Verklebung von Leichtbaumaterialien im Automobilbau. Insgesamt eignen sich Epoxidharzklebstoffe also für eine ganze Reihe von Industrie- und Alltagsanwendungen.
Mit den DuploTEC® SBF Structural Bonding Filmen wurden neuartige strukturelle Klebebänder entwickelt, die die Vorteile eines konventionellen Klebebandes mit den Eigenschaften einer strukturellen wärmehärtenden Klebung kombinieren. Beim strukturellen Kleben werden die Substrate durch chemisch härtende Klebstoffe dauerhaft für extreme Belastungen miteinander verbunden. Sie tragen höchste statische und dynamische Lasten gleichmäßig ab, erfüllen höchste sicherheitsrelevante Anforderungen und kleben dauerhaft stabil. Im Gegensatz zu herkömmlichen Haftklebebändern erfolgt beim strukturellen Kleben auf molekularer Ebene eine chemische Netzwerkbildung, die meist durch Wärme ausgelöst oder begünstigt wird. Somit werden Verbindungen möglich, die um ein Vielfaches stärker sind als herkömmliche Haftklebebänder.
Was leisten Epoxy-Tapes?
Betrachtet man die mechanischen Eigenschaften von Epoxidharzklebstoffen, nimmt ihre hohe Festigkeit eine besondere Rolle ein. Diese kann von leicht bis sehr steif reichen und hat eine sehr hohe Haft- und Abriebfestigkeit. Steigern lässt sich diese Festigkeit zusätzlich durch Faserverstärkungen (z.B. Gewebe oder Matten). Auch die Steifigkeit kann durch die Verwendung von Kohlenstofffasern gesteigert werden. Diese hohe Festigkeit liegt den Epoxy-Tapes ebenfalls zugrunde. Daher eignen sie sich für hochfeste Kons-truktionen, die üblicherweise verschweißt, geschraubt oder durch Flüssigklebstoff verbunden werden. Diese Epoxy-Tapes sind damit eine adäquate Alternative zu Flüssigklebungen. Sie sind wie ein herkömmliches Klebeband einfach, schnell und sauber zu handhaben. Zudem sind Epoxy-Tapes dank der direkten Handhabungsfestigkeit effizient zu montieren und erlauben kürzere Taktzeiten in der Serienproduktion. Dies beschleunigt Prozessabläufe und kann letztendlich Endprodukte optimieren.
Epoxy-Tapes zeichnen sich darüber hinaus durch eine hohe Chemikalien-, Alterungs- und Temperaturbeständigkeit aus. Für die chemische Beständigkeit sind neben dem Harzsystem der Aufbau des Werkstoffs und die Füllstoffe maßgebend. Beständig sind Epoxidharzklebstoffe z.B. gegen Chlorkohlenwasserstoffe, Toluol, Alkohol, Benzin, Benzol, Mineralöle, Fette oder viele Säuren. Für die gute Alterungsbeständigkeit sind ebenso die Füllstoffzusätze verantwortlich. Diese verringern die Eigenspannung der Klebschicht und fördern so das positive Langzeitverhalten der Klebeverbindung trotz verschiedener Umwelteinflüsse.
Möglichkeiten für künftige Herausforderungen
DuploTEC® SBF Epoxy-Tapes erfüllen nicht nur heutige Anforderungen, sondern auch zukünftige. Wenn zunehmend Prozessschnelligkeit, Automation, Multi-Material-Mix, enge Toleranzen, flexible und vielfältige Funktionalitäten gefragt sind, bieten strukturelle Klebeverbindungen unendliche Möglichkeiten. Die Produktreihe der Epoxy-Tapes verbindet nahezu alle Materialien und bietet erweiterte Material-, Design- und Konstruktionsfreiheiten selbst auf kleinsten Flächen. Zudem entsprechen diese Tapes den hohen sicherheits- und umweltrelevanten Anforderungen der modernen Industrie. Sie sind manuell bis vollautomatisch effizient einsetzbar, anpassbar an individuelle Bedingungen, bieten eine hohe Prozesssicherheit und damit auch Kostenreduktion. Die Produkte stehen in verschiedenster Konfektionierung zur Verfügung. Ob als Rolle, Spule oder Stanzteil: individuelle und hochpräzise Geometrien, kombiniert mit definierten Klebschichtdicken, sind mit ihrer Hilfe zu realisieren
Fakten für Konstrukteure
• Hohe Chemikalien-, Alterungs- und Temperaturbeständigkeit
• Positives Langzeitverhalten der Klebverbindung
Fakten für Einkäufer
• Verschiedene Konfektionen und eine effiziente manuelle bis vollautomatische Verarbeitung erschließen Kostenpotenziale
Fakten für Qualitätsmanager
• Epoxy-Tapes entsprechen modernen sicherheits- und umweltrelevanten Industrieanforderungen
• Die prozesssichere Verarbeitung erlaubt ein hohe Produktqualität
Bild 1: Das potenzielle Einsatzspektrum ist groß – hier bei Klebungen in der Automobilindustrie, für die aktuell acht Varianten zur Verfügung stehen – ... (Bild: Lohmann GmbH & Co. KG)
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