UV Klebstoffe

Industrieklebstoffe bestehen oft aus mindestens zwei Komponenten, welche vor der Anwendung zu einer kurzlebigen Masse vermischt werden müssen.

Licht- und UV härtbare Klebstoffe enthalten alle notwendigen, lösemittelfreien Bestandteile, in einer mindestens sechs Monate lagerbaren Formulierung. Sie enthält einen dem Lichtspektrum angepassten Fotoinitiator, welcher die Polymerisation bei Beleuchtung durch Bildung reaktiver Radikale startet.

Typen von UV-Klebstoffen

Es steht eine grosse Auswahl von UV-härtbaren Materialien für ein breites Anwendungsspektrum zur Verfügung.

Epoxy Klebstoffe

Die erste "Familie" basiert auf Epoxiden; der in Zweikomponenten-Systemen verwendete "Aktivator" wird durch einen eingebauten Fotoinitiator ersetzt; dieser wird bei UV-Beleuchtung zum Polymerisations-Katalysator, ohne dabei verbraucht zu werden.

Eine Konsequenz daraus ist, dass durch eine kationische Reaktion auch eine Härtung "im Schatten" möglich wird. Vor dem Verbinden von zwei opaken Materialien (Metalle, gefüllte Kunststoffe) wird der Klebstoff mit UV-Licht aktiviert und härtet anschliessend im Verbund vollständig aus.

Durch Formulierung kann man (Epoxyacrylat-) Klebstoffen besondere Eigenschaften geben: Schlagfestigkeit, Viskosität, Schrumpfung verringern, Haftverbesserung, hoher (tg) Glas-Zustandswert, hohe Wärme- und Lösemittel- und Feuchtigkeits-Festigkeit.

Acrylat-Klebstoffe

benützen einen anderen Reaktionsmechanismus mit anderen Initiatortypen; durch UV-Bestrahlung werden sie in freie Radikale zersetzt, welche durch rasche Verbindung und Ver-netzung Klebstoff-Polymere bilden. Für diesen Prozess muss mindestens ein Substrat für UV/Licht durchlässig sein - Schattenhärtung ist hier nicht möglich. Auch hier können durch Aenderung der Roh- und Zusatzstoffe Klebstoffe mit einem grossen Eigenschaftsspektrum hergestellt werden.

Härtungsparameter

UV-Anlagen sollten wiederhol- und kontrollierbare Parameter liefern für eine gute und gleichmässige Aushärtung der Klebstoffe. Dazu gehören: - genaue Belichtungszeiten, - nachstellbare Intensitätswerte - Kontrolle des Spektrums durch Filter - gute Lüftung für längeres Lampenleben - Schutzmassnahmen gegen UV-Strahlen.

TIPS für Anwender

In der Art eines blogs, geben wir einige Tips zur Klebstoff-Auswahl, Prüfung und Ueberwachung wie sie ein Klebstoffvertreter selten abgibt und erklärt!

Ihr Lieferant sollte die zu verbindenden Substrate kennen, Muster erhalten, dass er ein Produkt mit guter Haftung und ohne Spannungsriss-Risiko anbieten kann.

Er sollte klare Informationen über den

  richtigen UV-Bereich
  Bestrahlungsintensität
  und typische Belichtungs-/Härtungszeiten liefern.

Eine oft gesehene Empfehlung: "365nm, 50mW/cm2, 2 Minuten", ist für eine UV-spot curing Anwendung, besonders bei Fertigung auf Montageautomaten voll daneben und unbrauchbar.

Verlangen Sie eine der Spothärtung angepasste Vorschrift: UVA (320-390nm), wenn möglich zusätzlich UV- Blaulicht (390-500nm), Zeiten von 1 bis max 5s, Irradiance-werte in W/cm2, typisch 2W/cm2 und mehr.

Einfache Klebstoff-Prüfung:

Auf Substrat oder Objektträger drei kleine Klebstoff-Tropfen aufbringen. Mit Lichtleiterabstand 10mm nacheinander 5s belichten. Entstehen (weisse) Dämpfe? (Klebstoff enthält flüchtige Bestandteile, Lösungsmittel= nicht empfehlenswert: giftig, beschlägt Lichtleiterenden mit Transmissionsverlusten; s.a „Reinigung“.

Wird der Tropfen gelb oder braun? ( gewisse Epoxy-Klebstoffe; zuviel Irradiance, Wärme; höchstens für technische Produkte geeignet).

Mit Nadel oder kleinem Schraubendreher Tropfen seitlich wegstossen (hält= gute Haftung; hält nicht=schlechte Haftung oder schlecht durchgehärtet, mit flüssiger Trennschicht).

Oberfläche kratzen (Spurtiefe gibt Hinweis auf Härtungsgrad= die Mikrohärtemessung des kleinen Mannes);

unter Lupe kontrollieren, ob Oberfläche flüssig ist = Inhibierung der Polymerisation durch Luftsauerstoff). Klebstoff mit UVA( evtl UVV) Initiator verlangen. [die meisten UV-spot Systeme mit Hg-Hochdruck-Lampen liefern kein UVB für 285nm Initiatoren].

Reaktionsgeschwindigkeit: Klebstofftropfen zwischen zwei Objektträgern aufbringen; 10mm unter eingespanntem Lichtleiter Scherenbewegung ausführen, durch Viskositätsanstieg/ Polymerisation wird dies schnell schwierig/ unmöglich.

Scherbewegung unmöglich:nach 1s=schneller Klebstoff, <5s=ok, mehr als 10s zu langsam, reaktiveren Klebstoff verlangen. Eine einfache, spektakuläre Vorführung!

Hersteller und Forschungslaboratorien führen viel aufwendigere und teurere Prüfungen durch; dort Resultate, Aussagekraft, Empfehlungen und Erklärungen verlangen.

Fortsetzung in Arbeit; wir beantworten auch gerne Ihre Fragen!