Ragasztási segédlet

Anyagkiválasztási segédlet a műanyagok ragasztásához

A Quadrant-Teraglobus Kft által készített ragasztási útmutató a legfontosabb műszaki műanyagok és a Loctite – Henkel valamint a NICRO által polimer-ragasztásra ajánlott ragasztóanyagok próbáján alapszik.
A segédlet összeállítását ragasztott kötések nyíróvizsgálati sorozata támasztotta alá, melyben 18-féle szerkezeti anyag (17 műszaki műanyag és 1 acél referencia) került előzetesen összeragasztásra 8 különböző, a gyakorlat által használt és műanyagokhoz ajánlott ragasztóval.
Természetesen más gyártók és forgalmazók ragasztói is használhatók a műanyagokhoz, melyhez támpontot jelenthet a ragasztó típusa (pl. ciánakrilát, vagy epoxi…stb).

A vizsgált polimerek

PVC
Polipropilén
Textilbakelit
Teramid 6G
Teramid GO
ERTALON 66 GF 30
NYLATRON GS
Ertalon 6SA
Ertacetal-C
Ertacetal-H
Ertalyte
Ertalyte-TX
PC 1000
PTFE 1000
Cestilene HD 1000
TECHTRON HPV PPS
PVDF 1000

Felhasznált ragasztóanyagok, és felületelőkészítőszerek

NICRO K-3 S

Klórmentes tisztító- / lemosófolyadék

Tulajdonságok:
Letisztítja és eltávolítja a zsír- és olajtartalmú szennyeződéseket a legkülönbözőbb felületek és anyagokról. Tisztít és zsírtalanít fémeket, műanyagokat, gumit, üveget és sok más anyagot is. Feloldja a gyantásodott kenőanyagokat, tisztít szerelésnél és javításnál. Pillanatok alatt leöblíti a zsírokat, olajokat, viaszt vagy az egyéb szennyeződéseket.
Nem korrózív. Éghető! Nincsenek mérgező gőzei.
Felhasználás:
A tisztítandó és zsírtalanítandó részeket alaposan nedvesítsük be NICRO K-3 S-sel, melyek néhány másodperc múlva megszáradnak. Erősen szennyezett részeknél a folyamatot ismételjük meg. Műanyagoknál és lakkozott felületeknél az összeférhetőséget alkalmazás előtt vizsgáljuk meg!

NICRO 32-02 N (N3202)

Tulajdonságok:
Nagy szilárdságú, kétkomponenses epoxigyanta bázisú ragasztó. Univerzálisan alkalmazható kiváló tapadó képesség révén különféle fémekhez, kerámiákhoz, üveghez, gumihoz, és kemény műanyagokhoz.
Előnyök:

hosszú fazékidő, nagy kötésszilárdság, dinamikus terhelésnek jól ellenáll, kiváló térkitöltő képesség fémek, kerámia, üveg, gumi, kemény műanyaglapok stb. ragasztására egyaránt alkalmas, nedvesség- és vízálló, kikeményedve jól megmunkálható
Alkalmazási terület:
Gépgyártás, vegyipar, alumínium szerkezet gyártás, készülékgyártás, formakészítés, járműgyártás és javítás, vasútüzem, karbantartás, javítás.

NICRO GE (NS)

Ipari gyártó- és javítóüzemek részére kifejlesztett, egykomponensű, acetátbázisú szilikon ragasztó/tömítő paszták.

Tulajdonságok:
Rendkívül széles hőmérséklettartományban alkalmazhatóak /-60 – +200/260oC-ig/. Tapadószilárdságuk kiváló, alapozás a legtöbb anyagnál szükségtelen. Szobahőmérsékleten vulkanizálódnak, így energia- és készülékköltség takarítható meg. Egykomponensű, használtra kész, adalékok, térhálósító bekeverése szükségtelen. Kiváló elektromos szigetelő tulajdonságokkal rendelkeznek.
Ellenállnak a legtöbb vegyszernek és a nedvességnek. Automata adagoló berendezésből is jól adagolhatóak.
Alkalmazási terület:
Gyors vulkanizálódása, kiváló tapadóképessége miatt főként az iparban univerzális ragasztó, javító, tömítő és szigetelő anyagként, -60-+205oC-ig használható.

NICRO BOND V-5 és V-20

Etil- vagy metilészter bázisú termékcsalád, különböző, magas szintű műszaki feladatok ellátására készített, szuper gyors pillanatragasztók.

Tulajdonságai:

  • Rendkívül rövid kötésidő
  • Erős kapilláris tulajdonságok és kúszóképesség, amely lehetővé teszi, hogy kis illesztési hézagnál, nagy felületen, minimális mennyiségű ragasztóanyaggal biztonságos kötést hozzunk létre
  • Egyszerű feldolgozás, nem igényel különleges előkészítést oldószerekkel, olajokkal, benzinféleségekkel, hőmérsékletingadozással szemben ellenálló.

Alkalmazási terület:
Járművek gumitömítései, burkolatai, ablaktörlői, számítógépek, “O” gyűrűk végtelenítése, elektronikus berendezések, finommechanikai gépek, sporteszközök, háztartás, mérőeszköz-gyártás, fogászati laborok, orvostechnika, szerszámkészítés, stb.

LOCTITE 7063

Sokoldalú, általános rendeltetésű tisztító, ideális felületek előkészítésére.

Tulajdonságai: 
Letisztítja és eltávolítja a zsír- és olajtartalmú szennyeződéseket a legkülönbözőbb felületek és anyagokról. Tisztít és zsírtalanít fémeket, műanyagokat, gumit, üveget és sok más anyagot is. Feloldja a gyantásodott kenőanyagokat, tisztít szerelésnél és javításnál. Pillanatok alatt leöblíti a zsírokat, olajokat, viaszt vagy az egyéb szennyeződéseket. Nem korrozív. Éghető! Nincsenek mérgező gőzei.
Felhasználás:
A tisztítandó és zsírtalanítandó részeket alaposan nedvesítsük be, majd tiszta ruhával töröljük szárazra. Erősen szennyezett részeknél a folyamatot ismételjük meg. Műanyagoknál és lakkozott felületeknél az összeférhetőséget alkalmazás előtt vizsgáljuk meg!

LOCTITE 7386

Több célra alkalmas CFC mentes aktivátor.

Felhasználás:
Vigyük fel az aktivátort az egyik felületre, a ragasztót a másik felületre, és szereljük össze az alkatrészeket. A Kötés néhány perc alatt kialakul, de a teljes kikeményedés csak néhány óra múlva jelentkezik.

LOCTITE 3298

Metilmetakrilát tartalmú szerkezeti ragasztó.

Felhasználás:
Polimerekhez a LOCTITE 7386 aktivátorral együtt.

LOCTITE 406

Ciánakrilát pillanatragasztó.

Tulajdonságok: 
Rendkívül rövid kötésidő, erős kapilláris tulajdonságok és kúszóképesség, amely lehetővé teszi, hogy kis illesztési hézagnál, nagy felületen, minimális mennyiségű ragasztóanyaggal biztonságos kötést hozzunk létre. Egyszerű feldolgozás, nem igényel különleges előkészítést.

LOCTITE 4850

Ciánakrilát tartalmú rugalmas pillanatragasztó.

Tulajdonságok: 
Rendkívül rövid kötésidő, erős kapilláris tulajdonságok és kúszóképesség, amely lehetővé teszi, hogy kis illesztési hézagnál, nagy felületen, minimális mennyiségű ragasztóanyaggal biztonságos kötést hozzunk létre. Egyszerű feldolgozás, nem igényel különleges előkészítést. Alacsony viszkozitású, általános felhasználásra. Gumik ragasztására is alkalmas.

LOCTITE 9461

Kétkomponensű, nagyszilárdságú epoxi ragasztó.
Univerzálisan alkalmazható fémekhez, kerámiákhoz, üveghez, gumihoz, és kemény műanyagokhoz.

Alkalmazási terület:
Gépgyártás, vegyipar, alumínium szerkezet gyártás, készülékgyártás, formakészítés, járműgyártás és javítás, vasútüzem, karbantartás, javítás.

Műanyag alkatrészek ragasztásának különleges követelményei

Az adott műanyagok eltérő kémiai felépítése és az abból adódó fizikai tulajdonságok jelentik a döntő paramétereket a ragasztástechnika számára.
Mint minden ragasztandó anyagnál, két előfeltételnek kell teljesülnie:

  • A ragasztóanyagnak nedvesítenie kell a műanyagot, vagyis a műanyag felületi energiájának nagyobbnak, vagy azonosnak kell lennie a ragasztóanyag felületi feszültségével.
  • A műanyag felületének adhézióbarát tulajdonságokat kell biztosítania, ami azt jelenti, hogy kémiai és fizikai kölcsönhatást mutatni a ragasztóanyag és a felület határrétegében.

Ha ezen feltételek valamelyike nem teljesül, akkor az érintett műanyag gyakran ragasztásra alkalmatlan. Ha a feltételek egyike sem teljesül, akkor a műanyag előkezelés nélkül nem ragasztható.

A műanyagfelületek hatása

Műanyagoknál gyakran az a gond, hogy a térfogati tulajdonságok (az alapanyag saját tulajdonságai) nem felelnek meg a felületi tulajdonságoknak. Ez a műanyag vegyi összetételére és/vagy a gyártási eljárásra vezethető vissza. Az energiaszegény felületi réteg a ragasztott kötés csekély szilárdságát eredményezi, függetlenül az alkalmazott ragasztóanyagtól.

Műanyagok kismolekulájú alkotórészekkel

Számos műanyag kismolekulájú alkotórészeket tartalmaz. Ide tartoznak stabilizátorok, reakcióképtelen alkotók, oldószermaradványok, lágyítók és különböző töltőanyagok. Mindezek az alkotórészek befolyásolhatják a ragasztást, ha megtalálhatóak a felületen. Sok ezek közül hajlamos arra, hogy a felület felé vándoroljon (migráció) és összegyűljön. Ily módon különálló réteg képződik a bázisanyag felületén, amely a ragasztás potenciális szilárdságát jelentősen csökkenti, vagy akár a ragasztást meg is akadályozhatja.

Belső és külső formaleválasztó anyagok

A belső és külső formaleválasztó anyagokat azért alkalmazzák, hogy fröccsöntött vagy préselt műanyag alkatrészek formából történő könnyű kivételét biztosítsák. A formaleválasztó anyagokat “belső”-nek nevezzük, ha már a granulátumba bele vannak keverve, és hatásukat a műanyag feldolgozása során kifejtik. Gyakran olyan felületeket eredményeznek, amelyek csak nagyon nehezen, vagy egyáltalán nem ragaszthatók. Ezek a formaleválasztó anyagok lehetnek a műanyagban teljesen eloszlatottak, úgy, hogy a felület lecsiszolása általában hatástalan. A “külső” formaleválasztó anyagokat ezzel szemben a nyitott formába permetezik. Paraffin-, szappan- és olajalapúak (pl. szilikonolaj). Ezek a formaleválasztó anyagok nem csak a felületen, hanem néha a felülethez közeli rétegekben is megtalálhatóak. A mechanikus érdesítés (pl. dörzsölés csiszolóvászonnal) a leghatásosabb előkezelése ezeknek a felületeknek.

Megmunkálásfüggő felületi tulajdonságok

A műanyag alkatrészek alakításakor olyan felületi struktúrák, és ezzel “felületi tulajdonságok” alakulhatnak ki, melyek eltérnek a “bázisanyag” tulajdonságaitól. Ezeket fröccsfelületnek nevezik. Nagyon sima, tömör felületekről van szó, általában belső feszültségekkel. Minél erősebb ez a kialakult fröccsfelület, annál rosszabbak a ragasztási tulajdonságai. Hatása egy, az alapanyagra felvitt védőrétegéhez hasonló. A legegyszerűbb és leghatásosabb előkezelés ennek a felületrétegnek a szétroncsolása, mechanikus eltávolítása pl. dörzsöléssel vagy csiszolással.

Feszültségokozta repedésképződés hőre lágyuló műanyagoknál

Az amorf, töltőanyagmentes, hőre lágyuló műanyagok bizonyos folyadékokkal (oldószerekkel) érintkezve hajlamosak a repedésképződésre. Ezt gyakran “feszültségokozta repedési korróziónak” is nevezik. Az erre leghajlamosabb műanyagok a polikarbonátok (PC), a polimetil-metakrilát (PMMA), az akrilnitril-butadién-sztirolkopolimer (ABS) és a polisztirol (PS). Mint ahogy a nevéből is kitűnik, a repedésképződést két körülmény együtthatása okozza:
A műanyag alkatrészekben bizonyos feszültségek vannak. A legtöbb műanyag alkatrészben ezek a feldolgozás folytán “befagyasztott” feszültségek formájában jelen vannak, vagy külső erők hatására alakulnak ki.
A kismolekulájú anyagok hatást gyakorolnak a műanyagokra (pl. aceton, alkohol).
A ragasztóanyagok is – amíg folyékony állapotúak – előidézhetnek feszültség okozta repedési korróziót.

Nemkívánatos tulajdonságok a ragasztásnál Felületkezelő eljárás
Kismolekulájú alkotórészek a felületen Tisztítás alkalmas oldószerrel ill. tisztítószerrel mechanikus eltávolítás (dörzsölés vagy csiszolás)
Belső formaelválasztó anyagok a felületen tisztítás vizes, bázikus a tisztítószerrel
Külső formaelválasztó anyagok a felületen mechanikus eltávolítás (dörzsölés vagy csiszolás) eltávolítás megfelelő tisztítószerekkel
Fröccsréteg mechanikus eltávolítás

A műanyag felületének adhézióbarát tulajdonságokat kell biztosítania, ami azt jelenti, hogy kémiai és fizikai kölcsönhatást mutatni a ragasztóanyag és a felület határrétegében.

A repedésképződés elkerülésének lehetőségei

Az alábbi technológia betartásával, vagy másik műanyag kiválasztásával a műanyagoknál ragasztás közben jelentkező repedésképződés messzemenőkig elkerülhető:

  • a műanyag alkatrészek lágyítása (temperálása), aminek következtében a feszültségek feloldódnak;
  • az alkatrészeket illesztéskor ne szorítsuk, préseljük vagy deformáljuk; ezek kívülről jövő feszültségeket okoznak;
  • gyorsan kötő ragasztóanyagok alkalmazása, melyek csökkentik a folyékony ragasztóanyag oldószerszerű hatását, így minimális lesz a feszültség okozta repedési korrózió;
  • ciánakrilát-ragasztók alkalmazásával takarékos ragasztóanyag-adagolás, úgy, hogy a ragasztási hézag szélein nem képződik ragasztóanyag-felesleg, vagy aktivátor alkalmazása a ragasztóanyag-felesleg kikeményítéséhez;
  • UV-kikeményítésű ragasztóanyag alkalmazásakor biztosítani kell, hogy a ragasztási hézagban az UV-fénnyel történő kikeményedés közvetlenül a ragasztóanyag felhordása után végbemenjen. El kell kerülni az árnyékolt helyeket, ahol a ragasztóanyag folyékony maradna;
  • a töltőanyag nélküli amorf, hőre lágyuló anyagok ragasztásához anaerob ragasztóanyagokat kell választani.

A műanyag alkatrészekre vonatkozó ragasztási problémák megoldásainak összefoglalása

Gyakran több zavaró hatás együttesen is felléphet. Sok esetben a mechanikus felületkezelés bizonyul a leghatékonyabb és legátfogóbb megoldásnak. Ez az eljárás a ragasztás szempontjából hasznos módon változtatja meg a felület szerkezetét, és az érdesség miatt megnő a hatékony ragasztási felület.

A felületkezelés fizikai és kémiai eljárásait olyan esetekben alkalmazzák, amikor a műanyagok ragasztása nehéznek vagy lehetetlennek bizonyult, hogy ezáltal a ragasztóanyag és a felület között jobb kötést lehessen elérni.

Általános technológiai lépések

  • Felület durva tisztítása (víz, törlőruha, mosófolyadék…)
  • Felület zsírtalanítása (zsíroldók) és szárítása
  • Felület durvítása (csiszoló vászon)
  • A ragasztóhoz a gyártója által előírt technológiai folyamat