DD205180A1

DD205180A1 - Verfahren zur herstellung von klebverbindungen

Info

Publication number: DD205180A1
Application number: DD23972782A
Authority: DD
Inventors: Klaus Ruhsland; Peter Schoene; Bodo Winkler; Klaus Kornett
Original assignee: Klaus Ruhsland; Peter Schoene; Bodo Winkler; Klaus Kornett
Priority date: 1982-05-10
Filing date: 1982-05-10
Publication date: 1983-12-21

Abstract

Bei der Verwendung von Zweikoponenten-Reaktionsklebstoffen ist verfahrensgemaess ein vorheriges Mischen der Einzelkomponenten nicht erforderlich. Ein getrenntes Auftragen der Einzelkomponenten und ein Mischen der Komponenten nach dem Fuegen in der Klebfuge wird erfindungsgemaess dadurch erreicht, dass der Harz- und/oder Haertekomponente der durch Polyaddition, Polykondensation oder Vulkanisation haertbaren Reaktionsstoffe Fuellstoffe bestimmter Art, Menge, Korngroesse bzw. Korngroessenverteilung zugesetzt werden. Mit der Einwirkung mechanischer Schwingungen auf die Klebfuge ist das Mischen der Einzelkomponenten in der Klebfuge gewaehrleistet. Fuellstoffe mit kubischer oder kugliger Struktur ueben eine guenstigen Einfluss auf den Mischeffekt aus. Anwendung findet die erfindungsgemaesse Loesung in der Fliess- und Massenfertigung von zu klebenden kleinen bis mittelgrossen Bauteilen.

Description

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Verfahren zur Herstellung von Klebverbindungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Klebverbindungen, vorzugsweise in der Metallklebtechnik, unter Verwendung von Zweikomponenten Reaktionsklebstoffen, wobei die Einzelkomponenten getrennt aufgetragen werden und das Mischen nach dem Fügen der Einzelteile in der Klebfuge vorgenommen wird.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bekannt, polymerisierbare Reaktionsklebstoffe, z,B. auf Acrylatbasis, nach dem sogenannten No-mix-Verfahren zu verarbeiten, d.h. die Einzelkomponenten dieser Klebstoffe getrennt aufzutragen und die Bauteile lediglich zu fügen. Da die Härterkomponente bei dieser Klebstoffgruppe jedoch nur einen Aktivator darstellt, der die Polymerisationsreaktion einleitet, ist ein Mischen der Komponenten hierbei ohnehin nicht erforderlich (wenn auch prinzipiell möglich). Alle anderen Reaktionsklebstoffe, die durch Polyaddition, polykondensation oder vulkanisation gehärtet werden und damit der überwiegende Teil der Me^aTlklefcstoffe, erfordern vor dem Auftragen ein exaktes Dosieren und gründliches Mischen der Einzel-

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komponenten. Dies führt insbesondere bei kalthärtenden Reaktionsklebstoffen, die nur eine kurze Gebrauchsdauer von etwa 30 bis 6o Minuten aufweisen, zu großen Klebstoffverlusten sowie zu einem hohen Reinigungsaufwand der Misch- und Auftragsgeräte. Bei schnellhärtenden Reaktionsklebstoffen, deren 'Gebrauchsdauer meist nur wenige Minuten beträgt, ergeben sich sogar nahezu unüberwindliche technologische Schwierigkeiten bei ihrer Anwendung in der Fließ- und Massenfertigung.

Es wurde bereits vorgeschlagen (DT-OS C 09j 5/04 2 131 256) auch bei derartigen Klebstoffen, vorzugsweise auf Epoxidharzbasis, eine getrennte Applikation der Harz- und Härterkomponente vorzunehmen und das Mischen der Einzelkomponenten durch bloßes Fügen der Einzelteile, durch leichtes Bewegen oder Erwärmen der Teile oder durch Einwirken von Ultraschall auf die Klebfuge zu erreichen. Umfangreiche eigene Untersuchungen haben jedoch ergeben, daß durch alle diese Maßnahmen nur ein völlig unzureichendes Mischen der Einzelkomponenten in der Klebfuge erfolgt, was durch geringe und stark streuende Festigkeitswerte der Klebverbindungen zum Ausdruck kommt.

Ziel der Erfindung

Es ist Ziel der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von Klebverbindungen zu entwickeln, bei dem untey'Verwendung von durch Polyaddition, polykondensation oder Vulkanisation härtbaren Reaktionsklebstoffen ein getrenntes Auftragen der Einzelkomponenten erfolgt und ihr Mischen in der Klebfuge vor-

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genommen wird und damit Klebstoffverluste vermieden werden, der Reinigungsaufwand an Misch- und Auftragsgeräten minimiert, sowie der Einsatz schnellhärtender Reaktionsklebstoffe komplikationslos ermöglicht wird.

Das Wesen der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Klebverbindungen, vorzugsweise in der Metallklebtechnik zu entwickeln, bei dem unter Verwendung von Zweikomponenten - Reaktionsklebstoffen ein getrenntes Auftragen der Einzelkomponenten erfolgt und das Mischen der Komponenten nach dem Fügen in der Klebfuge vorgenommen wird und mit Sicherheit hohe und gleichmäßige Festigkeiten der Klebverbindungen garantiert werden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Harz- und/oder Härterkomponente der durch Polyaddition, Polykondensation oder Vulkanisation härtbaren Reaktionsklebstoffe Füllstoffe bestimmter Art, Menge, Korngröße bzw. Korngrößenverteilung zugesetzt werden, die in Verbindung mit der Einwirkung mechanischer Schwingungen auf die Klebfuge, z.B. mittels Ultraschall das Mischen der Einzelkomponenten in der Klebfuge gewährleisten.

Dabei ist es zunächst naheliegend, daß Füllstoffe mit kubischer oder kugliger Struktur (z.B. Quarzmehl, Metallpuder, Glaskugeln) einen günstigeren Einfluß auf den Mischeffekt ausüben als solche blättriger oder fasriger Struktur (z.B. Graphit, Asbestmehl) und das die Füllstoffmenge, die der

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Harz« und/oder Härterkomponente zugesetzt wird, so gewählt wird, daß die in der Metallklebtechnik bekannten Nebeneffekte wie z.B. die Festigkeitssteigerung der Klebverbindungen mit genutzt werden (etwa 10 bis 50 % Füllstoffzusatz zum Klebstoff). Da die Korngröße der Füllstoffe die Klebfugendicke bestimmt, die wiederum einen entscheidenden Einfluß auf die Festigkeit der Klebverbindung hat, ist auch sie in der bisher bekannten Größenordnung von etwa 50 bis 250 yum zu wählen. Überraschenderweise hat nun erfindungsgemäß je nach Art der in die Klebfuge eingeleiteten mechanischen Schwingungen (Longitudinal- oder Transversalwellen) die Korngrößenverteilung des Klebstoffs einen entscheidenden Einfluß auf den Mischeffekt der Klebstoffkomponenten in der Klebfuge. Bei der Einleitung von Longitudinalwellen senkrecht in die Klebfuge wird ein optimaler Mischeffekt der Einzelkomponenten nur erreicht, wenn der dem Klebstoff zugesetzte Füllstoff aus einem geringen 'Anteil (etwa 5 bis 25 %) einer die Klebfugendicke bestimmenden Kornfraktion von etwa 150 bis 250 ,/um und einem hohen Anteil (etwa 75 bis 95 %) einer Kornfraktion unter etwa 150yura besteht. Bei der Einleitung von Transversalwellen parallel zur Klebfuge wird dagegen der beste Mischeffekt durch einen Füllstoff einheitlicher Kornfraktion d,er im Bereich von etwa 50 bis 250 yum liegt, erreicht.

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Ausführungsbeispiel

Das Verfahren soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.

Unter Verwendung eines füllstofffreien Zweikomponentenklebstoffs auf Epoxidharzbasis mit einem Mischungsverhältnis der Einzelkoraponenten von 1 : 1 Masseteilen wurden Klebverbindungen nach TGL 14910/02 hergestellt und auf Zugscherfestigkeit bei RT geprüft.

Die nach dem bisher üblichen Mischen der Einzelkomponenten vor' dem Auftragen auf die Probekörper erreichte Festigkeit wird dabei als 100 % zugrunde gelegt.

Bei einem getrennten Auftragen der Harz- und Härterkomponente auf je eine Prüfkörperhälfte und bloßem Zusammenfügen sowie kalthärten unter Druck beträgt die Festigkeit 0 %, d.h. ein Mischen der Einzelkomponenten in der Klebfuge durch Diffusion tritt erwartungsgemäß nicht ein* Auch durch eine Relativbewegung der Prüfkörperhälften nach dem Fügen von Hand, ein Härten des Klebstoffs bei 100⁰C oder eine Ultraschalleinwirkung auf die Klebfuge wird nur ein unvollständiger Mischeffekt der Einzelkomponenten in der Klebfuge erreicht, was durch stark streuende Festigkeitswerte im Bereich von 10 bis maximal 50 % zum Ausdruck kommt.

Erst durch die erfindungsgemäße Zugabe von3O % Quarzmehl definierter Korngröße zur Harz- und/oder HärterkompoTnente "und die Einleitung mechanischer Schwingungen in die Klebfuge wird ein vollständiges Mischen der Einzelkomponenten in der Klebfuge gewährleistet und Zugscherfestigkeiten von 115 bis 125 % erreicht, bei einem Variationskoeffizienten unter + 10 %·

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Bei der Einleitung von Ultraschallschwingungen in die Klebfuge werden je nach Leistungsfähigkeit der US-Anlage lediglich 2 bis 10 Sekunden zum Mischen der Einzelkomponenten in der Klebfuge benötigt

Der beste Mischeffekt wird dabei bei Einleitung von Transversalwellen parallel zur Klebfuge durch einen Füllstoff mit einheitlicher Kornfraktion im Bereich von 50 bis 250/im, vorzugsweise 100 bis 150/Am, bei Einleitung von Longitudinalwellen senkrecht zur Klebfuge dagegen mit einem Füllstoff aus mindestens 2 oder mehreren Kornfraktionen_K wobei der geringere Anteil etwa 5 bis 25 % einer Kornfraktion im Bereich von etwa 150 bis 250 yum und der überwiegende Anteil von etwa 75 bis 95 % einer Kornfraktion unter 150 /um, vorzugsweise etwa 50 bis 100/im angehört, erreicht.

Claims

Erfindungsansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von Klebverbindungen unter Verwendung von durch Polyaddition, Polykondensation oder Vulkanisation härtbaren Zwei— komponenten-Klebstoffen, wobei die Einzelkomponenten getrennt aufgetragen werden und das Mischen nach dem Fügen der Teile in der Klebfuge durch Einleiten mechanischer Schwingungen erfolgt, gekennzeichnet dadurch, daß der Harz- und/oder Härterkomponente Füllstoffe definierter Korngröße bzw. Korngrößenverteilung zugesetzt werden.
2. Verfahren zur Herstellung von Klebverbindungen nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß bei Einleitung von Longitudinalwellen senkrecht in die Klebfuge der zugesetzte Füllstoff aus mindestens zwei Kornfraktionen besteht, wobei der geringere Anteil von etwa 5 bis 25 % eine Kornfraktion von etwa 150 bis 250/am und der größere Anteil von etwa 75 bis 95 % eine Kornfraktion unter 150/Mn, vorzugsweise 50 bis 100/im, aufweist.
3. Verfahren zur Herstellung von Klebverbindungen nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß bei Einleitung von Transversalwellen parallel zur Klebfuge der zugesetzte Füllstoff aus einer einheitlichen Kornfraktion im Bereich von etwa 50 bis 250^um, vorzugsweise etwa 100 bis 150/im besteht.