DD205919A1 - Verfahren zur verkuerzung der haertezeit von klebstoffen - Google Patents
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Abstract
DIE VORRAUSSETZUNG FUER DIE ANWENDUNG KALTHAERTENDER ZWEI- ODER MEHRKOMPONENTEN-KLEBSTOFFE BEI MECHANISIERTEN UND AUTOMATISIERTEN KLEBPROZESSEN IN DER MASSENFERTIGUNG SIND KUERZESTE HAERTEZEITEN. ES GILT ALS AUFGABE KALTHAERTENDE REAKTIONSKLEBSTOFFE, VORWIEGEND AMIN- ODER AMIDHAERTBARE EPOXIDHARZKLEBSTOFFE BEI ERHOEHTER TEMPERATUR IM BEREICH EINER MINUTE ZU HAERTEN. ERFINDUNGSGEMAESS WIRD DER KLEBSTOFFANSATZ VOR DEM AUFTRAGEN AUF DIE FUEGETEILE EINER VORREAKTIONSZEIT VON VORZUGSWEISE 15 BIS 20 MIN BEI RAUMTEMPERATUR ODER ETWA 5 BIS 15 MIN BEI ERHOEHTER TEMPERATUR VON ETWA 30 BIS 60 GRAD C UNTERWORFEN. NACH BEENDIGUNG DER VORREAKTIONSZEIT WIRD DER KLEBSTOFFANSATZ SOFORT AUF ODER UNTER RAUMTEMPERATUR ABGEKUEHLT. ANWENDUNG FINDET DIESE ERFINDUNGSGEMAESSE LOESUNG IN DER ELEKTRO-, FEINGERAETETECHNIK UND KONSUMGUETERPRODUKTION.
Description
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Verfahren zur Verkürzung der Härtezeit von Klebstoffen
Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verkürzung der Härtezeit von an sich kalthärtenden Zwei- oder Mehrkomponenten-Klebstoffen als Voraussetzung für ihre Anwendung bei mechanisierten und automatisierten Klebprozessen in der Massenfertigung.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen
Es ist bekannt, daß kalthärtende Reaktionsklebstoffe, insbesondere amin- oder amidhärtbare Epoxidharzklebstoffe, nach verschiedenen Varianten gehärtet werden können.
Dabei beträgt die Härtezeit bei einer reinen Kalthärtung bei Raumtemperatur (RT) meist mehrere Tage, bei einer Heißhärtung > 9O0C immer noch einige Stunden. Erst bei einer sog. Temperaturschockhärtung an sich kalthärtender Klebstoffe bei Härtetemperaturen von 300 bis 4000C, die jedoch nicht für alle Klebstoff typen verträglich ist, werden Härtezeiten von wenigen Minuten erreicht.
λ mn in η η .. /\ J ο Γ» Π Ο
240 3 8 7 2
Dieser Vorteil wird jedoch weitgehend wieder ,dadurch aufgehoben, daß eine so gehärtete Klebverbindung anschließend zum Spannungsausgleich im Klebstoff langsam (etwa in 2 bis 4 h) von Härtetemperatur auf RT abgekühlt werden muß. Damit sind alle diese Härtevarianten für mechanisierte bzw. automatisierte Klebprozesse in der Massenfertigung ungeeignet.
Es wurde bereits vorgeschlagen (WP C 09 J/210 647) an sich kalthärtende Klebstoffe bei erhöhter Temperatur lediglich anzuhärten, die Klebverbindung anschließend sofort auf RT abzukühlen und die endgültige Aushärtung bei RT vorzunehmen. Nach ' eigenen umfangreichen Untersuchungen sind hierbei je nach Reaktivität der Klebstoffe Härtezeiten von etwa 2 bis 10 min bei einer Härtetemperatur von 950C +3 K erreichbar (Härtetemperaturen über 1000C sind nicht anwendbar, da der dann in der Klebfuge sich bildende Wasserdampf zur Porenbildung im Klebfilm führt). Dies ist insbesondere für automatisierte Klebprozesse in der Massenfertigung unzureichend, bei denen Härtezeiten im Bereich von einer Minute gefordert werden.
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Ziel der Erfindung
Es ist Ziel der Erfindung, ein Verfahren au entwickeln, welches die Voraussetzung für mechanisierte und automatisierte Klebprozesse mit kürzester Härtezeit in der Massenfertigung schafft.
Das Wesen der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Verkürzung der Härtezeit von Klebstoffen, insbesondere kalthärtender Reaktionsklebstoffe vorwiegend amin- oder amidhärtbarer Epoxidharzklebstoffe - zu entwickeln, mit dem Härtezeiten im Bereich einer Minute erreicht werden.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die an sich kalthärtenden Reaktionsklebstoffe auf Epoxidharzbasis, bevor sie eine Anhärtung bei erhöhter Temperatur erfahren, einer Vorreaktionszeit der Klebstoffmischung bei RT oder leicht erhöhter Temperatur unterworfen werden. Die Vorreaktionszeit beträgt dabei Je nach Reaktivität der Harz/Härtermischung und in Abhängigkeit von der Ansatzmenge etwa 15 bis 6o min bei RT oder etwa 5 bis 15 min bei Temperaturen von etwa 30 bis 60°C Uach Beendigung dieser Vorreaktionszeit wird die Klebstoffmischung zur Verlängerung ihrer Gebrauchsdauer in bekannter Weise auf oder unter RT abgekühlt.
Eine derartige Vorreaktionszeit an sich kalthärtender Klebstoffe führt bei ihrer anschließenden Heißhärtung
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überraschenderweise bei konstanten Härtezeiten zu beachtlichen Pestigkeitssteigerungen der Klebverbindung oder bei einer Anhärtung bei erhöhter Temperatur bis zu einer konstanten Anfangsfestigkeit der Klebverbindung zu einer beträchtlichen Verkürzung der Härtezeiten (s· Ausführungsbeispiele).
Dies steht im Widerspruch zu der bisher gültigen Erkenntnis, daß eine derartige Vorreaktion kalthärtender Klebstoffe zwar ihre Empfindlichkeit gegenüber Umwelteinflüssen, insbesondere gegen hohe relative Luftfeuchten verringert, auf Grund der fortschreitenden Vernetzung der Klebstoffkomponenten und dem damit verbundenen Viskositätsanstieg der Klebstoffmischung bei Kalt- oder Normalhärtung (24 h RT + 2 h 9O0C) der Klebstoffe eine schlechtere Benetzung der Fügeteiloberflachen verbunden mit einem Festigkeitsabfall der Klebverbindungen zur Folge hat.
Ausführungsbeispiel
Die Erfindung soll nachstehend an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Bei beiden Klebstoffen handelt es sich dabei um an sich kalthärtende Systeme auf Epoxidharzbasis, wobei Nr. eine reaktive Klebstoffmischung mit einem aliphatischen Amin als Härter darstellt und Nr. 2 ein relativ reaktionsträges System mit einem aromatischen Aminoamid als Härter.
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Wie Tabelle 1 zu entnehmen ist, tritt bei beiden Klebstoffsystemen mit steigender Vorreaktionszeit bei Normalhärtung der Klebstoffe der bekannte Festigkeitsabfall auf, während bei der Heißhärtung im Gegensatz dazu ein beträchtlicher Festigkeiteanstieg zu verzeichnen ist (Zugscherfestigkeit nach TGL 14 910/02; Fügeteilwerkstoff: Al Mg 3 P 26; Oberflächenbehandlung: bei Nr. 1 a entfettet, bei Nr. 2 α entfettet und gebeizt). Der Festigkeitsunterschied nach 45 min Vorreaktionszeit beim Klebstoff Nr. 1 beträgt immerhin etwa 80 % (vgl. Zeile 3 und 6 in Tabelle 1) und beim Klebstoff Nr.2 nach 60 min Vorreaktionszeit etwa 105 % (vgl. Zeile
9 und 12 in Tabelle 1) und dies, obwohl für beide Systeme die gewählte Härtezeit von 2 bzw. 3 min bei 950C als zu niedrig anzusehen ist (s. Zeile 4 und
10 in Tabelle 1).
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| Kleb | Vorreaktions | /min/ |
| stoff | zeit | |
Härtung
δ r
| ohne | 24h bei RT | + 2h bei | 90υσ | s 100 |
| 30 | Il | - 21,1 | ||
| 45 | Il | - 36,6 | ||
| ohne | 2 min bei | 950C | - 34,9 | |
| 30 | Il | - 13,8 | ||
| 45 | Il | + 13,0 | ||
| ohne | 24h bei RT | + 2h bei | 900C | = 100 |
| 30 | Il | - 13,8 | ||
| 60 | Il | - 46,2 | ||
| ohne | 3 min bei | 950C | - 4,1 | |
| 30 | Il | + 0 |
+ 9,7
Tabelle 1: Einfluß der Vorreaktionszeit eines 100 g Ansatzes bei RT auf die Zugscherfestigkeit bei konstanten Härtebedingungen
Wird nun anstelle der in Tabelle 1 erkennbaren Festigkeitssteigerung bei Heißhärtung an sich kalthärtender Reaktionsklebstoffe durch die Vorreaktion lediglich eine konstante Anfangsfestigkeit der Klebverbindung von etwa 5 N/mm2 durch eine Anhärtung bei erhöhter Temperatur angestrebt, so können die hierfür notwendigen Härtezeiten entscheidend verkürzt werden (s. Tabelle 2).
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Klebstoff
Vorreaktionszeit /min/
Anhärtezeit bei 95 C
| ohne | 90 | |
| 1 | 30 | 60 |
| 45 | 30 | |
| ohne | 150 | |
| 2 | 30 | 120 |
| 60 | 90 |
Einfluß der Vorreaktionszeit eines 100 g - Ansatzes bei RT auf die Härtezeit bei konstanter Anfangsfestigkeit der Klebverbindung
Claims (2)
- 7Erfindungsansprüche1· Verfahren zur Verkürzung der Härtezeit von Klebstoffen, insbesondere an sich kalthärtender
amin- oder amidhärtbarer Reaktionsklebstoffe auf Epoxidharzbasis, die bei erhöhter Temperatur gehärtet oder angehärtet werden, gekennzeichnet dadurch, daß der Klebstoffansatz vor dem Auftragen auf die Fügeteile
einer Vorreaktionszeit von vorzugsweise 15 bis
6o min bei Raumtemperatur oder etwa 5 bis 15 min bei erhöhter Temperatur von etwa 30 bis 600C
unterworfen wird. - 2. Verfahren zur Verkürzung der Härtezeit von Klebstoffen nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Klebstoffansatz nach
Beendigung der Vorreaktionszeit sofort auf oder
unter Raumtemperatur abgekühlt wird·
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DD24038782A DD205919A1 (de) | 1982-06-02 | 1982-06-02 | Verfahren zur verkuerzung der haertezeit von klebstoffen |
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1982
- 1982-06-02 DD DD24038782A patent/DD205919A1/de unknown
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