Klebstoffe für Dichtungsanwendungen
Die leistungsstarken Ein- und Zweikomponenten-Industriedichtstoffe von Deepmaterial lassen sich einfach auftragen und sind in praktischen Applikatoren erhältlich. Sie bieten kostengünstige Lösungen für High-Tech-Anwendungen. Unsere Dichtungsprodukte bestehen aus Epoxiden, Silikonen, Polysulfiden und Polyurethanen. Sie sind zu 100 % reaktiv und enthalten keine Lösungs- oder Verdünnungsmittel.
Was ist der Unterschied zwischen Klebstoffen und Dichtstoffen?
Dichtstoffe sind Polymere mit einer dichten Molekularstruktur, die kein Eindringen ermöglicht. Sie enthalten schnell trocknende Epoxidharze, die für ein glattes Finish sorgen. Klebstoffe sind eine viel komplexere Struktur, die auf zellulärer Ebene haften und binden soll.
Klebstoffe vs. Dichtstoffe
- Dichtstoffe dienen dazu, Lücken zwischen Oberflächen zu schließen und das Eindringen von Staub, Wasser oder Schmutz zu verhindern. Klebstoffe werden im Allgemeinen hergestellt, um zwei Oberflächen so zusammenzuhalten, dass sie nicht getrennt werden können.
- Dichtstoffe haben eine geringere Festigkeit und eine hohe Dehnung/Flexibilität und werden nicht zum Zusammenkleben von Materialien verwendet, während Klebstoffe dazu gedacht sind, zwei Dinge durch Adhäsion zusammenzuhalten.
- Dichtstoffe verfügen nicht immer über die für eine langfristige Haftung erforderliche Klebekraft und Klebstoffe trocknen nicht richtig, wenn sie auf einer Außenfläche verwendet werden.
- Dichtstoffe haben eine pastöse Konsistenz, die das Füllen von Lücken zwischen den Untergründen ermöglicht, und weisen nach dem Auftragen eine geringe Schrumpfung auf. Klebstoffe liegen in flüssiger Form vor, werden nach dem Auftragen fest und werden dann zum Zusammenbinden von Materialien verwendet.
- Im Gegensatz zu Dichtungsmitteln, die eine geringere Festigkeit haben und weitaus formbarer sind, fühlt sich Klebstoff fester und haltbarer an.
Effizientes Abdichten mit Klebstoffen
Dichtungen haben entscheidenden Einfluss auf die Funktion und Langlebigkeit von Anlagen, Baugruppen und Bauteilen. Und doch wird ihnen meist nur dann Aufmerksamkeit geschenkt, wenn sie scheitern. Während O-Ringe wohl die am weitesten verbreiteten Dichtungen sind und es auch einige andere Arten von statischen Dichtungen gibt, eröffnet die Klebeverbindungstechnik mit Flüssigdichtungen und Dichtungsverklebungen zusätzliche Möglichkeiten für eine zuverlässige Abdichtung.
Effizientes Abdichten mit Klebstoffen
Dichtungen haben entscheidenden Einfluss auf die Funktion und Langlebigkeit von Anlagen, Baugruppen und Bauteilen. Und doch wird ihnen meist nur dann Aufmerksamkeit geschenkt, wenn sie scheitern. Während O-Ringe wohl die am weitesten verbreiteten Dichtungen sind und es auch einige andere Arten von statischen Dichtungen gibt, eröffnet die Klebeverbindungstechnik mit Flüssigdichtungen und Dichtungsverklebungen zusätzliche Möglichkeiten für eine zuverlässige Abdichtung.
In der industriellen Produktion müssen häufig Verbindungsspalte zwischen Bauteilen abgedichtet werden, um das Eindringen von Luft, Staub, Wasser und aggressiven Chemikalien zu verhindern. Dies ist insbesondere in den Bereichen Elektronik, Automotive, Maschinenbau und Verfahrenstechnik wichtig. Typische Anwendungen sind so vielfältig wie die Branchen, in denen sie eingesetzt werden. Beispiele hierfür sind Gehäuse elektronischer Komponenten, Magnete und natürlich Fluidsysteme.
Bis zu einem gewissen Grad können Bauteile ohne zusätzliche Dichtung rein konstruktiv abgedichtet werden. Bei steigenden Anforderungen kann jedoch der Einsatz einer separaten Dichtung notwendig werden. Im Maschinenbau wird diese Aufgabe typischerweise dadurch gelöst, dass die Geometrie des Bauteils so gestaltet wird, dass eine statische Dichtung in den Fügespalt eingefügt werden kann. Je nach thermischen, chemischen und mechanischen Anforderungen bestehen Industriedichtungen meist aus Gummi, Silikonen, thermoplastischen Elastomeren oder Teflon.
Was ist mit Gummi?
Gummi ist für diese Zwecke das am häufigsten verwendete Material, und die Wahl von Produkten auf Gummibasis hat einige Vorteile: Sie dichten sehr gut ab. Der typische Druckverformungsrest für Nitrilkautschuk beträgt bei Standardbedingungen von 100 °C/24h 20 – 30 %. Darüber hinaus sind diese Kautschuke bewährt sowie thermisch, chemisch und mechanisch robust und weisen geringe Materialkosten auf. Allerdings haben sie auch Nachteile, insbesondere hinsichtlich ihrer Integration in den Produktionsprozess.
Bei einer runden Dichtungsgeometrie dürften die Nachteile unbedeutend sein und O-Ringe die wirtschaftlichste Lösung sein. Bei Dichtschnüren oder Dichtbändern, wie sie für Gehäuse verwendet werden, ist eine effiziente Produktion (schon) schwieriger. Sie erfordern eine zusätzliche manuelle Verklebung an der Verbindungsstelle, an der sich die beiden Enden berühren, was einen weiteren und möglicherweise zeitaufwändigen Prozessschritt bedeutet.
Komplexere Gummiformen können durch Stanzen oder Vulkanisieren hergestellt werden. Dies ermöglicht einfache Produktionsprozesse, die jedoch nur bei einem hohen Produktionsvolumen effizient sind, da teure Formen für jede Form vorrätig gehalten werden müssen.
Den Spalt mit thermoplastischen Elastomeren schließen
Eine Alternative bieten Dichtungen aus thermoplastischen Elastomeren (TPE). Sie werden im Spritzgussverfahren direkt auf das Bauteil aufgebracht. Sie sind robust, abriebfest und haften gut auf technischen Kunststoffen wie PA, PC oder PBT, wodurch die Dichtung auslaufsicher ist. Bei Raumtemperatur verhalten sich TPE wie klassische Elastomere, allerdings begrenzt der thermoplastische Anteil den Temperatureinsatzbereich auf 80 – 100 °C, wobei der Druckverformungsrest bei höheren Temperaturen zunimmt. Für das weit verbreitete TPU beträgt der Druckverformungsrest etwa 80 % (100 °C/24 h), für andere TPE-Typen sind Werte um die 50 % möglich.
Der Vorgang des Einspritzens ist einfacher als das Vulkanisieren, aber dennoch nicht trivial, insbesondere aufgrund der eher mäßigen Verarbeitungseigenschaften von TPUs und der Tatsache, dass für jede Geometrie ein Werkzeug benötigt wird. Darüber hinaus ist eine Mehrkomponenten-Spritzgießmaschine erforderlich, um das erneute Einlegen des Bauteils in einem zusätzlichen Prozessschritt zu vermeiden.
Erst flüssig, dann dicht
Bei Flüssigdichtungen fallen solche Investitionskosten nicht an. Bei diesen Dichtungstypen handelt es sich um fließfähige, hochviskose Produkte auf Klebstoffbasis, die je nach gewünschter Höhe und Form dosiert werden und dann in ihrer Anwendungsposition aushärten. Durch ihre Einsatzflexibilität eignen sie sich für komplexe, auch dreidimensionale Bauteilgeometrien. Ein weiterer Vorteil von Flüssigdichtungen im Vergleich zu Feststoffdichtungen besteht darin, dass sie nicht nur teilweise auf rauen Spitzen aufliegen, wodurch wellige Oberflächen besser abgedichtet werden und höhere Fertigungstoleranzen möglich sind.
Im Vergleich zu teilweise komplexen Gummi- oder TPU-Dichtungen erfordern sie weniger Prozessschritte, verkürzen die Maschinenrüstzeiten und erzeugen weniger Ausschuss als Stanzformen. Produktionsprozesse lassen sich einfach automatisieren, da für die Produktion aller Komponenten nur eine Anlage benötigt wird. Mögliche Dosierfehler in der Siegelraupe werden zur optischen Inline-Qualitätskontrolle mittels Fluoreszenz erkannt. Da es nicht mehr notwendig ist, eine große Anzahl an Dichtungen vorrätig zu halten, sind Lagerkosten kein Thema.
Bisher werden für Flüssigdichtungen häufig Produkte auf Silikon- oder Polyurethanbasis verwendet. Allerdings härten diese Zweikomponentensysteme langsamer aus und eignen sich daher besser für große Bauteile oder Kleinserien. Bei Großserien konnte der unkomplizierte und flexible Prozess, den Flüssigdichtungen ermöglichen, den Geschwindigkeitsnachteil gegenüber Gummi- oder TPU-Dichtungen oft nicht ausgleichen.
Doch schon seit einiger Zeit sind lichthärtende Einkomponenten-Acrylate auf dem Markt, die vor allem in Großserien ihre Stärken unter Beweis stellen. Hochenergetisches UV-Licht sorgt dafür, dass der Klebstoff innerhalb weniger Sekunden seine Endfestigkeit erreicht und ermöglicht so kurze Zykluszeiten und eine direkte Verarbeitung der Bauteile, die wichtige Aspekte zur Erzielung einer hohen Produktionsmenge sind.
Die guten Formrückstelleigenschaften der Materialien sorgen für eine zuverlässige Abdichtung nach dem Fügen: Durch den geringen Druckverformungsrest von bis zu 10 % (85 °C, 24 h) nehmen sie nach dem Wegfall des Drucks wieder ihre ursprüngliche Form an. Zahlreiche oberflächentrockene Ausführungen ermöglichen eine wiederholte Demontage. Darüber hinaus erfüllen vor Ort geformte Dichtungen auf Acrylatbasis dank ihrer wasserabweisenden Eigenschaften die IP67-Anforderungen. Sie sind klebstoff- und lösungsmittelfrei und haben einen Temperaturbereich von -40 bis 120 °C.
Dichten und Kleben in einem Arbeitsgang
Wenn eine Dichtung ausdrücklich unlösbar sein soll, ist die Dichtungsverklebung die ideale Lösung. Auch hier besteht die Möglichkeit, beliebige Formen zu erzeugen und Fluoreszenz zur Inline-Qualitätskontrolle zu nutzen. Ein weiterer Vorteil ist die Kraftübertragung – Klebstoffe dichten Bauteile nicht nur ab, sondern verbinden sie dauerhaft. Dies führt zu einem geringeren Platzbedarf. Schrauben sind nicht mehr erforderlich, was kleinere Gehäuse, Miniaturisierung von Baugruppen und weniger Produktionsschritte ermöglicht.
Für großvolumige Anwendungen eignen sich je nach thermischen und chemischen Anforderungen vor allem lichthärtende Acrylate und Epoxidharze. Während Epoxidharze etwas temperaturstabiler sind, bieten Acrylate eine größere Flexibilität und eine schnellere Aushärtung. Darüber hinaus gibt es für beide Produktfamilien dualhärtende Varianten. Durch die Aushärtung in Öfen oder durch Kontakt mit Luftfeuchtigkeit gewährleisten diese Klebstofftypen eine vollständige Vernetzung auch in Schattenbereichen.
Zusammenfassung
Dichtungen sind nicht nur Gummiringe. Wie bei jedem Material hat auch die Vielfalt enorm zugenommen. Die Klebetechnik mit ihren lichthärtenden Flüssigdichtungen und Dichtungsklebelösungen bietet Anwendern neue Möglichkeiten, ihr Design zu optimieren und sowohl effiziente als auch flexible Produktionsprozesse zu erreichen.
Infobox: Kompressionsset
Bei Dichtungen ist eine bleibende Verformung unerlässlich, da eine Flanschdichtung auf eine bestimmte Dicke komprimiert wird und einen Druck auf die Flanschflächen ausübt. Durch die Verformung des Dichtungsmaterials nimmt dieser Druck mit der Zeit ab. Je stärker die Verformung ist, desto mehr nimmt die Anpresskraft und damit die Dichtwirkung ab.
Diese Eigenschaft wird normalerweise als Kompressionssatz ausgedrückt. Zur Bestimmung des Druckverformungsrestes nach DIN ISO 815 oder ASTM D 395 wird eine zylindrische Probe auf 25 % (häufiger Wert) gestaucht und anschließend einige Zeit bei einer bestimmten Temperatur gelagert. Typische Werte sind 24 Stunden bei 100 °C oder 85 °C. Üblicherweise wird 30 Minuten nach der Druckentlastung die Dicke erneut bei Raumtemperatur gemessen und so die bleibende Verformung ermittelt. Je niedriger der Druckverformungsrest, desto mehr erlangte das Material seine ursprüngliche Dicke zurück. Ein Druckverformungsrest von 100 % würde bedeuten, dass die Probe überhaupt keine Formerholung zeigt.
Die Polyurethan-Dichtstoffe von Deepmaterial bieten eine starke, flexible und dauerhafte Elastomerverbindung, die gegen die Elemente abdichtet. Sie eignen sich hervorragend für anspruchsvolle Industrie-, Transport- und Bauanwendungen und können lackiert werden, sobald sich eine Haut gebildet hat. Diese Dichtstoffe sind in einer Vielzahl von Härten, Offenzeiten und Farben erhältlich, um Ihren Anwendungsanforderungen gerecht zu werden.
