Fachinformationen rund um's Kleben von

ABS kleben

Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) ist heute ein Alltags-Kunststoff, der aufgrund seiner Oberflächenhärte, hohen Schlagfestigkeit sowie guten Beständigkeit gegen Witterungseinflüsse, Alterung und Chemikalien eine hohe Verbreitung findet: etwa für Sanitär-Rohre oder Gehäuse von Haushalts- und Elektrogeräten. Leider lässt sich das niedrigenergetische ABS nicht vollkommen problemlos mit üblichen Klebstoffen kleben und meist gelingt dies auch erst nach einer Oberflächenbehandlung.

ABS – Struktur

Der Hartkunststoff Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymerisat (kurz ABS) ist ein synthetisches Polymer der drei verschiedenen Monomere Acrylnitril, 1,3-Butadien sowie Styrol. ABS zählt zu den amorphen Thermoplasten. Großtechnisch wird ABS entweder durch das Vermischen der Polymere oder aber durch Pfropfcopolymerisation erzeugt. In flüssiger Phase lässt es sich mittels Extrusion oder im Spritzgussverfahren formen. Grundsätzlich trägt das Butadien zur Gesamthärte und Schlagfestigkeit bei, das Acrylnitril zur Oberflächenhärte und zur chemischen Beständigkeit. 

Eigenschaften

Acrylnitril-Butadien-Styrol oder ABS in Rohform ist ein farbloser bis grauer oder gelber Feststoff. Gegenüber schlagfestem Polystyrol (PS) z.B. verfügt ABS im Allgemeinen über eine verbesserte Wärmeformbeständigkeit, gute Alterungsbeständigkeit und mechanische Festigkeiten, wie hohe Oberflächenhärte und gute Schlagfestigkeit. Hinzu kommen die gute Beständigkeit gegen Witterungseinflüsse und Chemikalien: ABS ist unlöslich in Ethanol, Mineralölen, Ölen und Fetten, verdünnten Säuren oder Laugen.

Technische Daten ABS

Zugfestigkeit33 bis 55 N / mm2
Dichte1,03 bis 1,11 g / cm3
Elastizitätsmodul1900–2700 MPa (nach DIN 53457)
Wärmeleitfähigkeit0,18 W / mK
Reißdehnung (DIN 53455)15 bis 30 %
linearer Ausdehnungskoeffizient60–110 x 10−6 /K
elektrische Durchschlagsfestigkeitbis zu 120 kV / mm
spez. Wärmekapazität1,3 kJ / kgK
Dauergebrauchstemperaturmax. 85 bis 100 °C
ABS schmilzt ab einer Temperatur von220–250 °C
kleberelevante Oberflächenenergie35 … 42 mN/m

Anwendungsgebiete:

Der Thermoplast ABS mit seiner hohen Oberflächenhärte und Schlagfestigkeit sowie kratzfesten, mattglänzenden Oberfläche, eignet sich speziell für Kunststoffgehäuse aller Art. Zudem zeichnet es sich für eine ganz besondere Eigenschaft aus, die das Material gegenüber anderen verbreiteten Kunststoffen abhebt: ABS eignet sich nach Vorbehandlung nämlich hervorragend zum Beschichten mit Polymeren und Metallen durch Galvanisieren, sowie außerdem zum Lackieren und Bedrucken. Da galvanisch aufgebrachte Metallschichten auf ABS gut haften, ermöglicht dies z. B. verchromte Oberflächen auf ABS-Kunststoffteilen, wie sie beispielsweise bei Espressomaschinen zu finden sind.

Konsum- und Haushaltsprodukte dominieren den weltweiten Markt bei Acrylnitril-Butadien-Styrol. Deutlich mehr als 50% der westeuropäischen ABS-Produktion gehen in die Elektro- und Automobilindustrie. Thermogeformte Erzeugnisse aus Platten und Folien sind Beispiele für den Einsatz von ABS. Hinzu kommen Sanitär-Rohre, Gehäuse von Haushalts- und Elektrogeräten, Computern, Telefonen, Möbel-Kantenbänder (Umleimer), Spielzeug-Bausteine,  Hartschalen-Koffer, Motorrad- und Sporthelme, sowie andere Konsumgüter mit erhöhten Anforderungen an die Schlagzähigkeit. Außerdem findet es zunehmend Verbreitung als Roh-Werkstoff für 3D-Drucker.

Geläufige Handels- bzw. Markennamen von ABS sind:

  • Terluran (BASF)
  • Magnum (Dow)
  • Lustran/Novodur (Lanxess)
  • Cycolac (GE Plastics)
  • Senosan (Senoplast)

 

ABS Kleben

Leider lässt sich das niedrigenergetische ABS nicht problemlos mit normalen Klebstoffen kleben. So „blumen“ z.B. viele der üblichen Sekundenkleber aus und bilden unschöne weiße Ränder. Nur wenige Klebstoffe verfügen über die Eigenschaft, diesen Kunststoff effektiv mit sich selbst und anderen Materialien zu kleben.

So kann das Kleben von ABS mit ABS gut etwa mithilfe eines Lösungsmittels, wie Methylisobutylketon erfolgen. ABS mit ABS kann aber auch mit Methyl-Ethyl-Keton (MEK) / Butanon und Dichlormethan (Methylenchlorid) geklebt werden. Optimales Vorgehen: Klebeflächen reinigen, trocknen. Klebeflächen einmalig ein- oder beidseitig einstreichen und vor dem zusammenpressen kurz ablüften lassen.

Profitipp: Die Viskosität eines Lösemittels lässt sich verbessen, wenn etwa Granulat des betreffenden Kunststoffes zugefügt wird.

Achtung: Methyl-Ethyl-Keton (MEK) ist reizend und leicht entzündlich. Daher stets die Anweisungen und Sicherheitsdatenblätter des jeweiligen Herstellers beachten. Ebenfalls kann das Material in Aceton angeweicht werden um dann gut fixiert voll durchzutrocknen, was circa 10 Stunden bei 20°C dauert. Ebenso funktionieren bei ABS auch lösemittelhaltige Klebstoffe mit Äthyacetat oder Dichloräthylen oder Cyclohexanon.

Zum Kleben von ABS auf Gummisubstrate eignet sich beispielsweise der lösemittelhaltige Kunststoff-Klebstoff Scotch-Weld 1099 von 3M auf Nitrilkautschukbasis, der höchste Festigkeiten nach Hitzeaktivierung erreicht.

2-Komponenten-Konstruktionsklebstoff auf Epoxidharzbasis wie Scotch-Weld DP 100 von 3M erlaubt mechanisch stark beanspruchte Klebungen von ABS mit anderen Werkstoffen wie Metallen (Stahl, Aluminium, Kupfer, Messing) und einer Vielzahl von Kunststoffen wie PC, Hart-PVC, GFK, Glas sowie Keramik – dies bevorzugt für größere Flächen. Die Klebeflächen sind vorher zu trocknen, anzurauen, mit Methanol zu entstauben/entfetten. Im Anschluss kurz ablüften lassen. Bei einer Verarbeitungszeit von 3 bis 5 Minuten ist die erste Belastung der gefügten Teile bereits nach sehr kurzer Zeit möglich.

Sekundenkleber eignen sich unter anderem zum Kleben von ABS mit Aluminium oder Messing und bevorzugt für kleine Flächen. Dabei zuvor sowohl ABS als auch das Metall anrauen und mit Lösungsmittel reinigen, hierbei auf fettfreie Finger und Werkzeuge achten – zu nennen sind hier beispielsweise die 3M Scotch-Weld Klebstoffe PR 100 oder PR1500 –mittelviskose Cyanacrylat-Klebstoffe auf Ethylcyanacrylat-Basis für das hochfeste Kleben sowie Klebfugen mit mittlerem Spaltmaß.

Auf dem Markt sind auch praktische Sekundenkleber-Stifte für fixe Reparaturen in Werkstatt, Haushalt, Kellersowie in Freizeit und Modellbau. Für ein hochfestes Kleben von Kunststoffen wie ABS enthalten diese einen wirksamen mittelviskosen Cyanacrylat-Klebstoff.

Profitipp: Um die Adhäsions- und Alterungseigenschaften von Klebverbindungen zu verbessern, empfiehlt sich hier unbedingt der Einsatz von Primern, wie dem Scotch-Weld AC 77 speziell für Cyanacrylat-Klebstoffe. Dieser erhöht die Oberflächenenergie von schwierig zu verbindenden niederenergetischen Kunststoffen wie ABS.

Klebebänder

Besonders Metallklebungen zusammen mit ABS lassen sich auch mit den klassischen 3M VHB Klebeband Typen bewerkstelligen. Diese eignen sich zum Verbinden gleicher bzw. unterschiedlicher hochenergetischer Werkstoffe, wie z.B. Aluminium, Stahl und ABS (hier mittelfeste Acrylatschaumtypen 4930, 4950, 4912, 4959, 4945). Ein Haftvermittler, wie z.B. der Primer 94 (3M) kann dabei die Klebkraft auf kritischen Oberflächen wie ABS weiter erhöhen. Für den Zusammenbau von ABS-Kunststoffgehäusen oder Stanzteilen sowie das Anbringen von Zierblenden oder Typenschildern werden oft 3M Klebebänder mit Transferklebstoff der Serie 360 verwendet. Dies auf einer Vielzahl von hoch- und niederenergetischen Oberflächen, wie z.B. Glas, ABS, PP, HDPE, LDPE.

Hinweis: Haftklebebänder sind jedoch ungeeignet für kraftübertragende Verklebungen zwischen nicht vorbehandelten Kunststoffen.

Außerdem lässt sich ABS schnell und sehr gut mit Methacrylat-Klebstoff​​​​​​​ kleben. Oftmals ist die Verbindung des Kunststoffes bei sorgfältiger Vorbereitung und Reinigung der Klebestelle so stark, dass eher der Werkstoff selbst zerbricht, bevor die Klebung nachgibt.