Gummi kleben

Gummi bzw. gummiähnliche Materialien haben ein hohe Verbreitung in Industrie und Alltag: Etwa bei Dichtungen und Walzen, in Schwingungsdämpfern oder für Schuhwerk. Generell eignen sich für das Kleben von Gummi eine ganze Reihe unterschiedlicher Klebstoffarten. Doch der optimale Klebstoff hängt stets stark von der Mischung des Gummis und dem Einsatzzweck ab.

Ursprünglich war Naturkautschuk die rohstoffliche Ausgangsbasis von Gummi, aber auch andere Pflanzensäfte (z.B. Milchsaft). Diese verhärten beim Eintrocknen zu plastisch-elastischen Feststoffen durch Polymerisation. Denn Kautschuk besteht aus langkettigen Polyisoprenen, die sich durch Beigabe von Schwefel leicht mittels Hitze und unter Druck vernetzen lassen, wobei hochelastisches Gummi entsteht. Dieser als Vulkanisation bezeichnete Vorgang wurde 1839 erstmals von Charles Goodyear angewandt. Zuvor war Naturkautschuk selbst bereits um 1830 als Kleberohstoff üblich. Heute wird die Ausgangsbasis industriell gefertigten Gummis, nämlich Kautschuk meist synthetisch hergestellt und vulkanisiert – und zwar aus Butadien und Styrol. Weitere Rohstoffbasen sind Vinylacetat, Reinacrylat und Styrolacrylat.

Unterschieden wird zwischen:

• Weichgummi, (elastisch mit 5 bis 10 Prozent Schwefelgehalt)
• und dem festeren Hartgummi (nichtelastisch mit 30 bis 50 Prozent Schwefelanteil).

Dazwischen gibt es stark variierende Gummi-Mischungen (z.B. Moosgummi oder gummiähnliche Elastomere, wie z. B. Buna, Mipolam, Oppanol, Santopren, Elaste)

Heutzutage ist Gummi ein vielfältig genutztes Material aus der Werkstoff-Kategorie der Elastomere. Als Ausgangsbasis für vielseitige Anwendungsgebiete als elastisches und relativ strapazierfähiges Material ist es zudem extrem dehnbar. Ein Hauptteil des Ausstoßes der Gummiindustrie geht heute in die Fahrzeug-Reifenherstellung. Weitere Einsatzgebietes des Materials sind Dichtungen (O-Ringe), Walzen für diverse Verarbeitungsmaschinen, Schwingungsdämpfer, Schlauchboote, Gummibänder, Gummi-Stiefel, bzw. –sohlen etc.

Generell eignen sich für das Kleben von Gummi eine ganze Reihe unterschiedlicher Klebstoffarten. Der optimale Klebstoff für Gummi hängt jedoch immer stark von der Mischung des Gummis ab und sollte daher stets zuvor an einer kleineren Stelle getestet werden, bevor die Verklebung des Gummis großflächig durchgeführt wird.

Normalerweise lassen sich nahezu alle Arten von Sekundenklebern zum Kleben von Gummi und für unterschiedlichen Werkstoffkombinationen mit Gummi verwenden. Folgende Elastomere/Gummis haben sich dabei für die Klebung mit Sekundenkleber bewährt:

• EPDM (Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk, z.B. Vistalon, Buna AP, …)
• CIIR (Clorbutyl-Kautschuk, z.B. Chloropren, …)
• NR (Natur-Kautschuk, z.B. SMR, …)
• CR (Cloropren-Kautschuk, z.B. Neopren, …)
• IIR (Isobutylen-Isopren-Kautschuk, z.B. Polysar-Butyl)
• ACM (Polyacryl,Kautschuk, z.B. Hycar)
• SBR (Styrolbutadien-Kautschuk, z.B. Buna SB, …)
• NBR (Nitril-Butadien-Kautschuk, z.B. Buna
• CSM (Chlorsul-fonierter Kautschuk, z.B. Hypalon, Baypren)
• TPE (Thermo-plastische Elastomere, z.B. Santopren) lässt sich mit Primer etwas besser kleben.

Vorteil: Gummi-Verklebungen mit Sekundenkleber härten in wenigen Sekunden nur durch Luftfeuchtigkeit aus und ergeben schnelle und starke Verklebungen, die jedoch eher auf kleinere Flächen beschränkt sind.

Bewährt haben sich hier etwa Scotch-Weld Cyanacrylat-Klebstoffe von 3M. Sie bieten äußerst leistungsfähige Verbindungslösungen für Gummi-Gummi oder Oberflächenkombinationen wie Gummi mit Metall oder Kunststoff, Holz, Leder und Moosgummi. U.a. Im Automobilbereich lassen sich so z.B. mit Scotch-Weld PR 100, einem mittelviskosen Cyanacrylat-Klebstoff, dauerfeste Verbindungen von Gummi und Brems- bzw. Kupplungsseilen herstellen, oder Gummidichtungen mit Aluminium- oder Chrom-Bauteilen verbinden. Das gilt ebenso, wie das Kleben von Dichtungsprofilen etwa an Haustüren oder Holz-/ bzw. Kunststoff-Fenstern

Hinweise für das Kleben von Gummi mit Sekundenklebern:

• saubere Oberfläche
• einseitiger Klebstoffauftrag
• dünner Klebespalt
• beim Stoßkleben bzw. Gehrungsschnittkleben auf glatten, frischen Schnitt achten
• die Haut sollte nicht mit dem Klebstoff in Kontakt kommen

Auch Lösemittelklebstoffe verbinden als so genannte „Alleskleber“ mit guten Benetzungseigenschaften unterschiedlichste Materialien wie Gummi, Metalle, Kunststoffe, Leder, Glas oder Beton. Nach dem Verdunsten der Lösemittel erreichen sie schnell gute Festigkeiten. Der Klebstoff wird meist auf beiden Seiten aufgetragen und die Teile werden dann nach einer Ablüftzeit (Klebspanne) mit Druck zusammengefügt. Wenn mindestens eine der beiden Seiten porös ist, kann ein einseitiger Auftrag (Nassklebung) erfolgen.

Bei dem  Scotch-Weld Lösemittelklebstoff 1300L TF von 3M handelt es sich um einen solchen Gummi-Klebstoff auf Polychloroprenbasis mit guter Temperaturbeständigkeit und hoher Anfangsfestigkeit. Er eignet sich für das Kleben von allen Natur- und Kunstkautschuk-Materialien wie Neopren, Butyl-, Styren-, Butadien- und Regeneratgummi auf Metallen, Holz und diversen Kunststoffen. Lösemittelklebstoffe sind auch als sprühfähige Aerosole auf dem Markt.

Schmelzklebstoffe sind hingegen frei von Lösungsmitteln und eignen sich ebenfalls für Werkstoffkombinationen zwischen Gummi mit Leder, Glas, Kunst- und Schaumstoffen oder Metallen. Beispiele dafür sind etwa die 3M Schmelzklebstoffe der Low-Melt und Hot-Melt Technologie, die in geschmolzenem Zustand benetzungsfähig sind und durch Wärmeabgabe ohne chemische Veränderung gute Festigkeiten zu vielen Werkstoffen entwickeln.

Dispersionsklebstoffe verfestigen sich durch Verdunstung des Wassers und sind im Anlieferungszustand nicht brennbar. Nach dem Fügen besteht eine gute Wasserbeständigkeit. Anwendbar sind solche Dispersionsklebstoffe auf den unterschiedlichsten Werkstoffkombinationen mit Gummi, wie z.B.: Holz, Pappe, Leder, Kunst- und Schaumstoffe, Keramik, Glas und beschichteten Metallen.

Sehr feste, beständige und flexible Gummi-Verklebungen lassen sich auch mit 2-komponentigen Epoxidharz-Klebstoffenerzielen. Sie sind besonders geeignet für Hartgummi zusammen mit einem breiten Spektrum an Werkstoff-Kombinationen.

K = Kontaktkleber/ Alleskleber

C = Cyanacrylat/Sekundenkleber

Hinweis: Silikon und Heißklebepistole sind ungeeignet zum Kleben von Gummi – sie bilden mit Gummi eine zu schwache Verbindung aus.

Gummi zählt zu den Werkstoffen mit einer niederenergetischen Oberfläche: D.h., selbst, wenn ein Klebstoff gut benetzt ist, was auch nicht immer ganz so leicht ist, ist die zum Ablösen erforderliche Energie außerordentlich gering. Meist wird deswegen die Oberflächenenergie erhöht, zum Beispiel durch Plasmabehandlung, abflammen oder eben durch Vorbehandlung mit einem Haftvermittler (Primer). Dieser dringt in die Oberflächenschicht ein und vergrößert so die Oberflächenenergie. Gerade bei Metall- oder Kunststoff zu Gummi-Verbindungen verbessern Primer das Haftvermögen. Oftmals handelt es sich dabei um polare Dispersionen von Pigmenten, Polymeren sowie Vernetzern. Unterschieden wird zwischen wässrigen und lösungsmittelbasierten Haftvermittlern sowie zwischen 1K- und 2K-Haftsystemen. Bei Zweikomponenten-Haftsystemen wird vorab ein Primer auf die Metalloberfläche aufgebracht. Erst nach dem Abtrocknen des Primers wird dann der tatsächliche Haftvermittler aufgetragen.

Grundsätzlich ist aber bei Gummi-Klebungen eine gründliche Reinigung der zu klebenden Oberflächen erforderlich. Es empfiehlt sich eine Entfettung mit Nitroverdünnung und das Aufrauen mit Sandpapier, so wie man es etwa von einer Fahrradreifen-Reparatur her kennt.

Nicht immer lässt sich so leicht herausfinden, ob es sich bei dem zu klebenden Material um Gummi oder PVC handelt. Hier lässt sich aber die Nase als Messgerät einsetzen: Einfach eine Stoffprobe an eine Feuerzeug-Flamme halten: Während das Anbrennen von Gummi einen eigentümlich abstoßenden Geruch nach verbannten Haaren erzeugt, wird das Thermoplast PVC hingegen beim Erhitzen zunächst weich und klebrig bevor es schließlich brennt.