Fachinformationen rund um's Kleben von

Zweikomponentenklebstoff

Aus zwei wird eins

Klebstoffe, die aus zwei Komponenten (2K) bestehen, bilden sehr feste und dauerhafte Verbindungen. Und dies, wie etwa bei neu entwickelten 2K-Acrylat-Klebstoffen schon innerhalb weniger Minuten bei einer extremen Scherfestigkeit. Deswegen eignen sie sich auch zum Kleben einer Vielzahl von Materialien – nicht nur im Industriebereich.

Zweikomponentenklebstoff, auch 2K-Klebstoff genannt, zählt zu den chemisch abbindenden Klebstoffen (Reaktionsklebstoffe), der aus zwei Komponenten besteht: Einem Harz, das als Binder fungiert (bestehend aus Epoxidharzen, Acrylatharzen und andere Harzen), und Härter (Katalysator). Ggfs. kommen noch Additive wie Stabilisatoren, Thixotropiermittel, Beschleuniger, weitere sowie Farb- oder Füllstoffe hinzu. Werden diese beiden Komponenten erst kurz vor der Anwendung vermischt, wird eine chemische Reaktion in Gang gesetzt, die dazu führt, dass der Klebstoff aushärtet.

Zweikomponentensysteme härten durch chemische Reaktionen wie Polyaddition, Polykondensation und Polymerisation aus. Die Aushärte-Reaktion wird meist bereits bei Raumtemperatur gestartet, die Abbindezeit lässt sich aber i.d.R. durch Wärme stark verkürzen. Die verschiedenen Zweikomponentenklebstoffe benötigen unterschiedlich lange, bis sie reagieren und aushärten. Konkret bilden sich dabei durch die chemische Reaktion Makromoleküle, die ein stabiles Netz ergeben, zu einer strapazierfähigen, robusten Masse werden und somit sehr feste und dauerhafte Verbindungen eingehen.

Daher lässt sich der Zweikomponentenklebstoff für eine feste Verbindung unterschiedlichster Materialien verwenden, darunter Stein, aber auch Beton oder Holz. Da 2K Reaktionsklebstoffe keine Lösungsmittel enthalten sind sie deshalb auch besonders geeignet für glatte, nicht poröse und feste Materialien wie z.B. Glas, Metalle, Keramik, aber auch für Gummi und Kunststoffe wie Polycarbonat, PVC, GFK, PMMA.

Arten von Reaktionsklebstoffen

  • Polymerisationsklebstoffe: (Ein- oder Zweikomponentenklebstoffe) Die Polymerisation wird durch die Reaktion mit dem Katalysator ausgelöst.
  • Polyadditionsklebstoffe: Durch die Reaktion von mindestens zwei chemisch unterschiedlichen und reaktionsfähigen Stoffen, welche im stöchiometrischen Verhältnis miteinander gemischt werden
  • Polykondensationsklebstoffe: reagieren bei einem Anpressdruck ≥0,4 N/mm2 unter abspalten flüchtiger Stoffe. Diese Nebenprodukte der Aushärtereaktion setzen u.U. Kondensate (Flüssigkeits- oder Gasmoleküle) frei, die unter Umständen die Fügeteiloberflächen angreifen oder zum Aufschäumen der Klebstoffschicht führen können.

Zweikomponentenklebstoffe und ihre Vorzüge

Zweikomponentenklebstoffe sind recht weit verbreitet, weil sie gut lagerfähig sind und erst mit der Mischung beginnen abzubinden und zudem ohne Lösemittel, mit all ihren Nachteilen, auskommen. Sie haben den Vorteil, dass sie langzeitbeständig und wärmefest sind. Und dabei kommt es auf die Mischung an, denn über das Mischverhältnis von Härter und Binder können die Eigenschaften des Zweikomponentenklebstoffess gut gesteuert werden. Zweikomponentenklebstoffe sind im Gegensatz zu den meisten anderen Klebstoffen resistent gegen Öle und andere aggressive Stoffe. Bei Metallverbindungen sollten die Klebestellen aber vor dem Fügen durch anschleifen von anhaftenden Oxidschichten befreit werden.

Beispiele für zweikomponentige Klebstoffe:

  • Ungesättigte Polyesterharze (UP-Harze)
  • Epoxidharze (EP-Harze)
  • Methylmethacrylatklebstoff
  • Fibrinkleber (Medizin)

Beispiele für 2K-Klebstoffe:

KunststofftypReaktionsbedingungenAnzahl der
Komponenten
AbbindetemperaturReaktionsprodukteAnwendung
EpoxidSäureanhydride2warmMetalle, Keramik,
Kunststoffe
EpoxidPolyamine2kaltMetalle, Keramik,
Kunststoffe
PolysocyanatePolyole2kaltMetalle, Keramik,
Kunststoffe
Harnstoff
Formaldehyd
Styrol oder
Methacrylate
2kaltbleiben in der
Klebeschicht
Metalle, Keramik,
Kunststoffe

Weitere Beispiele / neue Entwicklungen

  • 2K Epoxyklebstoffe bilden eine sehr reaktionsfähige, chemische Verbindung. Nach der Vermischung erreicht der 2K-Klebstoff eine außerordentliche Festigkeit bei einer Temperaturbeständigkeit bis 120 °C. Er eignet sich zum Verkleben von Metallen, Keramik, Glas, Stein und vielen harten Kunststoffen.

Aktuell sind neuartige 2K Acrylat-Klebstoffe, wie etwa Acrylat-Klebstoffe von 3M auf den Markt gekommen, die die Mängel bisheriger Acrylat-Klebstoffe beseitigen – dazu gehören:

  • intensiver und strenger Geruch
  • längere Aushärtezeiten – einhergehend mit Verzögerungen im Produktionsprozess
  • geringere Schlagfestigkeit (wodurch die Verklebung spröde werden kann)
  • begrenzte Haltbarkeit.

So härtet der neu entwickelte 2K Acrylat-Klebstoff nun sehr schnell aus und entfaltet seine Scherfestigkeit von 6,9 MPa schon in weniger als neun Minuten. Damit härtet er fast doppelt so schnell aus wie herkömmliche Acrylat-Klebstoffe. Zudem wurde die Schlagfestigkeit des lösemittelfreien Klebstoffes verbessert: Er ist über dreimal schlagfester als bisherige Acrylat-Klebstoffe, findet nicht nur auf verschmutzten oder leicht öligen Oberflächen Anwendung und strahlt nur noch eine sehr geringe Geruchsbelästigung aus, was ein komfortableres Arbeiten ermöglicht.

Zweikomponentenklebstoffe auf synthetischer Kautschukbasis (Kontaktkleber) sind geeignet für die rasche, unkomplizierte und zuverlässige Verklebung von Teilen aus PTFE. Sie verfügen über eine ausgeprägte Soforthaftung. Dadurch lassen sich etwa auch Klebungen an Decken oder senkrechten Flächen gut durchführen.

Die Auswahl eines geeigneten 2K-Klebstoffes sollte u.a. nach folgenden Kriterien erfolgen:

  • der Eignung für spezielle Werkstoffe
  • hohe Temperaturbeständigkeiten
  • kurze oder lange Verarbeitungszeiten
  • Zähelastische, flexible oder harte Formulierungen
  • Viskosität, d.h. von sehr gut bis nicht fließend (thixotrop)
  • besonders hohe Leistungsfähigkeit und Beständigkeiten