Chemie tekutých lepidel

Chemické reakce epoxidových lepidel jsou postupné polymerace, což znamená, že pro každou reaktivní skupinu „A“ musí existovat reaktivní skupina „B“, se kterou může reagovat. U dvousložkových systémů jsou A a B v oddělených stranách a mísí se prostřednictvím trysky. U jednosložkových systémů je jedna ze složek aktivována pomocí tepla, světla, tlaku nebo jiného zdroje energie, který umožňuje průběh reakce.

 

Epoxidová lepidla se nejčastěji používají pro aplikace s velmi vysokým zatížením a/nebo malou plochou lepení. Epoxidy patří k nejstarším syntetickým chemickým materiálům pro lepidla, jejichž počátky sahají do 40. let 20. století. Dlouhá historie a značný počet dostupných reaktivních chemikálií činí z epoxidů jednu z nejrozmanitějších chemikálií pro lepidla. K dispozici jsou receptury pro nízké a vysoké teploty, pružné a tuhé, tvrzené a křehké atd. Epoxidová lepidla se nejčastěji používají pro konstrukční aplikace, kde je velmi vysoké zatížení a/nebo malá plocha spoje. Epoxidová chemie, která je běžná v leteckém a obranném průmyslu a v průmyslové dopravě, se používá také v případech, kdy jsou kladeny požadavky na působení teploty nebo chemických látek.

Primární výhody + Velmi vysoká mez pevnosti + Vynikající odolnost proti teplotám a vlivům prostředí + Dlouhá skladovatelnost při pokojové teplotě Primární nevýhody - Pomalá reakce - Vyžadují velmi čisté podklady - Vyšší náklady u vysoce technologických formulací

---

Podobně jako v epoxidové chemii jsou polyuretanové reakce postupnou polymerací, která vyžaduje reaktivní skupinu „A“ a „B“. U dvousložkových systémů jsou A a B v oddělených stranách a mísí se prostřednictvím trysky. U jednosložkových systémů pochází druhá reaktivní skupina z okolní vzdušné vlhkosti a vytvrzuje lepidlo zvenčí dovnitř.

 

Polyuretanová lepidla poskytují flexibilitu a používají se k lepení tradičních stavebních materiálů. Polyuretany jsou nejznámější v jiných formátech, jako je pěna, syntetická pryž nebo nátěry. Polyuretany jsou ale také skvělými pryskyřicemi pro lepidla a jako lepidla mají mnoho stejných vlastností: například pružnost, absorpci energie a trvanlivost. Polyuretanová lepidla se nejčastěji používají v průmyslových odvětvích, jako je stavebnictví, která vyžadují lepení tradičních materiálů (např. dřeva, cihel, betonu). Díky své jedinečné flexibilitě a vlastnostem absorpce energie však vysoce technická polyuretanová lepidla našla uplatnění i v mnoha dalších průmyslových aplikacích, např. v dopravě.

Primární výhody + Pružnost při vytvrzování + Vysoká pevnost v odlupování + Přilnavost k většině tradičních materiálů + Vysoká míra vyplnění nerovností Primární nevýhody - Pomalá reakce - Horší přilnavost ke sklu a kovu bez základního nátěru - Omezená trvanlivost

---

 

Dvousložkové akrylátové reakce se nazývají „radikálová polymerace“. Jedna ze složek obsahuje „iniciátor“, který umožňuje zahájení reakce; po jejím zahájení probíhá proces polymerace velmi rychle. Jednosložková lepidla jsou při zahájení reakce závislá na okolní vzdušné vlhkosti nebo UV záření. Akryláty mohou být také emulgovány ve vodě a použity jako stříkatelné nebo nátěrové lepidlo, často používané pro velkoplošné laminování.

 

Akrylová lepidla se vyznačují rychlým vytvrzováním a lepením na širokou škálu materiálů. Kyanoakryláty (jeden z příkladů akrylové skupiny) byly objeveny během druhé světové války při hledání plastického materiálu pro použití ve zbraních. Tato technologie byla původně přehlížena, protože se při zpracování na všechno lepila! Od té doby akrylová chemie ohromně pokročila a zahrnuje dvousložková, světlem vytvrzovaná a mnoho dalších forem průmyslových lepidel. Akrylová tekutá lepidla jsou nejznámější pro svou rychlost vytvrzování. Některá akrylová lepidla jsou schopna dosáhnout pevnosti ve střihu 1000 psi během jedné minuty. Díky této rychlosti procesu s vysokou mezní pevností jsou akrylátová lepidla vhodná pro procesy, které vyžadují rychlou průchodnost, například v elektronice.

Primární výhody + Velmi rychlé vytvrzování + Schopnost lepit nejrůznější materiály + Nejméně citlivý na přípravu povrchu Primární nevýhody - Nižší odolnost vůči mnoha drsným prostředím ve srovnání s epoxidovými nebo polyuretanovými lepidly - Vyšší citlivost na skladovací podmínky

---

Chemické reakční mechanismy silikonů jsou velmi podobné polyuretanům, ale jejich anorganická povaha (páteř tvoří křemík, nikoli uhlík) znamená, že vytvořené vazby jsou odolnější vůči vysokým teplotám. Pro usnadnění zpracování se často přidávají oleje pro zlepšení toku a smáčení, zejména u jednosložkových systémů. Vyluhování těchto olejů může v průběhu životnosti lepidla způsobovat estetické problémy.

 

Silikonová lepidla snášejí vysoké teploty a působení chemikálií a jsou vhodná pro průmyslové aplikace. Tekuté silikony mají velmi nízké povrchové napětí, což znamená, že snadno smáčejí mnoho povrchů - dokonce i ty s velmi nízkou povrchovou energií, jako je PTFE. Není divu, že silikonový tmel poměrně dobře přilne téměř ke každému povrchu v domácnosti od kuchyně po koupelnu. Silikonová tekutá lepidla jsou nejznámější jako „tmely“, které se široce používají v mnoha průmyslových odvětvích. Jejich schopnost lepit širokou škálu materiálů a snášet vysoké teploty a působení chemikálií se však hodí pro mnoho průmyslových lepicích aplikací. Jsou relativně levná, běžně se používají ve stavebnictví a konstrukcích. Dvousložkové silikony mají velmi vysokou teplotní odolnost, s mnoha aplikacemi pro spotřebiče nebo solární zařízení.

Primární výhody + Silikony jsou samy o sobě LSE materiály, relativně odolné vůči plísním a houbám + Vysoká teplotní odolnost + Těsnicí a pružné vlastnosti Primární nevýhody - Nižší pevnost - Přidané oleje se mohou časem vyluhovat

---

Přírodní kaučuk (polycis-isopren) se mechanicky zpracovává, aby se získaly polymery s nižší molekulovou hmotností, které lze snadno rozpustit nebo dispergovat v rozpouštědle. Mohou být použity také syntetické polymery (např. blokové kopolymery styrenu a isoprenu). Přidávají se přilnavé látky, jako je pinen (mimo jiné z borovicové mízy), které lepidlu dodávají dodatečnou lepivost a umožňují jeho použití jako tlakocitlivé lepidlo používané na lepicích páskách.

 

Kaučuková lepidla jsou nejstarší používanou skupinou tekutých lepidel. Přírodní kaučuk se používal jako lepidlo již před průmyslovou revolucí. Dodnes se většina přírodního kaučuku používaného pro výrobu lepidel „udí“, aby se odstranily plísně nebo bakterie, které mohou časem nepříznivě ovlivnit spoj. (Chemie tohoto „uzení“ je ve skutečnosti podobná chemii uzení masa za účelem jeho konzervace.) Ačkoli mnoho kaučuků používaných pro lepidla pochází z přírodních zdrojů (např. z kaučukovníku Hevea), „kaučuk“ se může vztahovat také na syntetické materiály, jako je polychloropren (neopren) nebo různé blokové kopolymery (např. SBR). Jejich schopnost „taktifikace“ z nich činí atraktivní, levné řešení pro velkoplošné laminační spoje nebo spoje vyžadující okamžitou manipulační pevnost a nižší mez konečné pevnosti.

Primární výhody + Okamžitá manipulační pevnost + Schopnost lepit mnoho povrchů, včetně materiálů LSE + Rozpouštědlový nebo vodní nosič umožňuje snadnou aplikaci na velké plochy Primární nevýhody - Nízká pevnost - Nižší odolnost vůči okolním podmínkám (např. UV záření, teplota) - Pro dosažení dobré přilnavosti k materiálům LSE vyžaduje použití rozpouštědel při výrobě kaučukových lepidel

 

---