Co je lepidlo a jak funguje? Praktický úvod do technologie lepení

Video: základy technologie lepení

Dvě krátká videa Melkib shrnují základní principy adheze, koheze, přípravy povrchu a praktického výběru technologie lepení.

Co je lepidlo?

Evropská norma EN 923:2015 definuje lepidlo jako nekovovou látku schopnou spojovat materiály vazbou k jejich povrchům, tedy adhezí, přičemž vzniklý spoj má dostatečnou vnitřní pevnost neboli kohezi.

V praxi to znamená, že kvalitní spoj potřebuje současně dvě věci: lepidlo musí dobře vytvořit kontakt s podkladem a po vytvrzení musí mít dostatečnou vnitřní pevnost pro požadované zatížení.

Adheze a koheze

Adheze je vazba mezi lepidlem a povrchem spojovaného materiálu. Ovlivňuje ji chemická kompatibilita, čistota, smáčení i stav povrchu.

Koheze je soudržnost uvnitř samotné vrstvy lepidla. Závisí na formulaci produktu a na tom, zda proběhlo vytvrzení za správných podmínek.

Při analýze poruchy spoje je důležité rozlišovat, zda k lomu došlo na rozhraní lepidlo–podklad, uvnitř lepidla nebo v samotném materiálu.

Na čem závisí adheze?

Pro stabilní lepený spoj je potřeba, aby lepidlo vytvořilo dostatečný kontakt s povrchem a aby rozhraní nebylo oslabeno olejem, prachem, separačním prostředkem nebo jinou vrstvou s nízkou soudržností.

1. Drsnost a mechanická příprava povrchu

Zdrsnění může odstranit slabou povrchovou vrstvu, zvětšit skutečnou kontaktní plochu a vytvořit vhodnější topografii pro lepení. Používá se například broušení, tryskání nebo jiná kontrolovaná mechanická úprava.

Není však pravda, že vyšší drsnost vždy znamená vyšší pevnost spoje. Příliš agresivní opracování může poškodit povlak, přehřát polymer, odhalit vlákna kompozitu nebo vytvořit prach, který se stane novou kontaminací. Mechanickou přípravu proto volte podle materiálu a TDS konkrétního lepidla.

2. Čistota a odmaštění

Před lepením je často nutné odstranit oleje, maziva, prach, otisky prstů a u plastů také případné zbytky separačních prostředků. K tomu slouží čisticí prostředky kompatibilní s podkladem a čisté průmyslové utěrky, které nezanechávají nežádoucí vlákna.

V českém obchodě Melkib najdete přípravky pro přípravu povrchu a čištění a průmyslové čisticí utěrky.

LOCTITE SF 7063 jako příklad čističe před lepením

LOCTITE SF 7063 je rozpouštědlový čistič a odmašťovač určený pro přípravu povrchu před lepením a těsněním. Henkel jej popisuje jako univerzální přípravek, který po odpaření nezanechává zbytky.

U plastů ale vždy proveďte test kompatibility na konkrétním materiálu. Produktová stránka Melkib jej uvádí také pro plasty, současně výslovně doporučuje zkoušku před širším použitím.

LOCTITE SF 7063 400 ml v českém obchodě Melkib

...

3. Smáčivost povrchu

Smáčivost popisuje, jak dobře kapalné lepidlo vytvoří kontakt s podkladem. Povrch s vhodnými vlastnostmi umožní kapalině rozprostřít se, zatímco na obtížně smáčitelném povrchu může kapalina zůstávat více stažená do kapky.

Co skutečně řekne test kapky vody?

Kapka vody může posloužit jako rychlá kvalitativní kontrola změny chování povrchu, například před a po čištění nebo aktivaci. Z jejího tvaru však nelze přímo určit přesnou povrchovou energii ani zaručit pevnost budoucího lepeného spoje.

Pro řízenou procesní kontrolu plastů se používají vhodnější metody, například testovací kapaliny nebo DYNE markery. I jejich výsledek je ale nutné spojit s reálnou validační zkouškou lepidla.

Jak lze zlepšit smáčení obtížných povrchů?

Podle konkrétního materiálu a technologie lze použít například plazmu, koronu, chemickou předúpravu nebo primer. Každá metoda má vlastní procesní okno a není vhodná pro všechny polymery.

Na čem závisí koheze?

Koheze není pouze „vlastnost chemické báze“. Závisí na konkrétní formulaci a na tom, zda lepidlo správně vytvrdlo. Důležité mohou být například:

• správný poměr složek u systému 2K,
• teplota lepidla, dílu a prostředí,
• dostupnost vlhkosti u vlhkostí vytvrzovaných systémů,
• intenzita a přístup světla u UV/Vis systémů,
• velikost spáry a množství lepidla,
• čas do manipulace a do plného vytvrzení.

Rozhodující jsou proto aktuální technické údaje konkrétního produktu, nikoli pouze označení chemické skupiny.

Jak začít s přípravou povrchu v praxi?

1. Identifikujte oba lepené materiály a případné povlaky.
2. Odstraňte nesoudržné vrstvy a hrubé nečistoty.
3. Zvolte čistič kompatibilní s oběma materiály.
4. Nechte čistič úplně odpařit a povrchu se znovu nedotýkejte.
5. Mechanickou nebo chemickou aktivaci použijte pouze tehdy, když je pro daný systém odůvodněná.
6. Aplikujte lepidlo v časovém okně a za podmínek uvedených v TDS.

FAQ – základy technologie lepení

Jaký je rozdíl mezi adhezí a kohezí?

Adheze popisuje vazbu mezi lepidlem a podkladem. Koheze popisuje vnitřní soudržnost vytvrzené vrstvy lepidla.

Proč je odmaštění před lepením důležité?

Protože olej, mastnota, separační prostředek nebo jiná kontaminace mohou vytvořit slabou mezivrstvu a omezit skutečný kontakt lepidla s podkladem.

Je LOCTITE SF 7063 bezpečný pro každý plast?

Neexistuje univerzální čistič bezpečný pro každý polymer. LOCTITE SF 7063 je výrobcem a Melkib uváděn pro široké použití včetně plastů, ale u konkrétního plastu je vhodné před rozsáhlejším použitím provést zkoušku kompatibility.

Je aceton vhodný pro čištění plastů před lepením?

Záleží na konkrétním plastu. Některé polymery aceton dobře snášejí, jiné může poškodit. Bez znalosti materiálu jej proto nelze doporučit jako univerzální řešení.

Lze kapkou vody změřit povrchovou energii?

Ne přesně. Chování kapky je pouze orientační kvalitativní informace o smáčení. Pro kvantitativnější procesní kontrolu se používají definované testovací kapaliny nebo jiné metody.

Zlepší větší drsnost vždy pevnost lepeného spoje?

Ne. Zdrsnění může být velmi účinné, ale u některých povlaků, plastů nebo kompozitů může nevhodná mechanická úprava povrch poškodit. Postup musí odpovídat materiálu a TDS lepidla.