Jaké jsou druhy lepidel? Přehled podle chemie, pevnosti a způsobu vytvrzení

Jaké jsou druhy lepidel? Přehled podle chemie, pevnosti a způsobu vytvrzení

Na jaké skupiny můžeme lepidla rozdělit? Úvod

Lepidla můžeme rozdělit podle různých faktorů. Základními jsou původ, způsob vytvrzení a pevnost lepidla. Určitě by šlo vyčlenit i další klasifikace, například podle počtu složek, ale podle našeho názoru tyto stačí k tomu, aby ukázaly hlavní rozdíly mezi skupinami lepidel.

Nejdůležitější v kostce

✅ Nejpraktičtější rozdělení používá: původ, mechanismus vytvrzení a úroveň pevnosti

✅ Dva hlavní mechanismy vytvrzení jsou: chemické vytvrzení a fyzikální vytvrzení

✅ Při volbě do procesu zvažte: materiál, podmínky aplikace, zatížení spoje a požadavky v provozu

Rozdělení podle způsobu vytvrzení

Rozlišujeme dva základní mechanismy vytvrzení lepidel:

• chemicky vytvrzující lepidla – proces vytvrzení (polymerace) je iniciován smícháním složky A se složkou B. Většinou jde o dvousložková lepidla.
• lepidla s fyzikálním mechanismem vytvrzení – vytvrzení probíhá dodáním vhodného fyzikálního faktoru (přítlak, odpaření rozpouštědla, teplota).

Způsoby vytvrzení lepidel (textové schéma)

1) Chemicky vytvrzující lepidla

• Vytvrzování za studena: polymerace / polyadice / polykondenzace

• Vytvrzování teplem: polymerace / polyadice / polykondenzace

2) Lepidla s fyzikálním mechanismem vytvrzení

• Disperzní

• Rozpouštědlová

• Kontaktní / tlakem

• Tavná

Chemicky vytvrzující lepidla

Chemicky vytvrzující lepidla dělíme na lepidla vytvrzovaná za studena a termotvrdnoucí lepidla (vyžadující teplotu pro spuštění procesu síťování).

V rámci této skupiny můžeme rozlišit tři typy vytvrzení / průběhu chemické reakce:

Polymerace

Jde o chemickou reakci, při níž se chemické sloučeniny s nízkou molekulovou hmotností (monomery) nebo směs několika takových sloučenin spojují, dokud se nevyčerpají volné funkční skupiny. Do této skupiny patří například anaerobní lepidla a kyanoakrylátová lepidla.

Video: anaerobní lepidla jako příklad (polymerace)

Polyadice

Polyadici lze popsat jako typ chemické reakce, polymeraci, při níž nevznikají vedlejší produkty. Má postupný (nikoli řetězový) charakter. Tímto způsobem vytvrzují například polyuretanová a epoxidová lepidla.

Polykondenzace

V tomto typu reakce probíhá polymerace postupně a vzniká nízkomolekulární vedlejší produkt. Takto vytvrzují například silikony, což může být příčinou problémů s lakováním povrchů, které byly v blízkosti vytvrzujícího silikonu.

Lepidla s fyzikálním mechanismem vytvrzení

U této skupiny lze dále rozlišit čtyři způsoby vytvrzení:

Disperze

Disperzní lepidla jsou lepidla, kde je lepicí složka dispergována v jiné látce (obvykle ve vodě). Vytvrzení probíhá odpařením vody. Jsou běžná ve truhlářství, papírenském průmyslu a ve stavebnictví (např. lepení podlahových krytin).

Rozpouštědlová lepidla

Tento typ vytvrzuje odpařením rozpouštědla (např. alkohol, organická rozpouštědla). Skládá se z kapalného nosiče, báze a modifikátorů. Po odpaření nosiče lepidlo zhoustne a vytvoří suchý, jednotný spoj. Velmi známým příkladem je butapren; do této skupiny patří také například TEROSON SB 2444. Tato lepidla se často používají k lepení gumy ve větších formátech (např. gumové rohože).

Tavná lepidla

Skupina lepidel, která vytvrzuje vlivem teploty – lepidlo se roztaví a získá schopnost smáčet povrch a spojit se s ním. V této kategorii rozlišujeme:

• EVA lepidla (na bázi ethylen-vinyl acetátu) – obvykle žlutá, s charakteristickým zápachem, často pro výrobu kartonových obalů,
• PO lepidla (na bázi polyolefinů) – lepší vlastnosti než tradiční EVA, např. vyšší teplotní odolnost, lepší přilnavost, vyšší pružnost při nízkých teplotách,
• PUR lepidla (na bázi polyuretanu) – reagují s vlhkostí obsaženou v materiálu nebo v okolí (např. ve vzduchu). Probíhá současně tvrdnutí i chemická reakce. Jsou to reaktivní lepidla (po zesíťování se při vyšší teplotě „neroztečou“). Používají se při výrobě nábytku, v automotive a textilním průmyslu,
• PSA (Pressure Sensitive Adhesives) – tzv. „stále lepivá“ lepidla se stálou lepivostí. Spojení se dosahuje přítlakem. Podle lepivosti může dojít ke spojení okamžitě nebo až po čase; často se používají pro přednános mimo hlavní proces lepení,
• živočišná lepidla – vznikají dlouhým vařením živočišné pojivové tkáně. Obvykle se mísí s vodou a zahřívají na určitou teplotu, ne však vyšší než 70 °C. Při vyšší teplotě lepidlo degraduje. Používá se v knihařství.

Rozdělení podle původu

Z hlediska původu rozlišujeme dvě skupiny:

• lepidla přírodního původu – na bázi škrobu, celulózy a živočišných složek,
• syntetická lepidla – tvoří převážnou většinu dnes používaných produktů.

Klasifikace podle aktivačního (vytvrzujícího) faktoru

• chemicky vytvrzující lepidla – vytvrzení probíhá pomocí tužidla, obvykle při pokojové teplotě,
• termotvrdnoucí lepidla – vytvrzení vysokou teplotou,
• termoplastická lepidla – při ohřevu zkapalní, při ochlazení ztuhnou.

Strukturální a nestrukturální lepidla

Strukturální / konstrukční lepidla

Jde o lepidla s velmi vysokou mechanickou (kohezní) pevností a odolností vůči agresivním vnějším vlivům. Často snesou smykové zatížení od 7 MPa při pokojové teplotě. Maximální pevnost je přibližně 80 MPa a průměrná asi 25–30 MPa. Při zatěžovacích zkouškách spojů při lepení plastů nebo kompozitů výsledky ukazují, že pevnost spoje může být srovnatelná s pevností základního materiálu.

Nestrukturální lepidla

Nestrukturální lepidla mají různý stupeň pevnosti (od repositionovatelných až po velmi pevná). Do této skupiny lze zařadit:

• tavná lepidla (EVA, PA, PSA),
• kontaktní lepidla na bázi neoprenu, nitrilu,
• tmely na bázi polyuretanu, butylových a nitrilových kaučuků v polotekuté formě,
• vodní disperzní lepidla.

Hybridní lepidla

Hybridní lepidla jsou specifická skupina. V poslední době se na trhu objevují produkty se slovem „hybrid“ v názvu, ale ne vždy splňují podmínky pro toto označení. Většinou jde o polymerní lepidla vytvrzovaná polyadicí. Za skutečná hybridní lepidla považujeme hybridní lepidla LOCTITE, která kombinují kyanoakrylátové lepidlo s epoxidovým nebo akrylátovým (podle konkrétního produktu). Díky dvěma chemickým bázím mohou dosahovat vysoké pevnosti, rychlého vytvrzení, dobré chemické a teplotní odolnosti a schopnosti vyplňovat spáry.

Video: školící videa Melkib

FAQ – klasifikace lepidel

Proč nestačí dělit lepidla pouze „podle chemie“?

Protože v praxi rozhoduje i mechanismus vytvrzení, podmínky procesu, zatížení spoje a prostředí v provozu.

Na co si dát pozor u lepidel s fyzikálním vytvrzením?

Na podmínky procesu (přítlak, čas odpaření, teplota) a na to, zda prostředí nenarušuje vznik stabilního spoje.

Jaký je rozdíl mezi strukturálními a nestrukturálními lepidly?

Strukturální lepidla jsou určena pro vyšší zatížení, zatímco nestrukturální lepidla pokrývají širší škálu pevností podle použití.

Autor

Marcin Filipczyk – dlouholetý specialista v oblasti lepení.

Zdroje

V článku byly použity materiály:

- www.ekologia.pl
- „Podstawy aplikacji klejowych” Dr. inż. Mariusz Tryznowski
- „Połączenia jednostek montażových” inż. Marcin Słoma
- návrh grafiky: Maciej Klus