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

Jak lze lepidla rozdělit?

Norma EN 923 používá rozsáhlou terminologii pro lepidla, jejich fyzikální formu, chemickou bázi, způsob tuhnutí i výsledné spoje. V praxi se vyplatí kombinovat několik hledisek.

Chemicky vytvrzující lepidla

U chemicky vytvrzujících systémů vzniká konečná polymerní struktura chemickou reakcí. Není správné omezovat tuto skupinu pouze na dvousložková lepidla A+B. Chemickou reakci může spustit několik různých mechanismů:

• smíchání dvou složek, například epoxidové pryskyřice a tvrdidla,
• vlhkost ze vzduchu nebo podkladu, například u některých polyuretanů a silikonů,
• omezení přístupu kyslíku a kontakt s kovem u anaerobních produktů,
• stopové množství vlhkosti na povrchu u kyanoakrylátů,
• UV nebo viditelné světlo u světlem vytvrzovaných systémů,
• teplo u jednosložkových tepelně aktivovaných lepidel.

Polymerace

Při polymeraci se reaktivní monomery spojují do makromolekul řetězovým mechanismem. Do této široké skupiny patří například kyanoakrylátové a anaerobní produkty, i když jejich iniciační mechanismus je odlišný.

Video: anaerobní lepidla jako příklad polymerace

Playlista Melkib ukazuje praktické aplikace anaerobních produktů, například zajišťování závitů a těsnění kovových spojů.

Polyadice

Polyadice je stupňovitá reakce funkčních skupin, při které zpravidla nevzniká nízkomolekulární vedlejší produkt. Typickými příklady jsou mnohé dvousložkové epoxidové systémy vytvrzované aminy a polyuretanové systémy založené na reakci isokyanátu s polyolem.

Polykondenzace

Při polykondenzaci vzniká polymer postupnou reakcí funkčních skupin a současně se může uvolňovat nízkomolekulární vedlejší produkt, například voda nebo alkohol. Tento mechanismus se používá u některých silikonových systémů.

Fyzikálně tuhnoucí lepidla

U fyzikálně tuhnoucích systémů nevzniká pevnost primárně novou chemickou sítí, ale změnou fyzikálního stavu nebo odstraněním nosného média.

Disperzní lepidla

Polymer je dispergován ve vodné fázi. Po aplikaci voda odchází odpařením nebo absorpcí do podkladu a polymerní částice vytvoří souvislou vrstvu. Typické použití zahrnuje dřevo, papír, obaly nebo stavební aplikace.

Rozpouštědlová a kontaktní lepidla

U rozpouštědlových systémů je polymer rozpuštěn nebo dispergován v organickém rozpouštědle. Před spojením musí rozpouštědlo v předepsaném rozsahu odvětrat. U kontaktních lepidel se produkt často nanáší na oba povrchy a spoj se vytvoří po jejich přitlačení ve správném časovém okně.

TEROSON SB 2444 je kontaktní lepidlo na bázi polychloroprenu. Henkel jej uvádí pro lepení gumových profilů a porézních materiálů; po aplikaci je nutné nechat rozpouštědlo odvětrat podle instrukce produktu.

TEROSON SB 2444 670 g v českém obchodě Melkib

...

Termoplastická tavná lepidla

Klasické hot-melty se nanášejí jako tavenina. Po kontaktu s podkladem ochladnou a fyzikálně ztuhnou. Při opětovném dostatečném zahřátí mohou znovu měknout nebo tát. Typické chemické báze zahrnují například EVA, polyolefiny nebo polyamidy.

Reaktivní PUR hot-melty

Reaktivní polyuretanové tavné lepidlo je zvláštní případ. Po aplikaci nejprve rychle získá manipulační pevnost fyzikálním ochlazením, následně ale pokračuje chemické síťování s vlhkostí. Po dokončení této reakce se chová jinak než běžný termoplastický hot-melt a při opětovném zahřátí se jednoduše neroztaví zpět do původního stavu.

PSA – pressure-sensitive adhesives

PSA jsou lepidla, která zůstávají ve své funkční vrstvě trvale lepivá a spoj vytvářejí po přitlačení k podkladu. Přítlak zlepšuje kontakt lepidla s povrchem, ale není správné popisovat jej jako klasický „vytvrzovací faktor“. PSA se používají například v jednostranných a oboustranných lepicích páskách, etiketách nebo přednánosech.

Rozdělení podle původu

Z hlediska původu lze rozlišit lepidla založená na přírodních surovinách a syntetických polymerech.

• Přírodní: například škrobová, dextrinová, kaseinová nebo tradiční živočišná lepidla.
• Syntetická: epoxidy, polyuretany, akryláty, kyanoakryláty, syntetické kaučuky, silikony a mnoho dalších.

Tradiční živočišná lepidla jsou termoreverzibilní systémy používané například v knihařství, restaurování a některých dřevařských aplikacích. Teplotu přípravy nelze zobecnit na jednu hodnotu pro všechny typy; postup se řídí konkrétním lepidlem.

Jednosložkové a dvousložkové lepidlo není totéž co mechanismus vytvrzení

Počet složek je samostatná klasifikace. Dvousložkový epoxid se vytvrzuje po smíchání A+B, ale jednosložkový anaerobní produkt se vytvrzuje také chemicky. Stejně tak existují jednosložkové polyuretany vytvrzované vlhkostí nebo jednosložkové epoxidy aktivované teplem.

Konstrukční a nekonstrukční lepidla

Konstrukční lepidla

Konstrukční lepidlo je určeno k přenosu významného zatížení jako funkční součást spoje. Typickými skupinami jsou epoxidová, akrylátová a některá polyuretanová nebo hybridní lepidla. Výsledná únosnost závisí na podkladech, geometrii, tloušťce spáry, přípravě povrchu, prostředí a metodě zkoušení.

Starší verze článku uváděla univerzální hranici 7 MPa a maximální hodnoty kolem 80 MPa. Takové číselné dělení nepoužíváme jako obecné pravidlo, protože pevnost měřená různými metodami a na různých adherendech není přímo srovnatelná.

Nekonstrukční, montážní a funkční lepidla

Do této široké oblasti patří produkty, jejichž hlavním úkolem nemusí být přenos vysokého konstrukčního zatížení. Mohou zajišťovat například polohování, těsnění, tlumení, dočasnou fixaci, lepení velkých pružných ploch nebo přenos nízkých až středních zatížení.

Nelze je proto hodnotit jako „horší“ nebo „slabší“ pouze podle názvu skupiny. Kontaktní lepidlo, PSA páska nebo pružný tmel může být pro danou aplikaci správnější než velmi pevný epoxid.

Hybridní lepidla: název vždy čtěte spolu s konkrétní chemií

Slovo „hybridní“ není jedna univerzální chemická skupina. V různých segmentech trhu může označovat různé kombinace polymerů nebo vytvrzovacích mechanismů.

U řady LOCTITE HY Henkel skutečně kombinuje dvě lepicí chemie. Například LOCTITE HY 4070 je dvousložkový hybrid kyanoakrylát/akrylát a LOCTITE HY 4090 je hybrid kyanoakrylát/epoxid. Cílem je spojit rychlou fixaci s lepší schopností vyplňovat spáry a vyšší odolností než u běžného sekundového lepidla.

Aktuální nabídku najdete v kategorii Hybridní lepidla.

Jak vybrat správnou skupinu lepidla?

1. Určete oba materiály: včetně povlaků, primerů, kompozitní matrice nebo typu plastu.
2. Popište zatížení: smyk, tah, odlupování, ráz, vibrace a pohyb spoje.
3. Stanovte proces: dostupný čas fixace, teplotu, vlhkost, možnost míchání a způsob dávkování.
4. Zohledněte provoz: teplotu, vodu, oleje, chemikálie, UV a požadovanou životnost.
5. Teprve potom vybírejte chemii: epoxid, akrylát, PU, CA, anaerob, silikon, kontaktní nebo jiný systém.
6. Ověřte TDS a proveďte zkoušku: zejména u konstrukčních nebo bezpečnostně významných spojů.

Video: školicí materiály Melkib

Další videa o technologii lepení, přípravě povrchu a jednotlivých chemických skupinách najdete v této playlistě.

FAQ – druhy a klasifikace lepidel

Proč nestačí dělit lepidla pouze podle chemie?

Protože dva produkty se stejnou chemickou bází mohou mít rozdílnou viskozitu, dobu fixace, mechanismus aktivace, pružnost, pevnost i provozní odolnost. Pro výběr je nutné spojit chemii s požadavky procesu a spoje.

Jsou všechna chemicky vytvrzující lepidla dvousložková?

Ne. Anaerobní, kyanoakrylátová, vlhkostí vytvrzovaná nebo některá světlem a teplem aktivovaná lepidla mohou být jednosložková a přesto chemicky polymerují nebo síťují.

Je hot-melt vždy termoplastický?

Ne. Klasické hot-melty jsou termoplastické, ale reaktivní PUR hot-melty po ochlazení dále chemicky síťují vlhkostí a po úplném vytvrzení již nejde o běžně reverzibilní termoplastický spoj.

Je PSA lepidlo „vytvrzované tlakem“?

Přesnější je říci, že jde o lepidlo citlivé na tlak. Přítlak vytváří intimní kontakt mezi lepivou vrstvou a podkladem, ale PSA typicky nemusí pro vytvoření funkčního spoje chemicky vytvrdit.

Jaký je rozdíl mezi konstrukčním a nekonstrukčním lepidlem?

Konstrukční lepidlo je navrženo tak, aby přenášelo významné provozní zatížení jako součást nosného spoje. Nekonstrukční nebo montážní produkt může plnit jinou funkci, například fixovat, těsnit nebo tlumit. Samotná hodnota MPa bez kontextu zkoušky nestačí pro spolehlivé rozdělení.

Co znamená „hybridní lepidlo“?

Znamená kombinaci dvou chemických technologií nebo polymerních systémů, ale konkrétní význam závisí na výrobku. U LOCTITE HY 4070 jde například o hybrid kyanoakrylát/akrylát, u HY 4090 o kyanoakrylát/epoxid.