Klejenie różnych materiałów to zadanie, które często wiąże się z koniecznością oczekiwania. Znalezienie równowagi między efektywnością a jakością złącza stanowi wyzwanie, z którym borykają się profesjonaliści i specjaliści zajmującym się zawodowo klejeniem. Każdy, kto próbował klejenia ma świadomość. że klejenie wymaga czasu, przy niektórych produktach nawet parę dni do uzyskania pełnej wytrzymałości. Ale co jeśli nie masz czasu, żeby czekać? Klej schnie długo a ty szukasz sposobu na przyspieszenie wysychania? Czy istnieją sposoby na przyspieszenie tego procesu? Odpowiedź brzmi: oczywiście, istnieją. W tym wpisie skupimy się na różnych metodach i procesach, które przyspieszą polimeryzacje kleju. Dodatkowo zostaną przedstawione również produkty, które mogą pomóc w osiągnięciu tego celu.

Procesy schnięcia kleju - Kompleksowy poradnik

Czy schnięcie i utwardzanie to samo?

Schnięcie jest procesem odparowania nośnika - płynnych składników z nałożonego kleju lub uszczelniacza, które zapewniają płynny stan produktu.

Utwardzanie jest procesem chemicznym. Jest to polimeryzacja - tworzenie się chemicznych i/lub fizycznych powiązań wewnątrz kleju - spoiny. Kleje w zależności od typu chemicznego mogą się utwardzać w różny sposób. Jeżeli interesuje Cię szerzej to zagadnienie zapraszamy do tego artykułu.

Co wpływa na czas utwardzania lub schnięcia kleju?

Czy kiedykolwiek znalazłeś się w sytuacji, gdzie klejenie różnych elementów było podstawowym procesem projektu, a czas wydawał się niekończąco długi i nieproporcjonalnie wydłużał cały przedsięwzięcie? Długi czas utwardzania wymagał utworzenia pola odstawczego na elementy, które długo uzyskiwały pełną wytrzymałość. Schnięcie kleju to proces, który z natury wymaga cierpliwości. Jednak cierpliwość to luksus, na który nie zawsze możemy sobie pozwolić. Różne typu klejów schną na różne sposoby, i zależy to od wielu czynników, takich jak:

1. Temperatury
2. Wilgotności
3. Grubość spoiny klejowej oraz rozmiar elementów
4. Rodzaju materiału
5. Rodzaj zastosowanego kleju

Temperatura i jej wpływ na tempo utwardzania klejów i uszczelniaczy

Podwyższenie temperatury jest jednym najbardziej efektywnych sposobów przyspieszenia reakcji chemicznych, co z kolei wpływa na czas schnięcia lub utwardzania kleju. Ustalenie optymalnej temperatury jest jednak złożonym procesem. Najlepiej sprawdzić kartę techniczną produktu, w profesjonalnych klejach zazwyczaj jest podany czas utwardzania w zależności od temperatury otoczenia. Istnieją metody kontroli temperatury takie jak: grzałki elektryczne, które umieszczone blisko punktu aplikacji kleju w znaczny sposób przyspieszą schnięcie kleju. Drugą metodą kontrolowania temperatury jest podgrzewanie powierzchni, gdzie poprzez nałożenie ciepła bezpośrednio na materiał, czas schnięcia kleju będzie krótszy. Trzecią metodą kontroli temperatury jest kontrolowanie pomieszczenia, aby utrzymać go w stałej podwyższonej temperaturze. Szczególnie wrażliwe na zmiany temperatury są kleje epoksydowe.

Jak przyspieszyć schnięcie kleju? Wilgotność jako czynnik regulujący tempo utwardzania.

Wilgotność powietrza stanowi jeden z kluczowych czynników wpływający na proces schnięcia kleju, a jej rola może być zarówno pozytywna jak i negatywna w zależności od typu kleju i warunków aplikacji. Zbyt duża wilgotność może znacznie opóźnić proces schnięcia. Wysoka wilgotność oznacza, że powietrze jest już nasycone para wodną co utrudnia odparowanie. Z kolei w przypadku klejów utwardzających się poprzez pobieranie wilgoci z otoczenia, np. jednoskładnikowe silikony, MS polimery, poliuretany i kleje cyjanoakrylowe, zbyt niska wilgotność powietrza może mocno opóźnić lub nawet uniemożliwić prawidłowe utwardzenie kleju.

Grubość spoiny klejowej oraz rozmiar elementów - wpływ na czas schnięcia kleju.

W przypadku jednoskładnikowych klejów gruba spoina lub zbyt duża powierzchnia klejowa powoduje skórkowanie kleju po obwodzie / z góry. Powoduje to, że stopniowo ograniczany, a następnie odcinany jest dopływ wilgoci do kleju wewnątrz połączenia. Może to skutkować nie utwardzeniem się kleju w środku połączenia. Rozwiązaniem jest zastosowanie kleju dwuskładnikowego, który utwardza się chemicznie przez zmieszanie składników.

Rodzaj materiału

Nie tylko rodzaj kleju i warunki środowiskowe, ale także typ materiału, do którego klej jest stosowany, wpływa na proces schnięcia. Materiały posiadają różne właściwości, takie jak porowatość, nasiąkliwość i przewodnictwo cieplne, mogą one zatem znacząco wpłynąć na czas i jakość połączenia. Poniżej kilka przykładów dotyczącej tej kwestii:

Drewno i materiały porowate mogą przyspieszyć schnięcie kleju dzięki:

• Adsorpcji, gdzie materiały porowate mają tendencje do wchłaniania kleju, co przyspiesza jego schnięcie.
• Zwiększonej powierzchni porowatych materiałów może przyspieszyć parowanie rozpuszczalników
• Niektóre rodzaje drewna mogą reagować chemicznie z klejem, co może zarówno przyspieszyć jak i spowolnić proces schnięcia.

Metale i materiały nieporowate stanowią wyzwanie dla większości klejów ponieważ brak porów powoduje niskie tempo adsorpcji co utrudnia wchłanianie kleju i dlatego może dojść do opóźnienia schnięcia. Natomiast metale są dobrymi przewodnikami ciepła, co może wpłynąć na tempo reakcji chemicznych w kleju.

Materiały syntetyczne i plastiki są zróżnicowane pod względem właściwości, ponieważ nie wszystkie kleje są kompatybilne z danymi plastikami. Niektóre z nich pod wpływem wyższej temperatury mogą się zniekształcić, co niekorzystnie wpływa na proces schnięcia kleju. W przypadku tworzyw trudnosklejalnych należy użyć primera lub dedykowanego kleju.

Parowanie rozpuszczalników

W przemyśle klejarskim, skrócenie czasu schnięcia jest najbardziej kluczowym celem, mając na uwadze zarówno efektywność produkcji, jak i jakość finalnego produktu. Właśnie parowanie rozpuszczalników w znacznym stopniu wpływa na ten proces. Zrozumienie tej interakcji jest istotne dla osób zajmujących się na codzień klejeniem, aby efektywnie zarządzać i optymalizować proces schnięcia. Rozpuszczalniki są używane w produkcji klejów, aby zapewnić odpowiednią konsystencję i właściwości aplikacyjne. Po nałożeniu kleju, parowanie rozpuszczalnika jest krytycznym etapem, który wpływa na czas schnięcia, jakość złącza i właściwości mechaniczne finalnego produktu.

Reakcja chemiczna

Schnięcie kleju jest zwykle procesem chemicznym, ale dokładny mechanizm zależy od rodzaju kleju. Na rynku posiadamy różne rodzaje klejów, ale każde z nich inaczej wpływa na schnięcie kleju:

Kleje epoksydowe - w takim przypadku, wysoka wilgotność może wpłynąć na proces reakcji chemicznej i w efekcie na jakość końcowego połączenia. Dwa składniki reagują chemicznie, tworząc trwałe połączenie. Ogrzewanie kleju epoksydowego jest zazwyczaj najbardziej efektywnym sposobem na przyspieszanie jego utwardzania. Przykładem kleju z tej grupy jest Loctite EA 9450. Klej ten jest klejem konstrukcyjnym do ogólnego zastosowanie, o szybkim działaniu.

Kleje cyjanoakrylowe - to jednoskładnikowe kleje, które polimeryzują się bardzo szybko w obecności wody. Wilgotność powietrza jest wystarczająca , aby zainicjować proces utwardzania. Dzięki temu, że proces utwardzania jest dość szybki, trudno go znacząco przyspieszyć. Takim klejem może być Loctite 401 to klej, który w kontakcie z wodą utwardza się bardzo szybko, po czym tworzy trwałe połączenie. Niemniej jednak, pewne czynniki mogą wpłynąć na czas schnięcia. A są nimi:

• wilgotność powietrza
• temperatura
• ilość kleju
• rodzaj materiału
• czystość powierzchni

Schnięcie kleju cyjanoakrylowego - przyspieszenie procesu

Najłatwiejszym sposobem będzie zapewnienie odpowiedniej wilgotności powietrza. Dodatkowo dobrym wyborem będzie zastosowanie aktywatora do kleju, przykładowo Loctite SF 7455.

Klej poliuretanowe - kleje jednoskładnikowe poliuretanowe twardnieją przez reakcję z wilgocią obezna w powietrzu, która działa jako katalizator, inicjując proces polimeryzacji, co prowadzi do stworzenia trwałego połączenia. Z drugiej strony, dwuskładnikowe kleje poliuretanowe twardnieją poprzez reakcję chemiczną, która zachodzi, gdy dwie oddzielne komponenty są mieszane tuż przed aplikacją. Tempo utwardzenia może wpływać na różne czynniki, takie jak wilgotność powietrza i temperatura. Przykładem takiego kleju jest Teroson Bond 60 to jednoskładnikowy klej do obróbki na gorąco, gdzie utwardzanie jest nie zależne od pogody tworząc niezawodne połączenie.

Kleje rozpuszczalnikowe - to typ klejów, w których substancja klejąca jest rozpuszczana w organicznym rozpuszczalniku. Proces schnięcia kleju rozpuszczalnikowego, inaczej mówiąc, proces utwardzania, opiera się głównie na odparowywaniu rozpuszczalnika pozostawia za sobą warstwę związaną chemicznie, która tworzy trwałe połącznie. W czasie procesu schnięcia, rozpuszczalnik ulatnia się, pozwalając cząsteczkom polimeru klejącego zbliżyć i połączyć się ze sobą, tworząc spójna, trwałą warstwę. Tempo tego procesu może być różne zależy od wielu czynników, w tym temperatury, wilgotności oraz właściwości samego rozpuszczalnika. Takim klejem jest Tangit PVC-U. Klej na bazie tetrahydrofaranu, który zawiera rozpuszczalnik. Stworzony dla rur ciśnieniowych z tworzyw sztucznych. Tworzy trwałe, wodoodporne i silne połączenia, posiada właściwości szybkoschnące, co przyspiesza proces montażu rur.

Kleje termotopliwe- kleje te mają unikalne właściwości, które odróżniają je od innych typów klejów. Początkowo kleje termotopliwe są w stanie stałym i wymagają podgrzewania do płynnego stanu aplikacji. Po nałożeniu, proces "schnięcia" polega na schłodzeniu kleju do temperatury pokojowej, co sprawia, że szybko wraca do swojego stałego stanu, tworząc mocne, trwałe połączenie. Ze względu na to, kleje termotopliwe mogą być wielokrotnie topione i ponownie utwardzane, chodź wielokrotnie przetapianie może wpłynąć na właściwości kleju. Klej jaki możemy zaproponować w tej kategorii jest klej Technomelt AS 9268 H.

Jak przyspieszyć czas schnięcia silikonu?

Silikony jednoskładnikowe utwardzają się pod wpływem wilgoci pobieranej z powietrza. Przyspieszyć ich utwardzanie możemy w następujący sposób:

• zadbanie o właściwą wilgotność w miejscy utwardzania (przynajmniej 50% wilgotności względnej)
• zapewnienie odpowiedniej temperatury w miejscu klejenia - około 20-25 stopni Celcjusza będzie optymalne
• zmniejszenie grubości spoiny - ma to bezpośrednie przełożenie na szybkość utwardzania
• użycie silikonu dwuskładnikowego, który dodatkowo utwardzi się w bardzo dużych i zamkniętych przestrzeniach, niezależnie od dostępu wilgoci z otoczenia. Przykładowo takim produktem jest Loctite 5615

Metody przyspieszenia schnięcia kleju - jego utwardzania

1. Podniesienie temperatury
2. Użycie aktywatora w przypadku klejów błyskawicznych
3. Użycie szybszego wariantu kleju w przypadku klejów dwuskładnikowych
4. Podniesienie wilgotności w przypadku silikonów, MS polimerów i poliuretanów.
5. Zastosowanie kleju dwuskładnikowego zamiast jednoskładnikowego
6. Zmniejszenie grubości spoiny klejowej

Podsumowanie

Oczekiwanie na wyschnięcie kleju może być frustrujące, ale dzięki różnym technikom i produktom, można znacznie przyspieszyć ten proces. Zarządzanie interakcjami między uszczelniaczami a klejami jest kwestią niebywale istotną, zwłaszcza dla profesjonalistów. Wpływ uszczelniaczy na proces schnięcia kleju wielomiarowy obejmujący zarówno fizyczną barierę hamującą odparowywanie, jak i potencjalne reakcje chemiczne, które mogą zmienić właściwości końcowego połączenia. Dla specjalistów, którzy dążą do uzyskania najwyższej jakości i trwałości w swoich projektach, głębokie zrozumienie tej dynamiki jest nie tylko cenne, ale również niezbędne. Dokładne zrozumienie tych procesów umożliwi profesjonalistom projektowanie i realizację projektów z lepszą precyzją i pewnością.