Je nach chemischer Basis härtet ein Klebstoff unterschiedlich aus. Das kann durch Beifügen eines Härters initiiert werden, durch Luftabschluss, Kontakt, Druck, Feuchtigkeit oder auch Licht.
Im Folgenden gehen wir näher auf die licht-härtenden Klebstoffe ein. In den meisten Fällen sprechen wir hier von Licht im UV-Bereich, 300 – 400 nm. Genauer: UV-B/UV-A Bereich.
Im Markt wird oft von UV-Klebstoffen gesprochen, ohne dass sich die Anwender im Klaren sind, auf welcher chemischen Basis der besagte UV-Klebstoff ist. Die Bezeichnung „UV“ bezieht sich rein auf die Aushärtemethode und sagt nichts aus über die chemische Zusammensetzung des Klebstoffes. Bei der Wahl eines geeigneten Klebstoffes müssen jedoch nicht nur die prozesstechnischen Anforderungen, wie zum Beispiel Aushärtemethode, beachtet werden, sondern auch die technischen Anforderungen an die Klebestelle, die Betriebsbelastungen und Testbedingungen. Da spielt die chemische Basis des Klebstoffes eine grosse Rolle.
Viele UV-Klebstoffe sind auf Acrylat- oder Epoxidbasis. Die Vorteile der auf Epoxidharz basierenden Produkte sind vor allem eine ausgezeichnete Klebekraft und Zuverlässigkeit, eine erhöhte Chemikalien- und Feuchtebeständigkeit sowie ein geringerer Schrumpf - im Mittel 1 - 5 %. Der geringe Schrumpf führt zu einer niedrigen Eigenspannung, was die Haftung begünstigt. Sie gasen auch viel weniger aus.
Die meisten epoxybasierten UV-Klebstoffe sind kationisch härtend. Das Kation erzeugt ein “lebendes Polymer” und kann auch ohne UV-Licht wirksam sein. In geringem Masse ist eine Aushärtung auch in Bereichen möglich, die niemals mit UV-Licht in Berührung kommen. Dies ist wichtig zu wissen weil ein kationisches Produkt seine Endeigenschaften nicht sofort nach der Härtung erreicht, d.h. Tests etc. sollten nicht unmittelbar auf die Aushärtung durchgeführt werden. S. Bild.
Kationische Photoinitiatoren können durch Sauerstoff nicht geblockt werden, d.h. es gibt keine Sauerstoffhemmung. Eine optionale thermische Nachhärtung bewirkt einen höheren Vernetzungsgrad als durch das alleinige UV-Härten. Die anfängliche UV-Härtung ist Voraussetzung für beste Ergebnisse in Kombination mit thermischem Nachhärten. Ein höherer Vernetzungsgrad führt zu einer höheren Tg, stärkerer Festigkeit und noch besserer Chemikalien- und Feuchtebeständigkeit.
Aushärtezeit/Lichtquellen
Wird die passende, optimale UV-Lichtquelle mit den korrekten Parametern verwendet, können UV-Klebstoffe innert Sekunden bis zu einigen Minuten ausgehärtet werden. Parameter, die hauptsächlich die Härtung beeinflussen:
· Flächenstrahler/Spotlampe
· Wellenlänge/-bereich
· LED oder Hg-Strahler (Wärmeerzeugung!)
· Distanz
· Filter
· Zeit
· Intensität
· Lichtdurchlässigkeit der Substrate