Klej do metalu i plastiku - skład i wytrzymałość

Skuteczne sklejanie elementów metalowych bądź plastikowych należy wykonać za pomocą specjalnie do tego celu przeznaczonego kleju do metalu i plastiku.

Kleje do metalu i plastiku to materiały powierzchniowo czynne, mające za zadanie utworzyć trwałą spoinę zdolną przetrwać różnego typu obciążenia bez jej uszkodzenia, bądź zniszczenia. Aby warstwa łącząca elementy była trwała należy zwrócić uwagę na szereg czynników, które są decydujące w procesie klejenia.

Czynniki wpływające na wytrzymałość mechaniczną spoiny

Klej do metalu i plastiku powinien tworzyć wiązania chemiczne z łączonymi elementami. W zależności od rodzaju i siły chemicznego oddziaływania kleju można w sposób bardziej, bądź mniej trwały połączyć ze sobą klejone elementy. Trwałość spoiny można zwiększyć poprzez nadanie chropowatości klejonych powierzchni. Kształt i rozmiar spoiny ma fundamentalne znaczenie. Najmocniejsze spoiny powstają przy klejeniu dużych i nieregularnych powierzchni. Na rynku dostępne są różne rodzaje klejów. Ogólnie można je podzielić na uniwersalne, do metali i ceramiki (epoksydowe), do drewna i papieru (aminowe, ftalowe, poliwinylowe), metali i tworzyw sztucznych (poliuretanowe i poliakrylowe).

Kleje do metalu i plastiku na bazie poliuretanu

Kleje poliuretanowe charakteryzują się dużą adhezją (łączeniem warstw) i zdolnością do pracy w szerokim zakresie temperatur - od minus trzydziestu sześciu do plus stu stopni Celsjusza. Przeważnie aktywacja kleju następuje po wymieszaniu dwóch składników. Pierwszym jest żywica zawierająca polilole, a drugim utwardzacz zawierający w swoim składzie izocjaniany. Po wymieszaniu składników izocjaniany wywołują polimeryzację kleju. W sklepach można spotkać kleje twardo - elastyczne o konsystencji półpłynnej lub zagęszczonej pasty, i różnym czasie wiązania. Średni czas wiązania to taki w którym następują reakcje chemiczne pomiędzy aktywnymi składnikami kleju, a klejonymi powierzchniami do chwili osiągnięcia stanu twardego. Wytrzymałość końcowa jest to czas, po którym spoina osiąga pełną wytrzymałość mechaniczną. W niektórych przypadkach czas wiązania jest równy czasowi uzyskania wytrzymałości końcowej. Najczęściej dla klejów dwuskładnikowych średni czas wiązania wynosi sto trzydzieści minut, a wytrzymałość końcową uzyskuje się po dwudziestu czterech godzinach. Kleje o szybkim czasie wiązania reagują w przeciągu pięciu minut, a pełną wytrzymałość uzyskują po czterech godzinach.

Kleje poliakrylowe stosowane do łączenia powierzchni z tworzyw sztucznych

Tworzywa sztuczne, w skład których wchodzą takie polimery jak
polipropylen (PP) i polietylen (PE) należą do materiałów z niską energią powierzchniową i dużą odpornością chemiczną. Z tego względu plastiki są materiałami, których spoiny po sklejeniu często ulegają kohezji (rozklejeniu). Do tego typu materiałów najlepiej stosować produkty z substancjami podnoszącymi energię powierzchniową. Najczęściej stosuje się tak zwane primery (powłoki gruntujące), które przygotowują powierzchnię plastików do klejenia poprzez jej utlenienie. Po tym procesie nakłada się klej poliakrylowy. Powstała spoina jest wytrzymała na różnego typu obciążenia. Klej poliakrylowy bardzo szybko reaguje z wilgocią powietrza. Z tego względu należy w trybie ekspresowym łączyć klejone elementy. Praktycznie uzyskanie wytrzymałości końcowej trwa kilka sekund. Spoina poliakrylowa jest odporna na temperatury od minus pięćdziesięciu pięciu do plus stu stopni Celsjusza. Jest również odporna na starzenie i chemiczne środowisko. Primerem nie należy pokrywać powierzchni z polichlorku winylu - powszechnie nazywanymi PVC lub PCV. Powierzchnie tego typu należy od razu łączyć za pomocą kleju poliakrylowego. Substancje na bazie poliakrylu nie są uniwersalnymi klejami do metalu i plastiku.