Klebstoffe und ihre Anwendungen

27. September 2018

Hightech-Klebstoffe spielen in der verarbeitenden Industrie und im Handwerk eine immer wichtigere Rolle. In fast jedem Anwendungsbereich ergänzen oder ersetzen die Klebstoffe mittlerweile erfolgreich die herkömmlichen Fügeverfahren Schweißen, Nieten oder Schrauben. Kleben ist als Verbindungstechnologie in der Praxis angekommen.

1. Wie sinnvoll ist Kleben als Verbindungstechnologie?
1.2. Vor- und Nachteile der Klebetechnologie
2. Wie du den passenden Klebstoff für dein Problem findest
2.1. Anwendungsfälle – vier Beispiele
3. Klebstofflexikon: Die wichtigsten Klebstoffe im Überblick
3.1. Epoxidharz-Klebstoffe (1-komponentige)
3.2. Epoxidharz-Klebstoffe (2-komponentige)
3.3. Polyurethan-Klebstoffe (1-komponentige)
3.4. Polyurethan-Klebstoffe (2-komponentige)
3.5. Cyanacrylate (Sekundenklebstoffe, Schnellklebstoffe)
3.6. Methacrylate-Klebstoffe
3.7. Anaerobe Klebstoffe
3.8. Silikonkleber
3.9. Kontaktklebstoffe
3.10. Haftklebebänder

1. Wie sinnvoll ist Kleben als Verbindungstechnologie?

Dank der modernen Klebstoffe haben sich neue Konstruktionsmöglichkeiten für die Praxis ergeben. So könnten Leichtbaukonzepte in vielen Fällen ohne die Klebstoffe gar nicht realisiert werden. Überzeugend sind viele der industriell genutzten Klebstoffe auch aufgrund ihrer Leistungsstärke. Nur knapp über 100 Gramm Epoxidharz – einem besonders effektiven Klebstoff auf Kunstharzbasis – reichen beispielsweise aus, um die Crashfestigkeit von Autotüren zu gewährleisten.
Auch für Handwerksbetriebe bieten die leistungsstarken Fügemittel überzeugende Vorteile an. Sie erleichtern beispielsweise in vielen Fällen nicht nur die Arbeit, sondern führen vor allem zu einer großen Zeitersparnis. Trotz der Ausgaben für die Klebstoffe, können dadurch effektiv Kosten eingespart werden.

1.2. Vor- und Nachteile der Klebetechnologie

Vor- und Nachteile der Klebetechnologie
Vor- und Nachteile der Klebetechnologie

Ob Epoxidharzkleber, Schmelzklebstoffe oder technische Klebebänder: Hochwertige Klebstoffe bieten im Vergleich zu herkömmlichen Verbindungstechniken erhebliche Vorteile. Wie jedes Verfahren bringt die Verwendung in der Praxis aber auch Nachteile mit sich. Wir haben sowohl die Vor- als auch die Nachteile für dich zusammengetragen.

Vorteile des Klebens

Schnellere, kostengünstige Umsetzung
Im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren ist das Kleben meist schnell zu realisieren. Zwar müssen zum Teil Aushärtungszeiten beachtet werden, aber der eigentliche Arbeitsaufwand ist geringer. In der Regel werden dabei sogar Kosten eingespart.

Dichtende Verbindungen
Klebstoffe können als Dichtstoffe für Gase und Flüssigkeiten eingesetzt werden. Sie verhindern, dass Kondenswasser eindringen kann und Korrosion entsteht (sogenannte Spaltkorrosion).

Gewichtsersparnis
Klebstoffe werden insbesondere im Leichtbau eingesetzt, da hier die Verbindung von Elementen mit einer Stärke bis 0.5 mm problemlos möglich ist. Thermische und mechanische Fügeverfahren können dies nur schwer oder gar nicht realisieren.

Verbinden unterschiedlicher Werkstoffe
Einige Werkstoffe sind nicht für die Verbindung durch thermische und mechanische Fügeverfahren geeignet wie z. B. Verbindungen aus Glas und Metall, Holz und Metall oder Aluminium und Stahl. Hier kommen Klebstoffe zum Einsatz.

Keine Kontaktkorrosion
Durch die Klebstoffverbindung kann auch die Bildung von Lokalelementen und die damit verbundene Kontaktkorrosion (das Rosten) bei Metallen verhindert werden.

Unbeschädigte Oberfläche
Beim Schweißen kann es durch die auftretenden Temperaturen zu Änderungen der Gefügestruktur kommen, ebenso wird beim Nieten und Schrauben die Oberfläche durch Bohrungen geschwächt. Beim Kleben bleibt die Oberfläche hingegen unverändert. Das bedeutet unter anderem: optimale optische und aerodynamische Eigenschaften.

Gleichmäßige Spannungsverteilung und Kraftübertragung
Im Gegensatz zur punktuellen Kraftübertragung, die beim Schrauben und Nieten an den Verbindungselementen entsteht, kann mit dem Verkleben eine gleichmäßige Spannungsverteilung erreicht werden.

Bessere Schwingungsdämpfung
Klebeverbindungen werden großflächig vorgenommen und sind durch den Klebstoff elastisch. Dadurch können sie Schwingungen besser dämpfen als Schweiß-, Schraub- oder Nietverbindungen.

Kein Wärmeverzug
Bei hohen Temperaturen bleiben die verbundenen Werkstücke in der vorgesehenen Form. Zusätzlich können wärmeempfindliche Werkstoffe verarbeitet werden.

Mechanisches Verhalten selbst wählbar
Je nach Auswahl des Klebstoffs können die mechanischen Verhaltenseigenschaften der Bauteile bestimmt werden (z. B. der Grad der Flexibilität).

Nachteile des Klebens

Nicht demontierbar
Was einmal verklebt wurde, kann schwer wieder demontiert werden. Das Ersetzen von Verbindungsteilen ist daher aufwendiger und kostenintensiver.

Alterungsprozesse (je nach Kleberart)
Je nach Kleberart unterliegen Klebstoffe Alterungsprozessen, die durch mechanische, chemische, physikalische und biologische Einflüsse (z. B. Feuchtigkeit) ausgelöst werden. Diese können die Klebkraft beeinträchtigen.

Kontrollverfahren aufwendig
Klebeverbindungen zum Beispiel auf Festigkeit zu prüfen, bedeutet aktuell, dass bestehende Klebeverbindungen zerstört werden müssen.

Temperaturbegrenzter Einsatz
Verklebungen können bei zu niedrigen Temperaturen spröde werden, bei zu hohen Temperaturen erweichen und schmelzen oder die Form verändern.

Viele Klebstoffe und Betriebsstoffe, die z. B. zum Reinigen der Oberflächen benötigt werden, sind Gefahrstoffe. Dazu zählen u. a. stark lösemittelhaltige Vorstriche und Klebstoffe für den Bodenbereich. Daher sind sie auch schwer zu recyceln.

Aushärtezeit
Klebstoffe benötigen eine bestimmte Zeit für den Härtungsprozess. Bei einigen Klebern kann dieser Vorgang mehrere Stunden in Anspruch nehmen.

Vorbehandlung der Oberflächen
Um optimale Klebeergebnisse zu erreichen, müssen die zu verklebenden Oberflächen zuvor von Öl, Fett, Staub und sonstigen Schmutzresten befreit werden. Dies erfordert einen zusätzlichen Arbeitsschritt.

Erfahrung notwendig
Die Einsatzmöglichkeiten und Anwendungen von Klebstoffen sind vielfältig. Für Klebeverbindungen, die langfristig den Belastungen standhalten, ist daher Praxiserfahrung nötig.

2. Wie du den passenden Klebstoff für dein Problem findest

Welcher Klebstoff ist eigentlich für welche Anwendung geeignet? – Dies ist wohl die am häufigsten gestellte Frage zur Klebetechnologie. Eine eindeutige Antwort ist oft schwierig, was nicht zuletzt an der schier unendlichen Auswahl an unterschiedlichen Klebstoffen und ihren unterschiedlichen Anwendungsmöglichkeiten liegt.

Weit über tausend Klebstoffrezepturen und Formulierungen befinden sich im praktischen Einsatz.

Die unterschiedliche Einordnung der Klebstoffe z. B. nach ihrer chemischen Zusammensetzung, nach ihren Klebeeigenschaften oder nach ihren Einsatzgebieten macht es ebenfalls nicht leicht, den richtigen Klebstoff für die eigene Anwendung zu finden.

Kein Wunder, dass die Verwendung von Klebstoffen in der Praxis noch mit viel Unsicherheit betrachtet wird und es oft an Vertrauen in die Klebstoffe mangelt.

Den richtigen Klebstoff finden

Ist der zu verklebende Werkstoff hart, spröde und nicht verformbar wie Keramik oder Glas? Wie widerstandsfähig muss die Klebung gegenüber klimatischen Einflüssen sein? Bestehen besondere Anforderungen an den Brandschutz? Diese und weitere Kriterien haben einen unmittelbaren Einfluss auf die Auswahl eines geeigneten Klebers.

Grundsätzlich gilt: Ein guter Klebstoff allein reicht nicht aus, um stabile Klebungen herzustellen. Entscheidend ist die Kombination aus Klebstoff, fachgerechter Umsetzung des Klebverfahrens und der Oberflächenvorbehandlung der zu verklebenden Teile.

2.2 Anwendungsfälle – vier Beispiele

Neben der Einteilung der Klebstoffe in chemische Eigenschaften gibt es auch anwendungsbezogene Einteilungen. Anstatt Epoxid- und Polyurethanklebstoff heißt es dann z. B. Montagekleber oder Holzleim.
Diese Einteilung stellt insofern eine Erleichterung für den Anwender dar, da die Klebstoffe oft bereits im Namen schon den Anwendungsfall beschreiben. Viele Hersteller und Anbieter haben sich auf diese Unterteilung festgelegt. Für unsere Anwendungsbeispiele greifen wir ebenfalls auf diese Bezeichnungen zurück.

Metallverklebung

Anwendungsfall: Edelmetallplatten miteinander verkleben

Für die Verklebung kleiner Flächen empfiehlt sich die Anwendung von extrem festen Kraftklebern, die eine längere Aushärtungszeit (ca. 1 Stunde) aufweisen, damit die Metallteile exakt angepasst werden können. Edelstahlverbindungen werden häufig im Küchenbereich eingesetzt. Wichtig ist hier daher auch, dass der Kraftkleber spülbeständig ist.
Für die Verklebung großer Flächen solltest du einen leistungsstarken Montagekleber wählen. Diese Kleber gibt es in vielen unterschiedlichen Ausführungen. Zu ihnen gehören zum Beispiel verschiedene 1- oder 2-komponentige Klebstoffe auf Epoxidharz- oder Polyurethanbasis.
Für die Verklebung von Edelmetallplatten verwendest du am besten Montagekleber auf Epoxidharzbasis.

Holzverklebung

Anwendungsfall: Parkett- und Laminatverklebung
Bei der Verklebung von Holzfußböden besteht generell keine Notwendigkeit, lösungsmittelhaltige Klebstoffe zu verwenden. Auch die lösungsmittelfreien Produkte sind empfehlenswert. Das schont nicht nur die Umwelt, sondern auch die Gesundheit.

Parkettverklebung

Für die Auswahl des richtigen Produkts ist es wichtig zu prüfen, wie hoch die künftige Beanspruchung des Bodenbelags sein wird. Muss der Bodenbelag z. B. dynamischen Lasten wie Flurförderfahrzeugen standhalten?

Für die Verklebung kleinerer Flächen gibt es spezielle Parkett- und Laminatleime, die ideal für die Verklebung geeignet sind. Sie sind wasserfest und sorgen für sichere und dauerhafte Verbindungen. Bei großen Flächen sollten Parkett-Flächenkleber eingesetzt werden, die wasserfrei sind und eine hohe Endfestigkeit aufweisen. Diese Klebstoffe führen zu einer weich elastischen Klebung und sorgen dafür, dass der Boden flexibel bleibt.

Kunststoffverklebung

Anwendungsfall: Verkleben von Gummi und Metall
Um Gummi und Metall dauerhaft miteinander zu verbinden, sind Sekundenkleber und Kraftkleber die richtige Wahl. Bei kleinen Flächen sorgen die extra starken und flexiblen Schnellklebstoffe für sichere Verbindungen. Bei großen Flächen kommen Kraftkleber zum Einsatz, die auch für senkrechte Verklebungen genutzt werden können.

Glasverklebung

Anwendungsfall: Werkstücke aus Glas miteinander verkleben
Normale Sekundenklebstoffe sind nicht für Glas geeignet. Es gibt jedoch spezielle Sekundenkleber, die für unsichtbare und feste Glasverbindungen sorgen. Aber auch Hochleistungskleber eignen sich für die Glasverklebung.
Für die großflächige Verklebung kann ein Kraftkleber genutzt werden. Dabei solltest du darauf achten, dass dieser glasklar aushärtet und vergilbungsfrei ist.

3. Klebstofflexikon: Die wichtigsten Klebstoffe im Überblick

Je nach Anwendung werden unterschiedliche Anforderungen an die Klebeeigenschaften der Klebstoffe gestellt. Unser Klebstofflexikon gibt dir einen Überblick über die wichtigsten Klebstoffe, deren Eigenschaften und Anwendungsgebiete.

3.1. Epoxidharz-Klebstoffe (1-komponentige)

Eigenschaften

  • Sehr feste Verklebungen
  • Hohe statische sowie dynamische Belastbarkeit bei hohen Temperaturen
  • Wärme leitet die Aushärtung ein (bei ca. 140 bis 160 °C)
  • Zur Überbrückung von Spalten geeignet

Hinweis: Die Fügeteile sollten während der Erwärmung fixiert werden.

AnwendungAnwendungsbeispiele
Metalle, temperaturbeständige Kunststoffe, Keramik, Ferrit Art des Klebstoffauftrags abhängig von der Konsistenz (Paste, Pulver, Folie) Fast ausschließlich im industriellen Bereich (Fahrzeugbau, Flugzeugbau, Elektronik) Verklebung von elastischen und Textilen Bodenbelägen

3.2. Epoxidharz-Klebstoffe (2-komponentige)

Eigenschaften

  • Sehr feste, beständige und flexible Verklebungen
  • Härtet durch chemische Reaktion von zwei Stoffen

Hinweis: Luftblasen sind in der ausgehärteten Klebefuge eine Schwachstelle. Beim Mischen sollte daher nicht zu viel Luft eingemengt werden.

AnwendungAnwendungsbeispiele
Metalle, Glas, Porzellan, Keramik, Holz, Marmor, Stein, Beton Duroplast, glasfaserverstärkte Kunststoffe, Hart-PVC, Gummi, Hartschaum-Kunststoffe Kleben von Werkzeugvorrichtungen Aufkleben von Hartmetallplatten in Messvorrichtungen Aufkleben von Hartmetallplatten in Messvorrichtungen Einkleben von Dichtelementen in Edelstahl Kleben von Griffen und anderen Bedienelementen

2-komponentige Epoxidharz-Klebstoffe im Vergleich

 Loctite 9461 A/B Strukturklebstoff 50ml
Loctite Typ 3472A/B 2K-Epoxidklebstoff Metal Set 500g
2Komponentenkleber UHU Plus 35g
Verarbeitungszeit40 Min.45 Min.20 Min.
Chemische Basis (Harz)EpoxidharzEpoxidharzEpoxidharz
Einsatztem-peraturbereich-55°C bis +120°C-20°C bis +120°C-40°C bis +100°C
Eigenschaftenschlagzäh, spaltfüllendfließfähig, stahlgefülltschnellfest, alterungs- und feuchtigkeitsbeständig

3.3. Polyurethan-Klebstoffe (1-komponentige)

Eigenschaften

  • Sehr feste, weich elastische Verklebungen
  • Härtet durch Luftfeuchtigkeit aus
  • Durchhärtegeschwindigkeit von 3 bis 4 mm/24h

Hinweis: Die Polyurethan-Klebstoffe ähneln in der Verarbeitung den Silikonklebstoffen. Auch sie bilden nach kurzer Zeit eine Haut. Ihre Aushärtungszeit ist allerdings länger.

AnwendungAnwendungsbeispiele
Stahl, Aluminium, Holzplatten, Gipsplatten Für großflächige Verklebungen Verklebung von Parkettböden und Dielenböden

1-komponentige Polyurethan-Klebstoffe im Vergleich

 Festool PU-Klebstoff natur PU nat 4x-KA 65 200g
Soudal Holzleim Pro 40P beige 750g
ILLBRUCK Konstruktionskleber Multi PU014 beige 330g
Chemische Basis1-K-Polyurethan1-K-Polyurethan1-K-Polyurethan
Einsatztemperaturbereich-40°C bis +140°C-30°C bis +100°C-30°C bis +110°C
Eigenschaftenhohe Anfangsfestigkeit, hervorragende Kälteelastizität, gute Lösemittelbeständigkeitfeuchtigkeitshärtend, spaltüberbrückendhoch spaltfüllend, breites Haftungsspektrum, schleif- und lackierbar, wetterfest

3.4. Polyurethan-Klebstoffe (2-komponentige)

Eigenschaften

  • Sehr gute Haftung an vielen Oberflächen
  • Härtet durch chemische Reaktion von zwei Stoffen
  • Hohe Flexibilität auch bei tiefen Temperaturen
  • Transparente, UV-stabile Produkte und spezielle Klebstoffe für Metalle und Kunststoffe

Hinweis: Luftblasen sind in der ausgehärteten Klebefuge eine Schwachstelle. Beim Mischen sollte daher nicht zu viel Luft eingemengt werden.

AnwendungAnwendungsbeispiele
Metall, Holz, Kunststoff Für großflächige Verklebungen Verklebung von Schaumstoffverbundelementen mit Metallblechen Verklebung von Holz- oder Kunststofflaminaten

3.5. Cyanacrylate (Sekundenklebstoffe, Schnellklebstoffe)

Eigenschaften

  • Schnelle und starke Verklebungen
  • Härten in wenigen Sekunden durch Luftfeuchtigkeit aus
  • Produkte mit unterschiedlichen Viskositäten, Temperaturbeständigkeiten und Aushärtungszeiten sowie auch Polymer verstärkte, geruchsarme, hochviskose Varianten

Hinweis: Für manche Werkstoffe gibt es spezielle Rezepturen, wie für Glas und Kunststoffe.

AnwendungAnwendungsbeispiele
Stahl, Aluminium, Kunststoffe, Leder, Holz, Gummi und Moosgummi Beschränkt auf kleine Flächen Unterschiedliche Werkstoffe können miteinander verklebt werden Verkleben von Dichtungsprofilen an Haustüren und Fenstern Kleben von Kunststoffteilen im Möbelbau

Cyanacrylate Klebstoffe im Vergleich

 HOLEX
Sekundenklebstoff 20g

Loctite 4305 UV-Sofortklebstoff 20 g
Loctite 4061 Sofortklebstoff 20g
Chemische BasisCyanacrylatCyanacrylatEthyl-Cyanacrylat
Einsatztemperaturbereich-4°C bis +1°C-40°C bis +80°C
Eigenschaftenhochfestniedrige Aushärtungsintensitätniedrige Viskosität

3.6. Methacrylate-Klebstoffe

Eigenschaften

  • Für einfache, schnelle, zähelastische und extrem feste Verklebungen
  • Produkte mit unterschiedlichen Offenzeiten von 5 bis 90 Minuten

Hinweis: Beste Ergebnisse werden erzielt, wenn eine der beiden Klebeflächen porös ist.

AnwendungAnwendungsbeispiele
Metalle, Holz, Gips, Keramik, Putz, Stein Kunststoffe, Gummi, Moosgummi, PVC, Beton, Styropor, Kork Für den Montagebereich bei allgemeinen Innen- und Außenanwendungen

3.7. Anaerobe Klebstoffe

Eigenschaften

  • Härten durch den Ausschluss von Sauerstoff aus
  • Wiederlösbare oder feste Verbindungen möglich
  • Bis zu 230°C temperaturbeständig
AnwendungAnwendungsbeispiele
Stahl, Aluminium und Bunt-Metalle Hülsen- und Metallbolzenverklebungen Sichern von Gewindeverbindungen (fest bis wiederlösbar) Verklebung von Welle-Nabe-Verbindungen Abdichten von Rohrleitungen

Anaerobe Klebstoffe im Vergleich

 Loctite 638 Fügeklebstoff hochfest 50 mlLoxeal 55-03-250 Schraubensicherung mittelfest 250 ml
Loctite Typ 601 Fügeprodukt hochfest 250ml
AushärtungAnaerobAnaerobAnaerob
Einsatztemperaturbereich-55°C bis +200°C-55°C bis +150°C
Eigenschaftenhochfest, schnell aushärtendmittelfesthochfest, niedrigviskos

3.8. Silikonkleber

Eigenschaften

  • dauerelastische Verklebungen mit guter Haftung
  • Härten durch Luftfeuchtigkeit aus
  • wasserabweisend
  • Produkte mit Trinkwasserzulassung
AnwendungAnwendungsbeispiele
Für Glaskonstruktionen Als Dichtstoff Unter anderem in den Bereichen Maschinenbau, Sanitär Im Bereich Fassadenbau z. B. für Dichtungsfugen
 Loctite 5970 Silikone Klebstoff 300 mlLoctite Typ 5615A/B 2K Silikone Klebstoff 400ml
Loctite 5368 Silikone Klebstoff 310 ml
Handfestigkeitnach 25 Min.nach 10-15 Min.nach 5 Min.
Einsatztemperaturbereich-55°C bis +2°C-50°C bis +180°Cbis +250°C
Eigenschaftensehr gute Ölbeständigkeitschnell härtenduniversell einsetzbar

3.9. Kontaktklebstoffe

Eigenschaften

  • Feste, elastische Verklebungen
  • je nach Kleber 5 bis 30 Minuten Ablüftzeit
  • Mit und ohne Lösungsmittel erhältlich

Hinweis: Erst wenn das Lösungsmittel verdunstet ist, werden die Fügeteile aneinandergepresst. Nach dem Fügen ist nur bei porösen Materialien ein nachträgliches Positionieren möglich.

AnwendungAnwendungsbeispiele
Metalle, Glas, Kunststoffe, Holz, Kork, Textilien, Gummi, PVC, Leder, Schaumstoffe Für großflächige Verklebungen geeignet Für Überkopf- und Senkrechtverklebungen Flicken von Gummischläuchen Verkleben von Schuhsohlen Aufbringen von Furnieren

3.10. Haftklebebänder

Eigenschaften

  • schnelle und saubere Verklebung
  • Verarbeitungstemperatur liegt bei +20°C bis +30°C
  • nach Stunden bzw. Tagen Festigkeitssteigerung der Verklebung
  • einseitige und zweiseitige Produkte erhältlich

Hinweis: Haftklebebänder sind für kraftübertragende Verbindungen und für Verklebungen zwischen nicht vorbehandelten Kunststoffen nicht geeignet.

AnwendungAnwendungsbeispiele
Metall, Glas, Keramik, Kunststoffe, Holz, Papier, Gewebe und Leder Für großflächige Verklebungen geeignet Weiche, geschäumte Ausführungen können auch unebene Flächen verkleben Verklebung von Kunststoffformteilen und lackierten Blechen

Isabelle

Handwerkern auf die Finger und über die Schulter schauen: Ich interessiere mich vor allem für spannende Geschichten aus der Praxis.

Mehr zum Thema

0 Kommentare

Copy link
Powered by Social Snap