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Klebstoffdesign-Technologie

Klebstoff besteht aus verschiedenen Rohmaterialien, wie in der Grafik unten zu sehen ist. Diese Materialien werden je nach der gewünschten Anwendung kombiniert, um einen Klebstoff mit bestimmten Funktionen zu schaffen, der dann in einem Klebeband zum Einsatz kommt. Klebeband ist äußerst praktisch, bietet eine sofortige Haftung und kann zu bestimmten Formen vorverarbeitet werden. Aus diesem Grund kommt es vor allem bei LCD-Fernsehern, Mobiltelefonen und Fahrzeugen zum Einsatz. Sollen Gegenstände permanent geschützt werden, wie beispielsweise bei Automobilteilen, muss der Klebstoff besonders stark sein, während die Schutzfolie für Displays von Mobiltelefonen leicht und ohne Klebstoffrückstände abziehbar sein muss. Der Klebstoff, der mit Polarisationsfolien verwendet wird, muss transparent sein und eine hohe Witterungsbeständigkeit bieten. Im Gegensatz dazu dürfen Klebstoffe zur Verwendung im Innenraum von Fahrzeugen nur geringe Mengen VOCs enthalten. Alle diese unterschiedlichen Anwendungen erfordern die Verwendung alternativer Klebstoffe. Aus diesem Grund entwickeln wir Mischungen, die für die verschiedenen Anwendungen optimiert sind, um die erforderlichen Funktionen bereitzustellen. Wir nutzen spezielle Designs zur Herstellung von Klebstoff für die Verarbeitung von Silizium-Wafern und Keramik, die eine hohe Stärke unter normalen Bedingungen entwickeln, aber ihre Kraft bei Kontakt mit Hitze oder UV-Licht verlieren.

Klebstoffmaterialien

Es können verschiedene Klebstoffarten geschaffen werden, je nachdem welche Mengen von bestimmten Materialien einem Elastomer hinzugefügt werden. Die Bestimmung des zu verwendenden Materials für einen Klebstoff ist die Aufgabe der Klebstoffdesign-Technologie.

Klebstoffarten

Je nach Anwendung kommen Kautschuk-, Acrylat- oder Silikonkleber zum Einsatz, die alle unter Berücksichtigung der verschiedenen Elastomer-Eigenschaften entwickelt werden müssen.

♦ Kautschukkleber

Da natürlicher Kautschuk allein nur eine geringe Haftleistung hat, wird normalerweise eine Art Tackifier hinzugefügt. Damit haftet das Material auf einer Vielzahl von Klebeflächen und wird häufig bei Verpackungsbändern verwendet.

♦ Acrylatkleber

Durch die Auswahl eines Acrylmonomers und die Durchführung einer Copolymerisation ist es möglich, Acrylpolymere mit verschiedenen Funktionen zu synthetisieren und diese als Klebstoff nutzbar zu machen. Aufgrund seiner ausgezeichneten Transparenz und der hohen Beständigkeit gegenüber Witterung, Hitze und Lösungsmitteln wird er vor allem für LCD-Bildschirme, Mobiltelefone und Automobile verwendet.
Beim Design von synthetischen Klebstoffen (Auswahl von Acrylmonomeren) ist es wichtig, dass die Tg des synthetisierten Acrylpolymers (die Temperatur, bei der beste Haftung auf der Klebefläche erzielt wird), das Einfügen von Vernetzungsstellen* (Haltbarkeit und Hitzebeständigkeit) und die Copolymerisation der Acrylmonomere (Einheitlichkeit des Acrylpolymers und der Vernetzungsstellen) bestimmt werden.

* Einfügen von Vernetzungsstellen: Bei der Klebebandherstellung wird ein Vernetzungsmittel, wie Isocyanat oder Epoxid, hinzugefügt, um dem Acrylpolymer eine 3-D-Struktur zu verleihen. Acrylpolymere erfordern Vernetzungsmittel und Monomere mit Funktionsgruppen, die zur Vernetzung geeignet sind; wie beispielsweise Acrylsäure oder Hydroxyethylacrylat.
Da Acrylpolymere eine hohe Polarität aufweisen, haften sie schlecht auf Klebeflächen mit einer geringen Polarität, wie Polyolefin. In einigen Fällen kann dies durch Hinzugabe eines Tackifiers verbessert werden.

♦ Silikonkleber

Silikonkleber bietet eine ausgezeichnete Beständigkeit bei extrem hohen und extrem niedrigen Temperaturen und kann aus diesem Grund in vielen Temperaturbereichen verwendet werden. Aufgrund der nur geringen Eigenhaftung wird Silikonharz als Tackifier verwendet. Durch Änderung des strukturellen Verhältnisses von Silikonkautschuk und Silikonharz ist es möglich, die erforderlichen Haftungseigenschaften zu erzielen. Er wird auch mit Vernetzungsmitteln, wie Benzoylperoxid, vernetzt, um die Hitzebeständigkeit zu verbessern.

♦ Urethankleber

Dieser Klebstoff wird dank seiner ausgezeichneten Ablösbarkeit für Anwendungen wie Schutzfolien oder Flusenentferner verwendet.

Als allumfassender Hersteller von Klebebändern verfügt Nitto Denko über die verschiedensten Klebstoffarten und kann Funktionen entwickeln, die auf die bestimmten Anwendungen zugeschnitten sind. Um die Materialeigenschaften optimal zu nutzen, entwickeln wir Klebstoffe nicht nur auf Basis der Materialhaftungstheorie und Grenzflächenchemie, sondern verwenden auch eine lösungsorientierte Technologie, um die Anforderungen aufgrund neuer Haftungsleistungen zu erfüllen.

Klebstoffarten und Merkmale

Klebstoffart Elastomer Merkmale
Kautschuk Natürlicher Kautschuk
Synthetischer Kautschuk
  • Natürlicher Kautschuk ist kostengünstig.
  • Kleine Auswahl an Klebeflächen.
  • Nur geringer Haftungsanstieg der unpolaren Gruppe.
  • Hitze- und Witterungsbeständigkeit nimmt ab.
Acrylat Acrylester-Copolymer
  • Polymer hat eine Eigenhaftung.
  • Freie Denaturierung.
  • Bessere Hitze- und Witterungsbeständigkeit als Kautschukklebstoffe.
  • Große Auswahl an Klebeflächen.
Silikon Silikonkautschuk
  • Für einen großen Temperaturbereich geeignet.
  • Überragende Beständigkeit gegenüber Hitze und Kälte.
  • Überragende Chemikalien- und Witterungsbeständigkeit.
  • Teuer.
Urethan Urethanharz
  • Ausgezeichnete Ablösbarkeit.
  • Nur geringe Geruchsbildung und Hautreizung.
  • Ausgezeichnete Feuchtigkeitsdurchlässigkeit.
  • Schwierig für starke Haftung und Klebrigkeit. 

Das Verhältnis zur Anzahl von Kohlenstoffatomen in der Alkylgruppe und Tg

Die Tg von Polymer, das synthetisiert wird, wenn das (Meta) Acrylestermonomer die Polymerisation durchläuft, hängt von der Anzahl der Kohlenstoffatome im (Meta) Acrylestermonomer R (Alkylgruppe) ab (siehe unten). Es ist möglich, einen Acrylklebstoff mit einer Tg zu synthetisieren, die den gewünschten Eigenschaften des Klebstoffs entspricht.

Im Acrylatkleber verwendete Monomere

Monomer Struktur Tg (°C)
Hauptmonomer Ethylacrylat CH2=CHCOOC2H5 –20
Butylacrylat CH2=CHCOOC4H9 –55
2-Ethylhexylacrylat CH2=CHCOOC8H17 –70
Isononylacrylat CH2=CHCOOC9H19
Comonomer
(Für bessere Bindekraft)
Vinylacetat CH2=CHOCOCH3 32
Acrylnitril CH2=CHCN 97
Acrylamid CH2=CHCONH2 165
Styrol CH2=CHC6H5 80
Methylmethacrylat CH2=C(CH3)COOCH3 105
Methylacrylat CH2=CHCOOCH3 8
Monomer mit der Funktionsgruppe Acrylsäure CH2=CHCOOH 106
Hydroxyethylacrylat CH2=CHCOOC2H2OH
Acrylamid CH2=CHCONH2 165
Glycidylmethacrylat

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