Einfluss der Temperatur auf PVA-Klebstoffe und Haftfestigkeit

Alle Klebstoffe, unabhängig von ihrer Beschaffenheit, werden durch die Umgebungsbedingungen am Arbeitsplatz beeinflusst. Luftfeuchtigkeit, Staub und Temperatur können die Verklebung beeinflussen und ihre Festigkeit herabsetzen. Von allen Faktoren hat die Temperatur die stärksten Auswirkungen. Sowohl die Lagertemperatur als auch die Temperatur der Halle oder des zu verleimenden Holzes sind wichtig. PVA-Klebstoffe - Aracit - gehören zu den Produkten, auf die die Temperatur einen entscheidenden Einfluss hat, sowohl bei der Lagerung als auch bei der Verarbeitung. Extreme Temperaturen führen zu schlechter Klebequalität oder Materialverlust.

Welche Auswirkungen hat die Temperatur auf PVA-Klebstoffe?

Der Einfluss von Temperaturextremen oder großen Temperaturschwankungen lässt sich besser verstehen, wenn man sich die Beschaffenheit dieser Klebstoffe ansieht. PVA-Klebstoffe sind wässrige Dispersionen. Das heißt, es handelt sich um reaktive Moleküle (Gruppen), die in Wasser so weit auseinander schwimmen, dass sie nicht miteinander reagieren. Verringert sich der Abstand, rücken die Moleküle näher zusammen und reagieren (verbinden sich miteinander), so dass ein Klebstoff mit Klebeeigenschaften entsteht.

Der Abstand zwischen den Gruppen verringert sich aus mehreren Gründen, einer davon ist die abnehmende Wassermenge. Hier kommt auch die Temperatur ins Spiel. Wenn sie zu niedrig ist, beginnt das Wasser zu gefrieren, es bilden sich feste Kristalle und die Flüssigkeitsmenge nimmt ab. Die reaktiven Gruppen beginnen sich zu verbinden und zu reagieren. Wenn die Temperatur zu hoch ist (heiße Sommertage), ist das Ergebnis dasselbe. Das Wasser verdunstet, die Gruppen kommen zusammen und verbinden sich.

In beiden Fällen ist die Reaktion irreversibel, da ein anderes Produkt gebildet wird, das sich von den ursprünglichen reaktiven Gruppen unterscheidet und nicht mehr in der Lage ist, zur Bindung der Gegenstände zu reagieren. Das neue Produkt zerfällt nicht mehr, wenn die Wassermenge wieder ansteigt, so dass der Klebstoff verloren geht.

Lagerung und Transport von Klebstoffen

Während der Winter- und Sommermonate entstehen die größten Probleme mit Klebstoffen durch Transport und Lagerung. Sehr hohe oder sehr niedrige Temperaturen führen oft dazu, dass die reaktiven Gruppen miteinander reagieren und die Qualität der Verklebung leidet.

Besonders im Winter sollte man bei der Lagerung von Klebstoffen vorsichtig sein. Denken Sie nicht, dass es im Lagerhaus nicht -10°C hat und der Klebstoff deshalb nicht einfrieren kann. Im Wasser bilden sich Eiskristalle, sobald sich die Temperatur 0°C nähert. Der optimale Temperaturbereich für die Lagerung liegt zwischen +5°C und +35°C. Auch beim Transport können Probleme auftreten. Wenn keine beheizten Maschinen verwendet werden, können die niedrigen Temperaturen die Klebeeigenschaften des Klebstoffs beeinträchtigen. Vor allem, wenn der Klebstoff über Nacht in der unbeheizten Maschine bleibt.

Da solche Probleme trotz der Warnungen zu Transport und Lagerung auftreten, versuchen die Hersteller von PVA-Klebstoffen, Lösungen zu finden, um sie zu vermeiden. Es gibt Klebstoffe, die wiederholten Frost-Tau-Zyklen standhalten, wie z. B. TISZABOND D3D-Klebstoffe von der Gesellschaft vertrieben Szolvegy aus Târgu Mureș. Die Klebstoffe sind so formuliert, dass sie 3-5 Frost-Tau-Zyklen überstehen können. Nach dem Auftauen ist die Viskosität leicht erhöht und der Klebstoff muss leicht aufgerührt werden. Geben Sie nicht mehr als 10% Wasser hinzu, da dies die Klebeeigenschaften verschlechtert.

PVA-Klebstoffe können solchen Frost-Tau-Zyklen nicht unbegrenzt standhalten, weshalb sie sicher transportiert und gelagert werden müssen und nur zufällig einfrieren dürfen. Bleibt das Problem bestehen, kommt der Punkt, an dem die Reaktion nicht mehr umkehrbar ist und der Klebstoff völlig gefährdet ist.

Temperatur während der Arbeit

Während der Arbeit spielt die Temperatur eine sehr wichtige Rolle, sowohl für die Qualität der Verbindung als auch für die Änderung der Presszeit. Die Temperatur im Arbeitsraum ist wichtig, ebenso wie die Temperatur des zu verleimenden Holzes, des Leims oder der Holznebenerzeugnisse. Alle sollten ähnliche Werte aufweisen, die nahe an den von den Herstellern in den technischen Datenblättern empfohlenen Werten liegen.

Der optimale Temperaturbereich für den Arbeitsraum liegt bei 18-20 °C. Glauben Sie nicht, dass die Arbeit bei 15°C oder 28°C Ihnen Probleme bereitet. Es ist nur die optimale Temperatur, auf die sich alle Eigenschaften auf dem Datenblatt beziehen. Im wirklichen Leben kann die Temperatur in den Werkstätten bis auf 5°C sinken oder bis auf 40°C steigen. Bei solchen Temperaturen sollte man das Verkleben vermeiden, da es zu Problemen mit der Klebekraft und zum Ausbleichen der Klebefuge kommen kann.

Bevor Sie mit dem Verleimen beginnen, vergewissern Sie sich, dass das Holz und der Leim aus dem Lager geholt wurden und Raumtemperatur erreicht haben. Bei kaltem Holz, das in die beheizte Halle gebracht wird, kann es zu einer vorübergehenden Erhöhung der Oberflächenfeuchtigkeit kommen, da die Feuchtigkeit in der Atmosphäre bei Kontakt mit dem Holz kondensiert. Das Phänomen ist vergleichbar mit der Kondensation von Luftfeuchtigkeit an einem Glas kaltem Wasser im Sommer. Dies ist ein weiterer Grund, warum man abwarten sollte, bis das Holz die Temperatur des Holzes erreicht hat und somit die Feuchtigkeit wieder ausgeglichen ist.

Auch der Klebstoff muss vor Beginn der Arbeiten auf Raumtemperatur gebracht werden. Andernfalls wird er zähflüssiger und dringt weniger in das Holz ein, wodurch sich die Festigkeit des Klebstoffs verringert. Tendenziell wird er verdünnt, wodurch sich die Menge der aktiven Substanz verringert und die Verdunstungszeit in der offenen Phase erhöht. Eine Verringerung der Wirkstoffmenge führt zu einer geringeren Festigkeit des Leims.

Klebefilmbildung und Haftfestigkeit

Ein wichtiger Parameter für den Klebeprozess ist erforderliche Mindesttemperatur für die Verklebung (MRT) und stellt die Temperatur dar, bei der der Klebstoff noch einen durchgehenden Film bilden kann. Bei niedrigeren Temperaturen bildet sich der Film nicht mehr und statt eines durchgehenden Films entsteht eine weiße, pulverförmige Schicht ohne Haftung. Die Temperatur, bei der dieses Phänomen auftritt, wird auch als Bleichpunkt undi zwischen 3 und 5°C liegt.

Manchmal ist eine schlechte Lötung aufgrund der Nichteinhaltung der Mindesttemperatur nicht erkennbar. Es sieht so aus, als ob sich der Film gebildet hat und die Lötung stattgefunden hat. Schneidet man die verklebten Teile jedoch an, wird der weiße Staub, der sich im Holz gebildet hat, sichtbar. Bei der Prüfung der Bruchfestigkeit des Stücks wird diese viel niedriger als normal sein (mindestens 10 N/mm²).

Diese scheinbar gute Verbindung ist ein Problem, weil sie schwer zu entdecken ist. Deshalb versuchen die Hersteller, die Mindesttemperatur zu senken. Der Winterklebstoff TISZABOND 3011/D3D von Szolvegy ist ein solcher Klebstoff. Die Mindesttemperatur für die Filmbildung liegt bei 0°C, wodurch eine schwache Haftung bei niedrigen Temperaturen vermieden wird.

Auch sehr hohe Temperaturen bereiten Probleme. Wenn die Temperatur in der Halle sehr hoch ist, bildet der Klebstoff in der offenen Phase sehr schnell eine flache Pfütze. Das Wasser im Inneren des Films verdunstet langsamer, und wenn die Teile zusammengepresst werden, dringt der Klebstoff nicht gut in das Holz ein und die Festigkeit des Klebstoffs nimmt ab. In sehr heißen Perioden, in Werkstätten, in denen die Temperatur sehr hoch ansteigt, wird eine kürzere offene Phase empfohlen und der Klebstoff sollte auf beide Klebeobjekte aufgetragen werden.

Unabhängig von den Tricks und der hohen Qualität der Produkte, die sich die Hersteller ausdenken, sollten die optimalen Arbeitsbedingungen so weit wie möglich eingehalten werden. Denn die Temperatur beeinflusst auch die Verarbeitung, nicht nur die Klebstoffe, und es wird schwierig sein, eine hohe Produktionsqualität zu halten.