Dobór odpowiedniego środka klejącego ma bezpośredni wpływ na trwałość, szczelność i bezpieczeństwo połączenia. Różne rodzaje klejów mogą być przeznaczone do metalu, tworzyw sztucznych, szkła czy kompozytów, a także do pracy w wysokiej temperaturze lub w kontakcie z chemikaliami. Dlatego podział klejów uwzględniający ich skład, sposób utwardzania oraz właściwości jest tak istotny, szczególnie w zastosowaniach przemysłowych. Jak wygląda klasyfikacja klejów i czym kierować się przy wyborze konkretnego produktu?

Spis treści

• Klasyfikacja klejów – na czym polega podział?
• Rodzaje klejów – podział ze względu na skład chemiczny
• Rodzaje klejów do metali – który wybrać?
• Kleje i sposób utwardzania – co warto wiedzieć?
• Jak dobrać klej do konkretnego zastosowania?
• Kleje przemysłowe – liczy się nie tylko rodzaj
• Rodzaje klejów i ich zastosowanie – podsumowanie

Klasyfikacja klejów – na czym polega podział?

Nie istnieje jeden uniwersalny sposób klasyfikowania klejów. Rodzaje klejów i ich zastosowanie można analizować m.in. pod względem składu chemicznego, liczby składników, sposobu utwardzania czy odporności na określone warunki pracy. W praktyce przemysłowej znaczenie ma również materiał podłoża oraz rodzaj obciążenia działającego na spoinę.

Pod względem liczby składników wyróżnia się kleje jednoskładnikowe, które nie wymagają mieszania przed aplikacją i mogą utwardzać się np. pod wpływem wilgoci, temperatury, promieniowania UV lub w wyniku kontaktu z odpowiednio przygotowaną powierzchnią. Z kolei kleje dwuskładnikowe wymagają połączenia dwóch składników, najczęściej żywicy i utwardzacza, w określonych proporcjach przed rozpoczęciem procesu utwardzania; w systemach przemysłowych mieszanie może odbywać się również automatycznie podczas dozowania.

Rodzaje klejów – podział ze względu na skład chemiczny

Jednym z podstawowych kryteriów klasyfikacji klejów jest ich baza chemiczna. Właściwości zastosowanego polimeru wpływają m.in. na przyczepność do podłoża, elastyczność, wytrzymałość mechaniczną, odporność chemiczną i temperaturową oraz sposób utwardzania. W praktyce przemysłowej nie wystarczy jednak znać samej grupy kleju – istotne są również parametry konkretnego produktu i jego przeznaczenie.

Warto rozróżnić klasyfikację według składu chemicznego od klasyfikacji według mechanizmu utwardzania. Określenia takie jak epoksydowy czy poliuretanowy odnoszą się przede wszystkim do chemii kleju, natomiast nazwy takie jak anaerobowy opisują przede wszystkim sposób uzyskiwania końcowych właściwości spoiny.

Kleje na bazie różnych chemii polimerowych

• Kleje epoksydowe – charakteryzują się wysoką wytrzymałością mechaniczną, dobrą przyczepnością do wielu podłoży oraz odpornością na działanie wielu czynników chemicznych. Znajdują zastosowanie m.in. przy łączeniu metali, tworzyw sztucznych i kompozytów.
• kleje poliuretanowe – wyróżniają się elastycznością i dobrą odpornością na drgania, uderzenia oraz zmiany temperatury. Dzięki tym właściwościom znajdują zastosowanie tam, gdzie spoina powinna częściowo kompensować ruchy łączonych elementów.
• Kleje polimerowe – stanowią szeroką grupę produktów, dlatego ich właściwości należy każdorazowo oceniać na podstawie konkretnej bazy chemicznej oraz parametrów technicznych określonych przez producenta.

Pozostałe grupy klejów przemysłowych

• Kleje cyjanoakrylowe – utwardzają się szybko w obecności niewielkiej ilości wilgoci i są wykorzystywane przede wszystkim do szybkiego łączenia niewielkich elementów. Czas wiązania zależy m.in. od rodzaju podłoża, wielkości szczeliny i warunków otoczenia.
• Kleje anaerobowe – utwardzają się przy ograniczonym dostępie tlenu, szczególnie w kontakcie z odpowiednio aktywnymi powierzchniami metalowymi. Wykorzystuje się je m.in. do zabezpieczania gwintów, uszczelniania połączeń oraz mocowania elementów cylindrycznych.

Taki podział ułatwia wstępny wybór odpowiedniej technologii, ale sama nazwa grupy kleju nie przesądza o jego przydatności w określonych warunkach. W ofercie InnoWay dostępne są kleje przemysłowe obejmujące wiele z tych grup.

Rodzaje klejów do metali – który wybrać?

Metal jest materiałem wymagającym, ponieważ jego powierzchnia może być gładka, pokryta tlenkami, olejem lub innymi zanieczyszczeniami. Dlatego rodzaje klejów do metali należy dobierać nie tylko do gatunku materiału, lecz także do warunków eksploatacji połączenia. Do łączenia metali wykorzystuje się m.in. kleje epoksydowe, poliuretanowe, cyjanoakrylowe, anaerobowe i metakrylowe. Wybór zależy od tego, czy połączenie ma przenosić duże obciążenia, kompensować drgania lub być odporne na temperaturę.

Znaczenie ma również rodzaj metalu i stan jego powierzchni. Innych właściwości może wymagać klejenie stali konstrukcyjnej, aluminium, stali nierdzewnej czy powierzchni ocynkowanej, ponieważ różnią się one m.in. charakterystyką powierzchni i reaktywnością podczas utwardzania kleju. W przypadku niektórych podłoży metalowych konieczne może być zastosowanie aktywatora lub primera, szczególnie gdy powierzchnia ma niską reaktywność albo wymagane jest przyspieszenie procesu utwardzania.

Klejenie czy spawanie – jak łączyć metale?

W określonych zastosowaniach korzystną alternatywą może być klej do metalu zamiast spawania. Klejenie nie wymaga miejscowego stopienia łączonych elementów, a odpowiednio zaprojektowana spoina może rozkładać obciążenie na większej powierzchni połączenia. O przydatności klejenia zamiast spawania decydują jednak m.in. rodzaj obciążenia, geometria połączenia, wymagany zakres temperatur oraz kompatybilność kleju z łączonymi materiałami.

Kleje i sposób utwardzania – co warto wiedzieć?

Kolejnym kryterium, według którego można wykonać podział klejów, jest mechanizm uzyskiwania końcowej wytrzymałości. Ma on znaczenie dla czasu montażu i wymagań dotyczących procesu. Dla przykładu: kleje cyjanoakrylowe polimeryzują pod wpływem niewielkiej ilości wilgoci znajdującej się na powierzchniach i w powietrzu, dzięki czemu mogą wiązać w ciągu kilku sekund. Z kolei kleje anaerobowe utwardzają się po ograniczeniu dostępu tlenu, w kontakcie z odpowiednio aktywną powierzchnią metalową.

Inną grupę stanowią kleje wysokotemperaturowe, przeznaczone do aplikacji, w których standardowe spoiwa nie zachowują wymaganych parametrów. Mogą pracować w bardzo wysokich temperaturach, dlatego wykorzystuje się je m.in. w przemyśle metalowym, energetyce, motoryzacji czy przy elementach urządzeń grzewczych. Zakres dopuszczalnej temperatury pracy zależy jednak od konkretnej technologii i produktu, dlatego przy projektowaniu połączenia należy rozróżnić temperaturę pracy ciągłej od krótkotrwałej temperatury maksymalnej i zawsze odwoływać się do danych z karty technicznej.

Jak dobrać klej do konkretnego zastosowania?

Sam materiał klejony często nie wystarcza do prawidłowego wyboru produktu. Należy przeanalizować cały proces oraz warunki, w których będzie pracować gotowe połączenie. Istotne są przede wszystkim: rodzaj i porowatość podłoża, wielkość powierzchni klejenia, obciążenia mechaniczne, temperatura pracy, wilgotność, kontakt z chemikaliami, oczekiwany czas wiązania oraz możliwość odpowiedniego przygotowania powierzchni.

Istotna jest również geometria spoiny, jej grubość oraz sposób przenoszenia obciążenia. W projektowaniu połączeń klejowych korzystniejsze jest takie ukształtowanie złącza, aby spoina pracowała przede wszystkim na ścinanie lub rozciąganie, a ograniczone zostały obciążenia powodujące odrywanie i koncentrację naprężeń.

Przed aplikacją warto sprawdzić, czym odtłuścić powierzchnię przed klejeniem, a następnie zastosować zalecaną metodę przygotowania podłoża. W zależności od materiału i produktu może być potrzebne szlifowanie, aktywacja lub zastosowanie primera. Sposób przygotowania powierzchni powinien być dobrany do konkretnego materiału i technologii kleju.

Kleje przemysłowe – liczy się nie tylko rodzaj

W zastosowaniach produkcyjnych klej jest elementem całego procesu technologicznego. Oprócz rodzaju kleju trzeba uwzględnić: sposób dozowania, lepkość, czas pracy lub czas życia mieszaniny – zależnie od technologii – czas ustalania połączenia, czas pełnego utwardzania oraz możliwość automatyzacji aplikacji. Dlatego wybór najlepszego rozwiązania warto oprzeć na parametrach konkretnego połączenia. W InnoWay oferujemy szeroki wybór klejów przemysłowych, obejmujący m.in. produkty jednoskładnikowe i dwuskładnikowe, epoksydowe, poliuretanowe, cyjanoakrylowe, anaerobowe, polimerowe, UV oraz wysokotemperaturowe.

Rodzaje klejów i ich zastosowanie – podsumowanie

Rodzaje klejów i ich zastosowanie są ze sobą powiązane. Klej odpowiedni do szybkiego montażu ma inne właściwości niż produkt przeznaczony do przenoszenia dużych obciążeń, uszczelniania gwintów czy pracy w wysokiej temperaturze. Klasyfikacja klejów pozwala zawęzić grupę odpowiednich produktów, ale ostateczny dobór powinien uwzględniać jednocześnie chemię kleju, mechanizm utwardzania, właściwości podłoża, geometrię spoiny, rodzaj obciążenia oraz warunki eksploatacji.

W przypadku wymagających aplikacji przemysłowych warto skorzystać z fachowego doradztwa technicznego i przeprowadzić testy przed wdrożeniem produktu do produkcji. To pozwala zweryfikować rzeczywistą wytrzymałość spoiny i dobrać rozwiązanie odpowiadające konkretnym wymaganiom.