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Allgemeine chemische Eigenschaften von PSA-Klebebändern

Gemäß dem Pressure Sensitive Tape Council zeichnen sich druckempfindliche Klebstoffe (PSA) durch drei Merkmale aus:

1. Permanente Haftung
2. Haftung bei nur leichtem Andruck
3. Kein Übergang von flüssig zu fest

Im Gegensatz zu Flüssigklebstoffen, ist die Chemie des Klebstoffs bei Klebebändern bereits voll ausgehärtet, sodass keine weitere Aushärtung stattfindet, um eine Klebeverbindung zu erzeugen. Die Verbindung entsteht durch mechanische Verriegelung und elektrostatische Wechselwirkungen an der Kontaktfläche.

Aufgrund dieser Merkmale verfügen PSA über einzigartige Leistungsfähigkeiten, die bei der Produktentwicklung besondere Freiheiten ermöglichen und die Produktionseffizienz erhöhen können. Mögliche Vorteile sind:

 


  • Sofortige Handfestigkeit nach dem Andruck
  • Einfach anzubringen
  • Gleichmäßige Klebedicke
  • Verschiedene Varianten an Stärken zur Auswahl: mit und ohne Trägermaterial und mit Trägern aus Acrylatschaum
  • Präzises Aufbringen mit vorgefertigten (konvertierten) Formen
  • Möglichkeiten zur Vormontage während des gesamten Wertschöpfungsprozesses
  • Verbindet ungleiche Materialien, ohne die Oberflächen zu beschädigen
  • Bildet eine Barriere zwischen Metallen zur Reduzierung von galvanischer Korrosion

 

Druckempfindliche Klebstoffe (PSA) sind in vielen verschiedenen Ausführungen erhältlich, darunter doppelseitige Klebebänder in verschiedenen Stärken mit Trägermaterial oder Trägern aus Acrylatschäumen, als Transferklebebänder, als einseitige Klebebänder und als bedruckbare Folien. Neben den Formaten gibt es eine Vielzahl von chemischen Stoffen, die in PSA-Klebstoffen für industrielle Klebeanwendungen eingesetzt werden. Obwohl bei vielen Anwendungen spezielle PSA verwendet werden, möchten wir hier für Vergleichszwecke einen groben Überblick über die drei am häufigsten verwendeten chemischen Bestandteile bieten. Bei der Auswahl eines geeigneten Klebstoffs oder Klebebands für eine Konstruktion sind zudem viele andere Faktoren zu berücksichtigen.

 


  • Acryl
  • Silikon
  • Kautschuk

Acrylat-Klebeband

  • Acrylklebebänder können die größte Bandbreite an Materialien verbinden und werden in nahezu jeder Branche verwendet.

    Die Entwicklung von Acrylaten für druckempfindliche Klebstoffe begann, weil Naturkautschuk die Tendenz besitzt, zu vergilben und zu zerfallen, wenn er UV-Strahlung ausgesetzt ist. Acrylate weisen außerdem eine höhere innere Festigkeit als Kautschukverbindungen auf.

    Acrylklebebänder sind das Multitalent der industriellen Verklebung. Durch die fortschreitende Weiterentwicklung der Forschung zu Acrylaten stehen nun Formulierungen für hohe und niedrige Temperaturen, für die Haftung auf Flächen mit hoher, mittlerer oder niedriger Oberflächenenergie (HSE, MSE, LSE) oder sogar mit einzigartigen Eigenschaften wie Schwerentflammbarkeit zur Verfügung. Acrylklebebänder werden in verschiedenen Stärken mit und ohne Trägermaterial und mit Trägern aus Acrylatschäumen geliefert. Die Träger aus Acrylatschäumen bieten spezifische Leistungsvorteile einschließlich Festigkeit und dynamischer Belastungsaufnahme. Acrylklebebänder werden in nahezu jeder Branche verwendet.

  • Wesentliche Vorteile
     

    • Fähigkeit eine umfassende Bandbreite an Materialien zu verbinden
    • Vielfältigste mechanische Leistungsfähigkeit
    • Gute Beständigkeit gegen Alterung und Umwelteinflüsse
    • Erhältlich mit Trägern aus Acrylatschaum zur dynamischen Absorption von Belastungen und Vibrationen

    Wesentliche Nachteile
     

    • Nicht so hohe Temperaturbeständigkeit wie Silikon, auch wenn Acrylate für sehr hohe Temperaturen verfügbar sind
    • Höherer Zeitaufwand bis zur vollen Festigkeit als bei Kautschuk, auch wenn die Handfestigkeit normalerweise sofort nach dem Andrücken hergestellt wird und die Endfestigkeit typischerweise höher ist
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Silikon-Klebeband

  • Silikonklebebänder eignen sich zur Verklebung von Materialien mit sehr niedriger Oberflächenenergie und zeichnen sich durch eine hohe Temperaturbeständigkeit aus.

    Silikonhaltige Polymere können aufgrund ihrer unglaublich niedrigen Oberflächenenergie zur Herstellung von Schutzabdeckungen verwendet aber auch zur Formulierung des Klebers selbst genutzt werden.

    Silikonklebebänder sind am besten dafür bekannt, dass sich mit ihnen Silikon verkleben lässt und dass sie einem großen Temperaturbereich standhalten können, von -40 °C bis zu über 260 °C.

  • Wesentliche Vorteile
     

    • Geeignet zur Verklebung von Silikonmaterialien
    • Hohe Temperaturbeständigkeit
    • Relativ schimmelbeständig

    Wesentliche Nachteile
     

    • Relativ geringe Festigkeit
    • Geringe Klebekraft auf anderen Materialien als Silikon, obwohl doppelseitige Klebebänder mit Silikon auf einer Seite und Acryl auf der anderen Seite erhältlich sind, um das Verbinden von Silikon mit Nicht-Silikon zu ermöglichen
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Da Silikon „anorganisch“ ist – was bedeutet, dass seine chemische Zusammensetzung nicht auf Kohlenstoff basiert –, ist es von Natur aus hypoallergen und relativ schimmelbeständig.


Kautschuk-Klebeband

  • Kautschuk-Klebebänder bieten eine kostengünstige Lösung sowie eine sehr hohe Klebkraft und können sauber entfernt werden.

    Kautschuk war das erste Material, das zur Herstellung druckempfindlicher Klebstoffe verwendet wurde. In den letzten Jahrzehnten hat sich die Kautschuk-PSA-Technologie weiterentwickelt. Sie umfasst nun natürliche und synthetische Kautschukharze sowie eine große Bandbreite an Klebrigmachern, um den Klebstoff auf bestimmte Leistungsmerkmale abzustimmen.

    Gummi-Harze erzeugen schneller eine Haftung als andere Chemikalien. Sie eigenen sich zur Verklebung der meisten Oberflächen einschließlich LSE und sind relativ preiswert. Sie sind eine vielseitige Option für viele Anwendungen, allerdings ist ihre letztendliche Haftfestigkeit niedriger als bei PSAs auf Acrylatbasis und sie sind weniger alterungsbeständig (Einwirkung von Sonnenlicht und Oxidation).

  • Wesentliche Vorteile
     

    • Schnelle Soforthaftung (hohe Klebekraft)
    • Haftung auf niederenergetischen Materialien
    • Relativ kostengünstige Lösungen

    Wesentliche Nachteile
     

    • Geringere Endfestigkeit im Vergleich zu PSAs auf Acrylatbasis
    • Geringe Beständigkeit gegen Umwelteinflüsse (z. B. UV-Strahlung, Temperatur)
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Naturkautschuk (cis-Polyisopren) wird mechanisch bearbeitet, um Polymere mit geringerem Molekulargewicht zu erzeugen, die sich leicht in einem Lösemittel auflösen oder verteilen lassen. Synthetische Polymere (wie Styrol-Isopren-Blockcopolymere) können ebenfalls verwendet werden. Klebrigmacher wie Pinen (unter anderem aus Kiefernharz hergestellt) werden hinzugefügt, um dem Klebstoff zusätzliche Haftkraft zu verleihen, sodass er als PSA verwendet werden kann.


Wie auch bei Klebstoffen entstehen stetig neue chemische Formulierungen und Ausführungen für Klebebänder. Dank diesen neuen Klebstoffen, Trägermaterialien und Herstellungsverfahren können laufend neue innovative Klebebänder für industrielle Anwendungen entwickelt werden.

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