1-K POLYADDITIONS EPOXIDHARZKLEBSTOFFE .3 - 2012 Dow Restricted ™Trademark of The Dow Chemical

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  • 1 - 2012 Dow Restricted

    Trademark of The Dow Chemical Company

    1-K POLYADDITIONS EPOXIDHARZKLEBSTOFFE 2012

    Dr. Christof Brndli Research&Development, Adhesives, Dow Europe GmbH, Switzerland, CBraendli@dow.com

  • 2 - 2012 Dow Restricted

    Trademark of The Dow Chemical Company

    Einfhrung

    Formulierung / Inhaltsstoffe

    Anforderungen

    Anwendungen

    Eigenschaften

    Inhalt

  • 3 - 2012 Dow Restricted

    Trademark of The Dow Chemical Company

    Epoxidharz-Einkomponenten-Systeme sind heihrtend und werden vorwiegend eingesetzt, wenn hohe mechanische Festigkeiten und/oder hohe Crash-Festigkeiten erforderlich sind. Zudem erleichtert die einfache Verarbeitbarkeit den Einsatz.

    In 1-K-Systemen liegen Harz und Hrter nebeneinander in der Mischung vor. Latente Hrter und Katalysatoren werden eingesetzt, damit eine gengende Stabilitt bei Raumtemperatur erreicht wird.

    Der Vorteil dieser Systeme ist einerseits das einfache Applizieren sowie, dass

    der Misch- und Dosiervorgang dem Verarbeiter abgenommen wird. Weiter besitzen 1K-Epoxidharzsysteme eine hervorragende Langzeit- gekoppelt mit hoher Temperaturbestndigkeit.

    Einfhrung

  • 4 - 2012 Dow Restricted

    Trademark of The Dow Chemical Company

    Vor-/Nachteile von 1K-Epoxid-Klebstoffen

    Vorteile

    Hohe Festigkeiten

    Gute Lsemittelbestndigkeit

    Gute Wrmebestndigkeit

    Grosse Formulierungsfhigkeit

    Nachteile

    Exotherme Reaktion (nach Temperatureinwirkung).

    Genaue Proportionen notwendig fr optimale Eigenschaften

    Limitierte Lagerfhigkeit

    Relativ teuer (im Vergleich mit Kautschuk, Butyl). Aber preiswerter als 2K Epoxidklebstoffe.

  • 5 - 2012 Dow Restricted

    Trademark of The Dow Chemical Company

    Chemisches Baukastensystem

    Fllstoffe Mechanische Festigkeiten Thermische Festigkeiten Adhsions-Eigenschaften Kosten Art Korngrsse Form der Teilchen Beispiele CaO CaCO3 Tonerde TiO2 Glass ZnO Russ

    Harze Bis-A/F-Epoxidharze Viskositt Alterungsverhalten Vernetzungsdichte Epoxidharz

    Hrter

    Beschleuniger Flexibilisierung

    Toughening

    Fllstoffe

  • 6 - 2012 Dow Restricted

    Trademark of The Dow Chemical Company

    Herstellung von 1K Epoxidklebstoffen

    Labormischer

    Produktionsmischer

    Handanwendung aus Kartuschen

    Fsser, Hobbocks

  • 7 - 2012 Dow Restricted

    Trademark of The Dow Chemical Company

    Der Kleberfluss

    Folgeplatte T= 30-35C

    T= 45 - 50C

    Fasspumpe T= 35 - 40C

    Dosierer T= 50 - 55C

    Dse T= 55 - 65C

    Schlauch T= 40 - 45C

    Graduelle Erwrmung von der Folgeplatte bis zur Dse fr eine optimale Frderung des Klebstoffes und gute Applikations-bedingungen.

  • 8 - 2012 Dow Restricted

    Trademark of The Dow Chemical Company

    Applikationsarten

    Raupenauftrag

    Wirbelsprhen (Swirl)

    Dnnstrahlspritzen

    Fllung 180 %

    4 a .

    Auftrag mit Sprhkopf

    1.

    2. 3.

    Fllung 200 %

    4 b.

    Hauptschlich fr Brdelnahtapplikationen

    Relativ langsam

    Sehr schnell Tiefe Viskositt

  • 9 - 2012 Dow Restricted

    Trademark of The Dow Chemical Company

    Kleben im Automobilbau: Anforderungen

    Prozess Verarbeitung Taktzeiten Hrtungsmechanismus Anwendbarkeit Substrate Art (Stahl, Aluminium, Magnesium, Verbund) Oberflchen, l Dauerbestndigkeit (e.g. VDA 621-415) beschleunigte Alterung mit erhhten Belastungen betreffend Temperatur, Feuchte, Salz.... Spezifikationen Mechanische Eigenschaften Verarbeitbarkeit

  • 10 - 2012 Dow Restricted

    Trademark of The Dow Chemical Company

    Technische Anforderungen an Strukturklebstoffe

    Module ber 1000 MPa Glasbergangstemperaturen ber 80C Schlagschlfestigkeiten von -40 bis +80C lvertrglichkeit: Adhsion auf belten Oberflchen Auswaschbestndigkeit

    1 Komponenten, flexibilisierte Epoxidharzklebstoffe

  • 11 - 2012 Dow Restricted

    Trademark of The Dow Chemical Company

    Schweisspunkt (5 mm) Klebstoff

    Reduktion von Belastungsspitzen und Verbesserung der Dauerschwingfestigkeiten

    Hhere Belastungen knnen vertragen werden Verringerung von Substrat (vor allem Stahl-)dicken

    Wieso werden Strukturklebstoffe verwendet?

    Kontinuierliche Klebeflche eliminiert Belastungsspitzen und verbessert den Lasttransfer zwischen den Fgepartnern

    Belastungsspitzen

  • 12 - 2012 Dow Restricted

    Trademark of The Dow Chemical Company

    Flexibiliserung / Toughening in Epoxidklebstoffen

    Adhesive Adhesive

    Toughener

    Substrate Substrate

    Substrate Substrate

    Force Force

    Force Force

    Adhesive Adhesive

    Substrate Substrate

    Substrate Substrate

    Force Force

    Force

    Enthaftung Kavitation Rissablenkung

  • 13 - 2012 Dow Restricted

    Trademark of The Dow Chemical Company

    Vorteile von Strukurklebstoffen im Automobilbau

    Dauerbestndigkeit

    Akustik

    Fahrkomfort

    Sicherheit

    Umwelt

    Kostenreduktion

    Statische Steifigkeit

    Dynamische Steifigkeit

    Leichtbau

    Schweisspunktreduktion

    Substratdickereduktion

    Prozessgeschwindigkeit

    Erhaltung der mechanischen Eigenschaften

    Energiemanagement

  • 14 - 2012 Dow Restricted

    Trademark of The Dow Chemical Company

    Hauptmaterialeigenschaften

    Eigenschaften Methode Bereich Anforderung

    Glasbergangs-

    temperatur

    DSC,

    DMTA 80-110C Festigkeit ber Temperatur

    Elastizittmodul DIN ISO

    EN 527-1

    1000-6000

    MPa

    Steifigkeit

    Schlagschl-

    festigkeiten

    DIN EN

    ISO 11343

    20-60N/mm Crashfestigkeit

    Zugscher-

    festigkeiten

    DIN EN

    1465

    15-30 MPa Festigkeit

    Bruchbild Visual Adhsiv -

    kohsiv

    Korrosionsverhalten

  • 15 - 2012 Dow Restricted

    Trademark of The Dow Chemical Company

    Crash-Versuche

    Crash-Test an Tren Doppelhutprofil

    Side crash

  • 16 - 2012 Dow Restricted

    Trademark of The Dow Chemical Company

    -0.5

    0

    0.5

    1

    1.5

    2

    0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000 20000

    time [ms]

    Forc

    e [kN

    ]

    Crash-Eigenschaften

    crash durable structural adhesive: CDA

    semi-CDA

    Laborgert fr die Bestimmung der Crash-Eigenschaften nach DIN 11343

  • 17 - 2012 Dow Restricted

    Trademark of The Dow Chemical Company

    Brdelnaht Tren, Klappen, Hauben

    Struktur

    Unterboden, Sulen, Dcher

    Typische Anwendung im Automobilbau

  • 18 - 2012 Dow Restricted

    Trademark of The Dow Chemical Company

    Tren

    Motor-haube

    Heckklappe

    Warmhrtende Hochleistungsepoxidharzklebstoffe Glaskugeln zur Flanschfllung Belte, verzinkte und blanke Sthle und Aluminium; keine Vorbehandlung fr das

    Kleben notwendig Ausgezeichnete Korrosionsbestndigkeit

    Brdelnahtanwendungen

  • 19 - 2012 Dow Restricted

    Trademark of The Dow Chemical Company

    Exzellente Adhsion auf Automobilsubstraten, wie verzinkte Oberflchen und Aluminium Erhhung der Karosseriesteifigkeit und Crasheigenschaften Vibration- und Geruschreduktion Dauerhaltbarkeit Korrosionsbestndigkeit Kompatibel mit anderen Fgeverfahren

    Dach

    Sulen

    Unterboden

    Karosseriebau

  • 20 - 2012 Dow Restricted

    Trademark of The Dow Chemical Company

    Stahl

    Aluminium

    Verklebung von Stahl und Aluminium im Zusammenspiel mit Clinchen

    Aluminium

    Stahl

    Source: Eurocarbody 2003 BMW Udu Hnle/Kurt Lief

    Stahl

    Aluminium Aluminium

    Stahl

    Mischbauweise: Aluminium-Stahl Kombination

    2006 BMW 5-Series Aluminum Vorderbau

  • 21 - 2012 Dow Restricted

    Trademark of The Dow Chemical Company

    Anwendungen von 1K-Epoxidklebstoffen

    VW Scirocco (2008) Ca. 32 m Strukturklebstoff

    VW Golf (2009) Ca. 40m Strukturklebstoff

    VW Tiguan (2007) Ca. 40m Strukturklebstoff

    Passat CC (2008) Ca. 40m Strukturklebstoff

    Jaguar XF Einige m Strukturklebstoff

    Opel Insignia (2008) Ca. 20m Strukturklebstoff

  • 22 - 2012 Dow Restricted

    Trademark of The Dow Chemical Company

    Audi Q5 (2008) Ca. 40m Strukturklebstoff

    Mercedes E-class (2009) >100m Strukturklebstoff

    Ford Kuga (2008) Ca. 2m Strukturklebstoff

    Ferrari California (2008) >15m Strukturklebstoff

    Ford Fiesta (2008) Ca. 4m Strukturklebstoff

    Camaro Einige m Strukturklebstoff

    Anwendungen von 1K-Epoxidklebstoffen

  • 23 - 2012 Dow Restricted

    Trademark of The Dow Chemical Company

    berkopf- und vertikale Applikation: bis 600 mm/s; 100mm Dse-Substrat-Distanz

    Spritzbare Technologie

    Feuchtigkeitsaufnahme des Klebstoffs im unausgehrteten Zustand source: SCA Schucker

  • 24 - 2012 Dow Restricted

    Trademark of The Dow Chemical Company

    Anwendungen in der Automobilproduktion

    Steppnahtanwendung

  • 25 - 2012 Dow Restricted

    Trademark of The Dow Chemical Company

    Spezielle Thixotropiemittel

    0,0

    2,0

    4,0

    6,0

    8,0

    10,0

    25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85

    temperature [C]

    vis

    co

    sit

    y [kP

    as]

    BETAMATETM1460 technology

    Standard Technology