Die besten Hochtemperaturklebstoffe für den industriellen Einsatz

Wenn es um die Verklebung von Materialien geht, die extremen Temperaturen ausgesetzt sind, sind nicht alle Klebstoffe gleich. In Umgebungen mit hohen Temperaturen, wie z.B. in der Automobilindustrie, der Luft- und Raumfahrt, der Elektronik oder bei industriellen Anwendungen, sind Klebstoffe gefragt, die auch bei thermischer Belastung ihre Stärke und Zuverlässigkeit behalten. Permabond bietet eine Reihe von Hochtemperaturklebstoffen an, die auch bei hohen Temperaturen ihre Stärke behalten.

 

Warum ist hohe Hitze ein Problem für Klebstoffe?

 

Klebstoffe sind chemische Substanzen, die aus Polymeren bestehen – große Moleküle, die aus viel kleineren Molekülen, den Monomeren, zusammengesetzt sind. Wie bei den meisten Materialien gewinnen diese Moleküle durch die Einwirkung von Wärme an Energie und beginnen sich freier zu bewegen. Bei Klebstoffen führt diese erhöhte molekulare Aktivität zu einer Erweichung (und schließlich zum Schmelzen bei thermoplastischen Klebstoffen) und zu einer verringerten Klebkraft. Die Temperatur, bei der ein Klebstoff von einem harten, glasartigen Zustand in einen weicheren, gummiartigen Zustand übergeht, wird als seine Glasübergangstemperatur oder kurz Tg genannt. Im Allgemeinen gilt: Je höher die Tg eines Klebstoffs ist, desto besser ist seine Hitzebeständigkeit.

 

Ein weiteres wichtiges Problem, das Sie berücksichtigen müssen, ist die unterschiedliche thermische Ausdehnung und Kontraktion. Einige Materialien dehnen sich bei Temperaturänderungen stärker aus und ziehen sich stärker zusammen als andere – dies wird als Wärmeausdehnungskoeffizient (WAK) eines Materials bezeichnet. Metalle wie z.B. Edelstahl haben einen viel niedrigeren WAK als Nylon, d.h. Stahl dehnt sich bei Erwärmung und Abkühlung viel weniger aus und zieht sich weniger zusammen als Nylon. Wenn Sie Substrate mit unterschiedlichen WAKs wie diese zusammenkleben, kann dies zu Spannungen und Brüchen an der Klebestelle führen, da ein Substrat die Klebestelle effektiv ausdehnt. Thermische Wechselbeanspruchung, ein Prozess, bei dem ein Produkt heißen und kalten Zyklen ausgesetzt wird, verursacht besondere Probleme beim Verkleben ungleicher Materialien.

 

Daher muss ein hitzebeständiger Klebstoff idealerweise in der Lage sein, dem Erhitzungsprozess standzuhalten und dabei weiterhin eine starke Klebkraft zu bieten. Permabond vertreibt eine Reihe von Klebstoffen, die eine gute Hitzebeständigkeit bieten, die unten aufgeführt sind.

 

Chemische Klebstoffe für hohe Temperaturen

 

Wir bei Permabond stellen nur Klebstoffe her, die auf organischer Chemie basieren (wie Epoxidharze und Acrylate). Die meisten modernen, leistungsstarken Klebstoffe fallen in diese Kategorie. Organische Klebstoffe sind jedoch von Natur aus nur begrenzt hitzebeständig – bei mehr als 300°C (572°F) werden sie vollständig abgebaut. Dennoch gibt es viele Branchen und Anwendungen, die keine so hohen Temperaturen erfordern, und wir haben eine Reihe von Produkten, die in diesen Fällen helfen können.

 

Bevor Sie einen Klebstoff auswählen, sollten Sie Ihre Substrate prüfen. Sind sie empfindlich und könnten durch Erhitzung beschädigt oder verändert werden? Oder sind die Substrate, die Sie verkleben möchten, sehr unterschiedlich und weisen unterschiedliche Wärmeausdehnungs- und Kontraktionsraten auf? Diese Faktoren spielen eine entscheidende Rolle für den Erfolg Ihrer Verklebung, nicht nur der Klebstoff, den Sie wählen.

 

Einkomponentige Epoxidharze

 

1-Komponenten-Epoxidharze sind ein guter Kandidat für Anwendungen, die eine hohe Hitzebeständigkeit erfordern. Sie bieten starke Bindungen auf einer Vielzahl von Substraten, darunter Metalle, Verbundstoffe und einige Kunststoffe. Zum Aushärten benötigen sie ohnehin Wärme, was normalerweise bei Temperaturen zwischen 80 und 150°C (175 bis 300°F) geschieht. Aus diesem Grund bieten alle 1-Komponenten-Epoxide standardmäßig ein gutes Maß an Wärmebeständigkeit.

 

Wenn Sie aus irgendeinem Grund nicht in der Lage sind, eine Heißhärtung durchzuführen, können Sie stattdessen ein zweikomponentiges Epoxid- oder Acrylharz verwenden.

 

Ausgewähltes Produkt: Permabond ES5516

 

Permabond ES5516 ist ein einkomponentiges Epoxidharz, das Anfang 2025 auf den Markt kam. ES5516 wurde mit Blick auf den ständig wachsenden Markt für Elektrofahrzeuge entwickelt und eignet sich hervorragend für die Verklebung von Magneten für Elektromotoren (z.B. Magnete der Klasse H, die bis zu 180°C / 356°F aushalten) sowie für andere Hochtemperaturanwendungen wie Boiler und Sensoren.

 

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Zweikomponenten-Epoxidharze

 

2-Komponenten-Epoxidharze werden u.a. häufig in der Automobil- und Luftfahrtindustrie verwendet und härten bei Raumtemperatur vollständig aus. Sie bieten ähnliche Vorteile wie 1-Komponenten-Epoxidharze in Bezug auf Festigkeit, Haltbarkeit und Vielseitigkeit. Sie müssen vor dem Verkleben gemischt werden und können erhitzt werden, um die Aushärtungszeit zu beschleunigen. Es wird sogar oft empfohlen, 2-Komponenten-Epoxide nach dem Aushärten in einem Ofen zu erwärmen, bevor sie bei hohen Temperaturen stark belastet werden. Dies ermöglicht die Entwicklung einer stärkeren Polymermatrix im ausgehärteten Klebstoff durch zusätzliche Vernetzung. Eine Ausnahme von dieser Regel ist Permabond ET5424 – ein weiterer neuer Klebstoff, der Anfang dieses Jahres auf den Markt kam!

 

Ausgewähltes Produkt: Permabond ET5424

 

Permabond ET5424 ist einzigartig unter den Zweikomponenten-Epoxiden, da er bei Raumtemperatur vollständig aushärtet und bei Temperaturen von bis zu 230°C (446°F) und bis zu – 40°C/F° eine hohe Leistungsfähigkeit aufweist. Wenn der ausgehärtete Klebstoff erwärmt wird, nimmt seine Festigkeit wie bei anderen Zweikomponenten-Epoxiden zu. Allerdings muss er nicht vorher im Ofen ausgehärtet werden, um eine starke Verbindung bei großer Hitze zu gewährleisten.

 

ET5424 wurde in erster Linie für Anwendungen in der Automobil- und Luftfahrtindustrie entwickelt. Er ist ein hochhitzebeständiger Klebstoff mit geringer Ausgasung und eignet sich hervorragend für Lackier- und Pulverbeschichtungsanwendungen.

 

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Strukturelle Acrylatklebstoffe

 

Produkte wie Permabond TA437 bieten eine sehr hohe Festigkeit auf Motormagneten, sowie auf den meisten Metallen, Ferriten und Keramiken. Es verfügt über eine ausgezeichnete Hitzebeständigkeit und behält selbst bei 200°C (392°F) eine sehr hohe Festigkeit bei. TA437 härtet auch anaerob aus, wenn Sie Metall auf Metall in einem eng anliegenden Spalt kleben.

 

Cyanacrylate

 

Cyanacrylate, auch bekannt als Sekundenkleber, härten bei Raumtemperatur durch die Wechselwirkung mit Feuchtigkeit schnell aus. Sie sind sehr einfach zu dosieren und aufzutragen und härten in Sekundenschnelle aus, wodurch sie eine starke Verbindung mit vielen Materialien eingehen. Die meisten Cyanacrylate sind jedoch keine hitzebeständigen Klebstoffe. Bei den meisten dieser Klebstoffe ist eine Nachhärtung erforderlich, bei der die geklebten Teile nach der ersten Aushärtung eine Zeit lang einer hohen Temperatur ausgesetzt werden, um sie für hohe Hitze zu ‘sensibilisieren’. Dies ist oft effektiv, kann aber zeitaufwändig und teurer sein, was bei Hochgeschwindigkeits-Produktionslinien ein Nachteil ist.

 

Ausgewähltes Produkt: Permabond 825

 

Eine Ausnahme von der Regel der Nachhärtung ist Permabond 825, ein hoch hitzebeständiger Cyanacrylat-Klebstoff. Dieses niedrigviskose Produkt bietet eine hohe Festigkeit bei bis zu 200°C (392°F) und klebt gut auf Kunststoffen und Metallen. Auch während der thermischen Alterung behält er seine ausgezeichnete Festigkeit bei. Aufgrund seiner sehr schnellen Aushärtung ist 825 sehr gut für Hochgeschwindigkeits-Produktionslinien geeignet.

 

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In manchen Fällen können auch andere Klebstofftypen verwendet werden, aber die vier oben genannten sind die, die wir am häufigsten empfehlen.

 

Häufig gestellte Fragen über Hochtemperaturklebstoffe

 

Bei welcher Temperatur sind Klebstoffe am stärksten?

 

• Im Allgemeinen funktionieren Klebstoffe am besten bei Raumtemperatur (zwischen 18 und 25°C / 64 bis 77°F). Bei höheren oder niedrigeren Temperaturen lassen die meisten Klebstoffe in ihrer Gesamtleistung nach.

 

Wie können Sie, abgesehen von der Wahl eines hitzebeständigen Klebstoffs, die Hitzebeständigkeit Ihrer Klebeverbindung erhöhen?

 

• Es gibt ein paar Dinge, die Sie tun können, um die Wirksamkeit Ihrer Verklebung zu maximieren. Erstens: Wählen Sie Substrate mit einem ähnlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten (CTE). Dadurch wird die Belastung des ausgehärteten Klebstoffs verringert. Zweitens: Versuchen Sie, eine Klebefuge auf der dickeren Seite der empfohlenen maximalen Fugenfüllung zu haben. Dadurch werden Spannungen aufgrund von Unterschieden in der Wärmeausdehnung und -kontraktion besser absorbiert. Die Verwendung eines Klebstoffs mit einem Abstandshalter aus Glasperlen ist in dieser Hinsicht ebenfalls hilfreich. Schließlich können Sie, wenn möglich, versuchen, die Klebefuge abzuschirmen oder zu isolieren, um sie vor Hitze zu schützen.

 

Haben Sie einen Klebstoff, der 500°C standhält?

 

• Nein. Da wir nur Klebstoffe mit organischer Chemie herstellen, kann keiner unserer Klebstoffe mehr als 300°C (572°F) aushalten. Für diese Art von Hitzebeständigkeit müssen Sie sich nach einem anorganischen Klebstoff umsehen.

 

Halten UV-Kleber großer Hitze stand?

 

• Die meisten UV-Klebstoffe verlieren ab einer Temperatur von 120°C / 248°F an Leistung. Permabond ES5516 (bereits in diesem Artikel erwähnt) ist ein 1-Komponenten-Epoxidharz für hohe Temperaturen, das auch ein UV-Härtungselement enthält. Das bedeutet, dass Sie den Klebstoff mit UV-Licht ‘anheften’ können, bevor Sie ihn warm aushärten. Dies reduziert den Klebstoffaustritt aus den Fugen und hilft bei der genauen Ausrichtung der Teile.

 

Wenn Sie mehr über das Permabond-Sortiment an Hochtemperaturklebstoffen erfahren möchten oder Ihre Anwendung mit uns besprechen wollen, nehmen Sie bitte Kontakt mit uns auf.