Pod wpływem działania światła nowy klej, wyprodukowany na bazie żywicy epoksydowej, ulega utwardzeniu
Kleje światłoutwardzalne nie lubią ciemności. Uniemożliwia to szerokie zastosowanie tych znakomitych substancji tam, gdzie komponenty nieprzezroczyste znajdują się pomiędzy linią spajania a źródłem światła. Najnowszy klej firmy Henkel Loctite, stworzony na bazie żywicy epoksydowej, rozwiązuje ten problem dzięki czekającym na opatentowanie rozwiązaniom chemicznym, potrzebującym światła bardziej do zainicjowania procesu utwardzania niż do jego zakończenia.
Susan Levanvoski, pracownik naukowy pionu rozwoju firmy Loctite, charakteryzuje ten nowy jednoskładnikowy, płynny klej jako „kationową żywicę epoksydową”, co znaczy, że zawiera on fotoinicjator kationowy. Promienie UV w przedziale 245–365 nm uruchamiają reakcję twardnienia. Reakcja ta po zainicjowaniu może przebiegać dalej w ciemności. Firma nazwała klej „preaktywowaną żywicą epoksydową”.
W praktyce podwójny mechanizm światła i ciemności utwardzający klej umożliwia nieprzeźroczystym cząsteczkom łączenie się z prędkością przypisywaną zazwyczaj konwencjonalnym światłoutwardzalnym klejom akrylowym. Użytkownik po prostu nakłada klej na jedną klejoną powierzchnię, wystawia klej na działanie promieni UV nie dłużej niż na trzy sekundy i łączy obie klejone powierzchnie. Jak zapewnia menedżer produkcji Steve Quellette, opóźnienie twardnienia kleju wynosi około 30 sekund od chwili, gdy zostanie on preaktywowany przez światło. Klej twardnieje do konsystencji mocującej po upływie około trzech minut, a pełną twardość uzyskuje w temperaturze pokojowej już po kilku godzinach. – Jest to bardzo podobne do tego, co miałby nam do zaoferowania akryl światłoutwardzalny – mówi Steve Quelette.
Dzięki temu klejowi konwencjonalne dwuskładnikowe żywice epoksydowe z powodzeniem mogą odejść do lamusa. Te znane kleje są dosyć zróżnicowane pod względem czasu twardnienia, jednakże typowy produkt przemysłowy potrzebuje na stwardnienie do konsystencji mocującej 30 minut, a na stwardnienie całkowite – całego dnia.
Henkel Loctite nie jest jedynym dostawcą produkującym aktywowaną przez światło kationową żywicę epoksydową. W Europie podobne żywice epoksydowe sprzedaje na przykład Wellomer GmbH (www.wello-mer.com). W Ameryce Północnej Electronic Materials Inc. (www.electronicmaterialsinc. com) oferuje aktywowane przez światło żywice epoksydowe o opóźnionej reakcji, które znajdują zastosowanie w nietypowej produkcji napędów do dysków. Różnica polega jednak na tym, że chemicy z firmy Loctite zoptymalizowali czas preaktywacji i opóźnienia nowego kleju dla ogólnych zastosowań przemysłowych.
Zastosowania te obejmują różnorodne prace montażowe, angażujące dwa lub więcej elementów nieprzeźroczystych lub kolorowych. Quellette mówi, że najbardziej prawdopodobne wstępne zastosowania nowego kleju będą dotyczyły łączenia mocowań dla notebooków i innego rodzaju sprzętu biurowego.
Pomimo nowego mechanizmu twardnienia nowy klej nadal kwalifikuje się jako jedna z żywic epoksydowych – z całą ich siłą spajania, odpornością chemiczną i wytrzymałością na temperatury. Na przykład typowa wytrzymałość na ścinanie wynosi 2 800 psi (funtów na cal kwadratowy) dla stali lub PVC oraz 970 psi dla ABS. W przypadku wytrzymałości na temperaturę maksymalna temperatura zastosowań kleju wynosi ok. 149°C.
Preaktywowana żywica epoksydowa charakteryzuje się także bardzo niską kurczliwością, co czyni ją odpowiednim tworzywem do zastosowań w spajaniu precyzyjnym, łącznie z optyką laserową i innymi rodzajami soczewek. Mimo że soczewki i komponenty optyczne dopuszczają stosowanie klejów światłoutwardzalnych, mogą być one jednak wrażliwe na stopień kurczenia się kleju podczas twardnienia. – Zbytnie kurczenie się kleju może wpłynąć na zmianę geometrii klejonych elementów – wyjaśnia Quellette. – Typowa światłoutwardzalna żywica epoksydowa, na przykład, kurczy się podczas twardnienia około 2 do 5 procent. Szybko utwardzalna żywica epoksydowa ma podobny stopień kurczenia.
W odróżnieniu od nich preaktywowana żywica epoksydowa kurczy się mniej niż o 0,7 procent – dodaje Quellette.
Henkel Loctite już od kilku miesięcy dostarczał preaktywowaną żywicę eposydową wybranym klientom, jednakże jej oficjalne wejście na rynek odbyło się w październiku ubiegłego roku. Quellette twierdzi, że następne wersje kleju przeznaczone będą do zastosowań w medycynie i również w napędach dysków.
Joseph Ogando
