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      • Veröffentlicht am 9. März 2023
      • Zuletzt bearbeitet am 29. Aug. 2023
    • 12 min

    Ein kompletter Leitfaden zu Klebstoffen

    In unserem Leitfaden werden die unterschiedlichen Arten von Klebstoffen sowie deren Verwendung erläutert.

    Klebstoffe

    Was sind Klebstoffe?

    Klebstoffe, oft einfach „Kleber“ genannt, sind unterschiedliche Substanzen, die eine Klebeverbindung zwischen zwei Oberflächen herstellen. Dazu werden sie auf eine oder beide der zu klebenden Oberflächen aufgetragen. Eine Klebeverbindung sollte einem gewissen Maß an Trennkraft standhalten. Manche Klebstoffe können auch zum Versiegeln von Oberflächen genutzt werden.

    Es gibt zwei grundlegende Kategorien von Klebstoffen – natürliche und künstliche. Die meisten modernen Klebstoffe sind künstlich, aber Klebstoffe unterschiedlichster Art sind schon seit Jahrhunderten in Gebrauch. Künstliche Klebstoffe haben gegenüber den natürlichen Alternativen zahlreiche Vorteile: Sie sind von immer gleicher Qualität, für unterschiedliche Nutzungszwecke adaptierbar und haben eine hohe Klebkraft.

    Moderne Klebstoffe werden aus einer Vielzahl sorgfältig modifizierter chemischer Stoffe gefertigt. Klebstoffe werden nach ihrer Funktionsweise unterschieden. Darüber hinaus werden sie in reaktive und nicht reaktive Klebstoffe eingeteilt, je nachdem, ob der Klebstoff beim Aushärten eine chemische Reaktion durchläuft. Zu den gängigen Klebstofftypen gehören Epoxid-, Silikon- und Acrylkleber.

    Klebung vs. mechanische Befestigung

    Eine Klebung, also eine Verbindung mithilfe eines Klebstoffs, hat Vorteile gegenüber alternativen Verbindungstechniken wie Nähen, thermischen Verbindungsverfahren und mechanischer Befestigung.

    Die Verbindung zweier Oberflächen mithilfe eines Klebstoffs hat mehrere Vorteile:

    • Gleichmäßige Verteilung der Belastung auf die Klebeflächen
    • Flexibilität im Hinblick auf die Verbindung ganz unterschiedlicher Oberflächen
    • Kosteneffektives, leicht mechanisierbares Verfahren
    • Verbesserungen bei ästhetischer Wirkung und Design
    • Mehr Freiheit beim Design

    Dem stehen aber auch mehrere Nachteile von Klebstoffen gegenüber:

    • Größere Probleme beim Trennen von Oberflächen im Rahmen von Testverfahren
    • Reduzierte Stabilität bei extremen Temperaturen (Hitze oder Kälte)
    • Relativ geringe Klebkraft bei der Verklebung größerer Gegenstände mit kleiner Oberfläche

    Verwendungszwecke von Klebstoffen

    Zwar denkt man bei der Verwendung von Klebstoffen vor allem an Reparaturen im häuslichen Umfeld, aber Klebstoffe werden auch in Konstruktion und Fertigung häufig eingesetzt, um Teile oder Komponenten miteinander zu verbinden.

    Darüber hinaus lassen sich Klebstoffe noch für ganz andere Zwecke nutzen. In der Technik dienen sie oft als Dichtungsmittel, um Vertiefungen zu füllen oder eine Schutzschicht auf poröse Oberflächen aufzubringen Beim Aushärten verstärkt ein solches Mittel empfindliche Bauteile, schützt sie vor Kontakt mit Luft und Flüssigkeiten und verhindert dadurch Rostschäden, Verunreinigungen und Korrosion. Viele Dichtungsmittel enthalten Silikon.

    Wie funktionieren Klebstoffe?

    Die Wissenschaft konnte die Funktionsweise von Klebstoffen bis heute noch nicht vollständig klären. Eine wirksame Klebung beruht auf dem Zusammenwirken von zwei Naturkräften – Kohäsion (Tendenz einer Substanz, zusammenzuhalten) und Adhäsion (Tendenz einer Substanz, an einer anderen Substanz zu haften). Mit anderen Worten, es genügt nicht, dass ein Klebstoff an einer Oberfläche haftet. Er muss auch in sich stabil halten. Andernfalls würde die Verbindung unter Druck oder unter der Einwirkung eines Gewichts nachgeben (aufbrechen oder sich durch Scherkräfte lösen).

    Kleber

    Mechanische Bindung

    Eine mechanische Bindung ist aufgrund ihrer Einfachheit die häufigste Form der Adhäsion. Der Klebstoff dringt in die winzigen Poren des Materials ein. Zwischen Klebstoff und Oberflächen entsteht eine Verbindung, die die Oberflächen zusammenhält.

    Kleber

    Chemische Bindung

    Eine chemische Bindung entsteht, wenn sich Klebstoffe auf molekularer Ebene mit Oberflächen verbinden. Dies hat Ähnlichkeit mit der Verbindung zwischen Atomen, die molekulare Strukturen bilden, beispielsweise H2O (Wasser).

    Der genaue Wirkmechanismus der Adhäsion ist komplex und von Substanz zu Substanz unterschiedlich. Im Prinzip jedoch sind zwei chemische Kräfte daran beteiligt – Adsorption und Chemisorption. Adsorption ist die elektrostatische Anziehung zwischen den Molekülen des Klebstoffs und der Oberfläche, auf die er aufgetragen wird. Chemisorption dagegen ist eine starke molekulare Bindung zwischen dem Klebstoff und der Oberfläche, auf die er aufgetragen wird.

    Adsorption

    Adsorption

    Trägt man Klebstoff auf eine Oberfläche auf, feuchtet er diese an. Dabei entstehen viele schwache elektrostatische Kräfte (sogenannte Van-der-Waals-Kräfte) zwischen den Molekülen des Klebstoffs und der Oberfläche und verbinden beide miteinander. Damit das gut funktioniert, muss der Klebstoff dünn und gleichmäßig auf der gesamten Oberfläche verteilt werden. Bei der Verbindung zwischen Klebstoff und Oberfläche handelt es sich nicht um eine chemische Bindung. Vielmehr sind unzählige Anziehungskräfte auf mikroskopischer Ebene am Werk. Die Moleküle der Oberfläche und des Klebstoffs haften geradezu magnetisch aneinander.

    Chemisorption

    Chemisorption

    Manche Klebstoffe gehen eine weit stärkere Verbindung mit einer Oberfläche ein. Verklebt man beispielsweise bestimmte Kunststoffe mithilfe bestimmter Klebstoffe, so verschmelzen die Materialien und es entwickelt sich eine stark belastbare chemische Bindung. Letztendlich entsteht an der Grenzfläche eine neue chemische Verbindung – und dieser Vorgang heißt Chemisorption.

    Warum sind Klebstoffe klebrig?

    Die Antwort auf diese häufig gestellte Frage erfordert komplexe chemische Erläuterungen. Chemisch gesehen, enthalten die meisten Klebstoffe Polymere. Dabei handelt es sich um lange Molekülketten, die sich leicht miteinander (Kohäsion) und mit anderen Substanzen (Adhäsion) verbinden. Bei der Herstellung wird den meisten Klebstoffen Wasser zugesetzt, damit sie nicht sofort aushärten. Wenn die Tube später geöffnet wird und der Klebstoff der Luft ausgesetzt ist, beginnt das Wasser zu verdunsten. Zurück bleiben Polymere, die an Oberflächen aller Art haften.

    Kategorien moderner Klebstoffe

    Moderne Klebstoffe lassen sich im Wesentlichen drei Kategorien zuordnen:

    Klebstoffe auf Lösungsmittelbasis

    Lösungsmittel können – wie der Name schon sagt – andere Substanzen lösen, sodass eine Flüssigkeitslösung entsteht. Klebstoffe auf Lösungsmittelbasis enthalten Polymere in gelöster Form. Wird der Klebstoff aufgetragen, verdunstet das Lösungsmittel, härtet aus und schafft eine Klebeverbindung.

    Klebstoffe auf Wasserbasis

    Klebstoffe auf Wasserbasis, auch „Dispersionsklebstoffe“ genannt, werden als Lösung oder als Trockenpulver zum Anrühren mit Wasser angeboten. Wenn das Wasser verdunstet oder von der Oberfläche absorbiert wird, auf die der Klebstoff aufgetragen wurde, gerinnen die zurückbleibenden wasserlöslichen Polymere, die zuvor in der Flüssigkeit verteilt waren, und bilden eine Klebeverbindung.

    Gängige Klebstoffe auf Wasserbasis sind:

    • Bastelkleber
    • Latexkleber
    • Stärkeleim

    Klebstoffe auf Polymerbasis

    Polymerklebstoffe sind auch als Emulsionskleber bekannt. In der Regel sind sie von milchig-weißer Farbe und bestehen aus Polymeren, die starke Verbindungen eingehen können, beispielsweise Polyvinylacetat (PVA). Klebstoffe auf Polymerbasis sind wärmeempfindlich. Sie schmelzen bei bestimmten Temperaturen und härten beim Abkühlen wieder aus. Polymerklebstoffe eignen sich ideal als Holzleim.

    Klebstofftypen

    Im Handel sind verschiedene Klebstofftypen erhältlich, von vertrauten Marken für den Hausgebrauch bis hin zu hochspezialisierten Produkten für die Fertigung. Im Folgenden werden verschiedene gängige Klebstofftypen vorgestellt:

    Heißkleber

    Heißkleber

    Heißkleber, auch Schmelzkleber genannt, bestehen aus thermoplastischem Kunststoff und sind in Form fester Stifte erhältlich. Diese werden in eine Heißklebepistole eingesetzt, die den Stift stark erhitzt, sodass der Kunststoff schmilzt. Über eine Düse an der Spitze kann der Kleber aufgetragen werden. Beim Abkühlen verfestigt er sich dann wieder. Dieser Klebstoff kommt auch bei verschiedenen technischen Anwendungen zum Einsatz.

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    Sekundenkleber

    Sekundenkleber

    Diese hochwirksamen Klebstoffe werden unter bekannten Markennamen wie Uhu, Pattex, Loctite oder Gorilla verkauft. Sekundenkleber bestehen aus Cyanoacrylat, das in nur 30 Sekunden eine feste und dauerhafte Klebeverbindung herstellt. Der Kleber funktioniert durch Kontakt mit Wasser – dafür genügen kleinste Spuren von Feuchtigkeit in der Luft oder auf scheinbar trockenen Oberflächen. Nach dem Aushärten ist der Kleber wasserresistent. Dank seiner hohen Klebkraft wird Cyanoacrylat-Kleber (CA-Kleber) auch in Technik und Fertigung häufig eingesetzt. Klebeverbindungen mit diesem Klebstoff sind sehr druckbeständig.

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    Polyvinylacetatkleber

    Polyvinylacetatkleber

    Polyvinylacetat (PVA) ist ein gängiger thermoplastischer, also wärmeempfindlicher Klebstoff, auch als Bastelkleber oder Holzleim bekannt. Polyvinylacetatkleber wird vor allem zum Verleimen von Holz genutzt und ist als Flüssigkeit, im Applikator oder als Stift erhältlich. Normaler Polyvinylacetatkleber (Typ I) ist wasserresistent, aber es wird auch eine komplett wasserfeste Variante (Typ II) für den Außengebrauch angeboten. Letztere ist in der Regel gelb. PVA ist ein vielseitiger Klebstoff, der sich auch als Dichtungsmittel bei Verputz- oder Streicharbeiten eignet.

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    Haftkleber

    Haftkleber

    Haftkleber entfaltet seine Wirkung ohne Wasser, Lösungsmittel oder sonstige Substanzen. Die Klebewirkung entsteht allein durch Druck. Haftkleber ist eine sehr verbreitete Klebstoffart. Man findet ihn als Klebmasse an der Rückseite von Haftnotizen (Post-its), Abdeck-, Isolier-, Panzer-, Gewebe- oder sonstigen Klebebändern. In der Regel besteht das Klebeband aus diversen Kunststoffarten, auf die eine Haftkleberschicht aufgebracht wird. Bei doppelseitigem Klebeband befindet sich eine Haftkleberschicht auf beiden Seiten.

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    Zweikomponentenkleber

    Zweikomponentenkleber

    Zweikomponentenkleber bestehen aus Epoxidharzen (Kunstharzen). Sie bilden feste, feuchtigkeits-, chemikalien- und korrosionsresistente Klebeverbindungen mit hoher Dichtwirkung und eignen sich somit auch zum Abdichten. Hierbei wirken zwei Substanzen – ein reaktionsfähiges Harz und ein Härter – zusammen, die vermischt werden und dann aushärten.

    Vorteile und Verwendungsmöglichkeiten:

    • Elektrisch leitend
    • Beschichtung in der Industrie
    • Zum Kleben von Metall auf Glas
    • Technik und Fahrzeugbau

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    Acrylkleber

    Acrylkleber

    Acrylkleber sind vielseitige Klebstoffe, die sich zum Kleben unterschiedlichster Materialien eignen, darunter Acryl, Gips, Holz und Stein. Klebstoffe auf Acrylbasis sind UV-resistent, also unempfindlich gegenüber ultravioletter Strahlung, und daher auch für den Außenbereich geeignet. Zweikomponenten-Acrylkleber wirken durch eine Kombination aus Spray und Klebemasse und bilden eine feste Klebeverbindung. Bei der Arbeit mit Acrylkleber ist eine persönliche Schutzausrüstung, bestehend aus Handschuhen und Gesichtsmaske, erforderlich. Darüber hinaus muss eine ausreichende Belüftung gewährleistet sein.

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    Kontaktkleber

    Kontaktkleber

    Kontaktkleber sind sogenannte Trockenkleber. Werden sie auf eine Oberfläche aufgetragen, entwickeln sie von allein eine hohe Klebkraft. Sie werden oft für die Verklebung von Teppichböden, sonstigen Bodenbelägen, Gummi-, Karton- oder Holzflächen verwendet, beispielsweise für die Verklebung von Laminat mit Sperrholz. Im Gegensatz zu diversen anderen Klebstoffen haften Kontaktkleber auch auf nicht porösen Oberflächen.

    Kontaktkleber lassen sich recht einfach mit einem Pinsel oder als Spray auftragen. Sie werden in zwei Hauptvarianten angeboten – gelöst in einem Lösemittel oder als Dispersion in Wasser. Die erste Variante ist zähflüssiger und trocknet schneller, während eine Dispersion in Wasser ihre Klebkraft erst entfaltet, wenn die Feuchtigkeit vollständig verdunstet ist. Kontaktkleber sind für ihre Widerstandskraft gegenüber Rissbildung und Spannungsspitzen bekannt.

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    Silikonkleber

    Silikonkleber

    Silikonkleber sind stark haftende und vielseitige Klebstoffe, die im Alltag und in der Industrie eingesetzt werden, insbesondere in der Elektronik, Fahrzeugtechnik, im Bauwesen sowie in der Luft- und Raumfahrt.

    Vorteile von Silikonklebern:

    • Recht unkompliziert in der Handhabung
    • UV-, feuchtigkeits- und generell witterungsresistent sowie unempfindlich gegenüber Temperaturschwankungen
    • Gleichmäßige Gewichtsverteilung, die Materialermüdung bei Metallen sowie generellem Verschleiß entgegenwirkt
    • Vielseitigkeit – Silikonkleber können als Ersatz für Nieten oder Schrauben verwendet werden und eignen sich gleichermaßen für Gummi, Holz, Metall, Fiberglas (glasfaserverstärkte Kunststoffe) und sonstige Kunststoffe.
    • Flexible, biegefeste Klebeverbindung

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    Polyurethankleber

    Polyurethankleber

    Polyurethankleber, auch PU-Kleber genannt, eignen sich für poröse wie für nicht poröse Materialien, beispielsweise Kunststoff, Schaumstoff, Holz, Metall und Stein. Sie sind ideal zum Kleben von Holz und können sowohl im Innen- als auch im Außenbereich eingesetzt werden. Polyurethankleber ist für seine Klebkraft in Verbindung mit Elastizität bekannt. Er ist ungiftig und behält seine Kohäsionskraft auch über längere Zeit. Polyurethankleber braucht zum Aushärten Feuchtigkeit, dehnt sich beim Aushärten aus und eignet sich daher bestens zum Füllen von Hohlräumen.

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    Neben den oben erwähnten gibt es noch weitere Klebstofftypen, darunter:

    Anaerober Klebstoff

    Das Besondere bei anaerobem Klebstoff besteht darin, dass er ausschließlich unter Sauerstoffabschluss und bei Vorhandensein von Metallionen aushärtet. Er wirkt zwar rasch, aber bis zur vollständigen Aushärtung dauert es in der Regel etwa 24 Stunden. Angesichts seiner spezifischen Eigenschaften wird anaerober Klebstoff normalerweise zur Verklebung von Metallen verwendet.

    Typische Einsatzgebiete:

    • Schrauben und Muttern
    • Dichtungen
    • Abdichtung von Schraubenköpfen

    Phenolklebstoff

    Phenolklebstoff enthält Formaldehyd. Es handelt sich um einen Flüssigklebstoff, der hohen Temperaturen und Belastungen standhält, ohne sich zu verformen oder zu brechen.

    Polyimidklebstoff

    Polyimidklebstoff ist in flüssiger und fester Form erhältlich, beispielsweise als Klebestift. Diese Klebstoffe gibt es in unterschiedlicher Viskosität. Sie haften gut an Leder, Holz, Keramik, Metallen und Kunststoffen.

    Häufig gestellte Fragen

    Bei welcher Temperatur schmilzt Sekundenkleber?

    Der Schmelzpunkt von ausgehärtetem Sekundenkleber liegt bei 187 °C.

    Wie hoch ist die Klebkraft von Zweikomponentenkleber (Epoxidkleber)?

    Zweikomponentenkleber (Epoxidkleber) hat eine sehr hohe Klebkraft. Es gibt Sorten mit einer Biegebruchfestigkeit bis zu 17.500 psi (Pfund pro Quadratzoll). Als Biegebruchfestigkeit bezeichnet man die Widerstandskraft eines Materials gegenüber Biege- und Zugkräften.

    Woraus bestehen Heißkleberstifte?

    Heißkleberstifte bestehen aus verschiedenen Polymeren von unterschiedlicher Klebkraft und Qualität, darunter:

    • Polyester
    • Ethylenmethylacrylat (EMA)
    • Polyethylen
    • Ethylenvinylacetat (EVA)

    Ist Heißkleber wasserfest?

    Nein. Heißkleber bildet eine wirksame Klebeverbindung bei porösen Materialien, indem er in die Poren eindringt und aushärtet. Poröse Materialien sind jedoch naturgemäß nicht wasserfest und eine Klebung mit Heißkleber löst sich, wenn das Material Wasser zieht und aufquillt. Zudem senkt Wasser in der Regel die Temperatur eines Materials, was dazu führt, dass der Klebstoff schrumpft und an Klebkraft verliert. Exposition gegenüber niedrigen Temperaturen ist ein wirkungsvolles Verfahren zum Lösen von Heißkleber.

    Bei welcher Temperatur schmilzt Heißkleber?

    Heißkleber schmilzt in der Regel bei 79,4 °C, wird aber normalerweise bei erheblich höheren Temperaturen von 149 bis 288 °C verarbeitet.

    Wie verklebt man Kunststoff mithilfe einer Heißklebepistole?

    Beim Verkleben von Kunststoff mit einer Heißklebepistole gehen Sie nach folgenden Schritten vor:

    1. Wählen Sie eine Heißklebepistole für Klebstoffstifte von 11 bis 12 mm mit einer Betriebstemperatur bis 194 °C.
    2. Wählen Sie einen Spezialklebstoff für Kunststoffe, beispielsweise Polyolefin.
    3. Prüfen Sie, ob die Düse der Heißklebepistole frei von Klebstoffrückständen ist.
    4. Setzen Sie einen neuen Klebestift in die Öffnung an der Rückseite der Heißklebepistole ein.
    5. Schließen Sie die Heißklebepistole an eine Steckdose an und warten Sie, bis der Klebstoff heiß genug ist.
    6. Tragen Sie den Klebstoff sparsam auf. Drücken Sie dazu nur leicht auf den Auslöser und bringen Sie die zu verklebenden Gegenstände in die gewünschte Position.
    7. Warten Sie, bis der Klebstoff vollständig getrocknet ist.