Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav techniky a automobilové dopravy

Transkript

1 Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav techniky a automobilové dopravy Využití lepení a tmelení kovů v technické praxi Bakalářská práce Vedoucí práce: doc. Ing. Vlastimil Chrást, CSc. Brno 2007 Vypracoval: Aleš Buček

2 PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma Využití lepení a tmelení kovů v technické praxi, vypracoval samostatně a použil jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém seznamu literatury. Bakalářská práce je školním dílem a může být použita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího bakalářské práce a děkana AF MZLU v Brně. dne podpis diplomanta

3 Děkuji panu Doc. Ing. Vlastimilu Chrástovi, CSc. za odborné vedení a věcné připomínky během zpracování bakalářské práce.

4 Anotace V bakalářské práci jsou zpracovány základní požadavky na lepení a tmelení kovů. Obsahuje přehled lepidel a tmelů vhodných pro využití na kovové materiály a jejich využití v technické praxi. Zabývá se měřením vytypovaného přípravku na moment povolovací a moment pootočení. Měření probíhalo v souladu s normou DIN Zkoušky probíhaly na analyzátoru povolovacích momentů na vzorcích sestávajících ze šestihraného šroubu, šestihranné matice a distančního pouzdra. Jako zkoušené lepidlo byly použity anaerobní zajišťovací tmely řady omnifit od výrobce LACHEMA Neratovice. Z měření vyplynulo, že s rostoucí teplotou klesá pevnost tmelů, přičemž po zahřátí na 180 C klesla pevnost spojů u jednotlivých tmelů o 3 17 %. Z toho vyplívá, že tmely odolávají krátkodobému tepelnému zatížení vcelku dobře. Naproti tomu po zahřátí zkušebních vzorků na 330 C klesla pevnost o %. Tento pokles pevnosti umožňuje vcelku snadnou demontáž spoje s použitím běžného nářadí. Klíčová slova: lepidlo, tmel, nanášení, tuhnutí, pevnost, vytvrzování. Annotation My dissertation deals with bases of the requirements on metal pasting and cementation. It contains listing of adhesives and cements suitable for metalic materials and theirs utilize at technical practice. Deals with by measurement preparation at permissive moment and moment of turn. Measurement was realize in conformity wit norn DIN Tests was realize on analyzer premissive moment consist from hexagonal screw, hexagonal matrices and distance container. Like testing paste have been used anaerobic covering embedding materials series omnifit by producer LACHEMA Neratovice. From measurement result, with accumulative temperature have dropped tenacity cement, but after warning at 180 C have dropped tenacity attachment at individual cement abou 3 17 %. From of it result, that cements offer resistance short-term thermal loud in general well. On other hand after warming experimental specimens at 330 C dropped tencity about %. This drop tencity makes it possible to and large easily disassembly attachment with application current tools. Key words: adhezive, cement, application, solidification, tenacity, curing.

5 1.0 ÚVOD CÍL PRÁCE VÝVOJ LEPENÍ A TMELENÍ ZÁKLADY LEPENÝCH A TMELENÝCH SPOJŮ Lepené a tmelené spoje Princip lepení a tmelení Technologické podmínky lepení a tmelení Konstrukce lepeného spoje Úprava povrchu kovů před lepením a tmelením PŘEHLED LEPIDEL A TMELŮ Rozdělení lepidel podle tuhnutí ve spoji Lepidla tuhnoucí vsáknutím a odpařením rozpouštědel ve spoji Lepidla reaktivní Lepidla tavná Lepidla stále lepivá, citlivá na tlak Lepidla vhodná k lepení kovů Lepidla polyuretanová Lepidla na bázi epoxidových pryskyřic Lepidla stále lepivá Lepidla kyanakrylátová Lepidla akrylátová anaerobní Rozdělení tmelů podle tuhnutí ve spoji Tmely reaktivní Tmely vytvrzující vsáknutím a odpařením rozpouštědel Tmely tavné Tmely vhodné k tmelení kovů Epoxidový tmel Polyakrylátový tmel Nitrocelulózový tmel Syntetický tmel Lihové tmely MĚŘENÍ POVOLOVACÍCH MOMENTŮ Metodika zkoušky Měřící zařízení Měřené tmely omnifit Výsledky měření ZÁVĚR SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY SEZNAM POUŽITÝCH GRAFŮ... 37

6 1.0 ÚVOD Spojování součástí lepením není téměř v žádném průmyslovém odvětví neznámé. Dříve se lepily ovšem jiné materiály než kovy. Hlavním příkladem by mohly být lepené dřevěné konstrukce, které byly lepeny téměř bez znalosti vědeckých základů a bez výzkumu lepených spojů. V průmyslové výrobě bylo dávnou snahou spojování kovových částí bez použití mechanických prostředků a bez tepelného procesu. Mohli bychom to nazvat pájením za studena. Lepením se ovšem nevytlačují dosavadní způsoby, ale nahradí je tam, kde nestačily požadavkům kladeným na spojování. Právě tak jako ostatní způsoby spojování je i lepení založeno na vlastnostech spojovacího materiálu, lepidla a na zvláštnostech při jeho použití. Zvláštní požadavky se kladou jak na konstrukci tak i na technologii lepení. Použije-li se lepení bez dobrých znalostí, dosahuje špatných výsledků, a tak bohužel vzniká i nedůvěra k lepení. Tmely jsou materiály, které jsou schopné na rozdíl od lepidel vytvrzovat v silných vrstvách a překlenout i spáru mezi nerovnými a relativně značně vzdálenými stykovými plochami. Přednost tmele je ukryta v jeho přeměně ze skupenství kapalného ve skupenství tuhé vlivem jednoduchých fyzikálních i chemických procesů. Tato změna probíhá s minimální ztrátou objemu. Z hlediska použití je dělíme na tmely lepivé, vyrovnávací, spárovací, antikorozní, izolační nebo naopak tepelně vodivé. Rozdělení je pouze orientační a řadu tmelů lze zařadit současně do více skupin. Od všech druhů tmelů se požaduje schopnost vyplňovat daný prostor bez následného smrštění či propadání, a to buď trvale nebo dočasně. Tmely se používají především ve stavebnictví a strojírenství. 2.0 CÍL PRÁCE Cílem zadané bakalářské práce bylo zpracování základních požadavků pro lepení a tmelení kovů. Sestavení přehledu lepidel a tmelů pro opravy kovových strojních součástí. Možnosti využití lepidel a tmelů v technické praxi a ověření použití vytypovaného přípravku. 7

7 3.0 VÝVOJ LEPENÍ A TMELENÍ S přechodem od lovectví k zemědělství spojenému s chováním domácího dobytka, začali lidé objevovat různé způsoby zpracování kůže, kostí a šlach zvířat. Přitom si člověk všiml tekutiny, která po zpracování v chladu zrosovatěla, ztuhla a měla dobré lepící vlastnosti. Tak bylo nalezeno živočišné lepidlo. Současně byly objeveny vlastnosti rybího lepidla ze šupin. Z historie lepení je zřejmé, že jde o nejstarší lepící prostředky, které člověk začal používat. V podstatě to jsou klihy kostí, kožní a rybí (klihy glutinové). Jde o tak zvaná lepidla vratná. To znamená, že vytvrdlý klih bylo možno v lepeném spoji znovu vodou rozpustit. Ještě na začátku 20. století naším předkům stačil k jejich důkladné řemeslnické práci kostní, kožní nebo rybí klih (klih truhlářský). Spojením hovězí krve s hašeným vápnem docházelo k tvorbě nevratné sloučeniny silně pojivých vlastností, která se postupně vytvrdila. Těchto vlastností se využívalo při výrobě lepidla na dřevo (albuminový klih). Živočišná lepidla se často kombinovala s lepidly minerálními a rostlinnými. Z rostlinných lepidel se používala pryskyřičná kalafuna, šelak, damara, mastix atd.. Vzájemnými kombinacemi s přidáním plnidel jako dřevěné piliny, křída, hlinka, vápno, sádra, obilní mouka a včelího vosku vznikaly různé lepící nebo výplňové tmely. Kromě vody se používala rozpouštědla organická jako líh, benzín, éter, terpentýnový olej atd. Roku 1862 je udělen první patent na lepení ocele s pryží. Prakticky se však teprve v třicátých letech začaly v letectví vyrábět lehké desky kombinované z dřevěných dýh a duralových plechů. Spojit kov s kovem tak, aby spoj měl stejnou pevnost jako základní materiál se podařilo, až ve 2. Světové válce. V některých západních zemích byla vynalezena lepidla vhodná i pro potřebu leteckého průmyslu. Jedno z nejznámějších bylo anglické lepidlo Redux na bázi fenolických pryskyřic (kyselina karbolová) a švýcarské lepidlo fy Ciba Araldit. S těmito lepidly se seznámila i čeká odborná veřejnost, která dala popud k tomu, aby stání firma vyráběla pryskyřice vhodné pro lepení kovů. Začalo se pracovat na bázi modifikovaných fenologických pryskyřic (lepidla FK 11, Umacol K), na bázi polyesterových pryskyřic (Colupen) a epoxidových pryskyřic (Upon). Více se pak osvědčily epoxidové pryskyřice pro svou snadnější technologii zpracování, větší pevnost spojů a dobrou jakost. (Melezínek, 1961) 8

8 S postupem techniky kupředu se zdokonalovaly i metody tmelení kovů. Velký vliv měl na vývoj nástup průmyslové revoluce. S prudký vývojem techniky a snižujícím se stavem materiálu získával na významu problém výše podílu zmetkové výroby. Přicházely nové receptury a směry užití tmele, ale samotná podstata technologie i používání materiálů přetrvává. Změnu v přístupu přineslo až objevení plastů. Možnosti pramenící z chemicky připravených látek byly využity po válce v mnoha směrech, tmelení umožnilo opravit téměř jakýkoliv materiál. 4.0 ZÁKLADY LEPENÝCH A TMELENÝCH SPOJŮ 4.1 Lepené a tmelené spoje Tak jako jiné zpracovatelské metody, vyznačuje se i lepení nejen mnoha výhodami, ale i některými zápornými i limitujícími činiteli, například vyššími nároky na čistotu a přesnost práce. Při rozhodování o typu spoje je třeba uvážit přednosti lepení ve srovnání s tradičními způsoby spojování. Z vlastností, které tmely podstatně odlišují od lepení, lze uvést zejména tuhost. Při zpracování se vyskytují dvě možnosti. Tmel je v pracovní formě tvárný a tuto vlastnost si ve spáře zachovává. Po vyjmutí ze spáry může být popřípadě znovu použit, tmel je tekutý, pastovitý nebo tvárný, po aplikací však tuhne nebo tvrdne. Ze spáry může být vyjmut jen za cenu destrukce spoje. Výhody lepení Lepení dovoluje spojovat stejné nebo různorodé materiály bez ohledu na jejich tloušťku, aplikací lepidel není narušena celistvost spojovaných dílců, je možné připravit spoje vodotěsné i plynotěsné, není narušován profil ani estetický vzhled lepeného souboru, lepený spoj tlumí vibrace v konstrukci zvyšuje tuhost i vzpěrovou pevnost souboru, lepený spoj zabraňuje vzniku elektrolytické koroze kovových adherendů, lepením se nezvyšuje hmotnost souboru, spoje mohou být průhledné nebo i barevně přizpůsobené, 9

9 lze dosáhnout vysoké pevnosti spojů, zejména při namáhání ve smyku a rázové pevnosti. Nevýhody lepení Klade vysoké požadavky na rovinnost a čistotu povrchu lepených dílců (adherendů), jsou nutné speciální úpravy povrchů adherendů se špatnými adhezními vlastnostmi, konstrukčně použitelné spoje nejsou rozebíratelné, většina lepených spojů je citlivá na namáhání v odlupování, životnost reaktivních lepících směsí je omezena, maximální pevnosti spoje je dosaženo až po určité době, odolnost vůči vyšším teplotám je omezena, lepení v průmyslovém měřítku je náročnější vůči dlouhodobému statickému namáhání. (Osten, 1986) 4.2 Princip lepení a tmelení Pro úspěšné použití lepící a tmelící techniky jsou důležité znalosti o funkci lepených a tmelených spojů. Základním předpokladem úspěchu je tedy dosažení dostatečné adheze. To předpokládá, samozřejmě kromě vhodného vlastního lepidla či tmelu, pečlivé a přesné dodržení všech technologických podmínek. Při zkoumání principu lepení a tmelení se rozlišuje koheze, adheze mechanická a adheze specifická. Adhezi u tmelů nejvíce ovlivňuje pojivo a plnivo, tedy podobně jako u lepidel. Adheze mechanická vzniká při lepení takových látek, u nichž tekuté lepidlo proniká do pórů a drsností na povrchu. Po zatuhnutí si lepidlo vytvoří mechanické můstky, jimiž na povrchu zakotví a spojí obě lepené části. Mechanická adheze je hlavní složkou při lepení dřeva a podobných látek. Při lepení kovů má však jen nepatrný význam. Adheze specifická je způsobena mezimolekulárním napětím, které vzniká na hraniční ploše mezi lepidlem a kovem. Podmínkou pro přilnutí lepidla na kov je skutečný přímý styk povrchu kovu s lepidlem. Vyžaduje se, aby lepidlo plochu smáčelo. Smáčejí se ty látky, u nichž rozdíl povrchového napětí proti vzduchu a proti kapalině je kladný. Rozdílu sil na okraji kapky se říká adhezní konstanta. Je-li adhezní konstanta kladná, je 10

10 krajní úhel ostrý a kapalina povrch smáčí. Je-li konstanta záporná, je krajní úhel tupý a kapalina povrch nesmáčí. Voda na mastném povrchu se snaží shlukovat do kuliček. Dosáhneme li vhodnou úpravou toho, že povrch kovu se smáčí vodou, máme jistotu, že se bude smáčet i lepidlem. Obr 1: Smáčivost povrchu (Škeřík, 1999) Dobrá smáčivost je podmínkou pro vznik adhezích sil, které se rozdělují na : o o primární síly podmíněné chemickou vazbou mezi kovem a lepidlem. sekundární mezimolekulární valenční síly. Jsou to síly elektrostatické indukční disperzní Podíl primárních sil na velikost adheze je poměrně malý. Atomy prvků jsou v molekule spojeny pevnými chemickými vazbami. Tyto vazby se vyskytují ve třech podobách, a to jako vazby iontové, kovalentní a kovové. Liší se jednak oblastmi výskytu, hodnotami disociační energie (energie, kterou je třeba dodat na rozštěpení chemické vazby) a také druhem spojovaného materiálu. Hlavní složkou jsou síly sekundární, které se vytvářejí mezi polárními povrchy. Jsou to síly, jimiž jsou molekuly pevných látek nebo kapalin drženy u sebe. Tyto síly se liší pevností a vzdáleností, na kterou působí. Elektrostatické síly - jsou následkem vzájemného působení permanentních dipólů, 11

11 molekul s asymetrickým rozložením elektrických nábojů. K jejich vzniku dochází tak, že při vazbě dvou různých atomů není společný elektronový pár vždy ve stejné vzdálenosti k oběma atomům, ale bývá posunut k atomu, který jej více přitahuje. Tento atom získá náboj záporný a druhý atom náboj kladný, přičemž vazba mezi nimi nabývá polárního charakteru. Indukční síly - vznikají vzájemným působením permanentního dipólu a molekul způsobilých polarizace vlivem indukce. Jsou závislé na asymetrickém rozložení náboje. Pro lepení nemají větší význam. Disperzní síly jsou vyvolány vzájemnou polarizací molekul, k níž dochází v důsledku protisměrného pohybu valenčních elektronů na sousedních atomech. Působí jen na malou vzdálenost a jsou značně závislé na teplotě. Disperzní síly jsou vedle elektrostatických sil velmi důležité pro vznik specifické adheze. Působení mezimolekulárních sil nám dává nám dává odpověď proč některé látky lze spojovat lepidlem, kdežto jiné látky spojit nelze. Látky silně polární a látky nepolární se zpravidla nemísí, a proto je vznik adheze mezi nimi minimální. Z toho však nelze vyvozovat, že adherendy nepolární lze lepit jen lepidly nepolárními a adherendy polární lepidly polárními. Jako stupeň polarity se označuje dipólový moment daný součinem vzdálenosti atomových jader s výsledným nábojem. Mezi látky polárního charakteru řadíme vodu, kyseliny, celulosu a také technické kovy. Nepolární látky jsou benzen, alifatické i aromatické uhlovodíky, polyethylen a čisté kovy. Koheze čili soudržnost, v lepící technice užívaný pojem. Tímto pojmem rozumíme vnitřní pevnost lepidla. Je to souhrn všech přitažlivých sil, které brání oddálení jednotlivých molekul lepidla od sebe. Soudržnost vrstvy lepidla ve spoji však není stálá. Pevnost se zvětšuje s ubývající tloušťkou vrstvy lepidla. U dobrého lepidla musí odpovídat koheze lepidla adhezi, kterou lpí lepidlo na lepeném povrchu. Velkou kohezivní pevnost vyžadujeme u ploch u nichž není možné zajistit stejnou tloušťku lepené vrstvy. (Osten, 1986; Melezínek, 1961) 4.3 Technologické podmínky lepení a tmelení Do technologických podmínek patří zejména konstrukce lepeného spoje, nános lepidla, úprava povrchů, doba tzv. otevřeného a uzavřeného spojení, fixace a tlak lepených dílů, tuhnutí ve spoji. 12

12 4.3.1 Konstrukce lepeného spoje Lepené spoje jsou mechanicky namáhané v tahu, tlaku, ve smyku, v odlupování, v rázové pevnosti, v kroucení a podobně. Ne všem těmto vlivům lepidla dobře odolávají. Proto musí být konstrukce upraveny tak, aby byl spoj namáhán co nejméně v odlupování a kroucení, na které je většina lepidel velmi citlivá. Namáhání se v takových případech soustřeďuje jen do určitých míst spoje, což vede k lokálnímu přetížení a poškození filmu lepidla. Také spoje čelních ploch (spoj na tupo) lze volit jen tehdy jsou-li spojované plochy dostatečně velké. Optimálních hodnot se za daných podmínek dosahuje použitím spojů s uměle zvětšenou spárou, zejména u spojů jednostranně a oboustranně přeplátovaných, u spojů čelních ploch s tzv. spárou tvaru V, u spojů násuvných a podobně. Úpravami se zvětší geometrický povrch dotykových ploch a dosáhne se takového rozvedení sil, že spoj je zatěžován převážně ve smyku. Z technologického hlediska je při konstrukci lepených spojů nutné dbát i na to, aby dotykové plochy lepených materiálů byly co nejméně členité a po slepení nevyžadovaly další úpravy. Při slepování různých materiálů,(sklo, plasty - kov) je třeba přihlížet k rozdílnému činiteli délkové roztažnosti, při změně teploty v místě spoje vzniknou tahové síly.tvoří-li obrobek s větším koeficientem roztažnosti vnitřní díl spoje hřídel / náboj, pak může lepidlo tyto síly přenést. V opačném případě se musí volit nalisování s přesahem, aby se náboj nemohl na hřídeli uvolnit. Lepení souboru by mělo probíhat vždy v jedné operaci, aby nevznikly časové ztráty a aby předchozí spoj nebyl dodatečně zatěžován vyšší teplotou a tlakem. Norma udávající hlavní typy porušení lepeného spoje má označení ČSN ISO (Osten, 1986) Nános lepidla Z hlediska vnitřní struktury lze každý konstrukčně pevný a dostatečně odolný lepený spoj dvou základních materiálů považovat za komplex tří hlavních vrstev a dvou mikrovrstev. o I. hlavní vrstva - lepený základní materiál na jedné straně spoje. o první mikrovrstva ve které se prolínají nerovnosti a póry povrchu lepeného materiálu s naneseným lepidlem. o II. hlavní vrstva vlastní film lepidla. o druhá mikrovrstva - ve které se prolíná lepidlo s nerovnostmi a póry povrchu druhého lepeného materiálu. o III. hlavní vrstva lepený základní materiál na druhé straně spoje. 13

13 Lepidlo dobře promíchané a zhomogenizované se nanáší v tenké vrstvě, tak aby na ploše vznikl souvislý film. Jestliže lepíme porézní materiály je vhodné, aby lepidlo vniklo i do pórů podkladu. Optimální tloušťka vrstvy lepidla se pohybuje od 0,05 do 0,1 mm, naproti tomu u epoxidových lepidel je minimální tloušťka vrstvy 0,2 mm.výhoda tenká vrstvy spočívá v ve skutečnosti, že sama lepidlová hmota nemá velkou kohezi, ale má podstatně větší adhezi k lepenému podkladu. Rozpouštědlová rychleschnoucí lepidla nebo disperzní lepidla se nanášejí na obě lepené plochy. Dvousložková reaktivní lepidla (epoxidová, polyesterová), která tuhnou v důsledku probíhající chemické reakce v celém nánosu lepidla najednou, se mohou nanášet i jednostranně. Nanesená vrstva lepidla musí vystačit k vytvoření přiměřeného lepícího filmu ve spáře, to je v místě mezi lepenými materiály, a to raději s mírným přetokem v podobě krůpějí, které se objeví podél stisknutého lepeného místa. Nanášení tmelů je odlišnější od lepidel, z důvodu jejich menší vlastní soudržnosti než u samotných lepidel, menší lepivostí a tím i menší přilnavostí k podkladům způsobených vyšším obsahem plnidel. Pastovité tmely se nanášejí plochou stěrkou. Máli se tmel nanášet za tepla je třeba tmelené předměty, popřípadě i kovovou stěrku, předem zahřát na teplotu tmelícího prostředku. Po zatvrdnutí první vrstvy se může tmel upravit například broušením(skelný papír, brusný papír, brusné plátno). Teprve pak je možné nanášet další vrstvu nebo provést konečnou povrchovou úpravu. Je-li zapotřebí zhotovit z tmelícího prostředku tlustší nános, je vhodnější jej složit z několika tenších vrstev, nanesených na sebe, vždy ovšem po důkladném proschnutí (vytvrzení) a případném přebroušení předchozí vrstvy. Kapalné tmely nebo značně zředěné se nanášejí štětcem nebo i stříkáním. Používají se většinou jen pro zaplnění jemných nerovností. (Škeřík, 1999) Fixace a tlak na lepené spoje Důležitou operací před zavedením tlaku do lepeného spoje je zajištění vzájemné polohy lepených dílů, protože některá lepidla, zejména reaktivní v první fázi nejprve zřídnou, takže nezajištěné díly mohou snadno změnit polohu. Polohu posunutých dílů není vždy možno opravit, a to ani bezprostředně po složení lepených dílů, protože u lepidel s vyšší soudržností se ihned strhává nanesený film a kvalita spoje klesá. Tlak na spoj má zajistit vyrovnání tloušťky lepidla, protože jeho nános nebývá vždy zcela rovnoměrný. Tlak musí působit vždy kolmo na lepené plochy, musí být přiměřený 14

14 pevnosti a tuhosti lepených dílů a viskozitě lepidla. Lepidla, která v počáteční fázi vytvrzování snižují svoji viskozitu, mohou být zatížena jen velmi nízkým tlakem, aby nedošlo k úplnému vytlačení lepidla ze spáry. Ale mírné vytékání lepidla ze spáry po zatížení tlakem je při správném nánosu nejlepší kontrolou, že ve spoji se vytvořil rovnoměrně rozložený film lepidla. Tlak na musí působit na spoj po celou dobu tuhnutí či vysychání lepidla. (Pošta, 2002) Doba otevřeného a uzavřeného sestavení spoje Doba otevřeného sestavení spoje je časový interval počínající okamžikem nanesení tekutého lepidla a končící spojením lepených dílů, tj. uzavřením spoje. Délka intervalu závisí na druhu lepidla, jeho reaktivitě a síle nanesené vrstvy, dále na teplotě prostředí a na vlastnostech adherendů. Doba otevřeného sestavení spoje nesmí překročit dobu pracovní životnosti lepidla (dobu zpracovatelnosti). Některá rozpouštědlová a disperzní lepidla mají dobu otevřeného sestavení spoje až 30 minut. Doba otevřeného sestavení spoje reaktivních lepidel je v rozpětí od sekund až po několik hodin. Velmi omezenou dobu otevřeného spojení mají lepidla tavná. Doba uzavřeného sestavení spoje je časový interval od okamžiku spojení lepených dílů do okamžiku zavedení tlaku do lepeného souboru. Délka tohoto intervalu by měla být co nejkratší, aby lepidlo nezačalo vytvrzovat ještě před vyvozením tlaku na soubor. Délka intervalu závisí na druhu lepidla, jeho reaktivitě, velikosti spáry, druhu materiálu a na teplotě okolí. Pohybuje se v rozsahu od jednotek sekund u kyankrylátových (vteřinových) lepidel do desítek minut u vytvrzujících dvousložkových epoxidových lepidel. (Pošta, 2002) Tuhnutí lepidla ve spoji Je nutné, aby spoj byl dostatečně pevný a únosný. Z fyzikálního hlediska při tom přechází lepidlo z fáze kapalné do fáze pevné. Rychlost tuhnutí lepidla je ovlivněna řadou vlivů, mezi hlavní patří teplota. Při lepení za normálních teplot je třeba sledovat spodní hranici teploty, protože při nižších než doporučených teplotách rozpouštědlová lepidla vysychají velmi pomalu, reaktivní lepidla zpomalují až zastavují reakce vedoucí k vytvrzení. Limitujícím činitelem pro určení horní hranice teploty je tepelná odolnost lepených materiálů i lepidla a rozdíl v jejich tepelné roztažnosti. maximální teplota, vhodná pro urychlení tuhnutí či vytvrzování, není zpravidla totožná s maximální teplotou, kterou vytvrzený lepený spoj v provozu bez následků snáší. 15

15 Většina tmelů se vytvrzuje zasycháním při normální teplotě. Doba zasychání je individuální podle použitého tmelu. Většinou se pohybuje od 4 do 24 hodin. Dvousložkové tmely se syntetickou pryskyřicí (epoxidové, polyesterové) mají dobu zpracovatelnosti do 2 hodin, pak se vytvrzují. Tmelené součásti musejí být po dobu tuhnutí v klidu a neuvádí-li výrobce jinak, má tuhnutí probíhat za normální teploty, která nemá klesnout pod 15 C. Části spojené lepícím tmelem se vytvrzují pod tlakem. (Pošta, 2002; Škeřík, 1999) Úprava povrchu kovů před lepením a tmelením Úprava povrchu je pro dosažení pevného spojení velmi důležitá, protože pevnost spoje závisí jak na soudržnosti (kohezi) lepidla (tmelu), tak na přilnavosti (adhezi) mezi plochou spoje a lepidlem (tmelem). Plochy k lepení nebo tmelení se připravují nejprve mechanicky a pak chemicky. Mechanickou úpravou získáváme odmaštění, odstranění volných částic a vhodnou drsnost povrchu. Chemickou úpravou se dosahuje podstatného zvětšení pevnosti spoje (lehké kovy), a to vytvořením nové aktivní povrchové vrstvy, tím zlepšení adhezních vlastností lepidla (tmelu). Přípravu kovových povrchů pro lepení uvádí norma ČSN ISO Mechanická úprava Opracováním kontaktních ploch lepených částí se upravuje tvar lepené spáry, odstraňují se hrubé nerovnosti povrchu, nerozpustné nečistoty a vrstvy kryjící aktivní povrch adherendů. Způsob mechanického opracování závisí na vlastnostech lepených částí, např. na tloušťce stěn, tepelné odolnosti a tuhosti materiálu, dále na konstrukci spoje a na prostředcích kterými disponujeme. V domácích podmínkách býváme odkázání na ruční hoblování, pilování, obrušování ocelovým kartáčem nebo brusnými papíry. V průmyslu se kontaktní plochy upravují frézováním, strojním hoblováním, soustružením, obrušováním mezi válci nebo otryskáváním. Při těchto úpravách má být materiál tepelně a mechanicky co nejméně namáhán. Také broušení povrchu musíme podřídit určitým zásadám. Brusnými prostředky nesmí být adherend hrubě rozdírán, protože hluboké rýhy brání dobrému smáčení mikropovrchu. Brusné prostředky užívané k otryskávání jsou křemičitý písek nebo elektrokorund zrnitosti nejvýše 0,5-1 mm. (Osten,1986) Při tmelení mechanicky upravujeme povrch jen pokud to tmelení vyžaduje, avšak není to výslovně třeba. Tmel má právě zarovnat povrch a zaplnit nerovnosti. Pouze 16

16 v případech, kdy příliš hrubý povrch by umožňoval odlupování, odštípnutí nebo odpadávání menších částí základního materiálu a snižoval by tím i pevnost tmelení je lépe málo pevné části ještě před tmelením odstranit (způsoby stejné jako u lepení). (Škeřík, 1984). Odmašťování Odmašťování organickými rozpouštědly - používá se téměř všech rozpouštědel, pokud ovšem sama nejsou mastná. Jsou to například chlorované uhlovodíky, jako trychroletylén, tetrachlormetan a ketony aceton, lehký benzín a další. Odmašťuje li se máčením, je nutno použít několik lázní za sebou. Velmi dobře se odmašťuje v lázni ohřáté pod bod varu rozpouštědla. Při jiném způsobu odmašťování lepenou plochu potíráme tampóny vaty namáčenými v rozpouštědle. Vatu vyměňujeme tak dlouho, až kontrola vodním filmem ukáže, že je plocha čistá. Čištění alkalickými prostředky k čištění se používá hydroxidu sodného, metakřemičitanu sodného, nejčastěji však alkalického přípravku Alkon A (pro ocel) a Alkon DL (pro lehké kovy). K odmaštění se používá 5 % roztoku a odmašťuje se 20 minut při teplotě asi 80 C. Pak se předmět důkladně opláchne teplou tekoucí vodou. Dokonale odmaštěný povrch se velmi snadno pokrývá rzí, a proto jej musíme rychle osušit nejlépe proudem suchého horkého vzduchu. Odmašťování pastami při opravách strojů se stává, že je potřeba odmastit poměrně malou plochu na velkém stroji. Jsou to obvykle trhliny ve stojanech strojů, v blocích motorů a podobně. povrch bývá značně znečištěn olejem i mechanickými nečistotami, prachem, sazemi. Nejprve odstraníme z povrchu všecky usazeniny, abychom získaly čistou kovovou plochu, ale tu musíme ještě odmastit. Odmaštění v lázni není možné a odmašťování potíráním rozpouštědly bývá málo účinné proto, že z okolí se stále přivádí nová mastnota. V takovém případě se osvědčují odmašťovací alkalické pasty. Připravíme je například rozmícháním prášku Alkon DL s vodou. Opravované místo i okolí několik minut potíráme pastou, kterou nakonec s povrchu důkladně setřeme. Velmi účinnou pastu si můžeme připravit také z vídeňského vápna rozmíchaného v trychloretylénu. Touto kašičkou natřeme odmašťovanou plochu a necháme ji tam tak dlouho, až důkladně vyschne. Čistým štětcem potom suchý zbytek vápna oprášíme. (Melezínek, 1961). 17

17 Chemická úprava adhezní vlastnosti kovů, skla, porcelánu a řady plastů je možné podstatně zlepšit mořením v roztocích vybraných chemikálií. Mořením je povrch adherendů jednak vyleptáván za vzniku tvarově výhodných nerovností mikropovrchu, jednak je chemicky upravován. Přitom probíhají reakce vedoucí převážně k tvorbě polárních kyslíkatých skupin nebo i dvojných vazeb. Každý materiál vyžaduje jiný typ mořící lázně a jiný teplotní režim v průběhu moření a sušení po oplachu. Mořící lázně jsou vesměs agresivními kapalinami obsahujícími silně kyselé složky (kyselina fluorovodíková). Při lepení kovů, je-li povrch aktivován mořením a lepení se provádí až po delší době, aby se předešlo dezaktiviaci a znečištění, natírá se lepená plocha předběžně tzv. primerem, jehož film má velmi dobrou adhezi ke kovu a je velmi dobře smáčen lepidlem. K nejpoužívanějším primerům patří roztoky polyurethanů, silanů v kombinaci se suspenzemi solí chromu. (Osten, 1986) 5.0 PŘEHLED LEPIDEL A TMELŮ 5.1 Rozdělení lepidel podle tuhnutí ve spoji Podle principu tuhnutí lze lepidla rozdělit na čtyři základní skupiny, některé skupiny dále ještě dělíme. Pro lepení kovů se běžně používají lepidla reaktivní. A) Lepidla tuhnoucí vsáknutím a odpařením rozpouštědel ve spoji. 1. rozpouštědlová lepidla roztoková. 2. rozpouštědlová lepidla disperzní. B) Lepidla reaktivní 1. lepidla tuhnoucí vlivem vlhkosti prostředí. 2. lepidla tuhnoucí kontaktem s kovy za nepřístupu vzdušného kyslíku (anaerobní) 3. lepidla tuhnoucí po přidání tvrdidel. 4. lepidla tuhnoucí zvýšenou teplotou. C) Lepidla tavná. D) Lepidla stále lepivá, citlivá na tlak. 18

18 5.1.1 Lepidla tuhnoucí vsáknutím a odpařením rozpouštědel ve spoji. Nános těchto lepidel tuhne (vytváří film) vsáknutím a odpařením rozpouštědla. Základní předpokladem použití rozpouštědlových lepidel je poréznost a propustnost pro plyny alespoň u jednoho z lepených dílů. 1. rozpouštědlová lepidla roztoková filmotvorná látka je rozpuštěna ve vhodném rozpouštědle (voda, líh, aceton). 2. rozpouštědlová lepidla disperzní filmotvorná látka je velmi jemná disperze polymerů ve vodě. Po vsáknutí a odpaření vody dochází ke slinutí polymerních částeček v souvislý film. K tomuto slinutí může dojít jen nad minimální filmotvornou teplotu, která se pro různé disperze liší. Minimální filmotvorná teplota disperzních lepidel bývá kolem C Lepidla reaktivní Mezi lepidla reaktivní patří většina bezrospouštědlových lepidel. 1. lepidla tuhnoucí vlivem vlhkosti prostředí- v aplikační formě to jsou pastovité nebo kapalné monomery, které při kontaktu s vlhkostí, jež je přítomná na povrchu lepených materiálů, začínají polymerovat a mění se v plastickou hmotu (houževnatou až elastickou, podle druhu lepidla). 2. lepidla tuhnoucí kontaktem s kovy za nepřístupu vzdušného kyslíku (anaerobní) v aplikační formě jsou to pastovité nebo kapalné monomery, které po zamezení přístupu vzduchu do spoje začínají za katalytického působení kovových iontů polymerovat a mění se na houževnatou plastickou hmotu s vynikající adhezí ke kovům. 3. lepidla tuhnoucí po přidání tvrdidel - dvou i více složkové systémy na bázi epoxidových pryskyřic nebo polyuretanů. Jednotlivé komponenty jsou dodávány v samostatných obalech a před aplikací se jednotlivé složky v předepsaném poměru promíchají (homogenizují). Připravená kompozice má různě dlouhou dobu zpracovatelnosti, zpravidla od několika desítek sekund po 2 4 hodiny (v závislosti na typu lepidla a teplotě prostředí). 4. lepidla tuhnoucí zvýšenou teplotou v aplikační formě jsou to kapalné nebo pastovité látky na bázi epoxidových, fenolických, močovinových nebo metalminových pryskyřic. Dodávají se v jednosložkové podobě (tvrdidlo v tzv. latentní formě je s pryskyřicí homogenizováno již při výrobě) nebo v dvousložkové podobě s tzv. pololatentním tvrdidlem, které se s pryskyřicí homogenizuje před aplikací a vzniklá 19

19 kompozice má dobu zpracovatelnosti několik dní. Tato lepidla vytvrzují obvykle při teplotách C. Používají se téměř výhradně v průmyslových aplikacích Lepidla tavná Za normální teploty jsou to pevné látky termoplastického charakteru. Dodávají se v granulované formě pro průmyslové aplikace. Ke zpracování se roztaví při teplotě C do kapalné formy. Manipulační pevnost spojů je dosaženo ihned po zchladnutí filmu lepidla ve spoji, obvykle během několika desítek sekund Lepidla stále lepivá, citlivá na tlak V aplikační formě se s nimi setkáváme výhradně v kombinaci s různými nosiči ve formě jednostranných nebo oboustranných samolepících pásek, fólií a tapet. U běžných typů samolepících pásek (určených pro aplikaci v interiéru) bývá teplotní hranice použitelnosti obvykle do 60 C. Pro aplikace v interiérech automobilů jsou dnes k dispozici oboustranné lepící pásky a fólie s trvalou teplotní odolností 90, ale i 120 C. Manipulační pevnosti spojů je dosaženo okamžitě po přitlačení dílů k sobě. 5.2 Lepidla vhodná k lepení kovů Podle chemického složení, lze lepidla na kovy rozdělit do několika skupin. Při lepení kovů musíme vycházet z toho, že jde o soubor zcela nepropustných ploch. Z tohoto důvodu nelze použít roztoková a disperzní lepidla. Výjimkou jsou lepidla na bázi syntetických kaučuků Lepidla polyuretanová Tato lepidla výborně lnou ke kovům a jsou velmi odolná proti povětrnostním vlivům, vodě i mořské, zředěným kyselinám, olejům a různým rozpouštědlům. Jsou zpracovatelná i za nízkých teplot a poskytují spoje pevné a pružné a odolné dynamickému namáhání. Nebývají tak citlivá na dodržení předepsaného směšovacího poměru jako lepidla epoxidová. Pevnost se pohybuje kolem 15 MPa, teplotní odolnost je obvykle do 100 C Lepidla na bázi epoxidových pryskyřic Epoxidová lepidla dobře lnou ke kovům (adheze ke kovům) i k mnohým nekovům, mají dobrou chemickou odolnost a při jejich použití není třeba tlaku, protože se 20

20 nevylučují žádné plynné látky při vytvrzování a vrstva pryskyřice má malou smršťivost. Standardně vytvrzujících systémů je celá řada typů plněné i neplněné práškovými plnivy (tekutý kov). Pro lepení kovů jsou vhodné oba systémy. Doba zpracovatelnosti připravené kompozice se liší u jednotlivých typů lepidel, obvykle bývá 30 minut 3 hodiny. Manipulační pevnosti je dosaženo asi po je 1 5 hodinách. Lze přibližně říci, že doba potřebná k dosažení manipulační pevnosti spoje je asi dvojnásobkem doby zpracovatelnosti připravené kompozice. Některé typy kovů lze již po 5 6 hodinách mechanicky opracovávat. Při výběru epoxidových lepidel pro lepení kovů je pro nás důležitý údaj o pevnosti. Navíc je u kovových konstrukcí nutno dodržet minimální velikost spáry. Neplněné systémy připouštějí minimální šířku spáry 0,1 mm, plněné systémy 0,2 0,3 mm. K dodržení minimální velikosti jsou používány distanční drátky. Pevnost lepidel pro domácí použití bývá kolem 15 MPa (15 N/mm²). Lepidla s pevností nad 20 MPa a více mají označení jako vysokopevnostní. Zpravidla se udává pevnost ve smyku při zatěžování v tahu. S těmito hodnotami pevnosti je možno počítat u oceli a chemicky upravených hliníkových slitin. Výrazně nižších pevností dosahují epoxidová lepidla na mědi a jejich slitinách a na žárově nanášeném zinku (pozinkovaný plech). Při práci s posledně jmenovaným materiálem je možno uvažovat s maximálně 20 % udávané pevnosti. Obecně se dá říct, že čím vyšší odolnost kovu vůči korozi, tím menší pevnosti lze s epoxidovými lepidly dosáhnout. Výjimkou je hliník a jeho slitiny, bez chemické úpravy je téměř nelze lepit, po dobře provedené mechanické a chemické úpravě povrchu jsou dosahované pevnosti spojů velmi dobré. Teplotní odolnost epoxidových lepidel je od C. Při použití neplněných systémů může nastat pokles pevnosti již od C, plněné systémy jsou v tomto směru lepší. Z domácích epoxidových lepidel jsou nejznámější Chs EPOXY 1200, UNILEX, LEPOX universál, LEPOX universál 11, LEPOX Tempo, LEPOX Metal a LEPOX Thermometal. Z dovozových jsou to BISON Epoxy Super Strong, BISON Epoxy Metal, BISON Epoxy Rapid, ALTECO 3 TON EPOXY, ALTECO 3 TON QUICK EPOXY, LOCTITE Fast epoxy a další Lepidla stále lepivá Tento typ lepidel má v aplikační podobě formu oboustranných lepících fólií nebo pásek. Stále větší oblibu si získávají pro svou aplikační jednoduchost, schopnost překlenout nerovnosti povrchů lepených materiálů a kompenzovat odlišné koeficienty tepelné roztažnosti lepených materiálů. Lze jimi lepit díly upravené galvanickým 21

21 pokovením nebo nátěrovými hmotami. Dobře odolávají vibracím a výrazně přispívají k jejich tlumení. Teplotní odolnost samolepících pásek je standardně 60 C, lze však koupit i typy s teplotní pevností C. Doporučená teplota pro práci se samolepícími páskami je C. Na trhu jsou běžně k dispozici oboustranné lepící fólie a pásky značek PROMI, TESA a BISON: BISON Car Tape a BISON Double - Fix Lepidla kyanakrylátová Při lepení malých slícovaných povrchů lze použít kyanakrylátová vteřinová lepidla. Vytvrzení probíhá za běžné teploty působením vzdušné vlhkosti. Kyanakrylátová lepidla se nanášejí pouze na jeden z lepených povrchů. Doba otevřeného sestavení spoje je dostatečně dlouhá, zejména u gelovitých typů, můžeme proto věnovat nanášení lepidla dostatečnou péči. Doba uzavřeného spojení je krátká a nedává nám možnost lepenými díly pohybovat. Je tedy nutné vyzkoušet správnou polohu spojených dílů ještě před nanesením lepidla. Vytvrzování kyanakrylátových lepidel v probíhá na kovech výrazně pomaleji než na pryži nebo plastech. Manipulační pevnosti je dosaženo asi za sekund. Po tuto dobu musí být lepený soubor dobře zafixován. Pokud by fixace nebyla dostatečná a lepené díly by se navzájem pohybovaly, narušily by se vznikající řetězce polymerů. Důsledkem takového narušení průběhu polymerace je malá spolehlivost a nízká pevnost lepeného spoje. Lepidla s nízkou viskozitou (řídká) umožňují lepení do šíře spáry 0,1 mm, gelovité typy jsou schopné překlenout spáru do 0,2 mm. Teplotní odolnost je na kovech obvykle C a bývá mírně rozdílná u různých značek lepidel a liší se i podle druhu kovu. Z kyanakrylátových lepidel jsou nejpoužívanější i nejznámější ALTECO SUPER GLUE, BISON Super Glue Liquid, LOCTITE Super Attak nebo HENKEL Patex, z domácích pak LEPOX Super Blesk Lepidla akrylátová anaerobní Lepidla tohoto typu jsou určena výhradně k lepení kovů. Vytvrzují po zamezení přístupu vzduchu do spoje za katalytického působení kovových iontů. Pokud chceme lepit ke kovu nekovové díly, je nutné použít na nekovový díl aktivátor, který je zdrojem kovových iontů. Anaerobní lepidla jsou většinou jsou většinou jednosložková a nízkoviskózní až pastovité kapaliny. Nanášejí se pouze na jeden z lepených povrchů. Důležitým údajem kromě pevnosti je maximální velikost spáry, kterou je lepidlo schopno překlenout a minimální šířka lepených ploch. Minimální šířka lepených ploch 22

22 bývá asi 2,5 3 mm a je nutná k zamezení přístupu vzduchu do spoje. Při překročení maximální spáry lepidlo buď vůbec nevytvrdne, nebo vytvrdne jen částečně a proto nedosáhne deklarovaných pevností. Doba otevřeného spojení je dlouhá, lepidlo začíná vytvrzovat až po uzavření spoje. Důležitá je dobrá fixace lepeného souboru. Pokud by fixace nebyla dostatečná a lepené díly by se navzájem pohybovaly, narušily by se vznikající řetězce polymerů. Důsledkem narušení průběhu polymerace je malá spolehlivost a nízká pevnost lepeného spoje. Vytvrzené lepidlo má charakter houževnaté plastické hmoty s vynikající adhezí ke kovům, teplotní odolnost je od C. Dobře odolává působení vody, benzínu, motorové nafty a olejů. Vynikajícím způsobem odolává vibracím. Rychlost vytvrzování je závislá na velikosti spáry a na druhu lepeného kovu. Z hlediska vytvrzování anaerobních lepidel rozdělujeme kovy na aktivní a neaktivní. Mezi aktivní patří konstrukční ocel, měď a její slitiny, menší aktivitu mají nerezavějící oceli a slitiny hliníku, neaktivní jsou galvanicky pokovené povrchy. Manipulační pevnosti dosahují spoje po několika minutách až desítkách minut, konečné pevnosti je dosaženo po 6 12 hodinách. Hlavní oblastí použití anaerobních lepidel je zajišťování šroubových spojení proti vibracím (a současně proti vlivu koroze), těsnění závitových spojů, upevňování ložisek na hřídele i do otvorů, těsnění dělicích rovin převodových skříní. Anaerobní lepidla mají jednu velikou přednost ve srovnání s jinými druhy lepidel. Tou je necitlivost na kvalitu a odmaštění lepeného povrchu. Pokud potřebujeme dosáhnou maximální pevnosti spoje, pak musí být povrch dobře odmaštěn. Pro některé aplikace, například těsnění dělicích rovin, však nevadí ani slabé znečištění olejem. Další přednost oceníme při lepení hliníku a jeho slitin, že není třeba chemická úprava povrchu lepených dílů. Akrylátová anaerobní lepidla se dodávají v několika pevnostních kategoriích, od 5 40 MPa, a v několika viskózních třídách od kapilárních typů s maximální šířkou spáry do 0,08 mm, po pastovité typy s maximální šířkou spáry 0,5 mm. Anaerobní lepidla jsou běžně k dostání na trhu, nejčastější značky jsou BISON Lock Bond, UHU Schraubensicher, LOCTITE 243, LOCTITE 603, LOCTITE 577, WEICON. Z Českých výrobků je to řada typů omnifit z LACHEMY Neratovice. (Pokorný, 2000) 5.3 Rozdělení tmelů podle tuhnutí ve spoji Tmely je možné zařadit do podobných skupin jako lepidla. Pro tmelení kovů se nejčastěji používají lepidla reaktivní obdobně jako u lepení, ale i tmely vytvrzující vsáknutím a odpařením rozpouštědel. 23

23 A) Tmely reaktivní. 1. silikonové jednosložkové lepivé tmely vytvrzující vlivem vlhkosti prostředí. 2. akrylátové jednosložkové lepivé tmely vytvrzující odpařováním a vsakováním vody. 3. polyuretanové jednosložkové lepivé tmely vytvrzující vlivem vlhkosti prostředí. 4. polykrylátové jednosložkové lepivé tmely vytvrzující kontaktem s kovem za nepřístupu vzduchu (anaerobní). 5. epoxidové lepivé a vyrovnávací tmely vytvrzující po přidání tvrdidel. 6. polyesterové lepivé a vyrovnávací tmely vytvrzující po přidání tvrdidel. 7. minerální lepivé a vyrovnávací tmely. B) Tmely vytvrzující vsáknutím a odpařením rozpouštědel. 1. olejové vyrovnávací a lepivé tmely. 2. nitrocelulózové vyrovnávací tmely. 3. disperzní lepivé tmely. 4. suspenzní lepivé, vyrovnávací a spárovací tmely. C) Tmely tavné, asfaltové tavné tmely Tmely reaktivní Mezi reaktivní tmely patří většina lepivých tmelů, ale i některé tmely vyrovnávací a spárovací. 1. silikonové jednosložkové lepivé tmely vytvrzující vlivem vlhkosti prostředí. v aplikační formě to jsou pastovité monomery, které při kontaktu s vlhkostí, jež je na povrchu spojovaných či tmelených materiálů a v okolním prostředí, začínají vulkanizovat do podoby houževnaté elastické pryže různé tvrdosti. Tmely mají vynikající adhezi ke sklu, smaltu a glazeované keramice. Tepelná odolnost je obvykle C, krátkodobě až 250 C. Nelze je povrchově upravovat natíráním. 2. akrylátové jednosložkové lepivé tmely vytvrzující odpařováním a vsakováním vody - v aplikační formě to jsou pastovité hmoty, které postupným vsakováním vody do povrchu spojovaných či tmelených materiálů a odpařováním vody do okolního prostředí začínají vytvrzovat do podoby houževnaté elastické hmoty různé tvrdosti. Tmely mají dobrou adhezi ke stavebním materiálům., jsou vhodné k vnitřnímu i venkovnímu použití. Lze je povrchově upravovat. 24

24 3. polyuretanové jednosložkové lepivé tmely vytvrzující vlivem vlhkosti prostředí aplikační formou je pěna ve spreji. Vytvrzené pěny mají dobrou adhezi k většině materiálů (mimo polyetylen a polypropylen), jsou odolné do C, dají se mechanicky opracovávat a povrchově upravovat natíráním. Neodolají dlouhodobému působení UV záření. 4. polykrylátové jednosložkové lepivé tmely vytvrzující kontaktem s kovem za nepřístupu vzduchu (anaerobní) v aplikační formě jsou to pastovité monomery, které po zamezení přístupu vzduchu do spoje začínají za katalytického působení kovových iontů polymerovat, mění se na houževnatou plastickou hmotu s vynikající adhezí ke kovům. Šíře spáry, kterou lze těmito typy tmelů překlenout, bývá do 0,5 mm. Pro větší spáry dodávají někteří výrobci plniva, která se do tmelu zamíchají těsně před aplikací. Teplotní odolnost je obvykle C. 5. epoxidové lepivé a vyrovnávací tmely vytvrzující po přidání tvrdidel dvou i více složkové systémy na bázi epoxidových pryskyřic s kovovými a minerálními plnivy, jednotlivé komponenty jsou dodávány v samostatných obalech a před aplikací se složky v předepsaném poměru promíchají (homogenizují). Připravená kompozice má různě dlouhou dobu zpracovatelnosti, zpravidla od několika minut po 2 4 hodiny (v závislosti na typu tmelu a teplotě prostředí). Teplotní odolnost je obvykle C, u některých typů až 150 C. 6. polyesterové lepivé a vyrovnávací tmely vytvrzující po přidání tvrdidel - dvou i více složkové systémy na bázi nenasycených polyesterových pryskyřic s minerálními plnivy, jednotlivé komponenty jsou dodávány v samostatných obalech a před aplikací se složky v předepsaném poměru promíchají (homogenizují). Připravená kompozice má různě dlouhou dobu zpracovatelnosti, zpravidla od několika minut po 2 4 hodiny (v závislosti na typu tmelu a teplotě prostředí). Teplotní odolnost je obvykle C, u některých typů až 150 C. 7. minerální lepivé a vyrovnávací tmely v aplikační formě to jsou práškové materiály, které se před použitím smíchají s vodou (vytvrzení není závislé na vsáknutí vody do tmelených materiálů). Nejznámějším tmelem je sádra Tmely vytvrzující vsáknutím a odpařením rozpouštědel 1. olejové vyrovnávací a lepivé tmely v aplikační formě jsou to tuhé pasty, které se nanášejí stěrkou. Nejčastěji se užívají k vyrovnávání nerovností dřeva a omítek před 25

25 aplikací vnitřních a venkovních nátěrových systémů nebo k zasklívání do kovových i dřevěných rámů. 2. nitrocelulózové vyrovnávací tmely v aplikační formě jsou to polotuhé pasty, které se nejčastěji nanášejí stěrkou. Nitrocelulózové tmely se vyznačují značnou smrštivostí, proto se nanášejí ve vrstvách do tloušťky 1mm. Po vytvrzení se dají dobře brousit. Jsou hodné k opravám laku automobilových karoserií. 3. disperzní lepivé tmely tmely na bázi vhodných disperzí, vinylacetátových nebo akrylátových, v aplikační formě viskózní pasty, vytvrzují po vsáknutí a odpaření vody. Jsou vhodné k lepení a tmelení nasákavých podkladů (keramické obklady). Dodávají se v pastovité formě, okamžitě použitelné. Nebo v suchém stavu jako práškovité materiály se v předepsaném poměru rozmíchají s vodou, nechají minut stát a po opětovném promíchání je tmel připraven k použití. 4. suspenzní lepivé, vyrovnávací a spárovací tmely tmely na bázi vodných asfaltových suspenzí se dodávají ve formě viskózních kapalin nebo past. Vytvrzují vsáknutím a odpařením vody. Jsou vhodné k vodotěsným izolacím zdiva, střech a k dalším stavebním aplikacím. Některé typy lze použít i k antikorozní ochraně podvozků automobilů Tmely tavné Asfaltové tavné tmely - zpracovávají se roztavené při teplotách 150 až 200 C. Nejširší použití mají ve stavebnictví při vyplňování spár a trhlin ve stavebních materiálech nebo při lepení hydroizolačních materiálů. (Pokorný, 2000) 5.4 Tmely vhodné k tmelení kovů Tmel na kov má zarovnat nerovnosti v povrchu. Stejně jako lepidla i tmely na kovy dělíme podle chemického složení do několika skupin Polyesterový tmel Patři mezi nejspolehlivější tmely univerzálního použití. Používá se na dřevo, kovy (plechy, odlitky), beton a jiné podklady. Je to šedá hmota obsahující polyesterovou pryskyřici. Před nanesením stěrkou musíme tmel smísit s příslušným katalyzátorem. Zasychá při normální teplotě asi 20 minut do nelepivého stavu. Po 24 hodinách vytvoří na podkladu tvrdou, dokonale homogenní vrstvu, pevně přilnutou k základnímu materiálu, kterou již můžeme brousit. Uplatňují se při tmelení povrchů plechových karosérií, dále jako lepivé tmely na železné kovy, jako hmota pro silniční značky a 26

26 další. (Osten 1986) Na trhu jsou k dostání typy jako TMEL STĚRKOVÝ B 5010, TMEL STĚRKOVÝ B 5022, RENOFIX, SADURIT T a VITRESIN Epoxidový tmel Také epoxidové tmely jsou vhodné pro tmelení kovů, avšak jejich aplikace již nespočívá pouze ve vyrovnávání nerovností, ale často i v lepení a těsnění. Tmel je dvousložkový. Podle plnění základní epoxidové pryskyřice se užívá na určitý druh kovu. EPROSIN T05 základní epoxidová pryskyřice je plněna z % hliníkovým práškem. Misí se s tužidlem v poměru 5,9 6,3 g na 100 g základního tmele. Slouží k tmelení a lepení hliníku a jeho slitin (i odlitků). EPROSIN T06 dvousložkový tmel plněný ocelovým nebo litinovým práškem v množství 50 %. S tužidlem se mísí v poměru 4,0 5,2 g na 100 g základního EPROSINU T06. Používá se k tmelení a lepení železa, ocele a dalších železných kovů. Opravují se s ním i vadné odlitky. Na trhu se také vyskytuje zahraniční tmel DEVCON nazývaný též plastická ocel, vyráběný též na bázi epoxidové pryskyřice plněné práškovými kovy. Vytvrzuje se za normální teploty a odolává trvale teplotám do 120 C. Slouží k rychlým opravám kovových součástí a pevnost vytvrzeného tmele se neliší podstatně od pevnosti tmeleného materiálu. Vytvrzený tmel lze opracovávat způsoby běžnými pro kovy. Tmely DEVCON se vyrábějí s plnidly měděnými, mosaznými, hliníkovými, karbidovými a dalšími. Podobných vlastností je i další dovážený tmel BELZONA METAL. Osvědčené tmely na kovy si připravíme z dalších epoxidových komerčních lepidel LEPOXU, RETENOLU a ChS EPOXY 1200 smíšením s vhodným plnidlem až do 50 % množství základní pryskyřice Polyakrylátový tmel Základní pryskyřice je žlutá viskózní kapalina. Kombinuje se s kovovým práškem, které plní funkci plniva a tvrdidla současně. Plnění základní pryskyřice plnivem je proveditelné v rozmezí 40 % - 70% hmotnosti podle účelu použití. Směs je za normální teploty zpracovatelná asi 20 minut, vytvrzení probíhá hodinu. Vytvrzený tmel má dobré mechanické i tepelné vlastnosti. Pevnost ve smyku až 40 Mpa a krátkodobou tepelnou odolnost až 200 C. Tyto vlastnosti lze využít při opravách vadných odlitků, dále při tmelení prasklých potrubí a k náhradě závitových spojů. Na trhu jsou k dostání tmely 27

27 značky ALDURIT MP 10 (obsahuje litinový prášek), ALDURIT MP 20 (obsahuje prášek zinkový). (Osten 1986) Olejový tmel Vyrábí se v bílém ve třech odstínech, červenohnědý odstín je pro kovy. Podle potřeby můžeme tmel rozředit ředidlem pro syntetické a olejové nátěrové hmoty S Nanášíme na kovy opatřené základním nátěrem. Při použití olejového tmelu ke stříkání musíme hrubší nerovnosti zatmelit Granitem V obchodní síti jsou olejové tmely běžně k dostání. Nejznámější jsou TMEL BRUSNÝ GRANIT , TMEL KE STŘÍKÁNÍ Nitrocelulózový tmel Slouží pro vyrovnávací tmelení na kovech pod nátěry nitrocelulózovými y pro vnitřní použití. nanášíme jej stříkáním na nitrocelulózovou základní barvu C 2000 nebo na obroušenou vrstvu olejového tmelu či Vyrábí se v bílém, šedém a žlutém odstínu. Přiředit jej můžeme ředidlem C 6000 pro nitrocelulózové nátěrové hmoty. Proti prachu zasychá do 20 minut. Zcela nelepivý je do 20 minut. Nejznámější je TMEL STŘÍKACÍ C Syntetický tmel Vyrábí se v bílé a červenohnědé barvě a ředí se podle potřeby ředidlem S Nanášíme na kovy předem opatřené základním nátěrem např. barvou S Je zvláště vhodný pro povrchovou úpravu plechů pod nitrocelulózové, olejové nebo syntetické y. Nelepivý je do 12 hodin, zaschlý po 24 hodinách. Na trhu jsou běžně k dispozici TMEL KE STŘÍKÁNÍ S 5000, TMEL KE STŘÍKÁNÍ 5003 a TMEL SPRÁVKOVÝ S Lihové tmely Vyrábí se v černé barvě a slouží převážně k utěsnění stejných dílů a součástí (spodní část benzinových motorů, těsnící vložky, hlava válce). Tmel můžeme ředit lihovým ředidlem L Po nanesení se nechá 5 10 minut zaschnout, pak se součástky smontují dohromady. Nelepivý je tmel do 60 minut, zcela zaschlý za 24 hodin. Na trhu je k dispozici tmel L (Škeřík, 1984) 28