Limma EPDM – så väljer du lim

Att limma EPDM kräver viss hänsyn då denna typ av gummi ofta är mer svårlimmad än andra typer på grund av sin låga ytspänning. Dessutom innehåller EPDM olika typer av mjukgörare (ibland mineralolja) som gärna vandrar ut från gummit och in i en limfog. Med det sagt så är EPDM-gummi inget entydigt begrepp. Det finns många olika sammansättningar på EPDM som är olika lättlimmade. Alltså är det viktigt att alltid testa.

EPDM, eller etenpropengummi, är en typ av syntetiskt gummi. Denna typ av gummi hittas i många olika typer av applikationer – allt från o-ringar, tätningar, detaljer inom bilindustrin mm. EPDM är ofta kemikaliebeständigt och brukar också tåla väder och vind mycket väl. Normalt sätt är gummit svart, icke-klibbigt och ytan känns nästan pudrig.

För att limma EPDM kan du använda bland annat cyanoakrylat eller strukturella akryllim. Dessa typer är bra val om du gärna vill undvika förbehandling.

Rengöring av EPDM

För bäst limresultat bör gummits yta vara väl rengjord och fri från kontaminering. Många gånger har ytan på EPDM-detaljer släppmedel på sig som också bör tvättas bort. Isopropanol brukar fungera bra för rengöring. Undvik aceton då det kan skada gummit.

Limma EPDM med cyanoakrylat

typer av cyanoakrylat

Det enklaste alternativet för att limma EPDM-gummi är cyanoakrylat (snabblim).

Cyanoakrylat är den typ av lim som ger bäst hållfasthet och samtidigt väter gummit. Permabond 105 är en produkt som är speciellt anpassad för att fästa mot EPDM utan förbehandling (rengöring exkluderad ur begreppet förbehandling). Om dess egenskaper inte passar, går det också att kombinera en primer (Permabond POP med vilket annat cyanoakrylat-lim som helst. Begränsninar med cyanoakrylat är den relativt låga möjliga fogtjockleken (<0,5 mm), begränsad vattentålighet och snabb fixeringstid (sekunder). Vattentåligheten kan vara bra nog om fogen designas så att minimal yta av limmet exponeras och en större yta limmas.

Limma EPDM med strukturellt lim

Strukturella limmer är svårare att limma EPDM med men det finns akryllim som ska kunna få vidhäftning mot EPDM utan förbehandling. Till exempel Permabond TA4605 eller TA4610 . Styrkan är dock lägre än för cyanoakrylat. Skjuvstyrkan vid limning av EPDM med dessa lim har i tester uppgått i 3-5 N/mm2 och ha en töjning på 300 %.

Limma EPDM med silikon

Silikon är lika mjukt och flexibelt som EPDM vilket kan ha sina fördelar. Dessutom är silikon både kemikaliebeständigt och vattentåligt. En produkt som kan fästa bra i EPDM är den värmehärdande DowSil EA-7100.

Limma med gummilim

3M har ett lösningsmedelsbaserat lim för limning av EPDM kallat 3M Scotch-Weld 4799. Limmet är snabbtorkande och blir till en flexibel och vattenbeständig fog.

Limma EPDM med hjälp av förbehandling

EPDM kan förbehandlas med Corona vilket också görs i många fall innan lackering. Efter Corona-behandlingen kommer det finnas en begränsad tidsperiod inom vilken limningen måste utföras. Detta på grund av att mjukgörare vandrar ut till ytan igen med tiden.

En nödlösning som också visat goda resultat är inslipning av lim, också kallat ”tvångsvätning”. Ett vanligt 1-komponents silikonlim kan till exempel i ohärdat tillstånd slipas in i gummit och uppnå styrkor höge än gummit (kohesionsbrott).
En inte så lite kladdig metod men som också har fungerat i vissa fall: 1) Rengöra EPDM, 2) Slipa med slipnylon, 3) Applicera 1-komponents fukthärdande lim, 4) slipa in silikonlimmet, 5) Låt detta tunna skikt härda och 6), limma sedan med mer silikonlim precis som vanligt.

Effekten av plasmabehandling på fet plast

En förutsättning för att ett lim ska få vidhäftning mot en yta är att limmet väter den yta som ska limmas. Om limmet inte väter ytan så finns det två alternativ: byt lim eller förändra ytan. Ett sätt att förändra ytan på är att förbehandla den – till exempel med plasmabehandling.

Vill du veta mer om vad plasma egentligen är? Klicka här.

Det finns många olika förbehandlingsmetoder för plaster, t.ex. primer, slipning, etsning, corona och plasma. I videon nedan ser du hur vätningen av en svårlimmad plast (polypropen, eller PP, som ofta brukar refereras till som en fet plast) påverkas av plasmabehandling.

Plasmabehandling (i videon med en lågtrycksplasma) har flera funktioner som du kan läsa om i vårt tidigare blogginlägg om plasma. En av den är att höja plasters ytspänning. Ytspänningen på lim och yta är vad som avgör vilka vätskor som väter vilka ytor. Den generella regeln är att ett lim får bäst vidhäftning om limmet har lägre ytspänning än plasten. Alltså gör plasmabehandlingen en yta lättare att väta och därmed också lättare att limma!

För att ta reda på vätningen så kan speciella testvätskor, eller bläck, användas. Dessa har en känd ytspänning och kan därför ge ett hum om plastens ytspänning. I videon använder vi en testvätska som har en ytspänning som ungefär motsvarar ett epoxilim.

Innan en förbehandling väter inte detta bläck plasten. Plasten har alltså en lägre ytspänning än vad limmet har. Efter plasmabehandling i 5 minuter, däremot, är resultatet helt annorlunda. Bläcket väter nu med lätthet plasten och har alltså gjort att plastens ytspänning blivit högre än vätskans (limmets).

Enligt resultatet från detta test bör nu plasten vara betydligt mer lättlimmad (även om fler faktorer givetvis kan påverka).

Hur fungerar lågtrycksplasman?

  1. Detaljer stoppas in i lågtryckskammaren.
  2. Med hjälp av en vakuumpump sjunker trycket i kammaren till ca 0,2 – 0,4 mbar.
  3. En gas leds in i kammaren (i detta fall vattenånga) och omvandlas till plasma som peppras på plastens yta för att förändra den på olika sätt. Den lysande lila färgen som syns är plasman.
  4. Efter några minuter, släpps det på trycket och plasten kan tas ur kammaren.

Är du intresserad av att veta mer om plasma?

Hör av dig!

Plasmabehandling för bättre limresultat

Plasmabehandling av plastdetaljer som ska limmas blir vanligare och vanligare och kan ersätta behovet av andra förbehandlingar.

Plasmabehandling kan möjliggöra för limning även av svårlimmade ”feta” plaster och minska användningen av kemikalier så som primers, etsning eller tuffa rengöringar.

Vad är plasma?

I skolor lär man ut att det finns tre olika tillstånd: fast, flytande och gas, men det finns faktiskt fyra. Det fjärde tillståndet är just plasma, som också är den vanligaste materian som förekommer i hela universum. Plasma är det fjärde tillståndet!

Plasma är en samling atomer (se det som en behållare fylld med en gas) som har absorberat tillräckligt med energi för att separera elektronerna från sina kärnor. Dessa elektriskt laddade partiklar kallas joner. Plasma är en blandning av dessa joner, radikaler, elektroner och neutroner.

När detta händer, fungerar plasma inte längre som en gas. Denna ”laddade partikelsoppa” har nu elektriska egenskaper, och skapar ett magnetfält (på grund av det elektriska fältet). Dessa laddade partiklar avger ljus och andra former av elektromagnetisk strålning.

Gaser kan bli till plasma på flera sätt, men det handlar alltid om att pumpa in en gas och tillföra energi. En gnista i en gas kommer att skapa en plasma som är användbar i industriella processer vid exempelvis rengöring. Plasmabrännare används t.ex. inom tung industri för att skära i metall.

Solen är den största samling av plasma närmast jorden. Solens enorma hetta sliter elektroner från väte och helium molekyler som bildar plasma. Solen, är som de flesta stjärnor, är en gigantisk plasmaboll.

Plasma-tekniken har många möjligheter

Plasma används inom många områden där man i slutändan önskar sammanfoga olika material, ändra deras ytor, minska kontaktvinkeln (= öka vätningen) och få större adhesion. Med plasmabehandling kan nästan alla ytor ändras på något sätt. Detta genom rengöring, aktivering, etsning och/eller beläggning med till exempel hydrofoba och hydrofila skikt, barriärer, friktionsminskande beläggningar eller liknande.

Inom limningsteknik används plasma framförallt för rengöring (alla material), kemisk aktivering av svårlimmade ytor (plaster) och för att förändra ytstrukturen på substratet. Med hjälp av dessa effekter fås en bättre vätning av ytan och en bättre vidhäftning, även för traditionellt svårlimmade typer av ytor, så som för feta plaster.

Exempel från verkligheten

Skjuvstyrka uppmätt på överlappsfogar limmade med 2-komponentsepoxi.

Material Obehandlad

[N/mm2]

Plasmabehandlad

[N/mm2]

Polyamid (PA) 6,1 28,5
Polyeten (PE) 2,7 22,5
PET 3,8 12,0
Polypropen (PP) 2,7 22,2
Polystyren (PS) 4,1 28,9
Teflon (PTFE) 0,5 5,4
Polyvinylfluorid (PF) 2,0 9,2

Vad händer vid plasmabehandling?

Plasmabehandlingen brukar sägas ha tre huvudsakliga effekter:

Rengöring

Gasen som tillförs plasmakammaren, ofta syrgas, som alltså har blivit till en plasma reagerar med organiska föroreningar på ytan och bränner i grund och botten bort föroreningarna. Biprodukterna från förbränningen sugs bort tack vare vakuum eller lågt tryck. Metallers oxider reduceras också.

Aktivering

Vid användning av syrgas, luft eller vattenånga som gas, kan polära grupper fås att sätta sig på ytan av det som behandlas. Dessa polära grupper förbättrar vätningen av ytan och gör det alltså lättare att få god vidhäftning. Denna del av processen håller bara under en viss tid som kan vara olika för olika plaster.

Etsning

När plasmans innehåll peppras på ytan skapas en relativt kontrollerad ytgrovhet. Denna effekt är permanent och kan vara både en kemisk och fysisk effekt.

Coating

En fjärde effekt kan uppnås vid användning av specifika gaser. Ytan kan funktionaliseras med specifika grupper och på så sätt få andra egenskaper. Detta kan utnyttjas till exempel för att få en hydrofob yta.

Olika typer av plasmautrustning

Det finns dessutom olika sorters plasma beroende på vad du ska göra och vad du vill att din plasmabehandling ska uppnå..

Lågtrycksplasma

Lågtrycksplasma, är liten mängd gas i ett vakuum (en kammare) som aktiveras med en radiofrekvens. Energirika joner och elektroner skapas tillsammans med andra reaktiva partiklar som utgör själva plasman. Nu kan ytor ändras mycket effektivt.

Lågtrycksplasman har tre effekter:

  • Mikrosandblästring: Tack vare att joner bombarderar ytan.
  • Kemisk reaktion: Den joniserade gasen reagerar kemiskt med ytan.
  • UV-strålning: UV-strålning bryter ner långa komplexa kolväteföreningar, dvs rengör genom att förvandla smuts på ytan till gas. Med hjälp av att variera processparametrar som tryck, effekt, tid, gasflöde och gas (vanligast: syre, vattenånga eller argon) ändrar sammansättningens operativa egenskaper i plasman. Flera effekter kan uppnås i ett enda processteg.

Plasmabehandling för bättre limresultat
Diener Femto, Pico och Nano

Atmosfärisk plasma (”Luft-plasma”/Plasma beam)

I atmosfärisk plasmateknik, strömmar en gas (luft) vid atmosfärstryck genom ett munstycke en hög spänning på ett sådant sätt att ett plasma skapas. Plasma strömmar då ut ur munstycket.

Vid en atmosfärisk plasmabehandling fås två effekter som sker genom de reaktiva partiklarna i plasman:

  • Precisionsrengöring
  • Aktivering

I tillägg avlägsnas eventuellt löst vidhängande partiklar ifrån ytan som ska rengöras/aktiveras med hjälp av den komprimerade tryckluften som ger en aktiv gasstråle.

Med hjälp av att variera processens parametrar såsom tid och avstånd från substrat ytan påverkas behandlingen på olika sätt. Med plasman följer en del värme.

Diener Plasma beam

Hitta din plasma här

Copyright © T Gawalewicz. GA Lindberg AB

Tel: +46 8 703 02 00

Limma ”feta plaster” (Polyeten och Polypropylen) – Det här behöver du tänka på

Feta plaster, som till exempel polypropen (PP) och polyeten (PE) är svåra material att limma. Polyolefiner kallas ibland för ”feta plaster” och har väldigt låg ytspänning.

För att limma ett material bör materialets ytspänning vara högre än det för limmet som ska användas. Annars blir det en effekt som kan liknas vid en vattendroppe på en vaxad bil. D.v.s. du får ingen vätning av limmet på materialet.

Alla flytande material (i detta fall lim) strävar efter att ha så låg energi som möjligt, och i vätskors fall är det i formen av runda droppar.
Ytan måste alltså erbjuda en ännu bättre lösning för limmet.

Lim och ytspänning
Figur 1. Vänster: limmet har högre ytspänning än ytan – ingen vätning. Höger: Limmet har lägre ytspänning än ytan – spontan vätning.

Förutom ytspänningen i sig så måste också limmet hinna väta ytan innan det härdar eller blir för trögflytande.

Om inte dessa två krav uppfylls så är det svårt att uppnå bra vidhäftning och en hållbar limfog.

I princip finns två vägar att gå. Antingen höjer du, på ett eller annat sätt, ytspänningen på materialet (den svårlimmade plasten) så att ett lim fungerar eller så använder du ett lim med lägre ytspänning än materialet.

Alternativ 1 – Utför en förbehandling

1) Använd en primer anpassad för polyolefiner (feta plaster) innan limning. Till exempel Permabond Polyolefin Primer (POP) följt av ett cyanoakrylatlim (snabblim). En primer kan ha många funktioner, varav en är att fungera som en kopplingslänk mellan yta och lim och förbättra vätningen.

2) Plasmabehandling av materialet innan limning för att höja dess ytspänning.

3) Flambehandling eller Etsning för att höja ytspänningen på materialet.
Dessa metoder kan även vara värda att testa vid problem vid limning av andra svårlimmade material, så som silikon eller Teflon.

Alternativ 2 – Använd ett lim som kan limma polyolefiner utan förbehandling

Idag finns det ett fåtal limmer som klarar av att limma feta plaster utan förbehandling:

1) Använda en 2-komponents MetylMetAkrylat (akryllim) som är speciellt framtaget för att limma feta plaster.
Exempel på lim: 3M DP8005, 3M DP8010, Permabond TA4605, Permabond TA4610 och Permabond TA4620.

2) Använda ett smältlim som är speciellt framtaget för att limma polyetenplast. Exempel på smältlim som fungerar bra: 3M 3748DowSil HM-2510

Att tänka på vid limning:

Vid all typ av limning är det av yttersta vikt att ha rena ytor innan limning.

Det bästa är då att använda ett rengöringsmedel som inte lämnar några rester som kan störa limningen.

Helst ska ett rengöringsmedel som används vara ett som i branschen ofta kallas Supercleaner likt 3M Cleaner Spray, som tar bort smuts, olja, fett mm – utan att det lämnar någonting efter sig.

Iso-propanol (IPA) som 3M VHB Rengöring är oftast ett mycket bra val av rengöringsmedel med bra förhållande mellan rengöring och arbetsmiljö. Finns som våtservetter, trasor och ren vätska.

Det är också, ur produktionstekniska aspekter, viktigt att tidigt i en limprocess se på hela limprocessen. Med allt från förpackningsstorlekar, doseringssystem för de olika limmerna, eventuella krav på mixning av exempelvis 2K lim, totalekonomi, hälsa & miljö mm.

För att få hjälp med detta, kontakta gärna ansvarig säljare för just ditt område.