Deze technische notitie beschrijft vooral het belang van lijmkeuze, voorbereiding en applicatie voor een sterke hechting op de grensvlakken dolly–lijm en coating–lijm.
Het basisdoel van een hechtingstest is de coating te laten bezwijken. De breuk kan tussen ondergrond en coating of tussen afzonderlijke coatinglagen ontstaan. Ook kan binnen een laag een cohesieve breuk optreden. De ideale lijm biedt op zowel het grensvlak dolly–lijm als lijm–coating een sterkere verbinding dan de te testen coating. Zo zijn de resultaten van alle trekproeven geldig en betekenisvol.
Het is ook belangrijk dat de lijm vooraf op de coating wordt getest om ervoor te zorgen dat de eigenschappen van de coating niet zichtbaar veranderen. Idealiter wordt deze test uitgevoerd vanaf het moment dat de lijm volledig is gemengd en op de coating is aangebracht totdat de lijm volledig is uitgehard. Elke verandering in de eigenschappen van de coatings kan de resultaten ongeldig maken. Onze laboratoriumtests hebben aangetoond dat sommige agressieve lijmen bepaalde coatings voldoende verzwakken, waardoor de hechtsterkte afneemt. In één geval bleek de lijm te reageren met de coating, waardoor de hechtsterkte toenam nadat de nieuwe verbinding volledig was uitgehard.
Tijdens de ontwikkeling van de PosiTest-hechtingstester zijn verschillende experimenten uitgevoerd. Deze technische notitie verwijst naar enkele resultaten en conclusies daarvan. Er werd een aanvullend experiment ontworpen en uitgevoerd om deze resultaten te kwantificeren en het schrijven van dit artikel te ondersteunen.
Uithardingstijden — voor de meeste toepassingen is de aanbevolen uithardingstijd van Araldite 2011 24 uur. In een experiment werden 24 dollies na 24 uur en nog eens 24 dollies na 5 volledige dagen uitharding getest. De resultaten waren vergelijkbaar: de lijmverbinding bezweek gemiddeld bij 2706 psi na 24 uur en bij 2729 psi na 5 dagen. Deze geringe toename is waarschijnlijk niet statistisch significant en laat zien dat de gebruikte Araldite 2011 binnen de verwachte 24 uur de maximale hechtsterkte bereikte.
Verwerkingstijd — Araldite 2011 heeft bij kamertemperatuur een verwerkingstijd van 2 uur, wat het plaatsen van dollies bij grotere projecten kan vergemakkelijken.
Uithardingstemperatuur - De minimale uithardingstijd van Araldite kan worden verminderd van 15 uur tot 5 minuten naarmate de uithardingstemperatuur stijgt van 68F tot 302F. Let op: de toepassing van warmte kan de coatings en hun hechting aan het substraat aantasten.
Mengverhouding - Het is belangrijk om de mengverhouding tussen hars en harder in acht te nemen bij het mengen van 2-componenten epoxies. De enkele zuiger in de Araldite-lijmtubes is ideaal voor het regelen van de mengverhoudingen. Het mengproces vereist nog steeds de zorg van de gebruiker om ervoor te zorgen dat er geen verstoppingen zijn die deze hoeveelheden kunnen beïnvloeden. Het is ook belangrijk om de hars en verharder grondig te mengen en tegelijkertijd luchtbellen en onzuiverheden uit de omgeving te vermijden.
Aangebrachte epoxydikte — volgens de fabrikant is de ideale laagdikte van Araldite 2011 2 tot 4 mils. Breng ruim epoxy op het dollyvlak aan en verdeel de lijm glad en gelijkmatig. Plaats de dolly daarna voorzichtig op het oppervlak en druk recht naar beneden om overtollige epoxy weg te drukken. De dolly stelt zich doorgaans vanzelf op een lijmdikte binnen het gewenste bereik in.
Hanteersterkte — Araldite 2011 bereikt de volledige hanteersterkte na 7 uur. Daarom kan het nodig zijn dollies met tape of vergelijkbaar materiaal op de coating vast te houden totdat de lijm gedeeltelijk is uitgehard.
Informatie over hantering en opslag van epoxy - materiaaltemperaturen voor mengen, opslagtemperatuur tussen gebruik en houdbaarheid zijn ook belangrijke overwegingen bij het gebruik van Araldite-lijm.
Bij onverwachte of voortijdige breuk is het belangrijk de gebruikte lijm en het applicatieproces op veranderingen te controleren.
Onafhankelijk van andere aspecten kan de coating zelf een beslissende factor zijn bij de keuze van de lijm. Via het klantenmonsterprogramma van DeFelsko zijn diverse toepassingen ontvangen.
Bij een monster met een dunne UV-coating op helder polycarbonaat gaf Araldite-epoxy slechts 20% breuk in de coating en 80% breuk op het grensvlak tussen lijm en coating. De breuk trad op rond 400 psi. Vervanging van Araldite door Loctite Glass Bonding-lijm gaf de gewenste 100% coatingbreuk bij een verwachte sterkte van 600 psi.
Bij een ander monster met een gladde, Teflon-achtige coating op aluminium trad bij Araldite-epoxy en verschillende andere lijmen onder 100 psi 100% breuk op het grensvlak lijm–coating op. Loctite Glass Bonding-lijm maakte gedeeltelijke coatingbreuk boven 1500 psi mogelijk, maar de herhaalbaarheid was onvoldoende voor een directe aanbeveling. De gebruiker werd aangeraden samen met lijmfabrikanten een geschikter alternatief te zoeken.
Veel klanten vragen of cyanoacrylaten, ééncomponentlijmen die vaak secondelijm worden genoemd, de meegeleverde tweecomponentenepoxy kunnen vervangen. Ze staan bekend om snelle uitharding, eenvoudige applicatie en relatief hoge cohesieve sterkte. Het grootste nadeel is dat ze bij hogere hechtsterkten vaak adhesief bezwijken op de grensvlakken dolly–lijm en coating–lijm. Voor bepaalde toepassingen met lage hechtsterkte kunnen ze toch geschikt zijn en zelfs de voorkeur hebben.
Opgemerkt moet worden dat zelfs snel uithardende lijmen zoals cyanoacrylaten (verwerkingstijd gemeten in minuten versus uren) onderhevig zijn aan significante toenames in hechtsterkte naarmate de uithardingstijd toeneemt. In een goed gedocumenteerd Noors experiment,Ž toonden 4 verschillende cyanoacrylaten allemaal significante toenames in hechtsterkte als de uithardingstijd werd verhoogd van 1 tot 5 uur bij kamertemperatuur. De toenames varieerden van 7 tot 21%. Bovendien nam de variatie tussen de resultaten voor de cyanoacrylaten af naarmate de uithardingstijd toenam.
Hoewel Araldite 2011 wordt aanbevolen als een door de industrie geaccepteerde universele lijm, is het aan de gebruiker om een lijm te kiezen die het beste voldoet aan de specifieke eisen van de hechtingstest van zijn toepassing. Als de gekozen lijm niet op de coating reageert, is het een aanvaardbare keuze zolang de meeste hechtingsfouten beperkt blijven tot een individuele coatinglaag, tussen coatinglagen of tussen de coating en het substraat.
Ž Rapport van het Nationaal Instituut voor Technologie over hechtingstests, Noorwegen, 1996
