Článek
Většina z nás touží po univerzálním lepidle, které slepí cokoli a s dokonalou pevností. Všichni odborníci se shodnou v tom, že takové neexistuje. Přesto stále v různých obměnách narážíme na produkty s názvy „one for all“ apod. Jsou pouze hezkým příkladem práce marketingových oddělení některých výrobců.
Komu se o své práci nechce moc přemýšlet, sáhne po takovém „zázračném“ lepidle. A ve většině případů bude s výsledkem svého snažení spokojen, protože neví, že by mohl použít vhodnější a často i levnější prostředek. K tomu je ale potřeba se před lepením trochu zamyslet.
Druhy lepidel
Lepidla se dají rozdělit podle několika kritérií, ale základní dělení se provádí podle způsobu jejich vytvrdnutí, a sice na reaktivní, roztoková (rozpouštědlová a vodná), disperzní a tavná. V každé z těchto kategorií jsou dále lepidla odlišného složení, ale vytvrzující stejným principem.
Například reaktivní lepidla mohou být epoxidová, polyuretanová i kyanoakrylátová (sekundová). Všechna však mají společné, že tvrdnou v průběhu nějaké chemické reakce: tuhnutí po smíchání dvou složek lepidla (dvousložkové epoxidy a polyuretany), vulkanizace vlivem okolní vlhkosti (polyuretany, silikony, kyanoakryláty) či tzv. zesíťování při působení tužidla nebo katalyzátoru (formaldehydová lepidla).
Pro připevňování lišt nebo sanitární techniky používáme montážní lepidlo. Lepený spoj se nemusí fixovat.
Roztoková lepidla tuhnou odpařením rozpouštědla. Většinou jde o roztoky různých polymerů (syntetického a přírodního kaučuku, polyuretanu a polyvinylacetátu), které jsou rozpuštěné ve směsi organických rozpouštědel nebo vody. Patří mezi ně populární lepidla Chemopren či Kanagom.
Některá montážní lepidla jsou transparentní, takže s nimi dokážeme vytvořit neviditelné spoje.
Disperzní lepidla na vodní bázi tuhnou odpařením vody, v níž jsou rozptýlené (nikoli rozpuštěné) částice nějakého polymeru. Po odpaření vody z disperze vzniká film, který již vodou rozpustit nelze.
Protože malé částice rozptylují světlo, mají disperze obvykle vzhled mléčně bílé kapaliny, stejně jako mléko, které je také vodnou disperzí. Většina lidí nerozlišuje pojmy disperze a akrylát, přitom akrylátové disperze jsou jen jedny z mnoha vedle disperzí kaučukových (latexových), polyuretanových či zdaleka nejrozšířenějších, acetátových (Herkules). Pojem disperze tedy nevypovídá o chemickém složení.
K běžnému lepení dřeva jsou vhodná disperzní polyvinylacetátová lepidla, která se nanesou pouze na jednu lepenou plochu.
Tavná lepidla tuhnou ochlazením taveniny, která je na bázi různých polymerů (ethylenvinylacetát, polyuretan, polyamid). Aby to nebylo zas tak jednoduché, některá lepidla vytvrzují kombinací různých procesů, třeba odpařením rozpouštědla a současného působení tužidla.
Adheze a koheze
Vlastnosti materiálu obou lepených částí jsou rozhodující pro volbu lepidla. Někdy můžeme s úspěchem použít i různé druhy lepidel, jindy budeme muset sáhnout po speciálním řešení.
Nelze vyjmenovat nekonečné množství materiálů a jejich kombinací a ke každé přiřadit jedno konkrétní lepidlo. Jde spíš o to pochopit princip a na základě toho být schopen situaci vyhodnotit a rozhodnout se pro vhodné lepidlo a správný postup.
Konstrukční lepení dřeva vyžaduje zatížení lepených předmětů, v truhlářské praxi se používají různé svěrky.
Ideální je, pokud přilnavost (adheze) a soudržnost (koheze) lepidla co nejvíce odpovídá pevnostním vlastnostem lepených materiálů. Pokud je dokonce překonává, pak se při namáhání předmět poškodí v jiném místě než v lepeném spoji (např. dobře provedený lepený spoj dřeva).
Většinou však máme opačný problém, tedy že nevydrží spoj samotný. Příčinou může být nesprávná volba lepidla nebo špatný postup lepení, případně nevhodnost materiálu pro spojování lepením.
Vlastnosti materiálů
V návodech k lepení je nejčastěji zmiňována savost a nesavost materiálů. Správnější by mělo být rozdělení na členité nebo porézní povrchy a na zcela hladké povrchy.
Adhezní síly totiž můžeme popsat na dvou modelech vazby mezi lepidlem a lepeným povrchem – mechanické a chemické vazbě. U členitých a porézních (savých) povrchů se uplatní vazby obě, zatímco u hladkých (nesavých) pouze vazba chemická.
Proto se pro spojování dvou nesavých materiálů používají reaktivní lepidla tuhnoucí chemickou reakcí dvou složek (epoxidy, polyuretany, kyanoakryláty), případně tavná lepidla a pro méně namáhané spoje rozpouštědlová chloroprenová lepidla. Pro spojování savých materiálů s nesavými nebo dvou savých materiálů jsou určena rozpouštědlová nebo disperzní lepidla.
Rozpouštědlová lepidla jsou určena pro kontaktní lepení savých i nesavých materiálů navzájem s okamžitou pevností.
Existují další fyzikálně-chemické vlastnosti, které lepení ulehčují nebo naopak znemožňují. Velmi důležitá je tzv. smáčivost, zjednodušeně řečeno schopnost přilnutí nebo naopak odpuzení kapalin (každé lepidlo je v okamžiku lepení v kapalném stavu).
Z hlediska smáčivosti jsou pro lepení nejvhodnější materiály s vysokým povrchovým napětím – papír, dřevo, přírodní textilie –, o něco hůře jsou na tom kovy, sklo a některé plasty (PVC).
Naopak těžko se lepí tzv. nepolární látky s nízkým povrchovým napětím, k nimž lepidlo nepřilne (polyetylen, polypropylen, silikon, teflon). V průmyslové praxi se jejich povrch před lepením různými postupy polarizuje, aby k nim lepidlo přilnulo. V domácích podmínkách se lepení těchto materiálů raději vyhneme.
Nároky na lepený spoj
Vedle nároků na pevnost spoje daného kombinací přilnavosti a soudržnosti (adheze a koheze) mohou být specifikovány další požadavky, např. pružnost lepeného spoje, teplotní odolnost či vodovzdornost. To dále zužuje výběr lepidla vhodného pro konkrétní aplikaci.
Záleží na složení lepidla, nikoli na způsobu jeho vytvrzování. Pružné spoje vytvářejí kaučuková lepidla, akrylátové a polyuretanové disperze. Tuhé spoje získáme použitím dvousložkových polyuretanů a epoxidů či polyvinylacetátové disperze. Kyanoakryláty (sekundová lepidla) a většina jednosložkových reaktivních polyuretanových lepidel vytvářejí křehké spoje.
Příkladem reaktivního lepidla na bázi jednosložkového polyuretanu je lepidlo na polystyren, které je příbuzné s montážní pěnou a stejně se i nanáší.
Nejvyšší odolnost vůči vodě mají reaktivní lepidla (polyuretany, epoxidy, silikony) a speciální disperzní lepidla (polyvinylacetátová, akrylátová). Zvýšenou vlhkost či dočasné působení vody vydrží rozpouštědlová a disperzní lepidla, zatímco vodné roztoky z přírodních materiálů se vodou rozpouštějí (klíh, škrobová a dextrinová lepidla).
Další kapitolou je teplotní odolnost, kde na spodní hranici jsou z principu tavná lepidla a lepidla na bázi akrylátu (do 50–70 °C). Teploty až 100 °C vydrží většina rozpouštědlových a disperzních lepidel. Reaktivní lepidla zvládají teploty až 140 °C a silikony 200 °C.
Přeborníky jsou lepidla (tmely) na bázi vodného roztoku křemičitanu sodného (vodní sklo), které vydrží trvalou teplotu 600 °C a krátkodobě i více. Na druhou stranu je vodní sklo křehké a neodolává vodě.
Způsoby lepení
Určitě jste se setkali s termíny montážní, případně konstrukční, kontaktní či sekundové lepidlo. Samo o sobě to nic nevypovídá o jeho složení, jako spíš o zvládání mechanického napětí ve spoji před vytvrzením lepidla.
Montážní a kontaktní lepidla udrží spoj hned po přitisknutí obou lepených částí k sobě. Montážní lepidlo nanášíme pouze na jednu plochu většinou pouze místně (body, pruhy) a obě části můžeme hned spojit k sobě. Nejčastěji jde o reaktivní lepidla v kartuších, která při montážních pracích nahrazují hřebíky a vruty.
Montážní lepidlo se nanáší z kartuše v pruzích, které se po přitisknutí lepených ploch roztáhnou do plochy.
Kontaktní lepení je typické pro rozpouštědlová lepidla, která se nanášejí celoplošně na obě lepené plochy, nechají se odvětrat (zavadnout) a po uplynutí předepsané doby (zhruba 10–15 min.) se obě části přitisknou k sobě, čímž dojde k prolnutí vrstev polosuchého lepidla.
Obě tyto skupiny lepidel mají vysokou počáteční pevnost, která dovoluje lepit předměty na stěny a stropy bez dalšího zajištění. Konečné pevnosti ale dosáhnou až po určité době.
Vrstvy kontaktního lepidla naneseného na obě plochy po zavadnutí a přitisknutí prolnou a poskytují pružné spoje.
Sekundové lepidlo je reaktivní lepidlo, u něhož kyanoakryláty velmi rychle reagují s vodou. To vysvětluje hned několik jevů, které jste u tohoto typu lepidla zřejmě pozorovali. Reakce probíhá postupně od povrchu, takže při větším objemu lepidla (kapka) se zdánlivě nic neděje, kapalina se jen pomalu zahušťuje.
Pokud ale kapku rozprostřeme do tenké vrstvy, třeba přitisknutím dvou hladkých ploch k sobě, reakční plocha se významně zvětší a vytvrzení proběhne v řádu sekund. Už víte, proč se vám k sobě tak ochotně slepí dva prsty? S nadsázkou lze říci, že podobný průběh vytvrzování mají i tavná lepidla, ale s tím rozdílem, že tuhnou chladnutím.
Sekundová lepidla jsou ideální pro lepení malých ploch. Kapka lepidla se přitisknutím druhého dílu roztáhne do plochy a okamžitě ztuhne.
Konstrukční lepidla vykazují malou počáteční pevnost, takže lepené předměty musíme po přitisknutí fixovat – zatížit, stáhnout apod. Jde o některá reaktivní lepidla a především o disperzní lepidla. Tohoto způsobu se používá především u lepení dřevěných konstrukcí, kde o pevnosti spoje rozhoduje také síla lisování v počátečních několika desítkách minut, které zajistí proniknutí lepidla do povrchu dřeva.
Vytvrzení je dokončeno odpařením vody z disperze. Při nižších teplotách se částice polymerů nespojí do souvislého filmu a vrstva suchého polymeru se drobí.
Příprava ploch
Vedle volby vhodného lepidla je rozhodující správná příprava lepených ploch. Sebelepší lepidlo nebude fungovat, pokud perfektně nepřilne. Adhezi přitom můžeme zvýšit jednoduchými prostředky. Především je to mechanické a chemické očištění povrchu a také zvětšení styčné plochy. Jakmile mezi vrstvou lepidla a lepeným předmětem budou cizorodé látky, lepidlo možná přilne k nim, ale ne k podkladu. Vliv na pevnost spoje si domyslíte.
Nečistoty ometeme, otřeme, oškrábeme či obrousíme. Broušením hladkých ploch zvětšujeme jejich povrch a navíc se zvýší mechanická vazba lepidla s povrchem (lepidlo se do materiálu „zakousne“).
Chemické očištění znamená většinou odmaštění. Mastný film totiž funguje jako separátor, tedy vrstva, která lepidlo odpuzuje. V této fázi se vyplatí pracovat v čistých rukavicích, abychom očištěný povrch neznehodnotili mastnými otisky prstů.
K odmaštění z dostupných prostředků použijeme technický benzín nebo aceton.
Před aplikací lepidla musíme lepené plochy především řádně odmastit acetonem, technickým benzínem nebo vodou s mycím prostředkem.
Je až neuvěřitelné, nakolik správná příprava povrchu ovlivní adhezi lepidla. Je to podobné jako u nátěrových hmot. U nich se zanedbání tohoto kroku projeví sníženou trvanlivostí nátěru, zatímco u lepení se nám to vrátí okamžitě v podobě snížení pevnosti lepeného spoje.
Teoreticky při současných znalostech dokážeme slepit cokoli, ale často existují mnohem jednodušší a méně nákladné způsoby spojování, takže se lepení nevyplatí. I nad tím je dobré se zamyslet, nemusíme přece za každou cenu lepit.
Někdy však je lepení jediný možný způsob spojení. Někteří výrobci lepidel mají na svých webových stránkách teoretické i praktické informace o lepení. Asi nejlépe zpracováno je toto téma na stránkách abclepidla.cz, kde je ke stažení dokument Teorie lepení (z něhož vychází i tento článek), o osvětu se snaží také stránky lepidla.cz.
Ostatní výrobci se spíš než všeobecným informacím o lepení věnují svým konkrétním výrobkům.
