UV-härtende Klebstoffe, Lacke und Vergussmassen auswählen

UV-härtende Klebstoffe, Lacke und Vergussmassen verbinden kurze Prozesszeiten mit einer gezielt steuerbaren Aushärtung. Die geeignete Materialklasse hängt jedoch nicht allein von der verfügbaren UV-Wellenlänge ab. Substrattransmission, Schichtdicke, Pigmentierung, Füllstoffanteil, Sauerstoffkontakt und Schattenbereiche bestimmen, ob ein radikalisches, kationisches oder dualhärtendes System geeignet ist. Die folgende Auswahlhilfe ordnet die Materialklassen nach Anwendung, Prozessgrenzen und erforderlicher Nachhärtung.

Den Härtungsvorgang selbst behandelt die Grundlagenseite dazu, wie UV-Härtung und Photopolymerisation funktionieren; wie sich ein Klebe- oder Vergussprozess im Fügespalt auslegen lässt, zeigt UV-Klebe- und Vergussprozesse auslegen.

Bei der UV-Härtung aktiviert Strahlung einen Photoinitiator und startet die Vernetzung des Materials. Eine ausführliche Darstellung von Reaktionswegen, Bestrahlungsstärke und Dosis enthält die Fachseite zu Reaktionswegen, Bestrahlungsstärke und Dosis der UV-Härtung.

Für die Materialauswahl sind hier vor allem Chemismus, optische Eigenschaften und die Zugänglichkeit der gesamten Reaktionszone maßgeblich.

Für die Materialauswahl sind zwei Unterscheidungsebenen relevant: die Chemie des Bindemittelsystems – radikalisch gegenüber kationisch – und die Entscheidung zwischen Single-Cure- und Dual-Cure-Systemen für geometrisch anspruchsvolle Bauteile.

Zur Strahlungsquelle genügt an dieser Stelle ein Hinweis: Quecksilberdampflampen emittieren breitbandig, UV-LEDs schmalbandig an diskreten Peaks (365, 385, 395 und 405 nm). Für die Materialauswahl zählt daraus allein, ob das Absorptionsband des eingesetzten Photoinitiators tatsächlich getroffen wird. Die Quellen selbst vergleicht die Technologieseite zu UV-LEDs für UVA, UVB und UVC.

Die Matrix ordnet jeder typischen Anforderung das zuerst zu prüfende Materialsystem und die Grenze zu, an der dieses System scheitert.

Ob die gewählte Quelle die dafür nötige Strahlung am Bauteil tatsächlich liefert, zeigt erst eine Messung: welcher Sensor welche Größe belastbar erfasst, behandelt die Auswahl geeigneter UV-Sensoren; warum zwei Messgeräte an derselben Quelle unterschiedliche Werte anzeigen können, erklärt die spektrale Fehlanpassung.

Bei der Materialauswahl treten wiederkehrende Fehlannahmen auf, die zu unvollständiger Härtung oder Reklamationen führen können. Die allgemeinen Fehlannahmen zu Lampenleistung, Dosis und Reziprozität behandelt die Grundlagenseite zu den Grenzen von Dosis und Reziprozitätsgesetz:

• „Die Sauerstoffinhibierung betrifft das gesamte Volumen“: Gelöster Sauerstoff im Volumen wird unter Bestrahlung rasch verbraucht; das eigentliche Problem ist die kontinuierlich nachdiffundierende Sauerstoffschicht an der Oberfläche, die insbesondere bei geringer Bestrahlungsstärke zu klebrigen, unausgehärteten Oberflächen führt.
• „Eine bei 365 nm formulierte Acrylatformulierung härtet mit jeder 365-nm-LED gleichermaßen oberflächentrocken“: Für eine klebfreie Oberfläche benötigen mehrere gängige Acrylat-Klebstoffsysteme zusätzliche Strahlung im Bereich 220–260 nm zur Überwindung der Sauerstoffinhibierung – eine Anforderung, die mit rein bei 365 nm emittierenden LED-Systemen nicht erfüllbar ist und in der Formulierungsauswahl berücksichtigt werden muss.
• „Die Sichtverbindung zwischen Lampe und Klebstelle ist verzichtbar“: In Schattenbereichen hinter UV-undurchlässigen Bauteilen (Metalle, Keramik, gefüllte Kunststoffe) bleibt reines UV-Material flüssig, auch wenn benachbarte, direkt belichtete Bereiche vollständig ausgehärtet sind.

Hinzu kommt die Alterung der Quelle: Bestrahlungsstärke und Spektrum verschieben sich über die Betriebsdauer, weshalb ein einmal freigegebenes Prozessfenster regelmäßig nachgemessen werden muss – siehe Alterung von UV-Lampen und UV-LEDs.

Gefüllte oder pigmentierte Formulierungen zeigen ein grundlegend anderes Härtungsverhalten als klare Systeme. Opake Pigmente wie Ruß oder Titandioxid absorbieren einen Teil der für den Photoinitiator benötigten UV-Strahlung selbst, bevor sie tiefere Schichten erreicht; anorganische Füllstoffe wie Glaskugeln oder Kieselsäure streuen zusätzlich das Licht und reduzieren die Intensität in der Tiefe exponentiell.

Das Ergebnis ist ein Härtungsgradient, bei dem oberflächennahes Material vollständig aushärtet, während der Kern flüssig bleibt. Das Lambert-Beer-Gesetz beschreibt diesen Zusammenhang quantitativ über die Penetrationstiefe D_p, bei der die Intensität auf das 1/e-fache abfällt, und die kritische Energie E_c, die zur Initiierung der Polymerisation mindestens erforderlich ist.

Für pigmentierte Systeme empfiehlt sich der Wechsel zu längeren Wellenlängen (385 oder 405 nm statt 365 nm), da diese von vielen Pigmenten weniger stark gestreut und absorbiert werden. Eine reine Dosiserhöhung ist nur begrenzt hilfreich, da sie in oberflächennahen Bereichen zu Übervernetzung und Vergilbung führen kann, ohne die Kernhärtung wesentlich zu verbessern. Zusätzlich beeinflusst die Schichtdicke die während der Härtung entstehende Schrumpfspannung: Typische Werte liegen bei 1–2 % linearem beziehungsweise 2–5 % volumetrischem Schrumpf, der bei dickeren Schichten dreidimensional wirkt und mechanische Spannungen auf angrenzende Bauteile ausüben kann, wenn die Härtung schneller erfolgt, als sich Spannungen relaxieren lassen.

Für geometrisch anspruchsvolle Bauteile mit Hinterschnitten oder UV-undurchlässigen Materialien (Metalle, Keramik, gefüllte Kunststoffe) haben sich Dual-Cure-Systeme etabliert, die eine UV-Primärhärtung mit einem Sekundärmechanismus kombinieren: UV plus Feuchtehärtung für Schattenbereiche ohne zusätzlichen Wärmeeintrag, UV plus Wärmenachhärtung für hochbelastbare Verklebungen sowie UV plus anaerobe Härtung für inaktive Substrate.

Eine chemiebedingte Alternative bieten kationische Epoxidsysteme, deren Onium-Salz-Photoinitiatoren nach Belichtungsende eine sauer katalysierte Dunkelreaktion fortsetzen und dadurch auch ohne zweiten Härtungsmechanismus Schattenbereiche erreichen können, allerdings mit geringerer Anfangsfestigkeit und höherer Feuchteempfindlichkeit als Acrylate. Für Anwendungen ohne jede Sichtverbindung zwischen Lichtquelle und Klebstelle wird in der Forschung experimentell auch der Einsatz nichtoptischer Anregung (etwa Röntgenstrahlung) diskutiert, die keine direkte Line-of-Sight-Voraussetzung benötigt; dieser Ansatz befindet sich jedoch im Forschungsstadium und nicht in breiter industrieller Anwendung.

• Wellenlängenverschiebung von 365 nm zu 385, 395 und 405 nm: UV-LEDs erreichen bei längeren Wellenlängen eine höhere Wall-Plug-Effizienz, was jedoch reformulierte, auf die jeweilige Wellenlänge abgestimmte Photoinitiatorsysteme erfordert, da klassische, für Quecksilberlampen entwickelte Initiatoren bei 405 nm an Wirkungsgrad verlieren können.
• Zunahme von Dual-Cure-Formulierungen: Neue Produktlinien kombinieren UV- mit Feuchtehärtung, um Schattenbereiche ohne zusätzlichen Wärmeeintrag zu erreichen, mit der technischen Konsequenz eines zusätzlichen, zeitlich getrennten Nachhärtungsschritts in der Prozessplanung.
• Photoinitiatoren ohne kritische Einstufung: Als Reaktion auf die REACH-Einstufung von TPO werden alternative, aliphatische Mehrfachinitiatoren mit geringerer Zytotoxizität entwickelt, mit der Konsequenz, dass bestehende Formulierungen bei Rohstoffwechseln erneut auf Härtungsverhalten und Absorption geprüft werden müssen.
• Miniaturisierung in Elektronik und Optik: Kleinere Bauteilgeometrien mit engeren Kavitäten erhöhen den Bedarf an Dual-Cure-Systemen und präziser Dosiskontrolle, da die klassische Volllicht-Härtung an geometrischen Grenzen stößt.

Wie die dafür nötige Bestrahlungsstärke und UV-Dosis am Bauteil erfasst wird, behandelt die Produktübersicht der UV-Messgeräte und Radiometer.

Die Auswahl beginnt bei der Frage, welche Wellenlänge den Klebstoff im Fügespalt tatsächlich erreicht – bestimmt durch Substrattransparenz, Schattenbereiche und die spektrale Passung zwischen Lampe und Photoinitiator – und leitet daraus ab, ob ein Single-Cure-Acrylat ausreicht oder ein Dual-Cure- beziehungsweise kationisches System für unbelichtete Zonen erforderlich ist. Erst im Anschluss an diese Klärung von Anwendung, technischem Problem, Mess- und Prozessgröße sowie geeigneter Technologie wird eine konkrete Produktauswahl sinnvoll möglich.

Welches Spektrum die vorhandene Quelle tatsächlich liefert, zeigt eine Messung am Bauteil; gemessene Spektren gängiger Lampentypen stehen in der Spektrendatenbank für UV-Lampen zum Vergleich bereit.

Die folgende Auswahl ist eine quellenbelegte Zusammenstellung marktverfügbarer Produkte auf Basis öffentlich zugänglicher Herstellerdatenblätter. Sie erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit; die Angaben zu Wellenlänge und chemischer Basis sind den jeweiligen technischen Datenblättern entnommen und vor einer Prozessauslegung stets am aktuellen Datenblatt zu verifizieren. Der Produktname verweist jeweils auf das ausgewertete Herstellerdokument – technisches Datenblatt, Produktdatenblatt oder Produktseite. Opsytec vertreibt keine Klebstoffe, Lacke oder Vergussmassen; die Übersicht dient allein der fachlichen Einordnung.

Auswahlkriterium: Chemische Basis und Absorptionsbereich des Photoinitiators müssen zur vorhandenen Quelle passen; danach entscheiden Fügespaltbreite, Substrattransmission und geforderte Anfangsfestigkeit zwischen radikalischem Acrylat, kationischem Epoxid und Dual-Cure-System. Grenze: In Schattenzonen und hinter UV-undurchlässigen Fügeteilen bleibt ein reines UV-Acrylat flüssig – dort ist ein sekundärer Mechanismus nötig. Typische Anwendung: Fixieren und Fügen in Elektronik, Optik, Medizintechnik und Batteriemontage, wo Sekundentakte und lokal begrenzter Wärmeeintrag gefordert sind.

Auswahlkriterium: Maßgeblich sind Schichtdicke, geforderte Oberflächenhärte und die Frage, ob die Oberfläche klebfrei aushärten muss – das entscheidet über Sauerstoffinhibierung, Inertisierung oder eine entsprechend formulierte Rezeptur. Grenze: Pigmentierte und stark deckende Lacke härten in der Tiefe unvollständig; eine reine Dosiserhöhung führt oberflächennah zu Übervernetzung und Vergilbung. Typische Anwendung: Schutzlacke (Conformal Coatings) auf Leiterplatten, Möbel- und Bauteillacke auf Bandanlagen sowie Druckveredelung.

Auswahlkriterium: Entscheidend sind Vergusshöhe, Füllstoffanteil und die Zugänglichkeit des gesamten Vergussvolumens für die Strahlung; bei optoelektronischen Bauteilen kommen Brechzahl und Vergilbungsstabilität hinzu. Grenze: Mit wachsender Vergusshöhe und Füllgrad entsteht ein Härtungsgradient mit flüssigem Kern – oberhalb weniger Millimeter sind Dual-Cure- oder kationische Systeme mit Dunkelreaktion vorzuziehen. Typische Anwendung: Verkapselung von Sensoren, Steckverbindern und optoelektronischen Baugruppen, feuchtigkeitsstabile Vergüsse.

Wie hängen Wellenlänge, Bestrahlungsstärke und Dosis zusammen?
Die Wellenlänge entscheidet, ob der Photoinitiator überhaupt angeregt wird, die Bestrahlungsstärke bestimmt die Rate der Radikal- oder Säurebildung, und die Dosis ist deren Zeitintegral. Eine höhere Bestrahlungsstärke gleicht einen Wellenlängen-Mismatch nicht aus, und aus einer Dosisangabe allein lässt sich der Prozess nicht rekonstruieren. Hergeleitet ist das – einschließlich der Grenzen des Reziprozitätsgesetzes – auf der Grundlagenseite zu den Prozessgrößen der UV-Härtung.

Was unterscheidet radikalische von kationischer UV-Härtung?
Radikalische Acrylatsysteme härten innerhalb von Sekunden, sind aber an der Oberfläche sauerstoffempfindlich und zeigen einen linearen Schrumpf von 1–2 %. Kationische Epoxidsysteme sind unempfindlich gegenüber Sauerstoff, härten nach Belichtungsende im Dunkeln weiter nach und schrumpfen geringer, reagieren dafür empfindlich auf Luftfeuchtigkeit und bauen Anfangsfestigkeit langsamer auf.

Wann ist ein Dual-Cure-System erforderlich?
Sobald ein Teil der Reaktionszone keine direkte Sichtverbindung zur Strahlungsquelle hat – Hinterschnitte, Kavitäten, Klebeflächen hinter Metall, Keramik oder gefüllten Kunststoffen. Der Sekundärmechanismus (Feuchte, Wärme oder anaerob) härtet diese Bereiche nach, verlangt dafür aber einen zeitlich getrennten Nachhärtungsschritt in der Prozessplanung. Kationische Epoxide erreichen Schattenbereiche teilweise auch ohne zweiten Mechanismus über ihre Dunkelreaktion.

Warum bleiben UV-Klebstoffe in Schattenbereichen oft flüssig?
Radikalisch härtende Systeme benötigen eine direkte Sichtverbindung zur Lichtquelle, da die Aktivierung des Photoinitiators auf tatsächlich eintreffenden Photonen beruht. Bereiche hinter UV-undurchlässigen Bauteilen, Metallen oder in Hinterschnitten erhalten keine ausreichende Bestrahlung und härten nicht aus, sofern kein zweiter Härtungsmechanismus wie Feuchte- oder Wärmenachhärtung vorgesehen ist.

Welche Rolle spielt Sauerstoff bei der UV-Härtung?
Sauerstoff quencht Radikale zu reaktionsträgen Peroxyradikalen und wirkt dadurch überwiegend als Oberflächeneffekt, da gelöster Sauerstoff im Volumen unter Bestrahlung rasch verbraucht wird, während kontinuierlich nachdiffundierender Sauerstoff an der Grenzfläche zur Luft die klebfreie Aushärtung verzögert. Kationische Systeme sind von diesem Effekt nicht betroffen, dafür aber feuchtigkeitsempfindlich.

Wie wirken sich Pigmentierung und Schichtdicke auf die Aushärtung aus?
Pigmente wie Ruß oder Titandioxid absorbieren und streuen einen Teil der Strahlung, bevor sie tiefere Schichten erreicht; mit wachsender Schichtdicke entsteht dadurch ein Härtungsgradient mit ausgehärteter Oberfläche und flüssigem Kern. Hilfreich ist der Wechsel zu längeren Wellenlängen (385 oder 405 nm statt 365 nm), nicht eine reine Dosiserhöhung – sie führt oberflächennah zu Übervernetzung und Vergilbung, ohne die Kernhärtung wesentlich zu verbessern.

Welche Bestrahlungsstärke benötigt ein UV-Klebstoff?
Das lässt sich nicht pauschal beantworten – maßgeblich sind das Datenblatt des Klebstoffs und der Absorptionsbereich seines Photoinitiators. Übliche Angaben liegen bei einigen zehn bis einigen hundert mW/cm² im passenden Wellenlängenbereich, zusammen mit einer Mindestdosis.

Welche Normen sind für UV-Vergussmassen relevant?
Für reaktive Harzmassen und Vergusssysteme ist die IEC-60455-Normenfamilie einschlägig, insbesondere IEC 60455-2:2023 für Prüfverfahren wie Härtungsgrad und mechanische Eigenschaften. In der Medizintechnik kommen zusätzlich ISO 10993 zur biologischen Bewertung sowie branchenspezifische Zulassungsnormen aus Automotive und Luftfahrt zur Anwendung, abhängig vom Einsatzbereich des vergossenen Bauteils.

• ISO 10993-1:2018/2025 – Biologische Bewertung von Medizinprodukten, Teil 1; Neufassung als EN ISO 10993-1:2026 seit 15.01.2026 verfügbar.
• IEC 60455-2:2023 – Prüfverfahren für reaktive Harzmassen (Vergussmassen), 4. Auflage 2023.
• ASTM D1002 / D3163-01(2023) – Zugscherfestigkeit metallischer beziehungsweise starrer Kunststoff-Klebverbindungen.
• UV-Curable Adhesives Market – Mordor Intelligence, Datenstand 2026; Marktvolumen und Segmentanteile.
• UV-Curable Coatings Market Report – Grand View Research, 2025; globale Marktzahlen für UV-Lacke.
• RoHS-Ausnahme 4(f)-IV – Clarifications on 2027 Expiration, UV+EB Technology, 2026; regulatorischer Status von Quecksilberlampen.

Einen Überblick über die für UV-Anwendungen maßgeblichen Regelwerke gibt Richtlinien, Normen und Standards im UV.

Die folgenden wissenschaftlichen Veröffentlichungen bilden die primäre Grundlage für die in diesem Bericht dargestellten Aussagen zu Reaktionskinetik, Reziprozitätsgesetz und Messmethodik. Auf vollständige Herstellerdatenblätter und Normendokumente wird verwiesen.

• Wydra JW, Cramer NB, Stansbury JW, Bowman CN: The reciprocity law concerning light dose-relationships applied to BisGMA/TEGDMA photopolymers. Dental Materials 30(6):605–612, 2014.
• Palagummi SV, Hong T, Wang Z, Moon CK, Chiang MYM: Resin Viscosity Determines the Condition for a Valid Exposure Reciprocity Law in Dental Composites. Dental Materials, 2019/2020.
• Sangermano M, Roppolo I, Chiappone A: New Horizons in Cationic Photopolymerization. Polymers 10(2):136, 2018.
• Eibel A, Fast DE, Gescheidt G: Choosing the ideal photoinitiator for free radical photopolymerizations. Polymer Chemistry 9:5107–5115, 2018.
• Lang M, Hirner S, Wiesbrock F, Fuchs P: A Review on Modeling Cure Kinetics and Mechanisms of Photopolymerization. Polymers 14(10):2074, 2022.
• Bennett J: Measuring UV Curing Parameters of Commercial Photopolymers used in Additive Manufacturing. Additive Manufacturing 18:203–212, 2017.
• Stadler E, Eibel A, Fast D, Freißmuth H, Holly C, Wiech M, Moszner N, Gescheidt G: A versatile method for the determination of photochemical quantum yields via online UV-Vis spectroscopy. Photochemical & Photobiological Sciences 17:660–669, 2018.
• Noè C, Hakkarainen M, Sangermano M: Cationic UV-Curing of Epoxidized Biobased Resins. Polymers 13(1):89, 2021.
• Bauer F et al.: Free-Radical Photopolymerization. Polymers, 2022.

Redaktionsstand: 2. September 2026.

Ob das freigegebene Prozessfenster an der real eingesetzten Quelle noch eingehalten wird, zeigt erst die Messung am Bauteil. Wir vermessen Spektrum, Bestrahlungsstärke und Dosis Ihres Härtungsprozesses und beraten zur passenden Messtechnik – vom flachen Spektralradiometer UVpad für den Durchlauf durch die Anlage über das Radiometer RMD Pro und die UV-Curing-Sensoren der Serie XT für die Prozessüberwachung bis zu UV-Bestrahlungskammern für reproduzierbare Härtungsversuche im Labor. Schreiben Sie uns Ihre Fragestellung.