3M VHB胶带

3MVHB胶带，从化学结构上分析，VHB™胶带全部由聚丙烯酸酯构成，聚丙烯酸酯的主链全部为C-C键，这种碳－碳单键的主链对热、紫外线以及化学试剂的破坏均具有很强的抵抗性。

简介

开发历史

我们知道，压敏胶与普通胶粘剂的最大区别在于它本身具有“粘弹性”，即在具有流动、浸润材质表面能力的同时，具有一定的内聚强度，也就是具有抗御外力而维持自身不被破坏的能力。这两种能力的结合使之能够将需要胶接的材质结合在一起。因此，压敏胶不需要经过物理或化学固化的过程，可直接使用，在操作上非常方便。但早期的压敏胶主要是一些橡胶类的粘弹体物质，内聚强度较差，胶接强度不高。更重要的是，橡胶类的化学品大多数对环境因素的耐受能力较差，尤其是对紫外线的耐受能力非常有限，不能在室外条件下长期使用，这无疑大大限制了压敏胶的使用范围。

3M公司长期以来一直致力于压敏胶技术的开发，其早期的产品如在汽车工业中广泛使用的遮蔽胶带，著名的Scotch™魔术胶带等均是基于压敏胶技术的应用开发成果。为了进一步提高产品性能，扩展应用领域，自上世纪40年代以来，3M公司对丙烯酸压敏胶技术进行了广泛而深入的研究，并获得了一系列的重大成果，VHB™胶带无疑是这一系列成果中最具标志意义的一个，它的诞生从很大程度上扭转了以往人们认为压敏胶无法应用在复杂受力结构，不能在室外条件下长期可靠工作的认识，使得压敏胶技术的发展达到了一个新的高度，同时也使得3M公司在这一领域的领先地位得到了业界的公认。VHB™胶带产品中最早问世的是1974年正式发布的转移胶膜系列产品，而1979年推出的泡绵型VHB™胶带进一步提高了承载能力和抗疲劳性能，使之在很多苛求的领域得以成功应用，目前，VHB™胶带已经形成了一个完整的产品系列，拥有不同厚度、不同特性的产品上百种，可以满足在各种使用和施工条件下的使用需要。

与常用的机械连接方式相比，采用VHB™胶带不会产生应力集中，具有更好的表观质量和使用寿命；可以粘结不同种类的材料，消散热膨胀系数不同而引起的形变和应力；能对胶接表面提供保护，防止化学或电位腐蚀的发生。还具有施工简单、操作方便、胶粘迅速、美观的优势，更符合大批量施工的要求。

结构组成

VHB胶带的结构示意图

VHB™胶带是3M采用独特的无溶剂制造技术生产的聚丙烯酸酯双面泡绵胶带，泡绵芯材和表层的胶粘剂全部由聚丙烯酸酯类粘弹体构成，而非在泡棉芯材的两面涂布胶粘剂，这也是VHB™胶带产品与常见泡绵胶带的最大不同，可以形象地称之为“固态胶水”。这种特殊的结构赋予了胶带特殊的整体粘弹性，胶带整体能有效地将粘接接头里面的应力通过胶带的力学松弛耗散掉，从而有效地保护粘接线。VHB™胶带的泡绵芯是100%的全闭孔结构，水和空气均不能通过。

产品牌号

部分VHB™胶带的产品如图：

3M VHB™胶带的产品

部分VHB胶带的产品

主要性能指标

VHB™4945胶带的典型性能指标见下表，

项目名称	单位	指标
90度剥离（胶带正面与离型膜面）	N/mm	4.4
正态拉伸强度（铝T型块对粘）	kPa	970
静态剪切强度（1000g载荷，0.5平方英寸粘接面积）	分钟	>10000

耐久性

从化学结构上分析，VHB™胶带全部由聚丙烯酸酯构成，聚丙烯酸酯的主链全部为C-C键，这种碳－碳单键的主链对热、紫外线以及化学试剂的破坏均具有很强的抵抗性。而且其在受到紫外、热的影响下进一步交联的可能性更高于开链的可能性。这就意味着其在自然情况下不会降解，其模量将随着交联的建立而轻微增加，从而形成一种更强的耐久粘接。

3M VHB胶带

VHB™胶带的优异耐老化性能，除了有大量的实际应用案例作为佐证外，3M做了长时间的户外老化试验，户外五年的老化试验(置于佛罗里达州的高温潮湿环境、亚利桑那州高温干燥且日照丰富的环境、以及明尼苏达州的极冷极热环境)，这些有代表性的测试都证实了VHB™胶带近乎100%的粘接强度保持性。在日本地区历时11年的其他VHB™胶带的室外测试也得出了相同的结果。

3M老化测试中心还进行了加速老化测试。测试样品包括分别使用双组份结构硅胶和VHB™胶带粘接的玻璃和阳极化铝的样块，这些样品被放置在带有热和湿度循环的高强度的UV老化箱，然后样品在不同的时间间隔后被取出去测试正拉强度。在这个循环老化箱中的最长暴露时间为10000小时。下面的图示描述了在本测试研究中的双组份结构硅胶和VHB™胶带经过一段时间老化之后的正拉强度与初始强度的百分比。

结构设计准则

对于静态负载，建议以55平方厘米胶带承载1Kg作为一个起始值，来计算胶带的宽度1。

对于动态负载，VHB™胶带的宽度2极算同样采用本行业公认梯形规则，这种计算及实例如下所示：

胶带宽度(mm)=[0.5x面板短边长度(mm)x风载荷(kPa)]÷胶带设计强度(85kPa)

实例：1200mmx2400mm的铝塑复合板，暴露于3kPa的风力载荷下

胶带宽度(mm)=(0.5x1200mmx3kPa)÷85kPa=21.2mm上舍入25mm

注：对于公制(mm)计算而言，始终上舍入近似整数(5的倍数)，不得下舍入。

根据具体的上述数值，来选择胶带应用的最小宽度=Max(宽度1，宽度2)。

应用

VHB™胶带在很多领域都取得了成功的应用，比如金属板幕墙，玻璃幕墙，电梯组装，交通运输市场等等，以应用最为苛刻的建筑市场为例，介绍VHB™胶带产品的应用。20多年来，VHB™胶带在全世界范围内被广泛地应用于室内及室外的幕墙板材与框架和加强筋的粘接，如金属板幕墙项目最早可以追溯到1985年的Singapore Treasury Building项目，其他的比较有名的金属板幕墙除了迪拜的Arabian Tower，还有远大承建的迪拜商业湾，俄罗斯联邦大厦等；玻璃幕墙项目最早可以追溯到1990年巴西的Urcov Building项目，除此之外还有美国的Liberty Memorial Museum，德国的Philips HQ，泰国的Athenee Plaza Tower等。

应用-铝加强筋粘接到铝板上