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3M泡棉胶

3M泡棉胶

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一、 3M泡棉胶产品的历史

  3M泡棉胶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

年推出的泡棉型VHB胶带进一步提高了承载能力和抗疲劳性能,使之在更

多的领域中得到应用。尤其在建筑市。琕HB迅速获得了用户的认可。从

1981年至1988年短短7年间,仅日本就有超过200座建筑物使用了VHB胶带

。目前,VHB已经形成了一个完整的产品系列,拥有不同厚度、不同特性

的产品超过20种,可以满足在各种使用和施工条件下的使用需要。
二、 VHB产品的特点
VHB是采用3M独特的无溶剂制造技术生产的丙烯酸压敏胶产品,具有闭孔

结构的粘弹性泡棉芯材。也就是说,整个胶带是由同一种材料构成的,

而非在泡棉芯材的两面涂布胶粘剂。这也是VHB产品与常见泡棉胶带的最

大不同,我们可以形象地称之为“固态胶水”。VHB的特殊化学组成及物

理结构使之具备了一系列独特的性能:
1. 高强度:VHB是一种特殊的丙烯酸压敏胶,具有比一般压敏胶高得多

的胶接强度,尤其是用于对金属材料进行胶接,可以获得非常高的强度

。以常用的4945为例,其力学指标如下表:

产品 厚度 剥离强度 拉伸强度 动态剪切 #4945 1.1mm 440N/100mm

970Kpa 550Kpa
同时,VHB的粘弹特性和泡棉结构也使之能够有效地分散应力,具有出众

的抗疲劳性能,其可耐受100万次负压的应力值为20PSI。材料的抗蠕变

性能相当于50年的使用寿命。
由密执安技术大学、迈阿密建筑实验室等权威独立机构的测试也证明了

用VHB安装的铝质幕墙板可以耐受7Kpa的负压,大致相当于500公里/小时

的风速而没有损坏的痕迹。
2. 长寿命:丙烯酸化合物是一类非常稳定的有机材料,尤其是具有非

:玫哪妥贤夂突??返哪芰。7000小时的模拟加速老化试验的结果表

明,其性能优于初始性能;而在湿热的佛罗里达,炎热干燥的亚利桑那

及冷、热温差极大的明尼苏达,用VHB粘铝、涂漆玻璃、金属,经过2~5

年的室外老化,结果表明强度100%维持。
3. 耐高温:VHB的高温稳定性是3M公司所有压敏胶产品中最高的,按照

UL746C条例,可在-40~93摄氏度下使用,而短期可耐受149摄氏度的高

温。
4. 防潮、抗化学侵蚀:VHB的闭孔泡棉结构可以完全隔绝水、汽,对胶

接部分提供良好的保护。用#4945胶带将两铝片粘结后浸浴在5%的盐水

中,放置六年后发现铝片粘结部分依然光洁闪亮,拉断接头,强度指标

依然很高。(与结构性硅胶相似,长期暴露于湿气或浸于水中,会使VHB

更具弹性和延伸率,而峰值力有所降低,通常为40%,在正常的环境循

环中,干燥后接头的力学性能会恢复到正常状况。)VHB对偶尔溅到或接

触到化学溶剂如汽油、酒精、MEK甚至弱酸都不会产生不利影响,只有长

期浸于强的汽油或溶剂之中,才会使胶带变软。(虽然VHB胶带可以耐受

这些溶剂,但不推荐在这些场合长期连续使用)
三、 VHB在幕墙中的应用
从上述VHB的特点可以看出,VHB非常适合于幕墙行业的使用要求。与常

用的机械连接方式相比,采用VHB不会产生应力集中,具有更好的表观质

量和使用寿命;还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;而且能对胶接表面提供隔绝保护,防止化学或电位腐

蚀的发生。而与建筑界常用的硅胶等胶粘剂相比,VHB不但能提供相似的

力学性能,还具有压敏胶施工简单、操作方便、胶粘迅速的固有优势,

更符合大批量施工的要求。下面我们就VHB在幕墙应用中的设计、使用等

需要注意的事项作一个简单的介绍。
1. 胶带用量的计算:
计算幕墙或加强筋安装所需的VHB胶带面积需要考虑静态负载和动态负载

的因素。
对于静态负载,建议以1Kg/55?作为一个起始值,并根据实际使用情况

和施工条件作适当调整。对于动态载荷,VHB的胶接强度可按照138Kpa计

算。在确定了胶带长度(通常可按照幕墙板或加强筋的几何尺寸确定)

后,可利用下列公式计算出所需VHB的最小宽度为:宽度1=板块重量/55

×胶带长度宽度2=0.5×胶带长度×计算风压/138最小宽度=Max(宽度1,

宽度2)
2、胶带厚度的选择:
针对VHB用于金属板材的胶粘,我们的经验公式是:胶带厚度>2×金属板

材厚度
对于铝幕墙加强筋的安装,可以放宽要求,但要求胶带厚度能够补偿面

板与加强筋之间的缝隙。
3、 VHB胶带施工要则
(1) 粘贴胶带应在工厂进行,尽量避免在工地操作,否则难以保证施工

质量。
(2) 表面处理:合适的表面处理可以极大地提高胶接质量,粘合面应该

洁净、干爽、平滑,不能有锈迹、油污。推荐采用50%异丙醇作为清洁

溶液。对于较重的油污污染,可以采用MEK或其他溶剂,但是最后仍需要

采用50%异丙醇清洁。
(3) 施工温度不应低于10度,对大多数VHB产品而言,温度降低会使表面

黏性降低,导致无法与材料表面良好亲和。在环境温度较低的情况下,

应选用低温可操作的产品,如4951(操作温度可低至0度),或采用在表

面涂刷底涂剂,例如3M的94#底涂剂的方法来保证施工。需要指出的是

,对于粘结完成的产品而言,低温不会造成VHB失效。
(4) 粘贴胶带时应施加足够的压力,最好采用3M的配套工具或设备。足

够的压力可以帮助压敏胶的流动和浸润,提高胶粘剂与底材的接触面积

,提高胶接强度。
(5)养护时间:VHB胶接的产品需要放置一定时间才能达到最大粘结强度

,大约在5~10分钟后能达到操作强度,可一任意移动,不需要特别的堆

放条件。如采用底涂剂处理,可以大大加快强度建立的速度。
3M的VHB产品在中国建筑界已经有十多年的应用经验,在众多重大工程中

被选用实践证明,VHB本身的优越性能和科学合理的设计、优良的施工相

配合,能够大大节省工时和场地要求,并且完全能够满足幕墙设计要求

,是一种经济、可靠的解决方案。