空心玻璃微珠（中空玻璃微珠）是一種微小，中空的圓球狀粉末。粒徑可根據(jù)需要在 1-200微米之間任意選擇，密度在 0.1-0.7g/㎝ 3。具有重量輕體積大、導(dǎo)熱系數(shù)低、抗壓強度高，分散性、流動性、穩(wěn)定性好的優(yōu)點。另外，還具有絕緣、自潤滑、隔音、不吸水、耐火、耐腐蝕、防輻射、無毒等優(yōu)異性能。本產(chǎn)品可直接填充于絕大部分類型的熱固性、熱塑性樹脂產(chǎn)品中，起到減輕產(chǎn)品重量，降低成本，消除產(chǎn)品內(nèi)應(yīng)力確保尺寸穩(wěn)定性，提高抗壓、抗沖擊性，耐火度、隔音隔熱性、絕緣性等等作用！并且還可取替部分青銅粉、二硫化鉬和白炭黑等一些昂貴的填充材料。 空心玻璃微珠，是由無機材料構(gòu)成的。按化學(xué)成份有：二氧化硅、氧化鋁、氧化鋯、氧化鎂、硅酸鈉等。 其粒徑十到幾百微米，壁厚幾個微米，為內(nèi)部充斥 CO2 等氣體的封閉微型球體。并且具有質(zhì)輕、低導(dǎo)熱、 無毒、不燃，化學(xué)穩(wěn)定性好、高分散等優(yōu)點。是人造大理石、玻璃鋼、原子灰、油漆、塑料、炸藥、化工、 建材等行業(yè)極好的產(chǎn)品填充劑。
B-W 空心玻璃微珠技術(shù)性能和規(guī)格表：
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Grade
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Density(g/cc)
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Particle Size(u)
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Pressure
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||
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Bulk
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Effective
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Mean
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Range
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Mpa
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5020
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0.11
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0.20
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50
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15-150
|
3.4
|
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5020FPS
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0.11
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0.20
|
45
|
15-95
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3.4
|
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6019
|
0.11
|
0.19
|
75
|
15-175
|
3.4
|
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6035S
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0.20
|
0.35
|
45
|
15-100
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14
|
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7014
|
0.08
|
0.14
|
80
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15-200
|
1.7
|
|
7019
|
0.11
|
0.19
|
75
|
15-150
|
3.4
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7040S
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0.23
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0.40
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50
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15-90
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13.6
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外 觀 ：自由流動白色粉末，顯微鏡下觀察為中空密封球體。
中空玻璃微珠在樹脂中的特性：
1、顏色、外觀與碳酸鈣一樣為純白色，可廣泛應(yīng)用于任何顏色的產(chǎn)品中。
2、比重輕體積大。填充應(yīng)用后可使產(chǎn)品大大減輕重量，從而減少主原料樹脂用量，降低產(chǎn)品成本。
3、填充工藝簡單。中空玻璃微珠無需做表面處理，可直接與主原料混合或制成母料。填充中空玻璃微珠的 產(chǎn)品比填充其他填料的產(chǎn)品重量更輕，體積更大，且各種物理機械性能指標(biāo)更好。
4、流動性好，產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定極佳。由于中空玻璃微珠是微小圓球，在液體中，動作象微型滾珠軸承，要比 片狀、針狀或不規(guī)則形狀的填充粒子更具有較好的流動性，由此產(chǎn)生的微球效應(yīng)，使混合料粘度下降，充模性能自然優(yōu)異，良好的加工性能，可使生產(chǎn)效率提高了 15％～20％。由于圓球狀的物體是各向同性的，
所以填充微珠不會產(chǎn)生因取向造成不同部位收縮率不一致的弊病，保證了產(chǎn)品的尺寸穩(wěn)定，不會翹曲，解
決了異型材、大型注塑產(chǎn)品成型加工長期存在的變形問題。
5、隔熱、隔音、絕緣、吸水率低。中空玻璃微珠的內(nèi)部是真空或稀薄氣體，兩種不同材料存在密度及導(dǎo)熱 系數(shù)差，所以它具有隔音、隔熱，導(dǎo)熱低的特性，是做為各種保溫、隔音產(chǎn)品的極佳填充劑。微珠的隔熱 特性還可用于保護產(chǎn)品經(jīng)受急熱和急冷條件之間交替變化而引起的熱沖擊。非常高的比電阻，極低的吸水率使其可廣泛用于加工生產(chǎn)電纜絕緣材料。
6、可改善塑料產(chǎn)品的物理機械性能。中空玻璃微珠填充塑料可使材料的硬度和彈性模量大大增加，剛度 和應(yīng)力阻尼的能力也有所提高。但抗沖擊性能下降。不過，抗沖擊性能下降的多少還與對中空玻璃微珠的表面處理有關(guān)，如選用正確的偶聯(lián)劑進行預(yù)處理，可減少對材料抗沖擊性能的影響。
7、吸油率低。與常規(guī)填充材料碳酸鈣相比，中空玻璃微珠的吸率量要低得多，不同型號產(chǎn)品每 100克的吸 油率在 7～50毫克之間，而每 100克輕質(zhì)碳酸鈣的吸油率高達 120～130毫克，重質(zhì)碳酸鈣也高達 50～60 毫克。這種低吸油率的填充材料在生產(chǎn)過程中不僅降低增塑劑的用量，還變相地增加了填充量降低了綜合成本。
加工技術(shù)決定中空玻璃微球的選擇，中空玻璃微球的機械性能與密度之間有一個平衡，如果微球太 輕就會因其壁很薄而易碎！在產(chǎn)品中的應(yīng)用會受到限制。如果能夠成功地將其結(jié)合在產(chǎn)品中，那么就可大大降低產(chǎn)品的密度及成本。微球壁厚密度高，具有一定的抗機械破碎能力，就不能降低純聚合物的密 度！填充時務(wù)必注意，必須把微球安排到最后才加入，攪拌器的攪拌葉片最好用圓鐵棒搞成山字形，盡 可能降低攪拌速度（每分鐘不超過800轉(zhuǎn)為好），就可減少剪切力，大大降低微球的破碎率！
與其他同類型產(chǎn)品相對比：
與同等質(zhì)量的無機物或者顏料相比，空心玻璃微珠具有質(zhì)量輕、密度小、絕熱性能好等特點，作為 一種新型的建筑保溫材料，空心玻璃珠保溫涂料因經(jīng)濟、使用方便和隔熱效果好等優(yōu)點而越來越受到人 們的青睞。
B-W5020 : 碳酸鈣 B-W5020:樹脂澆產(chǎn)品抗沖性能
空心玻璃微珠的應(yīng)用舉例：
1、中空玻璃微珠較大的用途是人造大理石。在發(fā)達國家制造商正在使用這種填料,這種材料具體有以下優(yōu)點:
①改善沖擊性能,正確配方制造的產(chǎn)品其性能高于人造大理石協(xié)會的要求。
②改善紋理布局及顏色的連續(xù)性,使得產(chǎn)品更加美觀、耀目。
③降低固化時間,具有較快的模具周轉(zhuǎn)速度。
④改善沖擊強度,提高抗龜裂能力,降低產(chǎn)品的破損率。
⑤改善機械加工性,減少去飛邊、切割、鉆空和打磨的時間。
⑥降低后處理工具的磨損。
⑦改善淺顏色的著色性能,同時降低ＴｉＯ2 的用量(雖然有時需要混入一些較深的顏色)
⑧重量輕,使其在搬運及安裝過程中變得更容易,也降低了運輸成本。以上所列的優(yōu)點③～⑧能夠明顯降低成本。
表 1 為人造大理石標(biāo)準(zhǔn)配方及含中空玻璃微珠配方所用樹脂粘度為 600～2000ｃＰ,采用中空玻璃微珠不會 造成混合體系粘度的增加。在這個配方中重量占 3.8%的中空玻璃微珠其體積可達 26.8%,這樣會使其最終 重量降低 30%。由于樹脂的粘度、當(dāng)時的環(huán)境溫度及碳酸鈣的粒度是影響混合物體系粘度的主要原因,因 此應(yīng)優(yōu)化這些因素,使其紋理更流暢、氣泡更易排除,特別是當(dāng)樹脂的溫度小于 21℃時。碳酸鈣的粒度應(yīng)小 于 30目,以減少對玻璃微珠的損傷.
表 1 配方中是否含有中空玻璃微珠的人造大理石密度比較
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配方
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Ｗｔ%
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Ｖｏｌ%
|
密度
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標(biāo)準(zhǔn)樹脂
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23
|
41
|
----
|
|
碳酸鈣
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77
|
59
|
----
|
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合計
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100
|
100
|
2．079
|
含中空玻璃微珠
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配方
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Ｗｔ%
|
Ｖｏｌ%
|
密度
|
|
樹脂
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30.2
|
37．4
|
-----
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|
碳酸鈣（小于 30目）
|
66
|
35．8
|
-----
|
|
中空玻璃微珠
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3．8
|
26．8
|
0．2
|
|
合計
|
100
|
100
|
1．466
|
2、修補復(fù)合材料(樹脂膩子)
修補用的復(fù)合材料,其典型的應(yīng)用是在樹脂中加入中空玻璃微珠以取代部分碳酸鈣、滑石粉等填料制成各種膩子,具有質(zhì)量輕、附著力強、容易涂沫、低收縮性等優(yōu)點,尤其是砂磨和拋光等加工性能顯著提高。 對空心微珠來說,灰塵是一個問題,有趣的是,在后處理過程中,比如打磨,導(dǎo)致空心微珠的破壞形成的灰 塵其密度同玻璃的一樣,這樣它便不會漂于空中而很容易地降落到地面上。這樣會大大減少空氣中粉塵含量過高的缺點。這種膩子廣泛用于玻璃鋼制品、汽車、船舶、機床等的修補作業(yè)中。應(yīng)當(dāng)注意的是中 空玻璃微珠的直徑不宜過大,防止打磨后留下太大的針孔,同時要選擇更加理想的級配。表 2是典型的膩 子配方,當(dāng)然要根據(jù)樹脂的粘度等因素來做適當(dāng)?shù)膬?yōu)化。
表 2 含有中空玻璃微珠的膩子配方
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組成
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Ｗｔ%
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Ｖｏｌ%
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密度
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樹脂
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37
|
42
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1．14
|
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中空玻璃微珠
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5
|
29
|
0．20
|
|
滑石粉
|
58
|
29
|
2．60
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這個配方的密度為 1.3ｇ/ｃｍ3,而普通膩子為 1.89ｋｇ/ｃｍ3 左右。
3、合成泡沫塑料塊及輕質(zhì)芯材
早在 80年代末就有一篇研究論文中介紹道,在環(huán)氧樹脂中加入中空玻璃微珠得到了較高質(zhì)量的泡沫,并且密度降低了 20%～30%。泡沫密度為 0.66ｇ/ｃｍ3 時靜壓強度為 1136ｋｇ/ｃｍ2。在制造輕質(zhì)ＧＲ Ｐ芯材時,正是由于采用了中空玻璃微珠才使得技術(shù)問題得以解決。與通常玻璃鋼相比,這種芯材的使用大大提高了制品的剛度并降低重量,根據(jù)鋼度來選擇芯材的厚度。芯材的密度為 0.57ｇ/ｃｍ3～0.67ｇ/ｃｍ3,抗壓強度為 284ｋｇ/ｃｍ2～426ｋｇ/ｃｍ2。廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)制品,如車輛、船舶、建筑 用夾層復(fù)合板,運動器材、模型、深水浮體等。
4、聚酯家具
聚酯家具是中空玻璃微珠的另一應(yīng)用領(lǐng)域,主要是降低其密度,例如,它能使混合物的密度達到 0.9ｇ/ｃ ｍ3,而用珍珠巖為 1.09ｇ/ｃｍ3,用碳酸鈣為 1.46ｇ/ｃｍ3。同時也提高了砂磨和拋光等加工性能,節(jié) 約工時為 50%左右。隨著中空玻璃微珠比例的增加其剛度也明顯地提高。
5、玻璃鋼噴涂工藝
含有中空玻璃微珠的樹脂體系可以采用無氣噴涂設(shè)備來噴涂,再加上玻璃纖維短切氈、布及其它織物能 夠制造船舶用層合板。隨著體系內(nèi)壓力的不同來選擇相應(yīng)類型的中空玻璃微珠。較為 典型的配方是中 空玻璃微珠的體積含量為 22%,相應(yīng)的重量含量為5%左右。利用較低剪切力的攪拌設(shè)備便能很好地使 之分散到樹脂中去。
6、玻纖纏繞和拉擠工藝
在纖維纏繞和拉擠工藝中應(yīng)用中空玻璃微珠能夠降低成本,降低復(fù)合材料的密度,提高復(fù)合材料的抗沖 擊強度和機械加工性能。在拉擠工藝中采用中空玻璃微珠能夠降低樹脂和玻纖的用量。添加 8%的中空 玻璃微珠就能減少 15%以上的玻纖用量。除了減少重量以外,還能夠改善制品的物理、介電和絕緣性能。 此外，另一個優(yōu)點是它在樹脂體系中能夠起到潤滑劑的作用,可以使拉擠速度提高 25%～70%。
7、其它樹脂體系
中空玻璃微珠除了添加到聚酯中以外還可添加到環(huán)氧樹脂中,制成合成泡沫塑料塊。在國外環(huán)氧/玻璃微 珠合成泡沫已經(jīng)成功地應(yīng)用到船舵中。這種泡沫塑料塊作為船舵的芯材而表層為玻璃鋼。同聚酯相比環(huán) 氧在減輕重量的前提下還能夠使之強度得到顯著地增加。實驗室測得的數(shù)據(jù)表明,用這種材料制成的船 舵,其抗彎曲載荷可達 2500kg,是工程塑料ABS強度的 3 倍。在德國有用聚酰亞胺樹脂和中空玻璃微珠 合成的泡沫塑料塊來制造船舵的,這個船舵用在長 12.5ｍ,重 55kg 的帆船上。在結(jié)構(gòu)材料中已經(jīng)成功地采用了剛性的聚酰亞胺泡沫塑料塊,這種結(jié)構(gòu)能夠使其壓縮、彎曲強度及模量,高溫條件下的尺寸穩(wěn)定性 得以提高。
8、其它更多的應(yīng)用領(lǐng)域
（1）電子工業(yè)，用于鑄封、密封復(fù)合物。
（2）復(fù)合泡沫塑料塊，用于船身和甲板、深水浮體材料等。
（3）隔音、保溫材料，用于各種精密儀器、高檔建筑和設(shè)施等。
（4）輕質(zhì)混凝土、石膏制品、橡膠制品。
（5）建材工業(yè)領(lǐng)域：建筑裝飾、高級路面鋪料、屋頂防水保溫涂層、道路工程、改性瀝青等。
（6）涂料、油漆領(lǐng)域：隔熱保溫涂料，粘合劑、絕緣漆、油罐防腐隔熱漆、耐高溫防火油漆、內(nèi)外墻建筑 涂料、汽車膩子、地板漆、原子灰等。
（7）塑料工業(yè)領(lǐng)域： 聚丙烯（PP）、尼龍、聚對苯二甲酸（PBT）、聚甲醛（POM）、PA 等功能母粒制 成品，如汽車飾件、儀表板、家電外殼、風(fēng)扇、音箱、燈具總承、鑄件、齒輪、結(jié)構(gòu)件、管材等。1
（8）改性橡膠：各種工業(yè)和民用橡膠制品，如地板膠、電線電纜、各類電氣開關(guān)等絕緣材料、軍用民用鞋 底、輪胎、傳送帶、墊圈、密封條等。
（9）電氣器材、運動器材、醫(yī)療器械、汽車部件、汽車殼體、保險杠、活塞環(huán)等許多領(lǐng)域。
（10）石油工業(yè)：油田固井、管道、防腐保溫、海底工程等。
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