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高性能空心玻璃微珠的特点以及在涂料中的应用简介

高性能空心玻璃微珠是一种中空的微米级圆球粉末状超轻质无机非金属材料,因性能优异,被誉为“复合材料之王”、“新时代的空间材料”、“魔粉”,是二十一世纪高端复合材料的主流品种,是近些年来在全世界特别是发达国家得到广泛应用的新型功能性工业填料,具有质量轻、强度高、隔热保温、流动性好、耐腐蚀等诸多独特的特点。

它是制造大飞机等航空航天器必需的特种材料,是海洋领域通用的基础材料,是军事工业不可或缺的核心材料,是油气田开采中抗压的密度调节材料,是建筑、电子、化工、汽车、塑料、油漆涂料、体育用品、玻璃钢、代木、人造大理石等众多行业的特种功能性填充料,有着广阔的市场应用前景和神奇的产品应用效果。 

 

空心玻璃微珠的特点:

1、绝佳的隔热保温效果

紧密排列的空心玻璃微珠内部含有稀薄的气体,其导热系数低,所以涂层具有非常好的隔热保温效果,这一特性已在保温涂料中得到广泛应用。

2、高效的填充性

微小球形微粒决定了其有***小的比表面积及低吸油率,可大大减少树脂的用量及涂料中其他各生产成份的使用量。 

3、优良的环保性能

在高填充量的前提下,涂料的黏度增加不明显,因此溶剂的使用量可减少,就能降低涂料在使用过程中有毒气体的排放量,有效减小VOC指标。 

4、较小的摩擦力

空心玻璃微珠是球形的微粒,起到轴承的作用,摩擦力小,可以增强涂料的流动涂抹性能,使施工更方便。 

5、良好的化学抗性

涂层具有更佳的防水,防污,防腐蚀性能。化学惰性的表面能够起到抗化学腐蚀的作用。

6、绝交的导热系数特性

空心玻璃微珠的导热系数低,因此涂料自身热阻大、导热系数低。 

 

空心玻璃微珠的应用类型:

1、建筑涂料

优点:对建筑起到隔热保温效果、涂料使用寿命增长,效果更好、起到一定的填充作用,降低VOC。保证原有质量的前提下可以减少涂料其他成分使用量,同时涂料涂层具有隔热保温效果,增强涂层的弹性,以及防污、防腐蚀、防紫外线、防黄变以及抗刮效果,费用较一般保温材料低,很好提升涂料的综合性能。 

2、工业涂料

 优点:对管道,保温罐表面起到很好的保护作用,夏季冬季起到隔热保温效果。

3、聚酯家具

聚酯家具是空心玻璃微珠的另一应用领域,主要是降低其密度,例如,它能使混合物的密度达到0.9g/cm3,而用珍珠岩为1.09g/cm3,用碳酸钙为1.46g/cm3。同时也提高了砂磨和抛光等加工性能,节约工时为50%左右。随着空心玻璃微珠比例的增加其刚度也明显地提高。

4、玻璃钢喷涂工艺

含有空心玻璃微珠的树脂体系可以采用无气喷涂设备来喷涂,再加上玻璃纤维短切毡、布及其它织物能够制造船舶用层合板。

 随着体系内压力的不同来选择相应类型的空心玻璃微珠。较为典型的配方是空心玻璃微珠的体积含量为22%,相应的重量含量为5%左右。利用较低剪切力的搅拌设备便能很好地使之分散到树脂中去。

5、SMC和BMC制品

在SMC和BMC中加入空心玻璃微珠能够使其***终模塑制品的重量降低25%~35%。密度由1.7g/cm3~1.9g/cm3降到1.2g/cm3~1.4g/cm3,介电性能也得到大大地改善。选择合适的配方能够制造出符合特定要求的绝热板。较为典型的应用实例是能够制造出较为轻质的汽车和建筑零部件。

6、玻纤缠绕和拉挤工艺

在纤维缠绕和拉挤工艺中应用空心玻璃微珠能够降低成本,降低复合材料的密度,提高复合材料的抗冲击强度和机械加工性能。在拉挤工艺中采用空心玻璃微珠能够降低树脂和玻纤的用量。添加8%的空心玻璃微珠就能减少15%以上的玻纤用量。除了减少重量以外,还能够改善制品的物理、介电和绝缘性能。此外,另一个优点是它在树脂体系中能够起到润滑剂的作用,可以使拉挤速度提高25%~70%。

7、其它树脂体系

空心玻璃微珠除了添加到聚酯中以外还可添加到环氧树脂中,制成合成泡沫塑料块。在美国环氧/玻璃微珠合成泡沫已经成功地应用到船舵中。这种泡沫塑料块作为船舵的芯材而表层为玻璃钢。同聚酯相比环氧在减轻重量的前提下还能够使之强度得到显著地增加。实验室测得的数据表明,用这种材料制成的船舵,其抗弯曲载荷可达2500 kg,是工程塑料ABS强度的3倍。在德国也有用聚酰亚胺树脂和空心玻璃微珠合成的泡沫塑料块来制造船舵的,这个船舵用在长12.5 m,重55 kg的帆船上。在结构材料中已经成功地采用了刚性的聚酰亚胺泡沫塑料块,这种结构能够使其压缩、弯曲强度及模量,高温条件下的尺寸稳定性得以提高。

 

使用建议:

一般添加量为对全重量的10-20%。 

建议如下添加方法: 

1、把空心玻璃微珠放到***后添加,采用低速度、低剪切力的搅拌设备分散,因为微珠球形流动性好,之间摩擦力也不大,所以分散很容易,短时间内就可以潮湿完全,稍延长搅拌时间达到均匀分散即可。 

2、空心玻璃微珠化学惰性,无毒,但因其极轻,所以添加时需要特别注意。 

3、我们建议采取分步加入法,也就是每次加入量为剩余微珠的1/2,逐步加入,这样能很好的避免微珠漂浮到空气中和使分散更完全。 

 

为什么要使用隔热保温涂料?

1、隔热保温涂料对既有居住建筑节能改造具有广泛的社会效益。夏季能阻隔太阳辐射89%以上,可以抑制绝大部分太阳热的吸收,在冬季可反射室内红外热85%以上,使得室内热量不会轻易流失。因此,无需长时间的开着空调,也能很好的保持室内适宜的温度,让居室冬暖夏凉。 

2、研究表明,空调每调高1℃将节省电力能源8-10%,使用水性反射隔热保温涂料,可轻松实现室内外温差3-6℃,节能30%以上,由于隔热保温涂料的特征,将建筑物表面太阳光反射到大气中,使建筑物表面不吸收热能,对降低城市热岛效应,具有重大意义。

 

海诺高性能空心玻璃微珠产品参数及应用

HGM

HN20

HN25

HN32

HN40

HN46

HN60

外观

白色流动性好的中空球形粉末

真实密度 g/cm3

0.18-0.22

0.23-0.28

0.30-0.35

0.39-0.43

0.44-0.49

0.58-0.63

堆积密度 g/cm3

0.10-0.13

0.13-0.16

0.17-0.20

0.20-0.24

0.24-0.27

0.33-0.36

抗压强度 psi/MPa

500/3.42

750/5.18

2000/13.79

4000/27.58

6000/41.37

12000/82.75

软化点 ℃

620℃

体积漂浮率 %

≥ 96%

粒径 μm

D10

30

25

20

20

18

15

D50

65

60

55

50

45

40

D90

125

125

120

100

90

85

PH值

8.0-9.5

含水率 %

≤0.3

热导率

at 20℃

0.050

0.061

0.075

0.085

0.097

0.110

吸油量 oil/g

0.20-0.65

应用领域

车船原子灰、浮力件、填缝剂、铸 件填充、保龄球芯、人造大理石、胶合板、保温材料、灌封化合物、 填平化合物、喷涂、工装板、空隙 填充、家俱、聚氨酯、航空胶粘剂、 注塑,塑料部件,泡袜塑料,玻璃 钢、缝隙填充剂、油漆、涂料、代木、代树脂等

绝热绝缧管、钻井液、固井水泥浆、 注塑广挤出广复合、橡胶元件、航天 航海合成件等

 

 

 

 

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