详细介绍新型的填充材料玻璃微珠
玻璃珠是近年来发展起来的一种新材料,用途广泛,性质特殊。本产品采用硼硅酸盐原料经高科技加工而成,粒径10-250微米,壁厚1-2微米。该产品具有重量轻、导热系数低、强度高、化学稳定性好等优点。其表面经过特殊处理后具有亲油性和疏水性,在有机材料体系中非常容易分散。
空心玻璃珠是一种微小的空心玻璃球,属于无机非金属材料。典型的粒度范围为10-180微米,堆积密度为0.1-0.25克/立方厘米。它具有重量轻、导热系数低、隔音、分散性高、电绝缘性和热稳定性好等优点。它是2008年开发的一种新型轻质材料,应用广泛,性能优异。其颜色为纯白色,可广泛用于任何对外观颜色有要求的产品。
空心玻璃珠比重轻,体积大。中空玻璃珠的密度约为传统填料颗粒的十分之一,可以大大降低产品的基重,替代和节约更多的树脂用于生产,降低产品成本。其次,中空玻璃珠具有有机修饰(亲脂性)的表面。中空玻璃珠易于润湿和分散,可以填充在大多数热固性热塑性树脂中,如聚酯、环氧树脂、聚氨酯等。由于中空玻璃珠是微小的球体,在液态树脂中比片状、针状或不规则形状的填料具有更好的流动性,因此填充性能优异。更重要的是,微珠是各向同性的,因此不会产生由于取向而导致不同部位收缩不一致的缺点,并且可以保证产品的尺寸稳定性而不翘曲。
空心玻璃珠填充有稀薄的气体,因此具有隔音、隔热的特点,是各种隔热、隔音产品的优良填料。中空玻璃珠的隔热性能也可用于保护产品免受快速加热和快速冷却条件交替变化引起的热冲击。高比电阻和极低的吸水率使其广泛应用于电缆绝缘材料的加工和生产。球体的颗粒决定了它的比表面积最小,吸油率低。在使用过程中可以大大减少树脂的用量,即使在高添加量的前提下,粘度也不会增加太多,大大改善了生产操作条件,可以提高生产效率10%~20%。
中空玻璃微珠材料作为一种新型填充材料,结构特殊、性能稳定、原料丰富、应用广泛,能明显减轻产品重量,保温效果好。它已广泛应用于塑料、橡胶、建材、涂料、航海、航空航天等领域,在军事、医疗等高科技领域具有广阔的发展前景。
1.在橡胶制品方面,中空玻璃微珠作为填料,填充量为40-80%,可以提高橡胶制品的强度和耐磨性,其主要性能优于其他填料。
中空玻璃微珠可用于许多材料领域,以提高材料的耐水性、抗压强度、收缩率和冲击强度。密度低,可以制造更轻的零件;孔隙率和比表面积低,珠子吸附树脂少,所以即使大量填充粘度也不高;化学稳定性和惰性;抗裂性能好,最终产品易于后加工,如钻孔、切割、抛光,这是中空玻璃珠容易损坏的另一个优点。因为空心玻璃珠就像减震器一样,产品的抗压强度和冲击强度也有所提高。由于中空玻璃微珠先于树脂基体被破坏,降低了产品的冲击程度。例如,在硬质PVC片材中加入超细中空玻璃微珠,可以提高片材的冲击性能,降低产品的收缩率,赋予PVC片材优异的耐磨性。中空玻璃珠还具有良好的隔热性能,尤其是当产品在使用过程中受到热水冲击时,中空玻璃珠与树脂形成不相连的导热隔热层。最后,由于空心玻璃珠着色不好,产品有点白,但有时这也是一个优势。一方面可以减少二氧化钛等白色颜料的用量高达50%,另一方面值得一提的是最终产品的颜色更柔和。
2.空心玻璃珠的较大用途是人造大理石。很多厂家都在使用这种填料,具有以下优点:1)提高冲击性能,用正确配方制造的产品性能高于人造大理石协会的要求。2)提高质感布局和色彩的连续性,使产品更加美观炫目。3)固化时间缩短,模具周转速度更快。4)提高冲击强度,提高抗裂能力,降低产品破损率。5)改善可加工性,减少去毛刺、切削、钻孔、抛光的时间。6)减少后处理工具的磨损。7)提高浅色的着色性能,减少二氧化钛的用量;8)重量轻,便于携带和安装,降低运输成本。
3.液晶显示器的间隔材料是国内外的研究热点,也是玻璃珠的应用前景之一。目前,各种有机颗粒和研磨的光纤经常被用作液晶显示器的间隔材料,这些材料都有不同程度的缺点。玻璃珠具有足够的抗压、耐热、耐腐蚀和优异的电绝缘性能,对显示基板的粘度和流动性以及液晶聚合物的畸变和超畸变行为影响很小。其次,玻璃珠的各向同性没有择优取向,与热塑性和热固性聚合物相容性好,可以通过各种工艺成型,是一种理想的材料。
4.我国乳化炸药常用的密度调节剂有化学发泡剂和膨胀珍珠岩。前者的缺点是炸药密度不易控制,贮存期短,有后效。后者的缺点是炸药容易受到粒度、强度和耐油性的限制,爆炸性能低,储存寿命短。在乳化炸药中引入空心玻璃珠克服了上述缺点,大大提高了炸药的爆轰性能,显著提高了储存稳定性。它的主要特点是利用空心玻璃珠的敏化作用。中空玻璃微珠具有密度低、导热系数低、吸油率低、粒径和化学成分可控等优异性能,非常适合作为乳化炸药的敏化剂。它具有低耗的特点,能明显提高爆轰性能和贮存稳定性。
5.中空玻璃微珠具有中空、比表面积小、吸油率低的特点,可以减少涂料中基材的用量,提高流平性和平滑性,在涂料中形成由中空玻璃微珠组成的真空腔体群,成为有效的热障。由于中空玻璃珠的粒径较小,相当于或大约大于普通涂料中使用的填料的细度,可以以填料的形式直接加入到涂料体系中,使涂料固化形成的涂膜具有隔热性能。在修补树脂腻子中,用空心玻璃珠代替碳酸钙、滑石粉等一些填料,可以降低材料的密度和收缩率,特别是提高砂光、抛光等加工性能。
此外,还可以利用中空玻璃珠的耐磨、绝缘性能,制成高级聚氨酯漆和高级耐磨、耐腐蚀、耐高温绝缘漆。
6.其他用途:空心玻璃珠粉末密度低,表面金属化后,可替代高密度金属粉末用于制备电磁波吸收或电磁屏蔽材料。比如空心玻璃珠表面镀银,可以获得优秀的示踪粒子用于PIV(部分成像速度时间)实验。