玻璃微珠在塑料中的应用

关键词：玻璃微珠、阻燃剂、玻璃微珠的作用、Glass Microsphere

 

玻璃微珠（Glass Microsphere）是一种新型的硅酸盐材料，一般直径为0.8毫米以下称为微珠，随着科学技术的不断发展和用户对产品性能的要求越来越挑剔，玻璃微珠的直径也越来越小，从过去的几毫米发展到几微米，品种也越来越多，有实心玻璃微珠、空心玻璃微珠、有色微珠、无色微珠、彩色微珠，还有高、中、低折射率微珠。折射率分别为2.34～2.15;2.14～1.90;1.80～1.65之间。由于玻璃微珠有许多独特的性能，硬度在莫氏1.54～1.50之间，有优良的耐化学腐蚀性能，耐冲击，玻璃珠圆整度好，大小均匀，有透光性和反射性，有良好的电绝缘和耐热性。因此，广泛应用于军工、宇航、道路交通、化工、石油、冶金、机械、电子纺织工业等各个领域。

玻璃微珠是一种中空密闭的正球形、粉沫状的超轻质填充材料。视粒径、壁厚其真实密度在0.12～0.60g/cm之间，粒径在15～135um之间（内含多种规格）。具有重量轻体积大、导热系数低、分散性、流动性、稳定性好的优点。另外，还具有绝缘、自润滑、隔音隔热、不吸水、耐腐蚀、防辐射、无毒等优异性能。可填充于绝大部分类型的热固性、热塑性树脂产品中，可改善或决定材料的如下几个性质：密度（降低）、流动性、粘度（降低）、流变性质（增稠、不流挂）、磨砂效果、收缩（降低）、机械加工性（提高）、冲击强度、硬度、绝缘、物性能、声学性质、隔热保温性质。

空心玻璃微珠主要特性如下：

·         颜色纯白。可广泛用于任何对外观颜色有要求的制品中。

·         比重轻体积大。空心玻璃微珠的密度约是传统填充料微粒密度的十几分之一，填充后可大大减轻产品的基重，替代及节省更多的生产用树脂，降低产品成本。

·         具有有机改性（亲油性）表面。空心玻璃微珠润湿分散容易，可填充于大多数热固热塑性树脂中，如聚酯、环氧树脂、聚氨酯等。

·         高分散、流动性好。由于空心玻璃微珠是微小圆球，在液体树脂中要比片状、针状或不规则形状的填料更具有较好的流动性，所以充模性能优异。更重要的是这种小微珠是各向同性的，因此不会产生因取向造成不同部位收缩率不一致的弊病，保证了产品的尺寸稳定，不会翘曲。

·         隔热、隔音、绝缘、吸水率低。空心玻璃微珠的内部是稀薄的气体，所以它具有隔音、隔热的特性，是做为各种保温、隔音产品的极佳填充剂。

·         较高的比电阻，极低的吸水率使其可广泛用于加工生产电缆绝缘材料。

·         吸油率低。球体的微粒决定了其有最小的比表面积及低吸油率，使用过程中可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大很多，大大改善了生产操作条件，可使生产效率提高10％～20％。

玻璃微珠通常采用火焰漂浮法、隔离剂法和喷吹法生产。其中喷吹法为一次成型法，一般采用矿物原料进行生产。火焰漂浮法和隔离剂法是二次成型方法，通常是以回收的废玻璃为原料来生产，在国内应用比较普遍。

火焰漂浮法的基本原理是，将回收的废玻璃破碎成一定粒度的颗粒，并以一定方式将玻璃颗粒送入火焰中，在火焰的作用下，玻璃颗粒软化、熔融、珠化、冷却固化即成为玻璃珠。

隔离剂法的基本原理是，将废玻璃破碎成小颗粒并与隔离剂（如石墨）按一定的比例混合，送入以一定速度转动的炉筒中加热，玻璃颗粒在表面张力的作用下成珠，冷却后清洗、干燥为成品。该法一般也可用来生产的细珠。空心玻璃微珠直径一般在之间，壁厚可根据使用要求加以控制。空心玻璃微珠可用废玻璃和水玻璃为主要原料来制造。生产过程大致分为珠坯成型与珠坯烧成两个阶段，基本方法是，在热场中，利用喷射法把直径为1um以下的玻璃粉和硅酸钠水溶液形成的胶体悬浊液制成液滴。液滴吸热升温，由水充当发泡剂，玻璃粉向表面集聚，水玻璃向表面浓缩，最终形成由玻璃粉和水玻璃构成的壳型珠坯。半成品珠在塔式炉内烧结，经过熔融、发泡、退火等过程烧制  镀膜玻璃珠宜用在常温溶剂型涂料标线的面撒玻璃珠。

用途：1、可在金属、模具表面抛光，可作金属研磨材料，既不损坏工作表面，又提高工件精度。2、事上可作清理喷沙，用于清理飞机发动机涡轮、叶片、轴等。3、化工行业，塑料、橡胶、油漆、尼龙等各种粘接胶生产中可用玻璃微珠作添加剂、增强剂。　

原理：在抛光时以压缩空气为引射动力，用玻璃微珠作介质，经高速、高压喷射工件表面，进行喷丸强化，光饰加工达到清洁和提高加工精度的目的。　

优点：1、使用钠钙玻璃制成的玻璃微珠具有良好的化学稳定性，一定的机械强度和硬度，因此，作为抛光研磨材料比其它研磨材质有很大的优越性。2、不会污染加工的金属。3、可加速清理，使加工材料恢复原有的干净、光洁度。

颜色性能好：添加了空心玻璃微珠的树脂工艺品，表面更白，色彩更为柔和，可广泛应用于任何对外观颜色有要求的产品中。

调节密度：空心玻璃微珠同树脂密度比为6：1，同碳酸钙密度比为14：1即一公斤空心玻璃微珠相当于6公斤树脂的体积，

抗收缩：球型的微珠能够避免应力集中现象，因此能够改善产品在注塑成型工艺中的抗收缩率，保证了产品的尺寸稳定。
 
改善产品的物理机械性能：提高抗冲击性能。空心玻璃微珠在成品中充当了吸收冲击力的角色，比起通常情况下只填充碳酸钙的配方来讲，空心玻璃微珠通过分散冲击时的负载来防止冲击时产品上裂缝的出现。添加了空心玻璃微珠后，制成的轻质制品同时也具有良好的加工性能：便于切割、钻孔、钉凿等，改变了传统配方普遍存在的钉钉后出现开裂的现象。并且提高了产品的化学稳定性，韧性、刚性和阻燃性。

 

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