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深度解读 | 探讨空心玻璃微珠,我们是认真的!

来源:默然 粉体网|

发表时间:2017-02-22

点击:8604


空心玻璃微珠是一种中空的,内含惰性气体的微小圆球状粉末,它属于非金属无机材料,具有重量轻,体积大,导热系数低,抗压强度高,分散性、流动性、稳定性好的特点,还具有低吸油、绝缘、自润滑、隔音、不吸水、耐火、耐腐蚀、防辐射、无毒等一些普通填充材料不具备的优异性能。 

据世界专利数据库统计,近30年来,国内外涉及空心玻璃微珠的发明有50多项,其中一半为制备,另一半为应用。近十五年来涉及空心玻璃微珠制备的专利不到1/3,其余2/3为应用,可见,空心玻璃微珠已进入应用发展阶段。




一、空心玻璃微珠常见的制备方法


1
粉末法

在配料时将芒硝(Na2SO4)加入,在不引起重沸而使SO3挥发条件下熔融后水淬成熔块,然后用球磨机粉碎,振动筛分级后,将玻璃粉投入到发泡炉中,使玻璃发泡,同时玻璃熔化后因其表面张力成珠,然后由收尘设备收集。




2
液滴法

采用原料为水玻璃(m(SiO2):m(Na2O)=2)500份,加入同量10%五硼酸铵水溶液,混合均匀后喷至喷雾干燥塔中,干燥后制得空心玻璃微珠。




3
干燥凝胶法

将醇盐配料后加入稀盐酸中加水分解,凝胶化后在60℃、150℃下两阶段干燥为干燥凝胶,然后用球磨机粉碎,分级后得到干燥凝胶粉,投入立式1280℃电炉中发泡,制得空心玻璃微珠。



二、空心玻璃微珠的几大妙用



1
橡胶塑料制品

在橡胶制品方面,空心玻璃微珠作为填充剂,其填充量达40~80%,能将橡胶制品的强度提高,耐磨性增大,主要性能优于其它填料。



2
合成泡沫塑料

将空心玻璃微珠加入到液体热固树脂中制成复合泡沫塑料,其密度低、强度高、隔热效果好,在航海深潜中意义重大!中国“蛟龙号”创造我国载人深潜新纪录,空心玻璃微珠发挥了十分重要的作用!



3
人造大理石

在人造大理石生产中填充适当的空心玻璃微珠,可改善人造大理石纹理布局及颜色的连续性,降低固化时间,改善冲击强度,提高抗龟裂能力,降低破损率,同时改善机械加工性,减小后处理工具的磨损,且便于搬运及安装。



4
胶粘剂和密封材料

空心玻璃微珠具有不燃性、隔热性、电绝缘性和化学惰性,配制成微球胶粘剂或微球密封剂,可用于飞机舱内地板或发动机舱防火墙的密封,或用作导弹、火箭等宇航系统的绝热防烧蚀密封。



5
乳化炸药

空心玻璃微珠的密度、粒径、抗压强度及化学组成可调整性,是其它乳化炸药密度调节剂无法做到的,空心玻璃微珠能有效提高炸药的可控度和爆轰性能,显著提高炸药的储存期和储存稳定性。



6
涂料

高效的填充性,低吸油量,密度低,添加5%(重量百分比)能使成品增多25%~35%涂覆面积百分比,从而降低涂料的单位体积成本。



7
其他

空心玻璃微珠粉体密度较小,对其表面进行金属化处理后,可以取代密度较大的金属粉体用于电磁波吸收或电磁屏蔽材料的制备。
 

三、国内外空心玻璃微珠发展现状



目前,国际上技术领先并能够大量生产和经营空心玻璃微珠的著名企业有:美国Potters公司、3M公司、Emerson&Cuming公司、比利时Glaverbel公司、Pittsburgh Corning公司、Philadephia Quartz公司等。

国内主要生产研发企业有:上海汇精亚纳米新材料有限公司,北京微纳超细材料有限公司,广州市海达超细材料有限公司、山西海诺科技股份有限公司、秦皇岛三联瑞森玻璃珠有限公司等。

同国外空心玻璃微珠相比,我国产品的主要技术指标已接近或达到了国外同类产品的先进水平,虽然我国已经有一些相关的研究成果,但是只有少数单位能够自主生产空心玻璃微珠,且年产量供不应求,同时,产品品种较少,规格不齐全。我国对于一些有特殊性能的空心玻璃微珠的研制技术有待进一步深入研究。

四、对于空心玻璃微珠市场的展望


空心玻璃微珠国际市场需求量巨大,国内年需求量在90000t以上,国内年需求量在6000t以上,西欧工业发达国家及太平洋一带国家的微珠产品大部分靠进口,日本需求量的90%依靠进口。

我国一汽、二汽等六大汽车制造厂2010年应用微珠达到30万t,国内工程塑料需求微珠数量巨大。2010年全球玻璃微珠的市场总额为20亿美元,根据预测,该市场总额以每年平均增长率为11.6%的速度递增,保守估计,到2020年或将突破50亿美元,由此可见,空心玻璃微珠具有着广阔的市场应用前景。

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