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空心玻璃微珠（中空玻璃微珠）是一种微小，中空的圆球状粉末。粒径可根据需要在 1-200微米之间任意选择，密度在 0.1-0.7g/㎝ 3。具有重量轻体积大、导热系数低、抗压强度高，分散性、流动性、稳定性好的优点。另外，还具有绝缘、自润滑、隔音、不吸水、耐火、耐腐蚀、防辐射、无毒等优异性能。本产品可直接填充于绝大部分类型的热固性、热塑性树脂产品中，起到减轻产品重量，降低成本，消除产品内应力确保尺寸稳定性，提高抗压、抗冲击性，耐火度、隔音隔热性、绝缘性等等作用！并且还可取替部分青铜粉、二硫化钼和白炭黑等一些昂贵的填充材料。 空心玻璃微珠，是由无机材料构成的。按化学成份有：二氧化硅、氧化铝、氧化锆、氧化镁、硅酸钠等。 其粒径十到几百微米，壁厚几个微米，为内部充斥 CO2 等气体的封闭微型球体。并且具有质轻、低导热、 无毒、不燃，化学稳定性好、高分散等优点。是人造大理石、玻璃钢、原子灰、油漆、塑料、炸药、化工、 建材等行业极好的产品填充剂。
B-W 空心玻璃微珠技术性能和规格表：
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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
|
0.20
|
45
|
15-95
|
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
|
14
|
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7014
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0.08
|
0.14
|
80
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15-200
|
1.7
|
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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
|
50
|
15-90
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13.6
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外 观 ：自由流动白色粉末，显微镜下观察为中空密封球体。
中空玻璃微珠在树脂中的特性：
1、颜色、外观与碳酸钙一样为纯白色，可广泛应用于任何颜色的产品中。
2、比重轻体积大。填充应用后可使产品大大减轻重量，从而减少主原料树脂用量，降低产品成本。
3、填充工艺简单。中空玻璃微珠无需做表面处理，可直接与主原料混合或制成母料。填充中空玻璃微珠的 产品比填充其他填料的产品重量更轻，体积更大，且各种物理机械性能指标更好。
4、流动性好，产品尺寸稳定极佳。由于中空玻璃微珠是微小圆球，在液体中，动作象微型滚珠轴承，要比 片状、针状或不规则形状的填充粒子更具有较好的流动性，由此产生的微球效应，使混合料粘度下降，充模性能自然优异，良好的加工性能，可使生产效率提高了 15％～20％。由于圆球状的物体是各向同性的，
所以填充微珠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，解
决了异型材、大型注塑产品成型加工长期存在的变形问题。
5、隔热、隔音、绝缘、吸水率低。中空玻璃微珠的内部是真空或稀薄气体，两种不同材料存在密度及导热 系数差，所以它具有隔音、隔热，导热低的特性，是做为各种保温、隔音产品的极佳填充剂。微珠的隔热 特性还可用于保护产品经受急热和急冷条件之间交替变化而引起的热冲击。非常高的比电阻，极低的吸水率使其可广泛用于加工生产电缆绝缘材料。
6、可改善塑料产品的物理机械性能。中空玻璃微珠填充塑料可使材料的硬度和弹性模量大大增加，刚度 和应力阻尼的能力也有所提高。但抗冲击性能下降。不过，抗冲击性能下降的多少还与对中空玻璃微珠的表面处理有关，如选用正确的偶联剂进行预处理，可减少对材料抗冲击性能的影响。
7、吸油率低。与常规填充材料碳酸钙相比，中空玻璃微珠的吸率量要低得多，不同型号产品每 100克的吸 油率在 7～50毫克之间，而每 100克轻质碳酸钙的吸油率高达 120～130毫克，重质碳酸钙也高达 50～60 毫克。这种低吸油率的填充材料在生产过程中不仅降低增塑剂的用量，还变相地增加了填充量降低了综合成本。
加工技术决定中空玻璃微球的选择，中空玻璃微球的机械性能与密度之间有一个平衡，如果微球太 轻就会因其壁很薄而易碎！在产品中的应用会受到限制。如果能够成功地将其结合在产品中，那么就可大大降低产品的密度及成本。微球壁厚密度高，具有一定的抗机械破碎能力，就不能降低纯聚合物的密 度！填充时务必注意，必须把微球安排到最后才加入，搅拌器的搅拌叶片最好用圆铁棒搞成山字形，尽 可能降低搅拌速度（每分钟不超过800转为好），就可减少剪切力，大大降低微球的破碎率！
与其他同类型产品相对比：
与同等质量的无机物或者颜料相比，空心玻璃微珠具有质量轻、密度小、绝热性能好等特点，作为 一种新型的建筑保温材料，空心玻璃珠保温涂料因经济、使用方便和隔热效果好等优点而越来越受到人 们的青睐。
B-W5020 : 碳酸钙 B-W5020:树脂浇产品抗冲性能
空心玻璃微珠的应用举例：
1、中空玻璃微珠较大的用途是人造大理石。在发达国家制造商正在使用这种填料,这种材料具体有以下优点:
①改善冲击性能,正确配方制造的产品其性能高于人造大理石协会的要求。
②改善纹理布局及颜色的连续性,使得产品更加美观、耀目。
③降低固化时间,具有较快的模具周转速度。
④改善冲击强度,提高抗龟裂能力,降低产品的破损率。
⑤改善机械加工性,减少去飞边、切割、钻空和打磨的时间。
⑥降低后处理工具的磨损。
⑦改善浅颜色的着色性能,同时降低ＴｉＯ2 的用量(虽然有时需要混入一些较深的颜色)
⑧重量轻,使其在搬运及安装过程中变得更容易,也降低了运输成本。以上所列的优点③～⑧能够明显降低成本。
表 1 为人造大理石标准配方及含中空玻璃微珠配方所用树脂粘度为 600～2000ｃＰ,采用中空玻璃微珠不会 造成混合体系粘度的增加。在这个配方中重量占 3.8%的中空玻璃微珠其体积可达 26.8%,这样会使其最终 重量降低 30%。由于树脂的粘度、当时的环境温度及碳酸钙的粒度是影响混合物体系粘度的主要原因,因 此应优化这些因素,使其纹理更流畅、气泡更易排除,特别是当树脂的温度小于 21℃时。碳酸钙的粒度应小 于 30目,以减少对玻璃微珠的损伤.
表 1 配方中是否含有中空玻璃微珠的人造大理石密度比较
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配方
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Ｗｔ%
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Ｖｏｌ%
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密度
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标准树脂
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23
|
41
|
----
|
|
碳酸钙
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77
|
59
|
----
|
|
合计
|
100
|
100
|
2．079
|
含中空玻璃微珠
|
配方
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Ｗｔ%
|
Ｖｏｌ%
|
密度
|
|
树脂
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30.2
|
37．4
|
-----
|
|
碳酸钙（小于 30目）
|
66
|
35．8
|
-----
|
|
中空玻璃微珠
|
3．8
|
26．8
|
0．2
|
|
合计
|
100
|
100
|
1．466
|
2、修补复合材料(树脂腻子)
修补用的复合材料,其典型的应用是在树脂中加入中空玻璃微珠以取代部分碳酸钙、滑石粉等填料制成各种腻子,具有质量轻、附着力强、容易涂沫、低收缩性等优点,尤其是砂磨和抛光等加工性能显著提高。 对空心微珠来说,灰尘是一个问题,有趣的是,在后处理过程中,比如打磨,导致空心微珠的破坏形成的灰 尘其密度同玻璃的一样,这样它便不会漂于空中而很容易地降落到地面上。这样会大大减少空气中粉尘含量过高的缺点。这种腻子广泛用于玻璃钢制品、汽车、船舶、机床等的修补作业中。应当注意的是中 空玻璃微珠的直径不宜过大,防止打磨后留下太大的针孔,同时要选择更加理想的级配。表 2是典型的腻 子配方,当然要根据树脂的粘度等因素来做适当的优化。
表 2 含有中空玻璃微珠的腻子配方
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组成
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Ｗｔ%
|
Ｖｏｌ%
|
密度
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树脂
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37
|
42
|
1．14
|
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中空玻璃微珠
|
5
|
29
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0．20
|
|
滑石粉
|
58
|
29
|
2．60
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这个配方的密度为 1.3ｇ/ｃｍ3,而普通腻子为 1.89ｋｇ/ｃｍ3 左右。
3、合成泡沫塑料块及轻质芯材
早在 80年代末就有一篇研究论文中介绍道,在环氧树脂中加入中空玻璃微珠得到了较高质量的泡沫,并且密度降低了 20%～30%。泡沫密度为 0.66ｇ/ｃｍ3 时静压强度为 1136ｋｇ/ｃｍ2。在制造轻质ＧＲ Ｐ芯材时,正是由于采用了中空玻璃微珠才使得技术问题得以解决。与通常玻璃钢相比,这种芯材的使用大大提高了制品的刚度并降低重量,根据钢度来选择芯材的厚度。芯材的密度为 0.57ｇ/ｃｍ3～0.67ｇ/ｃｍ3,抗压强度为 284ｋｇ/ｃｍ2～426ｋｇ/ｃｍ2。广泛应用于各种工业制品,如车辆、船舶、建筑 用夹层复合板,运动器材、模型、深水浮体等。
4、聚酯家具
聚酯家具是中空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/ｃ ｍ3,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。随着中空玻璃微珠比例的增加其刚度也明显地提高。
5、玻璃钢喷涂工艺
含有中空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中空玻璃微珠。较为 典型的配方是中 空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。
6、玻纤缠绕和拉挤工艺
在纤维缠绕和拉挤工艺中应用中空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。在拉挤工艺中采用中空玻璃微珠能够降低树脂和玻纤的用量。添加 8%的中空 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
中空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。在国外环氧/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 2500kg,是工程塑料ABS强度的 3 倍。在德国有用聚酰亚胺树脂和中空玻璃微珠 合成的泡沫塑料块来制造船舵的,这个船舵用在长 12.5ｍ,重 55kg 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。
8、其它更多的应用领域
（1）电子工业，用于铸封、密封复合物。
（2）复合泡沫塑料块，用于船身和甲板、深水浮体材料等。
（3）隔音、保温材料，用于各种精密仪器、高档建筑和设施等。
（4）轻质混凝土、石膏制品、橡胶制品。
（5）建材工业领域：建筑装饰、高级路面铺料、屋顶防水保温涂层、道路工程、改性沥青等。
（6）涂料、油漆领域：隔热保温涂料，粘合剂、绝缘漆、油罐防腐隔热漆、耐高温防火油漆、内外墙建筑 涂料、汽车腻子、地板漆、原子灰等。
（7）塑料工业领域： 聚丙烯（PP）、尼龙、聚对苯二甲酸（PBT）、聚甲醛（POM）、PA 等功能母粒制 成品，如汽车饰件、仪表板、家电外壳、风扇、音箱、灯具总承、铸件、齿轮、结构件、管材等。1
（8）改性橡胶：各种工业和民用橡胶制品，如地板胶、电线电缆、各类电气开关等绝缘材料、军用民用鞋 底、轮胎、传送带、垫圈、密封条等。
（9）电气器材、运动器材、医疗器械、汽车部件、汽车壳体、保险杠、活塞环等许多领域。
（10）石油工业：油田固井、管道、防腐保温、海底工程等。
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