中國粉體網(wǎng)訊 空心玻璃微珠是一種中空的，內含惰性氣體的微小圓球狀粉末，它屬于非金屬無機材料，被譽為“空間時代材料”，已廣泛應用于建材、塑料、橡膠、涂料、石油化工、冶金、深海和航天等領域，尤其是在石油固井行業(yè)，有著不可替代的重要用途。
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4月12日，安徽省科學技術獎勵暨加快建設創(chuàng)新攻堅力量體系推進大會在合肥舉行，省委書記李錦斌出席會議并講話，省委副書記、省長王清憲主持會議。本次會議，授予由中建材蚌埠工業(yè)設計研究院、安徽凱盛基礎材料科技有限公司、中國建材國際工程集團有限公司共同完成的“超輕高強空心玻璃微珠制備技術及產業(yè)化”安徽省科技進步一等獎。值得注意的是，本次獲獎是凱盛集團第五次獲得此項榮譽。
為突破技術壁壘和市場壟斷，中國建材凱盛科技集團所屬蚌埠聚焦國家重大需求。早在2006年，凱盛就著手攻關玻璃粉末法制備高性能空心玻璃微珠技術，并成功開發(fā)國內唯一具有自主知識產權的玻璃粉末法制備空心玻璃微珠工業(yè)化生產核心技術及關鍵裝備，制訂發(fā)布我國首部空心玻璃微珠行業(yè)標準，并于2016成功實現(xiàn)超輕高強空心玻璃微珠的工業(yè)化量產。
空心玻璃微珠的比表面積較大，有利于與基體樹脂相結合，但其熱膨脹系數(shù)和表面性質與樹脂基體差異顯著，需要對空心玻璃微珠進行表面處理以充分結合形成更加優(yōu)質的復合材料。
空心玻璃微珠的應用領域
￭空心玻璃微珠在復合材料中的應用
它可填充于絕大部分熱固性、熱塑性樹脂產品中，可改善或決定材料的性質。保證浮力材料具有較高的耐壓強度和較大的安全可靠性。
￭空心玻璃微珠在油井水泥中的應用
空心玻璃微珠能夠提高水泥漿的有效抗壓強度。
￭空心玻璃微珠在航空和宇航中的應用
不燃性、隔熱性、電絕緣性和化學惰性，配制成微球膠粘劑或微球密封劑。
￭空心玻璃微珠在農用塑膜中的應用
3M采用玻璃微珠生產農用塑膜，玻璃微珠還可增加薄膜的白度。用于替代鈦白粉。這種材料可大面積擴大光照，有利于作物的生長。
￭空心玻璃微珠在涂料中的應用
高效的填充性，添加5%（重量百分比）能使成品增多25%~35%涂覆面積百分比，降低單位體積成本。
￭空心玻璃微珠在橡膠制品中的應用
作為填充劑，其填充量達40~80%，能將橡膠制品的強度提高，耐磨性增大，主要性能優(yōu)于其它填料。
￭空心玻璃微珠在保溫材料中的應用
空心玻璃微珠可以作為保溫材料中的一種填料，將其直接加入到涂料體系和砂漿體系中，也可以將玻璃微珠坯體作為主要原材料制備導熱率低的泡沫玻璃保溫板。在涂料體系中，空心玻璃微珠保溫材料的保溫原理是，微珠的加入能夠降低涂料的導熱系數(shù)起到保溫的作用，同時由于微珠的加入，涂料對可見光及不可見光可以進行吸收、反射及散射過程起到隔熱作用。砂漿體系中，由于微珠的加入能夠增加砂漿的流平性、平滑性，降低導熱系數(shù)，因此制備出的保溫砂漿具有輕質高強及保溫性能良好的特點。
￭空心玻璃微珠在其他行業(yè)中的應用
除了上面所介紹的行業(yè)外，空心玻璃微珠在礦山開采、膩子修補、深海探測、環(huán)保、運動器材、電子原件等領域。
空心玻璃微珠的制備方法
空心玻璃微珠的制造在工藝上的方法有液滴法、粉末法、噴霧造粒法及溶膠凝膠法。
￭液滴法
液滴法是將原料進行混合后，利用液滴形成裝置形成不同粒徑的液滴，通過對液滴球化處理，球內發(fā)泡、精煉以及冷卻得到。液滴法制備的微珠具有工藝簡單、產率高、球形度高及同心度較好的特點，但難以制備高性能的玻璃空心微珠。
￭粉末法
粉末法制備的過程是將熔融狀態(tài)下的玻璃液經(jīng)過水淬、烘干和粉磨制備出合適粒度分布的粉體，再將得到的粉體通過高溫球化處理，冷卻后，利用水力浮選、干燥、篩網(wǎng)分級等方式進行收集，從而得到空心玻璃微珠。
這種方法可以較好的設計玻璃的組成成分得到多種體系的玻璃粉體，制備的微珠性能較高，此方法大多應用于高性能玻璃微珠的制備，但具有漂浮率低，生產成本高的特點。
￭噴霧造粒法
噴霧造粒法是通過噴霧干燥塔中的噴嘴、靜電吸引力、旋轉離心力等將溶液或者懸浮液體噴霧固化后而制備出一定形狀和強度的細小顆粒，并通過燃燒而成。是一種較為重要的制備方法。噴霧干燥法制備的微珠具有空心率高、成本低、粒徑分布大的優(yōu)點。對比于粉末法制備的微珠，噴霧干燥法制備的微珠物理機械性能差，其抗壓強度以及化學穩(wěn)定性遠小于粉末法制備的微珠。因此通過研究改進，提出化學合成法，即在實驗或生產中，在原料中加入一些金屬氧化物使制備的漿料具有低熔點、高界面張力以促進空心化成球，提高產品的性能。
￭溶膠凝膠法
溶膠凝膠法在二十世紀六十年代后得到發(fā)展，溶膠凝膠法利用化學試劑或溶膠為原料，經(jīng)過攪拌均勻后，通過化學變化，水解及縮合轉變?yōu)槟z。根據(jù)凝膠時誘發(fā)凝膠因素的來源不同，溶膠凝膠法又可以分為外凝膠法和內凝膠法。相對來說，內凝膠法在干法作業(yè)方面具有優(yōu)勢，外凝膠法在濕法作業(yè)方面較為簡單，二者各有優(yōu)勢�？傮w來看，雖然溶膠凝膠原料成本較高，工藝復雜，但是具有操作靈活，成品粒級分布小，耗能小的優(yōu)點。
小結
空心玻璃微珠（HGM）是一種球狀的剛性無機粒子，含有90%以上的二氧化硅，具有流動性強、重量輕、絕緣、隔音、分散性高、抗壓強度高、耐高溫、耐腐蝕、熱穩(wěn)定性和電絕緣等諸多優(yōu)點，隨著凱盛等一批行業(yè)尖兵的研究，其應用領域的不斷拓展，其前景必定廣闊！
參考資料：
桂術鵬.空心玻璃微珠的制備及性能研究
李志君.空心微珠吸附材料的制備及應用研究
中國粉體網(wǎng).33張PPT了解空心玻璃微珠的制備方法
凱盛人.再獲省部級一等獎！凱盛玻璃新材料再發(fā)力
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/茜茜）
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