中國(guó)粉體網(wǎng)訊 空心玻璃微珠是一種中空的，內(nèi)含惰性氣體的微小圓球狀粉末，它屬于非金屬無(wú)機(jī)材料，被譽(yù)為“空間時(shí)代材料”，已廣泛應(yīng)用于建材、塑料、橡膠、涂料、石油化工、冶金、深海和航天等領(lǐng)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(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)暨加快建設(shè)創(chuàng)新攻堅(jiān)力量體系推進(jìn)大會(huì)在合肥舉行，省委書記李錦斌出席會(huì)議并講話，省委副書記、省長(zhǎng)王清憲主持會(huì)議。本次會(huì)議，授予由中建材蚌埠工業(yè)設(shè)計(jì)研究院、安徽凱盛基礎(chǔ)材料科技有限公司、中國(guó)建材國(guó)際工程集團(tuán)有限公司共同完成的“超輕高強(qiáng)空心玻璃微珠制備技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化”安徽省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。值得注意的是，本次獲獎(jiǎng)是凱盛集團(tuán)第五次獲得此項(xiàng)榮譽(yù)。
為突破技術(shù)壁壘和市場(chǎng)壟斷，中國(guó)建材凱盛科技集團(tuán)所屬蚌埠聚焦國(guó)家重大需求。早在2006年，凱盛就著手攻關(guān)玻璃粉末法制備高性能空心玻璃微珠技術(shù)，并成功開發(fā)國(guó)內(nèi)唯一具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的玻璃粉末法制備空心玻璃微珠工業(yè)化生產(chǎn)核心技術(shù)及關(guān)鍵裝備，制訂發(fā)布我國(guó)首部空心玻璃微珠行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并于2016成功實(shí)現(xiàn)超輕高強(qiáng)空心玻璃微珠的工業(yè)化量產(chǎn)。
空心玻璃微珠的比表面積較大，有利于與基體樹脂相結(jié)合，但其熱膨脹系數(shù)和表面性質(zhì)與樹脂基體差異顯著，需要對(duì)空心玻璃微珠進(jìn)行表面處理以充分結(jié)合形成更加優(yōu)質(zhì)的復(fù)合材料。
空心玻璃微珠的應(yīng)用領(lǐng)域
￭空心玻璃微珠在復(fù)合材料中的應(yīng)用
它可填充于絕大部分熱固性、熱塑性樹脂產(chǎn)品中，可改善或決定材料的性質(zhì)。保證浮力材料具有較高的耐壓強(qiáng)度和較大的安全可靠性。
￭空心玻璃微珠在油井水泥中的應(yīng)用
空心玻璃微珠能夠提高水泥漿的有效抗壓強(qiáng)度。
￭空心玻璃微珠在航空和宇航中的應(yīng)用
不燃性、隔熱性、電絕緣性和化學(xué)惰性，配制成微球膠粘劑或微球密封劑。
￭空心玻璃微珠在農(nóng)用塑膜中的應(yīng)用
3M采用玻璃微珠生產(chǎn)農(nóng)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(kuò)大光照，有利于作物的生長(zhǎng)。
￭空心玻璃微珠在涂料中的應(yīng)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(yīng)用
作為填充劑，其填充量達(dá)40~80%，能將橡膠制品的強(qiáng)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(yīng)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(dǎo)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(dǎo)熱系數(shù)起到保溫的作用，同時(shí)由于微珠的加入，涂料對(duì)可見光及不可見光可以進(jìn)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(dǎo)熱系數(shù)，因此制備出的保溫砂漿具有輕質(zhì)高強(qiáng)及保溫性能良好的特點(diǎn)。
￭空心玻璃微珠在其他行業(yè)中的應(yīng)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?zhàn)有扪a(bǔ)、深海探測(cè)、環(huán)保、運(yùn)動(dòng)器材、電子原件等領(lǐng)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(jìn)行混合后，利用液滴形成裝置形成不同粒徑的液滴，通過對(duì)液滴球化處理，球內(nèi)發(fā)泡、精煉以及冷卻得到。液滴法制備的微珠具有工藝簡(jiǎn)單、產(chǎn)率高、球形度高及同心度較好的特點(diǎn)，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(jí)等方式進(jìn)行收集，從而得到空心玻璃微珠。
這種方法可以較好的設(shè)計(jì)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(yīng)用于高性能玻璃微珠的制備，但具有漂浮率低，生產(chǎn)成本高的特點(diǎn)。
￭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(zhuǎn)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(qiáng)度的細(xì)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(diǎn)。對(duì)比于粉末法制備的微珠，噴霧干燥法制備的微珠物理機(jī)械性能差，其抗壓強(qiáng)度以及化學(xué)穩(wěn)定性遠(yuǎn)小于粉末法制備的微珠。因此通過研究改進(jìn)，提出化學(xué)合成法，即在實(shí)驗(yàn)或生產(chǎn)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(diǎn)、高界面張力以促進(jìn)空心化成球，提高產(chǎn)品的性能。
￭溶膠凝膠法
溶膠凝膠法在二十世紀(jì)六十年代后得到發(fā)展，溶膠凝膠法利用化學(xué)試劑或溶膠為原料，經(jīng)過攪拌均勻后，通過化學(xué)變化，水解及縮合轉(zhuǎn)變?yōu)槟z。根據(jù)凝膠時(shí)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(nèi)凝膠法。相對(duì)來說，內(nèi)凝膠法在干法作業(yè)方面具有優(yōu)勢(shì)，外凝膠法在濕法作業(yè)方面較為簡(jiǎn)單，二者各有優(yōu)勢(shì)。總體來看，雖然溶膠凝膠原料成本較高，工藝復(fù)雜，但是具有操作靈活，成品粒級(jí)分布小，耗能小的優(yōu)點(diǎn)。
小結(jié)
空心玻璃微珠（HGM）是一種球狀的剛性無(wú)機(jī)粒子，含有90%以上的二氧化硅，具有流動(dòng)性強(qiáng)、重量輕、絕緣、隔音、分散性高、抗壓強(qiáng)度高、耐高溫、耐腐蝕、熱穩(wěn)定性和電絕緣等諸多優(yōu)點(diǎn)，隨著凱盛等一批行業(yè)尖兵的研究，其應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，其前景必定廣闊！
參考資料：
桂術(shù)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(yīng)用研究
中國(guó)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(jí)一等獎(jiǎng)！凱盛玻璃新材料再發(fā)力
（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/茜茜）
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