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
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
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41
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----
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碳酸钙
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77
|
59
|
----
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合计
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100
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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
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37.4
|
-----
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碳酸钙(小于30目)
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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
组成
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Wt%
|
Vol%
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密度
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树脂
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37
|
42
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1.14
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中空玻璃微珠
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5
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29
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0.20
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滑石粉
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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、SMC和BMC制品
在SMC和BMC中加入中空玻璃微珠能够使其最终模塑制品的重量降低25%~35%。密度由1.7g/ cm3~1.9g/cm3降到1.2g/cm3~1.4g/cm3,介电性能也得到大大地改善。选择合适的配方 能够制造出符合特定要求的绝热板。较为典型的应用实例是能够制造出较为轻质的汽车和建筑零部件。
7、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%。
8、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。
9、用于乳化炸药
空心玻璃微珠是乳化炸药优良的敏化剂。使用空心玻璃微珠生产的乳化炸药其敏感度、爆力特别是储存期等性能大大优于使用膨胀珍珠岩、化学发泡等其它敏化剂生产的炸药。
10、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)航天和空间开发、军事工业:宇宙飞行器、飞船表面复合材料,乳化炸药,卫星防火层,海洋、船 舶、深海潜艇等;
(11)石油工业:油田固井、管道、防腐保温、海底工程等。