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FRP玻璃鋼復合材料論壇

標題: 彩色陶瓷空心微珠顏填料 [打印本頁]

作者: cdhydf 時間: 2015-6-2 10:48
標題: 彩色陶瓷空心微珠顏填料
          玻璃微珠是近年來發展起來空心的一種用途廣泛、性能特殊的新型材料。彩色陶瓷空心微珠是由硼硅酸鹽原料經高科技加工而成，是一種輕質非金屬多功能材料，主要成分是TiO⒉、SiO2和Al2O3，平均粒度為18.4微米，壁厚1-2微米，外觀為白色或各種彩色，標準的球形，松散，流動性好，中空、有堅硬的外殼。與普通的玻璃微珠相比，該產品具有質輕、密度小、低導熱、絕熱性能好和色彩豐富、牢固等優點；與其它輕質填料相比，彩色陶瓷空心微珠具有比表面積小、抗壓強度高、熔點高、電阻率高、熱傳導系數和熱收縮系數小、化學穩定性良好、無毒、自潤滑、高分散等優點。
彩色陶瓷空心微珠廣泛應用于高檔“建筑外表面用熱反射隔熱涂料” ，彩色陶瓷空心微珠顏填料配制成的“建筑外表面用熱反射隔熱涂料” 完全符合國家最新頒布的JC/T1040-2007《建筑外表面用熱反射隔熱涂料》和JG/235-2013《建筑用熱反射隔熱涂料》兩個標準。
另外，彩色陶瓷空心微珠顏填料還可應用在人造瑪瑙、大理石、玻璃鋼保齡球、原子灰及民用乳化炸藥的敏化劑等復合材料中。顏填料具有良好的保溫隔熱效果，明顯減輕制品重量，顯著提高乳化炸藥的起爆性能、延長儲藏期，提高樹脂制品綜合性能和改善制品機械加工性能。
彩色陶瓷空心微珠顏填料已獲得國家發明專利，發明專利號：2008 1 0045417.4。產品還通過JC/T1042-2007《膨脹玻化微珠》標準的檢測。彩色陶瓷空心微珠顏填料不僅具有空心玻璃微珠所具有的一切優點，還具有豐富多彩、色彩鮮艷、穩定牢固的特點，是一種集顏、填料為一體的多功能新型材料。
由于彩色陶瓷空心微珠顏填料是將顏料和填料在高溫下煅燒為一體的顏填一體化材料，其粒徑小（平均粒徑18.4μm），相當于普通涂料用填料的細度，因而可以以填料的方式直接加入涂料體系，使涂料固化形成的涂膜具有熱反射隔熱（保溫）性能。顏填料表面經過陶瓷化特殊處理后，非常容易分散于水性和油性材料體系中。彩色陶瓷空心微珠的色彩為高溫煅燒形成，因而其涂料涂層的保色持久性非常好，在涂料生產過程中，無需填加其它任何有色顏料。
本產品由于為密閉空心球體，添加進涂料體系中形成很多微觀的獨立絕熱腔體，從而大大提高涂膜對熱及聲音的絕緣性，起到很好的隔熱和降噪音的作用，陶瓷彩色釉面對太陽熱輻射具有非常好的反射性能。
涂膜對沖擊力和應力也有很好的分散作用，添加到涂料體系中能很好的提高涂膜的抗外力沖擊性能，而且也能減少涂層因熱脹冷縮產生的應力開裂，使涂層具有更佳的防水，防污，防腐蝕性能。
彩色陶瓷空心微珠化學惰性的表面具有抗化學腐蝕性能，當涂膜成膜時微珠的微粒排列緊密，形成低孔隙率，使涂層表面形成對潮氣及致腐蝕離子有阻擋作用的保護膜，起到很好的防護作用。
高效的填充性，低吸油量，密度低，添加5%（wt）就能使成品增多25%～35%，從而不增加甚至降低涂料的單位體積成本。白色陶瓷空心微珠具有比一般顏料更佳的增白效果，彩色陶瓷空心微珠具有顏、填一體效果，能有效的減少其他昂貴填料及顏料的用量（跟鈦bai粉比較，彩色陶瓷空心微珠的體積成本只是其1/5左右）。彩色陶瓷空心微珠的低吸油量特性使更多的樹脂能參與成膜，從而使涂層的附著力提高3～4倍，有效增強涂層的附著力。添加5%的彩色陶瓷空心微珠就能使涂料密度由1.30將到1.0以下，從而大大降低涂層重量，避免墻體涂層脫落現象的出現。
彩色陶瓷空心微珠對紫外線有很好的反射作用，能防止涂層黃變老化。微珠熔點高，大大提高涂層的耐溫性，起到很好的防火作用。彩色陶瓷空心微珠的球形微粒起到軸承作用，摩擦力小，可以增強涂料的流動涂膜性能，使施工更方便。此外，彩色陶瓷空心微珠顏填料對近紅外光的反射比遠遠高于普通填料。
      彩色陶瓷空心微珠可直接填充于絕大部分類型的熱固性、熱塑性樹脂產品中，起到減輕產品重量，降低成本，消除產品內應力確保尺寸穩定性，提高抗壓、抗沖擊性，耐火度、隔音隔熱性、絕緣性等作用，并且還可取替部分青銅粉、二硫化鉬和白炭黑等一些昂貴的填充材料。此外，彩色陶瓷空心微珠還可以用于原子灰中增加體積，改善打磨性能，提高耐酸堿性能。

彩色陶瓷空心微珠技術性能表
參數
名稱    粒度
（μm）    球形率
%    堆集比重（g/cm3）    耐火度
（℃）    介電常數
（ε）    吸油率
g(oil)/100ε    光反射率
%
參數值    10～250    ＞95    0.2    615    2.3～2.4    16～20    16～18
參數
名稱    莫氏硬度    燒蝕率
%    導熱系數
w/m·k    抗壓強度
（Kg/cm2）    體積電阻
（Ω·cm）    比表面積
m2/ε    光漫射率
%
參數值    5～7    ＜1    0.05    ＞2000    1.5×1020    1.9(3μm)    80～88
參數
名稱    膨脹系數
（60～440℃）    漂浮率
%    含水量
%    含堿量   &#160

H值        
參數值    8.8～10    ＞93    ＜0.5    ≤4    7～9        

彩色陶瓷空心微珠應用于涂料、油漆中具有如下優勢
  1. 樹脂用量少、加量的潛力大：因為在任何形狀中，球形具有最小的比表面積，彩色陶瓷空心微珠對樹脂的需求量也最少。顆粒的堆積情況也被改進。彩色陶瓷空心微珠的寬的粒徑分布使得小的微球能夠填充到大的微球之間的空隙中。其結果就是：高加入量、高固體含量、較低的VOC和減少其它成份的用量；
  2. 低粘度、改善流動性：與不規則形狀的顆粒不同，彩色陶瓷空心微珠很容易在彼此之間滾動。這使得使用彩色陶瓷空心微珠的體系具有較低的粘度，較好的流動性。而且，體系的可噴涂性也得到改善；
  3. 硬度、耐磨性：彩色陶瓷空心微珠是一種強度高、堅硬的微球，它能增強涂料的硬度、耐洗刷性能和耐磨性；
  4. 優良的隔熱效果：由于彩色陶瓷空心微珠中空的球體結構，使得的其填充于涂料中具有優良的隔熱效果；
  5. 惰性：彩色陶瓷空心微珠由惰性成份組成，因而具有優良的經久耐用性、耐侯性、耐腐蝕性和抗化學性能；
  6. 不透明性：彩色陶瓷空心微珠的空心球形使光線慢射和散射，其結果是增加了涂料的遮蓋力；
  7. 分散性：彩色陶瓷空心微珠具有良好的分散性，由于彩色陶瓷空心微珠具備很高的抗壓強度，能承受所有種類分散機的加工過程；
  8. 無結晶硅污染：與其它的填料不同，彩色陶瓷空心微珠中結晶硅的含量在無危害的水平以下，因而不被看作致癌物質，也不需要特別的危害警告標志注明。
9. 高固體工業涂料：低粘度、高加入量，減少VOC，改進硬度，控制光澤，增加耐磨性、可噴涂性，降低成本；
  10. 水溶性工業面漆：增加固體含量，降低薄膜滲透性，增進耐腐蝕性、硬度、惰性、耐磨性，控制光澤，降低成本；
  11. 熱反射隔熱、保溫、防火涂料：耐高溫、阻燃、熱反射隔熱效果優良；
  12. 維護涂料：耐化學性和耐腐蝕性，耐久性，耐磨性，較低的涂層滲透性，高加入量低成本；
  13. 粉末涂料：改進流動性、硬度、耐磨性、控制光澤、降低成本；
  14. 卷鋼涂料：柔韌性，耐腐蝕性、光澤控制，較高固體含量，降低成本；
  15. 底漆：改進鹽霧性能、溫度和抗化學性能，提高固體含量，降低成本；
  16. 建筑涂料：熱反射隔熱性、高保色性、耐久性，耐侯性，較高PVC，增加不透明度，改進抗摩擦性、光澤的均勻性；
  17. 膠沾水泥、灰漿：改進流變性，增加加入量，增加耐久性，降低收縮變形。

彩色陶瓷空心微珠應用于塑料中具有如下優勢
1. 流動性好，產品尺寸穩定：彩色陶瓷空心微珠擁有優異的流動性能，可提高生產效率、降低能耗，提高制品尺寸穩定性防止翹曲等。
  2. 改善外觀、消除玻纖外露：用于各種工程塑料的玻纖改性可消除玻纖外露現象，改善流動性能，減少玻纖用量，降低成本。
  3. 熱穩定性好、阻燃：彩色陶瓷空心微珠熔點高、高溫下不分解，可提高制品的阻燃性和熱變形溫度。
  4. 吸油量低：彩色陶瓷空心微珠吸油量遠低于常規填料,可大量填充，特別適用于PVC軟制品（如人造革、鞋底料等）的加工生產，可減少增塑劑的用量，大大降低成本。
  5. 絕緣性好、吸水率低：彩色陶瓷空心微珠比電阻高，吸水率低（0.2%）,使用于生產電纜絕緣材料。
  6. 耐腐蝕性強：彩色陶瓷空心微珠主要為鈦-硅酸鋁成份，可在各種有機溶液及酸、堿溶劑中保持穩定。
  7. 堆積密度小：可減輕制品重量，在一定程度上降低成本。

彩色陶瓷空心微珠主要用于以下幾種膠料制品
  1．尼龍、PP、PBT、PC、POM等工程塑料的改性，可改善流動性、消除玻纖外露、克服翹曲、提高阻燃性能，減少玻纖用量降低生產成本。
  2．填充硬質PVC、PP、PE、生產異型材、管材和板材，可使制品具有良好的尺寸穩定、提高剛性和耐熱溫度，提高制品性價比，提高生產效率，降低成本。
  3．填充于PVC、PE等電纜、絕緣護套材料，可提高產品的耐高溫、絕緣、耐酸堿等性能和產品的加工性能，提高產量，降低成本。
  4．填充環氧樹脂覆銅版，可降低樹脂粘度，提高彎曲強度，改善其物理機械性能，提高玻璃化轉變溫度，降低介電常數，降低吸水性，降低成本。
  5．填充不飽和聚脂，可降低產品的收縮率和洗水率，提高耐磨性和硬度，且在層壓和涂覆時空穴少，用于玻璃鋼制品、拋光輪、工具等。
  6．填充有機硅樹脂，可提高物理機械性能，大量填充可大大降低成本，是生產模具的理想材料。

彩色陶瓷空心微珠在樹脂工藝品中的應用
傳統的樹脂工藝品為了降低成本和重量，大比例的添加石粉，因為石粉記憶吸收樹脂，隨著添加量的增多，重量越重，就出現了強度越低、越脆、尺寸穩定性不好的弊端。彩色陶瓷空心微珠由于本身的優點，當添加量控制在樹脂重量的10%～30%左右時（制品中無須再添加石粉），即不會影響工藝品表面光潔度，強度，尺寸穩定性又最好，且重量比加石粉的成品最少輕了約40%其相反作用，加越多越輕。適用于那些流動性要強、大尺寸規格、又無法澆鑄空心或重量有嚴格要求的精致藝品、平面壁掛壁畫、像框墻角裝飾條裝飾物等等的最佳減輕增強填充材料。 
在樹脂中填充彩色陶瓷空心微珠的生產工藝、 生產效率與填充石粉大體相同，只需多增加一點攪拌時間：讓不會吸收樹脂的彩色陶瓷空心微珠充分與樹脂混合，實踐發現彩色陶瓷空心微珠極易濕潤混合且可以很快混合，因此高速混合是沒有必要的，同時因為彩色陶瓷空心微珠的球壁較薄，高速混合有可能會破壞彩色陶瓷空心微珠的球體表面，甚至會將微珠擊碎，我們建議，添加彩色陶瓷空心微珠時的混合速度應低于100轉/分鐘。并根據產品要求：掌握好準確地填充量，且固化劑的用量減少一些即可。

彩色陶瓷空心微珠在人造大理石產品中的應用
用彩色陶瓷空心微珠來取代大多數的普通礦物填料時，它能夠為人造大理石提供如下很多優良的特性：   
    1．提高對熱的抵抗能力，有幾種因素在彩色陶瓷空心微珠提高抗開裂方面起到了作用，球型的微珠比起不規則形狀的碳酸鈣來講能夠避免應力集中現象。彩色陶瓷空心微珠的絕熱值可以使從樹脂中產生的化學能被保留在空腔中，從某種程度上來講扮演了有時被使用非常昂貴的二次熟化用物質的替代品。這種絕熱性能能夠防止由于熱水或冷水沖擊造成的快速擴張或收縮。
    2．重量減輕20%-35%。
    3. 更容易的加工性能（鉆孔，鋸，打磨）。
4．減少工具的磨損。
5．提高抗沖擊性能，抗沖擊性能對于消費者，生產者和裝配者來講都是毫
無疑問很重要的。彩色陶瓷空心微珠在人造大理石中充當了吸收沖擊力的角色，比起通常情況下只填充碳酸鈣的配方來講，通過分散沖擊時的負載來防止裂縫的出現。
    6．通過更快的模具翻轉來提高生產效率，因為產品的抗沖擊性能提高，已經能夠簡化以前用于防止制品破碎而定制的昂貴的板條箱。輕質改性的人造石更容易處理，減輕操作者的疲勞。
    7．降低包裝和運輸的費用。
    8．牢固、鮮艷、豐富多彩的彩色陶瓷空心微珠，能夠制造出各種色彩的輕質人造大理石，在垂直表面上的紋路清晰度由于彩色陶瓷空心微珠的加入被提高。
9．降低催化劑的用量。  

彩色陶瓷空心微珠在填充人造木中的應用
添加彩色陶瓷空心微珠配方的人造木具有原木的手感及各種加工性能，可以使用所有原有工具進行釘釘、螺絲釘、鉆孔、鋸刨、砂紙打磨。彩色陶瓷空心微珠除了能降低密度以外，還能提供各種色彩其他很多優良的特性，這主要取決于加工體系與實際產品的需要。薄壁、低密度的彩色陶瓷空心微珠是人造木中理想的添加劑。由于彩色陶瓷空心微珠可以降低樹脂的收縮率，應此最終產品尺寸的差異要比其他礦物填料小。它尤其適用于需要易打磨、易鉆孔、切割、鋸的產品，能極大地節約加工工具的損耗，減少加工時間，從而降低整個加工過程的成本。與傳統礦物添加劑相比，彩色陶瓷空心微珠具有更好的流動性，適用于制造面積大而薄的板材，添加彩色陶瓷空心微珠后的材料更易釘釘加工，改變了傳統配方的人造木普遍存在的釘釘后出現開裂的現象。

彩色陶瓷空心微珠應用于原子灰中具有如下優勢
1．容易制備生產，重量輕、相對體積大。
2．利用簡單低速混合機就可很好地混合,彩色陶瓷空心微珠，避免采用高剪切混合機、對輥磨機。
3．新型原子灰與普通原子灰相比，用5％的彩色陶瓷空心微珠，可以取代10～20％的滑石粉、碳酸鈣、膨潤土，體積還比普通原子灰增加15～25％；節約樹脂8％左右。
4．彩色陶瓷空心微珠外表已經過高溫陶瓷化處理，在添加相同體積的情況下，吸油率可由滑石粉65ml／g下降至14ml／g，可見粘度下降比較顯著。
5. 采用彩色陶瓷空心微珠生產的原子灰，容易打磨；同樣大小的工作件，傳統普通原子灰需要2～3張砂布，花費時間長；費力、工作效率低且多塵；而新型原子灰僅需1張砂布即可，因而省時、省力、減少粉塵。說明采用彩色陶瓷空心微珠生產的原子灰能節約大量勞動成本和原材料成本，從而改善勞動條件，顯著地提高經濟效益和環境效益。彩色陶瓷空心微珠能夠生產出各種色彩的彩色原子灰。

彩色陶瓷空心微珠應用于乳化炸藥中的優勢
1. 調節密度：由于彩色陶瓷空心微珠是一種超輕材料。因此，添加2%～4%(重量比)就能有效改變產品密度，真正起到密度調節劑的作用。
2. 敏化作用：彩色陶瓷空心微珠能均勻地分布在乳化炸藥中形成無數個極微小的穩定的氣泡空間。在外界起爆沖量的作用下，每個微球受絕熱壓縮局部溫度升高而形成一個灼熱點，當溫度足夠高時則會引起油相的燃燒和氧化劑的分解等劇烈放熱化學反應，從而達到爆轟效果。 
3. 穩定作用：乳化炸藥基質中內相為過飽和溶液，密度很大呈液珠狀被油膜分隔，液珠直徑為100納米～1微米，外相為油膜，厚度為1～10納米，密度相對較小。在長期貯存中，會有水相下沉而油相上浮趨勢，最終將導致破乳。彩色陶瓷空心微珠最細的規格粒徑為6.7μm，加入后，基質表面近三分之一的空間被相對碩大的微球球體所占據，每個微球表面都與周圍的許多油滴緊密結合起來，托浮著它們起到穩定劑的作用。
4. 均勻性、貯存性的作用：膨脹珍珠巖是開放的多孔蜂窩結構吸油率高，長期貯存其大吸油率將導致氣體溢出油膜破裂，從而使炸藥失去感度，大范圍的粒度分布易導致在基質中分布不均勻，從而造成藥體各部分密度不一致影響炸藥性能。化學發泡劑因其敏化效果受配方及工藝條件限制，效果難以控制，而且后效嚴重。受振動或周圍環境改變易引起氣體泄漏，導致炸藥失效。彩色陶瓷空心微珠是表面經過高溫陶瓷化處理過封閉的微小球體，易于均勻地分散于乳化炸藥的基質中。使基質具有良好的一致性，且在基質中能穩定地保存一定量的氣體,與油相結合牢固不吸油，受外界作用影響小，使炸藥整體長期保持均勻穩定。 
5. 適應性：粒徑細小的彩色陶瓷空心微珠在任何尺寸的小藥卷中均能起到良好的敏化作用，使用單位的進尺炸藥消耗量比其它乳化炸藥節省10%～30%，其bao破后炮煙小，視覺感度清晰，爆面平整規則，無需二次處理，大大提高工作效率。

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