玻璃微珠反光材料的应用介绍

一、玻璃微珠作为反光材料的起源

玻璃微珠作为反光材料已经有几十年的历史了。1950年,美国华裔科学家董棋芳博士研发出定向玻璃微珠,随后又研制出反光布等系列反光材料。如今这些反光材料大面积的应用在交通标示、安全标示领域。

早期,在中国由于化工等基础工业的薄弱,专用的涂料、玻璃微珠等原材料无从解决,而且又没有定型的生产设备,在一定条件上限制了反光材料的工业化过进程。九十年代国内在微珠透境型的反光材料取得了长足的进步,相研制出了广告级反光膜、工程级反光膜、高强级反光膜等微珠内藏型反光材料,同时反光布、反光皮革、反光熔断、反光热贴膜也相继推出。到九十年代未,玻璃微珠型反光产品在中国基本成熟。

二、玻璃微珠作为反光材料原理

玻璃微珠制造的反光材料能将从各个方向射来之光反射回原点,是目前世界上反光性能最高的反光材料,反光性能大于400CPL,最大反光性能大于1000COL,具有反光度高,耐候性强,反光角度大的优良性能。

玻璃微珠反光材料采用的是微棱镜反射原理。大家都知道光的反射有漫反射和镜面反射,为什么回归反光材料能将光线按原路返回呢?其实,这主要归功于其中含有的高折射率玻璃微珠.当一束光线在一定范围内以任何角度照射到微珠前表面时,由于微珠的高折射作用而聚光在微珠后表面反射层上,反射层将光线沿着入射光线方向平行反射回去,就形成回归反射。当许多玻璃微珠同时反射时,就会出现前面的光亮景象。

实验表明,当玻璃微珠的折射率接近1.9时,入射光线能够很好地聚聚焦在玻璃微珠的后表面,这时的回归反射效果最好,当折射率小于或者大于1.9时,入射充线分别聚焦在玻璃微殊的外面和内部,这时的回归反射效果会有所降低.实际使用中由于客观条件的影响.玻璃微珠的折射率通常在1.9—2.1之间,而它的直径通常小于0.8毫米。如果在玻璃微珠的后面添加一层反射层,那么回归反射的效果就更好了。

多孔玻璃微珠性及负载应用特性

1、多孔玻璃微珠的物理特性

多孔玻璃微珠是一种直径在1~2mm之间的玻璃球体,在电子显微镜下观察为以SiO2作骨架、相互连结成贯通的细孔结构,用渗透染色法可以看到为颜色均匀分布的小球体。微珠可以根据使用情况不同筛分为0.5~1.0mm、1.0~2.0mm和2.0mm以上的级别。

多孔玻璃微珠的组成主要为SiO2,其SiO2的含量达到96~98%,因此高温下稳定,在酸和弱碱环境下稳定性也十分好。其孔径大小可以通过多孔化过程进行控制。由于多孔化处理可以控制在均一条件下进行,所以易于得到孔径分布范围窄,微孔分布均匀,有确定特性的多孔玻璃微珠样品,这是其它载体材料所难达到的。

2、多孔玻璃微珠的机械强度

与多孔玻璃片体不同,多孔玻璃微珠由于体积较小,在多孔化过程中产生的应力相对于块体而言要小得多。一般情况下,多孔玻璃微珠的抗压强度约40kgf/cm2,在1~2米高度落下不破碎,可以承受一般反应系统的操作压力而不致损坏。

3、多孔玻璃微珠的负载性能及负载抗溶出性

新制备的未经碱液处理的多孔玻璃微珠吸附能力不强,这与多孔玻璃微珠的微孔中存在凝胶状的硅胶有关。经用弱碱处理后,孔道中的硅胶基本被除去,此时多孔玻璃体中的新生表面具有很大的表面能,吸附能力极强,可以负载多种不同物质。

多孔玻璃微珠对物质的吸附既有物理吸附也有化学吸附,但以化学吸附为主。巨大的比表面积以及化学吸附的稳定性死多孔玻璃微珠具有强负载能力的根本原因。由于化学吸附以单层吸附为主,这使多孔玻璃中孔道表面吸附的物质能够与孔道中的流动物质充分接触,有利于多孔玻璃微珠作为催化剂载体的应用。

多孔玻璃微珠对一些金属离子的吸附力很强。这些物质被吸附后,用水、铵盐或稀酸很难洗脱。采用氨水为洗脱剂时,由于多孔玻璃微珠的表面层遭到腐蚀脱落才能将附于其表面的被吸附物质除去。这表明,经如此处理后得到的多孔玻璃微珠具有优良的负载抗溶出性能。

玻璃微珠的主要应用

1.道路用玻璃微珠主要应用于常温型及热熔型道路标线涂料中

分预混及面撒两种,预混型玻璃微珠可在生产热熔型道路涂料时混在涂料中,可以保证道路标线在寿命期限内长期反光。

另一种可在道路标线施工时撒布在标线表面上起到即时反光效果。经过表面处理的镀膜玻璃微珠,在道路标线施工中使用,可提高玻璃微珠与热熔标线的附着力,增强道路标线的折射率,并且有自洁、抗污、防潮等使用。道路用玻璃微珠用于改善路面涂料逆反身性能,提高司机夜间行车的安全性。

2.用于工业喷丸及添加剂作用的玻璃微珠可在金属表面及模具表面上

既不损坏工件表面,又提高工件的精度。用于五金金属、塑料、首饰、精密铸造等物件的清理与抛光。是国内外普遍使用的高档精加工材料。

3.玻璃微珠还在医疗器械及尼龙、橡胶、工程塑料、航空等各领域作为一种新型的材料被广泛的使用:如作填加剂、增强剂等。

4.工艺品专用玻璃珠、玻璃砂以及彩色玻璃微珠

彩色玻璃微珠是服装印花、服装烫画,圣诞树表面装饰、人造水果、人造花卉工艺品表面装饰、制造沙漏流沙的理想材料。

5.高折射率玻璃微珠是反光织物、反光涂料、化工涂料、广告宣传材料、服饰材料、反光膜、反光布、反光标牌标识、机场跑道、鞋帽、书包、水陆空救生用品、夜间活动人员穿着等产品的必需材料。

空心玻璃微珠在建筑建材业的应用

空心玻璃微珠特别是漂珠由于密度小、热阻大、强度高等特性,在建材行业得到了广泛的应用,发挥了独特的优势,在建材行业得到了广泛的应用,发挥了独特的优势。如用于制作各种耐火材料,耐火砖、绝热板、防火涂料、难燃复合板等。

以粉煤灰空心玻璃微珠为主要原料,以矾土水泥为胶结剂,并配入其他掺和材料制备出的非煅烧隔热耐火砖,其理化指标均达到了同类产品的要求。最新研发的一种粉煤灰空心玻璃微珠轻质建筑防火材料是把20%的聚氨酯和80%的粉煤灰空心玻璃微珠经混合搅拌和成型等工艺制成,具有轻质、高强以及防火隔热等优良性能。用氧化铝空心玻璃微珠和木质硫磺酸盐制备的轻质、耐高温、高强热绝缘板,可以在上面涂装饰层,也可以用水泥或粘结剂贴在墙体上,还可以作为某些设备和冷库的热绝缘材料。

空心玻璃微珠具有比表面积小和吸油量低的特点,可降低基料的用量,改善涂料的流平性和平滑性,可以在涂层内形成一道由空心玻璃微珠组成的真空腔体群,形成有效的热屏障。据此配制的弹性隔热涂料适用于房屋表面或墙面。

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空心玻璃微珠在玻璃钢和模塑制品中应用

将空心玻璃微珠替代玻璃纤维粉用于不饱和树脂生产的聚酯玻璃钢,强度提高,阻燃性增大。

在模塑材料中加入空心玻璃微珠,能够使最终模塑制品的重量减轻25~30%,密度由1.7~1.9 g/cm3降到1.2~1.4 g/cm3,介电性能也得到大幅改善。研究表明:空心玻璃微珠填充低密度片状模塑料,随玻璃微珠用量增大,弯曲强度和压缩强度均下降;玻璃微珠质量份数在20%左右时,密度为1.22 g/cm3左右,比未加填料时降低30%,弯曲强度损失30%,压缩强度损失50%;在无其它矿物填料的条件下,热变形温度随空心玻璃微珠用量增大而有所提高。

目前空心玻璃微珠填充模塑方式,多用于制作轻质汽车和建筑零部件。

玻璃微珠的成分及应用

一、玻璃微珠的成分

1、化学成分:SiO2>67%,CaO>8.0%,MgO>2.5%,Na2O<14%,Al2O3 0.5-2.0,Fe2O3>0.15,其他2.0%。

2、比重:2.4-2.6克/立方厘米,外观:光洁、圆整、玻璃透明无杂质,成圆率:≥85%以上。

3、磁性粒子不超过产品重量的0.1%

4、玻璃微珠体内气泡含量低于10%

5、不含有任何硅树脂类成分

二、玻璃微珠的特点

1、价格低廉。

2、增强塑料的韧性,并不降低其本身的刚度。

3、熔点高,可提高被填充物的阻燃性能和维卡软化点。

4、电绝缘性好,可用于高绝缘聚合物的填充。

5、增加被填充物的流动性,增加塑料的加工性能,同时提高工程塑料的表面流平,解决玻纤增强的表面问题。

6、可以有效减少被填充物的收缩率。

7、真实密度:1.78g/cm3相对于玻纤、碳酸钙、滑石粉填充的工程塑料,可明显达到减重的效果。

8、耐腐蚀:添加用量:PP和PA中一般添加用量为30%-40%,HIPS、PBT中添加用量一般为7-15%、ABS添加量一般为5-7%,使用方法:在常规的工程塑料的使用中,空心玻璃微珠在高速搅拌机中用硅烷偶联剂,KH-550改性后,可与工程塑料粒料进行适当搅拌混合后,直接在双螺旋杆机中挤出抽粒。

三、玻璃微珠的应用

空心玻璃微珠现已广泛应用于人造玛瑙、大理石、玻璃钢保龄球等符合材料及高档保温隔热涂料中,具有明显减轻制品重量和良好的保温隔热效果。

空心玻璃微珠是民用乳化炸药性能优异的敏化剂,可显著提高乳化炸药的起爆性能,延长储藏期。此外,空心玻璃微珠还可以用于原子灰中增加体积,改善打磨性能,提高耐酸碱性能。

玻璃微珠的应用和优势

玻璃微珠在应用中主要有以下几个用途:

1、道路用反光玻璃微珠分为面撒型和热熔型两种,面撒型是用作常温及热熔标准施工时做表面撒布,起到及时反光的作用同时还能作为预混材料。内混型玻璃微珠是在生产热熔型道路涂料时预混在涂料中,可保证标线在寿命期限内长期反光。

2、可在金属、模具表面抛光,可作金属研磨材料,既不损坏工作表面,又提高工件精度。

3、军事上可作清理喷沙,用于清理飞机发动机涡轮、叶片、轴等。

4、化工行业,塑料、橡胶、油漆、尼龙等各种粘接胶生产中可用玻璃微珠作添加剂、增强剂。

5、用作玩具填充物,玻璃微珠本身具有很强的物理和化学的稳定性,大小均匀,成圆率高于90%,对玩具的手感和塑型有很大的帮助。

优点:

(1).使用钠钙玻璃制成的玻璃微珠具有良好的化学稳定性,一定的机械强度和硬度,因此,作为抛光研磨材料比其它研磨材质有很大的优越性。

(2).不会污染加工的金属。

(3).可加速清理,使加工材料恢复原有的干净、光洁度。

环氧玻璃微珠浮力材料

一种深海环氧玻璃微珠泡沫材料,用于700~10000米的深度。环氧玻璃微珠泡沫的材料成分提供了独特的力学性能,很适合水深700米以下的海底应用。

高压缩强度、每千克上的高浮力性能和低吸水性使环氧玻璃微珠泡沫成为要求高性能和长寿命的海底应用的理想选择。该材料的特殊配方还能满足耐温或防火方面的极端要求。

环氧玻璃微泡沫的配方构成能满足直到水下10,000米的特定的深度要求和浮力要求。这种泡沫材料可以以块材、半成品、或者诸如低阻力浮标、模块化浮力装置和任何类型的控制电缆系统以及良好的保护性结构成品形式供应。

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玻璃微珠在外墙保温中的用途

随着节能建筑的快速发展,传统的墙体材料已无法满足其需要。聚苯板、挤塑板等有机板类保温材料虽然有良好的保温隔热效果,但有机保温材料体系却存在着易燃、易开裂、易剥落、无法与建筑同寿命等缺陷。

无机、防火、高效节能的玻璃微珠保温材料有效地克服了有机类保温材料的缺点,为新型建筑节能体系的发展提供了广阔的空间。这种体系防火等级高、性价比合理,有利于节省生产聚苯板浪费的石油资源,同时也推动了工业垃圾(粉煤灰、工业石膏、矿渣、钢潭、赤泥)的利用和墙改事业的发展。目前,无机保温材料和工业垃圾在建筑节能体系中的应用,已成为行业研究的重点和热点,尤其是集承重、围护、装饰与保温于一体的保温结构体系,更是受到行业的青睐。

保温砂浆

玻璃微珠保温砂浆是以玻璃微珠为基料,由玻璃微珠、水泥、纤维素及外加剂经充分搅拌制成的单组分干粉保温砂浆,属于无机保温绝热材料。玻璃微珠保温砂浆具有优良的保温、隔热性能和防火耐老化性能。玻璃微珠保温砂浆现场加水搅拌即可使用,可直接涂抹或机械喷涂于围护结果上。玻璃微珠保温砂浆用于围护结构保温,弥补了用聚苯颗粒和普通膨胀珍珠岩做轻骨料的其他传统保温砂浆的诸多缺陷和不足,克服了膨胀珍珠岩吸水性大、易粉化、在料浆搅拌中体积收缩率大、易造成产品后期保温性能降低和空鼓开裂等难题,又弥补了聚苯有机材料的防火性能差、高温产生有害气体和抗老化耐侯性低、施工中反弹性大及易受虫蚁噬蚀等不足。

承重保温混凝土

用承重型玻璃微珠保温混凝土材料建成的建筑,可以形成结构自保温体系,在不考虑任何装饰装修复合保温效果的情况下,可满足我国寒冷和严寒地区居住建筑65%的节能要求。

从造价上来看,承重型玻璃微珠保温混凝土与市场上常见的保温XPS板、EPS板、胶粉EPS颗粒、硬泡聚氨酯相比,不仅可以简化建筑施工过程,节约建造成本,而且可以达到清水混凝土的效果,能大量节约保温工程的设计、建造费用。从结构安全性来看,采用这种混凝土可使建筑物结构减轻自重,受力更加合理,避免一般保温工程主体结构与保温层由于结合不牢固而开裂造成的质量安全事故。从施工可行性来看,承重型玻璃微珠保温混凝土与普通混凝土制备一样,可以实现混凝土商品化,从而有效保证材料质量。

承重型保温砌块

承重型玻璃微珠保温砌块是在混凝土中掺入玻璃微珠,利用玻璃微珠轻质、绝热、耐高温等优良性能从而降低混凝土实心砖的容重和导热系数的一种复合绿色保温砌块材料。砌块式保温体系近年来常用于框架结构建筑的填充墙。墙改工程的推进,为保温砌块应用提供了良好的市场。以玻璃微珠为填充材料生产的承重型玻璃微珠保温砌块,可以直接用于框架结构节能建筑的填充墙或屋面保温,也可与承重多孔砖和承重混凝土空心砌块配合使用,还可以砌成夹心保温墙和内保温墙。

保温墙模复合剪力墙体系

玻璃微珠免拆墙模是以新型保温材料玻璃微珠、工业废料、胶结材料(水泥)和外加剂为原料,经过一定尺寸的模具压制而成的中间夹心(中间插钢筋、浇筑混凝土)的砌块式的免拆模板。其强度与性能要与混凝土协调,刚度要保证墙体平整度和承受浇筑混凝土时的侧向压力,并且要具有良好的保温隔热性能,在使用过程中,墙模成为墙体保温隔热层。

这一体系复合剪力墙采用玻璃微珠保温砌块为墙模,将墙模对孔错缝砌筑,构成现浇墙体的模板,在模内形成空腔。墙模内部配置水平及竖向钢筋网片,沿墙模上部空腔灌注自密实混凝土,墙模与混凝土形成复合剪力墙,作为体系的承重和抗侧力结构。沿内外墙上部设置封闭式圈梁,楼板和屋盖采用现浇或装配整体式结构,构成墙体保温与结构一体化的完整体系。

保温墙板

玻璃微珠轻质保温外墙板是以钢筋、混凝土与玻璃微珠板材复合而成的预制外墙板,属节能型、装配式的轻质外墙板,适用于工业与民用建筑框架结构建筑,尤其适用于支撑体系的节能住宅。这种墙板具有大型墙板的工厂预制、现场组装、干法作业的优点,与弹性好的发泡嵌缝材料配套使用,能较好地解决接缝的保温、防水问题。

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空心玻璃徽珠的分选方法

目前国内外从生物陶粒滤料中提选空心玻璃微珠,大致可以分为两种方法。一是干法机械分选法;二是湿法分选法。这两种选取方法,在实际中都是可行的,根据具体情况采用。从分选工艺效果看湿法要比干法好些,不过湿法分选工艺需要增设产品脱水、干燥工序。

1.干法分选工艺

干法分选是以空气为介质进行风选,一般适用于干排生物陶粒滤料。在进行风选之前,首先将炭粒和磁珠分选出来,然后使生物陶粒滤料通过风选和分级设备等其他系列配套设备进行分选。

2.湿法分选工艺

湿法分选是以水为介质的分选工艺,一般适用于湿排生物陶粒滤料。其工艺过程为先将生物陶粒滤料进行预处理,然后再用化学处理方法分选初级产品,最后采用

生物陶粒滤料空心玻璃微珠的应用范围很广,目前已开发的应用领域有耐火材料,防火涂料,塑料和橡胶填充材料、低密度油井水泥减轻剂、浮力材料等。

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