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21世紀新型功能填料-超細玻璃微珠的應用進展 |
來源:中國粉體技術網 更新時間:2015-07-09 11:14:57 瀏覽次數: |
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(中國粉體技術網/文龍)一種從工業廢渣粉煤灰中分選提取的超細玻璃徽珠作為21世紀新型多功能的工業填料正引起全社會的廣泛關注。據研究表明,它具有無毒、絕緣、阻燃、耐高溫、耐低溫、耐酸堿腐蝕、具有較強的機械力學性能,還具有比重輕,自潤滑和流動性好,比表面積大,粒徑小的特點,具有防腐蝕、防火、保溫、降低比重的重要功能。這種嶄新的工業填料正在廣泛應用于汽車工業、橡膠和塑料工業,石油和化工工業,涂料和建材工業以及軍事工程上面。作為21世紀高速發展的材料科學的一員新軍,應該引起足夠的關注。
1. 超細玻璃微珠在橡膠工業中的應用
超細玻璃微珠具有優秀的剛性,尺寸穩定性和熱穩定性以及超常用抗壓強度,低密度,高耐磨性和耐腐蝕性,同時具有完美的球形效應和多功能超細粒子特征。在橡膠制品中添加空心微珠的用量的10%~20%,不影響產品質量,它可全部代替CaCO3、滑石,部分替代炭黑和白炭黑補強劑。在橡膠制品中使用微珠材料,其粒徑越細,分布越窄,其橡膠制品性能越好,與橡膠之間結合力增加,具有更高的補強作用。一般來說,使用10~45μm粒徑微珠材料,可全部代替CaCO3,滑石粉與填料和半補強劑。使用5~10μm和2~5μm粒徑微珠材料,可以部分取代炭黑和白炭黑補強材料。
2. 微珠材料在涂料油墨中的應用
由于空心微珠具有絕緣,阻燃,耐高、低溫、防腐、防火、保溫、自潤滑和流動性好,比表面積大和粒徑小等特征。故可廣泛應用于各種高等級油墨,高檔潤滑油,耐高溫絕緣油漆,高耐磨防腐蝕油漆,高檔家俱漆,船秀防腐油漆,汽車用高檔噴涂漆,各種機械設備外用漆和建筑用內外墻涂料及各種膩子中。
空心微珠是21世紀的新型功能材料,是涂料領域新材料家族最新成員。選用空心微珠作涂料的功能材料,將改變和提升傳統涂料性能,并能降低成本,是微米材料價格而具有納米和亞納米材料性能。并能不斷開發新功能的高附加值產品,有著巨大的市場應用前景。
3. 微球材料在塑料中的應用
目前,微球材料在塑料加工業獲得最廣泛應用。主要表現在以下幾個方面:
3.1 微珠增強保險杠專用料
汽車保險材料是最重要的汽車工業的塑料件,既要求質輕,又要求具備高抗沖性能,只有少數單位能生產。
現在使用微珠材料作填料,通過塑料改性新方法,以聚丙烯樹脂為主體,加入微珠和各種助劑,改性劑,經雙螺桿擠出機混煉,塑化、造粒、已生產出汽車保險杠專用料。這種專用料具有優秀的機械性能,優秀的化學穩定性,耐老化性等特點。這種專用料是各類大小汽車保險杠,特別是高檔轎車保險杠的專用料,也可以用來制造汽車擋泥板,裙護板,內飾件,導流板等要求具有高抗沖擊性的制品。
3.2 微珠阻燃性專用料
由于微珠本身是玻璃體,阻燃耐高溫。雖在燃燒時不會分解水分,但和有機阻燃劑配合使用,組成有機-無機復合阻燃劑體系,不但能保持塑料制品的機械力學強度,而且阻燃性能達到美國UL94V-0級標準要求。
微珠阻燃改性專用料,由于添加了微珠和有機阻燃劑,就使塑料制品在高溫下可以長期使用,并適用于各種不同的加工工藝。這種專用料可以廣泛用于生產各種阻燃要求的電器產品和其他產品。
3.3 微珠改性管材板材專用料
對于各種樹脂如PP,PVC和超高分子量聚乙烯制成的塑料管材和板材已經應用于各種領域,對于要求高的產品如大口徑天然氣輸送管,石油管,各種供水管等,為了提高制品的耐候性,耐腐蝕性,耐磨性和提高抗熱性,抗沖擊性,最好的做法就是添加徽珠材料。
為此,研究人員已開發出PP、PVC,超高分子量聚乙烯為載體樹脂的微珠改性專用料。這種專用料顯示了優秀的增強和增韌效果,具有優秀的抗沖擊性,耐熱性,耐低溫性,耐磨性,耐腐蝕和耐候性等優良品質。
4. 其他應用
對于眾多的塑料制品,還可以開發出更多的微珠改性母料和專用料。例如對于尼龍(PA-6)產品,過去傳統的做法為了增強改性是添加玻纖,如PA中加入30%玻纖的母料使用非常普遍?,F在使用25%微珠和5%玻纖制成PA母料,各項性能均能達到原30%玻纖母料指標。但是微珠填料價格只是玻纖的一半,真正做到材料成本的降低。又如紡織用的梭子由于不耐磨需經常更換?,F在用微珠填充的塑料梭子使用壽命大大延長。
結語
目前,微珠材料的開發應用研究是推動微珠材料發展的關鍵。而表面改性,高分子材料科學和復合材料的應用更是關鍵技術。只有加強這一方面的研究,微珠材料才能在塑料、橡膠等高分子材料科和產業中發揮重要的作用。也就是說,無機粉體材料只有和高分子材料相結合,發展成復合材料才能取得重大應用進展。
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