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空心玻璃微珠在复合材料领域中的应用

文字:[大][中][小] 手机页面二维码 2016/7/14     浏览次数:    

1.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空心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。应当注意的是空心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。

2.合成泡沫塑料块及轻质芯材
早在1971年spi年会上就有一篇研究论文中介绍道,在环氧树脂中加入空心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grp芯材时,正是由于采用了空心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,根据刚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。

3.聚酯家具
聚酯家具是空心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/cm3,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。随着空心玻璃微珠比例的增加其刚度也明显地提高。

4.玻璃钢喷涂工艺
含有空心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空心玻璃微珠。较为典型的配方是空心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。

5.Smc和bmc制品
在smc和bmc中加入空心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。

6.玻纤缠绕和拉挤工艺
在纤维缠绕和拉挤工艺中应用空心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。在拉挤工艺中采用空心玻璃微珠能够降低树脂和玻纤的用量。添加8%的空心玻璃微珠就能减少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%。

7.其它树脂体系
空心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。在美国环氧/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。在德国也有用聚酰亚胺树脂和空心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。

其他应用领域:
(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。

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