空心玻璃微珠在涂料中的独特功能及应用

空心玻璃微珠在涂料中的独特功能及应用

空心玻璃微珠作为一种新型功能性填料，在涂料领域展现出独特的优势。本文将为您详细介绍空心玻璃微珠的优异物性及其在涂料体系中的具体应用，探讨其如何改善涂料性能并解决行业难题。

在涂料中，颜填料用于遮盖、赋色，降低成本，并赋予涂料一定的功能性，如增加强度、提高附着力，改善流变性能等。
漆膜的性能由其成膜物、填料及其占比决定。改善漆膜性能，目前解决方案多是从改善树脂性能和助剂着手，而忽略了功能性颜填料的改善对于漆膜性能也有重要作用。

空心玻璃微珠的优异物性

空心玻璃微珠主要由硼硅酸盐玻璃制成，电镜下观察为空心透明正球体。外观为白色粉末，粒径范围在1～130μm之间，真密度为0.12～1.60g/cm³，导热系数是0.038～0.085W/m.K，最高耐压强度可达30000 psi。

这种完美的中空球形结构赋予了空心玻璃微珠（HGS）诸多优异特性：

• 低密度
• 高强度
• 低导热性
• 防辐射
• 耐腐蚀
• 绝缘性
• 优异的分散性和流动性
• 稳定性好

这些特性对各种材料的性能升级和优化具有重要意义，可以改善或决定材料的以下性质：

• 密度（降低）
• 粘度（降低）
• 流变性（增稠、不留挂）
• 收缩（降低）
• 冲击强度
• 硬度
• 隔热保温性
• 耐磨性
• 耐高温
• 耐酸碱
• 绝缘性

空心玻璃微珠在涂料体系中的独特功能

有效改善涂料体系的流变性

空心玻璃微珠能够满足不同场景下（储存、运输、流平、混合、涂刷、喷射）对流变性能的要求。通过调节空心玻璃微珠的体积占比和粒径分布，可以有效改善体系流变性。

显著提高体积固含量

由于球形颗粒的孔隙率最小，小的微球可以填充大的微球间隙。通过选择不同粒径分布的空心玻璃微珠，可以调节体系孔隙率，精准调控涂料体系固含量。同时，这还能减少树脂及溶剂的用量，有效减少VOC排放，从而降低涂料成本。

隔音、隔热、保温

空心玻璃微珠内部是真空稀薄（真空度约1/3）的气体，具有较强的红外光阻隔能力，较低的导热系数使其具有优异的隔热保温等功能。

提升漆膜性能

微球的中空结构在受到冲击时能够吸收和消化冲击强度，从而提高漆膜的抗冲击性能。其隔热特性还可用于保护涂膜经受急热和急冷条件之间交替变化而引起的热冲击。

增稠、不留挂

空心玻璃微珠的粒径范围在1～130μm之间，易于分散，不会团聚，各向同性且流动性好。

降低密度、实现轻量化

空心玻璃微珠的低密度（真密度：0.12～1.60g/cm³）能够显著降低涂料密度，满足特殊场景的轻量化需求。

颜色配伍性好

空心玻璃微珠为白色粉末，具有较强的散射能力，折射率低（小于空气），具有防辐射、消光作用和良好的遮盖力。

空心玻璃微珠在应用中存在的问题

虽然空心玻璃微珠具有诸多优点，但在实际应用中也存在一些挑战：

1. 在涂料配方中作为功能性填料时，如果占比过小，其功能性表现不明显，仅能起到降低密度和降低成本的作用。只有深入了解其优异物性，并在配方设计中将其作为主要结构性颜填料考虑，才能充分发挥其价值。
2. 工艺上需要改造。由于空心玻璃微珠是中空结构且密度小，在传统工艺中可能会遇到上浮、破碎、粉尘等问题。
3. 微珠表面需要改性。与体积颜填料相比，空心玻璃微珠单个颗粒粒径偏大，与成膜物接触面积大，容易产生界面应力问题，影响力学性能，因此需要对微珠表面进行改性处理。此外，粒径过大还可能影响外观。

空心玻璃微珠的中空密闭球形结构赋予了其优异物性，被誉为“二十一世纪的空间材料”，能解决涂料行业的许多棘手问题，有时甚至起着决定性作用。只有在涂料配方设计中将其作为重要组分，与改善成膜物性能协同创新，另辟蹊径，才能开发出更多更好的涂料产品。

文章来源：PCI可名文化