山東德潤機電設備制造有限公司空心玻璃微珠研究所，是集科研、生產、銷售于一體的專業空心玻璃微珠生產經營單位。
    研發專業人員是上個世紀80年代初，在空心玻璃微珠產品的研究方面有重大突破，并取得國內專利權的老專家和中、青年專業人員組成。經過多年不懈的努力，現已經開發出兩大系列，多種規格的空心玻璃微珠產品。現產品主要出口臺灣和美國。
    空心玻璃微珠，是由無機材料構成的。按化學成份有：二氧化硅、氧化鋁、氧化鋯、氧化鎂、硅酸鈉等。其粒徑十到幾百微米，壁厚幾個微米，為內部充斥CO2等氣體的封閉微型球體。
我所生產的空心玻璃微珠產品分為普通系列和低堿系列；每個系列根據其粒徑范圍和堆積密度的不同而分為多種規格。
    產品性能指標達到國內同類產品的**水平。并且具有質輕、低導熱、無毒、不燃，化學穩定性、分散等優點。是人造大理石、玻璃鋼、原子灰、油漆、塑料、炸藥、化工、建材等行業極好的產品填充劑，它將成為二十一世紀新型復合材料的主流，它的出現是全球材料史上的一次重大革命，使材料由粉體世界向球體世界過渡。
中空玻璃微珠在復合材料中的應用
1　前　言
  這些年發展起來的諸多填料一般來說都比樹脂便宜得多。它們對樹脂的性能有很大的影響,因此在使用過程中值得注意的是要充分利用其優點絕不能降低**終制品的性能。對于影響非常顯著的性能,比如彎曲模量和密度等,有時填料起著雙重作用。這些也是眾所周知的,這就是填料的科學,中空玻璃微珠作為一種較新的填料具有一些不尋常的特性,從不同的角度自然地改善了樹脂的性能,填料不僅僅是樹脂的添加劑,更重要的是它改進了樹脂的性能。
2　基本性能
  這些年來中空玻璃微珠在美國已成為比較成熟的工程用材料。同時在英國也得到了較為廣泛的應用。當然,同體積相比它的價格要比碳酸鈣高得多。對于含鈉的硼硅酸鹽即Ｅ玻璃中空玻璃微珠耐水及化學介質的腐蝕性好,具有較低的表面堿性度和含水率,含堿量為重量的0.5%,含水率為體積的0.2%。當有放熱反應時,較高的含水率會導致較多的水分蒸發,**終在產品模塑過程中引起一些缺陷。但是,中空玻璃微珠與通常的填料相比其幾何尺寸是較為完整的中空球體,粒度為10～180μｍ,壁厚為1～3μｍ,它們象軸承一樣互相之間能夠滾動,具有很好的自由流動性。
3　優點
  中空玻璃微珠具有質輕、低導熱、無毒、不燃、化學穩定性好、高分散等優點。這些優點特別是能夠在模塑完成的成品中體現出來。**終產品重量輕,容易安裝,并且特別適合制作要求有浮力的制品。中空玻璃微珠可以應用在很多材料領域中以提高或改善材料的耐水性、抗壓強度、收縮率和沖擊強度等。密度低,能制取較輕的部件;孔隙率和比表面低,珠體吸收樹脂少,所以即使高量填充,粘度也不高;具有化學穩定性和惰性;良好的抗龜裂性能,**終的制品易于后處理,如鉆孔、切割及打磨,這也是中空玻璃微珠較為容易破壞的另一個優點。由于中空玻璃微珠就象減震器一樣,因此,產品的抗壓強度及抗沖擊強度也得以改善。由于中空玻璃微珠優先于樹脂基體而破壞,降低了制品受沖擊的程度。中空玻璃微珠也具有較好的絕緣性能,這一性能特別是在制品使用過程中遇到有熱水沖擊時,中空玻璃微珠和樹脂便形成了互不連通的熱傳導絕緣層。**后,由于中空玻璃微珠的著色性不好,使得制品有些發白,但有時這也是優點,一方面可以降低白色顏料如鈦白粉的用量,**多可降低50%,另一方面值得一提的是**終產品的色彩較為柔和。
4　在人造大理石及瑪瑙制品中的應用
  中空玻璃微珠較大的用途是人造大理石。在美國,有許多制造商正在使用這種填料,它有以下優點:①改善沖擊性能,正確配方制造的產品其性能高于人造大理石協會的要求。②改善紋理布局及顏色的連續性,使得產品更加美觀、耀目。③降低固化時間,具有較快的模具周轉速度。④改善沖擊強度,提高抗龜裂能力,降低產品的破損率。⑤改善機械加工性,減少去飛邊、切割、鉆空和打磨的時間。⑥降低后處理工具的磨損。⑦改善淺顏色的著色性能,同時降低ＴｉＯ2的用量(雖然有時需要混入一些較深的顏色)⑧重量輕,使其在搬運及安裝過程中變得更容易,也降低了運輸成本。以上所列的優點③～⑧能夠明顯降低成本。表1為人造大理石標準配方及含中空玻璃微珠配方所用樹脂粘度為600～2000ｃＰ,采用中空玻璃微珠不會造成混合體系粘度的增加。在這個配方中重量占3.8%的中空玻璃微珠其體積可達26.8%,這樣會使其**終重量降低30%。由于樹脂的粘度、當時的環境溫度及碳酸鈣的粒度是影響混合物體系粘度的主要原因,因此應優化這些因素,使其紋理更流暢、氣泡更易排除,特別是當樹脂的溫度小于21℃時。碳酸鈣的粒度應小于30目,以減少對玻璃微珠的損傷.
表1　配方中是否含有中空玻璃微珠的人造大理石密度比較
    配方                             Ｗｔ%         Ｖｏｌ%       密度
    標準                樹脂           23            41                    
                         碳酸鈣          77            59            2.079          
                          合計          100           100                

含中空玻璃微珠           樹脂          30.2          37.4            
                      中空玻璃微珠        3.8          26.8       1.466          
                            碳酸鈣       66            35.8            
                            合計          100           100
5  修補復合材料(樹脂膩子)
  修補用的復合材料,其典型的應用是在樹脂中加入中空玻璃微珠以取代部分碳酸鈣、滑石粉等填料制成各種膩子,具有質量輕、附著力強、容易涂沫、低收縮性等優點,尤其是砂磨和拋光等加工性能顯著提高。對空心微珠來說,灰塵是一個問題,有趣的是,在后處理過程中,比如打磨,導致空心微珠的破壞形成的灰塵其密度同玻璃的一樣,這樣它便不會漂于空中而很容易地降落到地面上。這樣會大大減少空氣中粉塵含量過高的缺點。這種膩子廣泛用于玻璃鋼制品、汽車、船舶、機床等的修補作業中。應當注意的是中空玻璃微珠的直徑不宜過大,防止打磨后留下太大的針孔,同時要選擇更加理想的級配。表2是典型的膩子配方,當然要根據樹脂的粘度等因素來做適當的優化。
表2　含有中空玻璃微珠的膩子配方
    組　成         密度           Ｗｔ%          Ｖｏｌ%
     樹　脂        1.14            37             42
  中空玻璃微珠     0.23             5             29
     滑石粉        2.60            58             29　　
這個配方的密度為1.3ｇ/ｃｍ3,而普通膩子為1.89ｋｇ/ｃｍ3左右。
6　合成泡沫塑料塊及輕質芯材
  早在1971年ＳＰＩ年會上就有一篇研究論文中介紹道,在環氧樹脂中加入中空玻璃微珠得到了較高質量的泡沫,并且密度降低了20%～30%。泡沫密度為0.66ｇ/ｃｍ3時靜壓強度為1136ｋｇ/ｃｍ2。在制造輕質ＧＲＰ芯材時,正是由于采用了中空玻璃微珠才使得技術問題得以解決。與通常玻璃鋼相比,這種芯材的使用大大提高了制品的剛度并降低重量,根據剛度來選擇芯材的厚度。芯材的密度為0.57ｇ/ｃｍ3～0.67ｇ/ｃｍ3,抗壓強度為284ｋｇ/ｃｍ2～426ｋｇ/ｃｍ2。廣泛應用于各種工業制品,如車輛、船舶、建筑用夾層復合板,運動器材、模型、深水浮體等。
7　聚酯家具
  聚酯家具是中空玻璃微珠的另一應用領域,主要是降低其密度,例如,它能使混合物的密度達到0.9ｇ/ｃｍ3,而用珍珠巖為1.09ｇ/ｃｍ3,用碳酸鈣為1.46ｇ/ｃｍ3。同時也提高了砂磨和拋光等加工性能,節約工時為50%左右。隨著中空玻璃微珠比例的增加其剛度也明顯地提高。
8　玻璃鋼噴涂工藝
  含有中空玻璃微珠的樹脂體系可以采用無氣噴涂設備來噴涂,再加上玻璃纖維短切氈、布及其它織物能夠制造船舶用層合板。隨著體系內壓力的不同來選擇相應類型的中空玻璃微珠。較為典型的配方是中空玻璃微珠的體積含量為22%,相應的重量含量為5%左右。利用較低剪切力的攪拌設備便能很好地使之分散到樹脂中去。
9　ＳＭＣ和ＢＭＣ制品
  在ＳＭＣ和ＢＭＣ中加入中空玻璃微珠能夠使其**終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,介電性能也得到大大地改善。選擇合適的配方能夠制造出符合特定要求的絕熱板。較為典型的應用實例是能夠制造出較為輕質的汽車和建筑零部件。
10　玻纖纏繞和拉擠工藝
   在纖維纏繞和拉擠工藝中應用中空玻璃微珠能夠降低成本,降低復合材料的密度,提高復合材料的抗沖擊強度和機械加工性能。在拉擠工藝中采用中空玻璃微珠能夠降低樹脂和玻纖的用量。添加8%的中空玻璃微珠就能減少15%以上的玻纖用量。除了減少重量以外,還能夠改善制品的物理、介電和絕緣性能。此外，另一個優點是它在樹脂體系中能夠起到潤滑劑的作用,可以使拉擠速度提高25%～70%。
11　其它樹脂體系
   中空玻璃微珠除了添加到聚酯中以外還可添加到環氧樹脂中,制成合成泡沫塑料塊。在美國環氧/玻璃微珠合成泡沫已經成功地應用到船舵中。這種泡沫塑料塊作為船舵的芯材而表層為玻璃鋼。同聚酯相比環氧在減輕重量的前提下還能夠使之強度得到顯著地增加。實驗室測得的數據表明,用這種材料制成的船舵,其抗彎曲載荷可達2500kg,是工程塑料ABS強度的3倍。在德國也有用聚酰亞胺樹脂和中空玻璃微珠合成的泡沫塑料塊來制造船舵的,這個船舵用在長12.5ｍ,重55kg的帆船上。在結構材料中已經成功地采用了剛性的聚酰亞胺泡沫塑料塊,這種結構能夠使其壓縮、彎曲強度及模量,高溫條件下的尺寸穩定性得以提高。
空心玻璃微球應用非常廣泛：
* 涂料、油漆領域： 油漆油墨，如粘合劑、絕緣漆、防腐漆、耐高溫防火油漆、建筑涂料、.汽車膩子、地板漆、原子灰等。
* 塑料工業領域： 聚丙烯（PP）、尼龍、聚對苯二甲酸（PBT）、聚甲醛（POM）、PA等功能母粒制成品，如汽車飾件、儀表板、家電外殼、風扇、音箱、燈具總承、鑄件、齒輪、結構件、管材等。
* 改性橡膠：
各種工業和民用橡膠制品，如地板膠、電線電纜、各類電氣開關等絕緣材料、軍用民用鞋底、輪胎、傳送帶、墊圈、密封條等。
* 電氣器材、運動器材、醫療器械、汽車部件、汽車殼體、保險杠、活塞環等許多領域。
* 建材工業領域：建筑裝飾、高級路面鋪料、屋頂防水保溫涂層、道路工程、改性瀝青等。
. 封裝材料領域：變壓器灌封料、電子封裝材料等。
* 聚酯領域：各種玻璃鋼家具、船舶、人造大理石
* 航天和空間開發、軍事工業：宇宙飛行器、飛船表面復合材料，乳化炸藥，衛星防火層，.海洋、船舶、深海潛艇等；
* 石油工業：油田固井、管道、防腐保溫、海底工程等。