复合材料减轻剂——空心玻璃微珠

一、 空心玻璃微珠（以下简称HGS）是一种密闭、中空正球体，壁厚1~3μm，内含稀薄的氮气、二氧化碳等气体，其主要化学成分为碱石灰硼硅酸盐玻璃；其真密度在0.15～0.6g/cm3之间，粒径在2～150μm，抗压强度在2～83MPa（300～12000PSI），导热系数在0.037～0.074W/m*k。
二、HGS添加在树脂中的优点：(1)减轻制品重量：HGS由于密度小，与等重量的其他无机填料相比占据更多的空间，更多地减少树脂用量和 VOC 指标，起到减重和节约成本的效果，是一种环保型产品。（2）降低制品的收缩和翘曲：HGS 具有各向同性，使制品尺寸的稳定性增高，能够减少收缩和翘曲。（3）盖上制品的力学性能：若填充比例适当，HGS 可改善制品的韧性，拉伸和弯曲性能显著提高，表面硬度增强。（4）改善加工性能：HGS 是微小的正球体，球型率高，具有滚珠轴承效应，能提高流动性，降低树脂混合物的黏度和内应力。因此，在加工过程中复合材料动态生热少，能防止润滑不足和局部热分解，注塑时更容易挤出，不仅减少制品的缺陷，而且使生产效率提高 15%-20%。
三、产品应用：（1）固体浮力材料：HGS是固体浮力材料中主要的浮力调节介质。我公司产品外抗压强度高，广泛应用于深海运载和作业装备﹑海上石油系统﹑海洋调查监测系统﹑海洋采矿系统﹑浮标系统等海洋领域。（2）工程塑料：HGS 作为一种高强度的填料可以有效改进产品性能，包括：有效降低部件重量和吸水率、制品不易变形，尺寸稳定性好、与树脂融合较好，易于加工、降低树脂用量，节约成本、制品的力学性能得到改善。（3）汽车工业：汽车轻量化就是在汽车的强度和安全性能的前提下，尽可能地降低汽车的整体质量，从而提高汽车的动力性，减少燃料消耗，降低排气污染。实验证明，若汽车整车重量降低 10%，燃油效率可提高 6%-8%。HGS 对汽车的减重主要应用于以下几个方面：1)车身部件：包括车身壳体、车篷硬顶、天窗、车门、散热器护栅板、大灯反光板、前后保险杠等以及车内饰件；2)结构件：包括前端支架、保险杠骨架、座椅骨架、地板等；3)功能件：其主要特点是要求耐高温、耐油腐蚀，以发动机及发动机周边部件为主。如：发动机气门罩盖、进气歧管、油底壳、空滤器盖、齿轮室盖、导风罩、进气管护板、风扇叶片、风扇导风圈、加热器盖板、水箱部件、出水口外壳、水泵涡轮、发动机隔音板等；4)其他相关部件：如 CNG 气瓶、客车与房车卫生设施部件、摩托车部件、高速公路防眩板和防撞立柱、公路隔离墩、商品检测车顶柜等。（4）胶黏剂/密封胶： 降低胶粘剂/密封胶密度；提高粘结强度； 减少溶剂用量，降低 VOC 含量；有效控制胶层厚度，防止溢胶； 减小胶粘剂/密封胶干燥时的收缩及开裂现象；耐光、耐热，提高胶粘剂性； 赋予胶粘剂/密封胶隔热、隔音、绝缘、阻燃等性能。
四、HGS挤出工艺中的添加建议：a.建议使用双螺杆挤出机，并配备下游进料口，用于添珠。下游进料口的螺杆螺纹应该设置为小剪切压力；b.从树脂熔融处之后开始添珠，建议将挤出机的螺杆速度和出口压力降至小值。
五、HGS 注塑工艺中的添加建议：a.建议使用通用型 3 段螺杆(进料、压缩和计量)加工混有高强度的微珠的树脂；b.料筒尺寸，螺杆长径比：16:1-22:1；c.压缩比，低压缩比螺杆，通常为2:1-3:1；d.推荐采用低注塑速度；e.温度设定：含微珠的混合物通常比无填充物的树脂需要更高的温度。在树脂承受温度的上限情况下熔融可以降低粘度，获得流畅和光滑的无瑕疵表面。
六、HGS 在热固性树脂中的添加建议： a. .先加入树脂及其他助剂，搅拌均匀后再加入空心玻璃微珠，以大程度减少微珠的破损；b.如果您是自主添加偶联剂对玻璃微珠改性，添加先后顺序为：树脂、玻璃微珠、偶联剂、其他助剂，以偶联剂的活性大化。