玻璃微珠在隔热涂料中的隔热性能研究

聚氨酯/空心玻璃微珠复合隔热材料的制备及性能研究肖玉龙1田华安2（1大连船舶重工集团有限公司，辽宁大连，2中国舰船研究设计中心，湖北武汉）摘要：本文在PPG-TDI-MOCA聚氨酯弹性体材料中添加空心玻璃微珠，制备了聚氨酯/空心玻璃微珠复合材料，研究了空心玻璃微珠对聚氨酯弹性体材料性能的影响。

可以发现经过偶联剂处理后的空心玻璃微珠表面会形成了偶联界面，能够有效改善微珠与聚氨酯基体之间的相容性。

随着空心玻璃微珠用量的增加，复合材料的拉伸强度和扯断伸长率都会降低，且粒径越大降幅越大。

通过观察复合材料断面，可以发现空心玻璃微珠粒径越小，其在复合材料中的分散情况越好。

随着空心玻璃微珠用量的增加，复合材料的热导率呈现下降趋势，且填充同样含量的空心玻璃微珠，粒径越小，复合材料热导率越小，隔热性能越好。

关键词：聚氨酯；空心玻璃微珠；偶联剂空心玻璃微珠（Hollow Glass Microspheres，HGB）是一种无机非金属材料，具有质量轻、体积大、热导率低，抗压强度高、分散性、流动性、稳定好等优点；同时具有低吸油、绝缘、自润滑、隔音、无毒等一些普通材料不具备优异性能[1]。

国外从20世纪70年代开始将其作为一种新型填充材料，在复合材料、石油化工、航空航天、涂料等领域开展了应用研究[2]，近年来国内也对该材料进行了广泛的应用研究[3]。

本文以空心玻璃微珠与PPG-TDI-MOCA液体聚氨酯弹性体材料（PU）为主制备了低热导率的轻质PU/HGB复合材料，分析了空心玻璃微珠填料含量及粒径大小对材料隔热性能、力学性能、分散情况的影响。

1 实验部分1.1 主要原材料PPG-TDI型聚氨酯预聚体：牌号T1178A，异氰酸酯（NCO）含量：2.87%，黎明化工研究院产品；MOCA：3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷（MOCA），江苏化工农药集团有限公司产品；空心玻璃微珠：牌号：QH500、QH550、QH700，秦皇岛秦皇空心玻璃微珠公司产品；硅烷偶联剂：牌号：KH560、KH570，南京全希化工有限公司产品。

膨胀玻化微珠无机保温砂浆隔热效果以膨胀玻化微珠无机保温砂浆隔热效果为标题的文章随着人们对节能环保的重视，建筑保温材料的研发也日益受到关注。

膨胀玻化微珠无机保温砂浆作为一种新型的保温材料，以其优异的隔热效果而备受关注。

本文将以膨胀玻化微珠无机保温砂浆的隔热效果为主题，探讨其原理和优势。

我们来了解一下膨胀玻化微珠无机保温砂浆的基本概念。

膨胀玻化微珠是一种无机保温材料，由石英玻璃微珠在高温下膨胀而成。

它具有质轻、导热系数低、耐高温和耐化学腐蚀等优点。

而膨胀玻化微珠无机保温砂浆则是将膨胀玻化微珠与水泥、石灰、砂等材料混合而成的一种粘结材料，具有良好的隔热性能和施工性能。

膨胀玻化微珠无机保温砂浆的隔热效果主要源于膨胀玻化微珠的特殊结构和性质。

膨胀玻化微珠的表面覆盖有大量的气孔，这些气孔能够有效地阻碍热传导，使得热量难以通过材料传递。

同时，膨胀玻化微珠具有低导热系数，使得其本身就能够减少热量的传递。

因此，膨胀玻化微珠无机保温砂浆能够有效地隔离室内外的热量交换，降低能耗，提高建筑的能源利用效率。

与传统的有机保温材料相比，膨胀玻化微珠无机保温砂浆具有以下优势。

首先，由于膨胀玻化微珠具有良好的隔热性能，所以可以在相对较薄的保温层厚度下达到较高的隔热效果，节省了建筑空间。

其次，膨胀玻化微珠无机保温砂浆具有良好的耐久性和稳定性，不会因为长时间的使用而导致保温性能下降。

再次，膨胀玻化微珠无机保温砂浆不易燃烧，具有良好的阻燃性能，提高了建筑的安全性。

最后，膨胀玻化微珠无机保温砂浆不含有毒有害物质，对人体和环境无害，符合节能环保的要求。

除了以上的优势外，膨胀玻化微珠无机保温砂浆还具有一些其他的特点。

例如，它具有良好的吸声性能，可以降低建筑内部的噪音传播。

同时，膨胀玻化微珠无机保温砂浆具有较高的抗裂性和抗冻性，能够适应不同地区的气候条件。

此外，膨胀玻化微珠无机保温砂浆的使用寿命长，可以达到50年以上，减少了维护和更换的成本。

玻璃微珠的用途和特点玻璃微珠，也称玻珠或玻璃微球，是一种常见的工程用材料。

它是由玻璃制成的小球，直径在几微米至几毫米不等。

玻璃微珠具有轻质、硬度高、化学稳定性好等特点，所以在各种领域都有广泛的应用。

一、建筑工程领域1、混凝土密封剂。

将玻璃微珠与耐酸碱树脂等材料相混合，制成混凝土密封剂，可以用于防止水渗漏。

2、涂料添加剂。

将玻璃微珠添加到涂料中，可以使涂料增加硬度、耐久性和光泽度。

3、保温材料。

将玻璃微珠混合在聚氨脂泡沫中，制成保温材料，可以提高材料的保温性能。

4、交通标线。

将玻璃微珠添加到交通标线漆中，可以增加标线的反光度，提高行车安全。

二、化工领域1、催化剂载体。

将催化剂放在玻璃微珠表面，可以增加催化剂的表面积，提高反应效率。

2、吸附剂。

将玻璃微珠置于高温下，使其表面产生静电场，可以吸附有机物等污染物。

3、填充物。

将玻璃微珠添加到聚酰亚胺等高分子材料中，可以提高材料的强度和刚度，用于制造高强度结构件。

三、医疗领域1、人工骨料。

将玻璃微珠与羟基磷灰石等材料相混合，可以制成人工骨料，用于修复骨折或缺损。

2、医用填充材料。

将玻璃微珠与生物可吸收聚合物等材料相混合，可以制成医用填充材料，用于填补软组织或骨骼缺损。

3、植入物包覆。

将玻璃微珠与生物耐久性较好的聚合物混合，在植入物表面形成薄膜，可以降低对宿主的免疫反应，增加植入物的耐用性和生物相容性。

四、其他领域1、制造玻璃产品时，玻璃微珠作为取代石英砂的原料，可以提高玻璃的透光性和光学性能。

2、制造隔热材料时，玻璃微珠可以作为轻质填充材料，提高材料的绝热性能。

综上所述，玻璃微珠具有广泛的用途，其特点就是轻质、硬度高、化学稳定性好等。

在不同的领域，可以通过不同的加工方式来制成合适的产品，为人类生产和生活提供更多方便和帮助。

涂料用隔热材料玻化微珠
隔热材料玻化微珠是一种新型的高性能材料，被广泛应用于涂料领域。

它具有优异的隔热性能和稳定的化学性质，可以显著提高涂料的隔热效果。

玻化微珠是一种由玻璃原料制成的微小球形颗粒。

它的特点是具有轻质、多孔的结构，内部充满了微小的气孔。

这种微珠有着非常低的热导率，使得其能够有效地隔离和减缓热传导。

同时，它的密度也比较低，因此可
以有效地减轻涂料的重量，提高涂布效率。

在涂料中添加玻化微珠可以显著提高涂料的隔热效果。

当涂料被施工
于建筑物的外墙或屋顶表面时，玻化微珠能够阻止热量的传导，减少热量
的损失。

据研究表明，添加玻化微珠的涂料可以减少建筑物表面热传导的50%以上，极大地降低了建筑物的能耗。

此外，玻化微珠还具有良好的化学稳定性和耐候性，可以耐受各种环
境的腐蚀和紫外线的照射。

因此，涂料中添加玻化微珠不会影响涂料的使
用寿命和外观质量。

涂料中添加玻化微珠的制造方法也比较简单。

一般来说，可以通过将
玻化微珠与涂料的基料进行混合，然后进行干燥固化得到含有玻化微珠的
涂料。

与传统的涂料相比，添加了玻化微珠的涂料具有更高的施工性能和
更好的涂布效果。

总之，玻化微珠作为一种新型的隔热材料，已经在涂料领域得到了广
泛的应用。

它具有优异的隔热性能和稳定的化学性质，可以显著提高涂料
的隔热效果。

随着节能环保意识的提高，越来越多的涂料企业开始采用玻
化微珠来研发和生产高性能的隔热涂料，以满足市场的需求。

随着技术的
不断进步，相信玻化微珠将在涂料领域发挥更加重要的作用。

纳米保温隔热涂料隔热原理解析纳米保温隔热涂料以自交联丙烯酸乳液为成膜物、以SiO2气凝胶、空心玻璃微珠、六钛酸钾晶须等为填料，在多种助剂的配合下制备而成。

涂料具有施工薄层、纳米孔绝热、安全防火、环保节能、性价比优等优点。

纳米保温隔热涂料的隔热原理热量的传导总是由高温区向低温方向传递，热量的传导有固体热传导、空气对流热传导、辐射热传导3种方式。

纳米保温隔热涂料的特点是：能够将上述3种热传导途径进行有效阻隔或屏蔽。

在涂料组分中，起关键隔热作用的是纳米SiO2气凝胶，其次是六钛酸钾晶须和空心玻璃微珠。

纳米SiO2气凝胶是一种保温隔热性能非常优秀的轻质纳米多孔非晶固体材料，其孔隙率高达80%~99%，孔洞的典型尺寸为2~50nm，平均孔径为20nm，比表面积为600~1000m2/g，表观密度为0.003~0.35g/cm3，室温导热系数可低达0.013W/(m?k)，即使在800℃高温下，其导热系数才为0.043W/(m?k)，且高温下不分解，无有害气体放出，是纯绿色环保材料，其缺点是强度低、脆性大，单独使用困难。

将纳米SiO2气凝胶与硅酸铝纤维和空心玻璃微珠混配，在弹性成膜物的交联作用下，可大大改善涂层的物理机械性能。

1.SiO2气凝胶的隔热机理固体热传导：SiO2气凝胶是由若干Si-0-Si基团相互连接聚集形成的纳米三维网络骨架结构，由于近无穷多纳米孔的存在，固体热传递只能沿着孔壁传递，近无穷多气孔壁构成了近于“无穷长路径”效应，使得固体热导率降到几乎最低极限。

对流热传导：SiO2气凝胶的介孔尺寸为2~50nm辐射热传导：辐射传导热是一种非接触式的热量传递。

由于气凝胶为均匀的纳米气孔，且具有极低的体积密度，使材料内部气孔壁数目趋于“无穷多”，而每个气孔壁都有遮阳板的作用，从而产生近于“无穷多遮阳板”效应，使辐射传热下降到最低极限。

2.六钛酸钾晶须的隔热机理六钛酸钾晶须为连锁隧道式结构，松散密度为0.1~0.3g/cm3，比表面积为11m2/g，介孔尺寸为直径0.8~1.2?m、长度30~50?m，导热系数低(常温0.0534W/(m?k)，且具有负温度系数(温度越高导热系数越)，760℃时导热系数为0.0174W/(m?k);红外线透过率小：在波长0.9~2.4?m范围，厚0.25?m六钛酸钾晶须透过率仅为8.4%。

高性能空心玻璃微珠的特点以及在涂料中的应用简介高性能空心玻璃微珠是一种中空的微米级圆球粉末状超轻质无机非金属材料，因性能优异，被誉为“复合材料之王”、“新时代的空间材料”、“魔粉”，是二十一世纪高端复合材料的主流品种，是近些年来在全世界特别是发达国家得到广泛应用的新型功能性工业填料，具有质量轻、强度高、隔热保温、流动性好、耐腐蚀等诸多独特的特点。

它是制造大飞机等航空航天器必需的特种材料，是海洋领域通用的基础材料，是军事工业不可或缺的核心材料，是油气田开采中最抗压的密度调节材料，是建筑、电子、化工、汽车、塑料、油漆涂料、体育用品、玻璃钢、代木、人造大理石等众多行业的特种功能性填充料，有着广阔的市场应用前景和神奇的产品应用效果。

空心玻璃微珠的特点：1、绝佳的隔热保温效果紧密排列的空心玻璃微珠内部含有稀薄的气体，其导热系数低，所以涂层具有非常好的隔热保温效果，这一特性已在保温涂料中得到广泛应用2、高效的填充性微小球形微粒决定了其有最小的比表面积及低吸油率，可大大减少树脂的用量及涂料中其他各生产成份的使用量。

3、优良的环保性能在高填充量的前提下，涂料的黏度增加不明显，因此溶剂的使用量可减少，就能降低涂料在使用过程中有毒气体的排放量，有效减小VOC指标。

4、较小的摩擦力空心玻璃微珠是球形的微粒，起到轴承的作用，摩擦力小，可以增强涂料的流动涂抹性能，使施工更方便。

5、良好的化学抗性涂层具有更佳的防水，防污，防腐蚀性能。

化学惰性的表面能够起到抗化学腐蚀的作用。

6、绝交的导热系数特性空心玻璃微珠的导热系数低，因此涂料自身热阻大、导热系数低。

空心玻璃微珠的应用类型：1、建筑涂料优点：对建筑起到隔热保温效果、涂料使用寿命增长，效果更好、起到一定的填充作用，降低VOC。

保证原有质量的前提下可以减少涂料其他成分使用量，同时涂料涂层具有隔热保温效果，增强涂层的弹性，以及防污、防腐蚀、防紫外线、防黄变以及抗刮效果，费用较一般保温材料低，很好提升涂料的综合性能。