空心玻璃微珠
空心玻璃微珠是近年来发展起来的一种用途广泛、性能优异的新型材料，该产品的主要成分是硼硅酸盐，粒度为10-250微米、壁厚为1-2微米、密度在0.1-0.7g/m3的空心球体。

由于其密度小、导热性能低、介电常数小、耐化学腐蚀等特点而广泛应用于乳化炸药、隔热防火材料、隐形消声材料、高级绝缘材料、化工产品添加剂等军事、民用及其他高科技领域。

目前，国际上只有美国的3M 公司、日本的旭硝子公司等几个公司能够生产，但质量能够全面符合技术要求的只有美国的3M一家。

国内90年代曾耗资数千万元引进国外的生产技术和设备，但由于技术上的原因，迄今产品质量和规格还不能满足市场需要。

因此，高质量空心玻璃微珠材料的生产在国内仍是空白。

一.空心玻璃微珠产品特性
1.颜色纯白。

可广泛用于任何对外观颜色有要求的制品中。

2.比重轻体积大。

空心玻璃微珠的密度约是传统填充料微粒密度的十几分之一，填充后可大大减轻产品的基重，替代及节省更多的生产用树脂，降低产品成本。

3.具有有机改性（亲油性）表面。

空心玻璃微珠润湿分散容易，可填充于大多数热固热塑性树脂中，如聚酯、环氧树脂、聚氨酯等。

4.高分散、流动性好。

由于空心玻璃微珠是微小圆球，在液体树脂中要比片状、针状或不规则形状的填料更具有较好的流动性，所以充模性能优异。

更重要的是这种小微珠是各向同性的，因此不会产生因取向造成不同部位收缩率不一致的弊病，保证了产品的尺寸稳定，不会翘曲。

5.隔热、隔音、绝缘、吸水率低。

空心玻璃微珠的内部是稀薄的气体，所以它具有隔音、隔热的特性，是做为各种保温、隔音产品的极佳填充剂。

空心玻璃微珠的隔热特性还可用于保护产品经受急热和急冷条件之间交替变化而引起的热冲击。

较高的比电阻，极低的吸水率使其可广泛用于加工生产电缆绝缘材料。

6.吸油率低。

球体的微粒决定了其有最小的比表面积及低吸油率，使用过程中可大大减少树脂的用量，即使在高添加量的前提下粘度也不会增大很多，大大改善了生产操作条件，可使生产效率提高10％～20％。

三.国外技术现状
美国3M公司代表着当前国际上空心玻璃微珠市场化的最高水平，其技术现状如图1和表1所示：
图1 3M公司玻璃微珠技术现状
表1 3M公司玻璃微珠技术现状
广州兆通玻璃微珠商行是国内少数几家工业生产空心玻璃微珠的厂家。

该厂全套设备国外引进，采用国际上先进的生产工艺，生产的空心玻璃微珠其主要性能指标接近国际同类产品先进水平。

五．市场前景分析
目前，国际市场上空心玻璃微珠需求量十几万吨，我国在乳化炸药、建材、化工产品添加剂等方面需求量达万吨以上。

而目前国内市场上提供的“空心玻璃微珠”多是从煤渣中用漂浮法筛选出来漂珠，其产品质量根本无法满足市场需求，用合成方法生产出高质量的空心玻璃微珠乃是当务之急。

而从国外进口该类产品，其价格为5-8万元/吨，国内类似产品其价格也在1.6万元/吨左右。

六.生产工艺
(1) 粉末法
玻璃的发泡是采用玻璃生产中常用的芒硝(Na2SO4)，玻璃化时芒硝中的SO3一部分成为SO2排往大气，另一部分则被玻璃溶解吸收。

在玻璃重新升至1400℃时SO3在玻璃中的溶解度急剧下降，并作为SO2和O2放出，粉末法即是利用这一重沸现象生产空心微珠的。

粉末法的生产工艺流程如下图所示。

在配料时将芒硝加入，在不引起重沸而使SO3挥发条件下熔融后水淬成熔块，制成的熔块用球磨机粉碎，振动筛分级后，将玻璃粉投入到发泡炉中，重沸使玻璃中的SO3反应放出O2及SO2，使玻璃发泡，同时玻璃熔化后因其表面张力成珠，然后由收尘设备收集。

(3)液滴法
下图为液滴法生产空心玻璃微珠的工艺流程。

该方法采用的原料为水玻璃(m(SiO2)：m(Na2O0)=2)，水玻璃(Na2O0=14．7％)的溶液中含H2O55．9％，取这种水溶液500份加入同量的10％五硼酸铵水溶液，搅拌至混合均匀。

然后将这种水溶液喷至喷雾干燥塔中，干燥塔入口温度390～420℃，出口温度140～160℃。

回收的微珠组成为：SiO2 51．8％，Na2O25．4％，B2O 311．6％，H2O 12．2％，密度为0．19 g／cm3。

回收的微珠还需在干燥机内干燥(300℃)，干燥后微珠组成为：SiO2 56％，Na2O 28％，B2O312．7％，H2O 3．3％，密度为0．192 g／cm3。

(3)干燥凝胶法
下图为干燥凝胶法的工艺流程。

配料比为：Si(OC2H5)4 2595 g，NaOCH3 466 g，Ca(OC2H5)2 3171g，AI(OC4H9)3 121 g，B(OCH3)3 150 g。

将以上醇盐配料后放人稀HCl中加水分解，凝胶化后，依次在60℃，150℃下两阶段干燥后成为干燥凝胶，然后用球磨机粉碎，分级后得到63～177／µm干燥凝胶粉。

将凝胶粉投入立式1280℃的电炉中发泡，可制成平均粒度142／µm、平均粒子密度为1.03 g／cm3的空心玻璃微珠。