空心玻璃微珠具有密度小、熱導(dǎo)率低、抗壓強(qiáng)度高、流動(dòng)性好、吸油率低、耐腐蝕以及化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，再加以表面處理，使其在石油鉆井、隔熱保溫涂料、工程塑料、橡膠彈性體、重防腐涂料、膠黏劑、浮力材料、乳化炸藥、電磁屏蔽材料等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用空間。
1、空心玻璃微珠在石油鉆井水泥漿中的應(yīng)用
空心玻璃微珠在石油鉆井中的應(yīng)用主要是利用其密度小、抗壓強(qiáng)度高的特性。閔江本等利用G級水泥、閉孔珍珠巖、空心玻璃微珠、增強(qiáng)材料及粉煤灰、微硅等調(diào)配固井水泥漿，當(dāng)空心玻璃微珠含量為10%～22%時(shí)，可調(diào)配出密度為1.19～1.28g/cm3且性能優(yōu)異的低密度水泥漿，48h抗壓強(qiáng)度可達(dá)12.5MPa。解決了其它低密度水泥漿無法兼顧低密度、高抗壓強(qiáng)度、強(qiáng)耐壓性、防漏的技術(shù)難題。
劉凱等探究了空心玻璃微珠與固井水泥漿的配伍性、流變性和穩(wěn)定性，發(fā)現(xiàn)空心玻璃微珠與水泥漿外加劑配伍性良好，可有效降低水泥漿密度；空心玻璃微珠水泥漿流變性良好，能與水泥漿形成良好的空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，不同配方的空心玻璃微珠水泥漿上下層密度相差小于0.05g/cm3，穩(wěn)定性好。
2、空心玻璃微珠在隔熱保溫涂料中的應(yīng)用
空心玻璃微珠擁有薄壁及空心結(jié)構(gòu)，使其具有較低的熱導(dǎo)率，最低熱導(dǎo)率為0.038W/（m·K），在涂料隔熱保溫性能方面具有廣闊的應(yīng)用前景。
孫萬萬等利用純丙乳液作為成膜劑、金紅石型鈦白粉作為反射顏料、空心玻璃微珠作為隔熱填料制得外墻用反射隔熱保溫涂料，其太陽光反射率達(dá)到0.88，隔熱最大溫差為12.5℃，具有良好的反射隔熱保溫效果。
李建濤等使用隔熱保溫功能填料氣凝膠和空心玻璃微珠制備了隔熱、耐高溫型有機(jī)/無機(jī)復(fù)合保溫涂料，涂料最低熱導(dǎo)率可達(dá)0.035W/（m·K），可在1100℃穩(wěn)定使用。
Jie等利用溶膠-凝膠法在空心玻璃微珠上均勻的包覆一層TiO2，有效提高了空心玻璃微珠的紅外反射率（由88.31%提高到96.27%）；使用表面包覆TiO2的空心玻璃微珠制備的涂料兼具反射、隔熱、保溫性能，涂覆所制備復(fù)合材料的內(nèi)外溫差達(dá)到22.4℃。
3、空心玻璃微珠在工程塑料中的應(yīng)用
隨著社會的進(jìn)步，具有高強(qiáng)度、剛度、韌性和抗疲勞等性能的工程塑料已被作為塑帶鋼的主體材料，被廣泛用于汽車工業(yè)、電子電器、電動(dòng)工具和體育器材等領(lǐng)域。但為了滿足輕量化的需求，各種工程塑料被加工得越來越薄，隨之出現(xiàn)薄壁制件嚴(yán)重翹曲的現(xiàn)象，翹曲主要是由于其增強(qiáng)材料的各向異性引起的。空心玻璃微珠作為一種低密度、各向同性的功能性填充材料，一方面可以滿足材料輕量化的需求，另一方面還能起到防止材料翹曲的作用。
郭唐華等以尼龍6為基體材料，空心玻璃微珠和玻璃纖維為填料，通過雙螺桿共混擠出的方式制得低密度增強(qiáng)尼龍6。研究表明：擠出機(jī)通過側(cè)喂料的方式可以明顯減少空心玻璃微珠的破碎，添加空心玻璃微珠可以明顯降低材料的密度，并提高材料的尺寸穩(wěn)定性，防止制件翹曲；空心玻璃微珠比例越高，制件的翹曲變形越小。空心玻璃微珠的預(yù)處理并未起到提高材料機(jī)械性能的作用。
王幫進(jìn)利用馬來酸酐對密度為0.6g/cm3的空心玻璃微珠進(jìn)行表面處理，然后再和聚丙烯以及其它助劑共混造粒，測試其樣條的性能。結(jié)果表明：隨著空心玻璃微珠含量的增加，聚丙烯的密度、缺口沖擊強(qiáng)度、斷裂伸長率隨之減小，拉伸強(qiáng)度呈現(xiàn)出先增后減的趨勢，彎曲強(qiáng)度、彎曲模量、維卡軟化溫度則隨空心玻璃微珠含量的增加而增大。當(dāng)空心玻璃微珠質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%時(shí)，聚丙烯的力學(xué)性能最優(yōu)，同時(shí)材料密度明顯降低，既實(shí)現(xiàn)了材料輕量化的需求，又滿足了其力學(xué)性能的要求。
4、空心玻璃微珠在橡膠彈性體中的應(yīng)用
在橡膠彈性體中的應(yīng)用主要是利用空心玻璃微珠的低密度、高填充比來降低材料密度和體積成本；同時(shí)利用空心玻璃微珠是表面光滑的正球體的滾珠效應(yīng)，來改善材料的加工流動(dòng)性；此外，還利用其低熱導(dǎo)率的特性制備阻燃、隔熱保溫橡膠彈性體材料。
胡廣君等在丁苯橡膠中加入不同含量的空心玻璃微珠和白炭黑作性能對比。結(jié)果表明，空心玻璃微珠的加入并不會對橡膠的耐磨性能產(chǎn)生影響，但會使其拉伸強(qiáng)度略有增加，加工黏度有所降低。在加入空心玻璃微珠時(shí)橡膠密度和材料成本有大幅降低。
謝超等采用空心玻璃微珠、三聚氰胺聚磷酸鹽/季戊四醇、協(xié)效阻燃劑氫氧化鋁、縮合型室溫硫化液體硅橡膠制得了空心玻璃微珠填充型膨脹阻燃隔熱硅橡膠。隨著空心玻璃微珠含量的增加，硅橡膠拉伸強(qiáng)度先增加后減少，密度和斷裂伸長率逐漸減小，空心玻璃微珠的最佳填充量為30%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），此時(shí)硅橡膠的極限氧指數(shù)值可達(dá)36，熱導(dǎo)率可達(dá)0.15W/（m·K）。
5、空心玻璃微珠在重防腐涂料中的應(yīng)用
空心玻璃微珠在環(huán)氧富鋅重防腐涂料中也能起到重要作用。Anonymous詳細(xì)闡述了空心玻璃微珠在海虹老人的“先鋒盾”環(huán)氧富鋅底漆中起到的不可替代的作用：一是空心玻璃微珠的體積效應(yīng)有助于提高鋅粉的分散，同時(shí)由于其球體結(jié)構(gòu)類似于滾珠軸承，可以提高涂料的流動(dòng)性，防止鋅粉和其它導(dǎo)電類填料的沉降，提高鋅粉的作用效率；二是空心玻璃微珠正球體的各向同性，防止漆膜由于應(yīng)力不一致而產(chǎn)生翹曲或收縮，提高漆膜抗龜裂能力和阻止漆膜微裂紋的擴(kuò)展，從而提高漆膜的抗水滲透性；三是空心玻璃微珠在漆膜的屏蔽功能中也起到重要作用，涂層在復(fù)試過程中產(chǎn)生的不溶性的腐蝕產(chǎn)物（氯化物、氧化物）會沉積在空心玻璃微珠的表面，填補(bǔ)漆膜裂紋，起到裂紋自愈合的作用，從而防止腐蝕產(chǎn)物接觸到鋼鐵基體。
6、空心玻璃微珠在膠黏劑中的應(yīng)用
建筑密封膠、電子灌封膠等是目前用量最大的有機(jī)膠類。隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，對這兩類膠黏劑也提出了許多新的要求，低密度、節(jié)能化、安全性、可靠性、低成本等都要求這些膠類尋找新的技術(shù)突破。空心玻璃微珠作為一種多功能填料，在膠黏劑行業(yè)也發(fā)揮著重要作用。
曹鶴利用空心玻璃微珠制備出低密度阻燃導(dǎo)熱型有機(jī)硅灌封膠，隨著空心玻璃微珠用量的增加，膠料黏度逐漸上升，流平性變差，但膠料密度逐漸降低，膠料成本降低，綜合考慮空心玻璃微珠用量為10份時(shí)，能滿足動(dòng)力電池灌封膠低密度、導(dǎo)熱、阻燃、電絕緣等指標(biāo)要求，尤其是具有較低的密度，對于降低成本和汽車輕量化具有顯著意義。
蔡耀武等以硅烷改性聚醚樹脂（MS）為主體原料，添加密度為0.38g/cm3的空心玻璃微珠、納米碳酸鈣、重質(zhì)碳酸鈣和其它助劑制得一種用于裝配式建筑領(lǐng)域的MS膠。由于空心玻璃微珠的球型結(jié)構(gòu)具有滾珠效應(yīng)，起到潤滑作用，在合適用量范圍內(nèi)，提高了MS膠的擠出性。另外用密度為0.38g/cm3的空心玻璃微珠等體積替換重質(zhì)碳酸鈣，所得MS膠密度和熱導(dǎo)率大幅降低，除補(bǔ)強(qiáng)作用外，其它力學(xué)性能基本保持不變?？招牟Ａ⒅榭梢圆糠痔娲刭|(zhì)碳酸鈣但不能全部替代。
7、空心玻璃微珠在浮力材料中的應(yīng)用
浮力材料是一種低密度、高強(qiáng)度、耐靜水外壓、耐海洋腐蝕、低吸水率的復(fù)合材料，是現(xiàn)代海洋深潛技術(shù)必不可少的基礎(chǔ)材料。隨著潛水深度的增加，壓力急劇增大，對固體浮力材料耐壓強(qiáng)度方面提出了更高的要求。隨著泡沫浮力材料耐壓強(qiáng)度的提高，其密度會逐漸增加，而空心玻璃微珠作為高抗壓強(qiáng)度、低密度、低吸水率的功能性填充材料，可以替代泡沫發(fā)泡技術(shù)，制備高耐壓強(qiáng)度、低密度、低吸水率的高性能固體浮力材料。
孟明凡等以0.25g/cm3的空心玻璃微珠和雙酚A環(huán)氧樹脂E51為填充物制得空心玻璃微珠固體浮力材料。隨著空心玻璃微珠填充量的增加，浮力材料的單軸壓縮強(qiáng)度和耐靜水壓強(qiáng)度逐漸降低?？招牟Ａ⒅樘畛淞砍^18%后，材料性能大幅降低，此時(shí)浮力材料密度約0.7g/cm3。當(dāng)空心玻璃微珠添加量大于18%時(shí)，會引起體系黏度的增大，這主要是體系內(nèi)空氣氣泡含量增加所導(dǎo)致。
王耀聲等制備了氧化碳纖維/空心玻璃微珠/環(huán)氧樹脂固體浮力材料。環(huán)氧樹脂基體材料的彈性模量會隨著氧化碳纖維的加入而提高，從而降低空心玻璃微珠表面受到的應(yīng)力，其破碎也會因此而減少，由此可減少固體浮力材料中裂紋源的產(chǎn)生，提高固體浮力材料的強(qiáng)度。
劉文棟提供了一種以水為介質(zhì)的空心玻璃微珠浮選方法，通過工藝控制可以實(shí)現(xiàn)空心玻璃微珠密度和粒徑的可控分選，以經(jīng)過浮選的空心玻璃微珠VS5500制得固體浮力材料。當(dāng)空心玻璃微珠體積分?jǐn)?shù)低于40%時(shí)，其浮力材料吸水率小于0.4%，耐靜水壓達(dá)100MPa；當(dāng)體積含量大于40%時(shí)，其浮力材料吸水率略有下降，但耐靜水壓仍達(dá)80MPa；通過添加不同粒徑復(fù)配的空心玻璃微珠制得的高強(qiáng)度固體浮力材料，可用于8000～10000m深海潛水作業(yè)。采用浮選空心玻璃微珠制備的固體浮力材料，既能保持原有性能，又能使其浮力材料密度進(jìn)一步降低，提高有效載荷。
8、空心玻璃微珠在乳化炸藥中的應(yīng)用
在傳統(tǒng)的乳化炸藥中，化學(xué)發(fā)泡劑和珍珠巖為常用的密度調(diào)節(jié)劑，化學(xué)發(fā)泡劑使炸藥密度難以控制，貯存不穩(wěn)定，而珍珠巖粒徑不均，吸油值高，容易使炸藥強(qiáng)度和耐油性受到限制。而空心玻璃微珠型號多、密度和粒徑均勻可控、吸油值低、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，是理想的乳化炸藥敏化劑和密度調(diào)節(jié)劑。
孟自立對比了化學(xué)敏化劑、珍珠巖和空心玻璃微珠對炸藥穩(wěn)定性和作為敏化劑的差異性，指出化學(xué)敏化劑受環(huán)境改變?nèi)菀滓饸怏w泄漏，使炸藥失效。珍珠巖的多孔蜂窩結(jié)構(gòu)吸油率高，容易導(dǎo)致油膜破裂從而使炸藥失去感度。同時(shí)進(jìn)行了珍珠巖和空心玻璃微珠作為敏化劑的爆破試驗(yàn)，結(jié)果表明，在相同的地質(zhì)條件下，使用空心玻璃微珠乳化炸藥消耗量比其它乳化炸藥節(jié)省10%～30%，且炸藥爆破后，煙塵小，視野清晰，爆破面更為平整。
李雪交等采用空心玻璃微珠作為敏化劑，研究了空心玻璃微珠的尺寸和含量對乳化炸藥爆速的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：空心玻璃微珠含量越高，炸藥密度越?。涣綖?～100μm的空心玻璃微珠，質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于2%或大于35%時(shí)，會出現(xiàn)拒爆現(xiàn)象；粒徑為5～100μm的空心玻璃微珠，質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于7%且小于35%時(shí)，隨著空心玻璃微珠含量的增加，爆速減小。由此可見，粒徑在5～100μm的空心玻璃微珠具有優(yōu)異的爆速性能。
9、空心玻璃微珠在電磁屏蔽材料中的應(yīng)用
電磁屏蔽材料中起到吸波作用的主要是磁性微波吸收劑，其能將電磁波以絕緣損耗、磁損耗和阻抗損耗等方式轉(zhuǎn)換成熱能消耗掉，從而起到電磁屏蔽作用。常見的吸波劑多為磁性金屬粉末和鐵氧體，雖然這些材料具有優(yōu)異的吸波性能，但其密度較高，難以滿足現(xiàn)代吸波材料輕量化的要求。
郭凌雁等指出在空心玻璃微珠表面化學(xué)鍍鎳、鍍銀、鍍鈷、鍍銅等，可以制得成本低、輕量化、吸波性能良好的空心玻璃微珠吸波材料。
劉浩通過化學(xué)鍍的方法分別制備了空心玻璃微珠/鐵鎳合金復(fù)合粒子和包覆空心玻璃微珠/鐵的核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合粒子。在同等條件下，制備核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合粒子均具備磁損耗性能，但空心玻璃微珠/鐵鎳合金復(fù)合粒子具有最大的反射損耗（－33.8dB）。
Akesso等在空心玻璃微珠表面均勻的鍍上一層銅膜，得到了鍍銅的空心玻璃微珠，用其作填料制得了具有優(yōu)異電磁屏蔽作用的防護(hù)材料。
空心玻璃微珠作為“二十一世紀(jì)的空間材料”，由于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)性能，已在多個(gè)領(lǐng)域取得了廣泛的應(yīng)用。目前國內(nèi)已打破國外高性能空心玻璃微珠生產(chǎn)技術(shù)的壟斷，空心玻璃微珠的強(qiáng)度和成品率不斷提升，生產(chǎn)成本也不斷降低，推動(dòng)了空心玻璃微珠在各行業(yè)的快速應(yīng)用。隨著對空心玻璃微珠研究的深入，在不遠(yuǎn)的將來空心玻璃微珠在更多尖端領(lǐng)域的應(yīng)用必將得到大力發(fā)展，為我國各行業(yè)的發(fā)展注入新的動(dòng)力。
資料來源：《馬玉民;蔡耀武;張勇;陸瑜翀;李瑤;王建斌.空心玻璃微珠的研究進(jìn)展和應(yīng)用現(xiàn)狀[J].有機(jī)硅材料,2023,37(04):75-80》，由【粉體技術(shù)網(wǎng)】編輯整理，轉(zhuǎn)載請注明出處！
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