科普丨空心玻璃微珠在涂料中的独特功能及应用

在涂料中，颜填料用于遮盖、赋色，降低成本，并赋予涂料一定的功能性，如增加强度、提高附着力，改善流变性能等。

漆膜的性能由其成膜物、填料及其占比决定。改善漆膜性能，目前解决方案多是从改善树脂性能和助剂着手，而忽略了功能性颜填料的改善对于漆膜性能也有重要作用。

1空心玻璃微珠的优异物性

分为硼硅酸盐玻璃，电镜下观察为空心透明正球体。外观为白色粉末，粒径在1～130μm之间，真密度为0.12～1.60g/cm³，导热系数是0.038～0.085W/m.K，最高耐压强度30000 psi。

完美的中空球形结构赋予了HGS低密度、高强度、导热低、防辐射、耐腐蚀、绝缘性、分散性、流动性、稳定性好的优点，对各种材料的性能升级和优化具有重要意义，可改善或决定材料的如下性质：密度（降低）、粘度（降低）、流变性（增稠、不留挂）、收缩（降低）、冲击强度、硬度、隔热保温性、耐磨性、耐高温、耐酸碱、绝缘性等。

2空心玻璃微珠在涂料体系中的独特功能

有效改善涂料体系的流变性

满足不同场景下（储存、运输、流平、混合、涂刷、喷射）对流变性能的要求。

调节空心玻璃微珠的体积占比和粒径分布能有效改善体系流变性。

显著提高体积固含量

球形颗粒的孔隙率最小，小的微球填充了大的微球间隙。通过选择不同粒径分布的空心玻璃微珠，可调节体系孔隙率，精准调控涂料体系固含量。同时减少树脂及溶剂的用量，有效减少VOC排放，从而降低涂料成本。

隔音、隔热、保温

空心玻璃微珠内部是真空稀薄（真空度约1/3）的气体，阻隔红外光能力强，较低的导热系数，使其具有优异的隔热保温等功能。

提升漆膜性能

微球中空结构，受到冲击时会吸收、消化冲击强度，使漆膜的抗冲击性能提高；隔热特性还可用于保护涂膜经受急热和急冷条件之间交替变化而引起的热冲击。

增稠、不留挂

微米粒径（1～130μm），易分散，不团聚，各向同性、流动性好。

降低密度、实现轻量化

密度低（真密度：0.12～1.60g/cm³）、能显著降低涂料密度，实现特殊场景的轻量化需求。

颜色配伍性好

空心玻璃微珠为白色粉末，散射能力强，折射率低（小于空气）防辐射、具有很好的消光作用和遮盖力。

3空心玻璃微珠在应用中存在的问题

在涂料配方中作为功能性填料少量使用，产品配方中微珠占比小，没有量变就引不起质变，其功能性表现不明显，仅能起到降低密度、降低成本的作用。其功能性受到市场怀疑。只有对空心玻璃微珠的优异物性深入了解，配方设计中将微珠做为主要结构性颜填料考虑，量变引起质变，才能实现空心玻璃微珠的真正价值。

工艺上需做改造。空心玻璃微珠是中空结构，密度小，在传统工艺中会遇到上浮、破碎、粉尘等问题。

微珠表面需要改性。与体积颜填料相比，单个颗粒粒径偏大，与成膜物接触面积大，产生界面应力问题的可能性增大，力学性能会受影响，需对微珠表面进行改性。另外粒径过大外观会有差别。

空心玻璃微珠的中空密闭球形结构赋予了其优异物性，被誉为“二十一世纪的空间材料”，能解决涂料行业的许多棘手问题，有时甚至起着决定性作用。只有在涂料配方设计中将其作为重要组分，与改善成膜物性能协同创新，另辟蹊径，才能开发出更多更好的涂料产品。

文章来源：PCI可名文化