高性能空心玻璃微珠(以下簡稱HGS)是一種密閉、中空正球體，壁厚1~3μm，內含稀薄的氮氣、二氧化碳等氣體，其主要化學成分為堿石灰硼硅酸鹽玻璃。HGS作為一種輕質微米級的樹脂材料填充劑，可有效降低制品密度、提高或改善制品的耐水性、力學性能、收縮率和流變性能等。

表1 HGS主要性能參數

3. HGS添加在樹脂中的優點

(1) 減輕制品重量

HGS由于密度小，與等重量的其他無機填料相比占據更多的空間，更多地減少樹脂用量和VOC指標，起到減重和節約成本的效果，是一種環保型產品。

（2） 降低制品的收縮和翹曲

HGS具有各向同性，使制品尺寸的穩定性增高，能夠減少收縮和翹曲。

(3) 改善制品的力學性能

若填充比例適當，HGS可改善制品的韌性，拉伸和彎曲性能顯著提高，表面硬度增強。

(4) 改善加工性能

HGS是微小的正球體，球型率高，具有滾珠軸承效應，能提高流動性，降低樹脂混合物的黏度和內應力。因此，在加工過程中復合材料動態生熱少，能防止潤滑不足和局部熱分解，注塑時更容易擠出，不僅減少制品的缺陷，而且使生產效率提高15%-20%。

圖2.HGS的偏光顯微鏡和SEM照片

4. 產品應用

(1) 固體浮力材料

HGS是固體浮力材料中主要的浮力調節介質。我公司產品外抗壓強度高，廣泛應用于深海運載和作業裝備﹑海上石油系統﹑海洋調查監測系統﹑海洋采礦系統﹑浮標系統等海洋領域。

表2.添加HGS的固體浮力材料密度及極限深度

建議使用產品：密度較小的HGS，如H25、H32、H40等。

(2) 工程塑料

HGS作為一種高強度的填料可以有效改進產品性能，包括：

u  有效降低部件重量和吸水率

u  制品不易變形，尺寸穩定性好

u  與樹脂融合較好，易于加工

u  降低樹脂用量，節約成本

u  制品的力學性能得到改善

圖3.添加10wt%.H46的PA66粒子

建議使用產品：根據客戶對密度的需求選用。如加工工藝為注塑，需選用抗壓強度較高的玻璃微珠，如H46、H60等。

(3) 汽車工業

汽車輕量化就是在保證汽車的強度和安全性能的前提下，盡可能地降低汽車的整體質量，從而提高汽車的動力性，減少燃料消耗，降低排氣污染。實驗證明，若汽車整車重量降低10%，燃油效率可提高6%-8%。

HGS對汽車的減重主要應用于以下幾個方面：

1)車身部件：包括車身殼體、車篷硬頂、天窗、車門、散熱器護柵板、大燈反光板、前后保險杠等以及車內飾件；

2)結構件：包括前端支架、保險杠骨架、座椅骨架、地板等；

3)功能件：其主要特點是要求耐高溫、耐油腐蝕，以發動機及發動機周邊部件為主。如：發動機氣門罩蓋、進氣歧管、油底殼、空濾器蓋、齒輪室蓋、導風罩、進氣管護板、風扇葉片、風扇導風圈、加熱器蓋板、水箱部件、出水口外殼、水泵渦輪、發動機隔音板等；

4)其他相關部件：如CNG氣瓶、客車與房車衛生設施部件、摩托車部件、高速公路防眩板和防撞立柱、公路隔離墩、商品檢測車頂柜等。 

例1. 在模塑料（SMC和BMC）中添加空心玻璃微珠使制品重量降低25%~35%，改善介電性能，提高熱變形溫度。

圖4. 轎車復合材料部件示意圖

建議使用產品：低強度的玻璃微珠適合用于發泡材料、對加工強度要求不高的成型方式（如擠出成型、模壓成型等）；高強度的玻璃微珠適用于注塑成型的部

件，及其他對強度要求較高的部件。

(4) 膠黏劑/密封膠

u  降低膠粘劑/密封膠密度；

u  提高粘結強度；

u  減少溶劑用量，降低VOC含量；

u  有效控制膠層厚度，防止溢膠；

u  減小膠粘劑/密封膠干燥時的收縮及開裂現象；

u  耐光、耐熱，提高膠粘劑抗老化性；

u  賦予膠粘劑/密封膠隔熱、隔音、絕緣、阻燃等性能。

    例2. 在發動機用硅密封膠中添加了10%HGS，有效提高了發動機用硅密封膠的初期耐壓性，從而使得發動機用硅密封膠在具有較好即時密封的同時又兼具較高的粘結強度，較好地滿足了發動機部件在裝配時的使用需求。

建議使用產品：H32、H40、H46等。

(5) 用戶行業

HGS應用范圍非常廣泛，目前在復合材料領域使用我公司產品的客戶行業涉及代木、硅橡膠、玻璃鋼、電纜、鞋底、保溫管材、PVC地板、浮體材料、航空航天用電子材料、輕質車用阻尼板、浮雕家飾、輕質粘土、衛浴等。