As microesferas de vidro ocas (HGM), como enchimento em materiais compósitos, têm sido amplamente aplicadas em campos como revestimento e pintura, materiais especiais e exploração de recursos devido à sua estrutura leve e oca, isolamento térmico e propriedades quimicamente estáveis. Nos últimos anos, dentro da indústria de revestimentos, pesquisadores abordaram significativamente desafios como baixa compatibilidade interfacial e fraca força de ligação interfacial entre HGM e matrizes de resina por meio de tecnologias de modificação. Esses avanços gradualmente atenuaram vários defeitos em revestimentos aprimorados por HGM, levando a escopos de aplicação cada vez mais amplos e características de desempenho mais excepcionais. Este artigo analisará brevemente as diversas aplicações de microesferas de vidro ocas no campo de revestimentos e explorará suas perspectivas futuras.
Revestimento de isolamento térmico
O HGM tem baixa densidade e alta fluidez. Ele também tem baixa condutividade térmica. Devido a essas características, ele serve como um enchimento importante em materiais compostos de isolamento térmico. Seu formato de esfera pequena e oca muda como a luz viaja quando atinge a casca. Isso melhora a retrodispersão e a refletividade da luz do revestimento. Como resultado, ele reduz a energia de radiação térmica externa de passar e mantém o calor do lado de fora. Além disso, a estrutura oca de parede fina do HGM tem uma condutividade térmica próxima à do ar [0,026 W/(m·K)]. Esse recurso ajuda a reduzir a condução de calor em ambos os lados do revestimento de forma eficaz.
Recentemente, pesquisadores têm usado HGM em diferentes revestimentos de isolamento térmico.
O efeito de isolamento térmico depende de alguns fatores principais:
- Tamanho da partícula
- Densidade de partículas
- Espessura do revestimento
- Quantidade adicionada
Revestimentos de isolamento térmico mais espessos geralmente melhoram o efeito de isolamento térmico do HGM. No entanto, eles também podem levar ao encolhimento severo do filme úmido à medida que seca, o que reduz significativamente a adesão do revestimento. Reduzir a espessura do revestimento e, ao mesmo tempo, melhorar a adesão é um desafio fundamental. Precisamos de modificação de superfície eficaz e uma dispersão uniforme do HGM. Além disso, devemos garantir que o revestimento mantenha um excelente desempenho de isolamento térmico. Esse equilíbrio é crítico na pesquisa atual.
Revestimento retardante de fogo
HGM é um material inorgânico. É não combustível e retardante de chamas. Devido a essas características, ele pode ser usado para fazer revestimentos retardantes de fogo. HGM funciona como um retardante de fogo ao retardar a transferência de calor. Sua baixa condutividade térmica atrasa o calor externo de atingir o interior. Isso ajuda a retardar a propagação da chama na superfície do revestimento. Como resultado, reduz a taxa de decomposição térmica no substrato. Além disso, o peso leve do HGM reduz a densidade de revestimentos retardantes de fogo espessos e não expansíveis. Isso ajuda a reduzir a carga em substratos de estrutura de aço.
Estudos mostram que revestimentos retardantes de fogo com HGM como enchimento funcionam melhor do que aqueles com perlita expandida ou sepiolita. Isso é verdade mesmo com a mesma quantidade adicionada. Outros pesquisadores combinaram HGM com enchimentos. Estes incluíam nano-sílica, microesferas de sílica ocas e carboneto de boro. Eles encontraram a melhor mistura para desempenho retardante de fogo. HGM em revestimentos retardantes de fogo intumescentes também impede que outros retardantes de chama se expandam. Isso pode fazer com que o revestimento descasque e reduza sua resistência retardante de fogo. Portanto, quando usado como enchimento retardante de fogo, HGM é mais usado em revestimentos retardantes de fogo não expansíveis.
Revestimento anticorrosivo
O HGM tem forte resistência à compressão e resiste bem à corrosão. Também tem boa químico estabilidade. Então, pode ser usado para fazer revestimentos anticorrosivos. Ele aumenta a resistência ao desgaste e ao impacto no revestimento. Ele também reduz a porosidade. Isso retarda a entrada de sal e umidade. Como resultado, a estrutura de aço dura mais. Em revestimentos anticorrosivos, o HGM ajuda o pó de zinco a se espalhar uniformemente. Seu formato redondo é como um rolamento de esferas. Isso faz com que o revestimento flua melhor. Ele impede que o enchimento se assente e aumenta a eficiência do pó de zinco.
Pesquisadores descobriram que trocar um pouco de pó de zinco por HGM pode cortar custos de revestimento. Ele ainda atende aos padrões anticorrosivos, mas a resistência à névoa salina será menor. HGM e agentes tixotrópicos funcionam bem juntos. Eles impedem que o pó de zinco se aglomere ou se assente. Isso ajuda a manter os revestimentos anticorrosivos estáveis durante o armazenamento. O HGM tem uma estrutura esférica positiva. Isso significa que ele absorve menos óleo do que outros enchimentos. Então, ele ajuda a diminuir a viscosidade do revestimento. Como resultado, ele melhora o desempenho da construção. O HGM pode melhorar a fluidez do revestimento. Isso ajuda o pó de zinco a se dispersar uniformemente. Ele também previne rachaduras na película de tinta e promove o autorreparo dessas rachaduras.
Revestimentos de absorção de radar
Revestimentos absorventes têm aplicações importantes em armas militares. Revestimentos absorventes tradicionais geralmente usam enchimentos como ferrites e pós metálicos. Esses materiais são densos, o que dificulta a redução do peso de armas e equipamentos. O HGM não absorve sozinho. No entanto, se você o revestir com metais como Ag, Ni, Co ou Cu, ele se torna um bom material absorvente. A estrutura oca do HGM pode refletir ondas eletromagnéticas várias vezes. O metal em sua superfície cria perda de histerese e perda de ressonância ferromagnética. Essa combinação fornece efetivamente blindagem eletromagnética.
Estudos atuais mostram que o revestimento químico de metal em HGM visa principalmente criar absorventes. É incomum vê-lo usado como enchimento ou adesivo para revestimentos absorventes. Revestir HGM com metal ou ferrite pode melhorar seu uso em revestimentos absorventes. Essa abordagem visa criar materiais finos, leves, largos e fortes.
A HGM fez avanços significativos em pesquisa e desenvolvimento. Eles avançaram em várias áreas, incluindo revestimentos de isolamento térmico, revestimentos retardantes de fogo, revestimentos anticorrosivos e revestimentos de absorção de radar. A HGM tem planos interessantes para o campo de revestimentos. Eles se concentrarão em melhorar a qualidade funcional. Eles também visam cortar custos de produção. Otimizar métodos de modificação é outro objetivo fundamental. Além disso, eles querem melhorar a dispersão e as propriedades mecânicas. Por fim, a HGM está pronta para se expandir no mercado de revestimentos de baixa densidade.