低熔点玻璃粉

 

低熔点玻璃粉（Low melting point glass powder）是一种无毒、无味、无刺激性的白色粉末，是用途最广的高温无机载体、溶剂、粘接剂等功能性的新材料之一。它干燥不含结晶水，暴露于空气中无变化；几乎不溶于水，不溶于有机溶剂，与酸碱不发生反应；加热区间在390℃～780℃由固态的白色粉末变成透明状具有一定粘度的液体。低熔点玻璃粉既具有特殊功能、价格便宜、性能稳定、纯度高等特点，又具有可调色载体/填料的一些性质，广泛用于：

1.1烧烤炉、壁炉、燃气炉及燃烧炉金属的高温涂料。

1.2微晶玻璃、石英玻璃及特殊玻璃的高温油漆和高温油墨。

1.3金属、玻璃及陶瓷材料的焊接材料。

1.4光盘与储存器表面耐磨、耐腐蚀及抗氧化保护层材料。

1.5金属零部件的表面耐磨、耐腐蚀及抗氧化保护层材料。

1.6电子陶瓷产品的封接材料。

1.7光伏玻璃产品的封接材料。

1.8电子金属件产品的封接材料。

1.9特殊封接材料的载体材料。

1.10用于飞机、汽车及电器的高温阻燃硅胶、阻燃橡胶及阻燃塑料等零部件制造的协效助燃。

1.11用于高温阻燃树脂和电子透明封装材料。

1.12用于防雷工程绝缘及防电击穿材料。

1.13用于超高压输送绝缘和防电击穿材料。

1.14用于打磨抛光材料烧结的载体材料。

1.15用于特种工艺品、人造钻石及特种玻璃件的主要原材料。

1.16用于药物载体和工业催化剂载体材料。

1.17可作为高温无机溶剂材料。

1.18用于低温陶瓷彩釉原料。

1.19用作耐火材料作为过渡性粘接材料。

1.20用作特殊光学仪器部件和化学仪器原料等。

1.21用作金属挤压、压延工艺润滑剂材料。

1.22用作金属冶炼高温炉液体金属抗氧化剂材料。

1.23用作金属表面玻璃化材料。

1.24用作粉末涂料耐高温助剂材料。

1.25用作陶瓷工艺品低温助熔材料。

1.26用作砂磨机与球磨机内衬层成型粘结材料。

1.27用作球磨介质成型粘结材料等领域。

2、低熔点玻璃粉分类

根据低熔点玻璃粉的成分不同，可将其分为铅系低熔点玻璃粉（lead based low melting point glass powder ）、硼系低熔点玻璃粉（Boron based low melting point glass powder）和特殊低熔点玻璃粉（Special low melting point glass powder）三类。

2.1铅系低熔点玻璃粉（安米微纳D245）

铅系低熔点玻璃粉（lead based low melting point glass powder ），又称含铅低熔点玻璃粉（ lead containing low melting point glass powder），简称LMGP ；俗名：低温熔融玻璃粉、无机溶剂、低温无机粘接剂及低温瓷粉等。    

铅系低熔点玻璃粉粉体特点：颗粒形状类球形，表面光滑，粒径分布属于正态分布，平均粒径一般为5～10 μm。铅系低熔点玻璃粉按其原始平均粒径（d）分为：粗磨低熔点玻璃粉>3 μm ；细磨低熔点玻璃粉1～3 μm ；超细低熔点玻璃粉0.5～1 μm。

铅系低熔点玻璃粉的用途：目前主要应用于陶瓷、玻璃工艺品、涂料、油漆、塑料、橡胶及电子等。

2.2 硼系低熔点玻璃粉（安米微纳D250）

硼系低熔点玻璃粉（Boron based low melting point glass powder ），又称含硼低熔点玻璃粉（Boron containing low melting point glass powder），简称LMGP ；俗名：低温熔融玻璃粉、无机溶剂、低温无机粘接剂及低温瓷粉等。

硼系低熔点玻璃粉粉体特点：颗粒形状类球形，表面光滑，粒径分布属于正态分布，平均粒径一般为5～10 μm。硼系低熔点玻璃粉按其原始平均粒径（d）分为：粗磨低熔点玻璃粉>3 μm ；细磨低熔点玻璃粉1～3 μm ；超细低熔点玻璃粉0.5～1 μm。

硼系低熔点玻璃粉的用途：目前主要应用于陶瓷、玻璃工艺品、涂料、油漆、塑料、橡胶、电子陶瓷、焊接剂及电子等。

2.3特殊低熔点玻璃粉（安米微纳D270）

特殊低熔点玻璃粉（Special low melting point glass powder），简称LMGP ；俗名：低温熔融玻璃粉、无机溶剂、低温无机粘接剂及低温瓷粉等。

特殊低熔点玻璃粉粉体特点：颗粒形状类球形，表面光滑，粒径分布属于正态分布，平均粒径一般为5～10 μm。特殊低熔点玻璃粉按其原始平均粒径（d）分为：粗磨低熔点玻璃粉>3 μm ；细磨低熔点玻璃粉1～3 μm ；超细低熔点玻璃粉0.5～1 μm。

特殊低熔点玻璃粉的用途：目前主要应用于高端涂料、油墨、工程塑料、橡胶、军工电子陶瓷、焊接剂及航天电子等。

3、低熔点玻璃粉物理性质

低熔点玻璃粉，采用相对环保的材料经混料、在高温环境下熔融共聚结晶产生非金属盐，具有超低温熔融的显著特点（一般390～780℃），经高温熔融、冷却后制得的晶态块粒物，密度为2.8～3.9。是经破碎、高纯水处理、干燥、球磨（或气流磨）、风选等多道工艺加工而成的微粉。是一种无毒、无味、无污染的无机非金属材料。低熔点玻璃粉的表面光洁，比表面积小，因此吸油值较低。重点表现在以下方面：

3.1低熔点玻璃粉外观为白色粉末，微观为清澈透明或带乳白透明。

3.2低熔点玻璃粉产品的细度：一般为500目或325目全通过，平均粒径在5～13微米。

3.3低熔点玻璃粉颗粒形态与矿相结构：在产品形成过程中，因相变的过程中受表面张力的作用，形成了非结晶相无定形类圆球状颗粒，且表面较为光滑，有些则是多个类圆球颗粒粘在一起的团聚体。

3.4低熔点玻璃粉具有良好的绝缘性：由于低熔点玻璃粉纯度高，杂质含量低，性能稳定，电绝缘性能优异，使固化物具有良好的绝缘性能和抗电弧性能。
3.5低熔点玻璃粉可以匹配物料的膨胀系数，能降低树脂固化反应的放热峰值温度，降低固化物的线膨胀系数和收缩率，从而消除固化物的内应力，防止开裂。
3.6低熔点玻璃粉生产颗粒级配合理，使用时能减少和消除沉淀、分层现象；可使固化物的抗拉、抗压强度增强，耐磨性能提高，并能增大固化物的导热系数，增加阻燃性能。
3.7低熔点玻璃粉经硅烷偶联剂处理的低熔点玻璃粉，对各类树脂有良好的相容性，吸附性能好，易混合，无结团现象。
3.8低熔点玻璃粉作为功能填充料，加进有机树脂中，不但提高了固化物的各项性能，尤其是阻燃性、绝缘性、耐候性和抗刮性等。

4、低熔点玻璃粉化学性质

其在常温（25℃）下，低熔点玻璃粉为难溶材料，不溶于水和有机溶剂，与水混合溶液的pH值为7，高温不氧化、不还原，与大部分酸、碱不起化学反应等优良的性能。正因为低熔点玻璃粉不易与其他物质反应，其颗粒均匀覆盖在物件表面，具有较强的抗腐蚀能力，因此又被广泛用于高温涂料、高温油漆、高温油墨、阻燃塑料、阻燃橡胶、电子封装、电子灌封、封接材料、烧结材料及国防等领域。

5、低熔点玻璃粉生产工艺

将高纯度细砂粉的二氧化硅、氧化铝、长石、石灰石、铅料、硼料和助剂等混合均相；放在高温炉内高温熔融后倾入冷水中淬冷；干燥粗磨粉至—120目粗粉；再气流粉碎分级成目标白色粉末状产品。 

根据低熔点玻璃粉的性能需求可以有多种不同成分的配制方法，但其主要原料不外乎二氧化硅、氧化铝、长石、石灰石、铅料、硼料和助剂等。

低熔点玻璃粉生产工艺有以下2种：

（1）干法：适合生产微米级的低熔点玻璃粉。生产高档产品时设备选型必须考虑设备接触物料的材质选择（譬如锆衬或铝衬），避免二次污染产品。工序可以分粗磨、细磨和超细磨，其设备选型可包括间歇式球磨、连续式球磨、超细球磨、气流粉碎机及精分级设备模组，将符合细度要求的粉末作为合格产品分级包装入库。

（2）湿法：适合生产微纳级与纳米级的低熔点玻璃粉。生产高档产品时设备选型也必须考虑设备接触物料的材质选择（譬如锆衬、铝衬或PU衬等），避免二次污染产品。工序可以分一级粗磨、二级细磨和三级超细磨，其设备也可选型可包括间歇式球磨、连续式球磨、超细球磨及液媒精分级设备模组，将符合粒度要求的固体浆液进行精分级，再透过固液分离获得低水固体，最后干燥获得低熔点玻璃粉产品包装入库。

6、 低熔点玻璃粉在耐高温金属涂层领域的涂料/油墨应用

6.1  在金属耐高温涂料中的应用

6.1.1 应用机理：

利用低熔点玻璃粉高温受热熔融，但有高粘度的物理特点，在烧烤炉、壁炉、燃气炉及燃烧炉等金属的表面涂层原料里预先加入匹配温度的低熔点玻璃粉，经高温熔融封接原理，在金属表面形成一层膨胀与金属匹配，颜色可调，抗氧化、抗还原、耐酸碱及超耐候的保护层。

6.1.1 低熔点玻璃粉应用机理：

利用低熔点玻璃粉高温受热熔融，但有高粘度的物理特点，在烧烤炉、壁炉、燃气炉及燃烧炉等金属的表面涂层原料里预先加入匹配温度的低熔点玻璃粉，经高温熔融产生以下机理结果：

1）部分低熔点玻璃粉受热熔融与金属封接形成保护层；

2）部分与助剂树脂的自由基发生反应形成难熔物质，并提高涂层韧性；

3）部分降温后形成无机玻璃状隔氧层保护金属不再高温氧化；

4）部分降温后形成无机玻璃状导热层与封接的部分将热量高速导走；

并最终在金属表面形成一层膨胀与金属匹配，颜色可调，抗氧化、抗还原、耐酸碱及超耐候的保护层。

6.1.2 材料作用

（1）可用作耐高温涂料产品的主要原料（载体主材料）。

（2）可用作耐高温涂料产品的功能原料（耐高温功能材料）。

（3）起骨架作用，可增加漆膜厚度，提高涂层耐磨性和耐久性。

（4）硼系低熔点玻璃粉（安米微纳D250）最适合于一些不含重金属的环保产品，如儿童用品、炊具等。

（5）控制粉的细度与配方工艺配合好可降低涂层厚度和提高喷涂面积，尤其用在超薄涂层中较明显。

（6）因为其优异的理化性能，可广泛使用于户外高耐候性产品上（如户外金属家具）。

（7）因其表面光滑而吸油量低，使用时注意与其他液体助剂的配比，产品的流平加少量氢化蓖麻油调节。

（8）可根据被涂基材理化要求，选择低熔点玻璃粉设计涂料产品功能及使用工艺。

缺点：产品硬脆，刚性强，韧性差，使用产品不能接受强的冲击与撕裂。