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3M中空玻璃微球超低密度水泥中的应用

3M中空玻璃微球(空心微球)是一种中空密闭的正球形、粉沫状的超轻质填充材料。视粒径、壁厚其真实密度在0.120.60g/cm3!之间,粒径在15135um之间(内含多种规格)。具有重量轻体积大、导热系数低、分散性、流动性、稳定性好的优点。另外,还具有绝缘、自润滑、隔音隔热、不吸水、耐腐蚀、防辐射、无毒等优异性能。本产品可填充于绝大部分类型的热固性、热塑性树脂产品中,可改善或决定材料的如下几个性质:密度(降低)、流动性、粘度(降低)、流变性质(增稠、不流挂)、磨砂效果、收缩(降低)、机械加工性(提高)、冲击强度、硬度、绝缘、爆炸物性能、声学性质、隔热保温性质……

中空玻璃微球在超低密度轻质水泥中的应用

一、中空玻璃微球简介 七十年代初,美国最先开始研制中空玻璃微球作减轻剂,以减轻油井水泥浆体的密度。1980年获得成功,次年获得中空玻璃微球低密度水泥专利。此后,这项新技术在全世界各产油国得到广泛应用,并取得显着效果。

二、采用中空玻璃微球配置的低密度水泥的特点:

* 水泥浆性能波动小,与原浆相比,流动度较接近,一般均大于20cm

* 水泥石强度高,与其它类型低密度水泥相比,抗压强度衰减幅度小,早期强度较高,4872h即可达到最高值;

* 与外加剂具有较好的兼容性,为改善其性能,与减阻剂兼容,可使水泥浆流动性进一步得到改善;与速凝剂兼容,稠化时间缩短;与防气窜剂兼容,延缓水泥浆失重时间;与降失水剂兼容,失水量符合规定要求;与早强剂兼容,能提高水泥石的强度等;

* 改性后的低密度水泥的导热系数为普通水泥的一半左右;抗腐蚀效果比普通水泥更佳,具有保温性与抗腐蚀性。

中空玻璃微球水泥浆具有超低密度、高强、低渗透性以及流动性、稳定性好的优点,因而在应用上能起到其它轻质剂所达不到的低密度水泥浆的作用,又因其具有流动性好,便于工程施工,现场施工人员非常乐于使用。

三、中空玻璃微球在低密度油井水泥中的应用效果:

在油气田的勘探与开发中,为了防止表土坍塌建立了钻井液循环系统,以克服钻井遇到的井塌、漏失、气窜等复杂情况,封隔已钻穿的油、气、水层、达到分层试采油气的目的,就必须根据井深,地温梯度,油气压力和不同的地质条件,在固井作业中,不但要选用不同类型,不同级的水泥外,还需选用不同的油井水泥外加剂,以提高固井质量,采用中空玻璃微球作减轻剂,对提高油气质量可以起到以下优良效果。

1
.油田固井工作中,将纯水泥采用常规水灰比配制成的浆体,其体积密度一般都大于1.85g/cm3,当这种浆体注入井下时,具有裂缝、孔洞的岩层、地层压力系数很低,或由于封固段超长达1500m以上,不少脆弱地层的地耐力及对于随该水泥浆体的液柱压力等因素,造成水泥浆体发生井漏,而采用中空玻璃微球配置的低密度水泥,则可以克服上述缺陷。

2.
中空玻璃微球的真实密度在0.120.60g/cm3,可配制出密度1.0 g/cm3左右的水泥浆(视微球抗压壁厚、不同密度),其抗压强度比用液体减轻剂配制的低密度水泥要高,一般24h可达8.0Mpa以上。中空玻璃微球还可以部分取代石英粉作防止水泥高温强度退化的稳定剂,满足固井质量要求。

3
.能降低主要储层的水泥浆失水量,保护油气层,防止污染。

4
.能抵抗地层水的腐蚀,保护套管,延长油井寿命。

5
.能平衡地层压力,延缓水泥浆失重时间,防止油气窜出。

总之,随着石油工业的迅速发展,尤其是由于油、气井加深,地质条件差等原因,中空玻璃微球不可替代的优良特性、将愈来受到人们的广泛重视。

根据用户反馈的信息,提供以下参数以供选择。中空玻璃微球在水泥浆中配置参数:

1
.中空玻璃微球的掺量涉及浆体密度及水泥石强度二者的相互关系,一般以20%-45%为佳,相对增加中空玻璃微球,可反映出水泥石强度高,抗渗性等力学性能;

2
.由于中空玻璃微球吸水率低,纵然水灰比稍低,其水泥浆体仍是有一定的流动度,一般以0.650.70 为佳。

3
.由于中空玻璃微球在常压下短时间内水分不易渗入,因此,配置水泥浆仅需少量润湿水。

3M中空玻璃微球在树脂产品中的应用

3M中空玻璃微球(空心微球)是一种中空密闭的正球形、粉沫状的超轻质填充材料。视粒径、壁厚其真实密度在0.120.60g/cm3之间,粒径在15135um之间(内含多种规格)。具有重量轻体积大、导热系数低、分散性、流动性、稳定性好的优点。另外,还具有绝缘、自润滑、隔音隔热、不吸水、耐腐蚀、防辐射、无毒等优异性能。本产品可填充于绝大部分类型的热固性、热塑性树脂产品中,可改善或决定材料的如下几个性质:密度(降低)、流动性、粘度(降低)、流变性质(增稠、不流挂)、磨砂效果、收缩(降低)、机械加工性(提高)、冲击强度、硬度、绝缘、爆炸物性能、声学性质、隔热保温性质..

中空玻璃微球在树脂中的一些特性:

---颜色好。纯白色的外观与碳酸钙一样,可广泛应用于任何对外观颜色有要求的产品中。

---比重轻体积大。填充后使产品大大减轻重量,减少主原料树脂用量,使降低成本成为可能。

---填充工艺简单。中空玻璃微球由于自身原因,某些型号须经偶联剂处理后才能直接与主原料混合(适用于热固性树脂)或制成填充母料(适用于热塑性树脂)相对麻烦些。填充中空玻璃微球的产品与使用发泡剂发泡制成的产品有着同样的效果;且各种物理机械性能指标更好,对模具无特殊要求。

---流动性好,产品尺寸稳定极佳。由于中空玻璃微球是微小圆球,在液体中,动作象微型滚珠轴承,要比片状、针状或不规则形状的填料更具有较好的流动性,由此产生的微球效应,使混合料粘度下降,充模性能自然优异;良好的加工性能,可使生产效率提高10%~20%。由于圆球状的物体是各向同性的,所以填充微球不会产生因取向造成不同部位收缩率不一致的弊病,保证了产品的尺寸稳定,不会翘曲,解决了异型材、大型注塑产品成型加工长期存在的变形问题。

---隔热、隔音、绝缘、吸水率低。中空玻璃微球的内部是真空稀薄的气体,两种不同材料存在密度及导热系数差,所以它具有隔音、隔热,导热低的特性,是做为各种保温、隔音产品的极佳填充剂。微球的隔热特性还可用于保护产品经受急热和急冷条件之间交替变化而引起的热冲击。较高的比电阻,极低的吸水率使其可广泛用于加工生产电缆绝缘材料。

---可改善塑料产品的物理机械性能。中空玻璃微球填充塑料可使材料的硬度和弹性模量大大增加,刚度和应力阻尼的能力也有所提高。有资料、试验表明,中空或低硬度的填料在受到冲击时会吸收、消化冲击强度,使材料的抗冲击性能提高。而采用适当的填充比例及填料表面的偶联剂也至关重要。

---吸油率低。与常规填充材料碳酸钙相比,中空玻璃微球的吸油率/量要低得多,不同型号产品每100克的吸油率在740毫克之间,而每100克轻质碳酸钙的吸油率高达120130毫克,重质碳酸钙也高达5060毫克。这种低吸油率的填充材料在生产过程中不仅降低增塑剂的用量,还变相地增加了填充量降低了综合成本。

利用中空玻璃微球上述特点,可加工生产出各种性能优异的产品,可广泛应用填充于UPEPPFMF、有机硅等各种热固性树脂产品中;如生产灌封料、地坪、涂料、汽车底盘PVC抗石击增塑涂料、超低密度水泥、原子灰(腻子)、乳化炸药、密封膏、橡胶弹性体、精细日用化工、生物医药、复合材料、模型用材料(代木)、保龄球、地球仪、轻质树脂工艺品、壁画壁挂相框、人造大理石等等,起到降低成本、减轻产品重量、提高隔温隔热性、绝缘性、机械加工性..

加工技术决定中空玻璃微球的选择,中空玻璃微球的机械性能与密度之间有一个平衡,如果微球太轻就会因其壁很薄而易碎!在产品中的应用会受到限制。如果能够成功地将其结合在产品中,那幺就可大大降低产品的密度及成本。微球壁厚,具有一定的抗机械破碎能力,就不能降低纯聚合物的密度!填充时务必注意,必须把微球 安排到最后才加入,搅拌器的搅拌叶片最好用圆铁棒搞成山字形,就可减少剪切力,大大降低微球的破碎率!

中空玻璃微球在塑料中起到减轻产品重量、降低成本、隔音隔热..及物理机械性能,可填充到ABSPAPCPOMPMMAPPOPPSTPUPIPSF..甚至反应注射的液状PU。微球在国外应用已很普遍而国内还是空白。主要原因:生产人造中空玻璃微球技术含量高。由于微球的密度很低只有0.1g/cm3左右,体积大重量轻是一般塑料原料的好几倍,所以无论如何混合,密度相差悬殊的问题均会对注塑产品时的分散性产生影响,即微球在塑料制品中分散不均匀。故必需先把微球制成填充母料后再经注塑才能得到分散均匀的产品。

生产中空玻璃微球填充母料,其加工设备、技术决定产品的最终效果,为了使之破碎率达到最少,中空玻璃微球应该在加工的末期才加入。为了取得最佳的效果,必须采用低剪切力高流动性的混合器械,例如:平叶混合器、双行星式混合器、曲拐式混合器及螺旋桨式混合器..,不适合使用的混合器械有:胶体磨、撞击混合器、高速分散器、均质器、三辊滚轧机..,同样在模塑、挤出生产时也要考虑到压力的问题。即使在泵送含中空玻璃微球的材料时也必须注意控制泵所产生的静压,不能超过微球所能承受的压力。齿轮泵的齿合间隔也必须大于微球的粒径!比较适合的泵送设备:活塞泵、双隔膜泵及螺杆泵等。

3M中空玻璃微球在原子灰(腻子)中的应用

3M中空玻璃微球(空心微球)是一种中空密闭的正球形、粉沫状的超轻质填充材料。视粒径、壁厚其真实密度在0.120.60g/cm3!之间,粒径在15135um之间(内含多种规格)。具有重量轻体积大、导热系数低、分散性、流动性、稳定性好的优点。另外,还具有绝缘、自润滑、隔音隔热、不吸水、耐腐蚀、防辐射、无毒等优异性能。本产品可填充于绝大部分类型的热固性、热塑性树脂产品中,可改善或决定材料的如下几个性质:密度(降低)、流动性、粘度(降低)、流变性质(增稠、不流挂)、磨砂效果、收缩(降低)、机械加工性(提高)、冲击强度、硬度、绝缘、爆炸物性能、声学性质、隔热保温性质……

中空玻璃微球在原子灰中的应用。

由于中空玻璃微球的形态是一种超轻质的中空密闭微小的玻璃球体(最细规格的产品粒径在15um,真实密度为0.12g/cm3),将其作为填料填充到原子灰里,就会使产品达到超微孔发泡的轻质效果,并具有重量轻、易涂刮、能消光、防沉降、干燥快、低收缩性、不龟裂、不塌陷、易流动、附着力强、稳定性好、可缩短固化时间等众多特点,最特别的是产品的易打磨性和抛光等加工性能是其它原子灰产品配方所无法达到的!可完全或部分替代滑石粉、碳酸钙、立德粉、膨润土、铝粉、白碳黑等等填料。凭借这些特殊性能,中空玻璃微球得以在日本、美国等多个国家的原子灰产品中广泛使用多年,而我国原子灰生产行业使用起步略晚。经众多的汽车制造厂、改装厂和修理厂的使用情况证明,这种新型原子灰产品适合各种底漆、面漆,可在各种环境及气候条件下使用,且操作使用方便,打磨效率高,抛光性能好,质量稳定等特点,工作效率的提高,砂布使用的量减少,也使原子灰综合使用成本进一步得到降低,各方面性能完全可以替代价格昂贵的进口产品。

用中空玻璃微球制作的新型原子灰与普通型原子灰对比,其优点是:

1.容易制备生产,重量轻、相对体积大。

2.利用简单低速混合机就可很好地混合中空玻璃微球,避免采用高剪切混合机、对辊磨机。

3.新型原子灰与普通原子灰相比,用5%的中空玻璃微球,可以取代1020%的滑石粉、碳酸钙、膨润土,体积还比普通原子灰增加1525%;节约树脂8%左右。

4.中空玻璃微球外表已经过偶联剂处理,在添加相同体积的情况下,吸油率可由滑石粉65mlg下降至36mlg,可见粘度下降比较显著。

5. 采用中空玻璃微球生产的原子灰,容易打磨;同样大小的工作件,传统普通原子灰需要23张砂布,花费时间长;费力、工作效率低且多尘;而新型原子灰仅需1张砂布即可,因而省时、省力、减少粉尘。说明采用中空玻璃微球生产的原子灰能节约大量劳动成本和原材料成本,从而改善劳动条件,显著地提高经济效益和环境效益

3M中空玻璃微球在乳化炸药中的应用

3M中空玻璃微球(空心微球)是一种中空密闭的正球形、粉沫状的超轻质填充材料。视粒径、壁厚其真实密度在0.120.60g/cm3!之间,粒径在15135um之间(内含多种规格)。具有重量轻体积大、导热系数低、分散性、流动性、稳定性好的优点。另外,还具有绝缘、自润滑、隔音隔热、不吸水、耐腐蚀、防辐射、无毒等优异性能。本产品可填充于绝大部分类型的热固性、热塑性树脂产品中,可改善或决定材料的如下几个性质:密度(降低)、流动性、粘度(降低)、流变性质(增稠、不流挂)、磨砂效果、收缩(降低)、机械加工性(提高)、冲击强度、硬度、绝缘、爆炸物性能、声学性质、隔热保温性质……

中空玻璃微球在乳化炸药中的应用

乳化炸药自问世以来,在提高爆轰性能和贮存稳定性方面,世界各国对配方、敏化和设备等不停地进行了许多研究改进。乳化炸药体内为了产生的灼热点,获得必要的爆轰敏感度和足够的爆炸能量,混合工序中必须加入载有气泡的材料,既可做密度调节剂,又能起到敏化作用,国外一直采用中空玻璃微球作为乳化炸药的密度调节剂、敏化剂。由于进口的中空玻璃微球价格太高,所以在国内始终未能得到广泛采用,化学发泡剂和膨胀珍珠岩仍然是首选的密度调节剂、敏化剂。但化学发泡剂不利于炸药密度的控制,贮存期很有限,且有后效;膨胀珍珠岩者易受其粒度、强度和耐油性能的限制,炸药的爆轰性能低、贮存期短。

中空玻璃微球是经特殊工艺制成的封闭的微小中空球体,粒径规格最细为15um,真实密度最低为0.12g/cm3 (型号、规格不同密度有所差异),属于玻璃制品一般不会与酸碱等起反应,球体内含惰性气体,其具有低密度、低导热、低吸油率,特别是密度、粒径、抗压强度及化学组成可调整性是其它密度调节剂无法做到的,因而非常适合作为乳化炸药的密度调节剂、敏化。

中空玻璃微球在乳化炸药中的作用如下:

调节密度: 由于白色中空玻璃微球是一种超轻材料。因此,添加2%4%(重量比)就能有效改变产品密度,真正起到密度调节剂的作用。

敏化作用: 白色中空玻璃微球能均匀地分布在乳化炸药中形成无数个极微小的稳定的气泡空间。在外界起爆冲量的作用下,每个微球受绝热压缩局部温度升高而形成一个灼热点,当温度足够高时则会引起油相的燃烧和氧化剂的分解等剧烈放热化学反应,从而达到爆轰效果。

稳定作用: 乳化炸药基质中内相为过饱和溶液,密度很大呈液珠状被油膜分隔,液珠直径为100纳米~1微米;外相为油膜,厚度为110纳米密度相对较小。在长期贮存中,会有水相下沉而油相上浮趋势,最终将导致破乳。中空玻璃微球最细的规格粒径为15um,加入后,基质表面近三分之一的空间被相对硕大的微球球体所占据,每个微球表面都与周围的许多油滴紧密结合起来。托浮着它们起到稳定剂的作用。

均匀性、贮存性的作用: 膨胀珍珠岩是开放的多孔蜂窝结构吸油率高,长期贮存其大吸油率将导致气体溢出油膜破裂,从而使炸药失去感度,大范围的粒度分布易导致在基质中分布不均匀,从而造成药体各部分密度不一致影响炸药性能。化学发泡剂因其敏化效果受配方及工艺条件限制,效果难以控制,而且后效严重。受振动或周围环境改变易引起气体泄漏,导致炸药失效。中空玻璃微球是表面经过偶联剂处理过封闭的光滑微小球体,易于均匀地分散于乳化炸药的基质中。使基质具有良好的一致性;且在基质中能稳定地保存一定量的气体,与油相结合牢固不吸油,受外界作用影响小,使炸药整体长期保持均匀稳定。

适应性: 粒径细小的中空玻璃微球在任何尺寸的小药卷中均能起到良好的敏化作用;使用单位的进尺炸药消耗量比其它乳化炸药节省10%30%,其爆破后炮烟小,视觉感度清晰,爆面平整规则,无需二次处理,大大提高工作效率。膨胀珍珠岩因粒径所限,在小药卷无法全面发挥作用,且爆破后炮烟大,爆面参差不齐,需经二次处理,工作效率较低。

使用不同敏化剂炸药的贮存稳定性:

 

敏化剂

初始爆速/m·s-1

最终爆速/m·s-1

贮存时间/

膨胀珍珠岩

3765

3032

5

化学发泡剂

4283

2987

4

中空玻璃微球

5032

5109

> 8


采用中空玻璃微球与膨胀珍珠岩的乳化炸药不同贮存期的爆炸性对比:

 

膨胀珍珠岩中

中空玻璃微球

加入量%(重量比)

34

23

时间

殉爆距离/mm

猛度/mm

殉爆距离/mm

猛度/mm

1个月

50

13.7

50

15.4

2个月

40

14.0

50

14.6

3个月

30

12.1

40

14.7

4个月

20

12.2

40

13.9

5个月

10

8.7

40

14.1

6个月

 

 

30

12.8

7个月

 

 

30

12.5

8个月

 

 

20

12.4

注:以上数据来源自相关单位的试验报告。


附录:国外含硝酸铵和中空玻璃微球的乳化炸药配方及制备工艺
Nobel
乳化炸药配方:

组分

用量/g

组分

用量/g

硝酸铵

5663

24

硝酸纳

512

燃料油

11.5

高氯酸钠

510

铝粉

015

1015

中空玻璃微球

45

乳化剂

11.5

 

 


制备: 先制备无机氧化剂盐水溶液,将硝酸盐和水的混合物加热至90℃或更高些,使氧化剂全部溶解,使溶液地滤除去固体物料和杂质。再制备碳氢燃料混合液。加热至75℃左右,过滤除去杂物。乳化剂加热至40℃。在一定压力(约0.10.2MPa)作用下,将上述两种预混合物与适量的乳化剂在固定混合器连续乳化混合成乳胶基质,每分钟产量2550kg。将乳胶基质与封闭性材料中空玻璃微球放在掺合器中,同时添加铝粉等金属燃料,使其与乳胶基质充分混合,制得乳化炸药。再将掺合好的乳化炸药用空气压缩泵将其泵入立式药卷包装机中,包装成各种规格的药卷。

说明该配方及制备工艺系瑞典尼特罗·诺贝尔公司的乳化炸药。

Atlas乳化炸药配方:

组分

用量/g

组分

用量/g

硝酸铵

5663

34

硝酸纳

512

燃料油

11.5

高氯酸钠

515

铝粉

010

1015

中空玻璃微球

45

乳化剂

11.5

 

 


制备: 制取硝酸铵水溶液(含NH4NO393%左右),加热使温度保持在82143℃。一般整个体系温度要求保持足够高,以防止水溶液中过浓的无机氧化剂盐析晶,再制备高氯酸钠水溶液,蒸汽加热。在配制箱中,加入固体硝酸钠,与硝酸铵水溶液和高氯酸钠水溶液配制成无机氧化剂盐溶液,加热使温度保持在88℃左右。过滤,除去未溶解的氧化剂盐和杂质。送到氧化剂盐溶液储存箱中。将蜡在溶蜡箱熔化并与燃料油同时送入燃料溶液配制箱中,使油-蜡混合物的温度保持在它的凝固点以上,并混合均匀,燃料配制好扣,经过滤送入燃料储存箱,使箱内燃料混合物溶液的温度保持与上述氧化剂溶液温度大至相同。这样,当燃料组分与氧化剂溶液组成混合时,氧化剂溶液不致冷却而造成不应有的无机氧化剂盐结晶析出。乳化剂是乳化炸药的关键组分,在混合器中,先与燃料组成混合,再与氧化剂水溶液相混;也可在燃料溶液组分与氧化剂下边水液组分刚要混合形成乳胶基质之前,直接装入混合器中,乳胶基质与中空玻璃微球在连续掺合器混合,同时添加铝粉等固体燃料。把乳胶基质与这些固体物料混合到相当均匀的程度,以保证产品质量,制成的乳化炸药送到药卷装药机,将其包装成不同规格的纸药卷或塑料药卷,冷却装箱送去使用或贮存。

3M中空玻璃微球在涂料、密封膏中的应用

3M中空玻璃微球(空心微球)是一种中空密闭的正球形、粉沫状的超轻质填充材料。视粒径、壁厚其真实密度在0.120.60g/cm3!之间,粒径在15135um之间(内含多种规格)。具有重量轻体积大、导热系数低、分散性、流动性、稳定性好的优点。另外,还具有绝缘、自润滑、隔音隔热、不吸水、耐腐蚀、防辐射、无毒等优异性能。本产品可填充于绝大部分类型的热固性、热塑性树脂产品中,可改善或决定材料的如下几个性质:密度(降低)、流动性、粘度(降低)、流变性质(增稠、不流挂)、磨砂效果、收缩(降低)、机械加工性(提高)、冲击强度、硬度、绝缘、爆炸物性能、声学性质、隔热保温性质……

中空玻璃微球在涂料中的应用:

* 高固体工业涂料:

低粘度、高加入量、减少VOC、改进硬度、控制光泽、可喷涂性、降低成本;

* 水溶性工业面漆:

增加固体含量、降低薄膜渗透性、增进耐腐蚀性、硬度、惰性和耐磨性、控制光泽、降低成本;

* 维护涂料:

耐化学性和耐腐蚀性、耐久性、较低的涂层渗透性、高加入量低成本;

* 粉末涂料:

改进流动性、硬度、控制光泽、降低成本;

* 卷钢涂料:

柔韧性、耐腐蚀性、光泽控制、较高固体含量、降低成本;

* 底漆:

改进盐雾性能、温度和抗化学性能、提高固体含量、降成本;

* 汽车底盘PVC增塑涂料:

杜绝流挂性、耐冲击、耐磨、耐腐蚀、超低密度、降低成本;

* 建筑涂料:

耐久性、耐刷洗、较高PVC、增加不透明度、改进抗摩擦性、光泽的均匀性;

* 胶粘水泥、灰浆:

改进流变性、降低密度、增加加入量、增加耐久性、降低收缩变形。

 

3M中空玻璃微球超低密度水泥中的应用

3M中空玻璃微球(空心微球)是一种中空密闭的正球形、粉沫状的超轻质填充材料。视粒径、壁厚其真实密度在0.120.60g/cm3!之间,粒径在15135um之间(内含多种规格)。具有重量轻体积大、导热系数低、分散性、流动性、稳定性好的优点。另外,还具有绝缘、自润滑、隔音隔热、不吸水、耐腐蚀、防辐射、无毒等优异性能。本产品可填充于绝大部分类型的热固性、热塑性树脂产品中,可改善或决定材料的如下几个性质:密度(降低)、流动性、粘度(降低)、流变性质(增稠、不流挂)、磨砂效果、收缩(降低)、机械加工性(提高)、冲击强度、硬度、绝缘、爆炸物性能、声学性质、隔热保温性质……

中空玻璃微球在超低密度轻质水泥中的应用

一、中空玻璃微球简介 七十年代初,美国最先开始研制中空玻璃微球作减轻剂,以减轻油井水泥浆体的密度。1980年获得成功,次年获得中空玻璃微球低密度水泥专利。此后,这项新技术在全世界各产油国得到广泛应用,并取得显着效果。

二、采用中空玻璃微球配置的低密度水泥的特点:

* 水泥浆性能波动小,与原浆相比,流动度较接近,一般均大于20cm

* 水泥石强度高,与其它类型低密度水泥相比,抗压强度衰减幅度小,早期强度较高,4872h即可达到最高值;

* 与外加剂具有较好的兼容性,为改善其性能,与减阻剂兼容,可使水泥浆流动性进一步得到改善;与速凝剂兼容,稠化时间缩短;与防气窜剂兼容,延缓水泥浆失重时间;与降失水剂兼容,失水量符合规定要求;与早强剂兼容,能提高水泥石的强度等;

* 改性后的低密度水泥的导热系数为普通水泥的一半左右;抗腐蚀效果比普通水泥更佳,具有保温性与抗腐蚀性。

中空玻璃微球水泥浆具有超低密度、高强、低渗透性以及流动性、稳定性好的优点,因而在应用上能起到其它轻质剂所达不到的低密度水泥浆的作用,又因其具有流动性好,便于工程施工,现场施工人员非常乐于使用。

三、中空玻璃微球在低密度油井水泥中的应用效果:

在油气田的勘探与开发中,为了防止表土坍塌建立了钻井液循环系统,以克服钻井遇到的井塌、漏失、气窜等复杂情况,封隔已钻穿的油、气、水层、达到分层试采油气的目的,就必须根据井深,地温梯度,油气压力和不同的地质条件,在固井作业中,不但要选用不同类型,不同级的水泥外,还需选用不同的油井水泥外加剂,以提高固井质量,采用中空玻璃微球作减轻剂,对提高油气质量可以起到以下优良效果。

1
.油田固井工作中,将纯水泥采用常规水灰比配制成的浆体,其体积密度一般都大于1.85g/cm3,当这种浆体注入井下时,具有裂缝、孔洞的岩层、地层压力系数很低,或由于封固段超长达1500m以上,不少脆弱地层的地耐力及对于随该水泥浆体的液柱压力等因素,造成水泥浆体发生井漏,而采用中空玻璃微球配置的低密度水泥,则可以克服上述缺陷。

2.
中空玻璃微球的真实密度在0.120.60g/cm3,可配制出密度1.0 g/cm3左右的水泥浆(视微球抗压壁厚、不同密度),其抗压强度比用液体减轻剂配制的低密度水泥要高,一般24h可达8.0Mpa以上。中空玻璃微球还可以部分取代石英粉作防止水泥高温强度退化的稳定剂,满足固井质量要求。

3
.能降低主要储层的水泥浆失水量,保护油气层,防止污染。

4
.能抵抗地层水的腐蚀,保护套管,延长油井寿命。

5
.能平衡地层压力,延缓水泥浆失重时间,防止油气窜出。

总之,随着石油工业的迅速发展,尤其是由于油、气井加深,地质条件差等原因,中空玻璃微球不可替代的优良特性、将愈来受到人们的广泛重视。

根据用户反馈的信息,提供以下参数以供选择。中空玻璃微球在水泥浆中配置参数:

1
.中空玻璃微球的掺量涉及浆体密度及水泥石强度二者的相互关系,一般以20%-45%为佳,相对增加中空玻璃微球,可反映出水泥石强度高,抗渗性等力学性能;

2
.由于中空玻璃微球吸水率低,纵然水灰比稍低,其水泥浆体仍是有一定的流动度,一般以0.650.70 为佳。

3
.由于中空玻璃微球在常压下短时间内水分不易渗入,因此,配置水泥浆仅需少量润湿水。

3M中空玻璃微球在树脂工艺品、人造大理石中的应用

3M中空玻璃微球(空心微球)是一种中空密闭的正球形、粉沫状的超轻质填充材料。视粒径、壁厚其真实密度在0.120.60g/cm3!之间,粒径在15135um之间(内含多种规格)。具有重量轻体积大、导热系数低、分散性、流动性、稳定性好的优点。另外,还具有绝缘、自润滑、隔音隔热、不吸水、耐腐蚀、防辐射、无毒等优异性能。本产品可填充于绝大部分类型的热固性、热塑性树脂产品中,可改善或决定材料的如下几个性质:密度(降低)、流动性、粘度(降低)、流变性质(增稠、不流挂)、磨砂效果、收缩(降低)、机械加工性(提高)、冲击强度、硬度、绝缘、爆炸物性能、声学性质、隔热保温性质

中空玻璃微球在树脂工艺品中的应用

中空玻璃微球球形表面光滑、颗粒均匀、吸收树脂极少、比重轻、体积特别大,从而体系的重量、溶融粘度大大降低。它在树脂中象滚珠般使浆体轻易地灌注到最细的部位并可降低制品收缩率,制成轻质制品的同时也就具有了良好的加工性能:便于裁切、钻孔、钉凿等。其化学稳定性,抗冲击性能、韧性、刚性、阻燃性也不同程度地得到提高。

传统的树脂工艺品为了降低成本增加重量,大比例地填加石粉,因为石粉极易吸收树脂,随着填加量的增多,重量越重,就出现了强度越低、越脆、尺寸稳定性不好等弊端。中空玻璃微球由于本身的优点,当填加量控制在树脂重量的10 30%左右时(制品中无需再添加石粉),即不会影响工艺品表面光洁度,强度,尺寸稳定性又最好,且重量比加石粉的成品最少轻了约40%,起相反作用,加越多越轻。是一些流动性要强、大尺寸规格、又无法浇铸空心或重量有严格要求的精致艺品、平面壁挂壁画、相框、墙角装饰条装饰物等等的最佳减轻增强填充料。

在树脂中填充中空玻璃微球,生产工艺、生产效率与填充石粉大体相同,只需多增加一点搅拌时间;让不会吸收树脂的中空玻璃微球充分与树脂混合。并根据产品要求;掌握好准确的填充量,且固化剂的用量减少一些即可。

中空玻璃微球在人造大理石中的应用

人造大理石的耐久性鉴别指标是指长期的耐骤冷骤热性,也称耐热冲击性。美国人造大理石协会于1973年通过了采用CMI热冲击循环测试方法作为测试人造大理石耐热冲击性的测试标准。标准规定:在向人造大理石试样的同一落水点喷注热水与冷水,循环时间规定为热水90s,停30s,冷水90s,停30s。经500次循环无裂纹为合格,表示制品可经受长期使用。

国外常把白色中空玻璃微球添加到人造大理石的填料中,以使其显着改善制品的性能。特别是制造浴缸时,可减轻制品的质量提高冲击性。中空玻璃微球的相对密度是普通矿物粉料的1/16;用其取代碳酸钙时,加入量只需基体总量的3%~25%,就可使制品质量减轻35%左右。从下表的数据可见,碳酸钙与树脂比的降低会使制品耐热冲击性改善;添加白色中空玻璃微球也可以达到同样效果。因为其规则性球形可以减少人造大理石基体内部的应力集中;这种应力集中常发生在颗粒不规则的填料的表面附近。且白色中空玻璃微球又有良好的隔热性,有利于保持固化时放出的热量,使大理石基体慢慢固化,从而进一步减少基体在热、冷水影响下的膨胀与收缩。填料类型及填充比对人造大理石耐热冲击性影响:

填料类型

填料与树脂比

耐热冲击循环次数