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Glass Bubbles
Glass Bubbles
Propriedades e Aplicações
Glass Bubbles
3M EAMD Plataformas Tecnológicas
Mercados Energia (Petróleo & Gás, Solar)
Tintas & Revestimentos
Processamento Químico
Transportes
Fios & Cabos
Equipamentos
Glass Bubbles
Fluoropolymers
• 3M Dyneon Fluoroplastics
• 3M Dyneon Fluoroelastomers
• 3M Dyneon Specialty Additives
Ceramic Fibers
• 3M Nextel Ceramic Fibers • 3M Nextel Woven Tapes and Fabrics • 3M Nextel Flame Stopping Dot Paper • 3M Nextel Non-Woven Mats
• 3M Easy Clean Coatings
• 3M Novec Fluorosurfactants
• 3M Stain Resistance Additives
Specialty Chemicals
• 3M Scochlite Glass Bubbles
• 3M Ceramic Microspheres
• 3M Cosmetic Microspheres
Specialty Additives
3M AdMD Portfólio de Produtos
Glass Bubbles
3M Glass Bubbles - Propriedades
Glass Bubbles
Caracteristica Valor
Aspecto Esferas ocas unicelulares
Composição Borosilicato de sódio e cálcio
(similar ao Pyrex™)
Cor Branco
Densidade Real† 0.12 - 0.60 g/cc
Resistencia compressão
250 – 28,000 psi
Dureza Mohs scale 5
Softening Temp 600 C
Tamanho de partícula
15 - 135 microns
•ASTM D 3102-78 Standard Practice for the Determination of
Isostatic Collapse Strength of Hollow Glass Microspheres
(withdrawn in May 1984)
† Helium Gas Pycnometer
Glass Bubbles
Classificação pela forma física
Placas: Mica / Talco / Argila
Fibras: Asbestos / Fibra de vidro / Wollastoniae
Nódulos: Carbonato de Cálcio / Sílica
Esferas: Sólidas / Ocas
3M Glass Bubbles Comparação entre Aditivos
Glass Bubbles
Sulfato de Bário
Talco
Carbonato de Cálcio
Sílica
Esferas Sólidas de Vidro
Resina Termofíxa
Resina Termoplástica
Esferas Ocas de Vidro
4,3
2,7
2,7
2,7
2,5
1,05 – 1,30
0,90 – 1,35
0,125 – 0,60
3M Glass Bubbles Comparação entre Aditivos
Glass Bubbles
Viscosidade / Carregamento
81600 480 400 320
1440 880 540
11920 4640 1240
214000 125600 5330
100
1000
10000
100000
0% 10% 20% 30% 40% 50%
CaCO3
Zeeospheres G-200
K1 Glass Bubbles
Talco
Vis
co
sid
ad
e (
cp
s)
Volume de carga em resina poliéster
3M Glass Bubbles Comparação entre Aditivos
Glass Bubbles
3M Glass Bubbles Unidades produtivas:
Glass Bubbles
New Products - IM30k (30KPSI, 0.6 g/cc) - K42HS (8KPSI, 0.42 g/cc) - Im16k (16KPSI, 0.45 g/cc) - Coated Bubbles
New Products - S38XHS - XLD3000, XLD6000 - S42XHS - HGS8000X
Untreated Bubble Treated Bubble
Petroquímica
Aplicações
Industria automotiva,tintas e revestimentos
e outros.
Glass Bubbles
h: wall thickness of the sphere
R0: outer radius of the sphere
v: poisson’s ratio for material
E: Modulus of sphere
Ri: Inner radius of the sphere
Ro: outer radius of the sphere (Particle size at 50%)
d: True density of hollow spheres
Solid density of glass: 2.54 g/cc
PRODUCTS DENSITY Strength PARTICLE SIZE (microns) AVG. WALL VOL. % VOL %
g/cc psi 10 % < 50 % < 90 % < TOP THICKNESS GLASS GAS
3M Products microns
Sta
nd
ard
Se
ries
K1 0.125 250 30 65 110 120 0.55 5% 95%
K15 0.15 300 30 60 105 115 0.61 6% 94%
S15 0.15 300 25 55 90 95 0.56 6% 94%
K20 0.20 500 30 65 110 120 0.89 8% 92%
S22 0.22 400 20 35 60 75 0.53 9% 91%
K25 0.25 750 25 55 95 105 0.95 10% 90%
S32 0.32 2000 20 40 75 80 0.89 13% 87%
S35 0.35 3000 17 37 48 58 0.90 14% 86%
XLD 3000 0.23 3000 30 0.47 9% 91%
XLD 6000 0.30 6000 18 0.38 12% 88%
K37 0.37 3000 20 40 80 85 1.04 15% 85%
S38 0.38 4000 15 48 75 85 1.28 15% 85%
S38HS 0.38 5500 17 45 66 83 1.20 15% 85%
S38XHS 0.38 5500 17 42 60 80 1.12 15% 85%
K46 0.46 6000 15 40 70 80 1.31 18% 82%
S42XHS 0.42 8000 11 22 37 42 0.65 16% 84%
S60 0.60 10000 15 34 55 65 1.49 24% 76%
iM16K 0.46 16500 13 22 31 37 0.72 18% 82%
S60HS 0.60 18000 11 30 50 60 1.09 24% 76%
iM30K 0.60 30000 9 16 25 29 0.70 24% 76%
Flo
ate
d S
erie
s
A16 0.16 500 35 70 115 135 0.76 6% 94%
A20 0.20 1000 30 60 100 100 0.82 8% 92%
H20 0.20 1000 25 55 90 110 0.75 8% 92%
D32 0.32 4500 20 40 70 85 0.89 13% 87%
H50 0.50 6000 20 40 50 60 1.43 20% 80%
Glass Bubbles
iM16K
3M Glass Bubbles Portfólio de Produtos
Glass Bubbles
3M Glass Bubbles Manuseio
Glass Bubbles
Qualquer incorporação, reposição ou
troca de componente na
formulação, deve ser realizada por
volume, nunca por peso.
3M Glass Bubbles Conceito Básico
Glass Bubbles
3M Glass Bubbles Formulação
Fórmula
Típica
Custo /
kg $
Densidade
g/cm3
Peso
kg
Peso
%
Volume
litros
Volume
%
Custo
Total $
Resina 2.00 1.05 8.00 40.00 7.62 64.00 16.00
Talco 0.18 2.80 12.00 60.00 4.29 36.00 2.16
Totais .91 1.680 20.00 100.00 11.91 100.00 18.16
Custo / litro 1.525
Nova
Fórmula
Custo /
kg $
Densidade
g/cm3
Peso
kg
Peso
%
Volume
litros
Volume
%
Custo
Total $
Resina 2.00 1.05 8.00 40.00 7.62 7.35 16.00
Glass
Bubbles 5.42 0.13 12.00 60.00 96.00 92.65 65.04
Totais 4.05 0.19 20.00 100.00 103.62 100.00 81.04
Custo / litro 0.78
% Variação -88.51% -48.73%
Glass Bubbles
3M Glass Bubbles Formulação
Fórmula
Típica
Custo /
kg $
Densidade
g/cm3
Peso
kg
Peso
%
Volume
litros
Volume
%
Custo
Total $
Resina 2.00 1.05 8.00 40.00 7.62 64.00 16.00
Talco 0.18 2.80 12.00 60.00 4.29 36.00 2.16
Totais .91 1.680 20.00 100.00 11.91 100.00 18.16
Custo / litro 1.525
Nova
Fórmula
Custo /
kg $
Densidade
g/cm3
Peso
kg
Peso
%
Volume
litros
Volume
%
Custo
Total $
Resina 2.00 1.05 8.00 93.72 7.62 63.98 16.00
Glass
Bubbles 5.42 0.13 0.54 6.28 4.29 36.02 2.91
Totais 2.21 0.72 8.54 100.00 11.91 100.00 18.91
Custo / litro 1.59
% Variação na Densidade -57.33 % Variação Custo / litro 4.07
Glass Bubbles
3M Glass Bubbles Formulação
Fórmula
Típica
Custo /
kg $
Densidade
g/cm3
Peso
kg
Peso
%
Volume
litros
Volume
%
Custo
Total $
Resina 2.00 1.05 8.00 40.00 7.62 64.00 16.00
Talco 0.18 2.80 12.00 60.00 4.29 36.00 2.16
Totais .91 1.680 20.00 100.00 11.91 100.00 18.16
Custo / litro 1.525
Nova
Fórmula
Custo /
kg $
Densidade
g/cm3
Peso
kg
Peso
%
Volume
litros
Volume
%
Custo
Total $
Resina 2.00 1.05 7.28 44.33 6.93 58.24 14.56
Glass
Bubbles 5.42 0.13 0.22 1.36 1.79 15.00 1.21
Talco 0.18 2.80 8.92 54.31 3.19 26.76 1.61
Totais 1.06 1.38 16.42 100.00 11.91 100.00 17.38
Custo / litro 1.46
% Variação na Densidade -17.09 % Variação Custo / litro -4.03
Glass Bubbles
3M™ Glass Bubbles Aplicação em massa leve de reparação.
Glass Bubbles
Massa de reparação leve
Padrão Leve
Resina PVA : 7% volume Resina PVA: 19% volume
Água: 36% volume Água: 13% volume
Cargas: 55% volume K1 66% volume
Glass Bubbles
• Sem contração
• Rápida secagem
Massa de reparação leve
Vantagens :
Glass Bubbles
Massa de reparação leve
Parede
danificada
Massa corrida Massa leve de
reparação
Glass Bubbles
3M™ Glass Bubbles Massa Poliester reparação automotiva
Glass Bubbles
Massa Poliester reparação automotiva
Glass Bubbles 24
Massa Poliester reparação automotiva
Tradicional Leve
Resina 60 – 65 %
Volume Resina
56 – 57 %
Volume
Talco 35 – 40 %
Volume Talco
17 – 19 %
Volume
K1 25 – 26 %
Volume
Glass Bubbles 25
Vantagen
• Facilita lixamento
• Otimiza tempo de trabalho
• Reduz empastamento
Massa Poliester reparação automotiva
Glass Bubbles
3M™ Glass Bubbles Application in Paint – Solar Reflectance
Glass Bubbles
Solar Irradiance
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200 2300 2400 2500
Wavelength (nm)
So
lar
Irra
dia
nc
e (
W/m
².n
m)
UV
5%
Visible
46%
N-IR
49%
Glass Bubbles
Solar paint STD formulation
(with CaCO3)
Solids by weight % 65.17% Filler Vol = 60.00
Solids by volume % 45.00% Binder Vol= 40.00
Density wet 1.58 PVC = 60.00
Density dry 2.29 CPVC = 62.23
CPVC/PVC = 1.04
raw material Density(g/cc) Weight W % Volume V % Vol Dry % Vol Dry
Water 1.00 69.57 19.83 69.57 31.31 0 0
Wetting agent 1.16 0.80 0.23 0.69 0.31 0.21 0.21
TiO2 4.10 61.50 17.53 15.00 6.75 15.00 15.00
CaCO3 2.70 121.50 34.63 45.00 20.25 45.00 45.00
Acrylic dispersion 1.06 94.68 26.99 89.32 40.20 39.14 39.14
Thickener 1.06 2.47 0.70 2.33 1.05 0.60 0.60
Anti-foam 1.00 0.29 0.08 0.29 0.13 0.05 0.05
Totals 1.58 350.81 100.00 222.20 100.00 100.00 100.00
Glass Bubbles
Solar paint S22 formulation
Solids by weight % 48.92% Filler Vol = 60.00
Solids by volume % 45.00% Binder Vol= 40.00
Density wet 1.08 PVC = 60.00
Density dry 1.17 CPVC = 67.52
CPVC/PVC = 1.13
raw material Density(g/cc) Weight W % Volume V % Vol Dry % Vol Dry
Water 1.00 69.57 29.08 69.57 31.31 0.00 0.00
Wetting agent 1.16 0.80 0.33 0.69 0.31 0.21 0.21
TiO2 4.10 61.50 25.71 15.00 6.75 15.00 15.00
CaCO3 2.70 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
Acrylic dispersion 1.06 94.68 39.58 89.32 40.20 39.14 39.14
3M Glass Bubbles S22 0.22 9.90 4.14 45.00 20.25 45.00 45.00
Thickener 1.06 2.47 1.03 2.33 1.05 0.60 0.60
Anti-foam 1.00 0.29 0.12 0.29 0.13 0.05 0.05
Totals 1.08 239.21 100.00 222.20 100.00 100.00 100.00
Glass Bubbles
Testing Equipment: Spectrophotometer Cary 500 UV – Visible - N-IR
+ Integrated Sphere
Measurement: Hemispherical Reflectance properties
Labsphere Integrated Sphere
Glass Bubbles
Solar reflectance, white paint
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
250 750 1250 1750 2250
Wavelength (nm)
% R
efl
ecta
nce
White STD White S22
Sample TSR UV Vis IR
White STD 81.76 12.36 89.48 81.13
White S22 86.18 13.24 92.31 87.39
Glass Bubbles
Osram Ultra-Vitalux lamp
Painted aluminum panel
Thermocouple
Data logger
Glass Bubbles
Back side temperature versus Time
30
40
50
60
70
80
90
100
0 10 20 30 40 50 60
Time (minutes)
Tem
pera
ture
(°C
)
45% CaCO3
45% S22
Average temperature
reduction = 3.25°C
Glass Bubbles
3M Glass Bubbles - Obrigado
