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1、(10)申请公布号 CN 104245620 A(43)申请公布日 2014.12.24CN104245620A(21)申请号 201380020920.3(22)申请日 2013.04.1961/635,562 2012.04.19 US61/695,134 2012.08.30 US61/790,312 2013.03.15 US C04B 20/06(2006.01)(71)申请人建筑研究和技术有限公司地址德国特洛斯特贝格申请人阿克苏诺贝尔化学国际有限公司(72)发明人 S米西格 F S翁 D 甘巴泰萨JC史密斯 R帕波内蒂MA伯里 F斯文松 J努丁J西蒙斯(74)专利代理机构北京北翔知。
2、识产权代理有限公司 11285代理人潘飞 杨勇(54) 发明名称用于使可膨胀聚合物微球膨胀的设备和系统(57) 摘要一种设备，包括：(a)蒸汽发生器，具有小于或等于约6锅炉马力的功率输出；(b)蒸汽管道，与该蒸汽发生器流体连通；(c)流体材料管道，与流体材料源流体连通，其中流体材料包括未膨胀的、可膨胀聚合物微球；(d)处理区，通过该蒸汽管道与该蒸汽发生器流体连通，且与该流体材料管道流体连通，使得在该处理区内由蒸汽接触该流体材料；以及(e)背压发生器，与该处理区流体连通，能够增加该处理区中的压力，这导致当该流体材料离开该处理区时，该可膨胀聚合物微球的膨胀。(30)优先权数据(85)PCT国际申请。
3、进入国家阶段日2014.10.20(86)PCT国际申请的申请数据PCT/US2013/037455 2013.04.19(87)PCT国际申请的公布数据WO2013/159043 EN 2013.10.24(51)Int.Cl.权利要求书2页 说明书9页 附图2页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书2页 说明书9页 附图2页(10)申请公布号 CN 104245620 ACN 104245620 A1/2页21.一种设备，包括：a.蒸汽发生器，具有小于或等于约6锅炉马力的功率输出；b.蒸汽管道，与所述蒸汽发生器流体连通；c.流体材料管道，与流体材料源流体连通，其。
4、中所述流体材料包括未膨胀的、可膨胀聚合物微球；d.处理区，通过所述蒸汽管道与所述蒸汽发生器流体连通，且与所述流体材料管道流体连通，使得在所述处理区内由蒸汽接触所述流体材料；以及e.背压发生器，与所述处理区流体连通，能够增加所述处理区中的压力，这导致当所述流体材料离开所述处理区时，所述可膨胀聚合物微球的膨胀。2.根据权利要求1所述的设备，其中在稳态运行期间，所述设备消耗小于或等于约70kw,可选地小于或等于约60kw,可选地小于或等于约50kw,可选地小于或等于约45kw。3.根据权利要求1或权利要求2所述的设备，其中所述设备具有允许所述设备放置在一个制造设施内部的占地面积，该制造设施在制造产品。
5、中使用膨胀的、可膨胀聚合物微球而大体上不影响制造产品的生产。4.根据权利要求3所述的设备，其中所述设备的所述占地面积小于或等于约60ft2。5.根据权利要求1到4中的任一项权利要求所述的设备，还包括与所述流体材料管道接合的手动和/或自动的现场仪表。6.根据权利要求1到5中的任一项权利要求所述的设备，其中所述流体材料管道的内部直径从约0.2到约1.5英寸。7.根据权利要求1到6中的任一项权利要求所述的设备，其中所述处理区包括处理管道。8.根据权利要求7所述的设备，其中所述蒸汽管道和所述流体材料管道通过靠近所述处理管道的一个入口端的管道接合点联接，可选地其中所述蒸汽管道和所述流体材料管道通过与所述。
6、处理管道的一个入口端接合的管道接合点联接。9.根据权利要求7或权利要求8所述的设备，其中所述背压发生器与所述处理管道的一个出口端接合。10.根据权利要求1到9中的任一项权利要求所述的设备，其中所述处理区内部的温度从约80到约160，可选地从约100到约160，进一步可选地从约105到约145，进一步可选地从约135到约145。11.根据权利要求1到10中的任一项权利要求所述的设备，其中所述处理区内部的压力从约46.1kPa到约618.1kPa，可选地从约101.3kPa到约618.1kPa，进一步可选地从约120kPa到约420kPa，更进一步可选地从约315kPa到约420kPa。12.根据。
7、权利要求1到4、6、10或11中的任一项权利要求所述的设备，还包括：f.控制装置，用以手动地和/或自动地控制所述设备的功能；以及g.手动和/或自动的现场仪表，其与所述流体材料管道接合；其中：.所述处理区包括处理管道；.所述蒸汽管道和所述流体材料管道通过与所述处理管道的一个入口端接合的管道接合点聚合；以及权 利 要 求 书CN 104245620 A2/2页3.所述背压发生器与所述处理管道的一个出口端接合。13.一种用于提供膨胀的聚合物微球的系统，包括权利要求1到12中的任一项权利要求所述的设备和至少一批箱，用以接收膨胀的、可膨胀聚合物微球，可选地其中所述至少一批箱包括至少一个混合装置。14.根。
8、据权利要求13所述的系统，包括多批箱，用以接收膨胀的聚合物微球。15.一种用于提供膨胀的聚合物微球的系统，包括权利要求1到12中的任一项权利要求所述的设备和与所述流体材料管道流体连通的至少一个流体材料容器。权 利 要 求 书CN 104245620 A1/9页4用于使可膨胀聚合物微球膨胀的设备和系统0001 提供一种用于使可膨胀聚合物微球膨胀的设备。0002 冻结-解冻循环可严重损坏水饱和硬化水泥组合物，诸如混凝土。防止或减少所致损坏的最常见的技术是在该组合物中掺入微细的空隙或孔隙。空隙或孔隙起到内部膨胀腔室的作用，并因此可通过减轻由冻结-解冻循环导致的液压变化保护组合物免于冻结-解冻损坏。用。
9、于生产水泥组合物中的这样的空隙的常规方法是通过将加气剂引入到该组合物中，这能使组合物混合过程中夹带的微小气泡稳定化。0003 不幸的是，这种在水泥组合物中产生空气孔隙的方法受到多个生产和浇注问题的困扰，其中一些问题如下：0004 空气含量：水泥组合物的空气含量的变化，如果空气含量随时间降低，则可导致组合物对冻结-解冻损坏的抗性低劣，或者如果空气含量随时间增高，则会导致减少组合物的压缩强度。实例是泵送水泥组合物(通过压缩使空气含量降低)、超增塑剂的现场添加(常常升高空气含量或使空气孔隙系统失稳定)、以及特定掺合料与加气表面活性剂的相互作用(可能增加或减少空气含量)。0005 空气孔隙稳定化：未能。
10、使气泡稳定化可能是由于存在能吸收稳定性表面活性剂的材料，即具有高表面积碳或水分不足的粉煤灰会使表面活性剂不能适当起作用，也即，成为低塌落度混凝土。0006 空气孔隙特性：过大而不能提供对冻结和解冻的抗性的气泡的形成，可能是由于骨料质量差或等级不好、使用了其它使气泡失稳定的掺合料等原因所致。这样的孔隙常常不稳定，且趋向于上浮到新制混凝土的表面。0007 过度修整(overnishing)：通过过度修整除去空气，从而将空气从混凝土表面除去，这通常通过邻近过度修整表面的水泥浆动变区(detrained zone)的剥落导致变形。0008 在混合时使空气的生成和稳定化并确保它在水泥组合物硬化前保持适当。
11、的量和空隙尺寸，这对北美的水泥组合物生产商是最大的日常问题。被夹带到水泥组合物中的空气孔隙系统的空气含量和特性不能通过直接定量方法进行控制，而是只能间接通过添加到该组合物的加气剂的量/类型来控制。多种因素(诸如骨料的组成和颗粒形状、混合物中水泥的类型和量、水泥组合物的稠度、所用混合器的类型、混合时间和温度)都会影响加气剂的性能。普通加气混凝土中的孔隙尺寸分布可显示很大的变化范围，在10-3000微米(m)或更大。在这样的水泥组合物中，除对于循环冻结-解冻抗性不可或缺的小孔隙外，已接受较大孔隙的存在为不可避免的特征，较大孔隙对水泥组合物的耐久性贡献极小，且可能会减少该组合物的强度。0009 已经。
12、显示加气剂提供对冻结-解冻损坏的抗性以及剥落损坏抗性，这发生在由于许多原因(上文讨论了其中的一些原因)中的任何原因而使硬化的水泥组合物脱离时。然而，因为常规加气剂遭受上文所讨论的问题，所以水泥组合物行业正在寻找新的且更好的掺合料，以提供当前由常规加气剂提供的特性。0010 最近的发展是使用聚合物微球来创造水泥组合物中的尺寸受控的孔隙。然而，发展仍然不间断地进行，以改进水泥组合物中的聚合物微球的作用，并降低包括聚合物微球说 明 书CN 104245620 A2/9页5的水泥组合物的成本。0011 为了提供适当尺寸的空气孔隙，需要使聚合物微球在掺入水泥组合物之前膨胀。膨胀后，膨胀的聚合物微球是未膨。
13、胀的微球体积的高达约75倍。提供包括膨胀的聚合物微球的水泥组合物可能是昂贵的，这是由于与运输包括高体积膨胀微球的掺合料相关联的高运输成本，尤其是被提供在可以包括大量水的含水料浆中。0012 先前已做过许多尝试以寻找以上文认定的问题(即与提供膨胀的聚合物微球给最终使用者相关联的高运输成本)的解决方案。然而，用于使可膨胀聚合物微球膨胀的先前的设备消耗大量的能量并且尺寸非常大。现在已出人意料地发现，使用消耗更少能量并且尺寸显著更小的设备可使可膨胀聚合物微球充分膨胀。0013 例如，在用在使可膨胀聚合物微球膨胀的某些先前的设备中，已经使用能够提供至少30锅炉马力的蒸汽发生器。这种设备利用的蒸汽发生器具。
14、有小于或等于约6锅炉马力的功率输出，以使可膨胀聚合物微球膨胀充分膨胀。这导致了增加的能量效率、更低的成本，以及与先前的膨胀设备相比更小的尺寸或占地面积(footprint)。0014 需要一种用于以成本效益的方式将膨胀的聚合物微球递送到最终使用者的装置。0015 本发明的实施方案参照附图被公开并且仅用于说明目的。该主题的应用不限制于在附图中例示的部件的结构或布置的细节。相同的参考数字用于指示相同的部件，除非另有说明。0016 图1是描绘了本发明主题的一种实施方案的示意流程图。0017 图2是描绘了本发明主题的第二种实施方案的示意流程图。0018 提供了一种设备，包括：(a)蒸汽发生器，具有小于。
15、或等于约6锅炉马力的功率输出；(b)蒸汽管道，与该蒸汽发生器流体连通；(c)流体材料管道，与流体材料源流体连通，其中流体材料包括未膨胀的，可膨胀聚合物微球；(d)处理区，通过该蒸汽管道和该蒸汽发生器流体连通，且与该流体材料管道流体连通，使得在该处理区内由蒸汽接触该流体材料；以及(e)背压发生器，与该处理区流体连通，能够增加该处理区中的压力，这导致当流体材料离开该处理区时，可膨胀聚合物微球的膨胀。锅炉马力是用来评定蒸汽发生器功率输出的单位，1锅炉马力等于13.15马力，9809.5瓦特，或在华氏212时每小时蒸发34.5磅的水。0019 当提到功率输出小于或等于约6锅炉马力的蒸汽发生器时，意味着。
16、是以下至少之一：(i)该设备专用的蒸汽锅炉，具有小于或等于约6锅炉马力的功率输出；或(ii)提供小于或等于约6锅炉马力给设备的另一种蒸汽源。可能有已经存在于其中可放置该设备的某些制造设施中的蒸汽发生器。在这些例子中，能够利用现有蒸汽锅炉以给本设备提供蒸汽。0020 虽然在本文中关于用在水泥组合物中讨论了可膨胀聚合物微球，但是本发明设备不限于提供在水泥组合物中使用的膨胀的聚合物微球。相反地，本发明设备可被用来提供在其中可以包括膨胀的聚合物微球的任何制造产品中使用的膨胀的聚合物微球。0021 在某些实施方案中，该设备在稳态运行期间可消耗小于或等于约70千瓦。在某些实施方案中，该设备在稳态运行期间可。
17、消耗小于或等于约60千瓦。在某些实施方案中，该设备在稳态运行期间可消耗小于或等于约50千瓦。在某些实施方案中，该设备在稳态运行期间可消耗小于或等于约45千瓦。0022 在某些实施方案中，该设备在稳态运行期间能够使包括未膨胀的、可膨胀聚合物说 明 书CN 104245620 A3/9页6微球流体材料从约0.1加仑/分(gal/min)膨胀到约3加仑/分(从约0.5升/分到约14升/分)。在某些实施方案中，该设备在稳态运行中能够使包括未膨胀的、可膨胀聚合物微球流体材料从约0.2加仑/分膨胀到约2加仑/分(从约0.9升/分到约9升/分)。在某些实施方案中，该设备在稳态运行中能够使包括未膨胀的、可膨胀。
18、聚合物微球流体材料从约0.4加仑/分到约1加仑/分(从约1.8升/分到约5升/分)。0023 在某些实施方案中，包括未膨胀的、可膨胀聚合物微球的流体材料可包括按体积计从约1到约50的未膨胀的、可膨胀聚合物微球。在某些实施方案中，包括未膨胀的、可膨胀聚合物微球的流体材料可包括按体积计从约5到约40的未膨胀的、可膨胀聚合物微球。在某些实施方案中，包括未膨胀的、可膨胀聚合物微球的流体材料可包括按体积计从约10到约30的未膨胀的、可膨胀聚合物微球。0024 不希望受理论限制，该设备的功能可被描述如下。包括未膨胀的、可膨胀聚合物微球的流体材料可包括水(和/或其他合适的流体)和未膨胀的、可膨胀聚合物微球，。
19、且如果膨胀的聚合物微球被使用在水泥组合物中，则还可包括用于水泥组合物的其他掺合料。包括未膨胀的、可膨胀聚合物微球的流体材料在处理区中和蒸汽接触，使得该未膨胀的、可膨胀聚合物微球受到升高的温度，这导致了该可膨胀聚合物微球的膨胀。在某些实施方案中，可膨胀聚合物微球也可受到处理区中增加的压力，并且当离开处理区时，可选地通过背压发生器，该可膨胀聚合物微球可经历压力下降，该压力下降等于处理区内的压力和处理区外部环境的压力之间的差。此压力下降可导致可膨胀聚合物微球进一步膨胀。0025 在某些实施方案中，处理区内部的温度可以从约80(176)到约160(320)，在某些实施方案中从约100(212)到约16。
20、0(320)，在某些实施方案中从约105(221)到约145(293)，在某些实施方案中从约135(275)到约145(293)。在某些实施方案中，处理区内部压力从约46.1kPa(6.69psi)到约618.1kPa(89.65psi)，在某些实施方案中从约101.3kPa(14.69psi)到约618.1kPa(89.65psi)，在某些实施方案中从约120kPa(17.4psi)到约420kPa(60.9psi)，在某些实施方案中从约315kPa(45.7psi)到约420kPa(60.9psi)。0026 在某些实施方案中，流体材料管道可包括在流体材料管道的、靠近流体材料管道和蒸汽管道。
21、之间的接合点的一端处的颗粒分散装置。该颗粒分散装置起到使未膨胀的、可膨胀聚合物微球分开的作用，以增加与蒸汽接触的未膨胀的、可膨胀聚合物微球的表面面积的量。在某些实施方案中，该颗粒分散装置可以是喷嘴。0027 包括膨胀的、可膨胀聚合物微球的流体材料然后可被添加到处理用水或其他液体掺合料或与处理用水或其他液体掺合料混合，然后被掺入到水泥组合物或其他制造产品中。替代地，包括膨胀的、可膨胀聚合物微球的流体材料可被直接掺入到水泥组合物(在水泥组合物混合之前或水泥组合物混合过程中)或其他制造产品中，而无需首先将该流体材料添加到处理用水或其他液体掺合料中。0028 背压发生器能够限制和/或控制流体材料和蒸汽。
22、通过处理区的流动，以确保处理区内的温度足以允许可膨胀聚合物微球膨胀到期望的程度。在某些实施方案中，背压发生器也可提供处理区内的增加的压力，从而如果在可膨胀聚合物微球离开处理区时经历压力下降，能够允许可膨胀聚合物微球的进一步膨胀。背压发生器可包括，例如，流量控制阀或流量限制装置，如孔口。替代地或附加地，在某些实施方案中，背压发生器可包括：(i)管说 明 书CN 104245620 A4/9页7道，其长度足以阻止流经处理区，使得维持或增加处理区内部的温度和/或压力；和/或(ii)管道，其具有的内部尺寸小于流体材料管道或蒸汽管道之一或两者的内部尺寸，使得维持或增加处理区内的温度和/或压力；和/或(i。
23、ii)管道，其具有不规则的内壁图案(诸如螺旋形管道)，使得维持或增加处理区内的温度和/或压力。0029 在某些实施方案中，该设备具有允许将该设备放置在制造设施内部的占地面积，该制造设施在制造产品中使用膨胀的可膨胀聚合物微球而大体上不影响制造产品的生产。如本文中所使用的，术语“占地面积”指设备的水平面积，例如，当设备被放置在制造设施内部时该设备占据的地板面积。例如，该设备可被放置在现有水泥组合物制造设施内部而大体上不影响水泥组合物的生产且不需要给制造设施的添加空间。类似的布置在生产其他产品的制造设施中是可能的。在一些实施方案中，该设备的占地面积可小于或等于约60ft2。0030 在某些实施方案中。
24、，期望的是允许膨胀的、可膨胀聚合物微球在离开处理区后、在将膨胀的、可膨胀聚合物微球掺入到水和/或水泥组合物之前达到壳体稳定状态。可能的是，将膨胀的、可膨胀聚合物微球直接注入到水和/或水泥组合物中可导致微球变形，当在制造某些产品中利用所述微球时这是不期望的。通过“壳体稳定状态”，意味着在该状态下膨胀的、可膨胀聚合物微球在通过膨胀过程膨胀之后将不再变形。0031 不希望受理论限制，应认为微球变形可能是由用于膨胀、可膨胀聚合物微球的起泡剂的至少部分再液化导致的。起泡剂的至少部分再液化可导致膨胀、可膨胀聚合物微球内部的负压力。为了避免这些状况下的微球变形，有必要允许膨胀的微球内部的压力与微球外部环境的。
25、压力平衡。这可通过允许气体(诸如空气)渗透微球以平衡微球内部的压力以抵消由起泡剂的至少部分再液化导致的压力减少来实现。0032 可通过利用与处理区的出口端流体连通的腔室来实现允许膨胀的、可膨胀聚合物微球达到壳体稳定状态，其中该腔室提供了足够的冷却和驻留时间，以允许膨胀的微球达到壳体稳定状态，从而防止膨胀的微球的变形。在某些实施方案中，任何合适的流体(诸如空气)可被供给到该腔室的入口以使膨胀的、可膨胀聚合物微球冷却到壳体稳定状态。在某些实施方案中，该腔室的出口端可与收集膨胀的、可膨胀聚合物微球的容器流体连通，该容器可以可选地包括大量的水，微球可以分散在该大量的水中。在某些实施方案中，该腔室可包括。
26、具有一长度的管道，如导管或软管。0033 在某些实施方案中，该设备可被供应有由其中放置该设备的制造设施提供的水源和电力源。除了利用由制造设施提供的水和电力之外，该设备不会显著地影响该制造设施的运行和/或效率，因为该设备可被放置在该设施中不突出的位置，使得该设施中的工作流不需要为了适应设备而大体上改变。0034 膨胀的聚合物微球在最终固结之前在水泥组合物中提供孔隙空间，且这些孔隙空间起到提高水泥材料冻结-解冻耐久性的作用。膨胀的聚合物微球将孔隙引入到水泥组合物中，以在水泥组合物中产生完全形成的孔隙结构，该孔隙结构抵抗由水饱循环冷冻产生的混凝土退化，且在水泥组合物混合过程不依赖于气泡稳定化。膨胀的。
27、聚合物微球产生的冻结-解冻耐久性增强是基于减轻水在水泥材料中冻结时所产生的应力的物理机制。在常规实践中，通过使用化学掺合料以使水泥组合物混合过程中夹带入其中的空气孔隙稳定化，来在硬化材料中产生具有适当尺寸和间距的孔隙。在常规水泥组合物中，这些化学掺合料作为一类被称为加气剂。使用膨胀的聚合物微球以形成水泥组合物中的空隙结构不需要说 明 书CN 104245620 A5/9页8在混合过程中夹带的空气的产生和/或稳定化。0035 膨胀的聚合物微球的使用大体上消除了现有技术中遇到的一些实际问题。它还使得有可能使用一些材料，即低等级高碳粉煤灰，因为认为这些材料不经进一步处理不能用在加气的水泥组合物中，所。
28、以作填埋处理。这导致了水泥的节省，且因此导致经济节省。因为通过此方法“创造”的孔隙比通过常规加气剂获得的孔隙小得多，所以达到理想耐久性所需的膨胀的聚合物微球的量也比常规加气水泥组合物低得多。因此，在相同的防止冻结-解冻损坏的水平上，可达到更高的压缩强度。因此，可以节省用来达到强度的最昂贵的成分，即，水泥。0036 使用本发明设备生产的可膨胀的微球和膨胀的微球可使用在多种应用中，诸如造纸、印刷油墨、油灰、密封剂、玩具黏土、底部涂层、黏合剂、黏合剂的脱胶、人造皮革、真皮革、颜料、无纺布材料、纸和纸板、涂料，该涂料用于多种材料，诸如纸、板、塑料、金属和纺织品、炸药、绝缘电缆、热塑性塑料(诸如聚乙烯、。
29、聚氯乙烯、和乙二醇二乙酸酯)或热塑性弹性体(诸如苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、热塑性聚氨酯和热塑性聚烯烃)、丁苯橡胶、天然橡胶、硫化橡胶、硅橡胶、热固性聚合物(诸如环氧树脂、聚亚安酯和聚酯)。0037 膨胀的微球也可被用在以下应用中，诸如油灰、密封剂、玩具黏土、真皮革、颜料、炸药、电缆绝缘和热固性聚合物(诸如环氧树脂、聚亚安酯和聚酯)。在一些情况下，能够使用膨胀的微球和可膨胀的微球的混合物，例如用在底部涂层、硅橡胶和轻质泡沫中。0038 可膨胀聚合物微球可由聚合物组成，聚合物是以下至少之一：聚乙烯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯丁烯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚。
30、丙烯腈、聚甲基丙烯腈、聚苯乙烯以及其共聚物，诸如聚偏二氯乙烯-丙烯腈、聚丙烯腈共聚聚甲基丙烯腈、聚偏二氯乙烯-聚丙烯腈或氯乙烯-偏二氯乙烯等的共聚物。因为微球由聚合物组成，所以壁是柔性的，使得它响应于压力而移动。因此，制造微球的材料可以是柔性的，并且，在某些实施方案中，可抵抗水泥组合物的碱性环境。并非加以限制，合适的可膨胀聚合物微球可从Akzo Nobel Pulp and Performance Chemicals有限公司(Duluth,GA)、AkzoNobel公司以商品名称购得。0039 在某些实施方案中，未膨胀的、可膨胀聚合物微球可以具有约100m或更小的平均直径，在某些实施方案中约5。
31、0m或更小，在某些实施方案中约24m或更小，在某些实施方案中约16m或更小，在某些实施方案中约15m或更小，在某些实施方案中约10m或更小，在其它实施方案中约9m或更小。在某些实施方案中，未膨胀的聚合物微球的平均直径可以从约10m到约16m，在某些实施方案中从约6m到约9m，在某些实施方案中从约3m到约6m，在某些实施方案中从约9m到约15m，以及在其它实施方案中从约10m到约24m。聚合物微球可以具有中空的核和可压缩的壁。聚合物微球的内部包括一个或多个可以含有气体(气体填充的)或液体(液体填充的)的空腔。0040 在某些实施方案中，膨胀的、可膨胀聚合物微球可以具有从约200m到约900m的平。
32、均直径，在某些实施方案中，从约40m到约216m，在某些实施方案中，从约36m到约135m，在某些实施方案中，从约24m到约81m，在某些实施方案中，从约12m到约54m。0041 上文表述的直径是体积平均直径。可以通过本领域的任何已知方法确定未膨胀的说 明 书CN 104245620 A6/9页9和/或膨胀的、可膨胀聚合物微球的直径。例如，可以通过光散射技术确定可膨胀聚合物微球的体积平均直径，诸如利用得自Malvern Instruments Ltd(Worcestershire,UK)的光散射装置。0042 已发现，可膨胀聚合物微球的直径越小，水泥组合物中达到期望的冻结-解冻损坏抵抗所需要。
33、的微球的量越小。从性能角度来看这得益于通过微球的添加而发生压缩强度的较小减少，以及从经济角度来看，因为需要更小量的球体。类似地，聚合物微球的壁厚度可以被优化以最小化材料成本，但是保证壁厚度足够抵抗在水泥组合物的混合、放置、合并和加工过程中的损坏和/或断裂。0043 在某些实施方案中，该设备还包括控制装置，以手动地和/或自动地控制该设备的功能。该控制装置可包括，例如，操作设备的一组机械控制器。该控制装置可以可替代地或附加地包括处理器。例如，该控制装置可以是包括处理器和显示器的计算机，该计算机将允许操作员通过显示器和处理器以电子方式控制该装置。在某些实施方案中，该控制装置可包括可编程逻辑控制器、人。
34、机接口显示装置以及可以通过可编程逻辑控制器操作的多种机械控制器，使得人将将能够通过人机接口显示装置和可编程逻辑控制器手动地和/或自动地控制该设备。0044 该控制装置也可能够与主控制装置通信，该主控制装置控制制造设施中的一个或更多其他设备或功能，使得该主控制装置能够控制该设备的控制装置。以此方式，该设备能够被主控制装置自动地控制，以在制造设施中生产制造产品期间提供膨胀的可膨胀聚合物微球。0045 在某些实施方案中，该设备还可包括与流体材料导管接合的手动的和/或自动的现场仪表。在膨胀的、可膨胀聚合物微球使用在受政府法规管制的制造产品中的环境中时，可能必须在设备操作期间查证流体材料的内容。例如，如。
35、果膨胀的微球用在水泥组合物中，则在混入水泥组合物之前，可能必须查证流体材料中的可膨胀的微球的量，以满足指示提供特定水平的防止冻结-解冻损坏所要求的膨胀的微球的量的某些政府法规。0046 可手动地查看该现场仪表，例如通过操作员仔细检查现场仪表，以查证流体材料中的可膨胀聚合物微球的存在。替代地或附加地，可使现场仪表自动运行，诸如通过自动球阀，该自动球阀使该流体材料的一部分改变方向到玻璃瓶中以供观察。在某些实施方案中，现场仪表还可包括出口，以便于可以将流体材料的一部分移出以供分析。0047 在某些实施方案中，流体材料管道的内部直径可以从约0.2到约1.5英寸(从约0.5到约3.8厘米)。在某些实施方。
36、案中，处理区可包括处理管道。该处理管道的内部直径可以从约0.1到约0.75英寸(从约0.25到约1.9厘米)。在某些实施方案中，流体材料管道和/或处理管道的内部直径可取决于期望的流体材料流动速率和蒸汽发生器的功率输出。在某些实施方案中，处理管道的内部直径可以约是流体材料管道的内部直径的一半。0048 在某些实施方案中，蒸汽管道和流体材料管道可以通过靠近处理区或处理管道的入口端的管道接合点联接。例如，蒸汽管道和流体材料管道可通过与处理区或处理管道的入口端接合的管道接合点联接。在某些实施方案中，背压发生器器可与处理区或处理管道的出口端接合。0049 在某些实施方案中，设备还包括：(f)控制装置，以。
37、手动地和/或自动地控制设备的功能；以及(g)手动的和/或自动的现场仪表，其与流体材料管道接合；其中()该处说 明 书CN 104245620 A7/9页10理区包括处理管道；()蒸汽管道和流体材料管道通过与该处理管道的入口端接合的管道接合点聚合；以及()背压发生器与该处理管道的出口端接合。0050 在某些实施方案中，提供一种用于提供膨胀的聚合物微球的系统，该系统包括上文所描述的设备和至少一批箱，以接收膨胀的可膨胀聚合物微球。在某些实施方案中，该系统可包括多批箱，以接收膨胀的聚合物微球。该批箱可被用来在用在制造产品中之前暂时地储存膨胀的聚合物微球。在某些实施方案中，该批箱可包括至少一个混合装置，。
38、以维持驻留在该批箱中的膨胀的、可膨胀聚合物微球的均匀悬浮。提供的多批箱可增加该系统的效率，因为设备可不断地运行一段时间，从而用稍后用在制造产品中的膨胀聚合物微球填充所述多批箱中的所有箱。以此方式，将不必在每次需要膨胀的聚合物微球时开启和停止该设备，避免了多次的设备开启操作，为了多次开启设备这会需要额外的能量。0051 在某些实施方案中，流体材料源并非设备的一部分。例如，流体材料源可以是靠近或远离该设备的至少一个流体材料容器，其可被适于与流体材料管道流体连通。一个特定的非限制性的实例是流体材料容器，该流体材料容器通过与流体材料管道接合的可移动的管道连接到该设备。0052 在某些实施方案中，提供一。
39、种用于提供膨胀的聚合物微球的系统，该系统包括上文所描述的设备和与流体材料管道流体连通的至少一个流体材料容器。0053 还提供一种用于提供膨胀的聚合物微球的系统，包括：()设备，用于使包括未膨胀的、可膨胀聚合物微球的流体材料膨胀，该设备包括：(a)蒸汽发生器，具有小于或等于约6锅炉马力的功率输出；(b)蒸汽管道，与该蒸汽发生器流体连通；(c)流体材料管道，与流体材料源流体连通；(d)处理区，通过该蒸汽管道与该蒸汽发生器流体连通，且与该流体材料管道流体连通，使得在该处理区内由蒸汽接触该流体材料；以及(e)背压发生器，与该处理区流体连通，能够增加该处理区中的压力，这导致当流体材料离开处理区时，可膨胀。
40、聚合物微球的膨胀；()至少一个流体材料容器，与该流体材料管道流体连通；以及()至少一批箱，以接收膨胀的可膨胀聚合物微球。在某些实施方案中，该系统还可包括现场仪表，其与流体材料管道接合。在某些实施方案中，该系统可包括多批箱，以接收膨胀的聚合物微球。在某些实施方案中，该至少一批箱可包括至少一个混合装置。0054 图1描绘了本文中所描述的设备和系统的实施方案。设备10包括蒸汽发生器12，与蒸汽管道14流体连通，蒸汽管道14进而与管道接合点24流体连通。流体材料管道16可选地包括与其接合的现场仪表22，流体材料管道16与管道接合点24流体连通。该管道接合点24靠近处理区18的入口端或与处理区18的入口。
41、端接合。背压发生器20与处理区18的出口端接合。该设备可以是系统30的一部分，该系统30包括与处理区18流体连通的至少一批的箱26和与流体材料管道16流体连通的至少一个流体材料容器28。控制装置32可以与任意数目的组成设备10的单元电子通信，并可附加地控制系统30的多方面。0055 图2示出了本文中所描述的设备和系统的实施方案。设备10包括蒸汽发生器12，其与蒸汽管道14流体连通，蒸汽管道14进而与管道接合点24流体连通。流体材料管道16可选地包括与其接合的现场仪表22，流体材料管道16与管道接合点24流体连通。该管道接合点24靠近处理区18的入口端或与处理区18的入口端接合。流体材料管道可选地包括颗粒分散装置34，处在流体材料管道靠近管道接合点24的一端处。背压发生器20于处理区18的出口端接合。该设备可以是系统30的一部分，该系统30包括与处理区18流体说 明 书CN 104245620 A10。