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CN106661285A - 用于清洁混凝土泵的泡沫 - Google Patents

用于清洁混凝土泵的泡沫 Download PDF

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CN106661285A
CN106661285A CN201580037662.9A CN201580037662A CN106661285A CN 106661285 A CN106661285 A CN 106661285A CN 201580037662 A CN201580037662 A CN 201580037662A CN 106661285 A CN106661285 A CN 106661285A
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polymer
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CN201580037662.9A
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李成栗
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Fine Chemical Co Ltd
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Ren Chemical Ltd By Share Ltd
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Abstract

本发明提供了制造混凝土泵清洁泡沫的方法。该方法包括：提供聚合物、液体软化剂和一种或多种添加剂的混合物，其中，所述聚合物含有DSC熔点是100℃或更高的烯烃嵌段共聚物(OBC)和天然或合成橡胶，所述一种或多种添加剂选自如下物质构成的组：交联剂、发泡剂、金属氧化物、硬脂酸、抗氧化剂、硬脂酸锌、二氧化钛、交联助剂和颜料；将混合物置于模具中并在高温下对混合物施加压力以形成聚合物泡沫；发泡之后，磨光聚合物泡沫的表面以将闭孔分隔至表面。

Description

用于清洁混凝土泵的泡沫
技术领域
本公开涉及用于混凝土泵的清洁泡沫，并且更具体地，涉及使用后易于清洁并且能被长时间使用的混凝土泵清洁泡沫。
背景技术
混凝土泵是指高压力下通过混凝土管将混凝土转移至高处的装置。当转移工作结束时，必须立即清除粘附于管内侧的混凝土残余物。然而，在通常方法中，必须移开管末端的直径稍大于管内径的球形并且插入圆柱形泡沫，当从另一侧真空吸入时，混凝土残余物被推进泡沫中，管的内表面被清洁。为了更好的清洁，要求泡沫具有比管内径稍大的直径。
此处使用的泡沫的材料是聚氨酯泡沫或天然橡胶泡沫。尽管价格便宜，但因为聚氨酯泡沫缺乏弹性并易于撕下，所以主要使用的是天然橡胶泡沫。聚氨酯泡沫和天然橡胶泡沫使用全开孔(all-open cells)；原因是：首先，聚氨酯泡沫仅呈现全开孔产品，天然橡胶泡沫难以制造厚度是100mm或更厚的闭孔泡沫，但是较容易制造较厚的闭孔泡沫产品。其次，为了清洁混凝土泵，必须形成柔软(即低抗压强度)的泡沫以便通过推动直径大于管内径的泡沫而容易的进入，但是闭孔泡沫不能产生光滑(即低抗压强度)的产品。另一方面，在开孔泡沫中，由于气泡的空气进入，易于制造低抗压强度的柔软产品。第三，在生产时，天然橡胶的开孔泡沫使用无机发泡剂诸如碳酸氢钠(NaHCO3)作为发泡剂，但是碳酸氢钠是白色结晶状态，并且开孔泡沫的孔尺寸很大。因为这种大的孔尺寸，混凝土泵管清洁时洗涤的效果将被增强并且清洁效果将会很大。
可以采用下述工序制造聚氨酯泡沫。以预定比例混合多元醇、异氰酸酯和发泡剂之后，搅拌混合物，将其倒入模具中并加热，固化的同时混合物发泡并且膨胀结束获得产品。采用研磨机将其磨成预定尺寸以制造用于清洁的聚氨酯泡沫。
可以采用下述工序制造天然橡胶的开孔泡沫。通过胶溶降低天然橡胶的粘度之后，胶溶的橡胶与添加剂混合，添加剂诸如是硫磺、硫化促进剂、硫化助剂、填料、和颜料、和碳酸氢钠。以一定厚度量取混合物(形成片材)。将溶剂涂布于片材(sheet)表面之后，层压片材以制作成块(block)(厚度必须要厚)。块表面涂布硫化超促进剂(具有非常快的硫化速度的促进剂)并向模具中装入比模具体积小的量的块，然后块将发泡并且块将成为泡沫直至满意(表面的超促进剂产生的泡沫首先被硫化，首先阻止块内部的发泡气体从块中逸出)。从模具获得的表面采用研磨机除去并制成规定的尺寸且出售。
然而，天然橡胶制造的具有开孔泡沫结构的泡沫存在一些缺点。首先，制造过程长、复杂，所以需要大量人力资源，并且制造过程成本高。其次，由于它具有开孔结构，混凝土液体(即水泥+水)在清洁混凝土泵时通过开孔进入泡沫中心。此时，在流动时进行清洁，这会很难，并且全部泡沫变硬，所以在清洁之后立即在桶中进行浸泡，水泥液体被浸泡大约24小时直至水泥液体完全消失。这种工序非常不方便。此时，如果泡沫被错误地准备，那么泡沫会使用一次就被扔掉，这成本是很高的，并且资源被浪费。此外，即使泡沫浸入水中，内部的水泥液体不能完全释放，所以如果使用三或四次，它将丧失功能并难以重新使用。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了用于混凝土泵的清洁泡沫组合物(foamcomposition)，包括：聚合物，其含有DSC熔点是100℃或更高的烯烃嵌段共聚物(OBC)和天然或合成橡胶；以及液体软化剂。
根据本发明的另一方面，提供了混凝土泵清洁泡沫，包括通过使含有如下物质的聚合物发泡而形成的聚合物泡沫：DSC熔点是100℃或更高的烯烃嵌段共聚物(OBC)和天然或合成橡胶，其中聚合物泡沫具有多个泡沫孔并且泡沫孔总体积中闭孔的体积分数是70％或更多。
根据本发明的又一方面，提供了制造混凝土泵清洁泡沫的方法，包括如下步骤：提供聚合物、液体软化剂和一种或多种添加剂的混合物，其中，所述聚合物含有DSC熔点是100℃或更高的烯烃嵌段共聚物(OBC)和天然或合成橡胶，所述一种或多种添加剂选自如下物质构成的组：交联剂、发泡剂、金属氧化物、硬脂酸、抗氧化剂、硬脂酸锌、二氧化钛、交联助剂和颜料；将混合物置于模具中并在高温下对混合物施加压力以形成聚合物泡沫；形成泡沫之后，磨光聚合物泡沫的表面以将闭孔分隔至表面。
具体实施方式
参考下述示例性具体实施方式对本发明进行更详细的描述。
为了解决混凝土液体内部渗透问题，这是上述背景技术中描述的天然橡胶开孔泡沫的缺点，本发明是将闭孔泡沫用于清洁混凝土泵。
存在数种方法生产具有良好的混凝土管清洗能力的闭孔泡沫，并且优选具有制成的泡沫的性质。首先，具有低硬度是好的，以便能够容易地将其引入至混凝土管的入口。其次，更好的是具有耐热性，因为在夏季高温下接受光照并使用清洁泡沫时，其将会直接收缩。第三，为了在管内具有极好的洗净作用，可取的是泡沫牢固粘附于管，以便泡沫的排斥力即排斥弹性优选是大的。
为了制造低硬度的闭孔泡沫，其可以通过使天然橡胶或各种合成橡胶交联与发泡而被制造。然而，生成泡沫之后，室温下的收缩率过大。不可能通过使乙烯共聚物诸如EVA、EBA和EMA等交联与发泡来进行制造。然而，这也意味着收缩率在夏季高温时是高的，这限制了它们的实际应用。采用热塑性橡胶(TPR)诸如SBS、SEBS、SEPS、1，2-聚丁二烯或类似物来制造低硬度泡沫，就良好的弹性和低收缩率而言是理想的，聚合物本身的硬度过高。然而，实际上不可能采用过低硬度来制造，以便其能够被用于混凝土泵清洁。
因此，本发明的发明人已经提出了一种用于混凝土泵泡沫组合物，其包括：聚合物，其含有DSC熔点是100℃或更高的烯烃嵌段共聚物(OBC)和天然或合成橡胶；以及液体软化剂。
在一种具体实施方式中，用于混凝土泵清洁泡沫的烯烃/α-烯烃互聚物是烯烃嵌段共聚物(OBC)。由于烯烃嵌段共聚物具有至少100℃的熔点，当制备用于混凝土泵的泡沫时其具有极好的耐热性的优点，当熔点小于上述范围时，耐热性不足，结果是夏季户外存储期间由于高温、阳光直射泡沫会收缩并且丧失特定洗涤形式的功能。
烯烃嵌段共聚物(OBC)是多嵌段共聚物。多嵌段共聚物是指包括两个或多个优选以直线形式结合的化学不同区域或片段(也称作“嵌段”)的聚合物，即，包括化学上有区别的单元的聚合物，所述单元端对端(end-to-end)地结合于聚合的乙烯基官能团或丙烯基官能团，而不是侧基或接枝构型。
烯烃嵌段共聚物(OBC)意思是乙烯/α-烯烃多嵌段共聚物或丙烯/α-烯烃多嵌段共聚物。烯烃嵌段共聚物包括乙烯或丙烯以及一个或多个聚合形式的可共聚的α-烯烃共聚单体。烯烃嵌段共聚物的特征是存在多个嵌段或片段，这些嵌段或片段是具有不同化学或物理性质的两个或多个聚合单体单元的嵌段或片段。
此类α-烯烃共聚单体的特定例子包括丙烯、丁烯、3-甲基-1-丁烯、3，3-二甲基-1-丁烯、戊烯、被至少一个甲基、乙基或丙基取代的戊烯、被至少一个甲基、乙基或丙基取代的己烯、被至少一个甲基、乙基或丙基取代的庚烯、被至少一个甲基、乙基或丙基取代的辛烯、被至少一个甲基、乙基或丙基取代的壬烯、被至少一个乙基、甲基或二甲基取代的癸烯、被至少一个乙基、甲基或二甲基取代的十二碳烯、和被至少一个乙基、甲基或二甲基取代的苯乙烯。特别优选的α-烯烃共聚单体可以是丙烯、丁烯(例如1-丁烯)、己烯、和辛烯(例如，1-辛烯或2-辛烯)。共聚物的乙烯含量可以是大约60摩尔％至大约99.5摩尔％。在一些具体实施方式中，乙烯含量可以是大约80摩尔％至大约99摩尔％。在一些具体实施方式中，乙烯含量可以是大约85摩尔％至大约98摩尔％。因此，共聚物的α-烯烃含量可以限制在大约0.5摩尔％至大约40摩尔％的范围。在一些具体实施方式中，α-烯烃含量可以限制在大约1摩尔％至大约20摩尔％的范围。在一些具体实施方式中，α-烯烃含量可以限制在大约2摩尔％至大约15摩尔％的范围。α-烯烃共聚单体的分布通常是随机的并且在不同分子量组成的乙烯共聚物是均匀的。
在一些具体实施方式中，多嵌段共聚物可以由如下通式表示：
(AB)n
其中n是至少为1的整数，优选是大于1的整数，例如，2、3、4、5、10、15、20、30、40、50、60、70、80、90、100或更高，“A”表示刚性嵌段或片段，并且“B”表示柔性嵌段或片段。优选地，A和B以线性构型而非分枝或星型构型连接。“刚性”片段意思是乙烯或丙烯按重量计以大于等于95％的量存在的聚合单元嵌段，在另一具体实施方式中，乙烯或丙烯按重量计以大于等于98％的量存在。也就是，在一些具体实施方式中，刚性片段的共聚单体的含量按重量计小于刚性片段总重量的5％，在一些具体实施方式中，按重量计小于2％。在一些具体实施方式中，刚性片段全部是或基本上全部是乙烯或丙烯。同时，“柔性”片段是指共聚单体含量按重量计至少是柔性片段总重量的5％的聚合单元嵌段，在一些具体实施方式中，按重量计至少是8％，按重量计至少是10％，或按重量计至少是15％。在另一具体实施方式中，柔性片段共聚单体含量按重量计大于等于20％，按重量计大于等于25％，按重量计大于等于30％，按重量计大于等于35％，按重量计大于等于40％，按重量计大于等于45％，按重量计50％或更多，或者按重量计60％或更多。
在一种具体实施方式中，烯烃嵌段共聚物可具有0.85g/cc至0.91g/cc或者0.86g/cc至0.88g/cc的密度。
在一种具体实施方式中，烯烃嵌段共聚物可具有如下熔融指数(MI)：0.01g/10分钟至30g/10分钟、0.01g/10分钟至20g/10分钟、0.1g/10分钟至10g/10分钟、0.1g/10分钟至5.0g/10分钟、0.1g/10分钟至1.0g/10分钟、或0.3至0.6g/10分钟，由ASTM D1238(190℃，2.16kg)测量。
在一种具体实施方式中，烯烃嵌段共聚物在连续加工制造时可具有如下多分散指数(PDI)：1.7至3.5、1.8至3、1.8至2.5、或1.8至2.2。当分批或半分批制造时，烯烃嵌段共聚物可具有如下PDI：1.0至3.5、1.3至3、1.4至2.5、或1.4至2。
在一种具体实施方式中，烯烃嵌段共聚物按重量计可含有5-30％、10-25％或11-20％的刚性片段。刚性片段可含有0.0-0.9摩尔％的由共聚单体衍生的单元。烯烃嵌段共聚物按重量计也可含有70-95％、75-90％、或80-89％的柔性片段。柔性片段可含有小于15摩尔％或9-14.9摩尔％的由共聚单体衍生的单元。在一种具体实施方式中，共聚单体可以是丁烯或辛烯。
由于烯烃嵌段共聚物具有刚性片段和柔性片段交替存在的链型结构，它与相似硬度的乙烯无规共聚物相比具有高的耐热性，并且它的弹性回复性质可具有等于或高于苯乙烯弹性体的性能，而不会造成粉尘问题或环境问题。
除了上述主要成分之外，根据本发明一种具体实施方式的混凝土泵清洁泡沫可在不脱离混凝土泵清洁应用的要求同时又保持低收缩率和硬度的范围内发泡。其它聚合物诸如乙烯共聚物或聚烯烃弹性体也能被使用。
由于能被用作上述聚合物的附加原材料的乙烯共聚物和聚烯烃弹性体是低硬度的树脂，使用它们有助于制造具有低硬度的最终产品。
乙烯共聚物可通过共聚合i)乙烯和ii)至少一种乙烯不饱和单体而制备，其中所述至少一种乙烯不饱和单体选自如下物质构成的组：C3-C10α-单烯烃、不饱和C3-C20单羧酸的C1-C12烷基酯、不饱和C3-C20单羧酸或二羧酸、不饱和C4-C8二羧酸、二羧酸的酸酐、和饱和C2-C18羧酸的乙烯酯。
乙烯共聚物的特定例子包括乙烯醋酸乙烯酯(EVA)、乙烯丙烯酸丁酯(EBA)、乙烯丙烯酸甲酯(EMA)、乙烯丙烯酸乙酯(EEA)、乙烯甲基丙烯酸甲酯(EMMA)、乙烯丁烯共聚物(EB-Co)、和乙烯辛烯共聚物(EO-Co)。这些乙烯共聚物可以单独使用，也可以以它们的两种或多种的混合物来使用。
在一种具体实施方式中，聚合物可以是聚烯烃弹性体。聚烯烃弹性体可以使用一种或多种茂金属催化剂来制备。聚烯烃弹性体是乙烯共聚物或丙烯共聚物。
这些弹性体树脂也可市购获得，在乙烯基聚烯烃弹性体的非限制性例子中，购买自陶氏化工(Dow Chemical Company)商品名是ENGAGE，购买自埃克森(Exxon)商品名是EXACT，和购买自三井化学(Mitsui Chemicals)商品名是TAFMER。
在丙烯基聚烯烃弹性体的非限制性例子中，购买自三菱化学公司(MitsubishiChemical Corporation)商品名是THERMORUNTM和ZELASTM，购买自巴塞尔(LyondellBasell)商品名是ADFLEXTM和SOFTELLTM，购买自陶氏化工商品名是VERSIFYTM，和埃克森美孚(Exxon Mobile)商品名是VISTAMAXXTM。
在一种具体实施方式中，聚合物包括天然橡胶或合成橡胶连同烯烃嵌段共聚物。加入上述聚合物组分，天然橡胶或合成橡胶改善泡沫的弹性，以便泡沫和管之间的粘附力得到改善且洗净力得到改善。合成橡胶可选自如下物质构成的组：丁苯橡胶(SBR)、丁二烯橡胶(BR)、异戊二烯橡胶(IR)、腈基丁二烯橡胶(NBR)、氯丁二烯橡胶(CR)、氯磺化聚乙烯(CSM)、乙丙橡胶(EPM)、三元乙丙橡胶(EPDM)等。可以单独使用或者两种或多种结合使用。
合成橡胶可以是热塑性橡胶(TPR)，诸如苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(SEBS)、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯(SEPS)、1，2-聚丁二烯或者两种或多种的组合。
基于100重量份的烯烃嵌段共聚物，可以以10-200重量份、优选30-150重量份、更优选40-130重量份的量含有天然橡胶或合成橡胶。如果天然橡胶或合成橡胶小于上述范围，橡胶的作用会不显著。当天然橡胶或合成橡胶超过上述范围，泡沫的收缩率变大，分布期间商品收缩值丧失，清洁效果越来越差，以致重复使用的次数减少。
在根据本发明一种具体实施方式的混凝土泵清洁泡沫中，液体软化剂包含在烯烃嵌段共聚物和含有天然橡胶或合成橡胶的聚合物中。液体软化剂发挥泡沫功能的作用，通过降低泡沫的硬度来清洁泵。液体软化剂包括橡胶加工油、液体聚丁烯、硅油等。
基于100重量份的烯烃嵌段共聚物，可以以10-75重量份、优选20-70重量份、更优选40-60重量份的量含有液体软化剂。如果液体软化剂小于上述范围，泡沫可能会具有高硬度并且在清洁时不能被引入到管中。如果液体软化剂超过上述范围，由于硬度太低而不能有效清洁泵，难以交联且难以产生泡沫，同时泡沫的强度变得极其低，在清洁过程中容易破裂。
在根据本发明一种具体实施方式的混凝土泵清洁泡沫组合物中，可以进一步包括交联剂、发泡剂和一种或多种添加剂，其中所述一种或多种添加剂选自如下物质构成的组：金属氧化物、硬脂酸、抗氧化剂、硬脂酸锌、二氧化钛、交联助剂、颜料和填料。
用于制备混凝土泵清洁泡沫的原料组分包括含有任何气体材料的任何已知发泡剂，包含分解为气体或其它副产物的气体材料，挥发性液体和化学试剂(也称作泡沫发生剂或泡胀剂)。基于100重量份的聚合物，通过使用分解温度是150-210℃的偶氮化合物，前述发泡剂优选以0.1-6重量份的量来使用，将其加入产生泡沫。如果使用量小于0.1重量份，比重会增加且硬度会过高。当量超过6重量份，比重会降至0.10以下且泡沫强度减小。如果分解温度低于150℃，在生产化合物期间会过早产生泡沫，当超过210℃时，泡沫成型时间是15分钟或更长，所以生产力会降低。
合适的发泡剂包括化学发泡剂和物理发泡剂。典型的发泡剂包括，但不限于，氮、二氧化碳、空气、氯甲烷、氯乙烷、戊烷、异戊烷、四氟甲烷、氯三氟甲烷、二氯二氟甲烷、三氯氟甲烷、六氟乙烷、1-氯-1，1-二氟乙烷、一氯五氟乙烷、二氯四氟乙烷、三氟三氯乙烷、全氟丙烷、氯七氟丙烷、二氯六氟丙烷、十氟丁烷、氯九氟丁烷、八氟环丁烷、偶氮二甲酰胺(ADCA)、偶氮二异丁腈、苯磺酰肼(benzenesulfonhydrazide)、4，4-羟基磺酰半卡肼(4，4-oxybenzene sulfonyl-semicarbazide)、对甲苯磺酰半卡肼(p-toluene sulfonylsemicarbazide)、偶氮二羧酸钡、N，N’-二甲基-均二亚硝基对苯二酸酰胺(N，N’-dimethyl-N，N’-dinitrosoterephthalamide)和三肼基三嗪(trihydrazinotriazine)。通常，ADCA是理想的发泡剂。
交联剂可以是有机过氧化物交联剂，能够充分收集发泡剂产生的分解气体并且基于100重量份的聚合物以0.02-4重量份的量赋予树脂高温弹性。优选使用0.02-1.5重量份，更优选0.05-1.0重量份，并且1分钟半衰期温度是130-180℃。如果使用量小于0.02重量份，那么交联不足，并且气泡分解时树脂的高温弹性不能保持，当超过1.5重量份时，由于交联硬度会突然增加，会连续不断地产生泡沫裂开和气泡壁破裂的现象。这些交联剂的例子包括橡胶配合中常用的有机过氧化物，诸如过氧化异丙基碳酸叔丁酯、过氧月桂酸叔丁酯(t-butyl peroxylaurate)、过氧乙酸叔丁酯(t-butyl peroxyacetate)、过氧邻苯二甲酸二叔丁酯(di-t-butyl peroxyphthalate)、过氧马来酸叔二丁酯(t-dibutyl peroxy maleicacid)、过氧化环己酮、过氧化叔丁基异丙苯(t-butyl cumyl peroxide)、过氧化叔丁酯(t-butyl hydroperoxide)、过氧化苯甲酸叔丁酯(t-butyl peroxybenzoate)、过氧化二异丙苯、1，3-二(过氧化叔丁基异丙基)苯、过氧化丁酮、2，5-二甲基-2，5-二(苯甲酸基)己烷、2，5-二甲基-2，5-二(过氧化叔丁基)己烷、二叔丁基过氧化物、2，5-二甲基-2，5-(过氧化叔丁基)-3-己烷、正丁基-4，4-二(过氧化叔丁基)戊酸酯和α，α’-二(过氧化叔丁基)二异丙苯等。
其它的添加剂是金属氧化物、硬脂酸、抗氧化剂、硬脂酸锌、二氧化钛、交联助剂，它们通常用于生产泡沫以有助于加工性能并改善泡沫的物理性质。也有可能使用各种添加剂，诸如泡沫生产中使用的普通添加剂，并且也考虑颜色，各种颜料能够被使用。基于100重量份的聚合物，可以以4-15重量份的量加入添加剂。金属氧化物、氧化锌、二氧化钛、氧化镉、氧化镁、氧化汞、二氧化锡、氧化铅、氧化钙等能够用于改善泡沫的物理性质，并且，基于100重量份的聚合物，1-4重量份的聚合物可被使用。另外，为了将150-170℃压制时的成型时间调整为5-10分钟，基于100重量份聚合物优选使用0.05-0.5重量份的三聚氰尿酸三烯丙酯(TAC)。如果交联助剂小于0.05重量份，则交联助剂的效果不足，但是如果交联助剂超过0.5重量份，与交联剂的用量超过1.5重量份的情况类似，交联不仅会硬度突然增加而且会发生泡沫裂开和泡沫的气泡壁破裂的当前状况和连续过程饱和的现象。
硬脂酸和硬脂酸锌使泡沫孔细小且均匀以有助于泡沫成型过程中脱模，并且，基于100重量份聚合物，通常优选使用1-4重量份。适合用于泡沫组合物的抗氧化剂的例子包括索诺克(Sonnoc)、丁羟甲苯(BHT)、和送诺克斯1076(Songnox 1076)(3，5-二叔丁基-羟基苯基丙酸十八碳醇酯)。基于100重量份聚合物，通常以0.25-2重量份的量使用抗氧化剂。二氧化钛用作白色颜料并执行与上述金属氧化物相同的功能。通常以2-5重量份的量使用二氧化钛。
可包括在组合物中的填料用来降低组合物成本。合适的填料的例子包括二氧化硅(SiO2)、MgCO3、CaCO3、滑石、Al(OH)3、Mg(OH)2等，并且，基于100重量份聚合物，通常以10-50重量份的量使用。填料也可用作提高泡沫去垢能力的磨料。
根据本发明的另一方面，提供了用于清洁混凝土泵的泡沫。混凝土泵清洁泡沫通过使含有如下物质的聚合物发泡而形成：DSC熔点是100℃或更高的烯烃嵌段共聚物(OBC)和天然橡胶或合成橡胶。聚合物泡沫具有许多泡沫孔。闭孔占泡沫孔总体积的至少70％。
聚合物泡沫可以利用外力被压缩成交联的(部分交联的或完全交联的)低密度聚合物，并且具有去除外力时回复原始尺寸的性质。因此，当将混凝土泵清洁泡沫插入管的一端并从另一端吸入真空时，用于清洁混凝土泵的泡沫被压缩并引入及再膨胀，存在于管内侧的混凝土残余物被清除。膨大的混凝土泵的清洁泡沫具有如下效果：擦拭混凝土泵粗糙表面并刮擦混凝土泵的管内侧表面。
根据本发明一种具体实施方式的混凝土泵清洁泡沫具有如下特征。混凝土泵清洁泡沫的密度通常相对较低，并且是0.30g/cc或更小。例如，混凝土泵清洁泡沫的密度可以是0.05-0.30g/cc，优选0.05-0.25g/cc，更优选0.05-0.20g/cc，甚至更优选0.10-0.20g/cc。低于上述范围，泡沫的强度会弱并且泡沫会破裂。如果超过上述范围，作为闭孔泡沫用于清洁混凝土泵管的泡沫的柔性可能不够。
优选的是，清洁混凝土泵的泡沫具有一定水平或更高的硬度以便获得去垢效果。如果泡沫具有极其高的硬度，将泡沫放入管中是不容易的。通常，混凝土泵清洁泡沫的合适硬度应当是具有10-40，优选15-35的肖尔00硬度(Shore 00hardness)。当硬度太低时，泡沫与管之间的粘附降低并且去垢能力会被减小。
通常，生产的混凝土泵清洁泡沫具有相对小的平均气泡(孔)尺寸，通常气泡尺寸大约是2mm至大约3mm。可以根据例如ASTM D3576-77来测量平均气泡尺寸。在一种具体实施方式中，混凝土泵清洁泡沫通常具有大约1mm至大约4mm的孔径。如果孔直径小于1mm，洗涤效果降低，并且当其大约4mm时，泡沫对管内侧面的吸附降低，结果是清洁效果下降。优选地，最好具有2-3mm的平均气泡尺寸。理想的是，至少90％的气泡具有尺寸是1-4mm的分布。
生产的混凝土泵清洁泡沫通常具有大量闭孔和少量开孔。例如，根据ASTM D2856-A能够测量闭孔的相对量。在一种具体实施方式中，混凝土泵清洁泡沫的泡沫孔可以几乎是闭孔而非开孔，例如，用于清洁混凝土泵的泡沫的泡沫孔占泡沫的泡沫孔(闭孔+开孔)的至少大约70％，优选至少大约80％，更优选至少85％。当闭孔占泡沫的泡沫孔的70％或更多时，泡沫具有适合清洁混凝土泵的压缩力并且在清洁管之后能够容易地清洗附着在泡沫表面的混凝土。其具有极好的泡沫可重用性。泡沫孔的闭孔依赖于发泡过程而不同，但是可以是按体积计90％或更少，按体积计95％或更少，按体积计98％或更少，按体积计99％或更少，按体积计99.5％，或者按体积计100％或更少。
制造用于清洁混凝土泵的泡沫的过程中，如果打开模具时交联度高，那么泡沫孔之间的壁在泡沫孔膨胀过程中会被破坏，并且也会形成一些开孔。在严重情况下，开孔比例会超过泡沫孔的30％或更多。在这种情况下，具有开孔结构的天然橡胶泡沫的不良缺陷会出现，如上所述。
在如下情况下：具有大部分是开孔的泡沫孔的混凝土泵清洁泡沫，如聚氨酯泡沫、尿素泡沫或乳胶泡沫，用于混凝土泵清洁，则当泡沫被挤压时空气会从泡沫孔的内部逸出。因此，当将这样的混凝土泵清洁泡沫引入混凝土泵的管中时，其在管内是分散的且因此清洁效果有时候会变差。
优选的是，闭孔被分离到混凝土泵清洁泡沫的表面。在模具中通过发泡过程等制造的混凝土泵清洁泡沫的表面可存在厚度不变的表层，并且表层形成在泡沫和管之间。因为泡沫和管之间的摩擦力变弱且洗涤效果也变弱，所以优选用研磨机去除表层。结果是，闭孔暴露在混凝土泵清洁泡沫的表面。例如，闭孔占泡沫整个暴露表面的表面积的70％或更多，优选85％或更多。在上述范围内，清洁泡沫能够顺畅地转移穿过管。
根据本发明的另一方面，提供了混凝土泵清洁泡沫的制造方法。例如，可以通过聚合物发泡法来制造混凝土泵清洁泡沫。适合于通过发泡法制造用于混凝土泵的混凝土泵清洁泡沫的原料可包括用于发泡加工的交联剂、发泡剂、或其它添加剂包括填料和颜料，以及基础聚合物。用于制造混凝土泵清洁泡沫的原料在捏合设备如捏合机、密炼机等中混合，并使用滚碎机制成片材或小球。其后，泡沫形式的样品可以以如下方式获得：片材或小球在恒定温度(例如150-250℃)和压力(例如100-300kg/cm2)条件下在增压模具中交联并在模具打开后发泡与成形，或者，它们在配备有模具的注射发泡机中通过成型交联并在模具打开后发泡。可以以多种形状获得样品，诸如六面体、圆柱体、球形和其它形状，取决于模具的形式、下一工序等。聚合物泡沫可具有能够粘附于混凝土泵的管内表面的形状。优选地，为了清洁管内部，混凝土泵清洁泡沫具有稍微大于管内径的尺寸。混凝土泵清洁泡沫的直径和形状依据管的大小而不同。混凝土泵清洁泡沫通常具有50-300mm的直径，例如，150-200mm，并具有球形或圆柱形。
根据本发明一种具体实施方式的混凝土泵清洁泡沫也可通过下述方法制造。首先，提供含有烯烃嵌段共聚物和天然或合成橡胶的聚合物、液体软化剂、一种或多种添加剂和直径是0.3-2mm的有机或无机细颗粒的混合物，其中，烯烃嵌段共聚物DSC熔点是至少100℃或更高，一种或多种添加剂选自如下物质构成的组：交联剂、发泡剂、金属氧化物、硬脂酸、抗氧化剂、硬脂酸锌、二氧化钛、交联助剂和颜料。
有机或无机细颗粒作为形成气泡的核心。有机或无机细颗粒的种类包括采用液氮或类似物通过冻塑(freezing plastics)而得到的那些、沙、石英砂等。石英砂是优选的，因为塑料粉状产物价格昂贵，而沙由于强度低而会在混合过程中被破坏。
开孔的尺寸可根据有机或无机细颗粒的尺寸来决定。接下来，将混合物放入模具并通过150-200℃加压10-15分钟进行发泡以形成聚合物泡沫。
上述方法形成的聚合物泡沫的密度可以是0.3g/cc或更低。闭孔的平均直径可以是1-4mm并且可占泡沫孔总体积的至少70％。
具有一定厚度的表层可在发泡完成之后立即形成在清洁泡沫的表面。当存在表层的表面时，泡沫和管之间的摩擦力变弱并且洗涤效果变弱，所以优选通过研磨去除清洁泡沫的表层。
具有闭孔结构的清洁泡沫可通过如下方法而被充分地重复使用：洗涤，然后刷去粘附在泡沫表面的混凝土，泡沫在清洗后通过管溢出并用水简单清洗。就原料成本而言，清洁泡沫相比于传统开孔泡沫要便宜得多，因为它可以重复使用20次或更多，虽然它能够被回收直至去垢能力降低，所述去垢能力降低是由磨损导致直径减小造成的。
参考下述实施例对本发明作更详细的解释。然而，这些实施例不旨在限制本发明的技术要义。
实施例
1.OBC-1：乙烯辛烯共聚物(密度0.866g/cm3，MI 15，熔点：118℃)
2.OBC-2：乙烯辛烯共聚物(密度0.857g/cm3，MI 20，熔点：95℃)
3.乙烯共聚物-1：乙烯醋酸乙烯酯共聚物(VA 33wt％，MI 3.0)
4.乙烯共聚物-2：乙烯醋酸乙烯酯共聚物(VA 28wt％，MI 3.0)
5.聚烯烃弹性体-1：乙烯辛烯共聚物(密度0.865g/cm3，MI 3.0，熔点：60℃)
6.合成橡胶-1：丁苯橡胶(SBR 1502)
7.合成橡胶-2：乙烯丁烯苯乙烯丁苯橡胶(Styrene ethylene butylene styrenerubber)(苯乙烯20wt％)
8.加工油-1(Process Oil-1)：石蜡油
(试验方法)
1.测量开孔比例的实验
根据ASTM D2856-A测量开孔比例。
2.收缩率
以各自混合比例生产泡沫。将每个泡沫研磨成直径是170mm的球，置于烘箱中，然后在35℃储存30天，测量球的收缩率。当收缩率小于1％时，认为球是“好的”，当收缩率大于等于1％时，认为球是“不好的”。
3.混凝土清洁效率
在混凝土泵送工作结束之后，在管末端将收缩率测试中生产的直径是170mm的每个球插入混凝土泵的内径是150mm的管中。从另一侧一次性吸真空之后，用水洗涤管的内表面。此时，肉眼观察用水洗出的水泥的量。当用水洗出的水泥的量小于等于使用市售天然橡胶开孔泡沫时水泥量时，认为球是“好的”，否则认为球是“不好的”。
4.清洁后泡沫的破裂度
在泵送工作结束之后，使用每个直径是170mm的球形泡沫清洁混凝土泵的内径是150mm的管。用水洗涤之后，观察表面的孔的破裂状态。当状态优于或等于使用市售天然橡胶开孔泡沫时的状态时，认为泡沫是“好的”，否则认为泡沫是“不好的”。
5.清洁后24h泡沫的状态
在泵送工作结束之后，使用每个直径是170mm的球形泡沫清洁混凝土泵的内径是150mm的管。此后，粘在泡沫表面的混凝土被刷掉，然后在水中轻微振荡洗干净。泡沫在室温存储并干燥。然后，通过手指接触检查之后，将表面硬化状态分为“好”或“不好”。
6.重复使用的次数
在泵送工作结束之后，使用每个直径是170mm的球形泡沫清洁混凝土泵的内径是150mm的管。此后，粘在泡沫表面的混凝土被刷掉，然后在水中轻微振荡洗干净。泡沫在室温存储并干燥。重复使用泡沫直至其直径减少至165mm，记录重复使用的次数。将开孔比例等于或大于30％的泡沫存储在水中24h并干燥。记录重复使用的次数。
参考表1，由于比较例1的市售聚氨酯泡沫和比较例2的市售天然橡胶泡沫具有开孔结构，它们的混凝土清洁效率、清洁后的破裂度、清洁后24h状态等都不好。比较例3-12的泡沫是使用OBC、乙烯共聚物、POE、合成橡胶等中的一种制造的，很不利地发现它们具有高的收缩或硬度值。比较例13-15的泡沫是不使用OBC、橡胶和液体软化剂中的一种来制造的，它们的物理性质不好。由于存在大量过氧化物，比较例16的泡沫是极度硫化的。这种极度硫化造成在发泡以形成大量开孔时细胞壁破裂。结果，清洁后24h泡沫的状态不好，原因是闭孔的体积减少至小于70％。比较例17的泡沫显示由于高含量的橡胶而造成差的收缩率和可重用性。
另一方面，实施例1-3的泡沫是同时使用OBC、合成橡胶和液体软化剂来制造的，就作为清洁泡沫的基本物理性质而言，它们满足所有要求。

Claims (17)

1.一种用于混凝土泵的清洁泡沫组合物，包括：聚合物，其含有DSC熔点是100℃或更高的烯烃嵌段共聚物(OBC)和天然或合成橡胶；以及液体软化剂。
2.根据权利要求1所述的用于混凝土泵的清洁泡沫组合物，其中，基于100重量份烯烃嵌段共聚物，以10-200重量份的量含有天然或合成橡胶。
3.根据权利要求1所述的用于混凝土泵的清洁泡沫组合物，其中，基于100重量份烯烃嵌段共聚物，以10-75重量份含有液体软化剂。
4.根据权利要求1所述的用于混凝土泵的清洁泡沫组合物，进一步包括选自如下物质构成的组的一种或多种添加剂：交联剂、发泡剂、金属氧化物、硬脂酸、抗氧化剂、硬脂酸锌、二氧化钛、交联助剂、颜料和填料。
5.根据权利要求4所述的用于混凝土泵的清洁泡沫组合物，进一步包括直径是0.3-2mm的有机或无机细颗粒。
6.一种混凝土泵清洁泡沫，包括聚合物泡沫，所述聚合物泡沫通过使含有DSC熔点是100℃或更高的烯烃嵌段共聚物(OBC)和天然或合成橡胶的聚合物发泡而形成，其中，所述聚合物泡沫具有多个泡沫孔，闭孔占泡沫孔总体积的体积分数是70％或更多。
7.根据权利要求6所述的混凝土泵清洁泡沫，其中，所述聚合物泡沫的密度是0.3g/cc或更低。
8.根据权利要求6所述的混凝土泵清洁泡沫，其中，所述闭孔的平均直径是1-4mm。
9.根据权利要求6所述的混凝土泵清洁泡沫，其中，所述闭孔被分离到混凝土泵清洁泡沫的表面。
10.根据权利要求6所述的混凝土泵清洁泡沫，其中，所述聚合物泡沫具有牢固地粘附于混凝土泵的管内表面的形状。
11.根据权利要求10所述的混凝土泵清洁泡沫，其中，所述聚合物泡沫为球形或圆柱形。
12.根据权利要求11所述的混凝土泵清洁泡沫，其中，所述聚合物泡沫的直径是50-300mm。
13.根据权利要求6所述的混凝土泵清洁泡沫，其中，所述聚合物泡沫的肖尔00硬度是10-40。
14.根据权利要求6所述的混凝土泵清洁泡沫，其中，所述泡沫在50℃存储30天之后的收缩率小于1％。
15.一种制造混凝土泵清洁泡沫的方法，所述方法包括：提供聚合物、液体软化剂和一种或多种添加剂的混合物，其中，所述聚合物含有DSC熔点是100℃或更高的烯烃嵌段共聚物(OBC)和天然或合成橡胶，所述一种或多种添加剂选自如下物质构成的组：交联剂、发泡剂、金属氧化物、硬脂酸、抗氧化剂、硬脂酸锌、二氧化钛、交联助剂和颜料；将混合物置于模具中并在高温下对混合物施加压力以形成聚合物泡沫；发泡之后，磨光聚合物泡沫的表面以将闭孔分隔至表面。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述混合物进一步包括直径是0.3-2mm的有机或无机细颗粒。
17.根据权利要求15所述的方法，其中，所述聚合物泡沫的密度是0.3g/cc或更小，所述闭孔的平均直径是1-4mm，并且闭孔占泡沫孔总体积的体积分数是70％或更多。
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