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聚苯乙烯泡沫制品加工工艺,将来可有大的市场

   发布时间:2018-10-19 点击人数:799次

采用聚苯乙烯泡沫材料制作构件在建筑界越来越普遍的,今天跟大家分享一下,这种即将替代GRC线条的产品生产工艺原理。

第一节  预发

一、预发目的

1 使模制品的容重更好地控制在更低的范围;

2 它可使成型时的密度梯度减少,得以均匀膨胀成型。

二、预发机理

预发过程中,含有发泡剂的珠粒缓缓加热至80度以上,就开始软化(二次发泡时温度更低),珠粒内的发泡剂受热汽化产生压力,而使珠粒膨胀,并形成互不连通的泡孔(闭孔),预发后气泡的直径约为80um,第立方厘米约有0.55万个小气泡,泡孔壁的厚度仅有1um~2um

同时,蒸气也渗透到已膨胀的泡孔中,增加了泡孔内的总压力。随着蒸气不断渗入,压力也不断增大,珠粒的体积也不断增加。这一过程一直持续下去。在预发过程中,蒸气的不断渗透,增加泡孔内的总压力是很重要的。仅靠发泡剂汽化(如正戊烷),即使全部无损耗,珠粒最多只能增大约25倍,之所以发泡倍率可高达100多倍,是由于蒸气渗入到膨胀的泡孔中,从而增长率加了泡孔内的总压力,才使气泡孔的体积得到了进一步的膨胀。 需要指出的是蒸气对EPS珠粒薄膜的透过速率比正戊烷气体或空气要快好几倍,而影响彻云霄它的透过速率的主要因素是温度。加热时,发泡剂也会由珠粒中向外渗出,所以预发时,应使蒸气透入泡孔的速率超过发泡剂从泡孔中渗了的速率,使发泡气体绝大多数留在泡孔内,从而使泡孔中总压力增加,发泡剂在泡孔中来不及逸出,使聚合物牵伸呈橡胶状态,其强度足以平衡内部的压力,从而使珠粒预发,使聚合物得到延伸,珠粒得到预膨胀。

三、预发方法

预发机分连续式和间歇式两种,无论哪种预发机,都是将EPS原料加入机内,通过蒸气加热,将EPS发泡。显然,各种不同的原料,其发泡倍率和发泡速度均不一致。而各种不同的原料,其发泡倍率和发泡速度均不一致。而各种类型的预发机,都可以通过调整各项参数来控制发泡倍率。

以连续式预发机为例,在一定的机身体积和蒸气流量的条件下,我们可以通过调整进料速度和调整出料口的高度,从而控制EPS的预发容重。

间歇式预发机,是指该机投一次EPS料后,待该次料预发到一定的体积后,再将机内的料放完、吹净。然后再投料、预发、放料……如此周而复始。图5-3就是间歇式预发机的示意图。由于每批投料量一定,每批料的预发体积也一定,这样预发后的容重就有保证,而且预发后,料的容重变化也较小,一般保持在3%以下。 发泡剂含量过高,将导致预发泡体不均匀、泡体开花、产品变形和开裂,并容易致发泡倍数降低、加热时间过长、成型过程中的EPS珠粒之间粘结性差以及产品收缩和掉粒等。最佳发泡剂的含量应为4.8%~7%,由于国产料的发泡剂易挥发,故厂家刚出厂的原料的发泡剂的含量低于4%,蒸气压力又不提高(或温度提高),密度就低不了(一般在23kg/m3以上),所以要求原料库一定要注意温度不可过高(要求低于20oC),库存时间也不能过久。

第二节  熟化


一、定义:刚预发好的EPS珠粒经一定时间的干燥、冷却和泡孔压力稳定的过程。

二、问题的提出:

1、刚预发好的珠粒都是潮湿

2、预发时珠粒中保留的一定量的气态发泡剂和水蒸气,出机冷却时,骤然遇冷,致使峰窝状泡孔中气体冷凝,使泡孔内形成负压(部分真空),此时发泡珠粒很软,易变形、无弹性,不能直接成型。

三、熟化机理:

将刚预发好的EPS珠粒放置于空气中一段时间,一方面使其干燥,另一方面使空气通地泡孔膜渗透到泡孔内部,使泡孔内的压力与外界压力相平衡,珠粒具有弹性。

四、熟化优点:

改善预发珠粒在成型过程中进一步的膨胀性、珠粒间熔解性和珠粒的弹性,有利于提高EPS制品质量。

五、注意事项:

1、熟悉贮存过程中发泡剂也同时向外扩散,所以预发后的珠粒贮存期不能过长,一般以8~12h为宜。

2、熟化温度也存在最佳值。根据实验测定,熟化环境为18 oC~22 o

C,外界空气向泡孔渗入,泡孔内戊烷气体基本上未向外扩散。温度高于22 oC,空气渗入的速度加快,泡孔内戊烷向外扩散而损耗。温度低于18 oC,冷凝的戊烷重新被吸入EPS的速度减慢,空气渗入的速率变降低。由此可见,预发EPS珠粒熟化的环境温度最佳值为20 oC ~25 oC。理想的熟化库房应设置热空气(温度22 oC ~25 oC)输送系统,以缩短熟化周期。

第三节  成型

一、定义:将熟化后的可发性聚苯乙烯珠粒填满密闭的型腔,在较短的时间内将热蒸气通过型壁的气孔直接进入型腔中,使珠粒受热后软化膨胀。由于型腔的限制,膨胀的珠粒受热后软化膨胀。由于型腔的限制,膨胀的珠粒得以填满全部空隙,完全粘结为一整体,经过冷却定型后,脱型即为泡沫塑料制品。

二、分类:

1、包装成型:利用包装成型机并配备相应的模具,直接生产出规定形状的泡沫制品,广泛应用于电器和轻工产品的减震包装,水果和海产品的保鲜运输以及消失模铸造等领域。

2、板材成型:利用板材成型机生产大体积的矩型泡型泡沫制品,切割成板材后,用来做建筑保温及装饰材料。

目前,我国上述两类泡沫成型制品的年产量大体持平,南方及沿海发达地区应用模压制品较多,而北方则主要生产板材用于建筑保温。

尽管模具成型泡沫制品和泡沫板材在密度和应用方面有所区别,但它们的成型机理是一致的,成型工艺也不同小异,所以本节以模压型来讲述EPS泡沫的成型工艺。

三、模压成型机理

模压成型包括二个阶段,蒸气加热和冷却定型。熟化后的预发珠粒通过蒸气进行加热,约在20s~60s的时间内,空气来不及逸出,受热膨胀后产生压力,压力的总和大于珠粒外面所加热的蒸气压力,此时聚合物软化,发泡剂汽化后泡孔内的压力大于外面的压力,珠粒又再度膨胀,并胀满珠粒间隙而结成整块,形成与模具形状相同的泡沫塑料制品,通水冷却后便成型。

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