EPS泡沫生产工艺技术

2011年月15日1EPS工艺技术可发性聚苯乙烯(EPS)工艺技术2011年月15日2EPS生产成型的主要工序•能量来源•蒸汽种类•原料特性•预发泡•熟化及送料系统•成型•周边辅助动力系统EPS工艺技术2011年月15日3能量来源•干燥的饱和蒸汽是EPS加工最理想的能量来源•优点–高效的热能传输介质.干燥的饱和蒸汽在冷凝时会释放出大量能量–一个大气压的温度接近聚苯乙烯的软化点(100℃)–蒸汽进入EPS珠粒的速度大于发泡剂扩散出EPS珠粒的速度EPS工艺技术－能量来源2011年月15日4水水湿蒸汽饱和蒸汽过热蒸汽99°C100°C100°C160°CEPS工艺技术－蒸汽种类蒸汽种类410kJ-100%1500kJ-360%2675kJ-650%2762kJ-670%2011年月15日5EPS工艺技术－EPS原料特性•EPS珠粒直径:0.4-0.7mm(小包装)，0.7-1.0mm(常用包装)，1.0-1.2mm(大包装)，1.2-1.8mm(板材)•戊烷含量:4-6%的重量•发泡剂在EPS珠粒里以液态形式储存•壁厚约为0.001mm•EPS原料储存时间:６个月•储存环境：避热，避太阳，通风，防火，防静电原料特性2011年月15日6•地面不得有地漏等形式的开口•在原料库房的墙壁距地面250mm高的地方设置通风百叶窗•仓库内最好不设置任何电源EPS工艺技术－EPS原料特性原料仓库2011年月15日7预发泡•通过加热,使EPS珠粒膨胀,体积增加使得其密度发生相应的变化(例如从620克/升(堆比重,真比重为1000克/升)减少到15克/升～100克/升),从而达到我们所需要的密度–变化的大小取决于加热蒸汽的温度和加热的时间•蒸汽在EPS珠粒内冷凝,释放出热量以软化EPS,并使EPS珠粒内的发泡剂膨胀,从而使EPS珠粒膨胀EPS生产技术－预发泡2011年月15日8起始点原料密度600-700千克/立方米(堆比重:1000千克/立方米)体积增大约50倍目标根据最终产品密度15-20千克/立方米(成型)密度9千克/立方米(板材)EPS生产技术－预发泡2011年月15日9EPS生产技术－预发泡常温下的EPS原料蒸汽加热后的EPS原料.戊烷开始沸腾ÖEPS珠粒开始膨胀EPS珠粒膨胀到要求的密度2011年月15日10EPS生产技术－预发泡•热量软化聚苯乙烯•储存在EPS珠粒内的戊烷开始沸腾并气化•气化的戊烷气体增加了EPS珠粒内的压力，使其膨胀EPS珠粒戊烷湿蒸汽热量传输2011年月15日11预发•正常生产时的蒸汽：干饱和蒸汽–到预发泡机蒸汽管内的蒸汽压力为0.5到1.2bar(111-123°C)–到预发桶内的蒸汽压力为0.3到bar(102-110°C)EPS生产技术－预发泡2011年月15日12预发•蒸汽过长的停留时间和过热的蒸汽会造成EPS珠粒的破损•防止蒸汽过热：从蒸汽减压阀到预发泡机之间最后5-8米的蒸汽管不要用热绝缘材料保温.•压力...0,2-1,2bar=含热量低•必须含有一定的水分以在EPS表面造成冷凝层以减缓热量向EPS颗粒的传输•平稳而均匀的预发EPS颗粒EPS生产技术－预发泡2011年月15日13预发•过湿的蒸汽缺少足够的热量，水分多–会造成发泡好的EPS密度过高并且在EPS珠粒传输时产生问题•冷凝水应该在蒸汽进入预发泡机前被排除–在蒸汽管的最底部安装排水阀EPS生产技术－预发泡2011年月15日14•50年代中期生产出第一台EPS生产设备•预发泡机:•1.类型:在热水池中旋转的桶,非连续式操作(半自动)•2.类型:连续式预发泡机(全自动,无压)•3.类型:定量式预发泡机(80年代中期开始),最大承受压力为0.5(1)bar•90年代新投资购买的预发泡机:•10-15%连续式预发泡机•85-90%定量式预发泡机EPS生产技术－预发泡预发泡设备2011年月15日15连续式发泡•调节发跑密度的方法–通过调节蒸汽的供应量(即蒸汽阀门的大小)–通过调节原料供给的速度(调节进料镙杆的转速)–通过调节出料槽的高度EPS生产技术－预发泡2011年月15日16预发泡桶流化床振动筛送料装置原料输送螺杆原料EPS生产技术－预发泡连续式发泡2011年月15日17连续式发泡•需要很低的发泡密度(小于12克/升)二次预发–原料第一次预发后熟化3-6小时–第一次预发后的原料密度约为最终要求密度的1.5倍.EPS生产技术－预发泡2011年月15日18定量式发泡EPS珠粒一批一批的经过称重量后，进入预发泡机进行预发泡。•预发泡精度较高•发泡密度范围大•可预发低戊烷含量的EPS原料–一般EPS原料含有6....7%的戊烷–低戊烷含量的EPS原料含有3....4,5%的戊烷(在有压力的预发泡机里预发)EPS生产技术－预发泡2011年月15日19定量式发泡•调节发泡密度的方法–通过调节每次投放原料的数量–通过调节蒸汽的加热时间–通过调节EPS珠粒在发泡机内到达的高度(在哪一点上切断蒸汽)–通过调节蒸汽压力–通过调节蒸汽的供应量(蒸汽与空气的混合比例)EPS生产技术－预发泡2011年月15日20定量式发泡的控制模式•控制蒸汽压力(0.1to0.6bar)-低密度•控制蒸汽温度(85to99°C)-高密度•空气混合-高密度EPS生产技术－预发泡2011年月15日21EPS生产技术－预发泡定量式发泡机预发泡桶振动筛流化床送料装置原料原料输送螺杆原料称重2011年月15日22密度检测•检测工具—天平、桶(≧1L)、刮板•检测方法•取样地点和时间—流化床出口，熟化仓出口•熟化前和熟化后的密度变化EPS生产技术－预发泡2011年月15日23EPS生产技术－预发泡密度检测2011年月15日24熟化•发泡剂和EPS珠粒内部的蒸汽在EPS冷却的时候凝结–造成EPS珠粒内部的暂时真空以及对压力十分敏感•熟化是空气渗透到EPS珠粒内部的过程以平衡其内外压力并使得EPS珠粒稳定EPS生产技术－熟化及送料系统2011年月15日25熟化时间•发泡密度越高,熟化时间越长.因为更多的发泡剂将停留在EPS珠粒里面•在熟化过程中会有一部分发泡剂跑掉•熟化程度的判断•一般情况下，熟化到70％，即可开始使用•熟化时间取决于原料粒径、发泡剂含量、预发密度和环境温度•预发料的存放时间EPS生产技术－熟化及送料系统2011年月15日26熟化料笼•一般可容纳10-50立方米的发泡好的EPS原料。•料笼应采用透气性良好和有金属条纹的结构以防止静电。料笼之间通风良好。•料笼下面的下料箱－应当让出料口的原料处于自由状态－让空气进入吸料口EPS生产技术－熟化及送料系统2011年月15日27EPS生产技术－熟化及送料系统送料系统•送料原理－空气与EPS料按一定的比例混合，用空气的流动把EPS料送到熟化仓或成型机。•送料过程中的密度变化•转弯半径•送料管道口径—压力送料大口径管道—真空吸料小口经管道2011年月15日28成型•填料•蒸汽成型•冷却•脱模EPS生产技术－成型2011年月15日29填料•一般(无压)进料•加压进料•填充缝进料•填料步骤：预吹、填料、回吹EPS生产技术－成型2011年月15日30一般(无压)填料•原料缸里面没有压力•发泡好的EPS珠粒通过进料风由料枪进入闭合的模具中.•进料风经模具气眼和特殊的排气阀排出EPS生产技术－成型2011年月15日31加压填料•在加压进料罐中施加一定的压力，使得原料通过料枪进入模具•在较大的模具系统上最多可节省50%的进料时间EPS生产技术－成型2011年月15日32填充缝填料•模具在排气(有缝隙)的状态下进料.可以与一般进料和加压进料同时使用.•模具并未完全合拢,空气可由模具之间的缝隙中排走•增大填料空间，多填料EPS生产技术－成型2011年月15日33原料缸模具出料口EPS生产技术－成型加压填料2011年月15日34原料缸模具料枪出料口EPS生产技术－成型加压填料2011年月15日35原料缸的排气阀打开原料缸模具料枪出料口EPS生产技术－成型加压填料2011年月15日36蒸汽成型•蒸汽延时•冲模•交叉蒸汽•双面蒸汽•融合稳定EPS生产技术－成型2011年月15日37蒸汽延时EPS生产技术－成型•让模具里面的EPS原料稍做暂停，使其在模具里面稳定。•用于比较复杂的产品。2011年月15日38冲模•预热模具•把冷空气从汽室从赶走，因为空气的热传导能力很差EPS生产技术－成型蒸汽室MII蒸汽室MI冷凝排水阀蒸汽阀2011年月15日39交叉蒸汽•模腔中EPS珠粒之间的剩余空气被蒸汽取代。•蒸汽软化EPS珠粒的表面,EPS珠粒之间开始有轻微的粘接。•先加热的压力低，时间短；后加热的压力高，时间长。•产品外表面形状简单的一面先加热，可以把EPS原料吹向另一面。EPS生产技术－成型2011年月15日40交叉蒸汽EPS生产技术－成型第1步交叉蒸汽MIMII第2步交叉蒸汽MIMII蒸汽室MI蒸汽室MII蒸汽阀MI蒸汽室MII蒸汽阀蒸汽阀2011年月15日41双面蒸汽•真正的膨胀过程开始。•达到熔结温度,EPS珠粒熔结在一起。EPS生产技术－成型MIIMI蒸汽阀冷凝水排出阀2011年月15日42融合稳定•用于比较复杂的产品•让产品的边角处和没有汽塞的地方靠模具的热量也能融合的较好EPS生产技术－成型2011年月15日43冷却•传统水冷•排水(如果选择）•水冷和真空冷却结合EPS生产技术－成型2011年月15日44传统水冷•进水阀始终处于打开状态，模具进水，靠水的流动来带走热量，直到模具达到需要的脱模温度。•冷却水通过汽塞喷洒到EPS产品上.一般来说,传统水冷用于慢速原料。EPS生产技术－成型2011年月15日45水冷和真空冷却结合•将1公斤的水从20℃加热到100℃所需的热量:335kj。•将1公斤的水(100℃)转化成1公斤的蒸汽(100℃)所需的热量:2256kj。•将雾化的水喷到模具表面，以吸收大量的热量，使水被汽化，靠水分蒸发来吸收热量，将模具初步冷却。•在汽室里制造真空，水分蒸发，把汽态的水抽出，带走热量。•主要用于快速料。EPS生产技术－成型2011年月15日46模具冷却水空气排气排气MII排气MI温度感应器冷凝水真空稳定系统真空泵或中央真空站排水蒸汽空气空气排水冷凝器温度感应器EPS生产技术－成型真空冷却原理2011年月15日47真空冷却的优点EPS生产技术－成型一个周期的蒸汽消耗与1Kg模具重量之比Kg蒸汽kg模具重量普通EPS原料常规水冷却EPP料快速冷却EPS料真空稳定脱模温度真空冷却容许EPS产品高温脱模,因此提高了生产速度,节约了能源.真空冷却模具的温度变化范围:70-80℃--105℃水冷却模具的温度变化范围:40-50℃--105℃2011年月15日48真空冷凝系统水出口真空蒸汽EPS生产技术－成型2011年月15日49排水•压缩空气由冷却水管-汽塞-模腔•赶走模具里的冷凝水EPS生产技术－成型2011年月15日50脱模•通过脱模风或顶杆或两者结合。•在慢速开模时传送风将EPS产品推到脱模的一侧。•当模具开到设定的位置时,开传送风以帮助部分脱模，然后由顶杆把产品推出来。EPS生产技术－成型2011年月15日51开-关-开脱模•用于较难脱模的场合•模具开启一定的距离(30~50mm)，然后再合模约2/3EPS生产技术－成型2011年月15日52产品后处理EPS生产技术－成型•水分－表面水分－内部水分4％•干燥处理－热风循环－烘房温度：50~55℃－烘干时间2011年月15日53•蒸汽系统－干饱和蒸汽，压力4Kg/cm2,•空气系统－无水，无油，压力7Kg/cm2,•循环冷却水系统－模具冷却水：温度50℃压力3.2~4Kg/cm2－真空冷凝水：温度25℃压力3.2~4Kg/cm2•中央真空系统•吸料真空系统EPS生产技术－周边辅助动力系统周边辅助动力系统