EPS泡沫生产工艺技术(竖版).doc

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EPS工艺技术 EPS生产成型的主要工序 • 能量来源 • 蒸汽种类 • 原料特性 • 预发泡 • 圆熟及送料系统 • 成型 • 产品熟化 • 周边辅助动力系统能量来源 • 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珠粒的速度蒸汽种类湿蒸汽饱和蒸汽过热蒸汽水水 99℃ 100℃ 100℃ 160℃ 410kJ-100% 1500kJ-360% 2675kJ-650% 2762kJ-670% 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 0.001 mm • 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 EPS工艺技术－EPS原料特性原料仓库 • 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－预发泡起始点目标体积增大约50倍根据最终产品密度 > 15-20千克/立方米(成型) 密度 > 9千克/立方米(板材) 原料密度600 - 700 千克/立方米 (堆比重:1000千克/立方米) EPS生产技术－预发泡 EPS珠粒膨胀到要求的密度蒸汽加热后的EPS原料. 戊烷开始沸腾EPS珠粒开始膨胀常温下的EPS原料 EPS生产技术－预发泡热量传输 • 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，使其膨胀化 EPS珠粒戊烷湿蒸汽 EPS生产技术－预发泡预发 • 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℃) – 到预发桶内的蒸汽压力为0.3到1.0bar(102～110℃) • 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 ～1,2 bar=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 • 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预发泡设备 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0.5bar 90年代新投资购买的预发泡机: • 10-15%连续式预发泡机 • 85-90%定量式预发泡机连续式发泡 • 调节发泡密度的方法 – 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预发泡桶原料输送螺杆原料振动筛送料装置流化床续式发泡 • 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. 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3~5%的戊烷(在有压力的预发泡机里预发) • 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) 定量式发泡的控制模式 • 控制蒸汽压力(0.1 to 0.6 bar) - 低密度 • 控制蒸汽温度(85 to 99°C) - 高密度 • 空气混合 - 高密度原料称重原料振动筛流化床原料输送螺杆送料装置预发泡桶定量式发泡机密度检测 • 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密度检测熟化 • 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泡掉 • 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成型 • 填料 • 蒸汽成型 • 冷却 • 脱模填料 • 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，多填料模具原料缸出料口加压填料模具料枪原料缸出料口模具料枪原料缸出料口原料缸的排气阀打开蒸汽成型 • 蒸汽延时 • 冲模 • 交叉蒸汽 • 双面蒸汽 • 融合稳定蒸汽延时 • 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。蒸汽阀蒸汽室MⅡⅠ 蒸汽室M I 冷凝排水阀 • 预热模具冲模 • 把冷空气从汽室从赶走，因为空气的热传导能力很差交叉蒸汽 • 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。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。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冷却 • 传统水冷 • 排水(如果选择） • 水冷和真空冷却结合传统水冷 • 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。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: 2256 kj。 • 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。真空冷却原理真空冷却的优点温度真空冷却容许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 ℃ 真空冷凝系统脱模 • 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。开-关-开脱模 • 用于较难脱模的场合 • 模具开启一定的距离(30~50 mm)，然后再合模约2/3 产品熟化脱模出来的产品表面附着水份及产品泡粒蒸汽凝结成水份须以蒸发，同时产品泡粒呈真空状态以及因冷减压产生较大收缩力，较高倍率产品可能在薄壁部分产生收缩，因而需要熟化，经仓库放置或太阳晒后的成品硬度和强度都会提高 • 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℃ －烘干时间周边辅助动力系统 • 蒸汽系统－干饱和蒸汽，压力 4 Kg/cm2, • 空气系统－无水，无油，压力 7 Kg/cm2, • 循环冷却水系统－模具冷却水：温度 50℃ 压力 3.2~4 Kg/cm2 －真空冷凝水：温度 25℃ 压力 3.2~4 Kg/cm2 • 中央真空系统 • 吸料真空系统

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