EPS泡沫生产工艺技术.ppt

1、EPS工艺技术,可发性聚苯乙烯,2011年10月15日,1,(EPS) 工 艺 技 术,2011年10月15日,2,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 熟化及送料系统 成型 周边辅助动力系统,EPS工艺技术,2011年10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,水 99 C,EPS工艺技术蒸汽种类,蒸汽种类,410 kJ - 100

2、 %,1500 kJ - 360 %,2675 kJ - 650 %,2011年10月15日,4,2762 kJ - 670 %,EPS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 0.001 mm EPS原料储存时间:个月 储存环境：避热，避太阳，通风，防火，防静电,原料特性,2011年10月15日,5,2011年10月15日,6,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250m

3、m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,2011年10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,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-

4、20千克/立方米(成型) 密度 9千克/立方米(板材),2011年10月15日,8,EPS生产技术预发泡,EPS生产技术预发泡,常温下的EPS原料,蒸汽加热后的EPS原料. 戊烷开始沸腾哼 EPS珠粒开始膨胀,EPS珠粒膨胀到要求的密度,2011年10月15日,9,EPS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10月15日,10,2011年10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1.2,bar (111

5、-123C),到预发桶内的蒸汽压力为0.3到1.0bar(102-,110C),EPS生产技术预发泡,2011年10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 - 1,2 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,EPS生产技术预发泡,2011年10月15日,13,EPS生产技术预发泡 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

6、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,2011年10月15日,14,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) 连续式预发泡机 (全自动, 无压), ,2. 类型:,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,2011年10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

7、) 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,送料装置,原料输送螺杆,连续式发泡 预发泡桶,2011年10月15日,16,振动筛 原料 流化床,EPS生产技术预发泡,2011年10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10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

8、%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10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10月15日,20,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 99C) - 高密度 空气混合 - 高密度,EPS生产技术预发泡,EPS生产技术预发泡,定

9、量式发泡机,流化床,送料装置,原料输送螺杆,原料称重 预发泡桶,2011年10月15日,21,振动筛 原料,2011年10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,EPS生产技术预发泡,2011年10月15日,23,密度检测,2011年10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1

10、0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10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10月15日,27,EPS生产技术熟化

11、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10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10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10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10月

12、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10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,原料缸,加压填料 模具,2011年10月15日,33,出料口,EPS生产技术成型,原料缸,出料口,加压填料 模具,2011年10月15日,34,料枪,EPS生产技术成型,原料缸的排 气阀打开 料枪,原料缸,模具,出料口,EPS生产技术成型,2011年

13、10月15日,35,加压填料,2011年10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10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。,冲模 蒸汽阀,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 M II,2011年10月15日,38,蒸汽室 M I,冷凝排水阀,2011年10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

14、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,交叉蒸汽,EPS生产技术成型,第1步交叉蒸汽,M I,M II,第2步交叉蒸汽,M I,M II,蒸汽室 M I,蒸汽室 M II,蒸汽阀 M I,蒸汽室 M II,蒸汽阀 蒸汽阀,2011年10月15日,40,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,M II,2011年10月15日,41,M I,蒸汽阀,冷凝水排出阀,2011年10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

15、合的较好,EPS生产技术成型,2011年10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10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10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: 335 kj。 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

16、，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,模具冷却水,真空稳定系统,排水,真空冷却原理 空气 排气 空气蒸汽 空气,2011年10月15日,46,排气 M I排气 M II,温度感应器,冷凝水 排水,真空泵或中央真空站,冷凝器,温度感应器,EPS生产技术成型,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,2011年10月15日,47,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,

17、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,水 出口,蒸汽 真空,EPS生产技术成型,2011年10月15日,48,2011年10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10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10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