Производство пенопласта

Технология производства пенопласта (пенополистирола)

Содержание :

1. ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ ВСПЕНИВАНИЕ

1.1. Краткая характеристика сырья

В качестве сырья используется вспениваемый самозатухающий полистирол, содержащий 5-6% смеси пентана и изопентана, являющейся вспенивающим фактором. Эта смесь содержится в гранулах полистирола в растворенном виде.

Сырье имеет вид гранул, получаемых путем суспензионной полимеризации стирола. Оно содержит вещество, снижающее горючесть -антипирен.

После подогрева до температуры 90-100°С, под действием улетучивающегося пентана гранулы увеличивают свой объем (процесс вспенивания) примерно в 30-65 раз. В промышленной практике для вспенивания полистирола используется водяной пар, который проникает также внутрь гранул и способствует действию пентана.

Международное обозначение вспениваемого полистирола: EPS самозатухающий FS.

Хранение :

Хранить исключительно в заводской, плотно закрытой таре или контейнерах, установленных в проветриваемых помещениях или под навесом, далеко от источников тепла и огня. Рекомендуется хранить сырье при температуре, не превышающей 20°С.

Продукт, хранимый при рекомендуемой температуре, следует использовать не позднее 3-6 месяцев с даты исследования продукта, указанной в сертификате качества. Продукт из частично опорожненной или поврежденной тары следует использовать немедленно.

В производственных помещениях можно хранить сырье в количестве, не превышающем его среднесуточный расход.

1.2. Переработка вспениваемого полистирола .

Окончательная плотность готового продукта определена уже на этапе предварительного вспенивания.

Важным показателем является контроль давления при процессе вспенивания, для непрерывных предвспенивателей 0,015-0,03 МПа, для циклических 0,015-0,02 МПа.

Во вспенивателе два способа изменения мнимой плотности продукта:

  • путем изменения количества подаваемого сырья;
  • путем изменения уровня вспениваемого материала в рабочей камере;

Первый и второй способ оказывают влияние на время нахождения вспениваемого материала в рабочей камере. Третий способ влияет на температуру в камере.

Влияние времени нахождения сырья во вспенивателе на мнимую плотность продукта представлено на рис.1.2.

Если время нахождения сырья во вспенивателе слишком продолжительно, то гранулы начинают усаживаться и плотность растет; при слишком высокой температуре вспененные гранулы могут образовать комки. Оба эти явления могут происходить одновременно. И оказывать непосредственное влияние на качество конечного продукта.

Плотность

Продолжительность предварительного вспенивания

Рис.1.2. Зависимость между мнимой плотностью и продолжительностью вспенивания

С целью получения низкой плотности ( 3 ) применяют двухступенчатое вспенивание. Двухступенчатое вспенивание проводят с помощью того же самого оборудования, которое используется для одноступенчатого вспенивания, с подачей предварительно вспененного сырья через систему вторичного вспенивания.

С целью достижения оптимальных результатов вспенивания гранулы перед вспениванием второй ступени должны быть насыщены воздухом (процесс кондиционирования).

Предварительно вспененные гранулы поступают в сушилку с кипящим слоем, в которой теплый воздух (темп. примерно 30-40°С) проходит через перфорированное днище сушилки, сушит и продвигает гранулы в направлении выгрузочного вентилятора.

Воздушная струя должна распределяться таким образом, чтобы процесс сушки и перемещения гранул протекал равномерно по всей длине сушилки (регулировка осуществляется с помощью заслонок в воздушных камерах сушилки).

Одним из чрезвычайно важных факторов, оказывающих влияние на вспенивание полистирола, является продолжительность хранения сырья. Чем старше сырье, тем продолжительнее вспенивание и тем труднее достичь требуемой мнимой плотности вспененных гранул. Поэтому срок хранения сырья в герметичной упаковке ограничен до шести месяцев.

1.3. Техническое оснащение узла предварительного вспенивания

2. КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО ВСПЕНЕННЫХ ГРАНУЛ

2.1. Основы процесса кондиционирования гранул

В ходе кондиционирования воздух проникает внутрь вспененных гранул вследствие образовавшегося в них вакуума, а из вспененных гранул в атмосферу выпускается влага в виде пара и пентан, не прореагировавшие остатки процесса полимеризации сырья. Указанный газообмен возможен благодаря газопроницаемости полистироловых оболочек.

Рис.2.1. Гранулы вспениваемого полистирола в процессе кондиционирования

Скорость диффузии воздуха внутрь гранул обусловлена, главным образом, мнимой плотностью, температурой окружающей среды и размером гранул. Целью удаления влаги с поверхности гранул в сушилке с кипящим слоем является получение 100% мнимой поверхности, через которую осуществляется газообмен.

Скорость испарения пентана также зависит от плотности, температуры окружающей среды и размера гранул. Из крупных гранул пентан испаряется медленнее, чем из гранул малого диаметра, что обусловлено соотношением между поверхностью гранулы и ее массой.

2.2. Техническое оснащение узла кондиционирования гранул

Силосы, используемые для кондиционирования вспененных гранул, изготовляются в виде легкой металлической конструкции стеллажного типа с контейнерами из ткани, пропускающей воздух.

При перемещении вспененных гранул с помощью струи воздуха, на поверхности гранул накапливаются сильные электростатические заряды. Поэтому чрезвычайно важно тщательно заземлить все металлические элементы силосов, транспортных трубопроводов и остального оборудования.

2.3. Параметры кондиционирования гранул

Температура окружающей среды в цехе кондиционирования гранул не должна быть ниже 15°С, при более низкой температуре продолжительность кондиционирования увеличивается. В летний период, при температуре свыше 20°С время кондиционирования сокращают, а при более низких температурах — продлевают.

При транспортировке свежих гранул в силосы, их мнимая плотность увеличивается в результате столкновений со стенками трубопровода. Поэтому при установке параметров вспенивания необходимо учитывать увеличение плотности при транспортировке.

3. ФОРМОВАНИЕ ПЕНОПОЛИСТИРОЛЬНЫХ БЛОКОВ

3.1. Характеристика процесса формования

При выработке блоков вспененные гранулы свободно засыпают в камеру формы до ее полного наполнения. Затем в форму подают насыщенный сухой водяной пар под давлением 0,2-0,4 МПа, что приводит к дальнейшему увеличению объема гранул. В связи с тем, что гранулы находятся в закрытой камере, сначала заполняется свободное пространство между ними, а затем гранулы сцепляются друг с другом.

Рис.3.1.1. Пример фазового цикла формования блоков без использования вакуума

1) наполнение 2) продувание 3) запаривание 4) охлаждение 5) расформовка

Рис.3.1.2. Пример фазового цикла формования блоков с использованием вакуума

1) наполнение
2) вакуум
3) продувание
4) запаривание — рост
5) запаривание — выдержка
6) выпуск
7) вакуумное охлаждение
8) разгрузка

Важным фактором при запаривании блока является подача в камеру в свободное пространство между гранулами соответствующего количества пара в кратчайшее время. Для этого необходима соответствующая вентиляция (продувание), целью которой является удаление воздуха перед началом процесса запаривания. Недостаточная продолжительность продувания приводит к неоднородной плотности и плохому спеканию блока.

Важно также поддерживать постоянную высокую температуру формы, в противном случае значительно растет расход пара (рис.3.1.3) и пар становится мокрым, что снижает качество сцепления гранул.

Рис.3.1.3. Примерный расход пара в зависимости от температуры формы Давление, которое блок оказывает на внутренние стенки формовочной камеры, составляет примерно 0,08 МПа. Для того, чтобы блок можно было вынуть из формы без его повреждения, это давление необходимо уменьшить до величины около 0,01 МПа. Время, необходимое для уменьшения давления блока, то есть время охлаждения, зависит от марки пенопласта.

Рис.3.1.4. Примерное время охлаждения блока в зависимости от продолжительности кондиционирования В фазе продувания и охлаждения применяется вакуум с целью интенсификации процесса запаривания и ускорения процесса охлаждения.

4. КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ БЛОКОВ

4.1. Краткая характеристика процесса кондиционирования блоков

После окончания процесса формования блоки кондиционируют. Кондиционирование проводится с целью снижения влажности и устранения внутренних напряжений, возникающих при формовании. Кроме того, при этом протекают процессы диффузии газов и выравнивания давления внутри гранул с атмосферным давлением, подобные процессам, происходящим при кондиционировании предварительно вспененных гранул.

В процессе кондиционирования блоков очень важную роль играет очередность их использования, соответствующая очередности формования, то есть при отборе блоков для разрезания следует начинать с самых «старых».

5. РАЗРЕЗАНИЕ ПЕНОПОЛИСТИРОЛОВЫХ БЛОКОВ НА ПЛИТЫ

Разрезание блоков осуществляется с помощью реостатной проволоки, нагретой до соответсвующей температуры.

Все отходы подаются в измельчитель, откуда в измельченном виде пневматически транспортируются на вторичное использование.

Окраска пенополистироловых плит должна быть такой же, как окраска предварительно вспененных гранул полистирола.

Необходимо проводить выборочную проверку плит — по крайней мере 2 шт. на длине каждого блока.

Если плиты отвечают предъявляемым требованиям, то после укладки в стопки они направляются на упаковку.

Если отклонение от требуемых размеров превышает допустимую величину, то следует еще раз проверить по одной плите на всей длине блока, определить причину, произвести соответствующую корректировку промежутков между отрезками реостатной проволоки.

Читайте также:  Профессиональная очистка воды из скважины

Проверить таким же образом размеры плит, полученных в результате разрезания следующего блока.

Плиты, которые не отвечают предъявляемым требованиям, направляются на вторичное использование.

6. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПЕНОПОЛИСТИРОЛЬНЫХ ОТХОДОВ

Отходы используется вторично в производстве блоков.

6.1. Техническое оснащение узла

Устройство предназначено для измельчения пенополистироловых отходов, в результате чего получают крошку, используемую в качестве добавки к гранулам полистирола при производстве пенополистироловых блоков. Размеры получаемой таким образом крошки составляют до 15 мм.

Интересно? Оставьте закладку, что бы вернуться сюда позже!

Во вспенивателе два способа изменения мнимой плотности продукта:

Регистрация деятельности

Производство пенопласта предусматривает работу в статусе ИП или ООО. Выбор между двумя формами зависит от предпринимателя и масштаба бизнеса. К примеру, для мини-завода площадью 200 кв. м вполне подойдет статус ИП, но при этом могут возникнуть некоторые проблемы с реализацией продукции. Крупные компании принципиально не работают с ИП, но по факту малому бизнесу многомиллионные контракты «не по зубам» из-за ограниченного бюджета проекта.

Юридическое лицо (ООО) оптимально подходит для работы более крупного предприятия, которое в перспективе нацелено на охват клиентов не только в регионе нахождения, но и в соседних субъектах РФ.

Процедура регистрации предпринимательской деятельности в обоих случаях практически одинакова – сбор документов, подача бумаг в налоговую службу, ожидание решения. Свидетельство о предпринимательской деятельности выдается в течение 5 дней.

Код ОКВЭД – 25.21 (производство продукции из пластика).

Система налогообложения – УСН или ЕНВД.


Необходимо выявить непосредственных производителей пенопласта в регионе, определить их уровень в бизнесе (срок работы, масштаб деятельности, ценовой сегмент) и сравнить со своими показателями. По возможности необходимо установить цену на продукцию не выше конкурентов, а лучше всего на 3–4% ниже.

Шаг 2. Оцениваем рынок предложения

В первую очередь, следует обратить внимание на конкуренцию. Идеальный вариант – когда в радиусе 100-150 км нет ни одного производителя (наличие в строительных магазинах пенопласта – не показатель, так как продукция может привозиться, откуда угодно).
Итак, оцениваем производителей, виды и качество продукции, цены (опт и розницу), скидки при больших объемах, наличие дополнительных услуг (выезд мастера для замеров, бесплатная доставка по региону и т.д).


В первую очередь, следует обратить внимание на конкуренцию. Идеальный вариант – когда в радиусе 100-150 км нет ни одного производителя (наличие в строительных магазинах пенопласта – не показатель, так как продукция может привозиться, откуда угодно).
Итак, оцениваем производителей, виды и качество продукции, цены (опт и розницу), скидки при больших объемах, наличие дополнительных услуг (выезд мастера для замеров, бесплатная доставка по региону и т.д).

Как изготавливают пенопласт

Ранее мы рассказывали, что такое пенополистирол. Помним, что этот материал состоит из многочисленных ячеек, заполненных воздухом. Значит — процесс изготовления должен включать вспенивание материала.

Так и есть: процесс вспенивания — один из важных в производстве пенополистирола.

Однако это еще не всё.

Однако это еще не всё.

Какую систему налогообложения выбрать для бизнеса по производству пенопласта

Организационная форма предприятия – ИП или ООО (юр. лицо). Индивидуальное предпринимательство проще и дешевле зарегистрировать, чем юридическое лицо. Однако крупные оптовые фирмы предпочитают больше работать с организациями, нежели чем с индивидуальными предпринимателями. Многое зависит и от объемов производства – при небольших объемах достаточно ИП, далее при росте объемов производства и рынков сбыта однозначно необходимо регистрировать ООО. Юридическое лицо может создавать филиалы и представительства в других городах, да и более безопасна с юридической точки зрения – ООО отвечает по обязательством только имуществом принадлежащим данной организации, в то время как ИП отвечает всем имуществом, принадлежащим физическому лицу (квартира, автомобиль и т.д.).

Организационная форма предприятия – ИП или ООО (юр. лицо). Индивидуальное предпринимательство проще и дешевле зарегистрировать, чем юридическое лицо. Однако крупные оптовые фирмы предпочитают больше работать с организациями, нежели чем с индивидуальными предпринимателями. Многое зависит и от объемов производства – при небольших объемах достаточно ИП, далее при росте объемов производства и рынков сбыта однозначно необходимо регистрировать ООО. Юридическое лицо может создавать филиалы и представительства в других городах, да и более безопасна с юридической точки зрения – ООО отвечает по обязательством только имуществом принадлежащим данной организации, в то время как ИП отвечает всем имуществом, принадлежащим физическому лицу (квартира, автомобиль и т.д.).

2.4 Агрегат для формирования блоков полистирола

Из контейнера для вылеживания гранулы вспененного полистирола с помощью пневмотранспорта подаются в промежуточную камеру, которая оборудована датчиком наполнения.

При поступлении требуемого количества гранул, сырье транспортируется в формирующий блок. Блок-форма – это герметический контейнер, который, после наполнения гранулами, закрывается. Через клапан подачи, в блок-форму подается горячий пар.

В процессе тепловой обработки под давлением происходит вторичное вспенивание гранул, которые расширяются, и при достижении заданной температуры спекаются в монолитный блок пенополистирола.

Охлаждение сформированного пенополистирола происходит в этом же агрегате, посредством откачки воздуха из камеры вакуумным насосом. Для стабилизации внутреннего давления воздуха в гранулах пенополистирола блок выдерживается при комнатной температуре на протяжении суток.
к меню ↑


Гранулы, из которых забрана лишняя влага, транспортируются в контейнер для вылеживания. В контейнере посредством кондиционирования постоянно поддерживается заданная влажность и температура и влажность воздуха.

Технология изготовления пенопласта

Технологический процесс производства предусматривает несколько этапов:

  • предварительное вспенивание. При первичном вспенивании гранулы поддаются паровой обработки, при этом температура достигает 95 о С, но не должна превышать эту отметку. В результате нагрева гранулы расширяются, и наблюдается значительное падение плотности. Если вначале она была на уровне 140 кг/м 3 , то после первых секунд обработки уже 60 м 3 , а по истечении 5 минут – 18 – 35кг/м 3 ; Схема оборудований по производству пенопласта
  • вторичное вспенивание. Если технологией предусмотрена плотность выше 18 кг/м 3 , то процесс производства осуществляется только с предварительным вспениванием, если необходима более низкая плотность, то используют вторичный или третичный процессы. С каждым последующим разом плотность сокращается, а теплоизоляционные и прочие характеристики пенопласта будут ухудшаться;
  • сушка. После каждого процесса вспенивания гранулы мокрые и должны пройти этап сушки. Сушка проводится при подаче нагретого до 45 о С воздуха. Благодаря вентиляторам, воздух свободно циркулирует внутри бункера и гранулы равномерно осушаются; Производство пенополистирола
  • следующий этап – вылеживание – он необходим для стабилизации давления внутри гранул, они насыщаются кислородом и окончательно высушиваются. Иногда это этап длится до суток;
  • далее высушенное сырье подается в формовочный блок, где подвергается паровому нагреву, благодаря чему гранулы полистирола склеиваются друг с другом. В пресс-форме масса находится до 180 секунд под давлением пара до 1,5 кг/см 3 . Затем сформированный блок должен остыть, в течение 40 минут и отправляется на вылеживание (24 часа);
  • после окончательного вылеживания и сушки, готовые пенопластовые блоки направляются в порезочный механизм, который полностью автоматизирован, благодаря чему достигается высокая точность;
  • упаковка пенопласта – завершающий этап, далее он направляется на склад готовой продукции и отгружается в необходимом объеме покупателю;

Схема процесса производства пенополистирольных плит

Теплопроводность пенопласта

  • стоимость сырья – 56 рублей за 25 кг;
  • выработка пенопласта из полистирольных гранул – 1:1 – безотходное производство;
  • расход сырья – 52 м 3 в одну смену (8 часов), 1248 – в месяц (24 рабочих дня);
  • производительность – 12 кг/м 3 один лист, в день получается 624 кг, в месяц – 14976 кг;
  • при такой производительности потребуется 25 упаковок гранул в день или 600 – в месяц;
  • себестоимость 1 м 3 – 25 (упаковок)*56 рублей/52 м 3 (выработка в день) = 26,92 рубля;
  • стоимость листа пенопласта весом 12 кг/м 3 – 1150 рублей;
  • прибыль с 1 м 3 готового изделия – 1150 – 26,92 = 1123,08 рублей;
  • прибыль с дневного объема производства – 58400, 00 рублей;
  • доход в месяц – 58400*24 = 1 401 600 рублей;
  • из дохода следует вычесть заработную плату, налоги и социальные отчисления, коммунальные платежи и прочие расходы – это примерно 40%, то есть владелец бизнеса ежемесячно будет иметь 840960 рублей чистой прибыли.
Читайте также:  Мытье зеркала быстро и без разводов: средства от народных до химии

Как открыть свой бизнес по производству полистирольного пенопласта

Трудно найти современный материал, который использовался бы так же широко как пенопласт. Спектр его применения настолько велик, что одно перечисление только отраслей, где он используется, займет несколько страниц.

Чтобы понять универсальность пенопласта, следует перечислить несколько отраслей, где он используется наиболее часто:

  • судостроение (как заполнитель отсеков, обеспечивающих непотопляемость маломерных судов);
  • медицина (изготовление термостабилизирующей тары);
  • строительство (тепло- и звукоизоляционный материал а также декоративные элементы внутренней отделки, такие как плинтусы и потолочная плитка);
  • торговля (упаковочный материал для различных товаров, в том числе хрупких и пищевых);
  • производство товаров народного потребления (поплавков, спасательных жилетов, холодильников и др.).

Как видно, пенопласт используется чуть ли не во всех областях современной жизни. Именно этот факт делает его производство одним из наиболее выгодных и рентабельных на сегодняшний день.

Пенополистирол – белое однородное вещество, имеющее структуру из склеенных между собой шариков, упругое на ощупь. Не имеет запаха.

Краткое описание технологии производства

Необходимое сырье (полистирол) засыпается в предвспениватель, где оно обрабатывается до достижения необходимой плотности. Далее происходит просушка, которая стабилизирует давление в материале (шариках). Промежуточная выдержка занимает 12-24 часа.

Следующий этап – формовка продукции, обработка ее горячим паром (выпекание) – это склеивает шарики и повышает их прочность.

Затем она повторно вылеживается (созревает) в течение суток – так закрепляется конструкция. На последнем этапе после обработки в блок-форме начинается резка готового пенопласта.

Производство от начала до конца занимает чуть более суток, большая часть этого времени требуется для стабилизации и созревания материала. В соответствии с этим понадобится дополнительное место для хранения «полуфабриката», чтобы обеспечить выпуск новой продукции.


Производство качественного пенопласта потребует следующих ресурсов:

Изготовление пенопластовых МАКЕТОВ И МОДЕЛЕЙ точно в срок и по лучшим ценам в Москве!

Товары из пенопласта являются прекрасным украшением интерьера или фасада дома, оригинальной деталью любой рекламной компании, неотъемлемым атрибутом свадебной или новогодней вечеринки, изысканным элементом фотосессии! Данный список можно продолжать бесконечно.

Если Вы хотите купить предметы из пенопласта от производителя по лучшим в Москве ценам, обращайтесь в компанию «ТОП-Пенопласт».

В первую очередь, это связано с его преимуществами:

Персонал

Количество нанятых сотрудников будет зависеть от масштабов производственной деятельности. При функционировании предприятия в 2 смены, количество рабочих нужно увеличивать вдвое. В штат будут включены следующие единицы:

  • рабочий;
  • мастер;
  • технолог;
  • наладчик оборудования;
  • грузчик;
  • кладовщик;
  • руководитель;
  • менеджер по закупкам и продажам;
  • бухгалтер.

В дальнейшем стоит приобрести собственный транспорт и нанять 2-х водителей с целью доставки продукции клиентам. Затраты на заработную плату персонала в количестве 20 человек приблизительно составят – 400 000 рублей.

Закупить техническое оснащение для предприятия можно в комплекте или по одной единице. Для стандартного производства пенопласта, изготавливающего листы с различной формой и толщиной, понадобится:

Оборудование для производства пенопласта для завода

В случаях, когда производство будет наложено в промышленных масштабах, нужно будет озаботиться подбором и сборкой оборудования для производства пенопласта из отдельных частей, так как больших линеек для такой деятельности не существует. Его нужно собрать из:

  • парогенератора,
  • предвспенивателя с управляющим пультом,
  • сушилки,
  • мешков для бункера,
  • вылеживающего бункера,
  • компрессора,
  • дробилки,
  • отсека для формовки,
  • вакуумной установки,
  • нарезающего станка.

Комплектация оборудования для завода со сменой в 8 ч работы будет стоить: 1400 тыс. руб. за 20 куб. м/день, 1600 тыс. руб. за 40 куб. м/день, 2600 тыс. руб. за 100 куб. м/день.

Дополнительные агрегаты для завода по производству пенопласта:

  • упаковочная установка (130 тыс. руб.),
  • тефлоновые поверхности для формовочного отсека (25 тыс. руб.),
  • вытяжка (35 тыс. руб.),
  • пневмотранспортные трубы (45 тыс. руб.),
  • более мощный парогенератор (от 250 тыс. руб.).

Завод со средней производительностью окупит себя спустя 7,5 месяца, а после станет приносить владельцу чистый ежемесячный доход на 21% больше, чем затраты на производство пенопласта.

Оборудование для производства пенопласта

Каких-то универсальных цельных линий для данного производства не существует. Они собираются из следующих агрегатов:

Схема — Как выглядит все оборудование в сборке

Пример цен линий для производства пенопласта в зависимости от производительности за смену в 8 часов:

  • 20-30 м3 — 1 400 000 руб.
  • 40-50 м3 — 1 600 000 руб.
  • 80-100 м3 — 2 600 000 руб.
  • Б/у-оборудование на 80 м3 обойдется вам примерно 1,7-1,8 млн. руб. Цифра взята из объявлений на Авито.
  • ООО «ПК ВикРус» / www.penoceh.ru
  • ООО «Оборудование и технологии» / www.beton57.ru

Примеры работы линии для производства пенопласта вы можете посмотреть на видео, представленном ниже в статье.

Для организации бизнеса вам также потребуется:

  • Помещение для производства — от 150 кв.м.
  • Высота потолков — минимум 4,5 м.
  • Сырье для производства: полистирол вспенивающийся.
  • Насыщенный пар, температурой 110-140 С (от парогенератора).
  • Подключение к электрической сети: напряжение 380 В, мощность линии 90-100 кВт.
  • Холодная вода — с расходом от 500 литров в смену.

  • Помещение для производства — от 150 кв.м.
  • Высота потолков — минимум 4,5 м.
  • Сырье для производства: полистирол вспенивающийся.
  • Насыщенный пар, температурой 110-140 С (от парогенератора).
  • Подключение к электрической сети: напряжение 380 В, мощность линии 90-100 кВт.
  • Холодная вода — с расходом от 500 литров в смену.

Технология производства пенопласта беспрессовым методом

Впервые беспрессовый метод получения пенополистирола был разработан в 1951г. фирмой «BASF» (ФРГ). За сравнительно короткое время этот метод широко распространился почти во всех промышленно развитых странах благодаря простоте аппаратурного оформления технологической схемы. Кроме того, вспенивание отдельных гранул имеет ряд преимуществ перед вспениванием большого блока: из гранул можно изготовлять изделия очень сложной конфигурации, что невозможно сделать из блока; ввиду плохой теплопроводности полистирола отдельные гранулы можно вспенивать в 5— 10 раз быстрее; при вспенивании блока поверхностные слои пенопласта подвергаются воздействию тепла более длительное время, чем внутренние, что ведет к разрывам стенок элементарных ячеек поверхностных слоев и нарушению структуры материала
В СССР этот способ получил широкое распространение в 1958 1959гг., когда Лениградский НИИПП разработал технологию получения суспензионного полистирола и организовал его промышленный выпуск на Кусковском химическом заводе. В 1961 г. этот институт разработал способ получения самозатухающего суспензионного полистирола. В 1965г. суспензионный полистирол начали выпускать на Горловском азотнокаучуковом комбинате, а в последующие годы и на других предприятиях.

Для строительных целей пенополистирол, получаемый беспрессовым методом, начали выпускать с 1959 г. на мытищинском
комбинате «Стройпластмасс». В настоящее время в России он выпускается на ряде заводов (Ангарском, Тульском, Салаватском и.др.комбинатах).

Сырьем для производства пенополистирола беспрессовым методом, является суспензионный (бисерный) полистирол который получают суспензионной полимеризацией стирола в присутствии изопентана.

В настоящее время выпускается суспензионный полистирол с пониженной горючестью (самозатухающий). Горючесть полистирола, а следовательно, и пенопласта на его основе снижается при введении в стирол 4—5% антиперена (тетрабромпараксилола).

Свойства гранул определяются молекулярным весом полистирола, содержанием в них незаполимеризовавшегося стирола и изопентана, а также их гранулометрическим составом. Молекулярный вес (не менее 35 000) определяет прочностные свойства полимера. От содержания остаточного мономера зависит теплостойкость и долговечность материала. Содержание изопентана и гранулометрический состав гранул влияют на объемный вес получаемого материала.

Читайте также:  Мужской джемпер: как связать спицами? Фото и техника вязания

Суспензионный полистирол для вспенивания должен отвечать требованиям МРТУ 6-05-959-66 и МРТУ 6-05-1019-66(самозатухающий).

Размер гранул суспензионного полистирола колеблется в пределах 0,5-3 мм. Молекулярный вес суспензионного полистирола, который определяется по относительной вязкости, долженнаходиться в пределах 35 000— 45 000.При меньшем молекулярном весе гранулы слипаются при предварительном вспенивании, а при большем — вспениваются
недостаточно вследствие высокой температуры размягчения.

Сущность процесса получения пенополистирола беспрессовым методом (ПСБ) заключается в том, что под влиянием нагрева выше 80°С полистирол переходит из стеклообразного состояния в вязко-текучее, а изопентан при температуре выше 28°С вскипает и давлением паров вспенивает гранулу полистирола.

Основным фактором, позволяющим получить пенополистирол беспрессеовым методом, является способность гранул такого гидрофобного материала, как полистирол, свариваться друг с другом в присутствии воды, при сравнительно низких температурах – 90-100°С.

Технологический процесс производства пенопласта состоит из следующих операций:

  1. предварительное вспенивание гранул (первичное вспенивание);
  2. сушка вспененных гранул (при необходимости);
  3. выдержка гранул;
  4. спекание или формование изделий (вторичное вспенивание);
  5. охлаждение отформованных изделий или блоков;
  6. резка блоков на плиты или изделия требуемых размеров.

Характерной особенностью технологии производства пенопласта беспрессовым методом является двухстадийный процесс вспенивания.

При первичном вспенивании в гранулах образуются равномерно распределенные ячейки, заполненные парами изопентана, имеющие форму многогранников. Размер ячеек 50—150 мк. Толщина стенок ячеек не превышает нескольких микрон, что сравнимо с размерами молекулы полистирола (

100А), которые в стенках ячеек находятся в ориентированном состоянии, образуя анизотропные плевки, что повышает агрегативную устойчивость вспененной гранулы. Первичное вспенивание характеризуется коэффициентом предварительного вспенивания К, который определяется соотношением объема вспененных V1 и исходных V0 гранул. Величина К подбирается в каждом отдельном случае так, чтобы обеспечить заполнение вспененными гранулами всего объема формы и получить пенопласт заданного объемного веса. Значение К зависит от молекулярного веса, гранулометрического состава и содержания изопентана в суспензионном полистироле, а также от температуры и продолжительности его вспенивания.

Исходные гранулы суспензионного полистирола имеют насыпной вес 450—550 кг/м3. а после предварительного вспенивания 15—100 кг/м5. Для каждой партии суспензионного полистирола имеется оптимальное время вспенивания при определенной температуре, при котором устанавливается равновесие между парциальным давлением внутри гранулы и внешним давлением. Более длительное время вспенивания ведет к разрушению гранул, образованию пористой структуры и повышению объемного веса. Гранулы расширяются при нагревании за счет давления паров изопентана только в начальный период, а затем на вспенивание большое влияние оказывает диффузия паров воды в образовавшиеся ячейки.

Водяные пары обладают значительной проницаемостью через пленки полистирола: например, при нормальной температуре проницаемость водяных паров в 4100 раз превосходит проницаемость азота. При повышении температуры проницаемость несколько снижается, но продолжает оставаться значительной. Поэтому по сравнению с диффузией паров изопентана из ячейки проникание пара внутрь ячейки более интенсивно.

Цель предварительного вспенивания заключается и том, чтобы снизить количество вводимого в полистирол изопентана. Исследования показали, что для создания нужного давления газа и получения вполне оформившегося изделия с объемным весом 20—30 кг/м3 необходимо 10— 12% изопентана. Фактически же в гранулах полистирола содержится 4—4,5% изопентана. Необходимое давление газа при окончательном формовании пенопласта достигается тем, что во время выдержки (6—24 ч) сухих гранул после предварительного вспенивания атмосферный воздух засасывается в гранулы, в которых образовался вакуум при конденсации изопентана.

Предварительное вспенивание ведут при помощи горячей воды, пара, воздуха или токов высокой частоты, нагревая бисерный полистирол до температуры 90-120 С. При этом объем гранул увеличивается в 30—50 раз в зависимости от свойств исходного суспензионного полистирола.

Для этой операции используют различные виды вспенивателей периодического и непрерывного действия с различными теплоносителями. Выбор теплоносителя и конструкции вспенивателя определяется объемом производства пенопласта.
При небольших объемах более рационально вести предварительное вспенивание в периодических вспенивателях при помощи горячей воды или пара. При вспенивании горячим воздухом отпадает необходимость сушки и выдержки гранул, но низкий коэффициент теплопередачи затрудняет эффективное проведение процесса, что приводит к неравномерному вспениванию гранул.

При значительных объемах производства пенополистирола наиболее выгодно применять водяной пар, который позволяет автоматизировать процесс предварительного вспенивания. При этом гранулы увлажняются незначительно и необходимость их сушки отпадает. Этот метод получил наибольшее распространение. Процесс предварительного вспенивания ускоряется в поле токов высокой частоты. Недостатком этого метода является низкое значение тангенса угла потерь сухих гранул полистирола. Поэтому необходимость увлажнения гранул и их последующей сушки делает этот метод нецелесообразным.

Гранулы выдерживают при температурах не выше 22 28°С, так как диффузия изопентана из ячеек гранулы интенсифицируется с повышением температуры. Продолжительность выдержки зависит от объемного насыпного веса гранул и составляет при 20-30 кг/мг примерно 6-24 ч. Снижение насыпного веса вызывает увеличение срока выдержки. Максимальный срок выдержки вспененных гранул — не более 14 суток: при большем времени выдерживания изопентан улетучивается и способность гранул к вспениванию снижается.

Для формования изделия вспененные гранулы помешают в форму, где они занимают 60-70% ее объема. Остальной объем приходится на меж гранульное пространство. При вторичном нагревании полистирол опять размягчается и переходит в вязкотекучее состояние В ячейках гранул создается парциальное давление паров изопентана, воды и воздуха, результате чего гранулы увеличиваются в объеме. Увеличение объема гранул ведет к полному заполнению объема формы. Гранулы, уплотняясь деформируются и превращаются в многогранники. В местах контакта отдельные гранулы свариваются (сплавляются), в результате чего образуется монолитное изделие.

Во время вторичного вспенивания стенки формы испытывают давление, величина которого в основном зависит от объемного веса пенопласта.
Кривая давления, оказываемого вспенивающей массой гранул на стенки формы, в зависимости от времени вторичного вспенивания имеет резко выраженный максимум. По достижении этого максимального давления можно фиксировать время окончания процесса формования. Следует отметить, что своевременное окончание процесса формования решающим образом
влияет на качество пенополистирола. При преждевременном окончании гранулы недостаточно вспениваются, плохо сплавляются. При излишнем времени формования ячейки гранул разрушаются и возникают усадочные явления. В обоих случаях наблюдается резкое снижение механических показателей и качества изделия.

При охлаждении пенопласта после окончательного вспенивания в ячейках гранул, так же как и при охлаждении после предварительного вспенивания, создается вакуум. Остов пенопласта должен сопротивляться разнице давлений в ячейках до тех пор, пока воздух не заполнит ячейки. Поэтому полученные из делия из пенополистирола постепенно охлаждают в формах до температуры 40—50 С, после чего их извлекают.

Полученные изделия желательно подсушивать, так как затянутая вакуумом в ячейки гранул влага будет повышать вес и снижать коэффициент теплопроводности материала. Получить изделия из пенополистирола с объемным весом более 10 кг/м3 можно одностадийным способом, так как давление паров изопентана и воды становится достаточным для заполнения материалом всего объема формы, его уплотнения и склеивания. Технология получения. Производство пенопласта орагнизовывается по технологическом схеме, которая предусматривает двухстадийную тепловую обработку суспензионного полистирола(двухкратное вспенивание). Организация производства на различных предприятиях различается конструкциями применяемого оборудования. Выбор оборудования определяется в основном требуемой конфигурацией и объемным весом изделий, получаемых из пенополистирола. Кроме того, пенопласт можно изготавливать непосредственно в строительных конструкциях.

Размер гранул суспензионного полистирола колеблется в пределах 0,5-3 мм. Молекулярный вес суспензионного полистирола, который определяется по относительной вязкости, долженнаходиться в пределах 35 000— 45 000.При меньшем молекулярном весе гранулы слипаются при предварительном вспенивании, а при большем — вспениваются
недостаточно вследствие высокой температуры размягчения.

У нас Вы можете купить следующее оборудование для производства пенопласта:

Наше оборудование позволяет производить от 20 до 100 кубометров пенопласта за смену 8 часов (от 60 до 300 м3 в сутки).

Добавить комментарий