Technologický postup výroby izolačních desek z pěnového polystyrenu (styrofoam) se skládá z následujících kroků:
1.1 Charakteristika surovin.
Jako surovina se používá expandovatelný polystyren, který je produktem suspenzní polymerace styrenu v přítomnosti nadouvadla (5-6% směsi pentanu a isopentanu), a také v malém množství (pro použití ve stavebnictví) zpomalovače hoření na bázi sloučenin bromu (méně než 1 %) ) Expandovatelný suspenzní polystyren se vyrábí ve formě kulovitých částic, jejichž povrch je upraven různými látkami, které zabraňují hromadění elektrostatických nábojů při přepravě a zlepšují vyrobitelnost polymeru během zpracování. Typy a značky expandovaného polystyrenu se mohou u každého výrobce lišit, proto je třeba se podívat na příklady symbolu v technické dokumentaci. Mezinárodní označení expandovaného polystyrenu: EPS (Expandable PolyStyrene) – expandovatelný polystyren, FS – samozhášivý polystyren, domácí analogy – PSB (Suspension Expanded Polystyrene Bespressovy), PSB-S (Suspension Expanded Polystyrene Bespressovy Samozhášivý).
1.2 Skladování surovin.
Expandovaný polystyren se skladuje v suchých a větraných místnostech, na policích nebo paletách minimálně 5 cm od podlahy při teplotě nepřesahující 25 °C:
– při balení do kartonových sudů a nádob s polyetylenovou vložkou – 3,5 měsíce;
– při balení do měkkých obalů a papírových pytlů s polyetylenovou vložkou – 3 měsíce.
Balený materiál nesmí být vystaven přímému slunečnímu záření a topným zařízením.
2. Technologické schéma.
Technologické schéma výroby zahrnuje následující etapy: předběžné napěnění granulí, skladování napěněných granulí, finální napěnění a slinování do monolitické pěnové hmoty.
Nasycená vodní pára se používá jako nosič tepla v prvním a třetím stupni.
2.1. Předpěnění surovin.
Jedná se o jednu z nejdůležitějších fází technologie výroby pěny a má velký vliv na kvalitu finálního produktu. Do předexpandéru se vloží potřebné množství suroviny, načež se pod tlakem přivádí pára. V důsledku toho se granule suroviny znásobí v průměru („pěna“). Když napěněné granule dosáhnou objemu 1 m3, proces přívodu páry se zastaví, předexpandér se vyloží a napěněné granule se dopraví pneumatickou dopravou do záchytné násypky.
Pro výrobu různých druhů expandovaného polystyrenu z hlediska hustoty jsou velmi důležité:
– druhy expandovatelného polystyrenu, tk. polystyrenové granule různých velikostí (frakce);
– množství dodaného granulátu;
— parametry páry přiváděné do předexpandéru;
je konečný objem napěněných granulí.
Doba setrvání materiálu v pre-expandéru také ovlivňuje hustotu:
– doba je příliš dlouhá – předpěněné kuličky se začnou hroutit (praskat) a zvyšuje se hustota;
– doba je příliš krátká (při vysokých hustotách), pak může dojít k výrazné změně hustoty a bude nutné snížit teplotu zavedením malého množství vzduchu a snížit rychlost posuvu předexpandéru.
Poměr doby zdržení materiálu v pre-expandéru k hustotě, znázorněný v obr. 1
Pro výrobu lehkých druhů pěnového plastu (8-9 kg / mXNUMX) se používá dvojité pěnění. Překládané granule by měly být dobře nasycené vzduchem, zpravidla by měla být čekací doba před druhým napěněním dostatečná, přičemž čím menší granule, tím kratší by tato fáze měla být.
2.2. Sušení a uchovávání pěnových granulí v zracích bunkrech.
Předpěněné granule se mírně vysuší a ochladí v sušárně, do které je perforovaným panelem přiváděn teplý vzduch o teplotě 30-35°C. Čerstvě napěněné granule jsou pod mírným podtlakem a jsou velmi citlivé na změny vnějšího prostředí, takže jsou ventilátorem „vyfukovány“ do skladovacích násypek, kde se stabilizují vnitřní pnutí granulí.
Doba působení je v závislosti na použitých surovinách 12 – 24 hodin.
Okolní teplota při úpravě pelet by neměla být nižší než 16ºC, při nižších teplotách se doba úpravy prodlužuje a v létě při teplotách nad 20ºC se doba úpravy zkracuje.
Při dopravě čerstvých pelet do sil se jejich zdánlivá hustota zvyšuje v důsledku kolizí se stěnami potrubí. Při nastavování parametrů pěnění je proto nutné počítat se zvýšením hustoty při přepravě.
Ve fázi stárnutí, v důsledku skutečnosti, že tlak uvnitř granule je nižší než atmosférický tlak, začne do granule proudit vzduch; voda a pentan se “vytlačují” z granule, dokud se granule nestabilizuje.
Tato fáze je velmi důležitá pro následné kvalitní lisování.
Rychlost difúze vzduchu do granule závisí na hustotě, teplotě a velikosti granule. To platí také pro rychlost emise pentanu, protože Pentan těká pomaleji z velkých granulí než z malých granulí kvůli nižšímu poměru plochy povrchu k hmotnosti.
Pro dobré tvarování je pro hustoty 1,8 kg/m2,4 a vyšší potřeba obsah pentanu 40-3 %, pokud je požadována hustota pod 40 kg/m3, měl by být obsah pentanu 2,7-3,2 %.
Čím nižší je požadovaná hustota, tím kratší je doba zdržení (kondicionování) předem expandovaných granulí.
2.3. Formování pěnového bloku v blokové formě.
Po expozici jsou granule naloženy do blokové formy pneumatickou dopravou. Dále dochází k jejich tepelnému zpracování, v důsledku čehož se granule znovu roztahují a tvoří tak pěnový blok uvnitř zařízení. Poté probíhá proces chlazení tvarovaného bloku vytvořením vakua v pracovní komoře blokové formy. Vyhazování hotového bloku z blokové formy se provádí buď tlačníkem, poháněným pneumatickým válcem, nebo „airbagem“, v závislosti na zvolené konstrukci blokové formy.
Obr. Příklad fázového cyklu blokového formování bez použití vakua
Obr. Příklad fázového cyklu vytváření bloku pomocí vakua
Nejdůležitějším faktorem při dodávání páry do blokové formy je dodání velkého množství páry v co nejkratším čase. K tomu je nutné odstranit vzduch z blokové formy před vytvořením tlaku. To lze snadno provést pomocí vakuového zařízení blokové formy.
Důležité je také udržovat stálou vysokou teplotu formy, jinak se výrazně zvýší spotřeba páry a dojde k nasycení páry, což snižuje kvalitu přilnavosti granulí (spojování).
Obr. Přibližná spotřeba páry v závislosti na teplotě formy
Tlak, který blok vyvíjí na vnitřní stěny komory formy, je přibližně 0,08 MPa. Aby bylo možné blok vyjmout z formy bez jejího poškození, je třeba tento tlak snížit na hodnotu asi 0,01 MPa.
Doba potřebná ke snížení tlaku bloku, tedy doba chlazení, závisí na značce pěny.
Obr. Přibližná doba chlazení jednotky v závislosti na době trvání kondicionování
Ve fázi foukání a ochlazování je aplikováno vakuum pro zintenzivnění procesu napařování a urychlení procesu chlazení.
Naše společnost dodává blokové formy s různými výrobními metodami: otevřené a uzavřené.
Pomocí otevřené blokové formy může vaše dílna vyrábět bloky a desky neomezené délky, ale uzavřená bloková forma má vyšší produktivitu.
2.4. Blokový úryvek.
Po ukončení lisovacího procesu jsou bloky kondicionovány. Kondicionování se provádí za účelem snížení vlhkosti a eliminace vnitřního pnutí, ke kterému dochází při lisování. Kromě toho probíhají procesy difúze plynů a vyrovnávání tlaku uvnitř granulí s atmosférickým tlakem, podobně jako procesy probíhající při úpravě předpěněných granulí.
Tvarované bloky se před řezáním vytvrzují 12-24 hodin za normálních podmínek.
2.5. Řezání bloků na listy.
Řezání bloků, aby se získaly pěnové desky požadovaných rozměrů, se provádí na horizontálním nebo vertikálním řezání pomocí reostatického drátu zahřátého na vhodnou teplotu.
2.6. Drcení odpadu.
Výrobní odpad je drcen v drtírně, ze které je pneumatickou dopravou nakládán do samostatného skladovacího zásobníku. Drcený polystyren (velikost vzniklé drti je až 15 mm) se znovu používá při výrobě desek z pěnového polystyrenu přidáním do nově napěněných granulí v poměru asi 1:10.
Expandovaný polystyren je moderní, bezpečný a ekologický materiál, který se používá v různých průmyslových odvětvích, průmyslu i stavebnictví a díky své nízké tepelné vodivosti se používá také jako stavební izolace. V článku jí budeme říkat také pěna.
Způsob jeho získávání byl poprvé patentován již v roce 1928 a od té doby byl opakovaně modernizován. Výroba pěnového polystyrenu není příliš komplikovaná, ale vyžaduje dodržování určité posloupnosti akcí a použití speciálního vybavení.
Technologie výroby expandovaného polystyrenu
Před zahájením procesu je nutné vzít v úvahu přímou závislost kvality hotových výrobků na dodržování technologického procesu, protože i mírné přesušení materiálu nebo naopak řezání surového, nedosušeného polystyrenu může způsobit odmítnutí. celé šarže produktů.
Výrobní proces pro získání expandovaného polystyrenu zahrnuje hlavní fáze:
Suroviny musí být nakládány ručně nebo automatizovaným zařízením do nádoby předexpandéru. Zde se granule expandovatelného polystyrenu zahřívají a zvětšují svůj objem a mění se na vzduchem plněné duté kuličky.
Proces napěnění se provádí jednou, ale lze jej opakovat několikrát v případě, že je požadován materiál s minimální hustotou. Takové výrobky jsou velmi žádané kvůli nižší ceně, ale pro tepelnou izolaci fasád a jiných zatěžovaných konstrukcí se používá pěnový polystyren s vysokou hustotou.
Hustota se měří v kilogramech na metr krychlový a má přímý vliv na pevnost a hmotnost výrobků. Polyfoam – PPT 25 – materiál o hmotnosti 25 kilogramů má hustotu 25 kilogramů na metr krychlový. To je mnohem lepší než u zateplení fasády minerální vatou. Polystyrenová surovina, jednou napěněná, na výstupu má hustotu asi 12 kilogramů na metr krychlový. To znamená, že čím vícekrát byla surovina napěněna, tím menší hmotnost bude mít konečný produkt.
Expandovaný polystyren se posílá do skladovací komory, kde musí jeden den zrát. To je nezbytné pro stabilizaci tlaku uvnitř pelet vzduchem. Při každém napěnění je třeba proces stárnutí opakovat.
Po XNUMX hodinách se na speciální blokové formě začnou z polotovaru formovat pěnové bloky. Uvnitř formovacího bloku jsou granule upravovány párou, která je přiváděna pod tlakem. Po obdržení bloku musí pěna sedět XNUMX hodin, aby ji mohla opustit vlhkost. Při řezání surového bloku se okraje výrobku trhají a mají nerovný povrch. Poté je odeslán na řezací linku, kde jsou bloky rozřezány na desky požadovaných rozměrů.
Zařízení na výrobu pěnového polystyrenu
Výrobní linka obsahuje hlavní komponenty:
- prostor pro skladování a testování surovin;
- pěnící jednotka;
- skladovací kontejner;
- zařízení na tvarování bloků;
- řezací zařízení;
- prostor pro skladování hotových výrobků;
- závod na zpracování průmyslového odpadu.
1. Prostor pro skladování a zkoušení surovin.
Surovina pro výrobu pěnového plastu je požárně nebezpečný materiál, takže pro jeho skladování potřebujete místnost oddělenou od zbytku dílny. Je nutné jej vybavit odsávacím větráním, které bude umístěno na podlaze, protože plyn emitovaný surovinou je těžší než vzduch. Přívod vzduchu musí být v horní části místnosti. Osvětlení a elektroinstalace v takové budově musí být nevýbušné.
Většina tuzemských výrobců i zahraničních firem na výrobu pěny nakupuje suroviny z Číny a Německa.
V souladu s technologickými požadavky je povoleno opětovné využití výrobního odpadu (recyklované desky z pěnového polystyrenu). Objem recyklovaného materiálu by však neměl být větší než 10 % hmotnosti konečného produktu.
Pytle z polystyrenu se vykládají pomocí elektrických vozíků nebo ručně pro malé obaly. Suroviny nelze skladovat déle než tři měsíce od data výroby. Skladovací teplota je 10-15ºС.
2. Napěňovací jednotka.
Tato výrobní linka zahrnuje předpěňovač, sušičku, dopravník pneumatického typu a ovládací prvek.
Materiál z dodaných pytlů je ručně nakládán do předexpandéru, kde je přiváděna horká pára o teplotě 95-100ºС, pod jejímž vlivem dochází k primárnímu napěnění suroviny.
Řízení procesu se provádí pomocí počítačového vybavení. Zastaví přívod páry, když polystyren dosáhne požadovaného objemu. Poté polotovar vstupuje do sušící jednotky.
3. Nádoba na stárnutí.
Granule s odebranou přebytečnou vlhkostí vstupují do dozrávací nádoby. Zde se vlivem klimatizace udržuje zadaná vlhkost a teplota vzduchu. V teplotním rozsahu 16-25ºС musí být granule uchovávány po dobu dvanácti hodin. Během této doby se naplní vzduchem. Stejným způsobem se při sekundárním pěnění provádí opakované stárnutí.
Je důležité si uvědomit, že objem kontejneru má přímý vliv na produktivitu výrobní linky, takže je důležité správně předvídat počet a rozměry zásobníků na vybavení.
4. Zařízení pro tvarování polystyrenových bloků.
Ze stárnoucího kontejneru jsou pomocí pneumatické dopravy přiváděny polystyrenové suroviny do mezikomory se snímačem plnění. Pneumatická doprava je technika pro přepravu sypkého a kusového zboží pod vlivem stlačené nebo zředěné směsi plynů (obvykle vzduchu). Po obdržení požadovaného počtu granulí jsou odeslány na blokové formuláře. Formovací blok je uzavřená nádoba, která se po naplnění granulemi uzavře. Horká pára sem vstupuje přes přívodní ventil.
Při tepelném zpracování pod tlakem se granule znovu napění a expandují. Po dosažení určité teploty se slinou do monolitického bloku z pěnového polystyrenu.
Chlazení konečného produktu se provádí pomocí stejného zařízení čerpáním vzduchu z komory pomocí vývěvy. Aby se stabilizoval vnitřní tlak vzduchu v granulích, musí být vytvořený blok z pěnového polystyrenu uchováván po dobu XNUMX hodin při pokojové teplotě.
5. Zařízení pro řezání.
Po vytvrzení je produkt odeslán na řezací linku. Jedná se o soubor zařízení pro horizontální a vertikální řezání výrobků.
Řezným nástrojem jsou horké struny ze žáruvzdorné oceli, které dokážou rychle a efektivně řezat a tvarovat desky z pěnového plastu požadovaných rozměrů a tvarů. Obvykle tento proces zajišťuje režim automatického řízení. Můžete si ale sami nastavit teplotu žhavení strun, nastavit rychlost pohybu a také si sami nastavit rozměry hotového výrobku v manuálním režimu.
6. Zařízení na zpracování průmyslových odpadů.
Při výrobě pěny může vzniknout poškozený materiál, který nelze zlikvidovat. Je potřeba ho recyklovat. Zpracování probíhá v zařízení s rotačními drtícími kladivy, drcení desek z pěnového polystyrenu na granule.
Zpracované suroviny přes pneumatickou poštu vstupují do skladovacího zásobníku, odkud jsou pak granule odesílány do blokové formy. Počet granulí by neměl být větší než 10 % objemu primárních surovin pro výrobu.
Pokud mluvíme o výrobě nikoli běžného materiálu, ale extrudované polystyrenové pěny, pak se k potřebnému vybavení přidá extrudér – zařízení s tvářecími nástroji, kterými prochází tavenina polystyrenu. Zbytek procesu je stejný.
Naše společnost ChPTUP “TM-StroyPlast” se zabývá výrobou pěny. Máte-li další dotazy, kontaktujte nás na tel. +375 (33) 661-98-08 nebo +375 (44) 78-78-333.
Naše adresa
222721, Minská oblast
Dzeržinský okres, ag. Dvorishche, průmyslová budova s ABK, 6
Souřadnice: 53.795151, 27.247660
© 2013–2023, ChPTUP “TM-StroyPlast”
222721, Minská oblast, Dzeržinský okres, ag. Dvorishche, průmyslová budova s ABK, 6
