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EPS泡沫成型制品加工工藝

EPS制品加工工藝

第一步:預(yù)發(fā)

一、預(yù)發(fā)目的

  1、使模制品的容重更好地控制在更低的范圍。

  2、它可使成型時的密度梯度減少,得以均勻膨脹成型。鍔犲帤娉℃搏綆?7.jpg

二、預(yù)發(fā)機理

預(yù)發(fā)過程中,含有發(fā)泡劑的珠粒緩緩加熱至80℃以上,就開始軟化(二次發(fā)泡時溫度更低),珠粒內(nèi)的發(fā)泡劑受熱汽化產(chǎn)生壓力,而使珠粒膨脹,并形成互不連通的泡孔(閉孔),預(yù)發(fā)后氣泡的直徑約為80um,每立方厘米約有0.55萬個小氣泡,泡孔壁的厚度僅有1um-2um。

同時,蒸氣也滲透到已膨脹的泡孔中,增加了泡孔內(nèi)的總壓力。隨著蒸氣不斷滲入,壓力也不斷增大,珠粒的體積也不斷增加。這一過程一直持續(xù)下去。在預(yù)發(fā)過程中,蒸氣的不斷滲透,增加泡孔內(nèi)的總壓力是很重要的。僅靠發(fā)泡劑汽化(如正戊烷),即使全部無損耗,珠粒最多只能增大約25倍,之所以發(fā)泡倍率可高達100多倍,是由于蒸氣滲入到膨脹的泡孔中,從而增加了泡孔內(nèi)的總壓力,才使泡孔的體積得到了進一步的膨脹。

需要指出的是蒸氣對EPS珠粒薄膜的透過速率比正戊烷氣體或空氣要快好幾倍,而影響它的透過速率的主要因素是溫度。加熱時,發(fā)泡劑也會由珠粒中向外滲出,所以預(yù)發(fā)時,應(yīng)使蒸氣透入泡孔的速率超過發(fā)泡劑從泡孔中滲出的速率,使發(fā)泡氣體絕大多數(shù)留在泡孔內(nèi),從而使泡孔中總壓力增加,發(fā)泡劑在泡孔中來不及溢出,使聚合物牽伸呈橡膠狀態(tài),其強度足以平衡內(nèi)部的壓力,從而使珠粒預(yù)發(fā),使聚合物得到延伸,珠粒得到預(yù)膨脹。瀹剁數(shù)娉℃搏鍖呰2.jpg

三、預(yù)發(fā)方法

預(yù)發(fā)機分連續(xù)式和間歇式兩種,無論哪種預(yù)發(fā)機,都是將EPS原料加入機內(nèi),通過蒸氣加熱,將EPS發(fā)泡。顯然,各種不同的原料,其發(fā)泡倍率和發(fā)泡速度均不一致。而各種不同的原料,其發(fā)泡倍率和發(fā)泡速度均不一致。而各種類型的預(yù)發(fā)機,都可以通過調(diào)整各項參數(shù)來控制發(fā)泡倍率。

以連續(xù)式預(yù)發(fā)機為例,在一定的機身體積和蒸氣流量的條件下,我們可以通過調(diào)整進料速度和調(diào)整出料口的高度,從而控制EPS的預(yù)發(fā)容重。

間歇式預(yù)發(fā)機,是指該機投一次EPS料后,待該次料預(yù)發(fā)到一定的體積后,再將機內(nèi)的料放完、吹凈。然后再投料、預(yù)發(fā)、放料……如此周而復(fù)始。由于每批投料量一定,每批料的預(yù)發(fā)體積也一定,這樣預(yù)發(fā)后的容重就有保證,而且預(yù)發(fā)后,料的容重變化也較小,一般保持在3%以下。

發(fā)泡劑含量過高,將導(dǎo)致預(yù)發(fā)泡體不均勻、泡體開花、產(chǎn)品變形和開裂,并容易致發(fā)泡倍率降低、加熱時間過長、成型過程中的EPS珠粒之間粘結(jié)性差以及產(chǎn)品收縮和掉粒等。最佳發(fā)泡劑的含量應(yīng)為4.8%-7%,而且由于發(fā)泡劑易揮發(fā),所以要求原料庫一定要注意溫度不可過高(要求低于20℃),庫存時間也不能過久。6鏀櫧閰掓場娌寘瑁?.jpg

第二步:熟化

一、定義:剛預(yù)發(fā)好的EPS珠粒經(jīng)一定時間的干燥、冷卻和泡孔壓力穩(wěn)定的過程。

二、熟化原因:

剛預(yù)發(fā)好的珠粒都是潮濕,并且預(yù)發(fā)時珠粒中保留的一定量的氣態(tài)發(fā)泡劑和水蒸氣,出機冷卻時,驟然遇冷,致使峰窩狀泡孔中氣體冷凝,使泡孔內(nèi)形成負(fù)壓(部分真空),此時發(fā)泡珠粒很軟,易變形、無彈性,不能直接成型。閫忔皵姘存灉娉℃搏綆?.jpg

三、熟化機理:

將剛預(yù)發(fā)好的EPS珠粒放置于空氣中一段時間,一方面使其干燥,另一方面使空氣通過泡孔膜滲透到泡孔內(nèi)部,使泡孔內(nèi)的壓力與外界壓力相平衡,珠粒具有彈性。

四、熟化優(yōu)點:

改善預(yù)發(fā)珠粒在成型過程中進一步的膨脹性、珠粒間熔解性和珠粒的彈性,有利于提高EPS制品質(zhì)量。

五、注意事項:

1、熟化過程中發(fā)泡劑也同時向外擴散,所以預(yù)發(fā)后的珠粒貯存期不能過長,一般以8-12h為宜。

2、熟化溫度也存在最佳值。根據(jù)實驗測定,熟化環(huán)境為18℃-22℃,外界空氣向泡孔滲入,泡孔內(nèi)戊烷氣體基本上未向外擴散。溫度高于22 ℃,空氣滲入的速度加快,泡孔內(nèi)戊烷向外擴散而損耗。溫度低于18 ℃,冷凝的戊烷重新被吸入EPS的速度減慢,空氣滲入的速率變降低。由此可見,預(yù)發(fā)EPS珠粒熟化的環(huán)境溫度最佳值為18 ℃-22℃。理想的熟化庫房應(yīng)設(shè)置熱空氣(溫度18℃-22℃)輸送系統(tǒng),以縮短熟化周期。涔愬櫒鐩掓場娌埗鍝?.jpg

第三步: 成型

一、定義:將熟化后的可發(fā)性聚苯乙烯珠粒填滿密閉的型腔,在較短的時間內(nèi)將熱蒸氣通過型壁的氣孔直接進入型腔中,使珠粒受熱后軟化膨脹。由于型腔的限制,膨脹的珠粒得以填滿全部空隙,完全粘結(jié)為一整體,經(jīng)過冷卻定型后,脫型即為泡沫塑料制品。

二、分類:

1、包裝成型:利用包裝成型機并配備相應(yīng)的模具,直接生產(chǎn)出規(guī)定形狀的泡沫制品,廣泛應(yīng)用于電器和輕工產(chǎn)品的減震包裝,水果和海產(chǎn)品的保鮮運輸以及消失模鑄造等領(lǐng)域。

2、板材成型:利用板材成型機生產(chǎn)大體積的矩型泡型泡沫制品,切割成板材后,用來做建筑保溫及裝飾材料。

目前,我國上述兩類泡沫成型制品的年產(chǎn)量大體持平,南方及沿海發(fā)達地區(qū)應(yīng)用模壓制品較多,而北方則主要生產(chǎn)板材用于建筑保溫。

盡管模具成型泡沫制品和泡沫板材在密度和應(yīng)用方面有所區(qū)別,但它們的成型機理是一致的,成型工藝也大同小異,所以下面就以模壓型來講述EPS泡沫的成型工藝。涔愬櫒鐩掓場娌埗鍝?.jpg

三、模壓成型機理

模壓成型包括兩個階段,蒸氣加熱和冷卻定型。

熟化后的預(yù)發(fā)珠粒通過蒸氣進行加熱,約在20s-60s的時間內(nèi),空氣來不及溢出,受熱膨脹后產(chǎn)生壓力,壓力的總和大于珠粒外面所加熱的蒸氣壓力,此時聚合物軟化,發(fā)泡劑汽化后泡孔內(nèi)的壓力大于外面的壓力,珠粒又再度膨脹,并脹滿珠粒間隙而結(jié)成整塊,形成與模具形狀相同的泡沫塑料制品,通水冷卻后便可以成型聚合。

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