Получение пенополистирола методом экструзии – экструзионный «Пеноплэкс», характеристики и варианты применения материала, утеплитель толщиной 50 и 100 мм и другие размеры листа, теплопроводность и плотность XPS

Технология производства экструдированного пенополистирола: изготовление

Экструдированный пенополистирол – однородный синтетический материал. В его прочной микроструктуре распределена масса ячеек, составляющих единое тело.

Экструдированный пенополистирол является однородным материалом-утеплителем, который состоит из нескольких пористых ячеек.

Диаметр ячеек очень мал – примерно одна десятая миллиметра, внутри они полые и абсолютно герметичные, то есть имеют капиллярность, приближенную к нулю. Именно это и делает полистирол уникальным материалом с идеальными характеристиками, такими, как:

Схема пенополистирола в качестве утеплителя.

1. Низкая теплопроводность пенополистирола.
2. Прочность.
3. Легкость.
4. Влагостойкость, которая обеспечивается очень низкой степенью водопоглащения.
5. Сохранение своих свойств под воздействием очень низких температур.
6. Отличные звукоизоляционные показатели пенополистирола.
7. Долговечность.
8. Высокие гигиенические свойства, которые обеспечиваются стойкостью к образованию плесени, росту и размножению бактерий на поверхности пенополистирола.

Все эти свойства пенополистирола делают его идеальным утеплителем. В этом качестве он и используется уже более 70 лет, являясь лидером продаж в этой сфере строительного рынка. В странах Европы и Соединенных Штатах он уже давно вытеснил применение пенопласта.

В нашей стране пенополистирол также набирает популярность благодаря своим эксплуатационным характеристикам и относительно небольшой цене.

Спрос на экструдированный полистирол в России каждый год увеличивается приблизительно на тридцать процентов. Нашел свое широкое применение экструдированный полистирол и в пищевой промышленности для производства тары для упаковки пищевой продукции. Не сложная технология производства полистирола делает возможным его изготовление на небольших производственных линиях.

Технология производства экструдированного пенополистирола

Производство экструдированного пенополистирола – его вспенивание посредством фреонов.

Поначалу технология производства экструдированного пенополистирола представляла собой его вспенивание посредством фреонов. После многочисленных протестов экологов и проведения исследований, установивших, что фреоны входят в список веществ, применение которых участвует в разрушении озонового слоя Земли, в производстве пенополистирола стали использовать углекислый газ СО² как вспенивающий агент.

В общих чертах процесс изготовления выглядит так:

1. В сырье (суспензионный полистирол) вводятся необходимые добавки для обеспечения противопожарных свойств (антипирены), для обеспечения лучшего распределения осветлителя (нуклеаторы), а так же красители или пигменты. Далее производится процесс загрузки.
2. Производится предварительное вспенивание и вылеживание вспененных гранул.
3. Спекание и формовка.
4. Обработка в тянущем устройстве.
5. Полотно охлаждается естественным путем, при этом происходит окончательное вспенивание. Иногда на мощных производственных линиях применяется принудительное охлаждение методом перекладывания.
6. Процесс стабилизации.
7. Обработка поверхности до достижения гладкости поверхностей.
8. Процесс нарезки и упаковки пенополистирола.

Вернуться к оглавлению

Поэтапное описание технологии и особенностей производства экструдированного полистирола

Вернуться к оглавлению

Загрузка сырья в бункер вспенивающего устройства

Суспензионный полистирол является сырьем для пенополистирола.

Сырьем для производства пенополистирола является суспензионный полистирол, вес при насыпке которого приблизительно равен 500 г на кубический м объема (после вспенивания увеличивается до 15-100 кг). Каждая партия сырья имеет свое время, необходимое для вспенивания, которое должно строго выдерживаться. При превышении временных границ происходит разрушение гранул. В технологии производства вспененного полистирола учитывается качество сырья.

Сырье поступает на склады производства обычно упакованным в мешки по 25 кг или в так называемых биг-багах – мягких контейнерах большого размера и грузоподъемности, имеющих стропы петли для погрузки. Условия хранения сырья должны быть строго соблюдены. Оно должно храниться на поддонах при температуре от 20-25ºC. Сырье не предназначено для длительного хранения, так как со временем могут меняться временные показатели вспенивания. Технология хранения обычно указывается на упаковке.

Перед загрузкой сырья производится механическое перемешивание гранул полимера с добавками-модификаторами. Каждая из них выполняет свою функцию. Помимо уже перечисленных выше для улучшения однородности и мелкой структуры пор добавляют стабилизаторы-нуклезиаты, антипиреновые добавки для повышения огнестойкости, термостабилизаторы и антиоксиданты для защиты от термоокислительной диструкции, абиотические добавки для исключения плесневения. Возможно введение антистатических и синергических добавок. Технология введения добавок подбирается с учетом марки экструдированного пенополистирола.

Вернуться к оглавлению

Приспособления для загрузки

Гибкие шнеки состоят из мягкой трубы и стальной спирали.

Все современные линии оснащены обеспечивающими высокую пропускную способность приспособлениями для загрузки. Более того, производители предусматривают резервные возможности, если будет необходимо увеличение объемов производства пенополистирола. К устройствам подачи предъявляются высокие требования по надежности и способности транспортировки сырья без его повреждения. Более надежными считаются механические подающие устройства.

1. Шнеки жесткие определенного диаметра, к которым подсоединена загружающая воронка. Главные преимуществом шнека считается возможность обеспечения при необходимости транспортировки сырья на большие расстояния (до 10 м). Именно жесткий шнек способен обеспечить максимальную сохранность сырья от механического повреждения.
2. Гибкие шнеки. Состоят из мягкой трубы и проталкивающего устройства – стальной спирали. Главное достоинство – способность обеспечить как вертикальную, так и горизонтальную подачи. Работают в прерывистом режиме из-за невозможности синхронизации подачи сырья и наполнения бункера предварительного вспенивания.
3. Инжектор для подачи сырья, который вставляется непосредственно в бункер. Оснащен всасывающей трубкой, которая заканчивается штуцером. Для сокращения количества всасываемого с материалом воздуха оснащается регулирующими устройствами. Обеспечивает высокую скорость подачи сырья. Однако это скорее недостаток, чем достоинство, так как повышается вероятность повреждения гранул сырья, а так же из-за попадания воздуха снижается производительность и рентабельность производства.
4. Вакуумная подача. Производится посредством воздуходувки, работающей при низком давлении, которое автоматически захлопывает клапан загрузки. Воздух выкачивается через фильтр. Работает по прерывистой схеме. Несмотря на малые диаметры подающего устройства, подача сырья происходит в очень высоком скоростном режиме, так что степень повреждения загружаемого материала очень велика.

Вернуться к оглавлению

Процесс предварительного вспенивание и вылеживание сырья

Процесс вспенивания гранул пенополистирола.

Свободное или предварительное вспенивание гранул происходит в предвспенивателе при температуре от 100-110°С и давлении 16-0,22 кг/см². Он состоит из емкости с отверстиями для подачи пара в днище и активатора для размешивания. В процессе вспенивания при обработке паром сырье увеличивается приблизительно в 30-50 раз. Целостность и замкнутость ячеек при этом не нарушается. Далее гранулы сырья под давлением поднимаются вверх и в окно выгрузки выдавливаются в промежуточный бункер, из которого транспортируются пневмотранспортом (система труб и вентиляторов) в бункер вылеживания. Здесь происходит стабилизация давления в расширившихся при вспенивании гранул. Здесь же происходит частичное замещение вспенивающего агента на воздух. Вспенивающий агент вытесняется, а частицы воздуха занимают их место.Технология контроля над процессом осуществляется вручную при помощи весов и мерных емкостей.

Вернуться к оглавлению

Процесс вторичного вспенивания

После выдержки в бункере вылеживания вспененные гранулы сырья вновь подвергаются термической обработке, еще раз увеличиваются в объеме, а так как этот процесс происходит в замкнутом пространстве, то увеличивающиеся в объеме сферические частицы вынуждены «спекаться», деформируясь в многогранники. Для технологии производства полистиролов имеются сводные таблицы по нормам загрузки и времени вспенивания.
Обработка поверхности, нарезка и упаковка экструдированного полистирола

Виды обработанной поверхности экструдированного полистирола.

Далее происходит выравнивание листов пенополистирола для достижения ровной поверхности. Полотно обрезается с боков, сверху и снизу. Получив правильные геометрические линии, его разрезают на листы необходимых размеров. Технология выравнивания и нарезки пенополистирола на современных линиях автоматизирована.

Производится дробление и гранулирование обрезки, после чего она снова поступает в производство.

Для больших производств рентабельным является применение устройства для дополнительного охлаждения листов, которое позволяет сократить время охлаждения путем перекладывания листов пенополистирола устройством карусельного типа. Лист охлаждается очень быстро, приблизительно за минуту.

Упаковываются листы пенополистирола, уложенные стопами, специальной упаковочной пленкой стретч-худ.

Вернуться к оглавлению

Типы установок для производства экструдированного полистирола

Процесс производства экструдированного полистирола.

Можно выделить три типа экструзионных установок, которые используется для изготовления экструдированного пенополистирола:

1. Установки с одночервячным единичным агрегатом.
2. Установки с двухчервячным двойным агрегатом.
3. Тандемные установки с парой последовательно установленных агрегатов.

Экструдер представляет собой закрытую линию с поэтапным нагревом и охлаждением.

Шнеки устройства загружают и перемешивают гранулы сырья. Одночервячные экструдеры и двухчервячные экструдеры имеют сходный принцип действия, однако двухчервячные при своей компактности способны создавать более высокое давление в бункерах, что позволяет снижать температуру, что, в свою очередь, приводит к сокращению времени производственного цикла. Поэтому они более экономичны и рентабельны. Оба вида экструдеров лучше применять в небольших производствах.

Но самыми выгодными для производителя являются тандемные установки. Они наиболее рентабельны на больших, многотоннажных производствах пенополистирола, так как процесс разделен между двумя агрегатами. В одном происходит плавление и насыщение паром, во втором происходит гомогенизация, охлаждение формовка.

Технология производства экструзионного пенополистирола

На сегодняшний день образовался довольно большой спрос на эсктрузионный вспененный полистирол в связи с развитием строительства как частного, так и коммерческого. Вспененный полистирол обладает лучшими потребительскими свойствами по сравнению с обычным пенопластом, обладает практически нулевым влагопоглощением, повышенной жесткостью.

В зависимости от технологии производства вспененный полистирол бывает следующих типов:

• прессовый пенополистирол
• EPS — безпрессовый пенополистирол ПСБ
• XPS — экструзионный пенополистирол

От этого зависит и цена на пенополистирол.

Производить вспененный экструзионный полистирол стали довольно давно, поначалу вспенивание производилось с помощью жестких фреонов, затем применяли смесь жестких и мягких фреонов, затем перешли к применению только мягких фреонов. После того как было доказано что фреоны способствуют разрушению озонового слоя вместо фреонов стали применять вспенивание с помощью CO₂ .

Для вспенивания применяются смеси полистирола общего назначения и впс (вспенивающийся полистирол), также добавляют пигменты или красители, нуклеаторы, антипирены. Применяемые добавки зависят от необходимых требований к готовому изделию.

Вспенивание происходит методом свободного вспенивания через плоскощевую фильеру, затем полученное полотно проходит через безвакуумный калибратор состоящий из двух охлаждаемых пластин или через охлаждаемые формующие валки. При применении охлаждаемых пластин на них крепится тонкий лист фторопласта для уменьшения трения между вспенивающимся листом и металлом пластин. Калибратор стали применять относительно недавно, а раньше применялись охлаждаемые формующие валки. После предварительного охлаждения и формовки полотно проходит через тянущее устройство.

После тянущего устройства для полотна даётся пространство для окончательного воздушного охлаждения, обычно это растояние составляет от 10м до 20м, за время прохождения этого расстояния полотно практически полностью остывает и завершается процесс вспенивания, изделие стабилизируется и готово для обработки поверхностей.

Поверхность полотна обрезается, как с боков, так и сверху-снизу, т.е полотно получается правильной геометрической формы, после чего оно нарезается на листы заданной длины.

Обрезанные кромки дробятся, гранулируются и заново перерабатываются в изделие.

При высокой производительности линии применяется дополнительное устройство для охлаждения листов перед упаковкой. Это устройство представляет собой автоматический укладчик карусельного типа, который берет листы с одного конвейера и перекладывает их на другой конвейер, за время перекладывания листа, он успевает почти полностью остыть и стабилизироваться и соответствено лист становится готовым к упаковке. Время нахождения листа на устройстве дополнительного охлаждения составляет от 60сек.

Далее листы складываются в стопы и упаковываются в пленку стретч или стретч-худ.

При экструзии используются два одношнековых экструдера, первый  используется для расплавления и перемешивания сырья, а второй как насос расплава, также во втором экструдере происходит полное разложение вспенивающих добавок входящих в состав впс. Также возможны варианты применения шестеренчатых насосов расплава, но они как правило применяются на линиях малой производительности.

способ получения экструзионного пенополистирола — патент РФ 2114131

Изобретение относится к технологии переработки пластмасс, к способу получения пенополистирола методом экструзии, широко применяющегося в качестве теплоизоляционного материала в промышленном и гражданском строительстве, строительстве автомобильных и железных дорог. При изготовлении экструзионного пенополистирола в качестве регулятора пор использут перлит вспученный молотый в количестве 0,7 — 1,5 мас.ч. на 100 мас.ч. гранул полистирола с содержанием 3,5 — 7,0 мас.% смеси предельных углеводородов C₅ или их изомеров в качестве вспенивающего агента. Изобретение позволяет получать профилированные изделия из пенополистирола с мелкоячеистой однородной структурой, высокой формоустойчивостью и стабильными физико-механическими и теплофизическими свойствами. 1 табл. Изобретение относится к способу получения пенополистирола и может быть использовано в промышленности строительных материалов и в холодильной технике. Пенопласты на основе полистирола и изделия из них широко применяются в качестве теплоизоляционных материалов в строительстве гражданских и промышленных зданий и сооружений, в рефрижераторах, промышленных холодильниках, для защиты от промерзания и вспучивания автомобильных и железных дорог. Теплоизоляционные материалы и изделия из пенополистирола со стабильными теплофизическими и физико-механическими свойствами получают методом экструзии вспенивающейся композиции, которая кроме полистирола содержит вспенивающие агенты и нуклеирующие добавки. Экструзионный метод переработки включает следующие основные стадии:
добавление к полистиролу вспенивающих агентов и нуклеирующих добавок;
плавление, гомогенизация в экструдере смеси расплавленного полистирола со вспенивающими агентами и добавками;
вспенивание расплавленной полимерной композиции, основанное на быстром снятии давления при экструдировании в зону более низкого давления;
охлаждение полученного вспененного материала или изделия. Наиболее ответственной стадией является процесс вспенивания полимерной композиции. Способы экструдирования различных вспенивающихся композиций описаны во многих патентах, например в патентах США N 2409910, 2525250, 2699751, 2848428, 3121911, 3770688, 3960792, 3966381, 4085073, 4146563. Для теплоизоляционных материалов и изделий очень важно получать мелкопористую структуру пены, от которой зависит коэффициент теплопроводности материала. Для получения мелких пор во вспенивающуюся композицию вводят нуклеирующие добавки, представляющие собой мелкодисперсные порошки карбоната кальция (мела), кремнезема или глины [1]. При этом в зависимости от способа экструдирования в качестве полимера может использоваться как полистирол общего назначения, так и вспенивающийся полистирол, в гранулах которого содержится вспенивающий агент. Для получения пенопласта с однородной структурой и заданной плотностью часто используют комбинированный вспенивающий агент, состоящий из смеси нескольких компонентов, обладающих различной растворимостью в полимере. В качестве хорошо растворимого компонента используют низкокипящие предельные углеводороды, в качестве плохо растворимого — азот, CO₂. Источником CO₂ в композиции является бикарбонат натрия, легко разлагающийся в присутствии органических кислот в условиях переработки. Известен способ получения экструзионного пенополистирола [2] путем непрерывного экструдирования композиции, содержащей гранулы полистирола со вспенивающим агентом, представляющим собой смесь предельных углеводородов C₅ или их индивидуальные изомеры, бикарбонат натрия, лимонную кислоту и тальк в следующих соотношениях, мас.ч.:
Полистирол, содержащий предельные углеводороды C₅ — 100,0
Натрий бикарбонат — 1,0
Лимонная кислота — 0,8
Тальк — 1,0
Действие талька как нуклеирующей добавки основано на гомогенном распределении частиц в расплаве полимера и на способности захватывать пузырьки газа, образующиеся в момент вспенивания. Однако, чтобы частицы талька, имеющие листоватую (чешуйчатую) структуру, могли захватывать пузырьки газа, они должны образовать в расплаве полимера агрегаты из нескольких частиц, внутри которых размещаются пузырьки газа. В связи с этим не всегда достигается равномерное распределение газовых пузырьков в массе полимера. В результате возникает опасность получения пенопласта с неоднородной пористой структурой, что отрицательно влияет на коэффициент теплопередачи и теплофизические свойства теплоизоляционного материала. Задачей изобретения является уменьшение размера пор, повышение однородности мелкопористой структуры экструзионного пенополистирола и улучшение его теплофизических и физико-механических свойств. Технический результат достигается тем, что для получения экструзионного пенополистирола непрерывно экструдируют композицию, содержащую гранулы полистирола со вспенивающим агентом, в качестве которого используют 3,5-7,0 мас. % смеси предельных углеводородов C₅ или их индивидуальных изомеров, нуклеирующую добавку в виде смеси бикарбоната натрия с лимонной кислотой или ее моногидратом, регулятор пор в виде мелкодисперсных частиц молотого вспученного перлита при следующих соотношениях компонентов, мас. ч.:
Гранулы полистирола, содержащие 3,5 — 7,0 мас.% предельных углеводородов C₅ или их изомеров — 100,0
Натрий бикарбонат — 1,0
Лимонная кислота или ее моногидрат — 0,8
Молотый перлит вспученный — 0,7 — 1,5
Мелкодисперсные кристаллические частицы перлита имеют неправильную форму и обладают большой удельной поверхностью за счет большого количества внутренних пор, что увеличивает количество центров зародышеобразования газовых пузырьков при вспенивании полимерной композиции. В композицию могут быть введены традиционные смазки и антипирены. Помимо известного экономического преимущества, технические достоинства предлагаемого способа, вытекающие из свойств перлита, иллюстрируются следующими примерами. Пример 1. Для экструдирования готовят вспенивающуюся композицию следующего состава: 100,0 мас.ч. полистирола вспенивающегося, содержащего 3,5-7% пентана или изопентана или их смеси, смешивают с 1 мас.ч. перлита молотого, 1 мас. ч. бикарбоната натрия, 0,8 мас.ч. лимонной кислоты, 0,2 мас.ч. стеарата цинка или бария, 1,2 мас.ч. тетрабромпараксилола. Композицию экструдируют со скоростью 60 кг/ч: температура вспенивания 130-140^oC. Вспененный полистирол после выхода из формующей головки экструдера охлаждается при атмосферном давлении и при температуре окружающего воздуха. Полученный пенополистирол имеет мелкоячеистую структуру и объемную плотность 45 кг/м³. Пример 2. Вспенивающаяся композиция по примеру 1, но содержание перлита молотого составляет 0,7 мас.ч., бикарбоната натрия — 1,1 мас.ч., лимонной кислоты — 0,86 мас.ч. Пример 3. Вспенивающаяся композиция по примеру 1, но содержание перлита составляет 1,5 мас.ч. Пример 4. Вспенивающаяся композиция по примеру 2, но содержание перлита составляет 1,5 мас.ч. Пример 5. Вспенивающаяся композиция по примеру 1, но содержание перлита — 1,7 мас.ч. Пример 6. Вспенивающаяся композиция по примеру 1, но содержание перлита — 0,5 мас.ч. Пример 7. Вспенивающаяся композиция по примеру 1, но в качестве нуклеирующей добавки использована 1 мас.ч. талька молотого (прототип). Результаты испытаний пенополистиролов, полученных по примерам 1 — 7, приведены в таблице.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ получения пенополистирола путем непрерывного экструдирования композиции, содержащей гранулы полистирола со вспенивающим агентом, в качестве которого используют смесь предельных углеводородов C₅ или их изомеры, нуклеирующий агент в виде смеси бикарбоната натрия с лимонной кислотой или ее моногидратом, регулятор размера пор в виде мелкодисперсных частиц, отличающийся тем, что гранулы полистирола содержат 3,5 — 7,0 мас.% смеси предельных углеводородов C₅ или их изомеров, а в качестве регулятора размера пор используют молотый перлит вспученный при следующих соотношениях компонентов в композиции, мас.ч.:
Гранулы полистирола, содержащие 3,5 — 7,0 мас.% предельных углеводородов C₅ или их изомеров — 100,0
Натрий бикарбонат — 1,0
Лимонная кислота или ее моногидрат — 0,8
Молотый перлит вспученный — 0,7 — 1,5

Экструзионный пенополистирол — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Экструзионный пенополистирол (XPS, ЭПС, экструдированный пенополистирол) — синтетический теплоизоляционный материал, впервые созданный в США в 1941 году.

Экструзионный пенополистирол имеет широкую сферу применения: теплоизоляция фундаментов и цоколей, слоистой кладки и штукатурного фасада, кровли (инверсионные, традиционные, эксплуатируемые и др), полов, в том числе «тёплых». Также именно экструзионный пенополистирол применяется при строительстве автомобильных и железных дорог, снижая риск промерзания грунтов земляного полотна и последующего промерзания и вспучивания (морозное пучение грунта) Материал решает задачи теплоизоляции спортивных площадок, холодильных установок и ледовых арен.

Экструзионный пенополистирол и полистирольный пенопласт состоят из одного вещества, но отличаются технологией создания гранул ^[1]. Обычный пенопласт создается путём «пропаривания» микрогранул водяным паром их гиперувеличения под воздействием температуры пары пока не будет заполнена пеной пенополистирола вся форма. Экструзионный пенополистирол производится методом экструзии. Экструзионный пенополистирол получают путём смешивания гранул полистирола при повышенной температуре и давлении с введением вспенивающего агента и последующим выдавливанием из экструдера. Качественный экструзионный пенополистирол обладает равномерной, закрытопористой структурой, с диаметром ячеек 0,1-0,2 мм.

Специальный тип материала, обладающий плотностью 25..47 кг/м³^[2] и высокой прочностью на сжатие, применяется при строительстве взлётных полос, автомобильных и железных дорог. Высокая прочность экструзионного пенополистирола является его главным преимуществом и позволяет его использовать не только как утеплитель, но и как строительный материал выполняющий иногда даже функции вспомогательных или несущих конструкций.

Экструзионный пенополистирол обладает низкой теплопроводностью (0,029-0,034), минимальным водопоглощением (0,2-0,4 %), малым удельным весом (25..45 кг/м³). По показателям теплоизоляции и легкости экструзионный пенополистирол несколько превосходит обычный пенополистирол низкой плотности (40 кг на м3), который имеет теплопроводность 0.038 Вт/(м*С).^[3]

К недостаткам экструзионного пенополистирола относится его высокая горючесть по классу Г3-Г4, в то время как многие производители пенопласта за счет специальных добавок добились фактически негорючих характеристик по классам Г1 и В1. Тем не менее, согласно СНиП 21-01-97 «Пожарная безопасность зданий и сооружений» и Федеральному закону № 123 экструзионные плиты высокой степени горючести (Г3-Г4) могут использоваться в конструкциях. При повышенных требованиях к пожарной безопасности используют экструзионный пенополистирол группы горючести Г3.

Также следует отметить, что согласно новому Федеральному законодательству (ФЗ № 123) для горючих теплоизоляционных материалов регламентируется определение показателя токсичности продуктов горения, для качественных пенополистиролов она составляет не более Т2- умеренноопасные. Кстати, показатель Т2 также присущ и материалам из дерева, например паркетам.

Срок службы материала сопоставим со сроком службы всего здания, у качественных производителей он составляет более 40 лет.

Примечания

Технология производства экструзионного пенополистирола

На сегодняшний день образовался довольно большой спрос на эсктрузионный вспененный полистирол в связи с развитием строительства как частного, так и коммерческого. Вспененный полистирол обладает лучшими потребительскими свойствами по сравнению с обычным пенопластом, обладает практически нулевым влагопоглощением, повышенной жесткостью.

В зависимости от технологии производства вспененный полистирол бывает следующих типов:

• прессовый пенополистирол
• EPS — безпрессовый пенополистирол ПСБ
• XPS — экструзионный пенополистирол

От этого зависит и цена на пенополистирол.

Производить вспененный экструзионный полистирол стали довольно давно, поначалу вспенивание производилось с помощью жестких фреонов, затем применяли смесь жестких и мягких фреонов, затем перешли к применению только мягких фреонов. После того как было доказано что фреоны способствуют разрушению озонового слоя вместо фреонов стали применять вспенивание с помощью CO₂ .

Для вспенивания применяются смеси полистирола общего назначения и впс (вспенивающийся полистирол), также добавляют пигменты или красители, нуклеаторы, антипирены. Применяемые добавки зависят от необходимых требований к готовому изделию.

Вспенивание происходит методом свободного вспенивания через плоскощевую фильеру, затем полученное полотно проходит через безвакуумный калибратор состоящий из двух охлаждаемых пластин или через охлаждаемые формующие валки. При применении охлаждаемых пластин на них крепится тонкий лист фторопласта для уменьшения трения между вспенивающимся листом и металлом пластин. Калибратор стали применять относительно недавно, а раньше применялись охлаждаемые формующие валки. После предварительного охлаждения и формовки полотно проходит через тянущее устройство.

После тянущего устройства для полотна даётся пространство для окончательного воздушного охлаждения, обычно это растояние составляет от 10м до 20м, за время прохождения этого расстояния полотно практически полностью остывает и завершается процесс вспенивания, изделие стабилизируется и готово для обработки поверхностей.

Поверхность полотна обрезается, как с боков, так и сверху-снизу, т.е полотно получается правильной геометрической формы, после чего оно нарезается на листы заданной длины.

Обрезанные кромки дробятся, гранулируются и заново перерабатываются в изделие.

При высокой производительности линии применяется дополнительное устройство для охлаждения листов перед упаковкой. Это устройство представляет собой автоматический укладчик карусельного типа, который берет листы с одного конвейера и перекладывает их на другой конвейер, за время перекладывания листа, он успевает почти полностью остыть и стабилизироваться и соответствено лист становится готовым к упаковке. Время нахождения листа на устройстве дополнительного охлаждения составляет от 60сек.

Далее листы складываются в стопы и упаковываются в пленку стретч или стретч-худ.

При экструзии используются два одношнековых экструдера, первый  используется для расплавления и перемешивания сырья, а второй как насос расплава, также во втором экструдере происходит полное разложение вспенивающих добавок входящих в состав впс. Также возможны варианты применения шестеренчатых насосов расплава, но они как правило применяются на линиях малой производительности.

Способ получения экструзионного пенополистирола

 

Изобретение относится к технологии переработки пластмасс, к способу получения пенополистирола методом экструзии, широко применяющегося в качестве теплоизоляционного материала в промышленном и гражданском строительстве, строительстве автомобильных и железных дорог. При изготовлении экструзионного пенополистирола в качестве регулятора пор использут перлит вспученный молотый в количестве 0,7 — 1,5 мас.ч. на 100 мас.ч. гранул полистирола с содержанием 3,5 — 7,0 мас.% смеси предельных углеводородов C₅ или их изомеров в качестве вспенивающего агента. Изобретение позволяет получать профилированные изделия из пенополистирола с мелкоячеистой однородной структурой, высокой формоустойчивостью и стабильными физико-механическими и теплофизическими свойствами. 1 табл.

Изобретение относится к способу получения пенополистирола и может быть использовано в промышленности строительных материалов и в холодильной технике.

Пенопласты на основе полистирола и изделия из них широко применяются в качестве теплоизоляционных материалов в строительстве гражданских и промышленных зданий и сооружений, в рефрижераторах, промышленных холодильниках, для защиты от промерзания и вспучивания автомобильных и железных дорог. Теплоизоляционные материалы и изделия из пенополистирола со стабильными теплофизическими и физико-механическими свойствами получают методом экструзии вспенивающейся композиции, которая кроме полистирола содержит вспенивающие агенты и нуклеирующие добавки. Экструзионный метод переработки включает следующие основные стадии: добавление к полистиролу вспенивающих агентов и нуклеирующих добавок; плавление, гомогенизация в экструдере смеси расплавленного полистирола со вспенивающими агентами и добавками; вспенивание расплавленной полимерной композиции, основанное на быстром снятии давления при экструдировании в зону более низкого давления; охлаждение полученного вспененного материала или изделия. Наиболее ответственной стадией является процесс вспенивания полимерной композиции. Способы экструдирования различных вспенивающихся композиций описаны во многих патентах, например в патентах США N 2409910, 2525250, 2699751, 2848428, 3121911, 3770688, 3960792, 3966381, 4085073, 4146563. Для теплоизоляционных материалов и изделий очень важно получать мелкопористую структуру пены, от которой зависит коэффициент теплопроводности материала. Для получения мелких пор во вспенивающуюся композицию вводят нуклеирующие добавки, представляющие собой мелкодисперсные порошки карбоната кальция (мела), кремнезема или глины [1]. При этом в зависимости от способа экструдирования в качестве полимера может использоваться как полистирол общего назначения, так и вспенивающийся полистирол, в гранулах которого содержится вспенивающий агент. Для получения пенопласта с однородной структурой и заданной плотностью часто используют комбинированный вспенивающий агент, состоящий из смеси нескольких компонентов, обладающих различной растворимостью в полимере. В качестве хорошо растворимого компонента используют низкокипящие предельные углеводороды, в качестве плохо растворимого — азот, CO₂. Источником CO₂ в композиции является бикарбонат натрия, легко разлагающийся в присутствии органических кислот в условиях переработки. Известен способ получения экструзионного пенополистирола [2] путем непрерывного экструдирования композиции, содержащей гранулы полистирола со вспенивающим агентом, представляющим собой смесь предельных углеводородов C₅ или их индивидуальные изомеры, бикарбонат натрия, лимонную кислоту и тальк в следующих соотношениях, мас.ч.: Полистирол, содержащий предельные углеводороды C₅ — 100,0 Натрий бикарбонат — 1,0 Лимонная кислота — 0,8 Тальк — 1,0 Действие талька как нуклеирующей добавки основано на гомогенном распределении частиц в расплаве полимера и на способности захватывать пузырьки газа, образующиеся в момент вспенивания. Однако, чтобы частицы талька, имеющие листоватую (чешуйчатую) структуру, могли захватывать пузырьки газа, они должны образовать в расплаве полимера агрегаты из нескольких частиц, внутри которых размещаются пузырьки газа. В связи с этим не всегда достигается равномерное распределение газовых пузырьков в массе полимера. В результате возникает опасность получения пенопласта с неоднородной пористой структурой, что отрицательно влияет на коэффициент теплопередачи и теплофизические свойства теплоизоляционного материала. Задачей изобретения является уменьшение размера пор, повышение однородности мелкопористой структуры экструзионного пенополистирола и улучшение его теплофизических и физико-механических свойств. Технический результат достигается тем, что для получения экструзионного пенополистирола непрерывно экструдируют композицию, содержащую гранулы полистирола со вспенивающим агентом, в качестве которого используют 3,5-7,0 мас. % смеси предельных углеводородов C₅ или их индивидуальных изомеров, нуклеирующую добавку в виде смеси бикарбоната натрия с лимонной кислотой или ее моногидратом, регулятор пор в виде мелкодисперсных частиц молотого вспученного перлита при следующих соотношениях компонентов, мас. ч.:
Гранулы полистирола, содержащие 3,5 — 7,0 мас.% предельных углеводородов C₅ или их изомеров — 100,0
Натрий бикарбонат — 1,0
Лимонная кислота или ее моногидрат — 0,8
Молотый перлит вспученный — 0,7 — 1,5
Мелкодисперсные кристаллические частицы перлита имеют неправильную форму и обладают большой удельной поверхностью за счет большого количества внутренних пор, что увеличивает количество центров зародышеобразования газовых пузырьков при вспенивании полимерной композиции. В композицию могут быть введены традиционные смазки и антипирены. Помимо известного экономического преимущества, технические достоинства предлагаемого способа, вытекающие из свойств перлита, иллюстрируются следующими примерами. Пример 1. Для экструдирования готовят вспенивающуюся композицию следующего состава: 100,0 мас.ч. полистирола вспенивающегося, содержащего 3,5-7% пентана или изопентана или их смеси, смешивают с 1 мас.ч. перлита молотого, 1 мас. ч. бикарбоната натрия, 0,8 мас.ч. лимонной кислоты, 0,2 мас.ч. стеарата цинка или бария, 1,2 мас.ч. тетрабромпараксилола. Композицию экструдируют со скоростью 60 кг/ч: температура вспенивания 130-140^oC. Вспененный полистирол после выхода из формующей головки экструдера охлаждается при атмосферном давлении и при температуре окружающего воздуха. Полученный пенополистирол имеет мелкоячеистую структуру и объемную плотность 45 кг/м³. Пример 2. Вспенивающаяся композиция по примеру 1, но содержание перлита молотого составляет 0,7 мас.ч., бикарбоната натрия — 1,1 мас.ч., лимонной кислоты — 0,86 мас.ч. Пример 3. Вспенивающаяся композиция по примеру 1, но содержание перлита составляет 1,5 мас.ч. Пример 4. Вспенивающаяся композиция по примеру 2, но содержание перлита составляет 1,5 мас.ч. Пример 5. Вспенивающаяся композиция по примеру 1, но содержание перлита — 1,7 мас.ч. Пример 6. Вспенивающаяся композиция по примеру 1, но содержание перлита — 0,5 мас.ч. Пример 7. Вспенивающаяся композиция по примеру 1, но в качестве нуклеирующей добавки использована 1 мас.ч. талька молотого (прототип). Результаты испытаний пенополистиролов, полученных по примерам 1 — 7, приведены в таблице.

Формула изобретения

Способ получения пенополистирола путем непрерывного экструдирования композиции, содержащей гранулы полистирола со вспенивающим агентом, в качестве которого используют смесь предельных углеводородов C₅ или их изомеры, нуклеирующий агент в виде смеси бикарбоната натрия с лимонной кислотой или ее моногидратом, регулятор размера пор в виде мелкодисперсных частиц, отличающийся тем, что гранулы полистирола содержат 3,5 — 7,0 мас.% смеси предельных углеводородов C₅ или их изомеров, а в качестве регулятора размера пор используют молотый перлит вспученный при следующих соотношениях компонентов в композиции, мас.ч.:
Гранулы полистирола, содержащие 3,5 — 7,0 мас.% предельных углеводородов C₅ или их изомеров — 100,0
Натрий бикарбонат — 1,0
Лимонная кислота или ее моногидрат — 0,8
Молотый перлит вспученный — 0,7 — 1,5

РИСУНКИ

Рисунок 1

Оборудование для производства экструдированного пенополистирола

Оборудование для производства экструдированного пенополистирола

Сейчас идет массовое строительство, и конечно все обращают внимание на экономию. Поэтому материалы позволяющие экономить на отоплении – теплоизоляционные материалы очень востребованы.

Экструдированный пенополистирол имеет множество видов применения, начиная от утепления фасадов, кровель, подвалов, а оборудование для производства экструдированного пенополистирола не является излишне сложным.

Сырье

При производстве экструдированного пенополистирола в качестве сырья используются гранулы полистирола.

Технология производства

Гранулированный полистирол загружается в приемную емкость, загрузку рациональней всего производить с применением пневмотранспорта. Из приемной емкости сырье подается в экструдер.

Технология изготовления экструдированного пенополистирола

Экструдер представляет собой вал с установленными на нем различными насадками.

Насадки предназначены для разных целей, существуют месильные насадки, транспортировочные, и другие. Под действием температуры, давления, гранулированный полистирол расплавляется, через установленные дозаторы на экструдере добавляются необходимые компоненты для придания готовому изделию необходимых характеристик.

Идет добавление добавок антипиренов снижающих горючесть экструдированного пенополистирола. Также подаются под давлением газы (пентан, или изопентан, углекислый газ и др.), которые при выходе из экструдера и снижении давления до атмосферного будут раздувать ячейки полистирола и создавать, таким образом, пену из него.

При необходимости подаются различные пигменты, создающие окраску окончательному изделию. В экструдере происходить перемешивание подаваемых составляющих и подача массы к щелевой головке, где и формируется лента вспененного полистирола. Образуется лента, которая попадает на транспортер, и идет к месту формирования готового продукта, где обрезается и складируется.

Оборудование

Итак, для производства конечного продукта оборудование для производства экструдированного пенополистирола состоит из емкостного оборудования для хранения сырья, набора воздуходувок, для транспортирования сырья, экструдера для смешения сырья с добавками, дозаторов для подачи добавок.

Также необходимо конечное оборудование для транспортирования ленты к месту нарезания листов одной длинны и складского помещения для хранения плит экструдированного полистирола.



Пеноплекс

успешно используется в промышленном и гражданском строительстве, дорожном строительстве и ремонте покрытий на основе бетона и асфальта, энергетике и коммунальном хозяйстве.

Линия для производства экструдированного пенополистирола.

Заказать этот товар

Среди широкого ассортимента современных теплоизоляционных материалов, особое место занимает пеноплекс. Его изготавливают на основе пенополистирола путем экструзии, что дало материалу второе название – экструдированный пеноплекс, или экструдированный полистирол. Его высокие изолирующие свойства в сочетании с приемлемой ценой и простотой монтажа обусловили уверенный рост покупательского спроса, и сегодня пеноплекс 35, 50 и 100мм находит широкое применение в строительстве и ремонте помещений и сооружений различного назначения, гарантируя их надежную защиту от холода и сырости.

Производство пеноплекса

Процесс экструзии, положенный в основу производства листов пеноплекса, подразумевает введение в состав раствора полистирола смеси газов. В результате, в структуре вещества образуется множество воздушных пузырьков с диаметром ячеек от 100 до 200 микрон. Защищенные плотной оболочкой полистирола и заполненные сухим воздухом, такие ячейки образуют непроницаемую стену для сырости и холода. Технология была впервые применена еще в 1914 году, и сегодня, пройдя через цепь усовершенствований, успешно применяется на производстве утеплителей, гарантируя получение качественных, долговечных и недорогих материалов.

Компанией Геотехнологии осуществляется продажа геотекстиля оптом и в розницу по всей территории России. За счет прочной и устойчивой конструкции в строительстве подпорных стен востребовано применение габионов. Они защищают участок от эрозии и не препятствуют естественной циркуляции влаги и воздуха.

Основные типы и преимущества пеноплекса

В настоящее время, вниманию потребителей предлагаются следующие марки пеноплекса:

• Пеноплекс Ф – предназначен для утепления фундаментов, где требуется обеспечить конструкции одновременную защиту от холода и сырости;
• Материал марки С – используется в процессе теплоизоляции стен помещений жилого и производственного назначения;
• Пеноплекс 45 – материал с повышенной плотностью, находит свое применение в дорожном строительстве, при обустройстве железных дорог и взлетно-посадочных полос, эксплуатируемых в течение всего года;
• Материал марки К – применяется в ходе утепления кровель.

Учитывая разнообразие видов пеноплекса и их потребительских свойств, материал успешно используется:

• В промышленном и гражданском строительстве для теплоизоляции жилых и вспомогательных помещений, в том числе, расположенных ниже уровня земли;
• В дорожном строительстве и ремонте покрытий на основе бетона и асфальта, особенно – на участках с поверхностным залеганием грунтовых вод, замерзание которых способно разрушить дорожное покрытие;
• В энергетике и коммунальном хозяйстве для утепления трубопроводов с теплоносителями, паропроводов и систем водоснабжения, нуждающихся в тщательной защите от промерзания в зимнее время года.

Характеристики пеноплекса

• Среди основных преимуществ пеноплекса, во многом обусловивших широкую область его применения, стоит особо выделить:
• Минимальную теплопроводность, позволяющую снизить расходы на отопление и защитить помещение от промерзания;
• Нулевую гигроскопичность, гарантирующую биологическую стойкость и долговечность использования материала;
• Хорошую шумоизоляцию;
• Длительность эксплуатации, составляющую несколько десятков лет;
• Легкость и быстроту монтажа, не требующего сложных подготовительных работ;
• Приемлемую стоимость.

Использование пеноплекса для теплозащиты зданий, сооружений и трубопроводов – оптимальное решение, сочетающее в себе высокое качество, надежность и доступность.

А так же:
полезная информация об утеплителях

Технологии производства пенополистирола

Следует отметить, что пенополистирол – это материал, наполненный газом или воздухом. Гранулы стирола заполняются газом, далее масса нагревается паром – гранулы увеличиваются и переплетаются между собой. Таким образом, тысячи ячеек заполнены неподвижным воздухом, что обеспечивает отличную изоляцию. Такова обычная технология получения материала.

Оборудование для производства экструдированного пенополистирола XPS

Однако существуют и другие технологии производства пенополистирола. Мы рассмотрим три основных метода: прессовка, инжекция и экструзия.

Выбор необходимой технологии зависит от того, какое назначение имеет готовый продукт. Так как пенополистирол – материал универсальный, он активно применяется во многих отраслях: строительстве, судостроении, наружной рекламе, радио- и электротехнике, при производстве упаковки, пластиковой посуды. Его широкое применение объясняется его полезными свойствами: высокая тепло- и звукоизоляция, пожаробезопасность.

Прессовка
Для этого используются различные пресс-формы. Пенополистирол, изготовленный таким способом, рыхлый и с пористой поверхностью.

Он имеет низкую себестоимость при хорошем качестве. Применяется для изготовления потолочной плитки, упаковочной тары.

Инжекция
Гранулы полистирола при такой технологии не разрушаются, в структуре появляются хорошо заметные поры и зерна. Увеличивается прочность материала, он более однородный, аккуратный на вид. Цена увеличивается по отношению к прессованному в четыре раза. Используется для упаковки всевозможной техники, при производстве потолочной плитки.

Экструзия
При высоких температурах и давлении происходит смешивание гранул с различными технологическими добавками, а далее вспенивание с помощью специального оборудования. По завершении готовый материал выдавливается из экструдера. Он представляет собой закрытые ячейки, размер которых 0.1-0.2 мм. Он имеет однородную структуру и гладкий на ощупь. Ему присущи несомненные гигиенические свойства, в нем не образуются бактерии, не разводиться плесень. Такие свойства объясняют его широкое применение в пищевой промышленности. Данный материал является отличным теплоизолятором, благодаря чему успешно применяется в современном строительстве. Пенополистирол широко применяется для изготовления лотков для расфасовки продуктов питания, благодаря чему, кстати, производство одноразовой посуды вышло на новый уровень. Флиалы и представительства Российская федерация
Смоленская обл.
г.Ярцево
Машиностроительная 9

+7 481 435-19-50
+7 481 433-10-28
Российская федерация
Московская обл.
г.Москва и г.Одинцово
Транспортный проезд, д. 1

+7 495 991-75-31
+7 985 991-75-31
+7 916 656-02-27
+7 926 170-98-94
Российская федерация
Ленинградская обл.
г.Санкт-Петербург п.Колпино
ул.Севастьянова, 23

+7 911 170-77-77 Купить экструдированный пенополистирол можно по телефону:

Этот теплоизолирующий материал относят к «новому поколения», хоть изобретен он почти 70 лет назад.

Оборудование необходимое для производства пенопласта

Широкое распространение экструдированный пенополистирол получил именно в последние десятилетия, используясь в качестве утеплителя для стен, крыш, фундаментов, полов. Можно встретить множество торговых названий экструдированного пенополистирола, самом же распространенным на российском рынке является продукция компании «Пеноплекс». Так чем хорош пеноплекс? Почему стоит использовать именно этот материал, предпочтя его пенопласту, минвате и прочим утеплителям? Рассмотрим достоинства и недостатки применения пеноплекса для наружного и внутреннего утепления стен дома, полов и др. – то есть в самых распространенных случаях.

Достоинства и недостатки пеноплекса

Чем хорош пеноплекс? Его достоинства общепризнанны, любой продавец предоставит вам целый хвалебный список из множества пунктов. Правда, некоторые из них могут мгновенно поменять «плюс» на «минус»; так, например, окажется, что низкая паропроницаемость пеноплекса как недостаток вполне ощутима в определенных ситуациях. Такие же примеры можно привести и в отношении других технических характеристик и параметров, любой из них может оказаться хорош для одних, не очень хорош — для других и совершенно не имеющим значения для третьих целей. Однако сперва все же перечислим достоинства пеноплекса, которые отличают его от других теплоизоляционных материалах, а после поговорим о недостатках. Как утеплитель пеноплекс достоинства и недостатки демонстрирует следующие.

Достоинства

• Низкая паропроницаемость, которая не дает материалу поглощать влагу
• Низкая теплопроводность
• Прочность на сжатие – выдерживает большие нагрузки
• Долгий срок службы (до 40 лет)
• Удобный монтаж
• Средний ценовой сегмент и в целом хорошее соотношение цена-качество

Недостатки

• Низкая паропроницаемость
• Довольно высокая пожароопасность
• Может быть подвержен атакам грызунов
• Средний, а не низкий ценовой сегмент – пенопласт дешевле

Наружное утепление стен пеноплексом

Недостатки наружного утепления стен дома пеноплексом кроются в его большой плотности и, как следствие, плохой адгезии – материал недостаточно хорошо впитывает клеящий состав. Из-за этого со временем крепление плит к стене, а также финишная отделка могут ослабнуть, станет появляться конденсат, фасад потеряет свой красивый внешний вид. Чтобы нивелировать такие недостатки наружного утепления стен дома пеноплексом, очень важно применять достаточное количество дополнительных креплений (грибков), которыми на практике многие пренебрегают, особенно на небольших площадях. Многие мастера рекомендуют утепление цоколя пеноплексом, а стены снаружи утеплить уже не пеноплексом, а пенопластом, который обладает хорошей адгезией. Следует иметь в виду и такой момент, как вентиляция. Низкая паропроницаемость пеноплекса как недостаток также может выступать. Поэтому при строительстве нужно обеспечить хорошее движение воздуха как в конструкции фасада (вентиляционный зазор), так и достаточное проветривание помещений для своевременного удаления излишков влаги.

Утепление полов пеноплексом

Теплоизоляция полов призвана решить не только проблему энергосбережения, но и предотвратить появление влаги и конденсата. В этом случае влагостойкость и низкая паропроницаемость пеноплекса уже не недостаток, а хорошее качество. Основание пола по плитам экструдированного пенополистирола может быть выполнено в виде цементной стяжки толщиной 4-5 см, деревянного покрытия либо системы «теплый пол». При устройстве в квартире водяного теплого пола по пеноплексу могут выявиться недостатки, а именно:

Не под всяким покрытием можно устроить такую систему обогрева

Недостатки пеноплекса и водяных теплых полов – сложность в укладке, что затягивает ремонт в квартире надолого. Именно поэтому рекомендуется устройство водяных теплых полов с пеноплексовой основой уже на стадии строительства дома

Водяные теплые полы не могут быть подключены к центральному водоснабжению, им требуется нагревательный котел, насос и др. оборудование, которое проще установить в частном доме

Что касается электрического теплого пола, то экструдированный пенополистирол в качестве теплоизолятора – отличная основа для него. Ему не присущи такие недостатки пеноплекса и водяных теплых полов, как долгий монтаж. Электрический вариант более дешев, а такой «недостаток» пеноплекса, как низкая паропроницаемость, позволяет отказаться от использования дополнительной пароизоляции в конструкции.

Как и в случае с любым другим теплоизолятором, пеноплекс достоинства и недостатки, безусловно, имеет. Он хорошо подходит для одних целей (утепление фундаментов, цоколей, полов) и для других — утепление дома из пескоблока пеноплексом снаружи. Опытный мастер определит, чем пеноплекс хорош именно для его целей. Потому, прежде чем браться за дело самостоятельно, не имея при этом опыта, лучше получить консультацию строителя или хотя бы изучить доступную информацию. Примененный согласно рекомендациям специалистов, пеноплекс будет действительно хорош.