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二氧化碳发泡挤塑板设备及生产技术关键
来源: | 作者:马少云 | 发布时间: 2019-03-05 | 773 次浏览 | 分享到:

 ——二氧化碳发泡挤塑板技术解析(二)

二氧化碳挤塑板设备主要用于二氧化碳发泡XPS(聚苯乙烯泡沫塑料)的生产,其特点是:利用二氧化碳替代氟利昂发泡生产环保挤塑板。设备构成包括:自动上料系统、二氧化碳注入系统、二氧化碳挤塑板挤出系统和辅机系统。设备生产挤塑板的主要原料为聚苯乙烯颗粒(GPPS)辅料主要包括:成核剂、色母、二氧化碳促进剂、阻?#25216;?/span>二氧化碳发泡挤塑板设备生产出的挤塑板,具有均匀平整的表面,完全闭?#36164;?#30340;内部蜂窝构,因其良好的保温、隔热、隔音、防潮性能,以及高抗压、耐老化等特性,被广泛应用于建筑屋面、墙面、地面、冷库、高公路、路基、机场跑道、水利工程及室内装潢、隔音墙等方面 

基本信息

中文名:二氧化碳发泡挤塑板设备

英文名:CO2 foaming XPS board equipment

适用于:生产CO2发泡环保型挤塑板

特点:无氟开机、无氟生产、减少碳排放

一、发泡剂

1.发泡剂的选择

挤塑板通常是采用氟利昂作为发泡?#31890;?#20294;由于氟利昂(HCFCs)分解产生的氯原子有破坏臭氧层作用,因而被列为国?#24335;?#29992;产品,我国也签署了蒙特利尔议定书并已实施淘汰计划,利用CO2替代HCFCs发泡生产环保挤塑板已得到国际公认

在二氧化碳发泡生产挤塑板技术领域,国际上,以德国巴斯夫BASF为代表的使用CO2发泡技术,完全淘汰了氟利昂;美国Owens-corning采用CO2+HFC混合发泡剂技术,部分取代了汰氟利昂;日本KANEKA公司的丁烷发泡技术,丁烷属于易?#23478;?#29190;,危险性极高,对生产车间的条件要求非常严格,也不利于阻燃板的生产。

2.二氧化碳与氟利昂比较

传统挤塑板生产工艺常用氟利昂(HCFC)-22作为发泡?#31890;?/span>其化学性质稳定,不具有可燃性和毒性,发泡需要的系统压力7-10MPa,对设备配置要求不高。但生产过程中排放到空气的氟利昂,会在强?#26131;?#22806;线的作用下?#29615;?#35299;,分解释放出的氯原子同臭氧会发生连锁反应,不断破坏臭氧分子,GWP值高达1700

二氧化碳作为发泡?#31890;?/span>安全环保,不破坏臭氧层,ODP为零,GWP为1,且价格便宜但二氧化碳存在发泡倍?#23454;停?#24456;难与PS料相溶,二氧化碳发泡需要的系统压力达到16-20MPa以上,对设备配置要求很高。

二、设备构成:

二氧化碳发泡挤塑板设备包括二氧化碳供应装置二氧化碳前端恒压系统二氧化碳注入系统、促进剂供应装置、物料输送系统、第一阶熔炼螺杆、第一熔体静态混合器、第二阶挤出螺杆 、第二熔体静态混合器、成型模头、整平牵引机、输?#22270;堋?#23545;中修边机,开槽去皮机、长度横切机、边缘成型机、叠板包装机、回收造粒机等

工作原理:CO2发泡生产挤塑板生产过程是一个物理发泡的过程,它是将聚苯乙烯塑料通过热加温塑化与发泡剂混合后再将熔融状态下的混合体塑料进行冷却,当到达合适的冷?#27425;?#24230;?#20445;?#29076;融状态的混合塑料就变为合适的粘稠体通过模具挤出后压力?#26438;?#37322;放形成密闭泡孔的发泡板具体工作原理:液体静态混合器将二氧化碳与促进剂混合均匀后获得的二氧化碳发泡剂输送给第一阶熔炼螺杆,第一阶熔炼螺杆将物料熔融混炼,并将二氧化碳发泡剂与熔融混炼的物料混合获得混合气物熔流体,将混合气物熔流体输送给第一熔体静态混合器,第一熔体静态混合器的出料口与第二阶挤出螺杆的进料口连接,第二阶挤出螺杆的出料口与第二熔体静态混合器的进料口连接,第二熔体静态混合器的出料口与成型模头连接,第二熔体静态混合器用于改变混合气物熔流体的流动状态,以使混合气物熔流体中的物料与二氧化碳发泡剂之间良好分散?#32479;?#20998;混合,成型模?#26041;?#31532;二熔体静态混合器输送的混合气物熔流体成型以获得挤塑板。

三、性能和特点

1.单螺杆挤出机与双螺杆挤出机

二氧化碳发泡挤塑板设备的挤出系统是由一阶熔炼螺杆和二阶挤出螺杆串联组成,根据采用螺杆的类型不同,一阶螺杆熔炼分为单螺杆和双螺杆两?#20013;?#24335;,因此被称为单螺杆挤出机和双螺杆挤出机。依据其设计构造和生产效果,各有其优缺点。

设备型号对照表

机型

型号一

型号二

型号三

型号四

单螺杆挤出机

90/120

135/150

170/200

185/250

双螺杆挤出机

65P/120

75P/150

85P/200

95P/250

产量(m3/24h)

150-200

200-250

400-500

600-700

2.双螺杆挤出机特点

优点:

1)强制输送。在螺杆啮合区,物料依靠螺杆棱线的旋转强制性推进,增大了轴向输送量。

2)物料的熔融效果好。物料通过啮合部件,物料剪?#23567;?#25605;拌、混炼效果?#36873;?/span>

3)自清理性能好。双螺杆挤出机的螺棱具有自动清理另一根螺杆螺槽上物料的性能。

缺点:

1)螺?#23435;?#24230;高,阻?#25216;?#26131;腐蚀螺杆。双螺杆因剪切力强,增加了螺杆的温度,阻?#25216;?#27969;失多,?#20057;?#33104;蚀螺杆,减少螺杆的使用寿命。

2在啮合区,特别是在压缩?#21361;?#26009;筒与螺棱的磨损严重;

3螺杆有效输送物料长度比较短,转数高,高压状态下不利于保持压力稳定。

3.单螺杆挤出机特点

优点:

1)定量喂料。供料段用于?#37038;?#22806;界定量喂料装置提供的物料,并将?#37038;?#30340;物料强制输送至压缩段经熔炼后实现与发泡剂的精准配比,保证二氧化碳挤塑板品质。

2)压力稳定。供料段对?#37038;?#30340;物料进行压实输送以保证输送至熔炼段的物料流量稳定,并利用供料段阻止熔炼段中的熔化物因发泡剂注入点的高压产生反流现象,配合较长的有效输送,从而保证了压力的稳定

3)延长了螺杆使用寿命。螺杆低转速,产生的摩擦温度低,降低了阻?#25216;?#30340;分解对螺杆的腐蚀,延长螺杆的使用寿命,且减少了阻?#25216;?#30340;流失。

4)由于单螺杆可以建立更稳定的系统压力,提高了二氧化碳的溶解度和溶体压力降,可以使得板材厚度达到100mm,容重降低到27kg/m3。

缺点:

(1)螺杆长,设备体积大,只能L形安装,占地面积大,对厂?#38752;?#24230;有要求。

(2)单螺杆转数低,混炼效果不如双螺杆,需要加装两?#27602;?#24577;混合器,增加了设备成本和技术?#35759;取?/span>

(3)产能偏低,与双螺杆相比,相同型号的生产线产量会低5-10%左右。

四、辅助设备

1.自动上料系统

全自动上料系统采用微机控制各种原料配比,采用称重计量方式,精准混配原料,采用真空吸料,保证原料的稳定输送。

2.整平牵引机

整平机即定型装置,将模具基础的挤塑板产品形?#27425;?#23450;下来并进行精整,以获得精确、表面光滑的产品,并配合牵引装置,将定型好的产品输送至冷却架上。

3.纵切压花机

纵切用锯片去除定型板材的边角料,获得一定尺寸宽度的xps挤塑板材。为增加板材表面黏结强度,通过表面压花机压花辊表面的凸点,在板材表面压?#21697;?#24067;均匀的凹点,加工板材宽度为600mm。

4.拉毛开槽机

为了提高挤塑板的表面黏结性能,使用表面打毛机的砂带刨刀及螺旋刀去除起表皮,获得所需要的表面结构,加工宽度?#27573;?#20026;600-1200mm,最?#30899;?#24037;长度为300mm。加工厚度?#27573;?0-150mm,输送速度为5-25m/min。

5.长度横切机

横切机可以定长切割,获得一定长度的挤塑板。

6.边缘成型机

修边机采用伺服电机驱动,变频调速,自动对产品侧边进行深加工。

7.码垛打包机

?#35759;?#26426;由机架、传动装置、堆料台、输送装置组成。打包机由输送机、封包机组成,将垛好的成品进行自动包装

8.回收造粒机

生产中产生的挤塑板边角料可百分百完全回收,回收造粒机将回收的挤塑板边角料通过无尘输送,螺杆压缩、加热、烟气回收、水环切粒等装置,实现回收造粒再利用。

五、减碳能力

传统生产挤塑板工艺常用氟利昂(HCFC)-22发泡剂为例,氟利昂(HCFC)-22GWP值为1700,根据二氧化碳发泡挤塑板设备类型进行划分,技术参数?#22270;?#30899;能力如下:

项目

型号一

型号二

型号三

型号四

单螺杆挤塑机

90/120

135/150

175/200

185/250

双螺杆挤塑机

65P/120

75P/150

85P/200

95P/250

替代氟利昂(吨/天)

0.45

0.60

1.20

1.80

减碳能力(tCO2)/日

765吨

1020吨

2040吨

3060吨

六、应用?#27573;?/span>

二氧化碳发泡挤塑板设备生产的挤塑板主要用于住宅楼、写字楼、工厂墙面及屋顶保温隔热、防水;用于配制于冷冻库的隔热板、保冷、防水;用于铺垫在公路的路基下面,起到控制地面冻胀;用于铺垫于地板下面,起到隔热、防潮、隔音的作用;用于钢结构厂房铁皮房屋与彩色波?#36865;?#36215;保温作用;用于中央空调通风管道、起到隔热,保温的作用;用于室内装潢、吊顶、隔音墙、?#34892;?#38376;填充材料,起到隔热、隔音、保湿、减轻重量等效果。

七、日常维护

1)检查设备传动系统的工作是否正常;减速箱、变速器润滑油位、油温是否正常,润滑油有无泄漏;带、链条有无松弛等内容。

2)监听、检查螺杆转动和其他转动部件(电动机、减速箱、变速箱、水泵、真空泵)有无异常噪声和异常振动;触摸?#22270;?#26597;轴承端盖的温度是否正常,检查料?#33539;?#24231;温度是否正常;检查电动机安全保护装置是否到位;带、链条的安全保护装置是否到位。

3)检查显示温?#21462;?#21387;力、真空、电流、电压等仪表,确认所显示的数据是否正常、稳定。

4)检查冷却水、压缩空气各接口有无泄漏。

5)经常检查机筒和螺杆的磨损情况,必要?#22791;?#25442;。

6)长期停车?#20445;?#23545;机器要有防锈、防污措施。

 

                             宁夏鼎盛阳光环保科技有限公司

 

马少云


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