X

Производство пенопласта — все, что вам нужно об этом знать

Пенопласт — недорогой материал, часто используемый для утепления

Пенопласт — недорогой материал, часто используемый для утепления

Пенопласт применяется очень широко — он незаменим как теплоизоляционный, отделочный и упаковочный материал. Что он собой представляет? Как выполняется производство пенопласта, какое сырье и оборудование используется? Давайте разбираться!

Что такое пенопласт?

На макрофото видно, что пенопласт состоит из наполненных воздухом закрытых ячеек.

На макрофото видно, что пенопласт состоит из наполненных воздухом закрытых ячеек.

К пенопластам относятся все разновидности газонаполненных пластмасс.

Отличительные черты материала:

  • пористая структура, которая состоит из закрытых ячеек;
  • низкий уровень плотности;
  • высокие звуко- и теплоизоляционные свойства.

К группе пенопластов принадлежат:

  • поливинилхлоридный материал;
  • полиуретановый аналог;
  • карбамидоформальдегидный пенопласт;
  • фенолформальдегидный материал;
  • полистирольный аналог.
Чаще всего пенопласт производят из гранулированного полистирола.

Чаще всего пенопласт производят из гранулированного полистирола.

Пенополистирол — самый распространенный материал. Его производство я и буду описывать. Пенополистирол был создан в 1951 г. немецкой компанией BASF. Тогда он получил фирменное наименование «стиропор».

Пенопласт по основному назначению — теплоизоляционный материал. Он на 98% состоит из воздуха. Газ находится во множестве маленьких тонкостенных ячеек из пенополистирола.

Какое исходное сырье применяется?

Гранулы полистирола служат сырьем для изготовления пенопластовых плит.

Гранулы полистирола служат сырьем для изготовления пенопластовых плит.

Как сырье для пенопласта используется вспенивающийся полистирол:

  1. Его получают при помощи полимеризации стирола суспензионного типа.
  2. Процесс происходит при добавлении порообразующего вещества, в роли которого выступает смесь изопентана и пентана. Объем смеси в материале 5-6%.
  3. Если пенопласт предназначается для строительства, то в сырьевую массу добавляется 1% антипирена. Обычно это соединения брома.

Полистирол производят в виде гранул. Эти сферические частицы обрабатываются антистатическими веществами. Они пресекают накопление материалом электрических зарядов при его транспортировке. Также обработка улучшает технологичность сырья. Гранулы полистирола по-русски обозначают ПСВ (полистирол вспенивающийся).

Марки, типы пенопласта и сырья у производителей различаются. Поэтому перед приобретением материала ознакомьтесь с его условным обозначением в технической документации.

Импортный полистирол чаще всего маркируется как EPS.

Импортный полистирол чаще всего маркируется как EPS.

  1. EPS (expandable polystyrene), вспенивающийся полистирол. Это международное обозначение гранул.
    FS (самозатухающий полистирол) — еще одна возможная маркировка.
  2. ПСБ (пенополистирол суспензионный беспрессовый) — это российское обозначение пенопласта.
Стандартная упаковка пенопласта ПСБ-С марки 25, в ней 1 кубометр материала.

Стандартная упаковка пенопласта ПСБ-С марки 25, в ней 1 кубометр материала.

ПСБ-С (пенополистирол суспензионный беспрессовый самозатухающий) — еще один вариант русской маркировки.

После такого обозначения идет цифровое указание на марку материала по плотности.

Где пенопласт используется?

Применение пенопласта определили его технические характеристики. Используется как формованная продукция из вспененного полистирола, так и его дробленые отходы.

Обшив стены плитами пенополистирола, вы сделаете дом более теплым.

Обшив стены плитами пенополистирола, вы сделаете дом более теплым.

Плиты из пенопласта используются в строительстве:

  1. Для утепления своими руками фасадов и внутренних помещений зданий.
  2. Для производства не снимаемой опалубки.
Сэндвич-панели с утепляющим слоем из пенопласта служат стенами легких каркасных зданий.

Сэндвич-панели с утепляющим слоем из пенопласта служат стенами легких каркасных зданий.

  1. В сэндвич-панелях.
  2. Как изоляционный слой внутри несущих конструкций (трехслойные железобетонные панели или блоки, слоистая кладка).
  3. Как утепляющее основание под стяжку для мастичных либо рулонных кровель.
  4. Для теплоизоляции перекрытий и подвальных помещений.
  5. Как защита от промерзания дорожного основания.

Также пенопласт применяют:

  • в судостроении;
  • в холодильных устройствах;
  • при обустройстве понтонов и плавучих пристаней;
  • как упаковку для пищевых продуктов и бытовой техники.
Багет из пенополистирола стоит гораздо дешевле гипсовых, деревянных и полиуретановых аналогов.

Багет из пенополистирола стоит гораздо дешевле гипсовых, деревянных и полиуретановых аналогов.

Благодаря невысокой цене и легкой обработке, сейчас широко используются декоративные формованные изделия из пенопласта:

  • плинтусы;
  • потолочные плиты;
  • молдинги и пр.

Изготовление пенопластовых плит

Технологическая схема производства пенополистирола.

Технологическая схема производства пенополистирола.

Технология производства пенопласта включает в себя такие этапы:

  1. Первоначальное вспенивание сырья;
  2. Вылеживание гранул;
  3. Их окончательное вспенивание;
  4. Спекание пенополистирола в плиты.

Как теплоноситель при производстве пенопласта применяется насыщенный пар.

Предварительное вспенивание гранул

Предвспенивание сырья это важнейший этап в производстве пенополистирола. Он влияет на качество итоговой продукции:

Начальное вспенивание гранул полистирола происходит в таком предвспенивателе.

Начальное вспенивание гранул полистирола происходит в таком предвспенивателе.

  1. Загрузка гранул в предвспениватель. Перед этим определяется их необходимый объем.
  2. Подача водяного пара. Он подается под давлением в 4-6 бар.
  3. Вспенивание гранул. При этом они во много раз увеличиваются в объеме.
  4. Прекращение подачи пара. Это происходит при достижении гранулами объема в один кубический метр.
Вспененное сырье транспортируется в бункер для вылеживания.

Вспененное сырье транспортируется в бункер для вылеживания.

  1. Разгрузка предвспенивателя. Доставка пневмотранспортом вспененных гранул в сушилку, а затем в бункер выдержки.

На производство разных по плотности марок пенопласта влияют:

  • марка сырья, так как полистирольные гранулы имеют разную фракционность;
  • объем загружаемых гранул;
  • характеристики пара;
Диаметр вспененного сырья может быть разным, чем он больше, тем меньше плотность пенопласта.

Диаметр вспененного сырья может быть разным, чем он больше, тем меньше плотность пенопласта.

  • итоговый объем уже вспененных гранул.

На плотность материала влияет и время его нахождения в предвспенивателе:

  1. Если временной период слишком продолжителен, то гранулы начинают трескаться. Поэтому плотность повышается.
  2. Если период вспенивания непродолжителен, то у пенопласта будет существенный разброс по его плотности. Поэтому придется уменьшать температуру, подав небольшой объем воздуха и понизить питание предвспенивателя.

Для изготовления легких марок пенополистирола (8-12 кг/м³) используется повторное вспенивание. Загружаемые во второй раз гранулы необходимо хорошо насытить воздухом.

Время вылеживания сырья перед повторным вспениванием должно составлять 11-24 часа. Чем размер гранул меньше, тем их дозревание должно быть короче.

Сушка и кондиционирование вспененного сырья в бункере дозревания

В сушилках гранулы освобождаются от поверхностной влаги.

В сушилках гранулы освобождаются от поверхностной влаги.

  1. Вспененное сырье высушивается в сушилках. Для этого в них через перфорированную панель подается нагретый воздух. Его температура — +30-35 °C. Затем гранулы охлаждаются.
  2. На предварительно вспененное сырье воздействует легкое разряжение. Поэтому гранулы чувствительны к изменениям в окружающей среде. Чтобы снять с них внутреннее напряжение, они выдуваются вентилятором в накопительный бункер. Там сырье стабилизируется.
В бункере выдержки сырье кондиционируется около суток.

В бункере выдержки сырье кондиционируется около суток.

  1. Исходя из марки применяемого сырья, время его кондиционирования может составлять от 11 до 24 часов.
  2. Температура внешней среды при выдерживании гранул должна равняться +16-20 °C. Если она ниже, то продолжительность кондиционирования надо увеличивать. Летом, при температурах более +20 °C период выдержки следует уменьшать.

При доставке вспененных гранул в бункеры, их мнимая плотность повышается из-за их столкновений с внутренними стенками транспортера. При определении параметров вспенивания нужно учесть это увеличение плотности.

При кондиционировании вспененных гранул в них поступает воздух, а влага и порообразователь испаряются.

При кондиционировании вспененных гранул в них поступает воздух, а влага и порообразователь испаряются.

На этапе выдерживания гранул из-за того, что внутри сфер давление меньше атмосферного, в них поступает воздух. Пентан и вода из сырья выдавливаются до момента, когда оно стабилизируется.

На быстроту поступления воздуха в гранулы влияют их фракционность, температура и плотность. То же самое относится и к скорости выдавливания пентана. Из больших гранул порообразователь уходит медленней, нежели из маленьких, из-за меньшего отношения их площади к массе.

Чтобы формование было оптимальным, необходимо:

  • для пенопласта плотностью 40 кг/м³ и более — добавить в сырье пентан в объеме 1,7-2,5%;
  • если нужен материал плотностью менее 40 кг/м³, объем пентана — 2,6-3,2%.

Формование плит в блок-формах

После насыщения воздухом сырье поступает на формование плит в блок-формы.

После насыщения воздухом сырье поступает на формование плит в блок-формы.

  1. После кондиционирования сырье пневмотранспортом доставляется в блок-формы.
  2. После этого осуществляется его обработка водяным паром. В итоге гранулы расширяются снова, формируя в рабочей камере плиты пенопласта.
  3. Далее отформованная плита охлаждается. Для этого вакуумирующая установка создает разряжение внутри формы.
  4. Затем плита выталкивается из рабочей камеры толкателем. Он, исходя из конструкции формы, может работать от пневматической подушки либо цилиндра.
Пар в блок-форму надо подавать под дозированным давлением.

Пар в блок-форму надо подавать под дозированным давлением.

Важнейший момент при подаче пара в рабочую камеру: нужно нагнетать большое количество пара за минимальный период времени. С этой целью надо убрать воздух из формы до начала нагнетания давления. Делается это при помощи вакуумирующего устройства.

Осуществляя производство пенополистирола, следует постоянно поддерживать высокую температуру внутри блок-форм. Иначе затраты пара существенно вырастут и он станет насыщенным. Это уменьшит качественность сцепки гранул между собой.

  1. Готовая плита оказывает давление на стенки блок-формы. Оно равняется около 80 кПа.
  2. Чтобы плиту без ее повреждения можно было вынуть из формовочной камеры, давление нужно понизить до примерно 10 кПа.
  3. Промежуток времени, необходимый для уменьшения давления плиты (время ее охлаждения), зависит от марки пенополистирола.
При помощи открытой блок-формы можно производить пенопласт, какой угодно длины.

При помощи открытой блок-формы можно производить пенопласт, какой угодно длины.

Производители пенопласта используют два вида блок-форм: с закрытыми и открытыми рабочими камерами.

Достоинство открытых форм — с их помощью можно выпускать плиты и блоки неограниченной длины.

Закрытая блок-форма дает возможность производить больше продукции.

Закрытая блок-форма дает возможность производить больше продукции.

Преимущество закрытых рабочих камер — лучшая производительность.

Выдерживание плит

После формовки плиты пенопласта должны вылежаться. Кондиционирование необходимо для уменьшения влажности материала, а также, чтобы убрать внутреннее напряжение, которое появляется в ходе его производства.

При выдерживании плит, в них идут процессы насыщения материала воздухом и выравнивания внешнего давления с внутренним. То же самое происходит при вылеживании предварительно вспененного сырья. Формованные плиты кондиционируются от 12 до 24 часов при комнатной температуре.

Нарезание плит на листы

На специальном станке плиты пенопласта нарезаются на листы.

На специальном станке плиты пенопласта нарезаются на листы.

Отформованные блоки сортируются, затем складируются. После этого изготовление пенопласта завершается нарезкой плит на листы нужной толщины. Режутся блоки на установках вертикальной либо горизонтальной резки при помощи раскаленной реостатной проволоки.

Толщина листов пенопласта может составлять от 20 до 100 мм.

Толщина листов пенопласта может составлять от 20 до 100 мм.

Наиболее распространенная толщина получаемых листов:

  • 2 см;
  • 3 см;
  • 4 см;
  • 5 см;
  • 10 см.

Дробление производственных отходов

Отходы производства измельчаются в дробилке, как на фото.

Отходы производства измельчаются в дробилке, как на фото.

Производственные отходы пропускаются через дробильную установку. Из нее вторсырье по пневматическому трубопроводу поступает в накопительный бункер.

Полученная крошка (ее размеры составляют до 1,5 см) снова применяется для производства пенопласта. Она добавляется к вспениваемым гранулам в отношении 1:10.

Как выбрать оборудование для производства пенополистирола?

Полностью укомплектованная линия по изготовлению пенопласта.

Полностью укомплектованная линия по изготовлению пенопласта.

Если вы решили сами делать пенополистирол, вам надо выбрать подходящее оснащение для цеха. Составляющие оборудования по производству подбирайте, исходя из планируемого вами объема продукции.

Например, если нужное количество материала составляет не более 1000 кубометров за месяц, вам необходима линия мощностью 40 кубических метров за смену. Она сможет дать этот объем пенопласта.

Учтите, что расчетная производительность линии может не совпадать с реальной. Это зависит от таких моментов:

  1. Самый важный фактор — происхождение сырья: импортное оно или отечественное. На российских гранулах производительность может немного уменьшиться.
  2. Второй нюанс — марка пенопласта, которую вы будете производить. Так, пенополистирол ПСБ-12 имеет плотность меньше 12 кг на метр кубический. Поэтому его можно получить лишь при двойном вспенивании. Это уменьшает производительность линии.

Лучше выбрать оборудование для производства пенопласта, имеющее высокую производительность. Не стоит эксплуатировать маломощную линию на пределе возможностей, она вскоре может выйти из строя.

Как выбрать парогенератор?

Газовый парогенератор высокой мощности — до 12 000 кг пара за смену.

Газовый парогенератор высокой мощности — до 12 000 кг пара за смену.

Источник пара — это парогенератор (паровой котел). Его минимальная производительность должна составлять 1200 кг за смену. Однако желательно приобрести паровой котел большей мощности. Это даст возможность в дальнейшем повысить производительность оборудования.

По используемому энергоносителю парогенераторы бывают дизельными, газовыми и электрическими. Каждая разновидность со своими достоинствами и недостатками:

Плюс газового котла — цена пара, генерируемого им, минимальная.

Минусы газового котла:

  1. Подвести газ к парогенератору можно лишь при наличии проекта, согласованном в Горгазе. Подключать котел должен работник этой организации. Кроме этого, газовый парогенератор следует поставить на учет в Гостехнадзоре.
  2. Эти устройства чуть дороже электрических и дизельных аналогов.
  3. Нуждаются в обязательном монтаже водоподготовки.

Все эти недостатки — дополнительные временные и финансовые траты.

Дизельный паровой котел производителен и неприхотлив.

Дизельный паровой котел производителен и неприхотлив.

Достоинства дизельного генератора пара:

  1. Он самый простой.
  2. Устройство не требует проекта и разрешения на подключение.
  3. Производительность дизельных генераторов может быть от 1200 до 12 000 кг пара за смену.
  4. Котел тратит 10-50 л солярки в час.

Минус дизельных котлов — они также требуют устанавливать водоподготовку.

Электрические паровые котлы компактные, но для них нужна мощная электросеть (380 Вт).

Электрические паровые котлы компактные, но для них нужна мощная электросеть (380 Вт).

Электрические генераторы пара, также просты в монтаже и эксплуатации. Они компактней газовых и дизельных установок.

Их недостаток — они требуют значительных мощностей (минимально 150 кВт·ч). Из-за этого электрический паровой котел можно поставить не везде.

Что учесть, приобретая вспениватель

Предвспениватель необходим для первичной паровой обработки гранул полистирола. На этом этапе осуществляется начальное вспенивание сырья, затем доводится до нужной плотности.

Гранулы под действием насыщенного водяного пара могут увеличиваться в объеме от 30 до 50 раз. От этого показателя зависит плотность будущих плит пенополистирола.

Вспениватель непрерывного действия производит нестабильное сырье.

Вспениватель непрерывного действия производит нестабильное сырье.

Непрерывный предвспениватель — самый распространенный тип устройств:

  1. В него гранулы полистирола поступают без перерывов.
  2. Уже вспененное сырье непрерываемым потоком пересыпается через шибер, который может регулироваться по высоте.
  3. Благодаря разной высоте пересыпки и скорости поступления гранул, они доводятся до необходимой плотности.

Минусы непрерывного предвспенивателя — нестабильность изделий и сложная регулировка плотности. Чтобы исправить данные недостатки, оборудование оснащается электронными блоками контроля над температурой и дозирования гранул. Эти системы экономят сырье и уменьшают себестоимость пенополистирола.

Для работы вспенивателя непрерывного действия необходимо к нему подводить насыщенный водяной пар:

  1. Его затраты на стадии вспенивания получаются небольшими.
  2. Регулировать же объем поступающего пара не всегда можно.
  3. Кроме этого, не все парогенераторы дают возможность одновременно вспенивать гранулы и формовать плиты пенопласта. Это уменьшает мощность производственной линии.

Моя инструкция — используйте в небольшом цеху автономный паровой котел малой мощности. Она может составлять 15-30 кВт·ч. Очень желательно, чтобы парогенератор имел возможность регулирования мощности.

У вспенивателя циклического типа невысокая производительность.

У вспенивателя циклического типа невысокая производительность.

Циклический предвспениватель не так распространен, как аналог непрерывного действия. У него иной принцип работы:

  1. В камеру для вспенивания поступает отмеренный объем гранул.
  2. Туда же нагнетается пар под давлением.
  3. Под его действием сырье увеличивается в диаметре.
  4. Когда общий объем гранул достигнет заданной величины, они выгружаются.

Достоинство циклического вспенивателя — плотность обработанного сырья получается стабильной.

Недостаток — невысокая производительность. Этот минус устраняется автоматизацией производства.

Получать марки пенополистирола плотностью ниже 12 кг на метр кубический, можно лишь многократно вспенивая сырье. При этом способе необходима высокая точность обработки гранул. Она достигается при автоматизации производства и применении вспенивателей как непрерывного, так и циклического типа.

Вывод

Пенопласт может производиться из гранул различного размера и происхождения. На рынке представлены разные по плотности и толщине марки, так что примите это во внимание, когда будете приобретать материал.


Выбирая оборудование для изготовления плит пенополистирола, учитывайте его тип, производительность, комплектность и уровень автоматизации. Это прямо влияет на объемы и качество выпускаемого материала.

Видео в этой статье поможет лучше разобраться в теме. Если вам что-то останется непонятно, задавайте вопросы в комментариях.

загрузка...


Поделиться
Советуем прочитать
Клей для экструдированного пенополистирола — обзор средств, представленных в продаже Как подключить генератор к сети дома — схема 3 вариантов конструкции и описание рабочего процесса Чем и как заполнить систему отопления в частном доме: выбор теплоносителя, решения для открытой и закрытой систем


Подписывайся на наши новости Вконтакте!




Please leave this field empty.

Задайте вопрос эксперту

Обязательно приложите ФОТОГРАФИЮ проблемы! Чем яснее проблема - тем проще ответить эксперту









Удалить

Удалить

Удалить

Удалить

Добавить файл

Ответ эксперта придет вам на почту. Обычно время ответа от 30 минут до 2 суток

Top