Производство пенопласта

Один из самых популярных и универсальных материалов в мире

Производство пенопласта из пенополистирола

Пенопласты — это класс материалов, представляющих собой вспененные (ячеистые) пластические массы. Так как большую часть объёма занимает газ, то плотность пенопласта существенно ниже, чем плотность его исходного сырья (полимера). Это определяет хорошие теплоизоляционные и звукоизоляционные свойства материалов данного класса.

Для производства пенопласта были использованы почти все широко применяемые пластмассы (полимеры), но наиболее известными материалами данного класса являются: полиуретановые пенопластыполивинилхлоридныефенол-формальдегидныекарбамидно-формальдегидные и полистирольные. Самым известным является последний. Поэтому дальше речь в статье пойдет про него, а остальным видам будут посвящены отдельные статьи.

Область применения

  • Лёгкий заполнитель отсеков, обеспечивающих непотопляемость судов (чаще маломерных);
  • Материал для производства поплавков, спасательных жилетов и нагрудников;
  • Материал для изготовления медицинских тар, в том числе для транспортировки донорских органов;
  • Теплоизолятор и звукоизолятор в строительстве;
  • Конструкционный строительный и отделочный материал (формообразующие и декоративные элементы);
  • Теплоизолятор в бытовых приборах (например, в холодильниках);
  • Упаковка для различных товаров (особенно хрупких), в том числе для пищевых;
  • Материал моделей, применяемых при литье (металлов) по выплавляемым моделям.

Ниже представлена информация, как делают пенопласт из полистирола, какое оборудование нужно для производства, цены, сырье, его маркировки и перечень производителей.

Оборудование для производства пенопласта

Каких-то универсальных цельных линий для данного бизнеса не существует. Они собираются из следующих агрегатов:

  • Парогенератор;
  • Предвспениватель;
  • Сушильная установка;
  • Бункер вылеживания;
  • Компрессор;
  • Блок формы для спекания;
  • Установка вакуумирования;
  • Накопитель вакуума;
  • Накопитель сжатого воздуха;
  • Станок горизонтальной для резки.

Схема — Как выглядит все оборудование в сборке

Линия производства пенопласта из пенополистирола

Пример цен линий для производства пенопласта в зависимости от производительности за смену в 8 часов:

  • 20-30 м3 — 1 400 000 руб.
  • 40-50 м3 — 1 600 000 руб.
  • 80-100 м3 — 2 600 000 руб.
  • Б/у-оборудование на 80 м3 обойдется вам примерно 1,7-1,8 млн. руб.  Цифра взята из объявлений на Авито.

Примеры производителей:

  • ООО «ПК ВикРус» / www.penoceh.ru
  • ООО «Оборудование и технологии» / www.beton57.ru

Примеры работы линии в сборке вы можете посмотреть на видео, представленном ниже в статье.

Для организации бизнеса вам также потребуется:

  • Помещение для производства — от 150 кв.м.
  • Высота потолков — минимум 4,5 м.
  • Сырье: полистирол вспенивающийся.
  • Насыщенный пар, температурой 110-140 С (от парогенератора).
  • Подключение к электрической сети: напряжение 380 В,  мощность линии 90-100 кВт.
  • Холодная вода — с расходом от 500 литров в смену.

Технология изготовления

В зависимости от состава сырья и технологии его обработки возможно выпускать продукцию разной плотности, механической прочности, стойкости к различным видам воздействия. Этими факторами и обусловливается выбор конкретного вида пенопласта для применения в тех или иных условиях и целях.

Сырье и его маркировка

В качестве сырья используют вспенивающийся полистирол (EPS), получаемый путем суспензионной полимеризации стирола в присутствии изопентана (вспенивающегося агента). То есть это гранулы со вспенивающейся добавкой.

При обычной температуре полистирол вспенивающийся представляет собой бесцветный твердый и прозрачный материал, лишенный запаха и вкуса, физиологически безвредный и легкий в сравнении с другими пластмассами. Выпускается в виде прозрачных гранул размером 0,5-3 мм. При нагреве до температуры 80°С и выше (обработка паром) переходит из стеклообразного состояния в вязко-текучее, а смесь изопентана и пентана при температуре выше 28°С вскипает и давлением паров вспенивает гранулу полистирола, тем самым образуя пенополистирол, то есть пенопласт.

Согласно OCT 301-05-202-92E, возможно производство вспенивающегося полистирола следующих типов (в скобках указаны международные названия):

  • ПСВ (EPS-N) — натуральный (буква N) без добавок, предназначен для изготовления теплоизоляционных плит, комплектующих деталей автомобилей, различных видов упаковки, плавучих средств, декоративных изделий.
  • ПСВ-С (EPS-F) — самозатухающий (буква F). Предназначен для производства теплоизоляционных плит и других технических изделий. В самозатухающийся пенополистирол добавляют антипирены*, не дающие ему загореться, но которые также могут выделяться в воздух в процессе переработки полистирола. Однако готовый продукт — пенопласт пенополистирольный — после стадии вылёживания не выделяет в атмосферу вредных веществ.
  • ПСВ-Л (EPS-L) — содержит агенты (буква L), способствующие улучшению газификации, скорости плавления и снижению сажевыделения пенополистирольных моделей при заливке металлов в формы. Предназначен для изготовления газифицируемых моделей в литейном производстве.
  • ПСВ-Л (EPS-L) — в зависимости от назначения выпускается двух подтипов:
    • подтип ПСВ-Л1 (EPS-L1) — вспенивающийся полистирол с улучшенной способностью к газификации;
    • подтип ПСВ-Л1C (EPS-L1S) — с пониженным сажевыделением;
  • ПСВ-Б (EPS-B) — высокомолекулярный полимер. Предназначен для переработки методом экструзии и плиты, листы и пленки. Может быть переработан методом термоформования (предпочтителен метод теплового удара) в пеноизделия с более высокими физико-механическими свойствами, чем EPS-N.
  • ПСВ-ЛД (EPS-LD) — предназначен для переработки в пеноизделия методом литья под давлением.

*Антипирены — вещества, предохраняющие пенопласт от воспламенения и самостоятельного горения. HBCD — гексабромциклододекан — алициклическая огнестойкая добавка с высоким содержанием брома. Ранее применялись фосфат аммония (4-ый класс опасности), хлорид аммония (3-ий класс опасности).

Каждый тип и подтип вспенивающегося полистирола поставляется рассеянным на фракции, образующие соответствующие марки.

Марка определяется содержанием частиц с наиболее часто повторяющимся размером при просеве на комплекте сит с размером частиц (мм).

Цены начинаются примерно в районе от 1000$ за тонну.

Основные производители сырья

Производители EPS в России и СНГ:

  • АО «Сибур-Химпром», (г. Пермь)
  • ОАО «Ангарский завод полимеров» (г. Ангарск, Иркутская область)
  • ЗАО «Полистирол» (г. Омск)
  • ОАО Концерн «Стирол» (г. Горловка, Украина)
  • SAT Operating Aktau Ltd (ранее ТОО «Завод Пластических Масс») (г. Актау, Казахстан)

Европа:

Географическая привязка крупнейших мировых производителей этого полимера условна, поскольку многие компании располагают несколькими независимыми площадками. К примеру, BASF — The Chemical Company — лидер мировой химической отрасли — имеет более 150 производственных площадок на разных континентах и поставляет свою продукцию почти в 200 стран.

  • BASF Aktiengesellschaft (Германия, Ludwigshafen)
  • Fachverband Schaumkunststoffee. V. (Германия, Frankfurt am Main)
  • Jackon GmbH (Германия, Wismar/Haffeld)
  • Sunpor Kunststoff GmbH (Австрия, St. Pölten)
  • Dioki d.d. (Хорватия, Zagreb)
  • Kaucuk a.s. (Чехия, Kralupy nad Vltavou)
  • Synthos S.A. (Польша, Oświęcim)
  • Polimeri Europa (Dunastyr) (Италия, San Donato Milanese)
  • Sir Industriale (Италия, Macherio)
  • Repsol YPF (Испания, Madrid)
  • Ineos Nova International SA (Швейцария, Fribourg)

Северная Америка:

  • Nova Chemicals Corporation (Канада, Calgary)
  • Dow Chemical Company (США, Midland)

Азиатско-Тихоокеанский регион:

  • Taita Chemical Co. (Тайвань, Taipei)
  • Loyal Chemical (Китай)
  • Wuxi Xingda New Foam Plastics Materials Co. (Китай)
  • Sekisui Plastics Company (Япония, Osaka)
  • ShinHo Petrochemical (Корейская Республика, Seoul)
  • LG Chem Ltd. (Корейская Республика, Seoul)
  • Dongbu Hannong Chemicals (Корейская Республика, Seoul)

Китайское сырье для производства пенопласта очень часто можно купить через интернет-магазин Alibaba.

Процесс изготовления + Видео работы оборудования

Описание процесса

Впервые пенопласт был изготовлен во Франции в 1928 году. Меньше чем через 10 лет строительный материал уже массово выпускался в Советском Союзе, Германии и Франции.

Пошагово производство выглядит так:

  1. Предварительное вспенивание гранул. Как писалось уже выше, в качестве сырья для изготовления пенопласта используется вспениваемый самозатухающий полистирол, содержащий 5-6% смеси пентана и изопентана, необходимые для вспенивания. Данная смесь уже содержится в гранулах полистирола в растворенном виде. Гранулы после подогрева до температуры 90-100°С, под действием улетучивающегося пентана увеличиваются в объеме (процесс вспенивания) примерно в 30-65 раз. В промышленной практике для вспенивания полистирола используется водяной пар, проникающий во внутрь гранул и способствующий действию пентана.
  2. Кондиционирование предварительно вспененных гранул. В ходе этого процесса воздух проникает во внутрь вспененных гранул вследствие образовавшегося в п процессе производства них вакуума, после чего из них в атмосферу выпускается влага в виде пара и пентана, не прореагировавшие остатки процесса полимеризации сырья.
  3. Формование блоков. Вспененные гранулы засыпают в формовочную камеру до ее полного наполнения. Затем в форму под давлением 0,2-0,4 МПа подают насыщенный сухой водяной пар, что приводит к дальнейшему увеличению объема гранул. В связи с тем, что гранулы находятся в закрытой камере, они сначала заполняют свободное пространство между собою, а затем сцепляются друг с другом.
  4. Кондиционирование. Данный процесс проводится с целью снижения влажности и устранения внутренних напряжений, возникающих при формовании. Помимо этого, протекают процессы диффузии газов и выравнивания давления внутри гранул пенопласта с атмосферным давлением, подобные процессам, происходящим при кондиционировании предварительно вспененных гранул.
  5. Разрезание блоков на плиты. Проводится с помощью использования реостатной проволоки, нагретой до соответсвующей температуры.
  6. Использование отходов. Все отходы отправляются в измельчитель, откуда в измельченном виде пневматически транспортируются на вторичное использование.

Видео всего процесса как делают пенопласт:

Как делают цветной пенопласт

Для его производства используют окрашенный пигментом вспенивающийся полистирол, то есть цвет содержится уже в первоначальной грануле. Цветной пенопласт используется в упаковке и одноразовой термопосуде.

Отдельно следует отметить чёрный — графитонаполненный пенопласт. Это очередное усовершенствование материала от изобретателя EPS компании BASF — гранулы с добавлением графита улучшают свойства продукции: снижение коэффициента теплопроводности до 20%, что позволяет значительно уменьшит толщину теплоизоляции в конструкции дома.

Маркировка

Цифра в марке пенопласта означает плотность: количество килограмм в 1 кубическом метре и характеризует расход сырья на производство определённого объёма продукции. До июля 2015 года опирались на ГОСТ 15588- 86 «Плиты пенополистирольные. Технические условия», где содержались характеристики 4-х основных марок с диапазоном плотности для каждой, так например популярный ПСБ-С-25 мог иметь плотность от 15,1 до 25 кг /м3. Производители для экономии использовали нижний порог плотности в определённой марке.

Новый ГОСТ 15588-2014 устанавливает более жёсткие требования к характеристикам, определяемые фразой «не менее». Например, ППС 23 — не менее 23 кг /м3, ППС — 25 не менее 25 кг /м3. Ассортимент марок значительно расширен. ГОСТ является межгосударственным, принят в России , Казахстане, Молдове и Узбекистане . Однако, по состоянию на конец 2015 года ни один отечественный производитель не изменил линейку производимых марок в соответствии с новым ГОСТ, поскольку пенопласт пенополистирольный не подлежит обязательной сертификации, а полученные ранее документы о качестве продолжают действовать.


Читайте также

Комментарии и отзывы

avatar