Производство пенопласта: перечень оборудования, описание технологии изготовления 0

Пенопласты — это класс материалов, представляющих собой вспененные (ячеистые) пластические массы. Так как большую часть объёма занимает газ, то плотность п-та 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 п-ты, поливинилхлоридные, фенол-формальдегидные, карбамидно-формальдегидные и полистирольные. Самым известными пенопластами являются последние. Поэтому дальше речь в статье пойдет про данный вид, а остальным будут посвящены отдельные статьи.

Область применения пенопласта

• 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;
• Пенопласт отличный теплоизолятор и звукоизолятор для строительства;
• 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.

Оборудование для производства пенопласта

Каких-то универсальных цельных линий для данного производства 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 блоков пенопласта.

Схема — Как выглядит все оборудование в сборке

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 для производства пенопласта 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 для производства: 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 производства пенопласта + Видео как делают

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 него 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 производства методом экструзии плит, листов и пленок. 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 производства пеноизделий 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 пенопласта + 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 пенопласта 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 в процессе производства 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 процессе производства в 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 пенопласта 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 от производства пенопластов отправляются в измельчитель, откуда в измельченном виде пневматически транспортируются на вторичное использование.

Видео всего процесса:

https://www.youtube.com/watch?v=sZfkUVlJ93M

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 пенопласта

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, 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 пенопласта, 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.