塑料发泡成型工艺：第四章 通用泡沫塑料

1、第四章 通用泡沫塑料,第一节 聚苯乙烯泡沫塑料,聚苯乙烯（PS）泡沫系闭孔结构，吸水性小，介电性能优良，机械性能高。,钢丝网架聚苯乙烯泡沫塑料夹芯板,冷库墙体保温,建筑物的外墙保温,装璜造型,管道保温,聚苯乙烯泡沫塑料的成型方法： 可发性珠粒法 乳液聚合粉状聚苯乙烯 挤出发泡法,一、可发性聚苯乙烯泡沫塑料的生产工艺,1. 可发性聚苯乙烯珠粒（EPS）的制造 一步法：苯乙烯、引发剂和发泡剂一起加入反应釜聚合 一步半法：苯乙烯聚合到形成特性珠粒时加入发泡剂继续聚合 两步法：先合成PS珠粒，再加入发泡剂加热使其渗入珠粒中，冷却,两步法,1. 原料及配方 PS粒料 发泡剂：含有戊烷的石油醚、戊烷、丙烷

2、、丁烷、异戊烷 阻燃剂 其他助剂,2.工艺流程,浸渍工艺参数：体系内压力不超过1MPa；料温8090，恒温412小时（由颗粒大小决定），降温至40以下出料，冷却后用自来水清洗、吹干。注意：不要烘干。 EPS珠粒要求：发泡剂含量约为6%（5.57.5），表观密度0.68g/cm3，颗粒的直径范围0.252mm。制造密度偏小的泡沫塑料制品时，宜用直径偏大的珠粒。注意可发性聚苯乙烯珠粒储存时，一定要密封包装，低温储存。,EPS制品的制备,使用可发性PS粒料制造泡沫制品的生产过程,通常分为预发泡、熟化与模塑三道工序。,2. EPS的预发泡,按加热方式不同，可分为： 红外线预发泡 热空气预发泡 热水预发

3、泡 蒸汽预发泡：密度大于0.012g/cm3 真空预发泡：可生产密度小于0.012g/cm3的EPS,（1）蒸汽预发泡,1.旋转搅拌器2.固定搅拌器3.螺旋进料器4.加料斗5.出料口6.鼓风机,预发泡珠粒的密度，可根据筒体内温度、出料口高度和加料量来控制。,严格控制加热温度和时间，使可发性珠粒软化呈高弹态，但不要熔化，使珠粒有足够的强度以与内部总压力平衡，避免预发泡粒子破裂。一般温度控制在80100。在机桶内停留24分钟，发泡倍数约20倍。 对预胀物要求：表观密度0.012g/cm3（即（1216g/L），泡孔直径80150m，泡孔频数为55个/cm3。密度低于0.012g/cm3时，泡孔易破

4、裂。,缺陷的原因及解决方法,表面收缩 原因：受热过多，泡壁破裂 PS分子量低 预发泡珠粒结块很多 原因：发泡剂含量过多 PS分子量过低 温度过高 底部一档搅拌棒离筒底过高 旋转搅拌棒与固定搅拌帮间距过大,降低出口高度,预发泡珠粒密度不均匀，部分预发泡不够，显硬性 原因：珠粒粒度粗细不均 搅拌太剧烈，受热不足的珠粒也上升到出口 密度大 原因：发泡剂含量小于5% 珠粒芯子中发泡剂渗透不完全,（2）真空预发泡,将EPS珠粒装入搅拌器中，搅拌并使之预发泡；接着，抽真空达5167kPa，使珠粒进一步预发泡。然后把一定量的去离子水引入搅拌器，并使水突变为7182度的低温蒸汽，在真空状态下，使发泡的珠粒冷却

5、，并使泡孔表面在尚未收缩时固化。,3.EPS的熟化,经预发泡的粒料,需要贮存一段时间,吸收空气，同时尽可能使发泡剂恢复到溶液状态进行熟化,以防止成型后收缩。熟化通常在大型料仓或闭口容器中进行。熟化温度22-26,熟化时间根据容重要求、珠粒形状及空气条件而定,一般为8-10h,4. EPS模压发泡成型,蒸缸发泡成型 蒸缸发泡法适宜生产小型、薄壁与形状复杂的制品,即将预胀物填满模具后放入蒸缸中,然后通蒸汽加热成型。 此法所用模具简单,但操作劳动强度大,难于实现机械化与自动化生产。,液压机发泡成型 用气送法将粒料加入液压机的模具中。模具开有若干个0.1-0.4mm的通汽孔(或槽),加热蒸汽通过上下孔

6、进入模具，使模腔内的发泡珠粒膨胀粘结在一体。 此法优点是塑化时间短、冷却定型快,珠粒熔接良好,质量稳定,生产效率高,能实施自动化生产。,案例：EPS包装制品的制造,（1）主要设备 包装成型机：液压机 模具：材料为铝合金,加料喷枪 利用压缩空气通过束节增加压力，然后体积膨胀，产生负压，使PS珠粒借压缩空气带入模腔。,（2）操作步骤 模具先通入0.10.2MPa蒸汽，预热30s 开启上下气箱板的出气口，用加料喷枪将珠粒充满型腔，关闭出气口 开启进气阀，控制加热蒸汽压力为0.10.2MPa，加热1030s后，通冷水冷却定型，脱模取制品。 送入烘房，在5060对流热空气中干燥24h后取出。,产品产生缺

7、陷原因及解决办法,外观正常而内部熔结不良 原因： （1）蒸汽压力不够，热气没有及时进入中心位置，冷空气夹在中心 （2）加热时间不够 （3）发泡珠粒熟化时间过长或发泡剂含量不够,刚脱模时产品正常，过后收缩变形 原因： （1）预发泡珠粒密度过小 （2）熟化时间不足 膨胀变形 原因： （1）冷却时间不够 （2）制品壁厚不均匀,案例：救生圈、救生筏的制造,EPS泡沫为芯材，外包玻璃布和衬布，再涂上酚醛树脂,模具：铝合金,操作步骤 先从模腔通入0.10.2MPa蒸汽，预热30s 将脱模剂涂在模腔表面，通入压缩空气，将珠粒吹入并填满型腔 模具装在液压机上，控制蒸汽压力0.150.2MPa，110130加热约1min后，通入冷却水。,二、乳液法泡沫塑料的生产工艺,原理：以乳液法聚合的PS粉状树脂为原料，与发泡剂混合，加热加压使混合物熔结成毛坯，然后加热发泡制成泡沫塑料。 优点：力学性能好，泡孔均匀，没有珠粒黏结界面。,1. 原料 PS、偶氮二异丁腈（发泡剂）、碳酸氢铵（发泡剂） 2. 生产流程,3. 主要设备 （1）球磨机 混合粉状PS和发泡剂 （2）液压机和模具,4.