Технология производства пенопласта и экструдированного пенополистирола

На сегодняшний день образовался довольно большой спрос на эсктрузионный вспененный полистирол в связи с развитием строительства как частного, так и коммерческого. Вспененный полистирол обладает лучшими потребительскими свойствами по сравнению с обычным пенопластом, обладает практически нулевым влагопоглощением, повышенной жесткостью.В зависимости от технологии производства вспененный полистирол бывает следующих типов:прессовый пенополистиролEPS – безпрессовый пенополистирол ПСБXPS – экструзионный пенополистиролОт этого зависит и цена на пенополистирол.Производить вспененный экструзионный полистирол стали довольно давно, поначалу вспенивание производилось с помощью жестких фреонов, затем применяли смесь жестких и мягких фреонов, затем перешли к применению только мягких фреонов. После того как было доказано что фреоны способствуют разрушению озонового слоя вместо фреонов стали применять вспенивание с помощью CO2 .Для вспенивания применяются смеси полистирола общего назначения и впс (вспенивающийся полистирол), также добавляют пигменты или красители, нуклеаторы, антипирены.

Применяемые добавки зависят от необходимых требований к готовому изделию.Вспенивание происходит методом свободного вспенивания через плоскощевую фильеру, затем полученное полотно проходит через безвакуумный калибратор состоящий из двух охлаждаемых пластин или через охлаждаемые формующие валки. При применении охлаждаемых пластин на них крепится тонкий лист фторопласта для уменьшения трения между вспенивающимся листом и металлом пластин. Калибратор стали применять относительно недавно, а раньше применялись охлаждаемые формующие валки.

После предварительного охлаждения и формовки полотно проходит через тянущее устройство.После тянущего устройства для полотна даётся пространство для окончательного воздушного охлаждения, обычно это растояние составляет от 10м до 20м, за время прохождения этого расстояния полотно практически полностью остывает и завершается процесс вспенивания, изделие стабилизируется и готово для обработки поверхностей.Поверхность полотна обрезается, как с боков, так и сверху-снизу, т. е полотно получается правильной геометрической формы, после чего оно нарезается на листы заданной длины.Обрезанные кромки дробятся, гранулируются и заново перерабатываются в изделие.При высокой производительности линии применяется дополнительное устройство для охлаждения листов перед упаковкой. Это устройство представляет собой автоматический укладчик карусельного типа, который берет листы с одного конвейера и перекладывает их на другой конвейер, за время перекладывания листа, он успевает почти полностью остыть и стабилизироваться и соответствено лист становится готовым к упаковке.

Время нахождения листа на устройстве дополнительного охлаждения составляет от 60сек.Далее листы складываются в стопы и упаковываются в пленку стретч или стретч-худ.При экструзии используются два одношнековых экструдера, первый  используется для расплавления и перемешивания сырья, а второй как насос расплава, также во втором экструдере происходит полное разложение вспенивающих добавок входящих в состав впс. Также возможны варианты применения шестеренчатых насосов расплава, но они как правило применяются на линиях малой производительности.

Оборудование для производства пенопласта — готовые технологические линии или отдельные установки, которыми можно дополнить существующую конфигурацию. Готовая продукция в виде листов пенополистирола применяется в строительной сфере для утепления зданий, создания звукоизоляции, отделки внешних и внутренних поверхностей. Поставляют этот материал в упаковке по несколько листов толщиной до 100 мм каждый.

Технология производства пенополистирола

Автоматизированные линии и другое оборудование обеспечивают подготовку исходного сырья в виде гранул полимерного вещества, которое загружают в предвспениватель и обрабатывают водяным паром. Вспененные гранулы отправляют в сушильную установку на время до двух суток для стабилизации материала. Для получения готовой продукции используют формы, в которых на полимер воздействуют высоким давлением, чтобы соединить гранулы в единую структуру.

На завершающем этапе пенополистирольные изделия отправляются на склад, где выдерживаются в течение срока до одного месяца. За это время снижается влажность листов, снимаются внутренние напряжения. Выдержанный таким образом пенополистирол разрезают на листы нужных размеров и отправляют заказчикам.

Примерная комплектация участков для изготовления пенополистирола:

предвспениватели с подачей пара при температуре выше +100 °C;парогенераторы и паронакопители (газ, электроэнергия, дизельное топливо);вентилятор;вторичные вспениватели для снижения веса готовой продукции;сушильные камеры;бункеры для выдержки пенополистирола;циклические блок-формы для спекания полимеров;установки для вакуумирования;порезочный аппарат для вертикальной и горизонтальной резки пенополистирола с помощью нихромовых струн.

Цена установок для изготовления пенополистирола зависит от комплектации, марки отдельных элементов, производительности, долговечности эксплуатации.

Существующие конфигурации всегда можно расширить дополнительными компонентами с учетом реальных условий работы производственного участка (компрессоры, аккумуляторы вакуума, дробилки отходов и т. д.). Надежность и долговечность установок гарантирует быструю окупаемость при невысокой стоимости исходного сырья и обслуживании минимальным количеством персонала.

Плюсы применения автоматизированных линий:

возможность купить установки высокой или низкой производительности с учетом требований к количеству готовой продукции на конкретном предприятии;разборная конструкция большинства модулей, которые можно быстро демонтировать и заменить;автоматический контроль параметров производственных процессов, широкий выбор настроек и регулировок, сигнализация аварийных режимов;удобство доступа к конструктивным элементам для замены неисправных элементов или модернизации компонентов.

В каталоге представлено оборудование, производители которого гарантируют безаварийную работу, выполняют установочные и пусконаладочные работы.

Оборудование для производства пенобетона или пенополистирола используют при изготовлении блоков или листов прямоугольной формы, которые востребованы на строительстве жилья, общественных, производственных и других зданий. Материалы применяют для возведения горизонтальных ограждающих конструкций внутри построек, создания звуко- и теплоизоляции. Готовые блоки или листы пенополистирола поставляют на стройплощадки партиями на поддонах (до 50 шт.) в полиэтиленовой упаковке и пачками по 5 – 10 листов.

Производство пенопласта и пенобетона

Для изготовления пенобетонов используют автоматические комплексы со следующей комплектацией:

виброгрохоты, ленточные транспортеры для измельчения и подачи сырья;весовые дозаторы, тензодатчики, затворы, виброустановки с электрическим или пневматическим приводом;смесители с пеногенератором и выгружающими устройствами;автоматика для регулировки дозирования, подачи исходного сырья;

Цена такого оборудования определяется в зависимости от набора комплектующих, технических характеристик готовой продукции и степени автоматизации всех технологических процессов.

Особенности технологии производства пеноматериалов

При изготовлении пенобетона или пенополистирола исходное сырье в виде песка или полимерных веществ проходит предварительную подготовку, а затем подается на линию формирования готовых изделий. Для получения пенопласта вспенивают гранулы полистирола, которые затем просушивают, пропаривают, вакуумируют и под давлением формируют листы пенополистирола.

Готовую продукцию упаковывают с помощью автоматических устройств и выгружают в места хранение. Пенополистирольные упаковки отличаются небольшим весом, поэтому не требуют сложной подъемной техники. Более тяжелые пеноблоки укладывают на поддоны, поднять которые можно вилочным погрузчиком или кранами с соответствующим строповым набором.

Преимущества оборудования для вспененных материалов:

стоимость автоматизированных линий быстро окупается из-за сокращения затрат на обслуживание, привлечения минимального количества персонала;установки отличаются компактными размерами и не требуют выделения помещений или участков большой площади;модульная конструкция обеспечивает быструю замену неисправных агрегатов, модернизацию существующей конфигурации при изменении требований к производительности;на новое место разобранные линии перевозятся обычными транспортными средствами.

Компании, которые предлагают купить станочное оборудование для изготовления пеноматериалов, дают гарантию на свою продукцию, организуют доставку, выполняют монтажные и пусконаладочные работы. Специалисты таких производителей проводят занятия с персоналом, обучая основам технологических процессов, обслуживанию и ремонту установленных моделей. Практически все оборудование рассчитано на длительную и интенсивную эксплуатацию, что исключает остановку работы из-за внезапных поломок.

Экструдированный пенополистирол – это синтетический теплоизоляционный материал, состоящий из гранул полистирола, смешанных при высоком давлении и температуре с введением вспенивающего компонента и последующим выдавливанием из экструдера. Его также называют экструзионным пенополистиролом, сокращенно – ЭППС, или XPS.

Технология производства и состав

По химическому составу материал похож на пенопласт.

Его основным компонентом являются гранулы пенополистирола. Их смешивают с антипиренами, снижающими горючесть, и веществами, повышающими прочность и улучшающими характеристики  пенополистирола, и затем плавят при повышенных температурах. После получения однородной расплавленной массы в нее под высоким давлением вводят пенообразующим агент – углекислый газ.

После этого материал проходит процесс экструзии. Полученная горячая масса продавливается чрез прямоугольное отверстие экструдера.

По мере падения давления до нормального уровня углекислый газ расширяется и вспенивает массу. С помощью размеров отверстия экструдера регулируется толщина и ширина получаемой в результате полосы. Полоса XPS распиливается на плиты заданных размеров.

Использование экструдированного пенополистирола соответствует требованиям СНиП 21-01-97 «Пожарная безопасность зданий и сооружений». Федеральным законом № 123 регламентируется показатель токсичности продуктов горения.

Качественный ЭППС имеет показатель Т2 и относится к умеренно опасным утеплителям. Такой же показатель имеют материалы из дерева, например, паркеты. Производство, методы испытаний, маркировка экструзионного пенополистирола регламентируются требованиями ГОСТ 32310-2012.

Маркировка

Вспененный пенополистирол маркируется по стандартам ГОСТ и по европейским.

Согласно ГОСТу, маркировка должна содержать следующие данные:

Название изделияНазвание или торговую марку изготовителя и его адресРабочую смену, дату изготовления, цех предприятия-изготовителяКласс пожарной безопасностиТермическое сопротивлениеТеплопроводностьНоминальную толщинуКод маркировкиТип облицовки или покрытия при их наличииДлину и ширинуКоличество изделий в упаковке и их общую площадь, если это необходимо

Европейские стандарты маркировки ЭППС обозначены в документе EN 13164:2001. Однако разные производители имеют собственные обозначения основных характеристик. Например, материал под маркой Пеноплекс имеет следующую маркировку:

Указание типа – 30, 35, 45Обозначение рифленой поверхностиУказание выбранной четвертиТолщина плиты в мм

Такая маркировка имеет следующий вид: 35GS-30.

Форма выпуска

XPS выпускают в форме плит, подложки и декоративных элементов.

Плитыимеют размеры 600х1200 и 600х2400 мм. Некоторые производители выпускают плиты шириной на 600, а 580 мм. Их толщина составляет от 20 до 100 мм.

В магазины они поставляются в упаковках. Количество плит в упаковке различно и зависит от их толщины. Так, ЭППС толщиной 50 мм реализуется в упаковках по 8 штук, толщиной 100 мм – по 4 штуки.

Кроме плит, материал выпускают в форме подложкипод напольное покрытие.

Существует подложка под паркет, ламинат и линолеум. Также различные декоративные элементы, которые изготавливают из гипса, могут производиться из пенополистирола. При этом внешний вид изделий практически не отличается от гипсовых.

Экструдированный пенополистирол: характеристики

Прочностьв пределах 2-3,6 кгс/кв.

см при 10% линейной деформации и 4-7,1 кгс/кв. см при статическом изгибе. Показатель прочности ЭППС напрямую зависит от его толщины и плотности.Объемный вес– 15-29 кг/куб.

м и 30-36 кг/куб. м. Первый используется для утепления домов и строений производственного назначения и крепится на ненагруженные конструкции – стены, потолки, междуэтажные перекрытия.

Второй используется для утепления фундамента, пола, кровли и других горизонтальных и наклонных поверхностей.Усадкаматериала практически отсутствует в любых условиях эксплуатации.Теплопроводность0,026 вт/мГрад при средней температуре 10 С. Как утеплитель пенополистирол заметно превосходит другие материалы. Например, утепление пенопластом толщиной 50 мм будет эквивалентно 20-30 мм ЭППС.Морозоустойчивость.

Материал теряет всего 5% термического сопротивления после 1000 циклов замерзания и оттаивания. Температурный диапазон, в котором он не изменяет физических и теплопроводных параметров, – от -50 до +75 С.Водопоглощениене выше 0,5% от объема в течение 30 суток. Малое поглощения влаги обусловлено низкой капиллярностью материала.

Это позволяет использовать его в условиях повышенной влажности и для изоляции цокольных этажей, фундаментови кровель. Водопоглощение происходит только на поверхности из-за того, что там есть разрушенные ячейки.Паропроницаемостьзависит от толщины и плотности ЭППС. Плиты толщиной 20 мм имеют паропроницаемость, эквивалентную одному слою рубероида.

Пенополистирол марки Пеноплекс имеет коэффициент паропроницаемости 0,007-0,012 мг/(мчПа).Класс огнестойкостиобычного ЭППС – Г3-Г4. Добавление антипиренов поднимают класс до Г1. Материал не является полностью негорючим, однако обладает достаточной сопротивляемостью возгоранию для использования в строительстве зданий и сооружений.Стоимостьматериала начисляется за квадратный метр или кубический метр.

В зависимости от производителя и марки составляет от 55-80 руб./кв. м. или от 3800 руб./куб.

м.Звукоизоляция. Индекс снижения ударного шума – 25 Дб. XPS относится к материалам, применяющимся для изоляции от ударных шумов.Экологичность.

Утеплитель относится к умеренно опасным и имеет класс токсичности Т2. Не подвержен разложению в окружающей среде, появлению грибков и плесени.Срок эксплуатацииэкструдированного пенополистирола сопоставим со сроком эксплуатации здания. Качественный материал служит более 40 лет при условии соблюдения технологии монтажа.

Преимущества и недостатки

Преимущества экструзионного пенополистирола перед аналогами:

Очень низкое влагопоглощениеДолговечностьПростота использования и монтажаВысокая теплоизолирующая способностьПрочность и способность не терять форму и объем в разных условиях эксплуатации

Наряду с достоинствами он имеет некоторые недостатки.

Среди таковых – низкий уровень паропроницаемости. В качестве утеплителя он подойдет не для всех типов помещений. Если утеплить им жилой дом, то он превратится в термос, который не сможет дышать.

Еще одним недостатком является стоимость, которая выше, чем у других изоляционных материалов. Хотя технические характеристики и цена экструдированного пенополистирола адекватны друг другу. Наконец, звукопоглощение ЭППС на практике достаточно невысокое.

Сферы применения

Экструдированный пенополистирол используют в дорожном строительстве, в производстве холодильных установок, в качестве утеплителя на объектах сельского хозяйства, для теплоизоляции кровель, подземных сооружений, в индивидуальном строительстве. Перспективное направление – использование материала в производстве сэндвич панелей.

Способы монтажа

Плиты ЭППС садятся на специальные клеи с последующим укреплением дюбелями-грибками.

Распространены два варианта крепления дюбелями – одним по центру плиты или четырьмя по углам в местах стыков между плитами.Мы выяснили, что такое экструдированный пенополистирол, и какие отличия и преимущества он имеет перед другими утеплителями. Приобрести его несложно в розничных и оптовых магазинах, а также через Интернет. Пенополистирол является востребованным строительным, промышленным материалом, открытым в 1839г.

немецким аптекарем. Его используют для упаковки пищевых продуктов, изготовления одноразовой посуды, спасательных жилетов, рекламных баннеров, гасителя энергии в автомобильной индустрии.Пенополистирол незаменим для термоизоляции дорожного покрытия для исключения замерзания в холодное время года. Используют материал при производстве холодильного оборудования.

Экструдированный пенополистирол является усовершенствованной формой стандартного состава.Имеет синтетическую основу и производится путем вспенивания полимерного состава во время экструзии или прессования материала с использованием фильеры. Экструдированный пенополистирол водонепроницаем, устойчив к нагрузкам, деформациям, растворителям, сохраняет свои свойства при температуре окружающей среды от -500 до +7500С.Низкий показатель теплопроводности делает его незаменимым для утепления конструкций. Пенополистирол легче и безопаснее аналогичных материалов.

Ширины 2 см достаточно для выполнения основных функции, при этом деревянного полотна потребуется 2,5см, минеральной ваты 3,8см.Как производят экструдированный пенополистирол?Для создания подходящего состава используется основа из гранул полистирола и вспенивающий элемент.В качестве вспенивателя используются фреоны. По причине негативного воздействия жестких или мягких фреонов на озоновый слой, европейские и российские производители приходят к использованию безфреоновой системы СО2. Технология создания экструдированного пенополистирола определяет его эксплуатационные свойства, практичность, износостойкость, широкий спектр применения.

Этапы получения пенополистирола, от гранул до готовых плит

— первым этапом гранулы засыпаются в отсек предвспенивателя, деформируются, приобретают форму в виде шариков. Для достижения готового материала с минимальным весом, процедуру вспенивания повторяют несколько раз, гранулы набухают до большого размера.

— вторым этапом гранулы помещают в бункер для хранения на протяжении суток. За это время происходит стабилизация давления. Применяя метод суспензионной полимеризации, отдельным шагом является сушка шарообразных гранул.

— третьим этапом материалу придается удобная для использования форма.

Мелкие шарики непрактичны в строительстве. Чтобы обеспечить их склеивание прибегают к горячему пару и пресс-форме. Так после охлаждения получается готовые пенополистирольный блок.

— заключительным этапом является просушка готового материала.

Под воздействием пара между гранулами сохраняется влага. Разрезать мокрую основу без повреждений и деформации невозможно. После 24 часовой сушки пенополистирольный блок легко делиться на тонкие плиты, готовые к использованию.

Технология вспенивания гранул и выдавливания их из экструдера под воздействием высоких температур позволяет получить универсальный материал.

Он не поглощает воду, сохраняя тепло, что делает его совершенным и современным. Он пожаробезопасен, к нему безразличны грызуны и насекомые. Для подгонки плиты под размер достаточно воспользоваться острым ножом.

Два способа для создания высококачественного экструдированного пенополистирола

— суспензионная полимеризация вступает в силу во время вспенивания гранул.

Их засыпают в реакторы-автоклавы с объемом до 50 куб. м. Внутри отсеки заполнены деминерализованной водой, смешанной с растворителем, стимулирующим полимеризацию и стабилизирующим эмульсию.

Давление и перепады температуры от 40 до 1300С воздействуют на гранулы 14 часов. С помощью центрифуги происходит отделение вспененного полимера от водной суспензии. Преимущество методики заключается в увеличенном сроке хранения материала, равномерном распределении тепла.

— полимеризация в масле проводится в высоких температурах от 80 до 2200С, при полном отсутствии воды. Мешалки-реакторы соединены между собой, в них происходит вспенивание полистирола. Полимеризация продолжается пока не будет расплавлено 90% исходного материала.

Остатки устраняются в последнем реакторе с вакуумом. В получившийся расплав добавляют антипирены, стабилизаторы для создания гранул. Этот способ гарантирует высокую плотность готового материала, гибкость, минимум отходов.

Экструдированный пенополистирол включает этап продавливания расплава с добавлением частиц вспенивания, используя пресс-экструдер. В результате готового продукта получается теплоизолятор с отсеками диаметром до 0,2мм. Особенностью экструдированного пенополистирола является минимальный размер ячеек, что улучшает эксплуатационные характеристики.

Применение экструдированного пенополистирола в строительстве

Материал используют в качестве несъемной опалубки и теплоизолятора. Плиты крепятся на расстоянии друг от друга и сцепляются стяжками. Между ними прокладывают арматуру армирования и наносят слой бетона.

Сложные архитектурные идеи реализуются при использовании пенополистирола. На готовые конструкции наносят защитное покрытие в виде кирпича, цементно-песчаной штукатурки, гипсокартона. Плотность пенополистирола в блоках опалубки должна быть не ниже 35кг/м3.

При креплении запрещено использовать клей с органическими растворителями. Для достижения максимального эффекта сохранения тепла следует избегать пазух между плитой пенополистирола и поверхностью основания.

Материал допустим при внутренней и внешней теплоизоляции промышленных и жилых зданий.

Его используют при создании сэндвич-панелей, утеплении крыши, укладки дорог, отделки колодцев. Усовершенствованная технология создания материала дает возможность использования в условиях суровых зим и жаркого лета. Сохранение тепла в помещении экономит затраты на электроэнергию, гарантирует уют, приятную атмосферу в любой сезон.

Источники:

• plastichelper.ru
• www.equipnet.ru
• stroynedvizhka.ru
• uteplitel96.ru