CN102039654A - 生产复合泡沫塑料板材或型材的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明生产复合泡沫塑料板材或型材的方法，塑料原料经挤出机加压加热和熔融，发泡剂加入挤出机螺筒中与塑料原料熔融体共融混，混熔体挤入有混熔体流道及狭缝出口的模具中形成具有大量泡沫和较高背压的混熔体，模具有至少两个供混熔体流出的狭缝出口，在至少两个狭缝出口之间形成型材骨架和/或网状骨架的骨架通道，型材骨架和/或网状骨架通过骨架通道后被从模具流道狭缝出口中挤出的混熔体包覆进入发泡定型夹具通道中，随同混熔体的发泡、冷却、定型、固化成带型材骨架和/或网状骨架的复合泡沫塑料板材或型材。本发明还提供了生产复合泡沫塑料板材或型材的装置。能生产具有更高强度、发泡率高的复合泡沫塑料板材或型材。

Description

生产复合泡沫塑料板材或型材的方法及装置
技术领域：
本发明涉及的是制造泡沫塑料板材或型材的方法及装置，特别涉及的是在发泡体中嵌入型材骨架和/或网状骨架生产复合泡沫塑料板材或型材的方法及装置。
背景技术：
泡沫塑料板材或型材如发泡PVC(聚氯乙烯)、PE(聚乙烯)、PP(聚丙烯)、PS(聚苯乙烯)在建筑节能墙体中和包装领域中的应用以及发泡板材或型材的生产方法，已有许多成熟技术和方案，聚苯乙烯发泡板材或型材以及包装材料目前多数是采用蒸气模压发泡，即在可发泡聚苯乙烯原料与发泡剂搅拌混合后，经预发泡、热化后放入金属成型模具中，在成型压力机的压力控制下，对置入模具的预发泡粒料蒸气加热到预发泡聚苯乙烯的熔接温度，使模具中的发泡粒料因发泡剂的进一步气化使聚苯乙烯形成闭孔泡沫板材、型材及包装材料。此方法得到的泡沫塑料称为EPS。另外也有用挤出机连续生产方法生产泡沫聚苯乙烯称为XPS，此方法是将聚苯乙烯粒料置入螺杆式挤出机，通过挤出机螺筒及螺杆高压挤出，对料的加热和融熔，使粒料成为融熔体，在螺筒和螺杆的适当位置将发泡剂如乙醇、丁烷(液化气)，氟里昂(如F22、F14B、F152A等)加入螺筒中的融熔体中，并搅拌均匀，再将带有发泡剂且已气化与融熔体混熔为一体的融熔体挤入具有狭缝出口的发泡模头，经准确控制融熔体温度及高背压狭缝挤出模具的温度，使喷射流出的融熔体在一个预先设计好的发泡平台或称发泡夹具(此夹具是周向封闭，两头是开通不闭合的，以便料流和板、型材通过)中快速发泡成型，同时通过对夹具的冷却控温，使充满夹具的发泡融熔体快速冷凝，固化泡沫以使发泡体得到固定，成为有闭孔结构的泡沫板材、型材。因固化的板材或型材已有大于150KPa的压缩强度，加之成型夹具轴向有通道，可以被夹辊夹持连续牵引而使生产连续。EPS制品因使用闭合模具，为断续生产，可以得到更高的发泡率也即制品密度更低，可达10～28kg/m3，但压缩强度较XPS更低。XPS因适合连续挤出发泡生产，多以生产断面结构一致的板材、型材为主，由于需要连续夹辊或夹具牵引，发泡率较EPS更低，多在30至40kg/m3，但压缩强度较EPS更高，适合作承受一定压力的墙板或隔板等建材。
由于EPS有较高发泡率，但压缩强度低，在建筑的墙板材料领域使用，多用两面夹薄金属箔材来增加压缩强度和抗拉强度。最近在欧洲出现在发泡体中嵌入型钢骨架作增强体的墙体及隔板材料，使EPS材料有更宽的应用，特别是引入了型钢骨架，使泡沫聚苯乙烯板材、型材不仅可以作为墙体材料，甚至可以作为楼层承重地板隔板材料应用，还利用EPS生产方法方便形成开窗开口及生产异型的墙板，使EPS材料发挥了更宽的应用领域。该带型钢骨架的EPS墙板、隔板、型材的生产，仍采用EPS生产方法，只是预先在成型模具中加入型钢骨架，由于此墙板、型材都是几平方米以上的面积，需要大型模具及大面积压力机以及大型的模具加温系统和蒸气供应，加之仅能断续生产，效率较低，使此墙板、隔板、型材的生产成本较高，加之设备大型化，每道工序之后都有10小时以上的熟化工艺过程，且屯积的都是占用空间的低密度发泡材料，投资及工厂面积占用都很大，产品中折旧费、财务费用及能耗费大大高于材料节约费用，EPS材料发泡率虽较XPS材料更高，相应材料是EPS为25kg/m3，比XPS的32kg/m3消耗更低，但节约的此材料费按30mm厚的板材每m2计价，材料节约费仅1.5元，比不上其他成本增加的约3元/m2。因此如何利用连续挤出生产方法生产在发泡连续体中引入了型材骨架和/或网状骨架的复合发泡的PVC(聚氯乙烯)、PE(聚乙烯)、PP(聚丙烯)、PS(聚苯乙烯)泡沫塑料板材或型材使之具有更高强度、发泡率可比XPS已有密度更低、更方便墙体、隔板安装和提高性能的板材、型材等墙体、隔板材料成为重要的研究课题。
发明内容：
本发明的目的是为了克服以上不足，提供一种能在发泡连续体中引入型材骨架和/或网状骨架的生产具有更高强度，发泡率高，使用安装方便的复合泡沫塑料板材或型材的方法。本发明的另一个目的是为了提供一种生产复合泡沫塑料板材或型材的装置。
本发明的目的是这样来实现的：
本发明生产复合泡沫塑料板材或型材的方法，该方法是塑料原料经挤出机加压加热和熔融，发泡剂加入挤出机螺筒中与塑料熔融体共融混，共融混的混熔体通过挤出机控温和降温，挤入具有混熔体流道及狭缝出口的模具形成具有大量泡沫和较高背压的混熔体，被挤出的混熔体在发泡定型夹具通道空间中被发泡、冷却、定型、固化成夹具设计断面形状，其特征是模具具有至少两个供混熔体流出的狭缝出口，在至少两个狭缝出口之间形成型材骨架和/或网状骨架的骨架通道，型材骨架和/或网状骨架通过骨架通道后被从模具流道狭缝出口中挤出的混熔体包覆进入发泡定型夹具通道中，随同混熔体的发泡、冷却、定型、固化成带型材骨架和/或网状骨架的复合泡沫塑料板材或型材。型材骨架和/或网状骨架从狭缝出口之间穿过进入发泡定型夹具通道中，发泡的混熔体包覆骨架，成为带型材骨架和/或网状骨架的复合泡沫塑料板材或型材，运用于墙体、隔板或采热地板中，除有了泡沫塑料板材或型材固有的保温性能外，还提高了板材或型材抗弯曲、抗压力强度。
上述的生产复合泡沫塑料板材或型材的方法，型材骨架和/或网状骨架是金属型材骨架和/或钢筋网状骨架.金属型材骨架有Z型、T型、L型、S型、[型等。
上述的生产复合泡沫塑料板材或型材的方法，型材骨架和/或网状骨架是塑料型材骨架和/或塑料网状骨架.主要是编织布、土工格栅等。
上述的生产复合泡沫塑料板材或型材的方法，型材骨架和/或网状骨架是金属与塑料复合的骨架和/或玻璃纤维网状骨架.
上述的生产复合泡沫塑料板材或型材的方法，金属型材骨架是金属带材被置于模具之前的具有至少一对互相咬合的轧辊组成的使金属带材成型为型材的型材成型机构成型之后送入骨架模具中通道，金属型材骨架被从模具流道狭缝出口中挤出的混熔体包覆进入发泡定型夹具空间中，随同混熔体的发泡、冷却、定型、固化成带金属型材骨架的复合泡沫塑料板材或型材。
上述的生产复合泡沫塑料板材或型材的方法，型材骨架和/或网状骨架是预先成型好后，由推送机构送入模具中骨架通道，型材骨架和/或网状骨架被从模具流道狭缝出口中挤出的混熔体包覆进入发泡定型夹具空间中，随同混熔体的发泡、冷却、定型、固化成带型材骨架和/或网状骨架的复合泡沫塑料板材或型材。预先成型好型材骨架和/或网状骨架是为了提高生产率。
上述的生产复合泡沫塑料板材或型材的方法，金属型材骨架和钢筋网状骨架之间是经焊接机构焊接后由推送机构送入骨架模具中通道，金属型材骨架和钢筋网状骨架被从模具流道狭缝出口中挤出的混熔体包覆进入发泡定型夹具空间中，随同混熔体的发泡、冷却、定型、固化成带金属型材骨架和钢筋网状骨架的复合泡沫塑料板材或型材。将金属型材骨架和钢筋网状骨架焊接在一起，得到的复合泡沫塑料板材或型材不仅强度更高，也更方便安装。
上述的生产复合泡沫塑料板材或型材的方法，至少有一台牵引机构将固化而成的带型材骨架和/或网状骨架增强体的复合泡沫塑料型材或板材连续从发泡夹具中牵引出来。
上述的生产复合泡沫塑料板材或型材的方法，用切断机构按长度尺寸要求切断带型材骨架和/或网状骨架增强体的复合泡沫塑料型材或板材。
上述的生产复合泡沫塑料板材或型材的方法，采用层压和/或辊压覆合机构、在复合泡沫塑料板材或型材至少一面上复合金属箔片或有机、无机膜片或有机、无机编织物，可在复合泡沫塑料板材或型材表面上覆合多功能面材、面板、面网。
上述的生产复合泡沫塑料板材或型材的方法，型材骨架和/或网状骨架表面涂覆有粘结剂层，泡沫塑料通过粘结剂层与型材骨架和/或网状骨架牢固覆合为一体，骨架表面涂覆有粘结剂，能提高骨架与泡沫塑料之间的结合强度，提高复合泡沫塑料板材或型材的抗弯、抗压能力。
本发明生产复合泡沫塑料板材或型材的装置，包括依次排列的塑料熔融挤出机、具有混熔体流道及狭缝出口的模具、发泡定型夹具、牵引机构，其特征是模具具有至少两个混熔体狭缝出口，在狭缝出口之间有型材骨架和/或网状骨架的骨架通道，型材骨架和/或网状骨架从混熔体狭缝出口之间穿过进入发泡定型夹具之中，挤出机挤出塑料混熔体将骨架包覆，在发泡定型夹具通道中，随同混熔体的发泡、冷却、定型、固化成带型材骨架和/或网状骨架的复合泡沫塑料板材或型材。
上述的生产复合泡沫塑料板材或型材的装置，在模具之前有金属带材放卷机构和有至少一对带动力转动的型材轧制轧辊组成的使金属带材成型为型材的成型机构。
上述的生产复合泡沫塑料板材或型材的装置，在模具之前有将预先成型的型材骨架和/或网状骨架推送入骨架通道及发泡定型夹具中的推送机构.
上述的生产复合泡沫塑料板材或型材的装置，在模具之前有金属网状结构成型焊接机构.
上述的生产复合泡沫塑料板材或型材的装置，在模具之前有金属网状骨架与金属型材骨架焊接在一起的焊接机构.
上述的生产复合泡沫塑料板材或型材的装置，发泡定型夹具在板材连续牵引出的轴向方向是开通的，夹具在轴向方向四周有使板材或型材具有设计断面形状结构的挡板机构，挡板机构使复合泡沫塑料板材或型材具有各种不同类型的边沿结构，如搭接、楔槽、雨槽等。
上述的生产复合泡沫塑料板材或型材的装置，在牵引机之后有在复合泡沫塑料板材或型材的表面覆合金属箔片或有机、无机膜片或有机、无机编织网的层压或辊压覆合机构。
上述的生产复合泡沫塑料板材或型材的装置，在牵引机构后设置有切断机构。
本发明能生产出带型材骨架和/或网状骨架的复合泡沫塑料板材或型材，更方便墙体、隔板安装和提高板材或型材强度性能，能连续高效率地进行生产，扩大了泡沫塑料板材或型材的应用领域，使泡沫塑料板材或型材作为能承受一定的压力墙体、隔板、采暖地板来使用成为可能。
附图说明：
图1为本发明装置结构示意图。
图2为图1的俯视图。
图3为图1中的A-A剖视图。
图4为本发明装置另一结构示意图。
图5为图4中的B-B剖视图。
图6为本发明装置再一结构示意图。
图7为另一发泡定型夹具及复合泡沫塑料板材断面示意图。
图8为有层压覆合机构的本发明装置结构示意图。
图9为有面板贴合机构的本发明装置结构示意图。
图10为带面板的复合泡沫塑料板材断面示意图。
图11为有焊接机构的本发明装置结构示意图。
图12为有推送机构的本发明装置结构示意图。
图13为有焊接机构的本发明装置另一示意图。
图14为带金属型材骨架和钢筋网状骨架的复合泡沫塑料断面示意图。
具体实施方式：
实施例1：
图1～图3给出了本实施例1图。参见图1、图2、图3，本实施例1中依次设置有带材14的放卷机1、带型材轧制轧辊2的使金属带材成型为型材4的成型机构3、混熔体挤出机5、带两个混熔体狭缝出口6的模具7、发泡定型夹具8、牵引机构11、切断机构12，还有为保持连续生产的带材对接机构13，塑料原料经挤出机5。加压加热和熔融，加入的发泡剂(如乙醇、丁烷(液化气)、氟利昂、F22、F14B优选F152A)在挤出机螺筒中与熔熔体共融混，共融混的混熔体通过挤出机控温和降温，挤入具有混熔体流道及狭缝出口的模具7形成较高背压，被挤出具有大量泡沫和较高背压的的混熔体在发泡定型夹具通道空间中被发泡、冷却、定型、固化成夹具设计断面形状。模具7具有两个供混熔体流出的狭缝出口6，在两个狭缝出口之间形成型材骨架4的骨架通道15，型材骨架被从模具流道狭缝出口中挤出的混熔体9包覆，随同混熔体的发泡、冷却、定型、固化成带型材骨架的复合泡沫塑料板材10。本实施例中，模具狭缝出口6宽250mm，高2mm，用一台挤出机5(也可采用两台挤出机方案，即第一台加热和熔融塑料原料，注入发泡剂，再挤入第二台控温挤出机)，塑料原料为PS(聚苯乙烯)，内含发泡剂、阻燃剂，型材4的断面形状为Z型。
实施例2：
图4、图5给出了本发明实施例2图。本实施例2基本与实施例1同，不同处是增加了一套成型机构3，具有三个混熔体狭缝出口的模具7，在三个狭缝出口之间形成型材骨架4的两个骨架通道15，金属钢骨架表面有粘结剂18。两个型材骨架被从模具7流道狭缝出口中挤出的混熔体9包覆，随同混熔体的发泡、冷却、定型、固化成如图5所示的带两个型材骨架的复合泡沫塑料板材10。
实施例3：
图6、图7给出了本发明实施例3图。本实施例3基本与实施例1同，不同处是金属型材骨架是在图6中a工序中预先成型收卷好后，再将型材骨架置于生产装置b中，送入型材骨架通道。预先成型好型材骨架是为了提高生产率，还可减少生产线长度。本实施例中，塑料原料为PVC(聚氯乙烯)，挤出机为锥形双螺杆PVC专用挤出机，发泡PVC(聚氯乙烯)已有成熟配方，如PVC(聚氯乙烯)粒料60份，AC发泡剂5～6份，热稳定剂3～4份，碳酸钙粉30份，可发泡30～50倍，得到30～40Kg/m3的发泡塑料，其阻燃性和自熄性比PS(聚苯乙烯)更好，加入金属型材骨架作为楼层隔板有很好的应用性能，若在复合泡沫塑料板材10的两面保留光亮结皮，可以直接做房间隔板使用，因泡沫塑料板材中有金属型材骨架，射枪或自攻钉直接与骨架连接，可以提高连接强度，解决泡沫塑料板与墙体或隔墙钢骨架连接强度不高的技术难题。发泡定型夹具8中有使板材具有如图7所示断面形状结构的带两个L型材骨架的复合泡沫塑料板材20的挡板机构19。
实施例4：
图8给出了本发明实施例3图。本实施例3基本与实施例1同，不同处是复合泡沫塑料板材一面有金属箔片22(或有机、无机膜片或有机、无机编织物)与板材表面覆合的层压(或辊压)覆合机构21，可在复合泡沫塑料板材表面上覆合多功能面材(或面网)。本实施例中金属箔片22为带聚胺酯AB胶的镀锌钢带。
实施例5：
图9、图10给出了本发明实施例5图。本实施例5基本与实施例4同，不同处是复合泡沫塑料板材一面有带推送油缸或气缸的面板贴合机构23，面板24为表面是氟碳涂料25、另一面是聚胺酯AB粘结剂27的硅酸钙板26，得到具有如图10所示断面形状结构的带两个Z型材骨架的复合泡沫塑料板材。
实施例6：
图11给出了本发明实施例6图。本实施例6基本与实施例1同，不同处是金属带材成型为型材的成型机构改为网状钢筋骨架16的焊接机构29。网状钢筋骨架16可为圆形或扁平形，得到带网状钢筋骨架的复合泡沫塑料型材28。
实施例7：
图12给出了本发明实施例7图。本实施例7基本与实施例6同，不同处是用推送机构32将预先制好的钢网17(或编织布、土工格栅、玻璃纤维网状骨架等)送入型材骨架的通道，得到带网状钢筋骨架的复合泡沫塑料板材28。
实施例8：
图13、图14给出了本发明实施例8图。本实施例8基本与实施例3同，不同处是预先制好的金属型材4与网状钢筋骨架16经焊接机构29焊接后，由推送机构32送入型材骨架的骨架通道，得到具有如图14所示断面形状结构的带两个L型材骨架和网状钢筋骨架的复合泡沫塑料板材28。在L型材金属骨架上点焊网状钢筋(或金属网格)作增强骨架，这种复合泡沫塑料板材可同时用于外墙隔热保护层和内墙隔板，将两边的复合泡沫塑料板材利用L型材金属骨架用铆栓连接固定，板材之间预留下空间，在空间中浇铸混凝土，两边的复合泡沫塑料板材实际上代替了钢模板，提高了施工效率，也解决了复合泡沫塑料板材与墙面的结合问题。
上述各实施例是对本发明的上述内容作进一步的说明，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于上述实施例。凡基于上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。

Claims (19)

1.生产复合泡沫塑料板材或型材的方法，该方法是塑料原料经挤出机加压加热和熔融，发泡剂加入挤出机螺筒中与塑料原料熔融体共融混，共融混的混熔体通过挤出机控温和降温，挤入具有混熔体流道及狭缝出口的模具中形成具有大量泡沫和较高背压的混熔体，被挤出的混熔体在发泡定型夹具通道空间中被发泡、冷却、定型、固化成夹具设计断面形状，其特征在于模具具有至少两个供混熔体流出的狭缝出口，在至少两个狭缝出口之间形成型材骨架和/或网状骨架的骨架通道，型材骨架和/或网状骨架通过骨架通道后被从模具流道狭缝出口中挤出的混熔体包覆进入发泡定型夹具通道中，随同混熔体的发泡、冷却、定型、固化成带型材骨架和/或网状骨架的复合泡沫塑料板材或型材。
2.如权利要求1所述的生产复合泡沫塑料板材或型材的方法，其特征在于型材骨架和/或网状骨架是金属型材骨架和/或钢筋网状骨架。
3.如权利要求1所述的生产复合泡沫塑料板材或型材的方法，其特征在于型材骨架和/或网状骨架是塑料型材骨架和/或塑料网状骨架。
4.如权利要求1所述的生产复合泡沫塑料板材或型材的方法，其特征在于型材骨架和/或网状骨架是金属与塑料复合的骨架和/或玻璃纤维网状骨架。
5.如权利要求2所述的生产复合泡沫塑料板材或型材的方法，其特征在于金属型材骨架是金属带材被置于模具之前的具有至少一对互相咬合的轧辊组成的使金属带材成型为型材的型材成型机构成型之后送入模具中的骨架通道，金属型材骨架被从模具流道狭缝出口中挤出的混熔体包覆进入发泡定型夹具空间中，随同混熔体的发泡、冷却、定型、固化成带金属型材骨架的复合泡沫塑料板材或型材。
6.如权利要求1～4之一所述的生产复合泡沫塑料板材或型材的方法，其特征在于型材骨架和/或网状骨架是预先成型好后，由推送机构送入模具中的骨架通道，型材骨架和/或网状骨架被从模具流道狭缝出口中挤出的混熔体包覆进入发泡定型夹具空间中，随同混熔体的发泡、冷却、定型、固化成带型材骨架和/或网状骨架的复合泡沫塑料板材或型材。
7.如权利要求2所述的生产复合泡沫塑料板材或型材的方法，其特征在于金属型材骨架和钢筋网状骨架之间是经焊接机构焊接后由推送机构送入模具中的骨架通道，骨架被从模具流道狭缝出口中挤出的混熔体包覆进入发泡定型夹具空间中，随同混熔体的发泡、冷却、定型、固化成带金属型材骨架和钢筋网状骨架的复合泡沫塑料板材或型材。
8.如权利要求1所述的生产复合泡沫塑料板材或型材的方法，其特征在于至少有一台牵引机构将固化而成的带型材骨架和/或网状骨架的复合泡沫塑料型材或板材连续从发泡夹具中牵引出来。
9.如权利要求1所述的生产复合泡沫塑料板材或型材的方法，其特征在于用切断机构按长度尺寸要求切断带型材骨架和/或网状骨架的复合泡沫塑料型材或板材。
10.如权利要求1所述的生产复合泡沫塑料板材或型材的方法，其特征在于采用层压和/或辊压覆合机构、在复合泡沫塑料板材或型材至少一面上复合金属箔片或有机、无机膜片或有机、无机编织物。
11.如权利要求1所述的生产复合泡沫塑料板材或型材的方法，其特征在于型材骨架和/或网状骨架表面涂覆有粘结剂层，泡沫塑料通过粘结剂层与型材骨架和/或网状骨架牢固覆合为一体。
12.生产复合泡沫塑料板材或型材的的装置，包括依次排列的塑料熔融挤出机、具有混熔体流道及狭缝出口的模具、发泡定型夹具、牵引机构，其特征在于模具具有至少两个混熔体狭缝出口，在狭缝出口之间有型材骨架和/或网状骨架的骨架通道。
13.如权利要求12所述的生产复合泡沫塑料板材或型材的装置，其特征在于在模具之前有金属带材放卷机构和有至少一对带动力转动的模具中轧制轧辊组成的使金属带材成型为型材的成型机构。
14.如权利要求12所述的生产复合泡沫塑料板材或型材的装置，其特征在于在模具之前有将预先成型的型材骨架和/或网状骨架推送入型材骨架的通道及发泡定型夹具中的推送机构。
15.如权利要求12所述的生产复合泡沫塑料板材或型材的装置，其特征在于在模具之前有金属网状结构成型焊接机构。
16.如权利要求12所述的生产复合泡沫塑料板材或型材的装置，其特征在于在模具之前有将金属网状骨架与金属型材骨架焊接在一起的焊接机构。
17.如权利要求12所述的生产复合泡沫塑料板材或型材的装置，其特征在于发泡定型夹具在板材连续牵引出的轴向方向是开通的，夹具在轴向方向四周有使板材或型材具有设计断面形状结构的挡板机构。
18.如权利要求12所述的生产复合泡沫塑料板材或型材的装置，其特征在于在牵引机之后有在复合泡沫塑料板材或型材的表面采用覆合金属箔片或有机、无机膜片或有机、无机编织网的层压或辊压覆合机构。
19.如权利要求12所述的生产复合泡沫塑料板材或型材的装置，其特征在于在牵引机构后设置有切断机构。
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