CN106363892B

CN106363892B - 聚氯乙烯物理发泡板的成型方法

Info

Publication number: CN106363892B
Application number: CN201610852570.2A
Authority: CN
Inventors: 张建群; 李勇; 孟凡敏
Original assignee: SHANDONG TONGJIA MACHINERY CO Ltd
Current assignee: SHANDONG TONGJIA MACHINERY CO Ltd
Priority date: 2016-09-27
Filing date: 2016-09-27
Publication date: 2019-03-26
Anticipated expiration: 2036-09-27
Also published as: CN106363892A

Abstract

本发明公开了聚氯乙烯物理发泡板的成型方法，包括造粒、一级挤出、二级挤出、释压发泡、冷却成型、一级牵引、二级牵引和切割工序，其特征在于所述成型方法以聚氯乙烯、聚苯乙烯为原料加入了增容剂、复合稳定剂、成核剂、色母料、阻燃剂和发泡剂，经过物理发泡法挤出成型，本发明的有益效果是：聚氯乙烯发泡板采用的是物理发泡方法，生产周期短，生产成本低，产品质量稳定；采用了复合稳定剂和发泡剂，泡孔细密均匀，保温性能优良；聚氯乙烯原料中加入了聚苯乙烯，保证了原料在发泡过程中不分解，不糊料；采用了增容剂使极性的聚氯乙烯和非极性的聚苯乙烯很好的相容，发泡倍率容易控制。

Description

聚氯乙烯物理发泡板的成型方法

技术领域

本发明属于塑料板生产制造技术领域，更具体地涉及聚氯乙烯物理发泡板的成型方法。

背景技术

近年来，国内外泡沫塑料工业发展很快，其应用发展也越来越宽，特别是在包装、建筑和运输等行业，泡沫塑料已占有不可取代的地位，随着科学技术的不断发展，新的泡沫塑料品种、新的成型方法在不断完善。

目前，国内的泡沫塑料板主要以EPE发泡板为主，如专利号：201410385599.5《EPE连续式物理发泡板生产工艺》中公开的一种EPE连续式物理发泡板生产工艺可明显提高EPE成品质量，但EPE发泡板太柔软，没法用在墙体保温方面；也有不少厂家生产XPS发泡板，但XPS发泡板的阻燃性较差，原料成本也较高，因此聚氯乙烯发泡制品优越的韧性和保温性能相对于EPE发泡板和XPS发泡板拥有不可替代的优势。

近年来，人们也在不断探索聚氯乙烯的发泡新工艺及其应用，目前国外已开发出多种聚氯乙烯发泡制品，但其生产工艺都很复杂，而且多采用化学发泡，生产周期长且操作繁琐，劳动强度大、生产成本高、且产品质量不稳定，泡孔不均匀、保温性能较差；值得注意的是聚氯乙烯原料受热非常容易分解，容易糊料，不稳定，挤出发泡非常困难。

发明内容

为解决上述问题，克服现有技术的不足，本发明提供了一种操作方便，劳动强度小，生产成本较低，发泡过程中不分解，不糊料，且产品质量稳定，泡孔细密均匀，保温性能优良的聚氯乙烯物理发泡板的成型方法，能够有效的解决原料糊料、分解，发泡困难和产品质量不稳定的问题。

本发明解决上述技术问题的具体技术方案为：聚氯乙烯物理发泡板的成型方法，包括造粒、混合、一级挤出、二级挤出、释压发泡、冷却成型、一级牵引、输送冷却、二级牵引、纵向切割和横向切割，其特征在于所述造粒工序为：向混合机中加入聚氯乙烯、聚苯乙烯、增容剂和复合稳定剂，混合均匀后将混合料转入造粒机中，其中各组分的重量百分比为：聚氯乙烯45-65%、聚苯乙烯29-49%、增容剂1%和复合稳定剂5%；所述混合工序为：将物料颗粒与成核剂、色母料和阻燃剂一起加入混料机中混合，混合料经上料机自动送入一级挤出机料斗中，其中各组分的重量百分比为：成核剂0.5-4%、色母料0.3-2%、阻燃剂3%-10%；所述一级挤出工序是指：料斗中的混合物料经高压的螺杆在一级挤出机中均匀地熔融塑化，同时在挤出过程中，往发泡剂注入装置高压注入5-25%发泡剂，使之与熔融物料充分混合，过滤去除杂质后送入二级挤出机中；所述二级挤出工序包括：混炼、加压、冷却；挤出的物料经板材专用模具挤出发泡成板材，通过冷却成型装置冷却成型，进入一级牵引机，并送入辊式输送冷却机中，在冷却过程中送入二级牵引机，通过纵向切割机切除余边完成纵向切割，再按照设定的宽度通过横向切割机完成横向切割，包装入库。

所述的增容剂采用一种或两种以上的共聚物，共聚物包括苯已烯与已内酯的共聚物、笨已烯与甲基丙烯酸甲酯的共聚物、接枝共聚物和嵌段共聚物。

所述的复合稳定剂采用为铅盐类稳定剂、有机烯类稳定剂、增韧剂ACR和抗氧剂1010的一种或两种以上的混合物。

所述的成核剂采用滑石粉、碳酸钙、硬脂酸锌的一种或两种以上的混合物，混合物颗粒大小设置为目数在1250目以上。

所述的阻燃剂采用六溴环类十二烷阻燃剂或氢氧化物类阻燃剂的一种。

所述的发泡剂采用环保型氟利昂、二氧化碳和丁烷的一种或两种以上的混合物。

所述的一级挤出机主机温度设置有九个加热区段分别为：一区165℃、二区180℃、三区180℃、四区180℃、五区170℃、六区170℃、七区170℃、八区170℃、九区160℃；所述的二级挤出机主机温度设置有八个加热区段分别为：十区140℃、十一区120℃、十二区140℃、十三区120℃、十四区120℃、十五区120℃、十六区120℃、十七区120℃。

所述专用模具设置为衣架式或鱼尾式机头的其中一种，机头设置三个加热区，温度分别为：120℃、115℃、120℃。

所述的冷却成型装置设置有间隙可调的上、下定型板，板材厚度为20-100mm，冷却后发泡板产品比重设置为40-60kg/m³。

本发明的有益效果是：聚氯乙烯发泡板挤出成型方法采用的是物理发泡方法，生产周期短，生产成本低，产品质量稳定；采用了复合稳定剂和发泡剂，泡孔细密均匀，保温性能优良；聚氯乙烯原料中加入了聚苯乙烯，保证了原料在发泡过程中不分解，不糊料；采用了增容剂使极性的聚氯乙烯和非极性的聚苯乙烯很好的相容，发泡倍率容易控制。

附图说明：

附图1是本发明生产装置的结构示意图；

附图2是本发明生产装置局部放大的结构示意图；附图中：

1混合机、2 造粒机、3混料机、4上料机、5料斗、6一级挤出机、7发泡剂注入装置、8二级挤出机、9板材专用模具、10冷却成型装置、11一级牵引机、12冷却机、13二级牵引、14纵向切割机、15横向切割机。

具体实施方式：

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，现在将参考附图1和附图2更全面地描述本发明的具体实施方式：聚氯乙烯物理发泡板的成型方法，包括造粒、混合、一级挤出、二级挤出、释压发泡、冷却成型、一级牵引、输送冷却、二级牵引、纵向切割和横向切割，其特征在于所述造粒工序为：向混合机1中加入聚氯乙烯、聚苯乙烯、增容剂和复合稳定剂，混合均匀后将混合料转入造粒机2中进行造粒，其中各组分的重量百分比为：聚氯乙烯45-65%、聚苯乙烯29-49%、增容剂1%和复合稳定剂5%；所述混合工序为：将物料颗粒与成核剂、色母料和阻燃剂一起加入混料机3中混合，混合料经上料机4自动送入一级挤出机6料斗5中，其中各组分的重量百分比为：成核剂0.5-4%、色母料0.3-2%、阻燃剂3%-10%；所述一级挤出工序是指：料斗5中的混合物料经高压的螺杆在一级挤出机6中均匀地熔融塑化，同时在挤出过程中，往发泡剂注入装置7高压注入5-25%发泡剂，使之与熔融物料充分混合，过滤去除杂质后送入二级挤出机8中；所述二级挤出工序包括：混炼、加压、冷却；挤出的物料经板材专用模具9挤出发泡成板材，通过冷却成型装置10冷却成型，进入一级牵引机11，并送入辊式输送冷却机12中，在冷却过程中送入二级牵引机13，通过纵向切割机14切除余边完成纵向切割，再按照设定的宽度通过横向切割机15完成横向切割15，包装入库。

所述的复合稳定剂采用铅盐类稳定剂、有机烯类稳定剂、增韧剂ACR和抗氧剂1010的一种或两种以上的混合物。

所述的阻燃剂为六溴环类十二烷阻燃剂或氢氧化物类阻燃剂的一种。

所述的一级挤出机6主机温度设置有九个加热区段分别为：一区165℃、二区180℃、三区180℃、四区180℃、五区170℃、六区170℃、七区170℃、八区170℃、九区160℃；所述的二级挤出机8主机温度设置有八个区段分别为：十区140℃、十一区120℃、十二区140℃、十三区120℃、十四区120℃、十五区120℃、十六区120℃、十七区120℃。

所述专用模具9设置为衣架式或鱼尾式机头的其中一种，机头设置三个加热区，温度分别为：120℃、115℃、120℃。

所述的冷却成型装置(10)设置有间隙可调的上、下定型板，板材厚度为20-100mm，冷却后发泡板产品比重设置为40-60kg/m³。

具体实施时：聚氯乙烯物理发泡板的成型方法涉及的生产装置为连续进料，混合机（1）的容量为500 kg，故以初始进料量为500 kg作为基准，进行实施例操作：

实施实例一：

1. 向混合机1中加入聚氯乙烯225 kg、聚苯乙烯245 kg、苯已烯与已内酯的共聚物5 kg、铅盐类稳定剂25 kg混合均匀后将混合料转入造粒机2中进行造粒；

2. 将物料颗粒与滑石粉2.5 kg、色母料1.5 kg和六溴环类十二烷阻燃剂15 kg一起加入混料机3中混合，混合料经上料机4自动送入一级挤出机6料斗5中；

3. 将料斗5中的混合物料经高压的螺杆在一级挤出机6中经过九个加热区的均匀地加热熔融塑化，加热区温度设置为：一区165℃、二区180℃、三区180℃、四区180℃、五区170℃、六区170℃、七区170℃、八区170℃、九区160℃，同时在挤出过程中，往发泡剂注入装置7高压注入环保型氟利昂25 kg，使之与熔融物料充分混合，过滤去除杂质后送入二级挤出机8中；

4. 过滤物料进入二级挤出机8经过混炼、加压、冷却，冷却过程八个区段温度设置为十区140℃、十一区120℃、十二区140℃、十三区120℃、十四区120℃、十五区120℃、十六区120℃、十七区120℃；

5.挤出的物料经板材专用模具9的衣架式机头，温度设置为120℃、115℃、120℃，挤出发泡成板材，通过冷却成型装置10冷却成型，进入一级牵引机11，并送入辊式输送冷却机12中，在冷却过程中送入二级牵引机13，通过纵向切割机14切除余边完成纵向切割，再按照宽度为600 mm通过横向切割机15完成横向切割15，发泡板产品比重为40 kg/m³，板材厚度为20 mm，最后包装入库。

实施实例二：

1. 向混合机1中加入聚氯乙烯325 kg，聚苯乙烯145 kg，苯已烯与已内酯的共聚物、笨已烯与甲基丙烯酸甲酯的共聚物、接枝共聚物和嵌段共聚物的混合物共5 kg，铅盐类稳定剂、有机烯类稳定剂、增韧剂ACR和抗氧剂1010的混合物共25 kg混合均匀后将混合料转入造粒机2中进行造粒；

2. 将物料颗粒与滑石粉、碳酸钙、硬脂酸锌的混合物共20 kg、色母料10 kg和氢氧化物类阻燃剂50 kg一起加入混料机3中混合，混合料经上料机4自动送入一级挤出机6料斗5中；

3. 将料斗5中的混合物料经高压的螺杆在一级挤出机6中经过九个加热区的均匀地加热熔融塑化，加热区温度设置为：一区165℃、二区180℃、三区180℃、四区180℃、五区170℃、六区170℃、七区170℃、八区170℃、九区160℃，同时在挤出过程中，经发泡剂注入装置7高压注入发泡剂是环保型氟利昂、二氧化碳和丁烷的混合物共125 kg，使之与熔融物料充分混合，过滤去除杂质后送入二级挤出机8中；

5.挤出的物料经板材专用模具9的鱼尾式机头，机头温度设置为120℃、115℃、120℃，挤出发泡成板材，通过冷却成型装置10冷却成型，进入一级牵引机11，并送入辊式输送冷却机12中，在冷却过程中送入二级牵引机13，通过纵向切割机14切除余边完成纵向切割，再按照1200 mm通过横向切割机15完成横向切割15，发泡板产品比重为60 kg/m³，板材厚度为100 mm，最后包装入库。

实施实例三：

1. 向混合机1中加入聚氯乙烯275 kg、聚苯乙烯195 kg、接枝共聚物和嵌段共聚物混合物共5 kg、铅盐类稳定剂和有机烯类稳定剂混合物共25 kg混合均匀后将混合料转入造粒机2中进行造粒；

2. 将物料颗粒与碳酸钙和硬脂酸锌混合物共10 kg、色母料5 kg和六溴环类十二烷阻燃剂30 kg一起加入混料机3中混合，混合料经上料机4自动送入一级挤出机6料斗5中；

3. 将料斗5中的混合物料经高压的螺杆在一级挤出机6中经过九个加热区的均匀地加热熔融塑化，加热区温度设置为：一区165℃、二区180℃、三区180℃、四区180℃、五区170℃、六区170℃、七区170℃、八区170℃、九区160℃，同时在挤出过程中，经发泡剂注入装置7高压注入二氧化碳和丁烷混合物共75 kg，使之与熔融物料充分混合，过滤去除杂质后送入二级挤出机8中；

5.挤出的物料经板材专用模具9的衣架式机头，机头温度设置为120℃、115℃、120℃，挤出发泡成板材，通过冷却成型装置10冷却成型，进入一级牵引机11，并送入辊式输送冷却机12中，在冷却过程中送入二级牵引机13，通过纵向切割机14切除余边完成纵向切割，再按照900 mm通过横向切割机15完成横向切割15，发泡板产品比重为50 kg/m³，板材厚度为60 mm，最后包装入库。

为了更加直观的展现本发明的产品优势，特以本发明生产的聚氯乙烯物理发泡板与现有技术生产的XPS发泡板，按照GB/T 2411—1989、GB/T 8624—1997、GB/T 8811—1988标准进行检测，分别对发泡板硬度、导热性、阻燃性和尺寸稳定性进行对比检测，结果如下：

表1 ：聚氯乙烯物理发泡板与XPS发泡板品质指标对比

根据GB/T 2411—1989、GB/T 8624—1997、GB/T 8811—1988产品标准对发泡板硬度、阻燃性和稳定性进行检测：由表1可知本发明生产的聚氯乙烯物理发泡板的阻燃性为B1，高于XPS发泡板的B2，同时也高于国家标准；导热性为0.03 W/(m.k)，低于XPS发泡板的0.04 W/(m.k)更适于应用于保温材料；尺寸稳定性为2%高于XPS发泡板的3%，产品更加稳定；同等级别的聚氯乙烯物理发泡板和XPS发泡板相比，本发明的发泡板硬度也较高。

综上所述：本发明具有突出的实质性特点和显著的进步。

Claims

1.聚氯乙烯物理发泡板的成型方法，包括造粒、混合、一级挤出、二级挤出、释压发泡、冷却成型、一级牵引、输送冷却、二级牵引、纵向切割和横向切割工序，其特征在于,

所述造粒工序为：向混合机（1）中加入聚氯乙烯、聚苯乙烯、增容剂和复合稳定剂，混合均匀后将混合料转入造粒机（2）中进行造粒，其中各组分的重量百分比为：聚氯乙烯45-65%、聚苯乙烯29-49%、增容剂1%和复合稳定剂5%；

所述混合工序为：将物料颗粒与成核剂、色母料和阻燃剂一起加入混料机（3）中混合，混合料经上料机（4）自动送入一级挤出机（6）料斗（5）中，其中各组分的重量百分比为：成核剂0.5-4%、色母料0.3-2%、阻燃剂3%-10%；

所述一级挤出工序为：料斗（5）中的混合物料经高压的螺杆在一级挤出机（6）中均匀地熔融塑化，同时在挤出过程中，往发泡剂注入装置（7）高压注入5-25%发泡剂，使之与熔融物料充分混合，过滤去除杂质后送入二级挤出机（8）中；

所述二级挤出工序包括：混炼、加压、冷却；挤出的物料经板材专用模具（9）挤出发泡成板材，通过冷却成型装置（10）冷却成型，进入一级牵引机（11），并送入辊式输送冷却机（12）中，在冷却过程中送入二级牵引机（13），通过纵向切割机（14）切除余边完成纵向切割，再按照设定的宽度通过横向切割机（15）完成横向切割，包装入库；

所述的发泡剂采用环保型氟利昂、二氧化碳和丁烷的一种或两种以上的混合物；所述的一级挤出机（6）主机温度设置有九个加热区段，分别为：一区165℃、二区180℃、三区180℃、四区180℃、五区170℃、六区170℃、七区170℃、八区170℃、九区160℃；所述的二级挤出机（8）主机温度设置有八个区段，分别为：十区140℃、十一区120℃、十二区140℃、十三区120℃、十四区120℃、十五区120℃、十六区120℃、十七区120℃。

2.根据权利要求1所述的聚氯乙烯物理发泡板的成型方法，其特征在于所述的复合稳定剂采用铅盐类稳定剂、有机烯类稳定剂、增韧剂ACR和抗氧剂1010的一种或两种以上的混合物。

3.根据权利要求1所述的聚氯乙烯物理发泡板的成型方法，其特征在于所述的成核剂采用滑石粉、碳酸钙、硬脂酸锌的一种或两种以上的混合物，混合物颗粒大小为1250目以上。

4.根据权利要求1所述的聚氯乙烯物理发泡板的成型方法，其特征在于所述的阻燃剂为六溴环类十二烷阻燃剂或氢氧化物类阻燃剂的一种。

5.根据权利要求1所述的聚氯乙烯物理发泡板的成型方法，其特征在于所述专用模具（9）设置为衣架式或鱼尾式机头的其中一种，机头设置三个加热区，温度分别为：120℃、115℃、120℃。

6.根据权利要求1所述的聚氯乙烯物理发泡板的成型方法，其特征在于所述的冷却成型装置(10)设置间隙可调的上、下定型板，板材厚度为20-100mm，冷却后发泡板产品比重设置为40-60kg/m³。