CN109318421A - 一种高效低耗的立式发泡工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及交联聚烯烃发泡技术领域，尤其涉及一种高效低耗的立式发泡工艺。其依次包括以下步骤：通过传送装置将待发泡片材送至预热炉预热至70‑110℃；通过所述传送装置将预热后的片材送至发泡炉发泡，传送速度为12‑30m/min，发泡步骤包括：a.一段发泡，将片材于270‑290℃发泡5‑8s；b.二段发泡，将片材于230‑270℃发泡5‑8s；展开并冷却至25‑60℃后通过所述传送装置收卷得到发泡产品。该工艺通过加高发泡炉的高度得到两段式发泡方法，能够有效提高发泡效率。
Description
技术领域
本发明涉及交联聚烯烃发泡技术领域，尤其涉及一种高效低耗的立式发泡工艺。
背景技术
聚烯烃类塑料应用范围广泛，具有良好的物理、化学和力学性能，其韧性、挠曲性和缓冲性能良好，并且具有电绝缘、隔热等性质，广泛应用于包装、化工、建筑等领域。聚烯烃类泡沫塑料应用广泛，也是最早成功制得的泡沫塑料之一。
目前交联聚烯烃发泡工艺主要是首先将聚烯烃原料及各种助剂进行捏合、造粒，加入挤出机进行塑化，得到各组分混合均匀的聚烯烃母片，然后通过发泡炉进行发泡。现在通用的发泡炉主要有两种，一种是以水平炉为预热段和发泡段，一种是让发泡母片首先通过一段水平炉，然后在垂直炉中进行发泡。在第二种方式中，水平炉主要提供聚烯烃母片的预热，通过不同温度的区间加热以后，使到达垂直炉的聚烯烃母片具有一定的温度，有利于发泡的进行，提高发泡质量。垂直炉是聚烯烃母片发泡段，是主要的发泡完成工位。聚烯烃母片进入垂直炉后，在高温作用下发泡剂发生分解，气泡分散与母片内形成聚烯烃泡沫。
在第二种方式中，片材在垂直炉中不是一直都在发泡的，垂直炉中能够达到发泡温度的只有其中间一小部分，这是因为目前所用的发泡炉垂直段高度较低，一般为5-6m，在这种高度下，垂直发泡炉最上面的一段，如果不设加热装置，由于高度不够，其无法自然通过抽风效应达到发泡温度，如果设置加热装置，又会在抽风效应下导致温度过高，因此实际发泡段往往只能是垂直炉的中间段。所以现有的发泡工艺只能进行一段式发泡，而为了使片材在这一段内能够发泡完全，片材经过这一段的速度势必需要降得很低，以保证片材充分受热。而片材的预热、发泡和收卷是由同一传送装置传动的，片材经过发泡段的速度降低也就意味着最后收卷速度的降低，也就是整个工艺的产能、效率降低。
发明内容
本发明要解决上述问题，提供一种能够有效提高发泡工艺产能的立式发泡工艺。
本发明解决问题的技术方案是，提供一种高效低耗的立式发泡工艺，依次包括以下步骤：
（1）预热，通过传送装置将待发泡片材送至预热炉预热至70-110℃；
（2）发泡，通过所述传送装置将预热后的片材送至发泡炉发泡，传送速度为12-30m/min，发泡步骤包括：a.一段发泡，将片材于270-290℃发泡5-8s；b.二段发泡，将片材于230-270℃发泡5-8s；
（3）展开，将发泡后膨胀的片材展平；
（4）冷却，将展开后的片材冷却至25-60℃；
（5）收卷，通过所述传送装置收卷冷却后的片材。
优选地，所述发泡炉为垂直设置、高7-9m的发泡炉，且其顶部和底部均设有风口、中部设有加热件，从而通过抽风效应使得发泡炉内形成垂直的温度梯度；所述发泡炉根据温度梯度、沿片材传送方向依次包括用于进行一段发泡的第一发泡段、用于进行二段发泡的第二发泡段和用于进行展开操作的展开段，所述加热件设置于第二发泡段，所述展开段的温度为180-230℃。
优选地，所述第一发泡段和第二发泡段总高3-5m。
优选地，利用设置于展开段的展开装置展开片材，所述展开装置包括分别设置于片材两侧面以将片材夹制的展开辊，所述展开辊向片材方向转动，且转速为84-180r/min。
优选地，所述展开辊通过固定件设置于炉壁，所述固定件包括第一安装座和第二安装座，所述展开辊包括第一支撑部和第二支撑部，所述第一安装座与第一支撑部转动连接，所述第二安装座与第二支撑部转动连接。
优选地，所述第一支撑部和第二支撑部将所述展开辊分为悬空设置于片材两侧的工作段、设置于固定件的支撑段以及与驱动装置连接的传动段，所述工作段的长度为支撑段的2-3倍。
优选地，所述加热件的设置密度沿片材于发泡炉内的传送方向递增。
优选地，所述传送装置为辊组结构，包括设置于发泡炉出口端片材两侧面、并贴合片材的辊筒，所述辊筒内设有冷却水腔，通过所述辊筒进行冷却操作。
本发明的有益效果：
1.将片材进行两段式发泡，可有效提高片材的发泡均匀度，从而提高产品质量。
2.将片材于垂直的发泡炉内发泡，并通过加高发泡炉的高度，使得发泡炉最高的一段在抽风效应下达到发泡温度，成为第一发泡段，并且不会影响常规发泡的第二发泡段，从而提供两段式发泡条件。
3.两段式发泡使得实际发泡区域长度增加，也就会导致受热时间增加，那么为了得到与之前相同的发泡完成度，片材的收卷速度可以进一步提高，从而提高了设备的产能。
4.第一发泡段无需设置加热件，通过设置于第二发泡段的加热件在抽风效应下达到发泡温度，节能减耗。
附图说明
图1是一种用于进行高效低耗的立式发泡工艺的立式发泡炉的结构示意图；
图2是一种用于进行高效低耗的立式发泡工艺的展开装置的工作示意图；
图中：传送装置10，辊筒11，预热炉20，发泡炉30，第一发泡段31，第二发泡段32，展开段33，加热件40，展开辊51，固定件52，第一安装座52a，第二安装座52b驱动装置60。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施方式，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例1
一种高效低耗的立式发泡工艺，如图1所示，采用立式发泡设备进行该工艺流程， 依次包括以下步骤：
（1）预热，通过传送装置10将待发泡片材送至70-110℃预热炉20预热。由于片材是经过一段炉体逐渐得到加热的，炉内每一处的温度不同，因此预热炉内的温度是一段温度范围。
（2）发泡，通过传送装置10将预热后的片材送至发泡炉30发泡，传送速度为21m/min，发泡步骤包括：a.一段发泡，将片材于270-285℃发泡6s；b.二段发泡，将片材于230-270℃发泡6s。其中，发泡炉30为垂直设置、高8.1m的发泡炉，且其顶部和底部均设有风口、中部设有加热件40，从而通过抽风效应使得发泡炉30内形成垂直的温度梯度。发泡炉30根据温度梯度、沿片材传送方向依次包括用于进行一段发泡的第一发泡段31、用于进行二段发泡的第二发泡段32和用于进行展开操作的展开段33，第一发泡段和第二发泡段总高4.2m。
其中，加热件40设置于第二发泡段32，且加热件40的设置密度沿片材于发泡炉30内的传送方向递增，从而通过加热使第二发泡段32内的温度达到230-270℃。而设置于第二发泡段32上部的第一发泡段31会在发泡炉30的高度、风口的作用下由抽风效应达到270-285℃的温度，同时设置于第二发泡段32下部的展开段33达到180-230℃。
从而在无需增设加热件的情况下为片材提供两段式发泡，不仅提高了发泡效率、发泡质量，还具有节能减耗的优势。
（3）展开，将发泡后膨胀的片材展平。如图2所示，由于片材发泡会膨胀变形，因此利用设置于展开段32的展开装置展开片材，展开装置包括分别设置于片材两侧面以将片材夹制的展开辊51，展开辊51向片材方向转动，由于片材的收卷速度较高，因此展开辊51的转速也较高，为130r/min。
那么在较高转速的情况下，为了保持悬空的展开辊51的稳定工作，展开辊51通过固定件52设置于炉壁，固定件52包括第一安装座52a和第二安装座52b，展开辊51包括第一支撑部和第二支撑部，第一安装座52a与第一支撑部转动连接，第二安装座52b与第二支撑部转动连接。第一支撑部和第二支撑部将展开辊51分为悬空设置于片材两侧的工作段、设置于固定件52的支撑段以及与驱动装置60连接的传动段，工作段的长度为支撑段的2-3倍。展开辊51通过第一安装座52a和第二安装座52b提供的支撑点和限位点稳定其悬空的工作段，使之即使在高速收卷速度下，其能够高速旋转展开片材，同时也不会产生抖动影响片材的展开质量。
（4）冷却，将展开后的片材冷却至40℃。由于本发明的传送装置10为辊组结构，包括设置于发泡炉30出口端片材两侧面、并贴合片材的辊筒11，辊筒11内设有冷却水腔，可以通过辊筒11在对片材进行夹制张紧、展平的同时进行冷却操作。
（5）收卷，通过传送装置10收卷冷却后的片材即得到发泡产品。
实施例2
预热，通过传送装置将待发泡片材送至预热炉预热至70-110℃。
发泡，通过传送装置将预热后的片材送至发泡炉发泡，传送速度为12m/min，发泡步骤包括：a.一段发泡，将片材于270-280℃发泡8s；b.二段发泡，将片材于230-270℃发泡8s。其中，发泡炉为垂直设置、高7m的发泡炉。
展开，用展开辊将发泡后膨胀的片材展平，展开速度为84r/min。
冷却至25℃后收卷得到发泡产品。
实施例3
预热，通过传送装置将待发泡片材送至预热炉预热至70-110℃。
发泡，通过传送装置将预热后的片材送至发泡炉发泡，传送速度为30m/min，发泡步骤包括：a.一段发泡，将片材于270-290℃发泡5s；b.二段发泡，将片材于230-270℃发泡5s。其中，发泡炉为垂直设置、高9m的发泡炉。
展开，用展开辊将发泡后膨胀的片材展平，展开速度为180r/min。
冷却至60℃后收卷得到发泡产品。
对比例1
预热，通过传送装置将待发泡片材送至预热炉预热至70-110℃。
发泡，通过传送装置将预热后的片材送至垂直的发泡炉于230-260℃发泡，该发泡炉高5.4m，传送速度为7m/min。
展开，用展开辊将发泡后膨胀的片材展平，展开辊转动速度为130r/min。
冷却至40℃后收卷得到发泡产品。
相对于传统发泡工艺，本发明的发泡工艺在不影响发泡质量的情况下有效提高了发泡效率，对比如下表。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (8)
1.一种高效低耗的立式发泡工艺，其特征在于：依次包括以下步骤：
(1)预热，通过传送装置（10）将待发泡片材送至预热炉（20）预热至70-110℃；
(2)发泡，通过所述传送装置（10）将预热后的片材送至发泡炉（30）发泡，传送速度为12-30m/min，发泡步骤包括：a.一段发泡，将片材于270-290℃发泡5-8s；b.二段发泡，将片材于230-270℃发泡5-8s；
(3)展开，将发泡后膨胀的片材展平；
(4)冷却，将展开后的片材冷却至25-60℃；
(5)收卷，通过所述传送装置（10）收卷冷却后的片材。
2.根据权利要求1所述的一种高效低耗的立式发泡工艺，其特征在于：所述发泡炉（30）为垂直设置、高7-9m的发泡炉，且其顶部和底部均设有风口、中部设有加热件（40），从而通过抽风效应使得发泡炉（30）内形成垂直的温度梯度；所述发泡炉（30）根据温度梯度、沿片材传送方向依次包括用于进行一段发泡的第一发泡段（31）、用于进行二段发泡的第二发泡段（32）和用于进行展开操作的展开段（33），所述加热件（40）设置于第二发泡段（32），所述展开段（33）的温度为180-230℃。
3.根据权利要求2所述的一种高效低耗的立式发泡工艺，其特征在于：所述第一发泡段和第二发泡段总高3-5m。
4.根据权利要求2所述的一种高效低耗的立式发泡工艺，其特征在于：利用设置于展开段（32）的展开装置展开片材，所述展开装置包括分别设置于片材两侧面以将片材夹制的展开辊（51），所述展开辊（51）向片材方向转动，且转速为84-180r/min。
5.根据权利要求4所述的一种高效低耗的立式发泡工艺，其特征在于：所述展开辊（51）通过固定件（52）设置于炉壁，所述固定件（52）包括第一安装座（52a）和第二安装座（52b），所述展开辊（51）包括第一支撑部和第二支撑部，所述第一安装座（52a）与第一支撑部转动连接，所述第二安装座（52b）与第二支撑部转动连接。
6.根据权利要求5所述的一种高效低耗的立式发泡工艺，其特征在于：所述第一支撑部和第二支撑部将所述展开辊（51）分为悬空设置于片材两侧的工作段、设置于固定件（52）的支撑段以及与驱动装置（60）连接的传动段，所述工作段的长度为支撑段的2-3倍。
7.根据权利要求2所述的一种高效低耗的立式发泡工艺，其特征在于：所述加热件（40）的设置密度沿片材于发泡炉（30）内的传送方向递增。
8.根据权利要求1所述的一种高效低耗的立式发泡工艺，其特征在在于：所述传送装置（10）为辊组结构，包括设置于发泡炉（30）出口端片材两侧面、并贴合片材的辊筒（11），所述辊筒（11）内设有冷却水腔，通过所述辊筒（11）进行冷却操作。
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