一步法生产可发性聚苯乙烯共经过配料、聚合浸渍、后处理及涂层包装等工序。
(1)原材料准备及配料
本工序为生产的准备工序,将苯乙烯、去离子水、戊烷等贮存于槽内,待聚合工序需要时,根据工艺卡片的要求由定量泵送到反应釜内。并配制聚乙烯醇(9%)抢救时使用。
(2)聚合
定量投入去离子水、苯乙烯,开动搅拌,投HEC、TCP、BPO、T-
BPB、焦磷酸钠等(生产自熄级EPS时,还要加入DCP、HBCD等),关上进料阀;然后升温至<
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/>900C;900C恒温3h,第二次投HEC和TCP;
900C继续恒温3h后,第三次投HEC和TrCP,然后投戊烷,控制压力≤l.OMpa,升温达120C,维持3~4h,冷却到40cC以下出料。
聚合浸渍在反应釜内进行,苯乙烯在搅拌剪切和表面张力的作用下,形成油珠包覆在悬浮液中,形成水包油的状态,防止苯乙烯珠粒相互碰撞粘合。
在此过程中要使分散力大于粘结力,才能保证反应的顺利进行。
苯乙烯的悬浮聚合反应实际上是在苯乙烯油珠内进行的本体聚合反应,反应过程中放出的热量由水传递给夹套通过冷却水移出。
当苯乙烯的转化率达到约75%(即加热到4.5小时)时,在加热加压条件下使发泡剂渗透到聚苯乙烯珠粒中,经过一定时间(约3小时)的聚合浸渍即得EPS树脂。
(3)卸料
聚合浸渍完成后,逐步降温至常温,然后将物料从反应釜卸到中间槽。
(4)离心脱水
含水EPS树脂经离心脱水,除去大部分表面存水,以利于进一步干燥。
(5)旋风干燥
离心脱水后的树脂表面还会残留约1%的水分,会造成加工时的困难。干燥时,热风温度50~
60C;加热器蒸汽压力约0.2MPa。本工序通过气流干燥进行,EPS珠粒在被速度为16。20m/s的热空气吹动的过程中,表面残余水分受热蒸发进入空气中,这种气固混合物沿切线方向进入扩散式旋风分离器,在离心力作用下,粒子被甩向器壁,经碰撞,速度降低而落下,从下端出料口进入过滤料仓;高速旋转的气流,在旋风分离器的中心区形成低压区,湿热空气由中心管向上流出,从而达到去水分的目的。被热风干燥过的物料还需要冷风降温,以除去热空气中水蒸汽,使产品水分进一步降低、以利于筛分。
(6)筛分
被干燥后的EPS粒子进入筛分机,利用孔径不同的筛子,取得不同规格的
EPS珠粒。
(7)涂膜
在EPS的生产过程中,从储存、销售、运输到加工,发泡剂逸失是不可避免的。若逸失量过多,就会造成发泡倍率减小,密度增大。为了延长EPS的存放期,防止发泡剂的过多逸失,提高发泡倍率采用水溶性涂膜剂涂覆在EPS颗粒表面,可有效延长EPS的保存期。
工艺过程是将浸好的EPS颗粒置于溶有涂膜剂的溶液中片刻,然后进行干燥去除水分即可。不同厂家的EPS产品的发泡剂挥发速率是不同的,一是发泡剂种类的差异,二是EPS颗粒表面涂膜剂的影响,通过对EPS中正戊烷的散失速率进行研究,发现EPS颗粒大小对发泡剂的散失速率具有较大的影响。较小的颗粒由于其扩散和逸失距离较短,因而,发泡剂以极快的速率散失。还发现在同样的条件下,异戊烷散失速率比正戊烷要小,尽管前者的沸点大于后者。说明了发泡剂散失速率不仅取决于其沸点,而且与其结构有关。由于异戊烷的支链结构在PS粒子中被包裹的更加紧密,不易逃出PS大分子的“笼子”,因此,使得保存期更长。这对于选择发泡剂中的正戊烷和异戊烷的比例是有帮助的,但无论何种发泡剂都有一定的散失速率。实验表明:用运输桶包装比纸袋包装散失速率要小得多。为了能有效、迅速地解决保存期的问题,用涂膜剂对不同种类发泡剂浸渍的产品处理,可以使其保存期延长一倍以上。
(8)包装
按照不同的规格如:25kg.50kg、500kg和1000kg等进行包装。包装的目的有两个,第一易于运输,第二降低发泡剂的挥发,使贮存期延长。
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