塑料发泡设备 PVC发泡板混料设备与生产工艺详解

塑料泡沫板产品混合系统的组成

聚氯乙烯泡沫板产品的混合系统由测量仪器、加料机、热/冷混合机、除尘装置等设备组成。

1.测量仪器

混合前，不同的原材料应使用不同精度的测量仪器进行测量。用量大的话，碳酸钙、发泡调节剂、再生料可以用电子衡器计量，精度10g，除了树脂是整袋计量，计量偏差50g；；小剂量(如稳定剂、润滑剂、发泡剂等。)必须用精度为1g的电子秤测量，测量偏差为5g。

2.喂料机结构

聚氯乙烯泡沫板产品一般采用真空喂料机。True 空喂料机由true 空泵、过滤器、吸管、料斗、吸管和储罐组成。运行时，真空空泵通过过滤器和抽气管，使真空空料斗内产生负压。此时，储罐中的物料将在这种负压的作用下通过吸管被吸入真空料斗。当真空料斗中的物料达到一定料位时，真空泵停止工作，真空料斗因负压损失而停止给料。这时，料斗下部的料门打开，物料落入主料斗。一段时间后，闸门再次关闭，真空泵再次开始工作。这个循环完成进料工作。国产真空给料机功率一般为0.75-2.2KW (kW)，输送能力(当秸秆长度为5米时)为100-600kg/h (kg/h)。

3.冷热混合机组

聚氯乙烯泡沫板产品中使用的热/冷混合器主要有两种:SRW500/1000和SRW800/2000，相关技术参数介绍如下:

SRW500/1000冷热混合器主要技术参数

500热拌机组主要技术参数

⊙一次最大投料量:120-150公斤/盆

⊙总体积:500L；有效容积:375升

混合时间:聚氯乙烯塑料制品的加工温度为110℃，6-10分钟/罐

主轴速度:430-860转/分(转/分)

⊙搅拌桨数量:3片；加热方式:自摩擦发热

⊙排气压缩空气体压力:0.45-0.55兆帕

⊙坩埚壁材料和厚度:不锈钢6mm；坩埚底部的材料和厚度:不锈钢10毫米

⊙电机型号及功率:型号:VD 280m-8/4-v；功率55/75KW；；转速:740-1485转/分；电380V/60HZ。

500冷混机组主要技术参数

⊙总体积:1000L；有效容积:620升

⊙一次最大投料量:120-240公斤/盆

⊙搅拌时间:(120 kg/罐，温度由110℃降至45℃)，10 min (min)以上。

⊙冷却方式:水冷；冷却水温度:小于等于14℃-20℃；冷却水压力:大于等于0.1兆帕；；冷却水消耗量:3-5t/h(吨/小时)；主轴速度:80转/分。

⊙搅拌桨数量:3组；排气方式:气压；压缩空气压:0.45-0.55兆帕

⊙坩埚壁材料和厚度:不锈钢6mm；内端盖的材料和厚度:不锈钢126毫米

⊙压缩空耗气量:4-8m3/h(立方米/小时)；整机重量:约550公斤

SRW800/2000(2500)冷热混合机组主要技术参数

800热拌机组主要技术参数

⊙输出:≤1300kg/h；一次最大投料量:260公斤/盆

⊙总体积:800L；有效容积:520升

⊙搅拌时间:工艺温度110℃，10-12分钟/罐

⊙主轴转速:330-600转/分(转/分)；搅拌桨数量:3个；加热方式:自摩擦发热；排气压缩气体压力空:0.35-0.45兆帕；；电功率83/110千瓦

2000(2500)冷拌机组主要技术参数

⊙总体积:2000(2500)l；有效容积:1200 L；一次最大投料量:260-520公斤/盆

⊙搅拌时间:温度从110℃降至45℃，不到10分钟(min)

⊙冷却方式:水冷；冷却水温度:小于20℃；冷却水压力:小于0.1兆帕；；冷却水消耗:5t/h(吨/小时)；主轴速度:80转/分钟

⊙搅拌桨数量:3组；排气方式:气压；压缩空气压:0.35-0.45 MPa；；

⊙坩埚壁材料和厚度:不锈钢6mm；内端盖的材料和厚度:不锈钢126毫米

⊙压缩空耗气量:600L/h(升/小时)；整机重量:约5500公斤

4.除尘回收装置

通常，混合除尘装置在热混合器的进料口和冷混合器的出料口上方装有除尘罩。在吸尘罩的管道内安装有轴流风机，通过风机将充放电过程中排出的灰尘排入吸尘器，然后通过吸尘器过滤灰尘，回收灰尘。

混合技术

配方是生产泡沫塑料板基础、前提和前提。没有好的配方，很难生产出高质量的塑料泡沫板产品，但配方不是生产高质量板材的唯一条件。

聚氯乙烯泡沫板技术主要包括配料、热拌、冷拌、废料回收和混合等。

混炼是生产PVC泡沫板的第一道工序，起着非常重要的作用。在挤出过程中，一般采用锥形双螺杆挤出机，其正向输送功能远大于物料的混合功能，所以各种添加剂的均匀混合和混合主要是通过挤出前的物料混合来完成的。

因此，一位德国专家说:“好的混炼设备可以弥补塑化性能差的挤出机，但塑化性能好的挤出机弥补不了混炼设备差的影响。”

配料的技术原理和工作要求

配料是严格按照配方成分和用量的要求，使用不同精度的计量仪器，准确称量和混合生产所需的各种原料。因为不同的原料在塑料泡沫板的生产中起着不同的作用:它们具有热稳定性和促进发泡的作用，它们具有促进塑化和减缓塑化以及促进脱模的作用；可以起到发泡作用，抑制产品的泡孔破裂，起到成核作用，增加刚性，降低成本。这些配方的成分和剂量是通过许多严格的测试获得的。用量过多会增加成本，用量过少会影响PVC板的性能。因此，如果配料工作出了问题，PVC板的质量会受到很大影响。

配料的操作程序如下

⊙工作时，必须穿工作服，严禁携带任何与工作无关的杂物，以免工作时掉入配料斗内。

⊙术前做好准备。各种辅料要打开检查，原材料要码放整齐，摆放整齐，摆放整齐。

⊙各种原料的颜色、粒度、流动性(手感)、用量标准一定要非常明确。

⊙不同的原材料应采用不同精度的测量仪器。用量大(如树脂粉、发泡调节剂、碳酸钙等。)可以用电子天平测量，精度为10g少量(如稳定剂、润滑剂、发泡剂等。)必须用精度为1g的电子秤测量。测量偏差:CaCO3≤50g，其他材料≤5g。

⊙配料时要小心轻放，不要将物料漏到地面或扬起灰尘，污染环境。

⊙电子秤等计量器具必须定期检查、维护和检查，发现问题应及时处理或更换。工作完成后，必须清理粘附在仪器上的漂浮物质，以免影响测量仪器的精度。

⊙成分质量要经常复检。计量不合格的原材料应作为废物处理，不得与已称重合格的原材料混合使用。

⊙详细记录每班的配料，包括原料品牌、产地、配料数量、操作人员等。特别是，必须详细记录新原材料，以验证其性能。

⊙配料工作完成后，各种原材料必须密封，检查称量的添加剂量和剩余添加剂量是否与添加剂总量一致，防止遗漏或重复配料现象。

热混和冷混

热混合技术原理

1.热混合过程

热混不是简单的混合搅拌物料的过程，而是配方中不同成分和剂量的物料在高速旋转的搅拌叶片的推动下，沿着混合器内壁快速分散，从混合器中部落下，形成旋涡运动的过程。在物料与搅拌桨和混合器内壁的碰撞摩擦产生的剪切作用下，物料由固态、单相、非均相状态转变为多相、均相、部分凝胶状态，物料温度不断上升，PVC颗粒与其他组分不断相互穿插，PVC颗粒表面逐渐吸收或吸附稳定剂和润滑剂等。密实度可以通过表观密度的增加来衡量。通常PVC树脂的表观密度只有0。45~0.55 g/cm3，而热混合物的表观密度可增加至0。63~0.70克/立方厘米。

热混合过程包括扩散、对流和剪切。扩散使材料成分分布更加均匀，使成分颗粒从更多区域向更少区域迁移，从而达到成分均匀；对流和剪切是机械力作用下的不规则流动，使物质成分均匀分散。

随着温度的不断升高，PVC颗粒不断吸收稳定剂、润滑剂等。，并逐渐被各成分包覆；当物料温度升至100℃左右时，容易去除PVC树脂和添加剂中的水分等挥发性物质，避免挤出过程中产生气泡；当物料升至110~120℃时，可形成均匀稳定的干混粉。

2.聚氯乙烯混合物的凝胶化

热混也是PVC混合物的凝胶化过程。不混料的PVC树脂在常温下粒径不同，小颗粒较多，容易导致挤出成型时塑化不均匀。在热混过程中，PVC树脂逐渐熔融、塑化、再结晶形成网络形态。

从常温到50℃以下，PVC团聚粉和较大颗粒被摩擦撞击后，虽然表观密度变化不大，但大颗粒堆积后被切割破碎后逐渐变成小颗粒，吸收热量和机械能后活性增加，逐渐与其他颗粒结合，粒径增大。

当物料温度低于90℃时，混合器升温较快，然后缓慢，扩散、剪切和对流更加剧烈。当物料温度达到115℃时，PVC树脂的小颗粒变大且均匀，逐渐消失，颗粒边缘因部分凝胶化而变得透明半透明。

在一定条件下，聚氯乙烯树脂颗粒的部分凝胶化程度由放电温度决定。当物料温度达到120℃时，PVC颗粒趋于稳定，凝胶化程度加剧。

在整个热混过程中，PVC颗粒被反复组合、均化，使颗粒尺寸增大，PVC颗粒的表观密度达到最大值，有利于增加挤出产量，促进材料的均匀塑化，提高塑料制品的产量和焊接、冲击性能等性能。聚氯乙烯干混粉具有良好的均匀性和主流性能，可以观察到聚氯乙烯树脂不仅粒径细小、形状变化均匀，而且表现出高表观密度和部分凝胶化的特点。

3.热混合物排放温度的设置

热混的出料温度决定了PVC材料的均匀塑化过程。如果热混合温度太低，如果不满足预定的温度要求，物料将被排出进行冷混合。如果混料罐内物料的捏合不均匀，即PVC颗粒的重组和均化不完全，会影响颗粒的表观密度和凝胶化，原料各组分的性能得不到协调和充分发挥，物料的水分也不会完全析出，从而影响挤出成型的塑化程度。挤出物料很难塑化，需要提高挤出凝固温度，但有时机筒温度过高，塑化不好，导致产品各项理化性能下降；如果热混温度过高，PVC材料很容易降解，甚至在混罐中“糊”，影响生产。

因此，一般情况下，使用SG-7或SG-8树脂粉生产PVC塑料泡沫板产品时，应取110℃-115℃作为热拌的额定温度指标。碳酸钙用量较大时，可适当提高热拌料的出料温度，有利于PVC材料和低熔点组分对碳酸钙的平衡吸附，提高表观密度和流速的均匀性。

4.热混合时间

除了热混合排放温度控制，还需要密切关注热混合时间，以便监控排放温度控制。连续拌料时，若热拌至出料时间短(如少于7分钟)，则应延长每批的间隔时间；

搅拌机长期使用时，如果温度上升太慢(如超过12分钟仍达不到出料温度)，可及时出料，并仔细检查热电偶、温度计是否指示故障，并进行处理。

当发现搅拌机叶片磨损严重时，应及时更换，以免影响搅拌质量。一般当搅拌时间超过正常搅拌时间的2倍或叶片末端磨损超过15毫米时，应更换叶片。

5.热混合加料顺序

热混加料顺序对混合质量和混合罐磨损有一定影响。

喂食顺序通常是:

将PVC树脂低速引入热混罐中；

在60℃高速条件下，向树脂中加入稳定剂；

在75℃高速条件下，加入内滑剂、黄白色发泡剂；

在90℃的高速条件下，加入发泡调节剂和外滑剂；

添加碳酸钙、再生材料、颜料等。在100℃的高速下；

将混合物排入110-115℃的冷混罐中；

在冷混罐中混合至45℃，出料。

角色:

先加入热稳定剂，可以充分发挥其对PVC树脂的热稳定作用；

早期添加内润滑剂有利于PVC材料的初始凝胶化和分散效果；

过早加入碳酸钙不仅会磨损混合罐，还会优先吸收内部润滑剂；

过早加入发泡调节剂，会优先吸收内滑剂和热稳定剂；

过早加入外部润滑剂会降低混合的摩擦热和剪切热，影响混合效果，延缓稳定剂的增塑和分散性能；

过早添加二氧化钛会影响产品的表面光洁度和颜色，严重磨损搅拌罐。

6.混合量

热拌总量不容忽视。一般每批物料应控制在热混罐体积的75%左右，以避免混合时间过长(或过短)而造成塑化过度(或塑化不均匀)。

冷混技术原理

冷混和热混的工作原理是不同的。热混一般没有外部加热设备，主要依靠高速旋转的叶片带动物料相互碰撞，利用物料与料筒之间的摩擦剪切产生的热能，使常温物料成为热混物料。冷拌机的筒体有夹层，冷却水在夹层中流动；通常，冷混合器的体积约为热混合器的3倍。

进入冷拌机的热拌料，在宽敞的环境和旋转叶片不断搅拌翻滚的情况下，被料筒内壁夹层内的冷却水吸收热量，逐渐自行冷却。PVC材料在热拌后应立即进行冷拌，以防止热拌材料在高温下长时间存放时降解。同时，热拌不冷拌的话，在自然状态下冷却很容易重新吸水，对挤出会有不好的影响。

冷混不仅可以防止PVC材料在高温下冷却时吸水回潮，还可以进一步排出PVC材料在放热过程中的分子间水分。聚氯乙烯材料的出料温度对保证干混质量至关重要。

有技术人员认为PVC材料要在挤出机中塑化，趁热添加即可，不必冷混。因此，不经冷混直接将热料加入挤出机，会导致产品质量不合格。冷混排额定温度一般为40℃，冷却水温度一般控制在13~15℃。

混合料的质量评价方法:

(1)干燥混合料的质量要求是松散、不结块、表面无油脂、有弹性的手捏、无杂质等。

(2)用手挤压干燥的混合物，让其自由下落，最好灰尘少，手上粘附少；

③观察挤出机出口处物料的初步塑化状态，要求处于“豆腐渣”或“桔皮”状态。模具挤出的板坯色泽一致，出料均匀，手动弹性好，挤出机电流稳定，压力显示正常稳定，表明干混质量好。

混合材料的操作程序

⊙各种原材料必须挂牌堆放整齐、清晰、整齐；原材料之间应保持相应的距离，不得相互混淆。

⊙严格按照混合程序和卸料温度操作。在混合过程中，有必要观察热混合罐和冷混合罐的排放阀是否泄漏。

⊙热电偶和仪器是显示和监测混合物温度的重要仪器，因此必须定期校准，以保持它们处于良好和灵敏的状态。搅拌物料前，仔细检查热电偶是否安装到位，是否被物料包裹或损坏，仪表是否显示故障。当热电偶或仪器有质量问题时，不得进行混合操作。

⊙工作前，仔细检查聚氯乙烯加料罐的滤网是否完好。

⊙定期检查搅拌机。如果发现搅拌机盖板、叶片粘料或搅拌槽死角有积料，应及时清理。清洗时，严禁携带钢、铁、铜等硬物，严禁任何杂物落入搅拌罐内。

⊙在搅拌过程的中后期，要定期检查搅拌槽的排气袋是否堵塞。

⊙混合后的原材料应及时运至储罐，并在常温下存放24h进行固化处理，以消除混合过程中产生的静电，提高干混物的表观密度和流动性。如果混合后的静置时间过短，在挤出过程中容易出现轮廓“喘息”现象，靠自身重量进料的挤出机容易出现“架桥”现象。

⊙混合有色材料时，必须接收单独的材料。禁止将混合物料运输到储罐，以免污染自动输送系统。彩色材料人工装袋后必须封闭，不得露天堆放，以免受潮影响搅拌质量。

⊙有色材料混合后，必须仔细清洁水箱，并用聚氯乙烯树脂进一步清洁，直到干净无噪音。用于清洗混合槽的PVC树脂可以作为混合清洗材料，不能再作为挤出生产材料。

⊙搅拌过程中发生“糊”故障后，必须及时用软金属清洗罐体。清洁时应佩戴防毒面具，以保护人身安全。

⊙停工期间，必须有工作人员值班，搅拌机要定期启动，防止电脑程序丢失。

高速搅拌装置操作工艺规范

启动前的准备

⊙保持机器各部分清洁，特别是混合器内腔和排放阀应清洁，以确保没有硬物或污垢。

⊙详细检查机器的连接部件是否松动，压缩空气体和管道连接是否泄漏，压力表指示是否正常。

⊙检查是否有磨损、粘连等缺陷。并严格按照润滑规定润滑所有零件。

⊙检查各气动阀的开闭是否灵活，无卡阻。

⊙检查搅拌桨是否安装牢固，刮板与罐底之间是否有研磨现象，并保持一定的间隙。

⊙手动旋转时，主轴应轻便灵活。“v”形皮带应均匀拧紧，电机底板螺栓不应松动。

⊙检查电气设备是否安全可靠。

⊙详细检查水、电、气压指示是否正常；冷却水压力不宜过高，供水阀门应开启60% ~70%，以免压力过大造成冷拌罐变形甚至爆裂。

⊙如果采用“自动”程序，需要检查各温度设定点是否符合生产工艺。

启动和运行的注意事项和安全措施

⊙非专业人员严禁操作设备，工作中严禁私自更改设备的设定参数，严禁非法操作配电盘的程序开关。

⊙自动和手动切换应在停机或空负荷下进行，装卸时严禁站在起重机下方。

⊙运行时，密切注意高速搅拌机的电流是否在正常范围内；高速混合时一般在80-100之间，冷混合时一般在18-20之间。如果电流过低，可能是给料量不符合要求或者滑轮松滑，应及时处理；如果电流突然增大而没有回落，电机发热或有噪音，可能是搅拌机内有异物或轴承松动。立即停车，查明原因，排除故障。

⊙设备运行时，禁止启动卸料阀和气动元件。

⊙主机启动后，用量较小的物料应放入小盖孔内，严禁将硬物等杂质带入搅拌机内。

⊙生产结束后，关闭电、气、水阀门。

⊙所有安全阀、电磁阀和过滤器必须定期清洗和检查。

⊙维修搅拌机时，停机并切断电源。

聚氯乙烯废料的回收

在塑料泡沫板的挤出过程中，由于各种原因(如质量调试、故障处理、正常开停工等)会出现大量废料。);同时，家具和广告牌的生产也会产生大量的边角废料。这些废弃物如果不回收利用，会影响企业的经济效益；如果回收不当，会影响纸板的质量。因此，聚氯乙烯废弃物的回收是一项重要且不可忽视的工作。

泡沫板附着的各种添加剂平衡表

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助剂名称不 足过 量稳定剂板面发黄，糊料，制品脆性大发泡剂提前分解，发泡气体从加料孔、真空口逸出发泡调节剂熔体强度不足，泡孔不均匀，板材会出现泡孔，密度大熔体强度大，熔体内气泡无法扩展，产品密度高发泡剂发泡倍率低，制品发泡较少较大，密度偏大。

黄色起泡剂较多，白色起泡剂较少，容易起泡不均匀，出现局部圆泡

发泡倍率高，在制品密度过低时，易出现泡孔等现象。超过一定范围板材密度反而变大。黄发泡过量，发气量较大，局部产生较大气泡和空穴，固体残留物也多，对于厚板材可能会因内部过热，产生烧焦现象，发气量超出熔体强度承受范围，泡孔破裂，制品外观出现塌坑，密度增大；白发泡过量，制品泡孔变粗，断面细密度较差内、外滑剂熔体黏度较大，塑化扭矩较大，熔体粘壁现象严重，物料表面有黄色的分解线，表面光滑性较差，制品力学性能较低塑化扭矩较小，熔体塑化明显不足，虽然制品光滑度好但压点粘合较差，严重影响制品力学性能外滑挤出机5区温度不易控制，易超温，板面出现大泡、串泡、发黄，板材表面粗糙。摩擦剪切热增大引起物料分解，板面发黄、糊料塑化不良，模具内结垢和制品表面析出，也会出现某些症状在表面不定期来回移动内滑物料分散性不好，塑化不均，泡孔缺少核芯，泡孔数量减少，发泡率降低。制品厚度难以控制，板材中间厚两边薄，还可能出现粘附和局部过热等现象发泡制品发脆，耐热性能下降，并在一定温度和熔压作用下转化为外润滑，致使润滑失衡碳酸钙泡孔缺少核芯，泡孔数量减少，发泡率降低组分中树脂相对含量减少，熔体强度低，板截面容易产生破泡

从以上各种原料的平衡表可以看出，发泡剂、发泡调节剂、稳定剂、润滑剂、碳酸钙等原料的用量是有计量和相互制约关系的，量少是不够的，量大不一定好。在生产实践中，要经过反复试验，充分发挥各种原料的协调作用，找到最佳平衡点，实施最佳配比，充分提高熔体强度和发泡效率。

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