聚苯乙烯挤塑成型设计说明书

华北科技学院毕业设计

3000吨/年的XPS泡沫板厂的设计

设计总说明

本设计的依据是华北学院毕业设计任务书——《3000吨/年的XPS泡沫板厂的设计》，本设计主要参考了《挤塑聚苯乙烯泡沫塑料》，《绝热用挤塑聚苯乙烯泡沫塑料的性能和应用前景》，《绝热用挤塑聚苯乙烯泡沫塑料的生产工艺和应用》。

聚苯乙烯泡沫塑料是以聚苯乙烯树脂为主体，加入发泡剂等添加剂制成。本文针对聚苯乙烯泡沫的挤出成型进行了说明，由聚苯乙烯、多种助剂、发泡剂混合在挤出机中，经过熔融、加压、混炼后经过模头挤出，压力释放，发泡剂气化形成微小气泡，被包覆在聚苯乙烯膜泡内，冷却定型形成截面均匀、闭孔蜂窝状的板材，这种结构使XPS板成为具有极低的吸水性、防潮、不透气、轻质、耐腐蚀、低热导系数、高抗压性、抗老化性等优异性能的节能环保型保温材料。由于连续性挤出所致的紧密的闭孔结构，它的密度、吸水率、导热系数及蒸气渗透率均低于其他类型的板材，是目前市场公认的最佳保温材料。

本文通过对年产3000吨的挤塑聚苯乙烯泡沫塑料板厂进行设计，详细叙述了包括：挤塑聚苯乙烯泡沫塑料的发展，性能及应用前景，项目的意义，常用阻燃剂的介绍，生产工艺的选择，成型设备的选择，选料配料以及工艺计算；根据生产能力，进行了物料衡算和能量衡算。

XPS泡沫塑料具有优异的隔热保温性能，其热导率通常低于0.028W/m?K;XPS泡沫塑料一旦生产完毕，泡孔内即是发泡剂和空气的混合物，其比例随时间发

3000吨/年的XPS泡沫板厂的设计

生变化,具有长期热阻；由于泡孔结构紧密相连且壁间无缝隙，XPS泡沫塑料的压缩强度极高；阻燃级XPS泡沫塑料的生产具有一定的技术难度，目前国内XPS用阻燃剂最常用的是六溴环十二烷；XPS泡沫塑料具有优越的抗水、防潮性能，长时间的使用中，不老化、不分解、不产生有害物质，其化学性能极其稳定，不会因吸水和腐蚀等导致降解。

XPS板材的主要应用在建筑外墙外保温、屋面保温、地面保温、冷库保温、公路、铁路、渠道工程等领域的应用。详细分析了提高XPS板材阻燃性能的必要性和紧迫性，并提出了在含氢氯氟烃替换过程中XPS泡沫行业的发展趋势。

XPS自2000年我国境内第一条生产线投产以来，由于其独特的绝热性能、低吸水率和较高的生产效率，市场占有率快速上升，并具有一定的开发潜能。本文对XPS的结构特点、性能指标、工艺流程、使用方向及应用前景进行综合论述，旨在使读者对XPS有一个全面认识。

关于发泡成型原理，其发泡是一个复杂的热动力学过程，在此过程中，发泡剂的物理状态经历了多次变化，首先与聚合物熔体形成均相溶液，随后在发泡过程中发生相分离，得到聚合物/发泡剂复合体系。制备完毕的聚苯乙烯板材置于空气中，其中的大多数发泡剂将随着时间的推移而被空气取代。XPS的发泡主要包括发泡剂的溶解，气泡增长，气泡塌陷与破裂，固化成型。

阻燃级的XPS泡沫板是通过添加阻燃剂制得，常用的阻燃剂包括卤系阻燃剂，磷系阻燃剂，无机阻燃剂。目前工业上加工成型阻燃聚苯乙烯泡沫塑料主要使用六溴环十二烷（HBCD）作为阻燃剂。本设计使用的阻燃剂也是HBCD，XPS如果发生燃烧，HBCD分解释放出溴原子，溴原子捕获传递燃烧链或自由基，从

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而使燃烧区的火焰密度下降，最终使燃烧反应速度下降直至终止，实现其阻燃效果。

XPS板材的挤出发泡生产主要成型工艺阶段包括：原材料和产品配方的选择；原材料的喂料；挤出过程；发泡过程；冷却和定型；牵引；定长切断。生产XPS主要包括：拌料上料系统；挤出系统；辅机系统；二次加工设备。本设计使用的设备包括SFBZ-150/135挤出系统，计量系统，液压换网器，静态混合器，模具，整平机，第一牵引系统，冷却辊架，第二牵引系统，切割系统，HSZL-100回收造粒机。XPS生产线正常生产时需要做到定量、定温、定压，才能保证整个生产过程的持续稳定。本设计每天生产300立方米密度为35kg/m3的阻燃级XPS泡沫板，能够满足年产3000吨的要求。

本设计最后对工程经济概算，工厂的厂址选择，车间管理和生产进行了规划。

关键词：聚苯乙烯；挤出成型； 泡沫板； 阻燃

3000吨/年的XPS泡沫板厂的设计

3000 tons / year of XPS foam board factory design

General description of design

On the basis of the design is NCIST design task book -- “the 3000 tons/year of XPS foam board factory design”, the design of the main reference to “the extruded polystyrene foam ”, “the adiabatic with extruded polystyrene foam plastics performance and application prospect”, “the adiabatic with extruded polystyrene foam production technology and application\

Polystyrene foam is made from polystyrene resin as the main body,made with foaming agent and other additives.the extrusion molding of polystyrene foam are described,polystyrene,a variety of additives,mixing the foam agent in an extruder,extruded through a die head after mixing,melting,compression.pressure released,foaming agent gasification formed tiny bubbles,encapsulated in polystyrene film bubble,forming a uniform cross section,the obturated honeycomb-like plate after cooling,this structure allows the XPS plate into a very low water

absorption,moisture-proof,airtight,lightweight,corrosion resistance, low thermal conductivity, high pressure resistance, aging resistance, excellent performance in energy saving insulation materials.continuous extrusion leads to the compact obturator,its density,water absorption,thermal conductivity coefficient and vapor permeability were lower than other types of plate, XPS is recognized as the best thermal insulation material by the market.