3000吨_年的XPS泡沫板厂的设计.doc
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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
3000tons/yearofXPSfoamboardfactorydesign
Generaldescriptionofdesign
OnthebasisofthedesignisNCISTdesigntaskbook--“the3000tons/yearofXPSfoamboardfactorydesign”,thedesignofthemainreferenceto“theextrudedpolystyrenefoam”,“theadiabaticwithextrudedpolystyrenefoamplasticsperformanceandapplicationprospect”,“theadiabaticwithextrudedpolystyrenefoamproductiontechnologyandapplication".
Polystyrenefoamismadefrompolystyreneresin asthemainbody,madewithfoaming agentandotheradditives.the extrusionmoldingofpolystyrenefoamaredescribed,polystyrene,avarietyofadditives,mixingthefoamagentinanextruder,extrudedthroughadieheadaftermixing,melting,compression.pressurereleased,foamingagentgasificationformedtinybubbles,encapsulatedinpolystyrenefilmbubble,formingauniformcrosssection,theobturatedhoneycomb-likeplateaftercooling,thisstructureallowstheXPSplateintoaverylowwaterabsorption,moisture-proof,airtight,lightweight,corrosionresistance,lowthermalconductivity,highpressureresistance,agingresistance,excellentperformanceinenergysavinginsulationmaterials.continuousextrusionleadstothecompactobturator,itsdensity,waterabsorption,thermalconductivitycoefficientandvaporpermeabilitywerelowerthanothertypesofplate,XPSisrecognizedasthebestthermalinsulationmaterialbythemarket.
ThedesignofXPSfoamboardfactoryisdescribedindetail,including:
Thedevelopment,performanceandapplicationprospectsofXPS,thesignificanceoftheproject,introductionofcommonflameretardant,selectionoftheproductionprocessandmoldingequipment,thechoiceofmaterials,ingredientsandprocesscalculation.accordingtothe productioncapacity,thematerialbalanceandenergybalancewerefiguredout.
XPSfoamhasexcellentthermalinsulationproperties,thethermalconductivityisusuallylessthan0.028W/m•K;XPSfoamproductiononcecompleted,bubbleholeisamixtureoffoamingagentandair,theproportionofchangesovertime,withlong-termheatresistance;becausetheporestructurecloselyconnectedandwallseamless,XPSfoamcompressionhighstrength;flameretardantXPSfoamproductionisdifficult,thecurrentdomesticXPSflameretardantisthemostcommonlyusedhexabromocyclododecane;XPSfoamhasexcellentwaterresistance,moistureresistance,longtimeofuse,aging,decomposition,doesnotproduceharmfulsubstances,itschemicalpropertiesareverystableno,asaresultofcorrosionduetowaterabsorptionanddegradation.
XPSfoamboardscouldbeappliedinthermalinsulationforbuildingandcoldstore,aswellasgeofoamforroad,railwayandchannel.thenecessityofimprovingflameretardancyofXPSboardswasdiscussed.developingtrendofXPSfoamsectorwasputforwardinthebackgroundofphase-outofHCFCs.
AfterthefirstproductionlineofXPSwassetupinchina,themarketoccupancywentupquicklyandsomepotentialwasfoundduetoitsspecialheatinsulationproperty,lowwaterabsorptionandhighproductivity.thestructuralcharacteristics,performancedata,processingprocedure,applicationscopeandprospectswasoverallreviewed.
Aboutfoamingprinciple,thefoam
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