Способ получения гранул вспененного полистирола

 

Изобретение относится к технологии переработки вспененного полистирола и может быть использовано при предварительном вспенивании гранул. Изобретение позволяет сократить время вспенивания в 11 - 15 раз, увеличить упругость гранул за счет нагревания и вспенивания при 100°С в течение 2 - 3 мин, циклического охлаждения на 15 - 19°С с частотой 0,8 - 1,0 циклов/с в течение 30 - 60 с и охлаждения до 58 - 60°С со скоростью 20 - 30°С/мин. 1 табл.

Изобретение относится к технологии переработки вспененных полимерных материалов и может быть использовано при предварительном вспенивании гранул вспенивающегося полистирола. Цель изобретения - интенсификация процесса и увеличение упругости гранул. П р и м е р 1. Получают гранулы от вспененного полистирола кажущейся плотностью 15 кг/м³. Гранулы исходного сырья вспенивающегося суспензионного полистирола (ТУ 6-05-1905-81) марок ПСВ и ПСВ-3 загружают с помощью питателя в установку предварительного вспенивания - вертикальный двухкамерный аппарат непрерывного действия. В первой камере гранулы полистирола нагревают за счет ввода через днище камеры пара и выдерживают их в паровоздушной среде в течение 3 мин при температуре около 100^оС (95-99^оС), при этом в последние 60 с циклически снижают температуру вспенивающей среды в верхней части камеры на 15^оС путем вдувания в верхний слой гранул порций менее нагретого воздуха из окружающей среды с температурой 30^оС и частотой 1,0 цикл/с. Благодаря снижению температуры среды на 15^оС температура вспенивающихся гранул в верхней части камеры вспенивания также снижается, пары изопентана внутри гранул сжимаются и в гранулах создается вакуум. При снижении температуры паров изопентана со 100 до 85^оС давление в гранулах падает на 40% (Вангафик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. Наука, 1972, с. 260-261). Вакуум в гранулах способствует диффузии внутрь их тел окружающих пара и воздуха. Затем прекращают вдувание жидкого воздуха в слой гранул, температура вспенивающей среды за счет непрерывно поднимающихся нагретых снизу камеры гранул и потоков газов повышается до 100^оС, в гранулах снова развивается парциальное давление, но уже большее чем в предыдущий раз, так как оно развивается не только за счет паров изопентана, а уже и за счет объема продиффундировавших в гранулы воздуха и пара. Гранулы расширяются (вспениваются) в объеме на величину, превышающую первоначальную. Происходит вспенивание и накачивание гранул воздухом и паром. Цикличность нагрева - охлаждение гранул повторяют 60 раз. Вспененные гранулы до кажущейся плотности 15 кг/м³ плавно охлаждают со скоростью 20^оС/мин до температуры гранул 58-60^оС, а затем и до нормальной температуры. П р и м е р 2. Получают гранулы вспененного полистирола с кажущейся плотностью 25 кг/м³ по примеру 1, но вспенивание ведут при 100^оС в течение 2 мин. В последние 30 с циклически снижают температуру вспенивающей среды в верхней части камеры на 19^оС с частотой 0,8 цикла/с. После вспенивания и накачивания гранул воздухом и паром гранулы охлаждают быстрее со скоростью 30^оС/мин до достижения температуры гранул 58-60^оС. Свойства гранул приведены в таблице. П р и м е р 3. Получают вспененные гранулы полистирола по примеру 1, но в последние 45 с циклически снижают температуру вспенивающей среды на 17^оС таким же способом, как в примерах 1 и 2, но с частотой 0,9 циклов/с. Охлаждают вспененные гранулы до 58-60^оС со скоростью 35^оС/мин. Качество гранул во всех случаях определяется через их упругость, т.е. их способность сопротивляться при сжатии. Для этого цилиндрическую емкость d_вн = 200 мм, высотой 160 мм заполняют вспененными гранулами на определенную высоту вставляют поршень и прикладывают к нему нагрузку. Величины нагрузки, которые получаются от сжатия слоя гранул на 20 мм, и другие показатели приведены в таблице. П р и м е р ы 4-13. Получают гранулы, вспененного полистирола по изобретению, режимы варьируют в пределах заявленных величин и за их пределами. Свойства гранул приведены в таблице. П р и м е р ы 14-16. Для сравнения получают гранулы с аналогичными свойствами по известному способу.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАНУЛ ВСПЕНЕННОГО ПОЛИСТИРОЛА, включающий нагревание гранул вспенивающегося полистирола, вспенивание, выдержку гранул в паровоздушной среде при 100^oС в течение 2-3 мин и охлаждение, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса и увеличения упругости гранул, после вспенивания циклически снижают температуру вспенивания среды на 15-90^oС с частотой 48-60 циклов/мин в течение 30-60 с, а затем вспененные гранулы охлаждают до 58-60^oС со скоростью 20-30 град/мин.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2