Производство пенополистирола

Пенополистирол — легкий и удобный в работе ячеистый материал с широкой сферой применения. За счет высокой пористости и закрытой структуры ячеек не впитывает влагу, имеет низкую тепловодность и эффективно задерживает звуки (поскольку на 98 % состоит из воздуха), гасит вибрации и ударные нагрузки, не подвержен поражению плесенью или грибком. Такая комбинация характеристик делает пенопласт практически идеальным материалом:

• для утепления стен, устройства изолирующих слоев на кровле, фундаменте из большинства стройматериалов;
• производства упаковки;
• теплоизоляции холодильного оборудования;
• изготовления посуды, медицинской тары.

Изготовление пенопласта в промышленных условиях

При отличных физических характеристиках материал недорогой, что и делает его таким популярным. Низкая себестоимость пенополистирола — результат использования отработанной за несколько десятков лет технологии производства.

Сырье и оборудование

Для производства пенопласта используются гранулы полистирола (ПСВ). Сырье получают двумя способами:

• полимеризацией стирола;
• добавлением к полимеру специального вещества (стиропора), которое делает материал пористым.

В зависимости от производителя гранулы имеют разный размер.

Промышленная технологическая линия для производства пенополистирола включает несколько основных элементов:

• участок для хранения и проверки сырья. Температурный режим — 10–15 °С, срок использования полистирола — не дольше трех месяцев;
• предвспениватель с опцией автоматической дозировки и подачи сырья;
• контейнер для выдерживания гранул. Внутри поддерживается температура в пределах 16–25 °С и заданная влажность;
• блок-формы (герметичные контейнеры для создания монолитных пенопластовых модулей);
• линию для нарезки листов из пенополистирольных блоков. Оборудование для раскроя управляется вручную или работает автоматически, режет блоки раскаленными струнами из тугоплавкой стали как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскости;
• упаковочное оборудование;
• агрегат для переработки отходов. Поврежденные в процессе производства и раскроя плиты пенополистирола не утилизируются. Их перерабатывают (крошат в дробилке на отдельные гранулы) и добавляют к основному материалу в блок-форме в количестве, не превышающем 10 % от общего объема.

Технология производства

Вкратце процесс производства материала включает пять этапов: вспенивание, сушку, формовку, выдерживание на воздухе и резку готовых изделий. Ниже — более подробно о каждом из них.

1. На первом этапе гранулы ПСВ одновременно со вспенивающим агентом загружаются в контейнер предвспенивателя (вручную либо с помощью автоматизированного оборудования). Под действием горячего пара полистирол увеличивается в объеме в 50 раз и превращается в наполненные воздухом шарики, сохраняя округлую форму и не лопаясь. Вспенивание выполняется один или два раза. Повторяют процесс, если нужно получить пенополистирол с минимальной плотностью. Чем меньше показатель, тем материал дешевле, легче и теплее, однако его прочность снижается.
2. После вспенивания (каждого, если выполняется два раза) пенопластовые шарики отправляются в бункер выдержки, где вылеживаются несколько часов. Здесь за счет выравнивания внешнего и внутреннего давления гранулы приобретают повышенную прочность.
3. Далее стабилизированный пенополистирол отправляется в блок-формы, внутри которых обрабатывается паром под давлением. Гранулы приобретают дополнительный объем, прочно склеиваются между собой, превращаясь в блоки.
4. Сформированные модули повторно выдерживаются в течение суток — это необходимо, чтобы из материала ушла лишняя влага после обработки паром. Просушенные блоки отправляются на линию нарезки, где раскраиваются на плиты нужных размеров и толщины. После этого пенополистирол готов к упаковке и отправке заказчику или в торговую сеть.

Изготовление пенополистирола в домашних условиях

Технология производства материала достаточно проста, а спрос на пенопласт (в виде плит и блоков утеплителя или в качестве наполнителя) стабильный, поэтому многие делают его изготовление домашним бизнесом. При организации мини-завода можно зарегистрироваться в качестве индивидуального предпринимателя — это уменьшит бюрократические проволочки в дальнейшей работе. После получения необходимых разрешений и постановки на учет в налоговые органы, выбора поставщика сырья и поиска каналов сбыта выбирается помещение и закупается необходимое оборудование.

Требования к цеху для производства пенополистирола

1. Оптимальная площадь для расстановки оборудования, организации хранения сырья и готовой продукции — не меньше 100 кв. м.
2. Высота потолков — не меньше 4 м.
3. Наличие водопровода и подключения к электросети 380 Вт.
4. Оборудованная система вентиляции (в процессе производства пенополистирола выделяются токсичные вещества).

Минимальный набор оборудования

1. Предвспениватель. В зависимости от объема производства выбирается емкость камеры и приемника для гранул, непрерывный или цикличный принцип работы. Дополнительное оборудование — парогенераторы и аккумуляторы.
2. Промежуточная емкость для вторичного вспенивания с мешком-вкладышем (если планируется производство плотностью до 6–8 кг/м³).
3. Бункер для сушки и вылеживания пенополистирола со встроенным или подключаемым вентилятором.
4. Блок-формы с вакуумным или естественным охлаждением.
5. Стол для фигурной нарезки блоков, машина для упаковки готовой продукции в термоусадочную пленку.

Дополнительное оснащение

Чтобы увеличить рынок сбыта, можно использовать дополнительное оборудование для производства альтернативных материалов из полистирола:

• линию для изготовления жидкого (карбамидного) пенополистирола. Второе название материала — пеноизол, используется в качестве теплоизолятора и по популярности приближается к пенополиуретану;
• дробилку для переработки отбракованных плит. Гранулы востребованы в качестве заполнителя при изготовлении теплоизоляционного пенополистиролбетона — в состав входит до 20 % гранулята на кубический метр раствора.

Возможные проблемы при самостоятельном производстве пенополистирола

Хотя процесс изготовления материала довольно прост, важно четко следовать всем требованиям технологии. Многим производителям знакомы проблемы из-за несоблюдения условий:

• При слишком высокой температуре внутри предвспенивателя гранулы получаются сморщенными или перепеченными — такое сырье непригодно для дальнейшего использования.
• При недостаточной пропарке или уровне давления в блок-форме блоки после формовки рассыпаются или получаются слишком хрупкими.
• При резке недостаточно просушенных блоков на листах появляются волнообразные дефекты или шероховатости.

Устранить эти проблемы можно опытным путем или с помощью приглашенного технолога. Работа по технологии вполне способна превратиться в успешный бизнес — потребность рынка в недорогом, но эффективном утеплителе остается стабильной.