郑州中天建筑节能有限公司
EPS泡沫板成型理论
泡沫塑料以塑料为基本组分，含有大量气泡，因此泡沫塑料也可以说是以气体为填料的复合塑料。
根据塑料的物理性质，泡体质地的软硬程度可把泡沫塑料分为三大类。聚苯乙烯泡沫塑料、酚醛泡沫塑料、环氧树脂泡沫塑料、部分聚氨酯泡沫塑料都属硬质泡沫塑料；而橡胶、弹性聚氨酯和部分聚烯烃的泡沫塑料则属于软质泡沫塑料。
可发性聚苯乙烯树脂（ExpandablepolyStyrene）是在聚苯乙烯珠粒中加入低沸点的液体发泡剂，在加温加压的条件下，渗透到聚苯乙烯珠粒中，使其溶胀，制成可发性聚苯乙烯树脂（珠粒）。
在受热的情况下，聚苯乙烯软化而低沸点烷烃挥发导致聚苯乙烯粒子膨胀，利用这一原理，将其经过预发、熟化、成型、烘干及切割等加工工艺制得可发性聚苯乙烯制品。 它既可用于制成不同密度、不同形状的泡沫塑料制品，又可以生产出各种厚度的泡沫塑料板材，广泛用于建筑、包装、日用品、工业品等领域。 一、成型过程
1、 泡沫的气泡核形成阶段：合成树脂加入化学发泡剂或气体，当加温或降压时，就会生出气体而形成泡沫，当气体在熔体或溶液中超过其饱和限度而形成过饱和溶液时，气体就会从熔体中逸出而形成气泡。在一定的温度和压力下，溶解度系数的减小将引起溶解的气体浓度降低，放出的过量气体形成气泡。
2、 泡沫的气泡核增长：在发泡过程中，泡孔增长速率是由泡孔内部压力的增长速率和泡孔率的变形能力决定的。在气泡形成之后，由于气泡内气体的压力与半径成反比，气泡越，内部的压力越高，并通过成核作用增加了气泡的数量，加上气泡的膨胀扩大了泡沫得增长。促进泡沫增长的因素主要是溶解气体的增加、温度的升高、气体的膨胀和气泡的和并。 3、 泡沫的稳定固化：当然，如果泡孔增长过程在某一阶段未被中断的话，一些泡孔可以增长到非常大，使形成泡孔壁的材料达到材料达到破裂极限，最后所有泡孔会相互串通，使整泡沫结构瘪塌，或会出现所有的气体从泡孔中缓慢地扩散到大气中的现象，泡沫中气体的压力逐渐地衰减，那么泡孔会渐渐地变小并消失。
因此，在泡沫形成中控制泡孔的增长率和稳事实上是重要的。这可以通过使聚合物母体
发生突然国有化或使母体变形性逐渐的降低来完成。许多稳定泡沫的方法，可降低其表面张力，减少气体扩散作用，使泡沫稳定。比如，在发泡过程中，通过对物料的冷却或树脂的交联都能提高塑料液体的粘度，达到稳定泡沫的目的。 二、成型机理 1、气泡核的形成
所谓气泡核就是指原泡，也就是气体分子最初聚集的地方。塑料发泡过程的初始阶段是在塑料熔体或液体中形成大量的气泡核，然后使气泡核膨胀成发泡体。
在高聚物的分子结构中存在压力为零的自由空间，不同的高聚物具有不同大小的自由空间。有些高聚物具有较大的自由空间，可以容纳某些发泡剂的渗入。一般来说，要同时具备以上两个条件才能形成气泡核。
RN Hacoard等提供了分子架理论的依据。他们聚苯乙烯为对象，研究了其分子结构。从聚苯乙烯的可压缩性推断出其分子架中存在着自由空间，其内压为零。温度低于Tg时，自由空间约占13%。戊烷进入这些空间的最大量为6.5%~8.5%。
A Ringram和WrightHA去持上面的论点，他们用实验证明戊烷在PS中的饱和容量是8%~8.25%，这一数据与上面的推论很接近。见图1-5、1-6。 根据分子架理论，形成气泡核必须注意满足以下条件。
A、作为泡沫塑料基体的聚合物，其分子架中应用足够量的自由空间，以供聚集足够量的发泡剂，形成气泡核。
B、 发泡剂一般采用低沸点的有机液体，在一定条件下能 渗入聚合物分子架的自由空间中，并受到较大的作用力，使其不易挥发散发。另外，还要求发泡剂的沸点必须低于聚合物的软化点。因此，低沸点的有机液体虽然不少，但真正适宜做发泡剂的并不多。 C、聚集在聚合物分子架中的低沸点发泡剂，其分子在不停地进行扩散运动。因此，含有低沸点发泡剂的聚合物不应在大气中久放。 2、气泡的膨胀过程 气泡增长的近似计算式： R（t）=kDCoTn
式中R（t）––随时间t变化的气泡半径； T––时间；
D––气体的扩散系数；
Co–––气体的初始溶液；
K–––修正系数（与聚合物粘度和弹性有关）
3、气泡的稳定和固化过程
任何一气固或气液相共存的体系，多数是不稳定的。已经形成的气泡可以继续膨胀，也可能合并、塌陷或破裂，这些可能性的实现主要取决于气泡处的条件。
（1）固化办法
为了防止气泡破裂，一方面可以从提高熔体的粘弹性入手，使气泡壁有足够的强度，不易破裂。另一方面，控制膨胀速度，兼顾气泡壁应力松弛所需的时间。
（2）影响固化因素
热塑性泡沫塑料的固化主要是通过冷却来进行的，冷却也是影响固化速度主要因素。 为了使泡体的热量通过各种传热途径，散入周围的空气或冷却介质中。采用较多的是用空气或冷却介质直接或间接冷却泡体的表面。但是，由于泡体是热的不良导体，冷却时常常出现表层的泡体已被冷却固化定型，芯部的温度还很高的现象。这时如冷却定型不够，虽然皮层已固化定型，但是芯部的大量热量会继续外传，使皮层的温度回升，再加上芯部泡体的膨胀力，就可能使已定型，但是芯部的大量热量会继续外传，使皮层的温度回升，再加芯部泡体的膨胀力，就可能使已定型的泡体形状变形或破坏。因此，发泡制品的冷却固化需要有足够的冷却定型时间和冷却效率来保证。但冷却速度也不宜过快，特别是对收缩率较大的聚合物泡体。
泡沫塑料的品种很多，性能也多种多样，因为它含有大量气泡，因此具有以下三大共同的特性。
1、具有吸收冲击载荷的能力
泡沫塑料受到冲击载荷时，泡沫中的气体通过滞流和压缩，使外来作用的能量被消耗，散逸。泡体以较小的负加速度，逐步终止冲击载荷。
2、隔热性能好
泡沫塑料的导热系数比纯塑料低得多因为气体的热导率比塑料的热导率低近一个数量级。
泡沫塑料中气体相互隔离，因此，减少了气体中的对流传热，有助于提高泡沫塑料的隔热能力。
辐射热能透过泡体中的气体层传递，泡沫塑料对辐射热传递能力主要由塑料对红外线的吸收系数、泡孔大小、泡孔的形状和气体和容积率等因素决定。
泡沫塑料的传热能力应是以上两种传热结果（气体辐射和泡体热传导）的综合，它们与泡体密度之间的关系简化如图3所示。在泡体密度很低时，辐射传热量在总的传热过程中起了主要的作用。但在密度高的条件下，泡沫塑料的传热性能主要取决于泡体的热导率。 EPS泡沫具有很低的导热系数，国标规定值≤0.041w/m·k。 3、防火性能
（一）EPS的阻燃性能
EPS是一种有机碳氢化合物，以及含有残留石油气，所以一般的EPS制品是一种易燃物品，可以被火点燃，燃烧时发光，即使离开火焰仍然继续燃烧并有浓烟和熔融滴落。自燃和外部点燃的温度分别是490oC和296 oC。未加阻燃剂改善的普通EPS泡沫归类为“易燃类”，遇火即燃烧，而且火焰迅速蔓延到整个表面。
EPS 制品应用于建筑、造船、冷冻车辆等领域时，必须提出一定的阻燃要求。为此，世界各国都生产一种经特别配方和工艺而制成的阻燃型EPS原料，这些阻燃型EPS原料，由于加入有机卤化物等阻燃剂，因而大大地改变了其燃烧性能，扩大了EPS的使用范围。 （二）阻燃性能指标
（1）按轻工业部部颁标准SG-232-81。自熄性测定方法如下：
把试样置于与水平面成45°的位置上，用蜡烛火焰燃烧5秒种，然后将火源移开，同时用秒表测量移开火焰后试样继续燃烧的时间，在两秒种内熄灭为合格。
按日本工业标准（JISA9511-1984），其要求在三秒种内熄灭者为合格。试验的方法类似。
（2）“氧指数”（OI）法评估EPS的阻燃性能。
众所周知，一般空气中氧气约占21%，其他大部分是氮气。如果某物质需要在25%的含氧的气体中方能燃烧，则称其氧指数为25。显然。某物的氧指数高，则表明其阻燃性能好。氧指数，就是指在规定的试验条件下，在室温下，材料在O2、N2混合气体中刚好维持燃烧时的最小氧浓度，以体积的百分率表示。
还需指出，生产阻燃型的EPS需添加各种阻燃剂，一般是卤族有机物。这些阻燃剂加入过多，可能影响其老化性能。特别是在日光容易产生风化和疏松现象。各国的氧指数一般均要求大于26~35。如日本的标准）（JIS）是大于27，英国标准（B·S）是大于33，中国标准（GB）则是大于30。
为了获得一定等级的阻燃性能，必须给予一定的储存时间让残留的发泡剂从泡沫体中扩散出去
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公司简介
本公司主要生产：1设备类，泡沫板设备，干混砂浆设备，钢丝网架泡沫板设备，装配式建筑设备，保温与结构一体化设备，轻质隔墙设备，废泡沫造粒设备，废秸秆再利用做建材设备，防火聚苯板渗透设备，保温材料设备，岩棉板设备，泡沫线条切割机，抹灰机，塑料系列设备，节能减排设备，便携式水切割设备。2产品类，保温材料，装配式建筑产品，防火门，防火窗，防火玻璃，超薄防弹玻璃，防台风玻璃窗，轻质隔墙板，消防强排风。3服务类，危爆产品的冷切割拆除，保温材料生产技术，装配式建筑技术服务。
郑州中天建筑节能有限公司是一家集生产销售、技术推广、工程施工、
产品研发为一体的综合性节能减排服务企业, 致力于新型墙体材料和新型水刀的研发与推广。自2007年成立以来把保温节能泡沫板及砂浆系列设备和水切割设备作为主营业务，主产A级防火保温板设备，A级防火改性聚苯板渗透设备，泡沫聚苯板设备，挤塑板设备，装配式建筑设备，钢结构装配式房屋设备，碳
质木质素气凝胶保温板设备，石墨聚苯板设备，钢丝网片织网机，钢丝网架织网焊接插丝机，保温板双面抹灰机，EPS保温空腔模块设备，免拆外膜板保温结构一体化生产线，砌筑砂浆生产线，灌浆料生产线；自流平砂浆设备，建筑保温与结构一体化设备，阻燃B1B2级泡沫板生产线、防火A级干混砂浆生产线、防火A级复合砂浆保温板生产线，泡沫保温装饰一体化系列配套设备，建筑垃圾处理设备，工地高压喷水防尘设备，家庭防雾霾治理系统，中小学幼儿园学校教室防雾霾治理系统，市政防雾霾雾炮，防火A级钢丝网架聚苯板免外模板结构一体化设备， EPS线条切割机，便携式水刀，灭火器，小型轻巧式水切割机，高压水清洗机，干混砂浆电脑包装机、废泡沫聚苯颗粒造粒机、防火B1B2级钢丝网架聚苯板点焊机、折弯机、钢丝网织网机、水洗砂机、三回程烘干砂机、泡沫切缝机、砂浆装车机、断丝机、电动吊篮等建筑节能材料生产专用设备和水射流设备。可再分散乳胶粉(粘结砂浆、抹面砂浆、腻子粉），羟丙基甲基纤维素（10万单位、15万单位、20万单位）木质纤维，聚丙烯抗裂纤维（PP纤维），聚乙烯醇粉末， Zt-c聚合物粘结砂浆、Zt-d聚合物抗裂抹面砂浆、Zt-e填缝剂、Zt-f瓷砖粘结剂(均为单组份干粉状兑水既用)、Zt-h柔性耐水腻子、耐碱网格布、保温锚钉、钢丝网、聚苯板、挤塑板、泰柏板、钢丝网架聚苯板、建筑玻璃隔热贴膜、泡沫保温装饰一体化等系列配套外墙保温材料。全自动便携式防火保温材料快检仪，生产销售防火门，防火窗，铝合金防火玻璃窗，防火液，中空防火隔热玻璃窗，防火玻璃，挡烟垂壁。前混合水刀，废旧汽车切割，公路路标清洗，油罐清洗切割，天然气管道切割及其他冷切割。 我公司的A2级改性防火保温板，已通过国家防火检验中心检测（都江堰检测）合格，国家检验报告号：201411000，我公司的改性防火保温板设备已于2014年获得3项国家专利，公司研制的设备已获得国家专利总计十四项，公司开发的智能中央空气处理防霾系统、智能防霾新风系统、防霾新风净化机、防霾空气净化机、防霾新风冷气机组、防霾壁挂炉中央采暖系统、防霾新型电动风口等几大系列产品，被广泛应用于住宅公寓、学校，别墅、商务写字楼、政府办公楼、幼儿园、银行、证劵、医院、酒店、工厂、车站等场所。公司在2014年12月被河南省科技厅认定为河南省科技型中小企业，证书编号：2014S0100627。在2015年度被郑州市金水区政府列为孵化器在孵企业，2016年度被郑州市科技局认定郑州市科技雏鹰企业。2018年度列为科技部“国家科技型中小企业入库企业”，2018年度国家知识产权贯标认证企业，公司成立11年来先后投入1000万元科研资金进行科技研发新产品，先后获得70余项国家专利。
已获得国家专利的部分设备如下：
1改性聚苯板积压成型设备， 专利号：ZL201420251627。X， 2敞口型连续式防火聚苯板渗透设备， 专利号：ZL201420250107。7。 3封闭型间歇式防火聚苯板渗透设备， 专利号：ZL201420252503。3 4防火保温板自动抹灰机 专利号：ZL201520117314。X 5全自动便携式保温材料快测仪 专利号：ZL201520117311。6 6数控EPS泡沫线条切割机 专利号：ZL201520117303。1 7水气两用数控异型切割机 专利号：ZL201520117313。5 8万向小吊车 专利号：ZL201220048744。7 9三回程滚筒烘干砂生产线 专利号：ZL201020688625。9 10回流式高细度系列粉碎机 专利号：ZL201020688623。X 11钢丝网架现浇混凝土免拆复合外模保温一体板 专利号：ZL201720054604.3 12建筑用保温板生产装置（FS,ZTM免拆外模板） 专利号：ZL201721414908.2 13废泡棉聚氨酯防火块加工生产线 专利号：ZL201720675559.3 14废泡棉聚氨酯处理生产线及防火保温板设备 专利号：ZL201720661212.3 郑州中天节能公司热忱欢迎您的来电咨询，洽谈合作，共创广阔的建筑节能和水切割及高压水清洗市场！
公司地址：河南郑州市国家高新技术开发区
2017郑州中天建筑节能设备产品构架
1、 保温材料设备 A发泡机 B干燥床 C熟化仓 D过渡仓 E成型机 F烘干房 G切割机 H粉碎机
2、 钢丝网架泡沫板设备 A钢丝网片 织网机 焊网机
B钢丝网架插丝焊接机 C手动点焊机 D断丝机
半自动钢丝网架焊插立架子
3、 废泡沫造粒机组 A泡沫粉碎机
B废颗粒料仓 C废泡沫造粒热熔机 D切粒机
4、 抹灰机 A泡沫板平板抹灰机
B异型泡沫线条抹灰机、切割机 C双面保温板抹灰一次成型两用机 D内墙体抹灰机
5、 石墨泡沫板设备→文章、图片
6、 防火泡沫板设备 A间歇式防火泡沫板渗透设备 B敞口式防火泡沫板渗透设备 C挤压浇注式防火保温板设备
7、 装配式建筑全套设备 A钢筋自动加工生产线
B封闭式混凝土搅拌站 C预制建筑构件自动生产线PC
8、 烘干砂生产线→
防火门，防火窗，防火玻璃，挡烟垂壁，铝合金防火中空玻璃窗，组合式防火中空玻璃产品介绍，图片 9、 干混砂浆生产线 A保温砂浆生产线
B单个搅拌机、小型生产线 C砌筑砂浆生产线
D抹灰砂浆生产线 E自流平砂浆生产线
10、 建筑保温与结构一体化设备 A泡沫板成套设备
B钢丝网架织网焊接机 C钢丝网架泡沫板插丝焊接 D钢丝网架抹灰机
11、 泡沫板异型成型设备 A发泡机
B干燥床 C熟化仓
D异形成型机和模具
12、 挤塑板生产线 68万型
78万型
13、 废塑料模板生产线
14、 保温材料产品 A泡沫板
B挤塑板 C粘结砂浆 D抗裂抹面砂浆 E锚钉 F网格布
G防火渗透泡沫板
H钢丝网架泡沫板（泰柏板）
I界面剂
15、 保温砂浆原料 A可再分散乳胶粉
B羟丙基纤维素（HPMC） C木质纤维 D聚乙烯醇
16、 水切割机和清洗机 A便携式水刀和前混合磨料射流
B高压清洗机 C工地雾炮防尘系列
17、 艾草艾叶艾绒艾柱系列设备 A艾叶粉碎机
B艾叶破捆机 C艾绒提取机 D艾柱成型机 E艾灸卷卷机
18、 防霾除菌新风系统 A家庭空气净化器
B家庭新风系统柜式机、吊顶机 C学校医院企事业单位新风除菌系统
19、 建筑能耗监测系统 A水、电、气、暖监测硬件
B监测软件平台C数据报告生成分析
20、 植物秸秆废物再利用设备 A秸秆收集粉碎打捆机
B秸秆除尘净化设备 C秸秆大块防火处理设备 D秸秆按尺分切填充墙设备
E废木块防火保温拼装房屋
21、 聚氨酯发泡管道板材保温设备 A高压管道发泡机
B低压板材发泡机 C墙体保温喷涂机 D管道保温模具 E管道除锈机
22、 植物纤维防火保温墙材设备 A疗病墙衣设备
B竹纤维集成装饰设备 C钢丝网架植物纤维设备 D植物纤维装饰板雕刻设备 E绿色建材防火保温隔墙机
24 装配式建筑构件产品(PC构件) A装配式楼梯
B装配式叠合板 C装配式（内）外墙板 D装配式梁(柱)
E装配式空调板，女儿墙
25 装配式装修内墙板外墙板 A装配式装修单层快装墙板
B装配式装修内隔墙带装饰 C装配式竹木纤维墙板 D代替涂料壁纸的装配式板
26 EPS保温空腔模块设备和产品 A双面6公分EPS板中间混凝土
B发泡机，干燥床，熟化仓 C过渡仓，成型机，烘干房 D 250型直板，大T型小T型 E 大拐角，小拐角，插板
27通风管道和消防通风排烟管道 A新风交换机排烟
B无尘车间通风 C消防防排烟系统 D工厂排烟通风系统
郑州中天建筑节能有限公司 科研部
2017年12月26日
EPS泡沫成型原理
