深圳珍珠棉的發(fā)泡工藝屬于物理發(fā)泡(無化學交聯(lián)反應),核心是通過 “原料熔融→發(fā)泡劑膨脹→氣泡定型” 三步,將低密度聚乙烯(LDPE)制成內(nèi)部含獨立密閉氣泡的柔性材料,全程無有害物質(zhì)釋放,關鍵在于控制溫度、壓力和發(fā)泡劑分散,確保氣泡均勻、密度穩(wěn)定。
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一、核心工藝原理
珍珠棉發(fā)泡的核心是物理發(fā)泡劑(如丁烷)在熔融塑料中受熱膨脹,形成大量獨立氣泡,具體原理如下:
原料混合時,物理發(fā)泡劑(常溫下為液體,易揮發(fā))均勻分散在 LDPE 顆粒中;
擠出機內(nèi)高溫使 LDPE 熔融成流體,同時發(fā)泡劑受熱轉(zhuǎn)化為氣體,在熔融塑料內(nèi)部形成微小氣泡核;
熔融塑料被擠出到低壓環(huán)境后,氣泡核不受壓制,快速膨脹(體積擴大數(shù)十倍);
冷卻后,膨脹的氣泡被固化的塑料包裹,形成獨立密閉的氣泡結(jié)構(gòu),即珍珠棉。
二、詳細生產(chǎn)流程(5 大關鍵步驟)
珍珠棉發(fā)泡需嚴格按 “原料準備→擠出塑化→發(fā)泡成型→冷卻定型→后續(xù)加工” 流程執(zhí)行,每個環(huán)節(jié)的參數(shù)控制直接影響產(chǎn)品質(zhì)量。
1. 原料準備與混合(工藝起點,決定氣泡均勻性)
核心原料:
主料:低密度聚乙烯(LDPE)顆粒(熔融指數(shù) 1-5g/10min,確保流動性適中,易發(fā)泡);
發(fā)泡劑:正丁烷或異丁烷(物理發(fā)泡劑,無毒,占原料比例 5%-8%,決定發(fā)泡倍率);
助劑:抗氧劑(如 1010,防止高溫老化,占比 0.1%-0.3%)、色母粒(按需添加,調(diào)節(jié)顏色,不影響發(fā)泡)。
混合操作:
將 LDPE 顆粒、抗氧劑、色母粒倒入高速混合機,常溫攪拌 5-10 分鐘(轉(zhuǎn)速 500-800rpm),確保助劑均勻分散;
緩慢加入液態(tài)發(fā)泡劑(需在密閉環(huán)境中添加,避免揮發(fā)),繼續(xù)攪拌 3-5 分鐘,使發(fā)泡劑完全滲透到 LDPE 顆粒內(nèi)部,形成 “預浸料”;
混合后需密封存放(1-2 小時),讓發(fā)泡劑充分吸附,避免后續(xù)發(fā)泡時氣泡不均。
2. 擠出塑化(熔融原料,為發(fā)泡做準備)
設備:專用珍珠棉擠出機(多段式螺桿,長徑比 25:1-30:1,確保塑化充分)。
操作與參數(shù)控制:
將預浸料投入擠出機料斗,通過螺桿輸送至加熱區(qū),分三段控制溫度:
進料段(100-120℃):預熱原料,避免結(jié)塊;
塑化段(150-170℃):使 LDPE 完全熔融,形成均勻熔體;
均化段(160-180℃):穩(wěn)定熔體溫度和壓力,避免局部過熱導致發(fā)泡劑提前分解;
熔體通過濾網(wǎng)(80-120 目)過濾雜質(zhì),然后進入模具(模具口徑根據(jù)產(chǎn)品形態(tài)調(diào)整,板材用平板模,卷材用圓形模),形成連續(xù)的 “熔融坯料”。
3. 發(fā)泡成型(核心環(huán)節(jié),形成氣泡結(jié)構(gòu))
設備:發(fā)泡室(含加熱、牽引、定徑裝置)。
操作與參數(shù)控制:
熔融坯料從模具擠出后,立即進入發(fā)泡室(溫度 60-80℃,壓力 0.1-0.2MPa,低于擠出機內(nèi)壓力);
低壓環(huán)境下,熔體中的發(fā)泡劑(丁烷氣體)快速膨脹,推動熔體形成大量微小氣泡(氣泡直徑 50-200μm),同時保持獨立狀態(tài)(不連通,避免吸水);
發(fā)泡室末端的牽引機以穩(wěn)定速度(1-3m/min)拉動發(fā)泡后的材料,控制發(fā)泡倍率(通常 15-30 倍,倍率越高,密度越低),同時通過定徑環(huán)調(diào)整產(chǎn)品厚度(如板材厚度 2-50mm)。
4. 冷卻定型(固化氣泡,穩(wěn)定形態(tài))
冷卻方式:根據(jù)產(chǎn)品形態(tài)選擇,核心是快速降溫,防止氣泡收縮或破裂。
板材 / 卷材:采用 “水冷 + 風冷” 組合 —— 先通過冷水槽(水溫 20-30℃)快速冷卻表面(10-15 秒),再用風機吹除表面水分,同時進一步冷卻內(nèi)部(冷卻至室溫);
異形件(后續(xù)加工):先冷卻至半固化狀態(tài)(溫度 40-50℃),再進行沖壓成型,最后自然冷卻至室溫。
關鍵要求:冷卻速度需均勻(避免局部降溫過快導致材料開裂),冷卻后產(chǎn)品需放置 24 小時(自然回溫,消除內(nèi)應力,確保尺寸穩(wěn)定)。
5. 后續(xù)加工(按需制成成品)
基礎加工:
分切:用數(shù)控分切機將冷卻后的卷材 / 厚板切割成所需尺寸(如 1m×2m 的板材,誤差 ±1mm);
沖壓:對板材進行模具沖壓,制成異形內(nèi)襯(如手機包裝卡槽、玻璃器皿防護槽),沖壓壓力根據(jù)厚度調(diào)整(5-20MPa);
復合加工:
貼鋁膜:通過熱壓復合機將鋁膜(增強隔熱、反光)粘貼在珍珠棉表面,用于冷鏈包裝、大棚保溫;
貼無紡布:復合無紡布(增強耐磨性),用于家具腳墊、戶外地墊,提升使用壽命。