一种室温固化环氧树脂真空浇注装置及浇注方法

摘要

本发明公开了一种室温固化环氧树脂真空浇注装置，包括环境温度调节部件、胶路组件和真空压力调节部件；所述的环境温度调节部件由半封闭操作箱和空气调节器组成；所述的胶路组件由置于半封闭操作箱内的树脂脱泡罐、浇注工件和树脂收集罐组成，所述的浇注工件外壳开有进出胶口，浇注工件外还设置有模具槽；所述的真空压力调节部件包括泵前级缓冲罐、真空规和真空泵,所述的泵前级缓冲罐分别与抽气口和树脂收集罐连接；还公开了其脱泡方法；本浇注装置和脱泡方法能满足大用量室温固化环氧树脂真空浇注需求，浇注速率快，可有效控制树脂温度，延长固化时间，在有限的时间内提高脱泡效率，保证树脂充型饱满。

说明书

技术领域

本发明属于环氧树脂真空浇注技术，特别涉及一种固化时间短，树脂用量大的室温固化环氧树脂真空浇注装置，以及浇注方法。

背景技术

在超导应用领域，超导线圈使用低温环氧树脂作为填充材料，以提高超导线圈的机械强度和绝缘性能。为了降低线圈在降温过程中所产生的热应力，避免磁体在降温过程中受到损伤，通常选择室温固化环氧树脂。这类树脂在添加固化剂后，就开始发生放热反应，通常固化时间很短，有的只有几个小时，如果不对树脂温度进行控制，固化时间将进一步缩短，很难在如此短的时间内完成浇注和脱泡工作，线圈的填充质量无法保证。

现有技术中，一种真空浇注的方法是将工件放置于一个密闭容器中，真空脱泡后的环氧树脂在重力作用下进入工件内部，最后在密闭容器中施加一定的气体压力，保证树脂充型饱满。

这种浇注方法很难在室温固化环氧树脂中采用，首先，重力注胶速度较慢，超导线圈的间隙很小内部环境复杂，进一步影响浇注速率，其次，密封容器体积庞大，不方便操作，最后，工件置于密封容器中，工件的冷却设计变得相对复杂。

发明内容

为了克服现有技术的缺点，本发明的目的之一是提供一种能提高浇注速率的室温固化环氧树脂真空浇注装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种室温固化环氧树脂真空浇注装置，包括环境温度调节部件、胶路组件和真空压力调节部件；所述的环境温度调节部件由半封闭操作箱和空气调节器组成，为胶路组件提供16-20℃恒温工作环境；所述的胶路组件由置于半封闭操作箱内的树脂脱泡罐、浇注工件和树脂收集罐组成，树脂脱泡罐上设置有注胶口和抽气口，所述的树脂收集罐上设置有放气口，所述的放气口连接有真空阀，所述的浇注工件外壳开有进出胶口，浇注工件外还设置有模具槽，所述的树脂脱泡罐、浇注工件和树脂收集罐通过管路和阀连接形成回路，树脂在三者间流动；所述的真空压力调节部件包括泵前级缓冲罐和连接在泵前级缓冲罐上的真空规和真空泵,所述的泵前级缓冲罐分别与抽气口和树脂收集罐连接。

所述的一种室温固化环氧树脂真空浇注装置，其注胶口和树脂脱泡罐之间、树脂脱泡罐和浇注工件之间、树脂脱泡罐和树脂收集罐之间以及浇注工件和树脂收集罐之间均通过透明PVC管连接，并分别设置有管夹阀。

所述的一种室温固化环氧树脂真空浇注装置，其树脂脱泡罐和泵前级缓冲罐之间、树脂收集罐和泵前级缓冲罐之间以及泵前级缓冲罐和真空泵之间均通过玻纹管连接，并分别设置有真空阀。

本发明的目的之二是提供一种室温固化环氧树脂真空浇注方法，基于上述真空浇注装置，步骤为：

步骤1，用模具硅橡胶封装浇注工件，用PVC管连接树脂脱泡罐、浇注工件、树脂收集罐并安装管夹阀；

步骤2，开启真空泵，使胶路组件的真空度需低于10Pa并在真空中保持3-5小时，打开半封闭操作箱的空气调节器，对胶路组件的各部件进行预冷；

步骤3，参照环氧树脂技术资料，使胶路组件的真空处于环氧树脂脱泡所需真空度，将适量室温固化环氧树脂和固化剂混合均匀，由注胶口缓慢注入树脂脱泡罐进行脱泡；

步骤4，让空气进入树脂脱泡罐，使其处于一个大气压的压力状态，在大气压力作用下使树脂进入浇注工件，直到树脂收集罐中有胶富集；

步骤5，让树脂脱泡罐处于真空状态，树脂收集罐处于一个大气压的压力状态，使树脂收集罐中的树脂转移至树脂脱泡罐；

步骤6，重复第3-5步骤，使树脂在浇注工件中流动，带走附着在浇注工件内部的气体，进行二次脱泡；

步骤7，在树脂变得粘稠还未固化前，使浇注工件的进出胶口为一个大气压压力状态，拆除胶路组件各部件，用丙酮清洗树脂脱泡罐和树脂收集罐，待环氧树脂固化后，清除模具硅橡胶，完成工件的整个真空胶注工艺。

本发明的有益效果是：本浇注装置和浇注方法很好的解决了现有技术中真空浇注方法存在的问题，能满足大用量室温固化环氧树脂真空浇注需求，浇注速率快，可有效控制树脂温度，延长固化时间，并采取流动树脂二次脱泡法，在有限的时间内提高脱泡效率，保证树脂充型饱满。

附图说明

图1为本发明浇注装置的结构示意图。

各附图标记为：1—注胶口，2—树脂脱泡罐，3—浇注工件，4—树脂收集罐，5—泵前级缓冲罐，6—真空规，7—真空泵，8—模具槽，9—半封闭操作箱。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式进一步说明本发明。

本发明主要针对室温固化环氧树脂的真空浇注，这种树脂的特点是固化时间短。在树脂添加固化剂后，就开始发生放热反应，这一过程会加速树脂的固化。

参照图1所示，一种室温固化环氧树脂真空浇注装置，可用于固化时间短、树脂用量大的室温固化环氧树脂真空浇注，包括环境温度调节部件、胶路组件和真空压力调节部件；所述的环境温度调节部件由半封闭操作箱9和空气调节器组成，为胶路组件提供16-20℃恒温工作环境；所述的胶路组件由置于半封闭操作箱9内的树脂脱泡罐2、浇注工件3和树脂收集罐4组成，树脂脱泡罐2上设置有注胶口1和抽气口，所述的树脂收集罐4上设置有放气口，所述的放气口连接有真空阀（即阀7），用于调节树脂收集罐4的真空压力，所述的浇注工件3外壳开有进出胶口，浇注工件3外还设置有模具槽8，所述的树脂脱泡罐2、浇注工件3和树脂收集罐4通过三个部件通过管路和阀连接形成回路，树脂在三者间流动；所述的真空压力调节部件包括泵前级缓冲罐5和连接在泵前级缓冲罐5上的真空规6和真空泵7,所述的泵前级缓冲罐5分别与抽气口和树脂收集罐4连接。

本发明包括用透明PVC板加工而成的半封闭操作箱9，配备有空气调节器，使浇路组件维持在16-20℃。

本发明的浇注工件3外壳开有进出胶口，通过模具硅橡胶全覆盖浇注工件3，使浇注工件3成为一个密封空间。

真空泵7通过真空阀8与泵前级缓冲罐5连接，泵前级缓冲罐5上还连有真空规6，并通过真空阀5和真空阀6分别与树脂脱泡罐2和树脂收集罐4相连，为脱泡和浇注提供必要的真空度需求。

浇注工件3的外壳开有进出胶口，将浇注工件3放置于模具槽8，倒入模具硅橡胶至完全覆盖浇注工件3，待模具硅橡胶固化后，浇注工件3以外壳为壁形成一个密封空间。

室温固化环氧树脂所流经的部件全部置于半封闭操作箱9，并维持16-20℃恒温工作环境，从而有效延长固化时间。

室温固化环氧树脂所流经管路均采用透明PVC管，阀1至阀4均采用管夹阀，方便观察和替换。阀5至阀8为真空阀，所在的管路为玻玟管。

室温固化环氧树脂在树脂脱泡罐2中真空脱泡后，在一个大气压压力下压入浇注工件3，多余的树脂进入树脂收集罐4，通过树脂脱泡罐2和树脂收集罐4中的气压配合控制，使树脂在树脂脱泡罐2、浇注工件3和树脂收集罐4之间循环流动，进行二次脱泡，从而达到在有限的固化时间内减少浇注工件3中气隙和气泡的目的。

本发明提供的一种室温固化环氧树脂真空浇注方法，通过使用室温固化环氧树脂真空浇注装置，具体步骤为：

步骤1，用PVC管连接浇注工件3的进出胶口，将浇注工件3放置于模具槽8，倒入模具硅橡胶至完全覆盖浇注工件3，待模具硅橡胶固化；用PVC管连接树脂脱泡罐2、浇注工件3、树脂收集罐4，并安装管夹阀；

步骤2，开真空泵7，各阀如下表中的F1状态所示，系统真空度需低于10Pa，并使系统在真空中保持3-5小时，以去除工件中夹杂的水气，打开半封闭操作箱9的空气调节器，将胶路各部件进行预冷；

步骤3，参照环氧树脂技术资料，调节阀8使系统真空处于环氧树脂脱泡所需真空度，将适量环氧树指和固化剂混合均匀，由注胶口1缓慢注入树脂脱泡罐2，各阀的的状态如上表中的F2所示；待环氧树脂完全进入树脂脱泡罐2后，关阀阀1，使树脂进行脱泡，脱泡时间参照环氧树脂技术资料；

步骤4，让空气进入树脂脱泡罐2，使其处于一个大气压的压力状态，各阀如上表中的F3状态所示；缓慢打开阀2，使树脂进入浇注工件3，直到树脂收集罐4中有胶富集，关闭阀2；

步骤5，让树脂脱泡罐2处于真空状态，各阀如上表中的F4状态所示，然后打开阀7，让树脂收集罐4 处于一个大气压的压力状态，缓慢打开阀3，让树脂收集罐4中的树脂转移至树脂脱泡罐2；

步骤6，重复第3第4步，使树脂在浇注工件3中流动，带走附着在浇注工件3内部的气体，进行二次脱泡；

步骤7，在树脂变得粘稠还未固化前，使浇注工件3的进出胶口为一个大气压压力状态，拆除胶路组件的各部件，用丙酮清洗树脂脱泡罐2和树脂收集罐4，等待环氧树脂固化后，清除模具硅橡胶，完成工件的整个真空胶注工艺。

本发明采用正压法注胶，即在脱泡后，在树脂脱泡罐2中形成一个大气压，树脂在一个大气压的压差下流入浇注工件3，可提高浇注速率。

本发明利用浇注工件3的壳体，通过涂覆模具硅橡胶，使浇注工件3以外壳为壁形成一个真空容器，减小了设备体积，简化了操作过程。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明揭露的范围内，可轻易想到的变化或者替换，都应该涵盖在本发明的保护范围内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。