[发明专利]远红外线环氧树脂固化装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种环氧树脂固化装置结构及固化方法，在环氧树脂固化、油漆干燥等领域有广泛应用，属于化工装备领域。

背景技术

红外线是比可见光波长更长的电磁波。波长小于56微米的红外线为近红外线，波长大于56微米的红外线为远红外线。近红外线用于干燥和烘干已有几十年历史，缺点主要是穿透深度比较浅，经常发生物体表面焦糊或变性，而内部尚未烘干固化的情况。近些年迅速兴起远红外线加热环氧树脂固化技术，具有更强的穿透性，更易为环氧树脂吸收，加速环氧树脂固化。

环氧树脂泛指分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机高分子化合物，它们可与多种类型的固化剂发生交联反应而形成不溶、具有三向网状结构的高聚物。由于环氧树脂的绝缘性能高、粘接机械强度好、密封性能好和耐化学腐蚀等许多独特的优点，在电子元器件绝缘及封装领域应用广泛。

环氧树脂的环氧基团含量高，固化之前流动性好，固化中收缩小，固化后的残余应力小，在电器封装中被广泛使用。但是，它有一个致命缺点就是固化时间较长，固化温度较高，固化过程中，高温使树脂分子链断裂，产生小分子飞出后，粘贴在固化炉的上壁，时间长后形成类似家用除油烟机内油脂污垢的垢层，影响发热器件的热效率，需要每天人力清理垢层，这样费事费力，特别是在自动生产线上，由于空间限制几乎无法清理小分子垢层。

本专利就是针对这一个生产中的问题提出的一种新型环氧树脂固化装置及方法，固化装置中的加热元件使用远红外碳加热板，碳晶体在电场作用下，分子团产生“布朗运动”，分子之间发生剧烈的摩擦和撞击，以波长大于56微米的远红外对外辐射传热。远红外辐射的穿透性强，可以穿透器件的壳体，待固化环氧树脂器件接收到远红外线后，吸收能量，转换为热能，使环氧树脂的温度升高，加速固化。这种环氧树脂固化方式，可以实现同时内部和外部一体加热。具有固化过程快，固化后环氧树脂器件的内应力小，材质均匀，固化质量好，特别适合自动生产线上使用。

发明内容

本发明提供一种环氧树脂固化装置及环氧树脂固化方法，具有环氧树脂固化过程快，固化质量好，特别适合自动生产线上使用。

1.远红外线环氧树脂固化装置

一种环氧树脂固化装置如图1所示。本装置依次包括：箱体(1)、远红外碳加热板(2)、支架(3)、排气口(4)、电磁阀(5)、进气口(6)、风扇(7)(8)、温度传感器(9)、待固化的环氧树脂器件(10)、嵌入式控制器(11)。

风扇(8)为低速风扇，安装在固化装置箱体上部，在整个环氧树脂固化过程中始终工作，用于均匀环氧树脂固化装置内部的温度分布。进气口(6)位于箱体上部，风扇(7)则安装在此进气口处，通过开启风扇(7)，可将外部的冷空气吸入箱体内部。排气口(4)在箱体左侧面下部，并在此处安装电磁阀(5)，通过开启电磁阀将热空气排出箱体外。排气口(4)、电磁阀(5)、进气口(6)、风扇(7)、温度传感器(9)和嵌入式控制器(11)组成PID反馈式温度控制硬件系统。

当本发明提出的环氧树脂固化装置工作时，嵌入式控制器控制使远红外碳加热板(2)接通220V/380V电源，远红外碳加热板(2)在整个环氧树脂固化过程中始终工作。当传感温度低于预设的温度时，排气阀门(5)和进气风扇(7)处于关闭状态，这样固化装置内外没有空气对流回路，外界的冷空气很少进入固化装置内，固化装置内部温度呈上升状态。当传感温度大于预设的温度时，风扇(7)开始工作，进气口(6)和风扇(7)将冷空气带入固化装置内，排气阀门(5)打开，热空气从排气口(4)排出，形成对流回路，外界的冷空气进入固化装置内，固化装置内部温度下降。温度降到设定值时，则关闭排气阀门(5)和风扇(7)。

2.远红外线环氧树脂固化方法

本发明采用远红外碳加热板作为固化装置的加热元件，远红外碳加热板在电场作用下，会辐射大量的远红外线，待固化环氧树脂器件接收到远红外线后，吸收能量，加速自身固化。远红外线具有较强的穿透能力，可以加热环氧树脂的内部空间从而使内部的环氧树脂也快速地固化。发明中有一个由排气口(4)、电磁阀(5)、进气口(6)、风扇(7)、温度传感器(9)和嵌入式控制器(11)组成的PID反馈式温度控制硬件系统。通过这个温度控制系统，可以调整装置内部温度，有效地减少待固化环氧树脂因表面温度过高焦糊变性但内部尚未烘干以及固化过程中高温使环氧树脂小分子飞溅的情况。