CN116587501A - 一种uv胶光固化成形工艺及其设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及光固化成形技术领域，且公开了一种UV胶光固化成形工艺及其设备，包括以下步骤：步骤S1、将电子元件放置在模具下模的型腔内，模具下模放置在周转治具内，将模具上模与模具下模之间进行合模，打开真空过渡室的调节门，将模具下模与模具上模转入到真空过渡室内；步骤S2、打开真空过渡室与真空UV胶浇注室之间的调节门，将UV胶储存罐中的胶水通过浇注口浇注到模具下模与模具上模的型腔内；本发明将电子元件放置在模具下模与模具上模之间，将模具下模与模具上模送入到真空UV胶浇注室内进行浇注，并进行固化，最终所生产出的成品内不会留有气泡，且不会对电子元件造成损伤，且固化可以快速成型，固化时间短，便于流水线批量生产。
Description
技术领域
本发明涉及光固化成形技术领域，更具体地涉及一种UV胶光固化成形工艺及其设备。
背景技术
紫外线固化技术即UV胶技术，是一种环境友好的绿色技术，即节能、环保、经济，主要应用于涂料、油墨、胶粘剂等领域，其中紫外线固化UV胶广泛应用于玻璃制品与珠宝业、玻璃家具、医疗器具、电子元器件等产品的制造；
在目前，现有技术中一般采用传统的独立静止式烤箱模式进行透明材料的固化，固化方式就是将黏附有透明材料层的电子元件置于独立的烘箱内进行加热固化，由于现有的固化工序独立于电子元件生产过程的其他工序，无法实现连续式生产，而且需要在固化工序于其前后工序的衔接、转运过程中浪费大量的时间和人力成本，固化效率低而且也影响到整个电子元件生产过程的效率和自动化程在进行电子元件生产时；
电子元件很难抗住高压和高温，因此常规的注塑透明塑料工艺行不通，如果用透明胶水在常温、常压灌注成型，则加工过程中胶水内部的气泡很难消除，而且胶水固化时间长，不利于量产，因此亟需一种固化工艺使得电子元件能够被良好的包裹在透明材料内。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施条例提供一种UV胶光固化成形工艺及其设备，以解决背景技术中所提出的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种UV胶光固化成形工艺，包括以下步骤：
步骤S1、将电子元件放置在模具下模的型腔内，模具下模放置在周转治具内，将模具上模与模具下模之间进行合模，打开真空过渡室的调节门，将模具下模与模具上模转入到真空过渡室内，关闭调节门，打开真空控制阀，抽净空气；
步骤S2、打开真空过渡室与真空UV胶浇注室之间的调节门，模具下模与模具上模转入到真空UV胶浇注室内，将UV胶储存罐中的胶水通过浇注口浇注到模具下模与模具上模的型腔内；
步骤S3、将注胶后的模具下模与模具上模转入到真空UV光照室内，打开UV灯，照射模具下模与模具上模，固化胶水；
步骤S4、将固化胶水后的模具下模与模具上模转入常压过渡室内，关闭真空UV光照室与常压过渡室之间的调节门，打开常压过渡室内的空气控制阀，使室内压力恢复正常；
步骤S5、压力变成常压后，将固化胶水后的模具下模与模具上模从常压过渡室内取出，打开模具上模，取出产品。
在一个优选的实施方式中，所述UV胶储存罐内的胶水，按照质量份数比，含有以下组合物：丙烯酸酯预聚物30～85份、丙烯酸酯单体20～50份、光引发剂0.1～5份、耐黄变剂0.1～2份、助剂0.1～5份。
在一个优选的实施方式中，UV胶储存罐内的胶水，其在制备时，将丙烯酸酯预聚物、丙烯酸酯单体、光引发剂、耐黄变剂以及助剂依次加入真空搅拌机内，转速为400-600rpm且搅拌40～50min。
在一个优选的实施方式中，所述UV胶储存罐内的胶水成品粘度为310cps，在800mj/cm2紫外光照射下的固化性能为PC剪切强度7MPa，透过率≥90％，QUV老化500小时后的黄变值0.1，老化后的剪切强度6.5MPa，90℃下的剪切强度0.8MPa。
在一个优选的实施方式中，丙烯酸酯预聚物为聚醚型聚氨酯丙烯酸预聚物，丙烯酸单体为含羟基丙烯酸单体，抗黄变剂为紫外线吸收剂，引发剂为1－羟基环己基苯基甲酮与2，4，6－三甲基苯甲酰基－二苯基氧化膦复配物，助剂为抗氧剂。
在一个优选的实施方式中，一种UV胶光固化成形设备，包括周转治具，所述周转治具的顶端活动连接有模具下模，所述模具下模的顶端固定连接有模具上模，所述模具下模与模具上模的型腔内含有电子元件，所述周转治具将模具下模与模具上模依次送入到真空过渡室、真空UV胶浇注室、真空UV光照室以及常压过渡室内，所述真空过渡室、真空UV胶浇注室、真空UV光照室以及常压过渡室的入口以及出口均设有调节门，所述真空过渡室、真空UV胶浇注室以及真空UV光照室内设置有真空控制阀，所述真空UV胶浇注室的顶端固定连接有UV胶储存罐，所述真空UV光照室的顶端固定连接有UV灯。
在一个优选的实施方式中，所述真空过渡室的出口调节门为真空UV胶浇注室的入口调节门，所述真空UV胶浇注室的出口调节门为真空UV光照室的入口调节门，所述真空UV光照室的出口调节门为常压过渡室的入口调节门。
在一个优选的实施方式中，所述真空过渡室、真空UV胶浇注室以及真空UV光照室内的真空控制阀通过管道与真空泵之间连接，且所述真空控制阀将真空过渡室、真空UV胶浇注室以及真空UV光照室内空气抽出并保持真空过渡室、真空UV胶浇注室以及真空UV光照室内处于真空状态。
本发明的技术效果和优点：
1、本发明通过将电子元件放置在模具下模与模具上模之间，通过周转治具将模具下模与模具上模送入到真空UV胶浇注室内进行浇注，再在真空UV光照室内进行固化，最终所生产出的成品内不会留有气泡，且不会对电子元件造成损伤，且固化可以快速成型，固化时间短，便于流水线批量生产；
2、本发明能将电子元件和透明材质良好地结合在一起，电子元件被包裹在透明材质内部，保证了产品的美观，提高品质，且由于采用模具下模与模具上模内进行浇注的方式进行生产，因此可加工不同的所需形状，生产技术同时适合多种需包裹透明胶水的产品的生产；
3、本发明的UV胶水由丙烯酸酯预聚物30～85份、丙烯酸酯单体20～50份、光引发剂0.1～5份、耐黄变剂0.1～2份、助剂0.1～5份制成，具有高流动性、高可靠性，易返修的特点，并且可以防止老化，从而保证本申请最终生产出的产品性能较为优良。
4、本发明通过设有真空过渡室、真空UV胶浇注室、真空UV光照室、常压过渡室，真空过渡室、真空UV胶浇注室、真空UV光照室以及常压过渡室彼此连接，从而可实现连续生产，在真空UV光照室内进行浇注，真空UV光照室内处于真空状态，因此胶水内不含有气泡，最终固化的产品内也不会产生气泡，其交界处的调节门相互公用，从而节省所需的原料成本。
附图说明
图1为本发明的整体工艺流程示意图。
图2为本发明的整体设备组成结构示意图。
图3为本发明的整体剖面结构示意图。
图4为本发明的模具运输结构示意图。
附图标记为：1、周转治具；2、模具下模；3、模具上模；4、真空过渡室；5、真空UV胶浇注室；501、UV胶储存罐；6、真空UV光照室；601、UV灯；7、常压过渡室；8、调节门；9、真空控制阀；10、空气控制阀；11、真空泵。
具体实施方式
下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，另外，在以下的实施方式中记载的各结构的形态只不过是例示，本发明所涉及的一种UV胶光固化成形工艺及其设备并不限定于在以下的实施方式中记载的各结构，在本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施方式都属于本发明保护的范围。
参照图1，本发明提供了一种UV胶光固化成形工艺及其设备，包括以下步骤：
步骤S1、将电子元件放置在模具下模2的型腔内，模具下模2放置在周转治具1内，将模具上模3与模具下模2之间进行合模，打开真空过渡室4的调节门8，将模具下模2与模具上模3转入到真空过渡室4内，关闭调节门8，打开真空控制阀9，抽净空气；
步骤S2、打开真空过渡室4与真空UV胶浇注室5之间的调节门8，模具下模2与模具上模3转入到真空UV胶浇注室5内，将UV胶储存罐501中的胶水通过浇注口浇注到模具下模2与模具上模3的型腔内；
步骤S3、将注胶后的模具下模2与模具上模3转入到真空UV光照室6内，打开UV灯601，照射模具下模2与模具上模3，固化胶水；
步骤S4、将固化胶水后的模具下模2与模具上模3转入常压过渡室7内，关闭真空UV光照室6与常压过渡室7之间的调节门8，打开常压过渡室7内的空气控制阀10，使室内压力恢复正常；
步骤S5、压力变成常压后，将固化胶水后的模具下模2与模具上模3从常压过渡室7内取出，打开模具上模3，取出产品。
进一步的，UV胶储存罐501内的胶水，按照质量份数比，含有以下组合物：丙烯酸酯预聚物30～85份、丙烯酸酯单体20～50份、光引发剂0.1～5份、耐黄变剂0.1～2份、助剂0.1～5份，将本申请UV胶储存罐501内的胶水按照质量分数比进行配置，最终生产出的胶水具有良好的韧性以及粘度，并且可以防止老化，从而保证本申请最终生产出的产品性能较为优良。
进一步的，UV胶储存罐501内的胶水，其在制备时，将丙烯酸酯预聚物、丙烯酸酯单体、光引发剂、耐黄变剂以及助剂依次加入真空搅拌机内，转速为400-600rpm且搅拌40～50min，将本申请的各个组成成分以及加入真空搅拌机内进行搅拌，从而使得本申请最终所制成的成品更加均匀。
进一步的，UV胶储存罐501内的胶水成品粘度为310cps，在800mj/cm2紫外光照射下的固化性能为PC剪切强度7MPa，透过率≥90％，QUV老化500小时后的黄变值0.1，老化后的剪切强度6.5MPa，90℃下的剪切强度0.8MPa，将本申请UV胶储存罐501内的胶水成品进行检测，对其粘度以及固化性能进行检测，保证本申请的胶水在进行使用时有足够的固化性能，从而保证成本品质，且QUV老化500小时后的黄变值0.1，说明黄变性好，具有优异的老化强度，此外，需要说明的是，QUV为老化试验机。
进一步的，丙烯酸酯预聚物为聚醚型聚氨酯丙烯酸预聚物，丙烯酸单体为含羟基丙烯酸单体，抗黄变剂为紫外线吸收剂，引发剂为1－羟基环己基苯基甲酮与2，4，6－三甲基苯甲酰基－二苯基氧化膦复配物，助剂为抗氧剂。
参照图2、图3以及图4，一种UV胶光固化成形设备，包括周转治具1，周转治具1的顶端活动连接有模具下模2，模具下模2的顶端固定连接有模具上模3，模具下模2与模具上模3的型腔内含有电子元件，周转治具1将模具下模2与模具上模3依次送入到真空过渡室4、真空UV胶浇注室5、真空UV光照室6以及常压过渡室7内，真空过渡室4、真空UV胶浇注室5、真空UV光照室6以及常压过渡室7的入口以及出口均设有调节门8，真空过渡室4、真空UV胶浇注室5以及真空UV光照室6内设置有真空控制阀9，真空UV胶浇注室5的顶端固定连接有UV胶储存罐501，真空UV光照室6的顶端固定连接有UV灯601。
本申请实施例中，真空过渡室4、真空UV胶浇注室5、真空UV光照室6以及常压过渡室7彼此连接，从而可实现连续生产，模具下模2与模具上模3内的电子元件进行放置后，在真空UV光照室6内进行浇注，且真空UV光照室6内处于真空状态，因此胶水内不含有气泡，最终固化的产品内也不会产生气泡，且真空UV胶浇注室5与真空UV光照室6内为真空环境，真空UV光照室6进行光照固化时，在常温下即可，不会对电子元件造成损伤。
进一步的，真空过渡室4的出口调节门8为真空UV胶浇注室5的入口调节门8，真空UV胶浇注室5的出口调节门8为真空UV光照室6的入口调节门8，真空UV光照室6的出口调节门8为常压过渡室7的入口调节门8，本申请实施例中，真空过渡室4、真空UV胶浇注室5、真空UV光照室6以及常压过渡室7为依次相邻的设计，因此其交界处的调节门8相互共用，从而节省所需的原料成本，且真空过渡室4与常压过渡室7均可起到过渡的效果，从而保证真空UV胶浇注室5与真空UV光照室6内为稳定的真空状态。
进一步的，真空过渡室4、真空UV胶浇注室5以及真空UV光照室6内的真空控制阀9通过管道与真空泵11之间连接，且真空控制阀9将真空过渡室4、真空UV胶浇注室5以及真空UV光照室6内空气抽出并保持真空过渡室4、真空UV胶浇注室5以及真空UV光照室6内处于真空状态，真空过渡室4、真空UV胶浇注室5以及真空UV光照室6内均为真空状态，因此真空过渡室4、真空UV胶浇注室5以及真空UV光照室6采用同一真空泵11进行控制，从而节省成本。
实验例一
本申请待制备的UV胶贮罐中胶水，按照质量份数比，含有以下组合物：丙烯酸酯预聚物30～85份、丙烯酸酯单体20～50份、光引发剂0.1～5份、耐黄变剂0.1～2份、助剂0.1～5份；
待制备的胶水中含有丙烯酸酯预聚物40份、丙烯酸酯单体50份、光引发剂4份、耐黄变剂1份、助剂5份，形成胶水C1。
实验例二
待制备的胶水中含有丙烯酸酯预聚物50份、丙烯酸酯单体40份、光引发剂4份、耐黄变剂2份、助剂4份，形成胶水C2。
实验例三
待制备的胶水中含丙烯酸酯预聚物57.5份，丙烯酸单体39.5份，光引发剂1份、耐黄变剂1份、助剂1份，形成胶水C3。
实验例四
待制备的胶水中含丙烯酸酯预聚物65份，丙烯酸单体32.5份，抗黄变剂1份，引发剂1份，助剂0.5份，形成胶水C4。
实验例五
待制备的胶水中含丙烯酸酯预聚物70份，丙烯酸单体25份，抗黄变剂2份，引发剂1份，助剂2份，形成胶水C5。
实验例六
待制备的胶水中含丙烯酸酯预聚物75份，丙烯酸单体20份，抗黄变剂1份，引发剂2份，助剂2份，形成胶水C3。
选择胶水C1至C6作为制作实验试样，进行性能检测，检测结果见下表：
| 样品 | 胶水C1 | 胶水C2 | 胶水C3 | 胶水C4 | 胶水C5 | 胶水C6 |
| 粘度 | 305cps | 290cps | 300cps | 310cps | 315cps | 298cps |
| 透过率 | 88％ | 86％ | 85％ | 90％ | 85％ | 83％ |
| 剪切强度 | 6.0MPa | 6.2MPa | 6.8MPa | 7MPa | 6.9MPa | 6.5MPa |
| 黄变值 | 0.12 | 0.11 | 0.13 | 0.10 | 0.14 | 0.15 |
在本技术方案中，当待制备的胶水中含丙烯酸酯预聚物65份，丙烯酸单体32.5份，抗黄变剂1份，引发剂1份，助剂0.5份，此时所形成的胶水C4，具有较好的粘度，较好的通过率，较强的剪切强度以及较低的黄变值，因此胶水C4的综合性能最好，配方为丙烯酸酯预聚物65份，丙烯酸单体32.5份，抗黄变剂1份，引发剂1份，助剂0.5份能够满足本申请的使用要求，此外，需要说明的是，黄变值为本申请在QUV老化500小时后测得。
最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种UV胶光固化成形工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1、将电子元件放置在模具下模(2)的型腔内，模具下模(2)放置在周转治具(1)内，将模具上模(3)与模具下模(2)之间进行合模，打开真空过渡室(4)的调节门(8)，将模具下模(2)与模具上模(3)转入到真空过渡室(4)内，关闭调节门(8)，打开真空控制阀(9)，抽净空气；
步骤S2、打开真空过渡室(4)与真空UV胶浇注室(5)之间的调节门(8)，模具下模(2)与模具上模(3)转入到真空UV胶浇注室(5)内，将UV胶储存罐(501)中的胶水通过浇注口浇注到模具下模(2)与模具上模(3)的型腔内；
步骤S3、将注胶后的模具下模(2)与模具上模(3)转入到真空UV光照室(6)内，打开UV灯(601)，照射模具下模(2)与模具上模(3)，固化胶水；
步骤S4、将固化胶水后的模具下模(2)与模具上模(3)转入常压过渡室(7)内，关闭真空UV光照室(6)与常压过渡室(7)之间的调节门(8)，打开常压过渡室(7)内的空气控制阀(10)，使室内压力恢复正常；
步骤S5、压力变成常压后，将固化胶水后的模具下模(2)与模具上模(3)从常压过渡室(7)内取出，打开模具上模(3)，取出产品。
2.根据权利要求1所述的一种UV胶光固化成形工艺，其特征在于：所述UV胶储存罐(501)内的胶水，按照质量份数比，含有以下组合物：丙烯酸酯预聚物30～85份、丙烯酸酯单体20～50份、光引发剂0.1～5份、耐黄变剂0.1～2份、助剂0.1～5份。
3.根据权利要求2所述的一种UV胶光固化成形工艺，其特征在于：所述UV胶储存罐(501)内的胶水，其在制备时，将丙烯酸酯预聚物、丙烯酸酯单体、光引发剂、耐黄变剂以及助剂依次加入真空搅拌机内，转速为400-600rpm且搅拌40～50min。
4.根据权利要求3所述的一种UV胶光固化成形工艺，其特征在于：所述UV胶储存罐(501)内的胶水成品粘度为310cps，在800mj/cm2紫外光照射下的固化性能为PC剪切强度7MPa，透过率≥90％，QUV老化500小时后的黄变值0.1，老化后的剪切强度6.5MPa，90℃下的剪切强度0.8MPa。
5.根据权利要求1所述的一种UV胶光固化成形工艺，其特征在于：丙烯酸酯预聚物为聚醚型聚氨酯丙烯酸预聚物，丙烯酸单体为含羟基丙烯酸单体，抗黄变剂为紫外线吸收剂，引发剂为1－羟基环己基苯基甲酮与2，4，6－三甲基苯甲酰基－二苯基氧化膦复配物，助剂为抗氧剂。
6.一种UV胶光固化成形设备，其特征在于：采用权利要求1-5任一项所述的UV胶光固化成形工艺，包括周转治具(1)，所述周转治具(1)的顶端活动连接有模具下模(2)，所述模具下模(2)的顶端固定连接有模具上模(3)，所述模具下模(2)与模具上模(3)的型腔内含有电子元件，所述周转治具(1)将模具下模(2)与模具上模(3)依次送入到真空过渡室(4)、真空UV胶浇注室(5)、真空UV光照室(6)以及常压过渡室(7)内，所述真空过渡室(4)、真空UV胶浇注室(5)、真空UV光照室(6)以及常压过渡室(7)的入口以及出口均设有调节门(8)，所述真空过渡室(4)、真空UV胶浇注室(5)以及真空UV光照室(6)内设置有真空控制阀(9)，所述真空UV胶浇注室(5)的顶端固定连接有UV胶储存罐(501)，所述真空UV光照室(6)的顶端固定连接有UV灯(601)。
7.根据权利要求6所述的一种UV胶光固化成形设备，其特征在于：所述真空过渡室(4)的出口调节门(8)为真空UV胶浇注室(5)的入口调节门(8)，所述真空UV胶浇注室(5)的出口调节门(8)为真空UV光照室(6)的入口调节门(8)，所述真空UV光照室(6)的出口调节门(8)为常压过渡室(7)的入口调节门(8)。
8.根据权利要求6所述的一种UV胶光固化成形设备，其特征在于：所述真空过渡室(4)、真空UV胶浇注室(5)以及真空UV光照室(6)内的真空控制阀(9)通过管道与真空泵(11)之间连接，且所述真空控制阀(9)将真空过渡室(4)、真空UV胶浇注室(5)以及真空UV光照室(6)内空气抽出并保持真空过渡室(4)、真空UV胶浇注室(5)以及真空UV光照室(6)内处于真空状态。
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