CN205627921U - 一种用于固化树脂的微波-紫外光波联用装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于固化树脂的微波‑紫外光波联用装置，包括微波发射系统、微波传输系统、微波无极紫外灯、微波谐振腔和物料输送系统，微波发射系统连接微波传输系统；微波传输系统连接微波谐振腔；微波无极紫外灯位于微波谐振腔内；复合树脂通过物料输送系统输送进入微波谐振腔，经过固化后输送出微波谐振腔。采用微波和紫外光波协同作用，同时进行热固化和光固化复合树脂的固化，既利用了微波的加热效应和非热效应，促进热固化树脂的固化反应过程，又利用了微波可以激发无极紫外灯产生的紫外光波对光固化树脂进行固化，可以实现规模化工业化生产。本实用新型的装置具有简单方便、高效灵活、节能环保、使用寿命长，生产效率高的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及树脂固化装置技术领域，尤其涉及一种用于固化树脂的微波-紫外光波联用装置。
背景技术
固化树脂由于其优异的力学性能和抗腐蚀性能，被广泛应用于国防和民用的结构材料中。更重要的是其轻便廉价、容易制备、易于修复，因此随着固化树脂材料综合性能的不断提高，其对材料发展的影响已经越来越为重要。
树脂的固化过程不仅仅是成型过程，其固化反应和固化程度直接决定了树脂材料的各项性能。根据引发树脂单体聚合反应的条件可以将固化树脂分为热固化树脂和光固化树脂。这两种树脂各有优缺点，比如光固化树脂是在紫外光作用下引发聚合反应而产生固化，这种树脂固化速度快，生产效率高，但是其固化的深度受紫外光波穿透深度的限制，较深层中的部分很难充分固化而产生缺陷，影响整体材料的综合性能；而热固化树脂是通过控制环境温度进行固化的一位树脂，只要将温度控制在合理范围就可以保证树脂固化反应完全彻底进行，这类树脂耐热性较好，强度高，但这种树脂固化的时间长，生产效率低。综合上述两种不同固化类型的树脂按一定比例混合，可以取长补短，发挥各自的有益效果，从而使复合树脂具有更加优异的综合性能。
但是目前还没有一种能够简便、连续的同时实现树脂热固化和光固化的装置。
实用新型内容
本实用新型的目的在于设计一种简单，连续，灵活的微波-紫外光波联合固化树脂的装置，从而实现热固化和光固化树脂同时发生固化反应。
本实用新型采取的技术方案是：
本实用新型的用于固化树脂的微波-紫外光波联用装置，包括微波发射系统、微波传输系统、微波无极紫外灯、微波谐振腔和物料输送系统，微波发射系统连接微波传输系统；微波传输系统连接微波谐振腔；微波无极紫外灯位于微波谐振腔内；复合树脂通过物料输送系统输送进入微波谐振腔，经过固化后输送出微波谐振腔。
所述的微波发射系统是由高压变压器或微波变频电源激发产生的微波，微波频率是2450MHz、915MHz，或位于300MHz-300GHz微波波段范围的其他频率微波，优选使用频率是2450MHz或915MHz。
所述的微波传输系统为波导传输或者同轴电缆传输。所述的微波波导传输是矩形、圆柱形波导或狭缝天线。
所述的微波无极紫外灯是由微波激发，不需要电极驱动的紫外灯管。所述的微波无极紫外灯可以是任意形状，优选是螺纹型或管状。
所述的微波谐振腔是表面光滑的金属腔体，其材质是不锈钢、铝材、铜材、或是表层喷涂导电性好的金、银、铜层的金属材料。所述的微波谐振腔形状和尺寸是可以根据实际生产情况进行设计，优选的界面形状是圆形、椭圆形、三边形、四边形、五边形或六边形；所述实际生产情况包括固化工艺、树脂材料的类型、数量、体积、固化产量、固化效率等。
所述的物料输送系统是指将树脂材料输送到微波和紫外光波的谐振腔经过固化后输送出腔体的系统；所述的物料输送系统是线形的、板型的或者是带型的。
所述的微波谐振腔上还设有保护气体的进出口。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
采用微波和紫外光波协同作用，同时进行热固化和光固化复合树脂的固化，既利用了微波的加热效应和非热效应，促进热固化树脂的固化反应过程，又利用了微波可以激发无极紫外灯产生的紫外光波对光固化树脂进行固化，从而简单、方便、快速实现复合树脂的固化，本实用新型可以实现规模化工业化生产。本实用新型的装置具有简单方便、高效灵活、节能环保、使用寿命长，生产效率高的优点。
附图说明
图1为本实用新型实施例1的微波矩形波导激发无极螺纹状紫外灯，固化线性树脂输料系统的结构示意图；
图中，101-微波发射系统、102-微波传输系统-矩形波导、103-谐振腔体、104-无极螺纹型紫外灯、105-保护气氛的进口、106-保护气氛的出口、107-物料输送系统-绕线器、108-树脂线。
图2为本实用新型实施例2的微波圆形波导激发无极管状紫外灯，通过传送带输送固化树脂的结构示意图；
图中，201-微波发射系统、202-微波传输系统-圆形波导、203-谐振腔体、204-无极管状紫外灯、205-保护气氛的进口、206-保护气氛的出口、207-物料输送系统-传送带、208-树脂线。
图3为本实用新型实施例3的微波同轴电缆激发无极管状紫外灯，通过推板或者推舟方式进行树脂固化的结构示意图；
图中，301-微波发射系统、302-微波传输系统-同轴电缆、303-谐振腔体、304-无极管状紫外灯、305-保护气氛的进口、306-保护气氛的出口、307-物料输送系统-推板或推舟、308-树脂块。
具体实施方式
下面结合实施例和附图是对本实用新型进一步详细描述。
实施例1 微波矩形波导激发无极螺纹状紫外灯，固化线性树脂输料系统
如图1所示，本实用新型的用于固化树脂的微波-紫外光波联用装置，包括微波发射系统101、微波传输系统-矩形波导102、谐振腔体103、无极螺纹型紫外灯104、保护气氛的进口105和出口106，以及物料输送系统-绕线器107和树脂线108。
微波发射系统101连接微波传输系统-矩形波导102；微波传输系统-矩形波导102连接微波谐振腔体103；无极螺纹型紫外灯104位于微波谐振腔体103内；物料输送系统-绕线器107位于微波谐振腔体103的两侧；复合树脂平行于无极螺纹型紫外灯104方向通过微波谐振腔体103，复合树脂通过物料输送系统-绕线器107输送进入微波谐振腔体103，经过固化后输送出微波谐振腔体103；微波谐振腔体103上设有保护气氛的进口105和出口106。
实施例2 微波圆形波导激发无极管状紫外灯，通过传送带输送固化树脂
如图2所示，本实用新型的用于固化树脂的微波-紫外光波联用装置，包括微波发射系统201、微波传输系统-圆形波导202、谐振腔体203、无极管状紫外灯204、保护气氛的进口205和出口206，以及物料输送系统-传送带207和树脂线208。
微波发射系统201连接微波传输系统-圆形波导202；微波传输系统-圆形波导202连接微波谐振腔体203；无极管状紫外灯204位于微波谐振腔203内；物料输送系统-传送带207穿过微波谐振腔体203；复合树脂平行于无极管状紫外灯204方向通过微波谐振腔体203，复合树脂通过物料输送系统-传送带207输送进入微波谐振腔体203，经过固化后输送出微波谐振腔体203；微波谐振腔体203上设有保护气氛的进口205和出口206。
实施例3 微波同轴电缆激发无极管状紫外灯，通过推板或者推舟方式进行树脂固化
如图3所示，本实用新型的用于固化树脂的微波-紫外光波联用装置，包括微波发射系统301、微波传输系统-同轴电缆302、谐振腔体303、无极管状紫外灯304、保护气氛的进口305和出口306，以及物料输送系统-推板或推舟307和树脂块308。
微波发射系统301连接微波传输系统-同轴电缆302；微波传输系统-同轴电缆302连接微波谐振腔体303；无极管状紫外灯304位于微波谐振腔体303内；物料输送系统-推板或推舟307穿过微波谐振腔体303；复合树脂平行于无极管状紫外灯304方向通过微波谐振腔303，复合树脂通过物料输送系统-推板或推舟307输送进入微波谐振腔体303，经过固化后输送出微波谐振腔体303；微波谐振腔体303上设有保护气氛的进口305和出口306。
实施例4 原理和使用方法
具体地，通过微波发射系统101(201，301)能够产生一定能量的微波，微波是在高压变压器或者微波电源的驱动下发生的，其出功率由磁控管和电位器控制；微波传输系统102(202，302)将微波源产生的微波传输在尽可能没有损耗的情况下输送到微波谐振腔体103(203，303)；微波谐振腔103(203，303)使接收的微波电磁场在金属腔体里分布更加均匀，部分微波能量是为了加热树脂，加速热固性树脂的固化，另一部分微波能量则激发微波无极紫外灯104(204，304)发光；物料输送系统107(207，307)是将树脂材料108(208，308)输送到微波场中，经过微波-紫外固化后输送出微波腔体。其中气氛进口105(205，305)和出口106(206，306)，可以进行气氛的调控，从而使树脂固化的效果更加优异。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种用于固化树脂的微波-紫外光波联用装置，包括微波发射系统、微波传输系统、微波无极紫外灯、微波谐振腔和物料输送系统，其特征在于：微波发射系统连接微波传输系统；微波传输系统连接微波谐振腔；微波无极紫外灯位于微波谐振腔内；复合树脂通过物料输送系统输送进入微波谐振腔，经过固化后输送出微波谐振腔。
2.如权利要求1所述的用于固化树脂的微波-紫外光波联用装置，其特征在于：所述的微波发射系统是由高压变压器或微波变频电源激发产生的微波，微波频率是2450MHz、915MHz，或位于300MHz-300GHz微波波段范围的其他频率微波。
3.如权利要求1所述的用于固化树脂的微波-紫外光波联用装置，其特征在于：所述的微波传输系统为波导传输或者同轴电缆传输。
4.如权利要求3所述的用于固化树脂的微波-紫外光波联用装置，其特征在于：所述的微波波导传输是矩形、圆柱形波导或狭缝天线。
5.如权利要求1所述的用于固化树脂的微波-紫外光波联用装置，其特征在于：所述的微波无极紫外灯是由微波激发，不需要电极驱动的紫外灯管。
6.如权利要求5所述的用于固化树脂的微波-紫外光波联用装置，其特征在于：所述的微波无极紫外灯是螺纹型或管状。
7.如权利要求1所述的用于固化树脂的微波-紫外光波联用装置，其特征在于：所述的微波谐振腔是表面光滑的金属腔体，其材质是不锈钢、铝材、铜材、或是表层喷涂导电性好的金、银、铜层的金属材料。
8.如权利要求7所述的用于固化树脂的微波-紫外光波联用装置，其特征在于：所述的微波谐振腔界面形状是圆形、椭圆形、三边形、四边形、五边形或六边形。
9.如权利要求1所述的用于固化树脂的微波-紫外光波联用装置，其特征在于：所述的物料输送系统是指将树脂材料输送到微波和紫外光波的谐振腔经过固化后输送出腔体的系统；所述的物料输送系统是线形的、板型的或者是带型的。
10.如权利要求1所述的用于固化树脂的微波-紫外光波联用装置，其特征在于：所述的微波谐振腔上还设有保护气体的进出口。
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| CN201620383707.XU CN205627921U (zh) | 2016-04-28 | 2016-04-28 | 一种用于固化树脂的微波-紫外光波联用装置 |
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN105797664A (zh) * | 2016-04-28 | 2016-07-27 | 广州博翔材料科技有限公司 | 一种微波-紫外光联用固化金刚石树脂线的方法 |
| CN108514856A (zh) * | 2018-06-04 | 2018-09-11 | 四川大学 | 一种微波和紫外线联合固化的方法及其装置 |
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