环氧树脂二级混料脱气温度搅拌速度控制系统的制作方法
【专利说明】
(—)技术领域:
[0001]本发明涉及环氧树脂二级混料脱气温度搅拌速度控制系统，用于当改变环氧树脂混料配方或抽真空工况时，检测其混料在各特定温度及搅拌速度下真空搅拌脱泡的效果，通过比较获得平时生产的温度与搅拌速度设定值，必要时依据抽真空消耗时间、工耗、能耗，也可选取多个所述温度与搅拌速度设置。
(二)【背景技术】:
[0002]环氧树脂的综合性能极佳，其配方设计灵活多样，使环氧树脂在电力、电子电器等领域得到广泛应用，特别是电力互感器、变压器、绝缘子等电器的浇注材料，当环氧树脂应用于高电压电器时，要求它具有极低的局部放电量，否则将因局部放电量超标而过早老化、漏电甚至于击穿引发事故。环氧树脂材料中的气孔是产生局部放电的最主要原因，因此在环氧树脂浇注时，均采用真空浇注脱泡技术尽可能减少浇注制品中的气隙和气泡。
[0003]典型的工艺是将树脂、固化剂和硅徽粉、色浆等填料按配比计算出各组份重量，称重后预先在烘箱中预热60°C /3?4h，其混料分一级和二级混料。在二级混料中先启动储料鍾A、储料鍾B的加热系统及真空系统。再往储料鍾A加入预热后的树脂、填料，并往储料罐B中加入预热后的固化剂、填料，将储料罐A搅拌温度设定为55 °C，搅拌3?4小时，将储料罐B搅拌温度设定为50°C，搅拌3?4小时。然后对储料罐A、储料罐B抽真空搅拌，真空度均设为4mbar。经上述真空脱气后，然后在混料罐中混料搅拌再抽真空后将混料导入浇注罐中浇注再经固化炉加温固化后脱模。
(三)
【发明内容】
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[0004]在空气中高粘度环氧树脂混料液体，也溶解有一定的气体，但在混料液体深处气泡尺寸很小，通常以微气泡形式存在，微气泡依靠自身浮力上升的速度是极其缓慢的，必须依靠外力将气泡带到液面，因此目前较为有效的脱泡方式是采用真空搅拌脱泡和真空薄膜脱泡等方法。在搅拌槽中的压力从上至下依次增大，在中上部出现了较大的低压区，因此，根据气泡生成的条件，气泡主要在中、上部生长、集聚和脱泡。
[0005]由于液态环氧树脂混料的各组成材料及其配比的各不相同，还可能由于环氧树月旨、固化剂内在质量问题，造成每批混料的凝胶时间不一致，以及所使用的真空脱气设备性能及其采用的真空搅拌脱泡工艺差异很大，因此现有真空搅拌脱泡的工艺参数设置多是凭经验或参照相似工艺设置，针对性差，其设定值没有随混料配方或材料的生产厂家或工况变化而合理改变，影响脱泡效果和产品质量。本发明介绍一种环氧树脂二级混料脱气温度搅拌速度控制系统，用于采用二级混料系统工艺的真空搅拌脱泡，在二级混料系统中储料罐A是一环氧树脂、填料混料脱气系统，当改变环氧树脂混料配方或生产厂或抽真空工况时重新确定工艺参数，其特征是当改变混料配方或抽真空工况时，通过现场检测比较储料罐A在升温和真空搅拌脱泡过程中，其混料在各特定温度和所设置的搅拌速度下的真空搅拌脱泡效果，使其可在原有系统中不影响生产，选择平时真空搅拌脱泡工艺的温度和搅拌速度的参数设置。
[0006]环氧树脂随温度升高其粘度下降，但当温度上升到一定值时，粘度下降趋势变缓，最后基本上趋于某个数值，另外环氧树脂混料中填料的填充量越多粒度越细其混料黏度增大越多。它使环氧树脂温度、粘度对应关系在混料中向粘度增大方向偏移，而气泡表面张力随着与表面层相邻的两体相的密度差变小而变小，故表面张力也随粘性下降而减少。由于气泡上升到近液面后，气泡并不能立刻逸出，而是在压差的作用下，气泡继续膨胀，并在近液面下停留一段时间，当挣脱液面张力后，才能逸出或破裂，其停留时间随压力、混料液体的粘性的降低而缩短，综上所述，气泡逸出效率与环氧树脂混料的粘度密切相关，而环氧树脂混料粘度又与温度不成线性关系，因此对于不同的混料就存在不同的最佳温度设定值。
[0007]另一方面，气泡逸出效果与搅拌速度密切相关，当许多处于不同生长阶段的气泡出现时，过高的搅拌速度将使一部分气泡来不及充分的生长破裂及逸出又被带回混料液体深处，过低的搅拌速度使气泡带到液面时间延长，使有效脱泡时间缩短。由于不同的温度和混料粘度，使处于不同生长阶段的气泡数量及生长速度不同，因此搅拌速度选择不同，使处于不同生长期的气泡运输到液面并被逸出的有效运输效率随温度和粘度的不同而变化。
[0008]系统利用真空度的变化来反映环氧树脂混料中气泡逸出数量和体积的变化，在某一反映粘度变化的设定温度下，通过启动真空泵，检测真空度从设定下限值达到上限值(压力下限值)的时间，来反映在该搅拌速度设置下脱泡效率并通过多次生产检测比较用于优化搅拌速度的设置。同时，通过关闭真空泵，检测真空度从设定上限值达到下限值(压力上限值)的时间，来反映在该温度下脱泡效果，通过各温度设定点的检测比较用于优化温度设置。
[0009]所述环氧树脂二级混料脱气温度搅拌速度控制系统，用于该系统中储料罐A真空搅拌脱泡过程的搅拌速度控制，当系统运行时，先将树脂、填料按配比计算出各组份重量，称重后按原工艺要求预先在烘箱或热风炉中进行预热干燥处理后备用，然后启动储料罐A的加热系统及真空系统。在储料罐A先投入环氧树脂，再投入硅微粉冷却至始端温度下升温，其始端温度即环氧树脂熔融后可以进行真空搅拌的温度，例如在40°C至50°C左右开始阶梯式升温，升温间隔相等，先搅拌5-15分钟使混料均匀再开启真空泵，将真空度设定在一上下限范围内，例如可将其按原工艺的真空度设定值作为压力下限值，而取真空度下降(压力上升)至该压力下限值加6-15%作为上限值，其反映真空度的压力信号送主控制器处理，其打开或关闭真空泵的工作信号由主控制器发出。主控制器采用阶梯式升温模式，每次可取3-8°C左右的相同升温间隔。其终端温度稍高于混料罐设定温度，例如75°C-90°C左右，要求升温功率大、速度快以及抽真空速率快。搅拌器的搅拌速度采用依所述阶梯式升温模式各级温度分段递减，即最高温度采用原工艺确定的搅拌速度并向低的温度递减，并经多次生产效果对比使其各级搅拌速度与气泡逸出速度相适应。
[0010]系统工作时储料罐A先在始端温度下升温并打开真空泵抽真空使真空度达到设定压力下限值并达到相应温度段设定温度时，关闭真空泵及阀门，启动真空度的下降计时器当真空度下降到设定压力上限值时计时结束，作数秒延时消除过多气泡后再打开阀门及真空泵抽真空同时启动真空度的上升计时器，使真空度达到设定压力下限值计时结束进入下一段，如此周而复始，依序记录每次真空度的下降计时器和上升计时器的计时时间，其上升计时器反映搅拌速度设置对抽真空性能的影响，比较每次真空度的上升计时器计时时间长短，反映其设定温度点的真空搅拌脱泡效率，来确定其搅拌速度从而获得各温度粘度下的搅拌速度，其下降计时器反映系统在各温度段下气泡生成速度，扣除真空泄漏率影响比较每次真空度的下降计时器计时时间来反映脱泡效果，根据需要可以由工艺允许的脱泡时间，修正原工艺确定的脱泡工序温度范围即始端温度和终端温度设置以增减抽真空时间，再考查所设置温度段的温度与搅拌速度组合及其运行时间的