[發明專利]應用于制備復合材料的垂直烘干固化方式的節能實現方法

有效

• 申請號: 201110376915.9
• 申請日: 2011-11-22
• 公開（公告）號: CN102501340A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 程鏗
• 申請（專利權）人: 上海凡順實業有限公司
• 主分類號: B29C35/06
• 分類號: B29C35/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明涉及垂直型傳統烘干固化烘箱的節能結構，尤其涉及一種應用于制備復合材料的垂直烘干固化方式的節能實現方法。

背景技術：

眾所周知，很多復合材料的制造是通過將基材(諸如玻璃纖維、編織材料等)浸漬含有溶劑(如二甲苯等)的熱固性樹脂(如有機硅樹脂等)，再經過垂直的烘干固化爐進行揮發和固化而成。

其中，很多熱固性樹脂的固化過程必須先經過低溫(70-100攝氏度)的揮發過程，先將溶劑揮發掉，然后進入高溫(170-220攝氏度)而且潔凈不含溶劑氣氛的空氣中加熱固化。然而在飽含揮發溶劑氣氛的空氣中，固化過程會延長甚至變得不可能。

如圖1所示，其為現有技術所采用的一種垂直烘干固化方案的側面剖視示意圖。在該方案中，待加工品102通過浸漬槽101，表面被浸漬一層含有溶劑的樹脂，然后從下往上進入內含保溫層104的烘箱本體103。并先后通過烘箱本體103內設置的第一揮發段120、第二揮發段130、固化段140，然后向上提升出烘箱本體，成為制成品。每個分段都有由測溫探針112、溫度控制器113、棒狀加熱器105組成的閉環溫度控制裝置控制該段所設定的工藝溫度。當然該方案中的揮發段(120、130)和固化段140依據工藝需要，可以任意通過設置由測溫探針112、溫度控制器113、棒狀加熱器105組成的閉環溫度控制裝置來增加分段的數量，并可設置分區隔板111來分隔各段之間的不同溫度的氣體流動，從而避免干擾各段的溫度控制。

通常，各段溫度是從下往上逐步提升。由于熱空氣上升的原理，烘箱本體103內部的空氣流是從下往上自然流通的。因此，常溫新鮮空氣從第一揮發段120下部開口進入，被加熱器105加熱以后向上流動，同時待加工品表面的樹脂中的溶劑逐步受熱揮發進入空氣中，從而逐步增加溶劑的蒸汽壓。含有溶劑蒸汽的空氣繼續被加熱器加熱并向上流動，待加工品也繼續向上提升。其過程中再在已經含有溶劑蒸汽的氣氛中繼續揮發剩余的溶劑。待加工品提升到第二揮發段130的上部，其溶劑已經揮發到相當程度，揮發速度顯著變慢，此時周圍的空氣的溶劑蒸汽壓已經達到最高值；待加工品已經將進入固化段140。為使固化段140的空氣里的溶劑的蒸汽壓力降低到一定程度，以便有利于固化過程的進行，通常需要在第二揮發段130的適當位置設置一個抽氣管道106，并由活門107或者抽氣風機108抽出一定數量的含有溶劑蒸汽的氣體通過排氣管道109排出設備外；同時新鮮空氣由第一揮發段底部的開口114補充，以降低揮發段的溶劑蒸汽壓，使其達到降低進入固化段的空氣中的溶劑的蒸汽壓的目的。這樣，才使固化過程得以高效的順利進行。

但是，由于固化段140的空氣來源于第二揮發段130，因此固化段的溶劑蒸汽壓的大小取決于第二揮發段130上升氣體的溶劑蒸汽壓。因此，為降低烘箱本體內，尤其是固化段140的溶劑蒸汽壓，需要大量的新鮮空氣從烘箱本體103的底部開口114補充，然后從抽氣管道106不斷的被抽出，散失了大量的熱量；同時，位于固化段上部的開口110在增加烘箱本體內的空氣流量的同時也散失了大量的熱量。這樣，為使固化段140的溶劑蒸汽壓降到工藝所需要的程度，抽氣管道106溢出的氣體的溶劑蒸汽壓就不能太大，形成了大量低溶劑蒸汽壓的空氣被抽掉。

從整個揮發段的工作過程來看，最需要潔凈空氣的地方是第二揮發段130到固化段140的部位，因為經過這段的待加工品希望其溶劑揮發殆盡。但是，實際卻相反，第二揮發段130接近固化段140的地方恰恰是溶劑蒸汽壓最大的地方，在這樣的蒸汽壓的氣氛中，待加工品表面的溶劑無法揮發完全，因此減慢了固化段進行交聯過程的速度。此外，該方案中烘箱本體的這種結構需要自下而上的不斷將氣體加熱，因此需要很多加熱器沿高度方向分布在整個烘箱內部。使得設備成本和使用成本相對較高，不經濟環保。

發明內容：

鑒于上述技術問題，本發明提供了一種應用于制備復合材料的垂直烘干固化方式的節能實現方法。該方法通過在烘箱本體內設置風幕風機、軸流風機、加熱器或者引入外來風機提高固化段內部的空氣壓力或者降低第一揮發段內部的空氣壓力來改變烘箱本體內熱空氣流通的方向，使得烘箱本體內的熱空氣自上而下運行，同時利用“逆洗”原理，提高了空氣的利用率和溶劑的揮發效率，降低了廢氣的溢出量，提高了廢氣中的溶劑蒸汽壓，有利于收集廢氣進行無害化處理。同時，由于合理利用了烘箱本體內已經被加熱的空氣內的熱量，大幅度的降低了排出廢氣的溫度，使得設備的耗能大幅度的降低，實現了設備的節能效果。

本發明的具體技術方案如下：