Uv固化方法及所用的組件的製作方法

2023-07-03 12:50:26 1

專利名稱：Uv固化方法及所用的組件的製作方法
技術領域：
本發明總體上涉及聚合物的固化，並且具體地涉及藉助UV (紫外)光實現的聚合物在模具中的固化。
背景技術：
固化包括藉助交聯聚合物鏈實現的聚合物結構的硬化。這種固化的聚合物結構具有多種應用；這種固化聚合物例如用於高電壓應用。
待被形成為聚合物結構的聚合物配混料(polymer compound)的固化過程通常包括將所述聚合物配混料注入到模具中，其中所述模具被加熱，由此從所述聚合物配混料來成形所述聚合物結構並且固化該聚合物結構。所述模具通常由鋼或具有良好導熱特性的類似材料製成。與該固化過程相關的缺點在於，該固化過程是昂貴且耗時的。供聚合物結構成型並固化的模具是十分昂貴的。因此，每個模具對於固化的聚合物結構的製造商來說都是可觀的投資。對於小量生產，因此完成後的聚合物結構產品的成本被反映在模具費用中。此外，由於每個模具都很昂貴，因此由於所包括的高成本，製造商不太可能投資一組不同尺寸或形狀的模具，所述不同尺寸或形狀的模具會提供在生產用於不同應用的不同尺寸聚合物結構中的更大靈活性。此外，購買新的模具的決定需要製造商的仔細計劃，這是因為新模具通常花費數個月來開發。此外，由於在固化過程期間的溫度升高，模具組件經受高壓力，從而使得模具處於恆應力下。在成型和固化期間模具的熱膨脹進一步增加了模具組件的成本，這是因為在構造模具組件時必須考慮到熱膨脹參數。通過採用紫外線(UV)光來固化聚合物配混料，能夠減輕上述缺點中的一些。作為示例，US5885514公開了一種環境UVL可固化彈性體模具設備。該設備通過將彈性體注入到形成模具腔的兩個UV透過的模具板之間而利用注射成型，其中，所述模具被用UV光照射以便在模具腔中固化所述彈性體。然而，即使對於包括藉助於UV光來固化聚合物的生產方法也仍存在上述問題中
的一些。

發明內容
本發明的目的在於提供一種克服或至少減輕上述缺點的固化方法和組件。另一目的在於提供一種簡化且更有效的固化過程及用於其的組件。本發明的又一目的在於提供一種快速且可靠的固化過程。因此，在本發明的第一方面中，提供一種從聚合物配混料製造固化的聚合物結構的方法，所述聚合物配混料是可UV固化的並且是UV可部分透過的，其中，所述方法包括將所述聚合物配混料注入到模具中，所述模具具有限定模具空間的至少一個壁，用於在所述模具空間中接收所述聚合物配混料，其中，所述至少一個壁是UV可透過的並且包括熱塑性聚合物；以及藉助於由至少一個UV半導體光源提供的UV光透過所述至少一個壁來照射所述聚合物配混料，其中，所述照射包括照射所述至少一個壁，使得所述UV光穿過所述聚合物配混料，由此固化所述聚合物配混料以形成所述固化的聚合物結構。UV可部分透過在本文被理解為所述聚合物配混料是均質地UV可透過的。為此所述聚合物配混料的每個部分都是大致相同地UV可透過的。因此，UV光傳播通過所述聚合物配混料的一些吸收可能出現在該聚合物配混料的任何部分中。模具空間通常是指封閉空間。這種模具空間能由模具的一個或數個壁來形成。能藉助於本發明獲得效果在於，能縮短在模具中的固化過程。與利用諸如滷素燈之類的傳統UV光源的先前UV固化方法相比，UV半導體光源(例如，UV LED)的發射光譜能夠被精確得多地限定。通過提供具有清晰的光譜的UV光源(S卩，藉助一個或多個半導體光 源)，固化變得更有效，並且能夠獲得對固化過程的更好的控制。此外，UV半導體光源與傳統光源相比具有較低的功耗，並且輻射熱比來自諸如滷素燈之類的傳統光源的輻射熱更少。因此，關於熱敏性、模具壁厚等能夠降低對模具的質量要求，由此導致更低的模具成本。在一個實施方式中，所述至少一個壁包括熱塑性聚合物，並且所述至少一個壁如此薄以致所述至少一個壁是柔性的。通過提供如此薄以致壁是柔性的所述壁而能夠獲得的效果在於，在由於壁的厚度所述至少一個壁將吸收最小量的UV輻射的意義上，能夠優化UV固化。有利地，因此能夠縮短有效固化時間。此外，需要較少的材料來構造模具，並且能夠縮短用於開發具有不同尺寸和/或形狀的模具的成本和時間。而且，由於壁厚如此薄以致限定模具空間的至少一個壁變得柔性，因此模具在聚合物配混料熱膨脹時可能膨脹。此外，聚合物配混料且因此模具產品(即，聚合物結構)的UV透光性通常對於可見光譜中的光也是可透過的，從而使得容易檢查在聚合物結構中是否存在氣穴。例如用於高電壓應用的聚合物結構中的氣穴通常是不想要的，這是因為可能在氣穴的內表面之間發生電擊穿，從而逐漸破壞聚合物結構並且因此減少該聚合物結構的壽命。另外，在固化過程中不包括焦燒(scorch)時間，這是因為藉助於UV光獲得固化，並且因此聚合物配混料不必包含隨溫度而變的催化劑。於此，當用UV光照射模具時執行固化。該模具能夠包括聚氯乙烯(PVC)。PVC模具有具有優良的脫模屬性，可忽略地粘附到固化的液體矽橡膠(LSR)配混料上，並且不具有關於所使用的UV激活的催化劑的抑制傾向。另選地，模具能夠包括聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)。PVC和PET模具是UV可透過的並且易於例如通過真空成型來製造模具部件。所述至少一個壁的厚度能夠小於1_。小於Imm的厚度通常足以提供對於至少一個模具周期來說耐用的模具。模具周期在本文被限定為一個聚合物結構的成型和固化過程。該模具能夠允許具有一次性模具的固化過程，S卩，模具在其被丟棄之前能夠用於一個或多個模具周期。在當需要無汙染模具時(例如，當成型用於醫療應用的聚合物結構時)的應用中，這可能是有利的。所述照射能夠包括同時從數個方向照射所述聚合物配混料。由此，能夠進一步縮短固化時間，並且能夠實現聚合物配混料的均勻固化。
該照射能夠包括藉助如下UV光來照射，所述UV光具有在290nm至400nm範圍內的波長。通過以該波長範圍照射聚合物配混料，已顯示出固化是尤其有效的。所述照射能夠包括藉助具有365nm波長的UV光來照射。對於該波長，在模具中產生的熱量以及影響該模具的熱量顯示為很低，實際上該熱量幾乎完全可忽略。聚合物配混料能夠包括液體矽橡膠(LSR)。LSR具有這樣的內在屬性，由於所述LSR的UV透光性、絕緣性能以及在LSR不受UV輻射負面影響的意義上的UV穩定性，所述內在屬性尤其適於UV固化並且適於用於高電壓應用。優選地，所述方法能夠包括使UV激活的催化劑與所述聚合物配混料的至少一部分來混合。由此，藉助UV光的固化能夠在所述聚合物配混料中被激活。優選地，在將所述聚合物配混料注入到模具的模具空間中之前，使UV激活的添加劑與該聚合物配混料的至少一部分混合。所述照射能夠包括照射所述聚合物配混料達10秒至60秒範圍內、優選地15秒 至25秒範圍內的時間。固化所述聚合物配混料所需的照射時間通常取決於照射UV光源的強度。所述照射能夠包括周向照射所述至少一個壁的外周面。所述外周面相對於所述模具空間內表面位於外部，所述模具空間內表面能夠與所注入的聚合物配混料接觸。因此，模具的包絡面能夠被照射，並且照射光能夠通過模具被傳輸。由此聚合物配混料的所有部分都能夠用UV光來照射，使得光強度對於固化所述聚合物配混料的所有部分來說仍足夠高。這對於固化大型結構(例如，用於高電壓應用的絕緣體)來說是有利的。該模具能夠是泡罩包裝。泡罩包裝通過真空成型而被容易地製造。泡罩包裝被認為是這樣的聚合物模具，所述聚合物模具包括具有用於在其中接收聚合物配混料的凸面的至少一個柔性成型部。兩個具有相應凸面的這種成型部能夠例如被夾持在一起，由此通過相應凸面來形成該模具空間。在本發明的第二方面，提供一種用於從聚合物配混料來製造固化的聚合物結構的組件，所述聚合物是可UV固化的並且是UV可部分透過的，所述固化組件包括模具，所述模具具有限定模具空間的至少一個壁，用於在所述模具空間中接收所述聚合物配混料，其中，所述至少一個壁是UV可透過的並且包括熱塑性聚合物；注入裝置，所述注入裝置設置成將所述聚合物配混料注入到所述模具中；以及至少一個UV半導體光源，所述至少一個UV半導體光源設置成透過所述模具的所述至少一個壁來照射被注入的所述聚合物配混料。在一個實施方式中，所述至少一個壁能夠如此薄以致所述至少一個壁是柔性的。在本發明的第三方面，提供一種用於成型聚合物配混料的模具，所述模具具有限定模具空間的至少一個壁，用於在所述模具空間中接收所述聚合物配混料，所述至少一個壁包括熱塑性聚合物並且是UV可透過的，其中，所述至少一個壁如此薄以致所述至少一個壁是柔性的。要注意的是，根據本文提出的不同方面的本公開內容不用於成型隱形眼鏡。當然本公開內容提供用於成型除了隱形眼鏡的較大物體的方法和組件。具體地，該成型方法和組件旨在用於工業目的，例如用於生產醫療容器以及用於電力系統中的高電壓應用的絕緣結構。能夠由本文提出的方法和組件生產的聚合物結構的另外示例是
-吸盤，尤其是波紋管式的；大致材料厚度的減震器，所述減震器包括尤其是塑料的嵌件零件或者由其他熱敏性物質製成；-襯套，所述襯套例如用於機動車應用，並且具體地包括外部套筒和內部套筒，以避免在使用常規熱固化配混料和成型技術的情況下從升高的模具溫度冷卻時不可避免地形成的內應力；-緊固件，所述緊固件通常包括金屬替代結構並且同時使得有可能傳送零件/使用泡罩(blister)模具作為包裝,所述包裝包括諸如條形碼、RFID等的標識符以允許自動識別、登記所製造的物品、庫存數量以及銷售統計等；-制板以成本有效地製造用於保護和/或裝飾覆蓋結構和表面從而提供例如增強摩擦、電絕緣、熱絕緣和/或防振的UV-LSR的各種尺寸和形狀的成型板材；-允許包覆成型包括抗UV電子器件(例如，RFID)的敏感部件。 更一般地，適於根據本公開內容製造的聚合物結構是旋轉成形產品，包括僅可能通過破壞模具或其一部分而脫模的大底切部的變型。另一常規應用領域是使用混合的UV引發劑來替代用於固化的常規系統或補充該常規系統由熱固性材料(例如，不飽和聚酯、環氧樹脂材料和類似UV可透過材料配混料)製成的金屬替代物，所述金屬替代物具有或不具有玻璃增強物。本發明的更多的特徵和優點從下述說明將變得明顯。


現將參考附圖通過實施方式的非限制性示例來描述本發明及其更多的優點。圖I示出了根據本發明的用於製造固化的聚合物結構的組件的示例的示意圖。圖2示出了用於製造固化的聚合物結構的過程的流程圖。圖3示出了用於製造固化的聚合物結構的組件的另一示例的立體圖。圖4示出了用於圖3的組件的芯部插入裝置。圖5示出了模具的示例的剖面圖。
具體實施例方式在下述說明中，為了說明並且不為了限制，闡述了具體細節，例如具體技術和應用，以便提供對本發明的透徹理解。然而，對於本領域技術人員來說將顯而易見的是，本發明能夠在如下其他實施方式中被實施，所述其他實施方式偏離這些具體細節但是落入所附權利要求書的範圍內。在其他情況下，省略了已知方法和設備的詳細說明，以便不因為不必要的細節而使得本發明晦澀。本發明人認識到，當使用半導體光源固化聚合物配混料時，在模具構造中的耐熱性方面將存在較少的要求，這是因為更少的熱量由半導體光源來產生。參照圖1，示出了用於製造固化的聚合物結構的組件I的示例。組件I包括模具2、注入裝置3以及多個UV光源4。注入裝置3設置成將聚合物配混料(未示出)注入到模具2中。注入裝置3例如能夠是噴嘴，通過施加壓力到所述噴嘴上，所述噴嘴能夠將聚合物配混料注入到模具2中。模具2包括壁7，所述壁限定模具空間6。模具空間67典型地周向封閉注入的聚合物配混料。目前示例出的模具2包括兩個半模5-1和5-2，這兩個半模在被設置在一起時限定模具空間6。壁7是UV可透過的，以便允許UV光穿過壁7傳輸以固化模具空間6中的聚合物配混料。在本發明的範圍內，其他模具形狀也是可能的。這種模具例如能夠包括單模具部件，其中一個壁形成模具空間。這種單模具形狀例如能夠是錐形或半球形的。這種模具的敞開底面通常填充有待被包含在模具產品(即，聚合物結構)中的結構。另選地，模具能夠包括多個模具部件，當所述多個模具部 件彼此組裝以形成模具時這些模具部件一起形成模具空間。典型地，模具的形成模具空間的壁封閉所注入的聚合物配混料。在一個實施方式中，模具能夠具有沿其縱向軸線的非等截面。在另一實施方式中，模具可能具有沿其縱向軸線的等截面。組件I能夠被容納在UV保護殼體(未示出)中，以便過濾來自環境的有害的UV輻射。在鼓舞人心的最初實驗室結果之後，已經開發出具有非常薄的壁厚的模具，所述模具具有極少的材料消耗，從而製造能夠作為昂貴的可持續模具的成本有效替代的一次性模具。此外，薄壁厚度允許UV光能夠以最小的能量損失穿過壁，由此優化UV固化性能。於此，在一個實施方式中，模具的至少一個壁如此薄以致該壁是柔性的。這種模具能夠是泡罩包裝類型的。參照圖2，示出了用於製造固化的聚合物結構的方法的流程圖。具體地，將在下文描述用於從如下的聚合物配混料製造固化的聚合物結構的方法，所述聚合物配混料是可UV固化的並且是UV可部分透過的，優選地為60%-70%的UV可透過的並且甚至更優選地80%-90%的UV可透過的。將在下文通過液體矽橡膠來例示聚合物配混料。然而，也能夠使用其他聚合物配混料，例如環氧樹脂或其他熱固性聚合物。在步驟SO中，使催化劑與液體矽橡膠的至少一部分混合。典型地，液體矽橡膠包括組分A和組分B，組分A和組分B被混合。通常組分A或組分B包括催化劑。然而，在一個實施方式中，在混合組分A和B之前，催化劑可能被包含在組分A和組分B兩者中。催化劑是UV激活催化劑，當液體矽橡膠被用UV光照射時，所述催化劑激活液體矽橡膠中的固化過程。該催化劑例如能夠是鉬催化劑。組分A和B被混合從而允許液體矽橡膠的均勻固化。典型地，當添加催化劑時應當謹慎，使得在將液體矽橡膠注入到模具中之前該液體矽橡膠暴露於最小的包含UV成分的光。這種暴露可能導致液體矽橡膠的過早固化，即在於模具中成形液體矽橡膠之前固化。在步驟SI中，液體矽橡膠被注入到模具2中。液體矽橡膠能夠通過注入裝置3而被注入到模具2中。如對於本領域技術人員來說顯而易見的，注入裝置3能夠是用於將液態聚合物注入到模具中的任何合適裝置，例如噴嘴或管。模具2能夠由UV可透過的熱塑性聚合物製造。模具2例如能夠由聚氯乙烯(PVC)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)或固化矽橡膠製成。模具2的結構優選地通過真空成型或吹塑成型來執行。限定模具空間的壁7優選地是薄的，以便使得壁7能夠是柔性的。壁7例如能夠具有少於Imm的厚度。優選地，模具2是泡罩包裝類型的。組裝好的模具具有與模具空間連接的開口，以便允許將液體矽橡膠注入到模具中。如果模具包括數個模具部件(如在上述示例中的那樣)，那麼在液體矽橡膠被注入到模具中之前通常將模具部件夾持到一起。在一個實施方式中，壁均勻地具有同一厚度，以便確保相同的輻射量能夠穿透該壁，以照射被封閉在模具空間中的液體矽橡膠。在步驟S2中，液體矽橡膠由通過模具2的UV光照射。該照射光源通常能夠是一個或多個UV發光半導體光源。這種光源通常具有與UV催化劑激活能匹配的窄發光帶寬。優選地，從UV發光半導體光源發出的全部光都處於UV光譜中。工業半導體UV照明裝置能夠用於該照射過程。例如，如果聚合物配混料例如是矽橡膠，那麼能夠利用工業UV發光二極體(LED)(諸如那些Phoseon 由製造的)來固化該聚合物配混料。在典型實施方式中，UV發光半導體光源包括UV LED。然而，構想到的是，另選地·或相結合地，能夠使用其他半導體光源，例如UV發光有機發光二極體(OLED)或散射UV發光半導體雷射器。優選地,UV光處於在從290nm至400nm的範圍內。具體地,365nm能夠是用於通過模具照射液體娃橡膠的優選波長。在一個實施方式中，UV光具有395nm的波長。395nm可能是有利的，這是因為製造發出395nm波長的光的UV光源是簡單且便宜的。照射的步驟S2能夠包括同時從數個方向照射模具2。通過圍繞模具設置數個UV光源能夠實現同時照射。另選地，模具能夠圍繞模具的軸線旋轉，以便從一個或數個固定UV光源接收至該模具的整個外周面的照射。由此，UV光源不需要圍繞模具設置。另選地，UV光源能夠圍繞模具旋轉，以便提供從數個方向照射到模具上。照射的步驟S2能夠包括照射液體矽橡膠達10秒至60秒的範圍內的時間。優選地，照射的步驟S2能夠包括照射液體矽橡膠達15秒至25秒的範圍內的時間。15秒至25秒對於固化聚合物配混料來說已足夠。有利地，上述過程和組件可以提供用於製造固化的聚合物結構的有效、可靠且成本有效的製造方法。以下，將更詳細地描述，模具工程材料、及其使用和優勢的示例。示例I :聚氯乙烯由於在最初試驗中的非常好的結果，PVC已經被顯示是當選擇用於真空成型模具的模具材料時的合適選擇。非常容易使用真空來成形PVC。PVC還展示良好的脫模特性而可以忽略地粘附到模具的固化的LSR材料上，並且不具有抑制傾向。包含最小量的防老化劑的PVC看似乎是在成本和處理能力方面用於一次性泡罩包裝類型的模具的良好選擇。雙件模具具有兩個半部，這兩個半部在設置到一起時形成模具空間，在實驗室試驗中評估該雙件模具。使用真空成型基體來評估三個PVC板材厚度。PVC板材具有下述厚度0. 3mm ；0. 5mm ;以及O. 7mm。對於這些厚度，所產生的半模是用於成形模具的真空成型基體的形狀的優良複製品。這種模具例如用於成型電纜終端。模具的另一示例是用於應力錐的圓錐形模具部件。這種模具能夠藉助於現有技術已知的技術(例如，真空成型)來成形。為了將模具真空成型，受熱PVC箔被施加到圓錐形的基體模具上，其中負壓被施加到基體模具裝置，由此將PVC箔壓在圓錐形基體模具上。基體模具能夠由金屬(例如，鋁)製成，所述金屬冷卻PVC箔。圓錐形基體模具製造單件圓錐形模具。這種模具在高電壓應用中可能是有利的，這是因為成型且固化的聚合物結構(例如，應力錐)將不具有縱向模具分模線，當使用用於成型應力錐的兩個半模時會出現這種分模線。結果，不必需要用於移除縱向模具分模線的應力錐的後成型旋轉板條。這種縱向模具分模線通常是不想要的，因為在縱向模具分模線處可能產生電暈放電。圖3示出了用於製造例如應力錐的組件I』的示例。為了清楚起見省除了 UV光源。UV光源通常設置在模具的附近，以便提供對模具以及模具內的聚合物配混料的高強度和較少擴散的照射。示例的組件I』例如用於製造應力錐。然而要注意的是，本發明允許具有多個各種 各樣的模具形狀和其應用，每種模具形狀和其應用取決於期望的最終產品(即，待在其中被成型的聚合物結構)。組件I』包括頂板12、導向板13、基板14和底板15。每個板12、13、14、15都具有
延伸穿過該相應板的開口。在組件I』中，開口被同軸地設置。這些開口用於將模具2』裝配在組件I』中。導向板13和基板14能夠藉助於緊固裝置17彼此組裝，以便在該導向板13和基板14之間固定模具2』的平坦底部。組件I』藉助於四個螺紋組裝杆16被組裝，所述螺紋組裝杆藉助翼形螺母18被緊固到頂板12。當然，同樣其他形式的緊固機構也是可能的，如對於本領域技術人員來說顯而易見的。在本示例中具有圓錐形形狀的模具2』藉助於開口被裝配到該組件中並且被固定在頂板12和底板15之間。包括填充有碳黑的LSR的場梯度部19被設置在模具2』中。該場梯度部19形成完成的應力錐產品的一部分。芯部插入裝置20在液體矽橡膠的成型和固化過程期間被裝配在模具2』中。芯部插入裝置沿軸線A同軸地延伸穿過模具2』。由此，產生延伸穿過液體矽橡膠(未示出)的中央通道，所述液體矽橡膠待被產生在模具2』中。由此，應力錐能夠容納例如高壓電纜。以管狀裝置22例示的注入裝置被插入到模具2』的頂部中的開口中，用於將液體矽橡膠通過所述注入裝置提供到模具2』中。場梯度部19是環形形狀的並且被裝配在模具2』的壁之間並且圍繞芯部插入裝置20裝配，所述場梯度部19和所述芯部插入裝置一起阻塞底部開口，使得注入的LSR停留在模具2』中。在用LSR填充模具2』之後，模具2』能夠用從至少一個UV光源發出的UV光照射，用於固化LSR。芯部插入裝置20能夠是透明或不透明的。透明的芯部插入裝置能夠由例如PMMA製成。不透明的芯部插入裝置能夠由鋁製成。圖4示出了芯部插入裝置20的示例。芯部插入裝置20具有主體23，所述主體具有周面24。在本示例中，芯部插入裝置20的主體是筒形的，但是該主體當然能夠具有用於在聚合物結構中形成通道或腔的任何其他形狀。芯部插入裝置20具有頂面25。該頂面25具有入口 26。管狀裝置22能夠連接到入口 26。主體23具有將入口 16與周面24中的至少一個開口 27相連的腔。由此當模具20圍繞芯部插入裝置20被裝配時，注入到入口 16中的LSR能夠被注入到模具20中。優選地，LSR的注入應當是底部澆鑄的，以便避免模具20中殘餘空氣。示例2 :能夠澆鑄的聚亞安酯(PUR)由PUR模具製造技術提供的一個優勢在於可能製造多個模具複製品，並且因此與從諸如杆和板等的坯料直接機加工模具部件相比節約了時間、材料和成本。不包含汞的另選PUR材料是ALCHEMIX VC 3350,並且該PUR材料通過關於UV-透光度的要求。彈件體在一個實施方式中，液體矽橡膠自身能夠用作模具材料。試驗已經顯示，與較薄壁的塑料模具相比，通過液體娃橡膠的大約30mm至40mm的壁厚的固化可能在固化時間上具有很少的增加。在該實施方式中，應當使用合適的高度UV可透過的脫模劑，該脫模劑不會 影響待被固化的產品(即，聚合物配混料)的表面性質。這種脫模劑最可能需要應用於每個成型周期。還構想到的是，高彈性並且UV可透過的極性橡膠材料被用作模具材料。高度性並且UV可透過的極性橡膠材料可能開闢用於複雜產品設計的可能性而不存在縱向模具分模線且因此在成型且固化的聚合物結構的重要部分處不會發生電擊穿，如果模具用於製造高電壓應用的聚合物結構的話。真空成型成型溫度通常在85°C至105°C的範圍內。當從成型溫度冷卻至環境溫度時，這僅導致用於成型該模具的熱塑性板的小收縮。在PVC的情況下收縮率是大約0.5%。當選定具體塑性材料級別時，該模具收縮率能夠以良好的精度被計算並確定。吹塑成型對於吹塑成型，優選地使用陰模。這意味著，模具外部尺寸(例如，直徑和長度尺寸)將在某種程度上取決於供製造模具的熱塑性板的材料厚度的變化。然而，在大多數情況下，這些變化將落入待在模具中成型的產品的公差內。尤其對於薄壁的、小筒形形狀的大量生產製品(例如，電纜終端)，該生產過程是合適且成本有效的。試驗已經示出了用於PP模具的液體矽橡膠的良好固化性能，暗示對於PP的良好UV光透光度。還試驗了 PE金屬茂材料和具有高接觸透光度的PP材料。對於PP材料，示出了如果液體矽橡膠直接接觸由該PP製成的模具部件的話，那麼該PP顯示良好的UV透光度。對於PE和PP材料的試驗示出了，當藉助用於吹塑成型的模具的壁厚試驗時，該PE和PP材料允許365nm波長的UV光穿過並且固化下面的UV-LSR，而不存在明顯的減少。PE和PP材料因此可能是用於待以大量製造的可UV固化液體矽橡膠產品的吹塑成型技術的合適選擇。圖4示出了模具2的剖面圖，其中芯部插入裝置20被插入到模具2中。UV光源4被示出為藉助於例示光束L來照射模具2。光束L穿過壁7的相對於UV光源4的近端部。光束7還穿過壁7』的相對於光源4的遠端部。遠端部與近端部相對。因此，光束L進入壁7的近端並且在壁7的遠端離開。為此，光束L通過模具空間6且因此通過模具2來傳播。模具2的所述結構提供了這樣的模具2，該模具能夠從任何方向被照射以便固化注入到模具2中且因此注入到模具空間6中的聚合物配混料。這對於固化大型物體(例如，高壓絕緣體)來說可能是有利的，以便以高UV光強度來照射大型物體的與壁7的周面接觸的所有部分，由此獲得對大型物體的所有部分的固化。藉助於本發明製造的固化的聚合物結構能夠有利地用作高壓應用中的絕緣體。例如，固化的聚合物結構能夠用於絕緣組件中，該絕緣組件使電力傳輸線與鐵塔或者與襯套絕緣。所述襯套通常使延伸穿過其的高壓導體與周圍物體絕緣。此外，根據本發明的固化的聚合物結構能夠形成用於電纜封端(例如，用於高壓導體連接)的應力錐。
將顯而易見的是，本發明能夠以多種方式來改變。這種變化被認為不偏離由所附權利要求書限定的本發明的範圍。本領域技術人員將理解本方法對於何種其他類型的應用來說是有用的。
權利要求
1.一種用於從聚合物配混料製造固化的聚合物結構的方法，所述聚合物配混料是可UV固化的並且是UV可部分透過的，其中，所述方法包括 將所述聚合物配混料注入(SI)到模具(2; 2』)中，所述模具(2; 2』)具有限定模具空間(6)的至少一個壁(7)，用於在所述模具空間(6)中接收所述聚合物配混料，其中，所述至少一個壁(7)是UV可透過的並且包括熱塑性聚合物；以及 藉助於由至少一個UV半導體光源提供的UV光透過所述至少一個壁(7 )來照射(S2 )所述聚合物配混料，其中，所述照射包括照射所述至少一個壁(7)，使得所述UV光穿過所述聚合物配混料，由此固化所述聚合物配混料以形成所述固化的聚合物結構。
2.根據權利要求I所述的方法，其中，所述至少一個壁(7)如此薄以致所述至少一個壁(7)是柔性的。
3.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中，所述模具(2;2』)包括聚氯乙烯。
4.根據權利要求I或2所述的方法，其中，所述模具(2;2』)包括聚對苯二甲酸乙二醇酯。
5.根據權利要求2至4中任一項所述的方法，其中，所述至少一個壁(7)的厚度小於Imm0
6.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中，所述照射(S2)包括從數個方向同時照射所述聚合物配混料。
7.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中，所述照射(S2)包括藉助具有在290nm至400nm範圍內的波長的UV光來照射。
8.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中，所述照射(S2)包括藉助具有365nm波長的UV光來照射。
9.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中，所述聚合物配混料包括液體矽橡膠。
10.根據前述權利要求中任一項所述的方法，所述方法包括使UV激活的催化劑與所述聚合物配混料的至少一部分混合(so)。
11.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中，所述照射(S2)包括照射所述聚合物配混料達10秒至60秒範圍內的時間。
12.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中，所述照射(S2)包括周向照射所述至少一個壁(7)的外周面。
13.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中，所述聚合物配混料是高壓絕緣體。
14.根據權利要求2至13中任一項所述的方法，其中，所述模具(2;2』)是泡罩包裝。
15.一種用於從聚合物配混料來製造固化的聚合物結構的組件(I; I』)，所述聚合物是可UV固化的並且UV可部分地透過的，所述固化組件包括 模具(2;2』)，所述模具(2;2』)具有限定模具空間(6)的至少一個壁(7)，用於在所述模具空間(6)中接收所述聚合物配混料，其中，所述至少一個壁(7)是UV可透過的並且包括熱塑性聚合物， 注入裝置(3; 22)，所述注入裝置設置成將所述聚合物配混料注入到所述模具(2; 2』 )中；以及 至少一個UV半導體光源，所述至少一個UV半導體光源設置成透過所述至少一個壁(7 )來照射被注入的所述聚合物配混料。
16.根據權利要求15所述的組件(I;I』)，其中，所述至少一個壁(7)如此薄以致所述至少一個壁(7)是柔性的。
17.一種用於成型聚合物配混料的模具(2;2』)，所述模具(2;2』)具有限定模具空間(6)的至少一個壁(7)，用於在所述模具空間(6)中接收所述聚合物配混料，其中，所述至少一個壁(7 )包括熱塑性聚合物並且是UV可透過的，所述至少一個壁(7 )如此薄以致所述至少一個壁(7)是柔性的。
全文摘要
提出了用於從聚合物配混料製造固化聚合物結構的方法，所述聚合物配混料是可UV固化的並且是UV可部分透過的。所述方法包括將所述聚合物配混料注入到模具(2)中，所述模具(2)具有限定模具空間(6)的至少一個壁(7)，用於在所述模具空間(6)中接收所述聚合物配混料。所述至少一個壁(7)是UV可透過的並且包括熱塑性聚合物。然後，藉助於至少一個UV半導體光源通過所述至少一個壁(7)來照射所述聚合物配混料，由此固化所述聚合物配混料以形成所述固化的聚合物結構。本文還提出了用於製造聚合物結構的組件以及模具(2)。
文檔編號B29C45/37GK102933362SQ201180028232
公開日2013年2月13日 申請日期2011年6月8日 優先權日2010年6月8日
發明者T·安德森 申請人:孔瑟爾普拉斯特公司