CN102537858B - 灯具外壳及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种灯具外壳及其制备方法，该灯具外壳包括内表层、位于内表层和外表层之间的里层和外表层，其中，所述内表层为玻璃纤维复合材料层，所述里层为碳素纤维复合材料层，所述外表层为胶衣层。依据本发明，该灯具外壳是以多层涂刷方法在模具上制备而成，工艺简单、操作简便，适于大规模生产，另外，得到的灯具外壳具有重量轻、强度高、耐腐蚀性好等优点，可用于在重工业有害环境或海洋环境等恶劣环境中使用的灯具。

Description

灯具外壳及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种灯具外壳及其制备方法。

背景技术

玻璃纤维，又称玻璃钢，是一种品种繁多、性能多样、用途广泛的复合材料。自从被开发出来之后，玻璃纤维因其优良的性能获得了非常广泛的应用，并逐渐发展成为一个专门的工业行业，并渗透到许多工业领域。现在，在建筑、造船、航空、汽车、电子、环境装饰等工业领域和工艺品、日用品、家具、玩具等众多领域都已经在使用玻璃纤维材料制品。

目前，玻璃纤维材料在灯具行业已有使用，例如一些轻型道路灯采用了玻璃纤维或者玻璃纤维和ABS的混合物。然而，对于工业灯具而言，由于其要求更高的强度和更轻的质量，普通的玻璃纤维材料无法满足这些要求。

另外，工业灯具普遍采用ADC12含铜铸造铝，杂质多、易腐蚀、密度较大，且强度只有130～180Mpa，不够稳定。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中在工业环境中使用的灯具外壳的缺陷，提供一种强度高、质量轻、耐腐蚀性好的灯具外壳。

本发明进一步要解决的技术问题在于，还提供一种灯具外壳的制备方法。

为达成上述目的，依据本发明，提供一种灯具外壳，包括内表层、外表层以及位于内表层和外表层之间的里层，其中，所述内表层为玻璃纤维复合材料层，所述里层为碳素纤维复合材料层，所述外表层为胶衣层。

本发明所述的灯具外壳，优选地，所述内表层厚度为1.6～2.0mm，所述里层厚度为0.1～0.3mm，所述外表层厚度为0.15～0.20mm。

本发明所述的灯具外壳，其中，所述内表层包括聚酯树脂层和夹在聚酯树脂层之间的玻璃纤维层，其中，所述聚酯树脂层包括以下重量份数的组分：

不饱和聚酯树脂                 100份

稀释剂                         2～5份

固化剂                         1～3份。

本发明所述的灯具外壳，优选地，所述内表层包括相互间隔开的多层聚酯树脂层和多层玻璃纤维层。

本发明所述的灯具外壳，其中，所述里层包括环氧树脂层和夹在环氧树脂层之间的碳素纤维层，其中，所述环氧树脂层包括以下重量份数的组分：

环氧树脂                       100份

稀释剂                         8～10份

固化剂                         20～25份。

为达成上述目的，依据本发明，还提供一种灯具外壳的制备方法，包括以下步骤：

①在灯具外壳的模具表面涂刷脱模剂，干燥，并在脱模剂表面涂刷胶衣；

②待胶衣初凝，将环氧树脂胶液涂刷到胶衣层表面，接着铺一层碳素纤维，压实，再次涂刷环氧树脂胶液；

③待环氧树脂胶液初凝，将聚酯树脂胶液涂刷到环氧树脂层表面，接着铺一层玻璃纤维，压实；

④重复步骤③至少一次；

⑤固化，脱模，即得灯具外壳。

本发明所述的灯具外壳的制备方法中，优选地，所述步骤①中，分两次涂刷胶衣。

本发明所述的灯具外壳的制备方法中，优选地，所述步骤②还包括环氧树脂胶液的制备方法：将重量份数100份的环氧树脂和重量份数8～10份的稀释剂混合，搅拌，再加入重量份数20～25份的固化剂，搅拌，真空脱泡，即得环氧树脂胶液。

本发明所述的灯具外壳的制备方法中，优选地，所述步骤③还包括聚酯树脂胶液的制备方法：将重量份数100份的不饱和聚酯树脂和重量份数2～5份的稀释剂混合，搅拌，再加入重量份数1～3份的固化剂，搅拌，真空脱泡，即得聚酯树脂胶液。

本发明所述的灯具外壳的制备方法中，优选地，所述④中，每重复步骤③2～3次后放置45～90min。

本发明的灯具外壳是在壳体内表层采用玻璃纤维复合材料，外层采用碳素纤维复合材料，这样既保证提高了灯具外壳的强度，降低了外壳的重量，使抗化学及抗紫外线性能更加优良，同时，又避免因完全使用碳素纤维复合材料造成的成本大幅提高。本发明的灯具外壳具有重量轻、强度高、绝热、耐热、绝缘、耐辐射、耐腐蚀、透电磁波、耐低温等优点，特别适于用到例如在重工业有害环境或海上重腐蚀环境使用的灯具中。

本发明的灯具外壳的制备方法，工艺简单、操作方便、成本低，且不会对环境造成影响，适于工业化生产。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明的灯具外壳的制备方法的流程图；

图2是本发明一较佳实施例的灯具外壳的制备方法的流程图。

具体实施方式

本发明的灯具外壳，包括玻璃纤维复合材料层、碳素纤维复合材料层和胶衣层。这三层结构依次作为灯具外壳的内表层、里层和外表层，其中，内表层与灯具内部空间接触，外表层与外界环境接触，而里层则被夹在内表层和外表层之间。

作为灯具外壳的外层，胶衣层起到保护灯具外壳的内部结构层的作用，例如可以选用耐高温、硬度高、韧性好的荷兰DSM940胶衣或者其它任意合适的胶衣。

如上所述，本发明中，灯具外壳的里层为碳素纤维材料层，在一优选实施方式中，其包括环氧树脂层和夹在环氧树脂层之间的碳素纤维层。另外，优选地，所述环氧树脂层包括重量份数分别为100份、8～10份、20～25份的环氧树脂、稀释剂和固化剂。例如，环氧树脂可以选用蓝星化工新材料股份有限公司无锡树脂厂生产的WSP6101型环氧树脂，稀释剂可以是上海富众仪器有限公司生产的环氧丙烷丁基醚660型，固化剂可以是沈阳市振兴实用技术研究所生产的环氧树脂常温E2999固化剂。

另外，作为接触灯具内部环境的内表层，包括聚酯树脂层和夹在聚酯树脂层之间的玻璃纤维层。优选地，该聚酯树脂层包括重量份数分别为100份、2～5份、1～3份的不饱和聚酯树脂、稀释剂、固化剂。作为例子，不饱和聚酯树脂可以是霸州市巨龙化工有限公司生产的增强型不饱和聚酯树脂D-196，稀释剂是邻氯代苯乙烯，固化剂是过氧化甲乙酮。在一较佳实施例中，该内表层包括相互间隔开的多层聚酯树脂层和多层玻璃纤维层。

作为本发明的灯具外壳，优选地，内表层厚度为1.6～2.0mm，里层厚度为0.1～0.3mm，外表层厚度为0.15～0.20mm。在一特别优选实施例中，内表层厚度为1.8mm，里层厚度为0.2mm，外表层厚度为0.16mm。

下面，对本发明的灯具外壳的制备方法进行说明。图1是本发明的灯具外壳的制备方法的流程图，如图1所示，该制备方法包括以下步骤：

首先，在灯具外壳的模具表面涂刷脱模剂，干燥，并在脱模剂表面涂刷胶衣。

其次，待胶衣初凝，将环氧树脂胶液涂刷到胶衣层表面，接着铺一层碳素纤维，压实，再次涂刷环氧树脂胶液。

接着，待环氧树脂胶液初凝，将聚酯树脂胶液涂刷到环氧树脂层表面，接着铺一层玻璃纤维，压实。

再次，重复上一步骤至少一次。

最后，待固化后，脱模，得到灯具外壳。

本文中所用的“初凝”应当理解为，涂刷的脱模剂、胶衣或胶液等已开始胶凝，但未完全固化的一种状态。在初凝时，用手触摸涂层，手感软而不粘。

图2是本发明一较佳实施例的灯具外壳的制备方法的流程图。在该优选实施例中，灯具外壳的制备方法如下所示：

A、根据灯具外壳的结构设计合适的模具，该步骤可交由专业的模具生产厂家来完成。

B、在制作好模具之后，在模具表面上涂刷脱模剂，涂刷时注意应涂均匀和周到，并涂刷2～3遍。另外，在涂刷过程中，应待前一次涂刷的脱模剂干燥后，方可进行下一次的涂刷。脱模剂可以选用十堰三洲科技有限公司生产的三洲牌玻璃钢内脱模剂MR-2811或其它任意合适的脱模剂。

C、待脱模剂完全干燥后，涂刷胶衣层：将胶衣用毛刷分两次涂刷，并涂刷均匀。另外，待第一层初凝后，再涂刷第二层。另外，此处应注意的是，胶衣不能涂太厚，以防止表面裂纹和起皱。

D、环氧树脂胶液的配制：将100份（重量份，下同）环氧树脂和8～10份稀释剂加入干净的容器中混合，搅拌均匀后，再加入20～25份的固化剂，迅速搅拌，进行真空脱泡1～3min，以除去树脂胶液中的气泡，待用。

E、待胶衣初凝，手感软而不粘时，将配制的环氧树脂胶液涂刷到胶凝的胶衣上，随即铺一层1k碳素纤维平纹布，如无锡市盛源碳纤维科技有限公司生产的1k碳纤维平纹布。用毛刷将布层压实，然后再次涂刷环氧树脂胶液，并使含胶量均匀，排出气泡。另外，在一些情况下，需要用尖状物将气泡挑开。

F、聚酯树脂胶液的配制：将100份不饱和聚酯树脂和2～5份稀释剂加入到干净的容器中混合，搅拌均匀，再加入1～3份的固化剂，迅速搅拌，进行真空脱泡，以除去胶液中的气泡，待用。

G、待环氧树脂胶液初凝，手感软而不粘时，将配制好的聚酯树脂胶液涂刷到胶凝的胶衣上，随即铺一层短切毡，例如海宁永大电气新材料有限公司生产的300g/m²无碱短切毡。用毛刷将布层压实，使含胶量均匀，排出气泡。另外，有些情况下，需用尖状物将气泡挑开。第二层短切毡的铺设必须在第一层树脂初凝之后方可进行。之后，采用一层胶液一层短切毡的形式进行逐层糊制。每重复2～3次之后，要待树脂固化放热高峰过了之后（即树脂胶液较粘稠时，需放置45～90min，例如在20℃为60min左右），方可进行下一层的糊制，直到所需的厚度。在糊制时，应当注意，玻璃纤维布必须铺覆平整，玻璃纤维布之间的接缝应互相错开，尽量不要在棱角处搭接。另外，要严格控制每层聚酯树脂胶液的用量，使其既能充分浸润纤维，又不能过多。如果含胶量过高，气泡不易排除，而且固化时放热大，收缩率大。反之，在含胶量过低时，易分层。

H、当外壳完全固化后，就可以准备脱模。首先，将边缘切割整齐，然后用多个脱模楔分布插入灯具外壳和模具之间，均匀用力脱模。另外，应注意避免单独用力而损坏模具。

I、后处理：将灯具外壳脱模后，检查表面是否有缺陷，并标注有缺陷的地方以进行修补。一般地，在脱模之后，灯具外壳无需打磨表面，而仅需对模具抛光。另外，有些情况下，可能需对灯具外壳表面进行适当的处理和修饰。

应用实例

申请人将本发明的灯具外壳用于海洋环境中使用的灯具接线盒，外壳总厚度为2.16mm，其中，内表层1.8mm，里层0.2mm，胶衣层0.16mm。该应用实例中的灯具外壳成本与采用SUS304不锈钢材料时基本相同。

经测试，上述应用实例中的灯具外壳可以承受4焦耳的冲击，IP65以上，具有七年的使用寿命，盐雾测试结果为30天以上。

以上所述仅为本发明的具有代表性的实施例，不以任何方式限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种灯具外壳，其特征在于，包括内表层、外表层、以及位于内表层和外表层之间的里层，其中，所述内表层为玻璃纤维复合材料层，所述里层为碳素纤维复合材料层，所述外表层为胶衣层；所述内表层包括聚酯树脂层和夹在聚酯树脂层之间的玻璃纤维层，所述里层包括环氧树脂层和夹在环氧树脂层之间的碳素纤维层，所述内表层厚度为1.6～2.0mm，所述里层厚度为0.1～0.3mm，所述外表层厚度为0.15～0.20mm；所述内表层包括相互间隔开的多层聚酯树脂层和多层玻璃纤维层。 

2.根据权利要求1所述的灯具外壳，其特征在于，所述聚酯树脂层包括以下重量份数的组分： 

不饱和聚酯树脂 100份 

稀释剂 2～5份 

固化剂 1～3份。 

3.根据权利要求1所述的灯具外壳，其特征在于，所述环氧树脂层包括以下重量份数的组分： 

环氧树脂 100份 

稀释剂 8～10份 

固化剂 20～25份。 

4.一种灯具外壳的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： 

①在灯具外壳的模具表面涂刷脱模剂，干燥，并在脱模剂表面涂刷胶衣； 

②待胶衣初凝，将环氧树脂胶液涂刷到胶衣层表面，接着铺一层碳素纤维，压实，再次涂刷环氧树脂胶液； 

③待环氧树脂胶液初凝，将聚酯树脂胶液涂刷到环氧树脂层表面，接着铺一层玻璃纤维，压实； 

④重复步骤③至少一次；每重复步骤③2～3次后放置45～90min ；

⑤固化，脱模，即得灯具外壳。 

5.根据权利要求4所述的灯具外壳的制备方法，其特征在于，所述步骤①中，分两次涂刷胶衣。 

6.根据权利要求4所述的灯具外壳的制备方法，其特征在于，所述步骤②还包括环氧树脂胶液的制备方法：将重量份数100份的环氧树脂和重量份数8～10份的稀释剂混合，搅拌，再加入重量份数20～25份的固化剂，搅拌，真空脱泡，即得环氧树脂胶液。 

7.根据权利要求4所述的灯具外壳的制备方法，其特征在于，所述步骤③还包括聚酯树脂胶液的制备方法：将重量份数100份的不饱和聚酯树脂和重量10份数2～5份的稀释剂混合，搅拌，再加入重量份数1～3份的固化剂，搅拌，真空脱泡，即得聚酯树脂胶液。 

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