CN103361018A

CN103361018A - 一种高度密封的led灯

Info

Publication number: CN103361018A
Application number: CN2013103234957A
Authority: CN
Inventors: 戴文良
Original assignee: NINGBO AISHI ELECTRIC EQUIPMENT CO Ltd
Current assignee: NINGBO AISHI ELECTRIC EQUIPMENT CO Ltd
Priority date: 2013-07-23
Filing date: 2013-07-23
Publication date: 2013-10-23
Anticipated expiration: 2033-07-23
Also published as: CN103361018B

Abstract

本发明涉及一种高度密封的LED灯，包括灯壳(1)、基板(2)、发光模块(3)、灯罩(4)、散热器(5)、通孔(6)、密封圈(7)、压环(8)、密封胶(9)，其中密封胶(9)为端羟基聚二甲基硅氧烷改性环氧树脂密封胶，由以下原料合理配伍制成：端羟基聚二甲基硅氧烷改性环氧树脂、填料、活性稀释剂、固化剂、增塑剂、硅烷偶联剂、消泡剂、抗氧剂。其制备方法是用端羟基聚二甲基硅氧烷改性环氧树脂，再与上述原料混合搅拌制成透明液体，与室温下搅拌均匀的固化剂A混合均匀，用于基板(2)周边与灯壳(1)密封连接，制成高度密封的LED灯。使LED灯可承受高强度机械冲击和震动，不易破碎，密封连接工艺简单，防水防尘效果佳等。

Description

一种高度密封的LED灯

技术领域

本发明涉及一种LED灯，尤其涉及一种高度密封的LED灯。

背景技术

LED灯具有节能、环保的优势，在灯具产业的发展已成为主要趋势。现在的LED灯多适用于传统领域，对于防水防尘有要求的使用环境中，现在有技术的LED灯可能不是很适用，这样现有技术的LED灯在潮湿或者灰尘较多的环境中使用寿命较短。

关于高度密封LED灯的制备，现有技术中已有报道。如中国发明专利(公开号：CN102628562A)涉及一种带有全防水灌胶结构的LED灯条及制作方法。该制作方法是将PVC料、TPU料、或PVC与TPU的混合料通过挤塑工艺挤塑模制在LED灯条主体上，形成环包LED灯条主体的全防水灌胶结构。该方法使LED灯条产品的耐候性、密封性、工作寿命和可靠性有一定提高，但是该制备方法采用PVC料、TPU料、或者PVC与TPU的混合料，这些都通过挤塑工艺挤塑模制在LED灯条主体上，工艺相对繁琐，且抗机械冲击和震动效果差，易破碎。

发明内容

本发明针对现有技术所存在的缺陷，提供一种能承受高强度机械冲击和震动，不易破碎，能防水防尘，密封连接工艺简单的高度密封的LED灯。

本发明一种高度密封的LED灯，包括灯壳(1)、基板(2)、设置在基板(2)上的LED发光模块(3)、灯罩(4)以及设置在基板(2)下的散热器(5)，所述基板(2)以及散热器(5)上均设有供电源线穿过的通孔(6)，其特征在于：所述灯壳(1)与灯罩(4)之间设有○型密封圈(7)，且所述灯罩(4)与灯壳(1)之间设有用于将灯罩(4)、○型密封圈(7)、灯壳(1)的压紧的压环(8)，所述基板(2)周边通过密封胶(9)与灯壳(1)密封连接，且电源线与通孔(6)之间还设有密封材料；其中，所述密封胶(9)为端羟基聚二甲基硅氧烷改性环氧树脂密封胶，该端羟基聚二甲基硅氧烷改性环氧树脂密封胶是由以下重量份数的原料制成：

端羟基聚二甲基硅氧烷改性环氧树脂80-100份填料15-35份

活性稀释剂15-30份固化剂A60-150份增塑剂15-35份

硅烷偶联剂2-10份消泡剂1-5份抗氧剂1-5份。

相较于现有技术，本发明一种高度密封的LED灯基板(2)周边与灯壳(1)采用端羟基聚二甲基硅氧烷改性环氧树脂密封胶密封连接。端羟基聚二甲基硅氧烷集无机物的特性与有机物的功能于一身，具有热稳定性好、耐氧化、耐候和低温特性好、表面能低和介电强度高等优点。用端羟基聚二甲基硅氧烷改性环氧树脂能将热稳定和柔性的Si-O链引入环氧树脂固化的结构中，既能保持环氧树脂体系原有特性，又能降低环氧树脂的内应力，提高环氧树脂的断裂韧性、电气性能、耐水性、阻燃能力，降低环氧树脂表面张力，提高环氧树脂的综合性能。基板(2)周边与灯壳(1)采用端羟基聚二甲基硅氧烷改性环氧树脂密封胶密封连接，使LED灯可承受高强度机械冲击和震动，不易破碎，密封连接工艺简单，且起到了很好的防水防尘的效果。

作为优选，所述的端羟基聚二甲基硅氧烷改性环氧树脂是由以下重量份数的原料制成的：

环氧树脂80-120份端羟基聚二甲基硅氧烷3-15份

硅烷偶联剂2-10份固化剂B2-10份；

其中，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚H型环氧树脂、脂环环氧树脂、缩水甘油醚环氧树脂中的一种或多种。

通过端羟基聚二甲基硅氧烷改性的环氧树脂有Si-O柔性链段引入至环氧树脂结构中，端羟基聚二甲基硅氧烷通过化学键牢牢键入环氧树脂交联网络中，在一定程度上起到了网络中结点的作用。在材料受到能量冲击的时候，可以起到应力分散和承受冲击的作用，增加了材料的断裂能，从而使材料韧性提高。同时，端羟基聚二甲基硅氧烷的引入既使固化体系堆砌密度上升，相对分子质量增大，又生成高键能的Si-O-C键，所以改性树脂固化物的冲击强度有一定程度的提高。另外，端羟基聚二甲基硅氧烷和环氧之间的化学键合提高了二者相容性，有效改善了端羟基聚二甲基硅氧烷在基体中的分散，使改性环氧树脂抗开裂指数大为提高。

环氧树脂引入端羟基聚二甲基硅氧烷后，与环氧树脂官能团发生化学反应，使环氧树脂链结构中有Si-O链段，Si-O键的氧原子周围没有其它的原子和基团，键角和键长较大，其上的邻近非键合原子间距离比Si-Si键大，内旋转比C-O链更容易，因此柔性增加，使弯曲强度降低。端羟基聚二甲基硅氧烷含量增加会使得端羟基聚二甲基硅氧烷与环氧树脂相容性变化，也会影响环氧树脂弯曲性能。

参与化学反应的端羟基聚二甲基硅氧烷与环氧树脂在高温下会形成立体网络结构，生成高键能的硅氧键。从而使端羟基聚二甲基硅氧烷改性的环氧树脂热稳定性得以改善，热损失低。

作为优选，所述的增塑剂为双酚A、四溴双酚A、邻苯二甲酸烷基酯中的一种或多种。增塑剂分子插入到聚合物分子链之间，削弱了聚合物分子链间的应力，增加了聚合物分子链的移动性、降低了聚合物分子链的结晶度，从而使聚合物的塑性增加。单纯的端羟基聚二甲基硅氧烷改性环氧树脂密封胶固化后较脆、冲击韧度、抗弯强度及耐热性能较差，常用增塑剂来使树脂增加可塑性、改善韧性、提高抗弯强度和冲击韧度。

作为优选，所述的硅烷偶联剂为KH550、KH560、KH570、DL602、DL171中的一种或多种。硅烷偶联剂有两种基团：一种基团可以和被粘的骨架材料结合；而另一种基团则可以与高分子材料或粘接剂结合，从而在粘接界面形成强力较高的化学键，大大改善了粘接强度。硅烷偶联剂用作端羟基聚二甲基硅氧烷改性环氧树脂密封胶的增粘剂，能提高它们的粘接强度、耐水、耐气候等性能。

作为优选，所述的固化剂A为脂肪族胺类固化剂中改性胺、多烯烃多胺、聚酰胺或聚醚胺中的一种或多种；固化剂B为部分脂环族多胺、叔胺、三氟化硼络合物、咪唑类、芳香族多胺、酸酐、甲阶酚醛树脂、氨基树脂、双氰胺或酰肼中的一种或多种。固化剂对固化物的力学性能、耐热性、耐水性、耐腐蚀性等都有一定影响。脂肪族胺、脂环族胺类通过改性引入长链、醚键等官能团结构能提高固化物的韧性。

作为优选，所述的活性稀释剂为环氧丙烷丁基醚、环氧丙烷苯基醚、二缩水甘油醚、多缩水甘油醚、二环氧丙烷乙基醚、三环氧丙烷丙基醚中的一种或多种。活性稀释剂能够降低端羟基聚二甲基硅氧烷改性环氧树脂密封胶固化后的收缩率、减少孔隙和龟裂。

作为优选，所述的消泡剂为有机硅类、改性丙烯酸酯类、聚醚类、高碳醇、聚醚改性硅的一种或多种。当消泡剂溶入泡沫液，会显著降低该处的表面张力，这些物质一般对水的溶解度较小，表面张力的降低仅限于泡沫的局部，而泡沫周围的表面张力几乎没有变化，表面张力降低的部分被强烈地向四周牵引、延伸，最后破裂。消泡剂添加到泡沫体系中，还会向气液界面扩散，使具有稳泡作用的表面活性剂难以发生恢复膜弹性的能力。另外，添加一种加速泡沫排液的物质，也可以起到消泡作用。还可以通过加入低分子物质如辛醇、乙醇、丙醇等醇类，不仅减少表面层的表面活性剂浓度，而且还会溶入表面活性剂吸附层，降低表面活性剂分子间的紧密程度，从而减弱了泡沫的稳定性，达到消除泡沫的目的。

作为优选，所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂2，4，6-三特丁基苯酚、2，5-二特丁基对苯二酚、4，4′-双(2，6-二特丁基苯酚)、4，4′-亚甲基双(2，6-二特丁基苯酚)、2，6-二特丁基-4-甲基苯酚或亚磷酸酯类抗氧剂四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯或2，2′-硫代双[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸乙酯]中的一种或多种。

作为优选，还可以加入一些填料降低制品的成本、改善其性能。如：石棉纤维、玻璃纤维、石英粉、瓷粉、金属粉末、滑石粉、石棉粉、石墨粉、金刚砂、云母粉、各种颜料中的一种或多种。

本发明的另一个目的在于提供该高度密封的LED灯的制备方法。该方法包括以下步骤：

S1：按重量比称取一定份数的环氧树脂、端羟基聚二甲基硅氧烷、硅烷偶联剂、固化剂B加热搅拌均匀、烧注、固化；

S2：将上述制得的端羟基聚二甲基硅氧烷改性环氧树脂、稀释剂、增塑剂、硅烷偶联剂、消泡剂、抗氧剂按重量比投入反应釜中，加热搅拌至原料完全溶解成透明液体，真空脱泡后冷却至室温；将固化剂A在室温下搅拌均匀，真空脱泡；

S3：将透明液体和固化剂充分混合均匀，在室温下用于基板(2)周边与灯壳(1)密封连接，制成高度密封的LED灯。

首先，通过步骤S1制得端羟基聚二甲基硅氧烷改性环氧树脂，再经过步骤S2与稀释剂、增塑剂、硅烷偶联剂、消泡剂、抗氧剂、填料按重量份数制得透明液体，真空脱泡；固化剂A在室温下搅拌均匀，真空脱泡。最后将透明液体和固化剂充分混合均匀，用于基板(2)周边与灯壳(1)密封连接，制成高度密封的LED灯。

作为优选，所述的步骤S1中固化分为三个阶段，温度分别为30-50℃、110-130℃、150-170℃，每个阶段为1-3h。首先，第一阶段混合之后，环氧树脂、固化剂混合物仍然是液体。进入第二阶段后，混合物开始进入固化相，开始凝胶或“突变”，这时将失去粘性，在这个阶段不能对其进行任何干扰，变成软凝胶物；这时混合物只是局部固化，新使用的环氧树脂仍然能与它化学链接，未处理的表面仍然可以进行粘接或反应，但混合物这些能力在减小。最后，第三阶段环氧混合物达到固化变成固体阶段，这时能砂磨及整型，这时环氧树脂约有90％的最终反应强度，将它放在室温下维持若干天继续固化。

本发明具有以下优点：

1.本发明高度密封的LED灯基板(2)周边与灯壳(1)采用端羟基聚二甲基硅氧烷改性环氧树脂密封胶密封连接，使LED灯可承受高强度机械冲击和震动，不易破碎，密封连接工艺简单，且起到了很好的防水防尘的效果。

附图说明

图1为本发明一种高度密封的LED灯的结构示意图。

如图所示：1、灯壳；2、基板；3、LED发光模块；4、灯罩；5、散热器；6、通孔；7、○型密封圈；8、压环；9、密封胶。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：

将双酚A型环氧树脂100份，端羟基聚二甲基硅氧烷3份，硅烷偶联剂KH5502份，固化剂2-乙基-4-甲基咪唑3份，加热搅拌均匀，浇注，分别在40℃固化2h，120℃固化2h，160℃固化2h得到端羟基聚二甲基硅氧烷改性双酚A型环氧树脂。

将述制得的端羟基聚二甲基硅氧烷改性双酚A型环氧树脂80份，环氧丙烷丁基醚25份，双酚A20份，2，5-二特丁基对苯二酚1份，加入到反应釜中，加热并搅拌均匀，待固体完全溶解后，加入KH5502份，乳化硅油1份，充分搅拌使之成透明液体，真空脱泡后冷却至室温；将固化剂聚氧化丙烯二胺D400和D2000各50份于室温下充分搅拌均匀，真空脱泡。

将上述制得的透明液体和固化剂充分混合均匀，在室温下用于基板(2)周边与灯壳(1)密封连接，制成高度密封的LED灯。

实施例2：

将双酚H型环氧树脂100份，端羟基聚二甲基硅氧烷3份，硅烷偶联剂KH5602份，固化剂2-乙基-4-甲基咪唑3份，加热搅拌均匀，浇注，分别在50℃固化2h，130℃固化2h，150℃固化2h得到端羟基聚二甲基硅氧烷改性双酚H型环氧树脂。

将述制得的端羟基聚二甲基硅氧烷改性双酚H型环氧树脂90份，二缩水甘油醚30份，四溴双酚A25份，2，4，6-三特丁基苯酚2份，加入到反应釜中，加热并搅拌均匀，待固体完全溶解后，加入KH5603份，乳化硅油1份，充分搅拌使之成透明液体，真空脱泡后冷却至室温；将固化剂聚氧化丙烯二胺D400 40份和D2000 60份于室温下充分搅拌均匀，真空脱泡。

实施例3：

将脂环环氧树脂100份，端羟基聚二甲基硅氧烷8份，硅烷偶联剂KH5704份，固化剂2-乙基-4-甲基咪唑5份，加热搅拌均匀，浇注，分别在30℃固化3h，110℃固化3h，160℃固化3h得到端羟基聚二甲基硅氧烷改性脂环环氧树脂。

将述制得的端羟基聚二甲基硅氧烷改性脂环环氧树脂95份，环氧丙烷丁基醚25份，邻苯二甲酸烷基酯30份，4，4′-双(2，6-二特丁基苯酚)3份，加入到反应釜中，加热并搅拌均匀，待固体完全溶解后，加入KH5703份，乳化硅油2份，充分搅拌使之成透明液体，真空脱泡后冷却至室温；将固化剂聚氧化丙烯二胺D230 50份和D2000 80份于室温下充分搅拌均匀，真空脱泡。

表1实施例1-3密封胶固化试样的性能测试结果

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种高度密封的LED灯，包括灯壳(1)、基板(2)、设置在基板(2)上的LED发光模块(3)、灯罩(4)以及设置在基板(2)下的散热器(5)，所述基板(2)以及散热器(5)上均设有供电源线穿过的通孔(6)，其特征在于：所述灯壳(1)与灯罩(4)之间设有○型密封圈(7)，且所述灯罩(4)与灯壳(1)之间设有用于将灯罩(4)、○型密封圈(7)、灯壳(1)的压紧的压环(8)，所述基板(2)周边通过密封胶(9)与灯壳(1)密封连接，且电源线与通孔(6)之间还设有密封材料；其中，所述密封胶(9)为端羟基聚二甲基硅氧烷改性环氧树脂密封胶，该端羟基聚二甲基硅氧烷改性环氧树脂密封胶是由以下重量份数的原料制成：

端羟基聚二甲基硅氧烷改性环氧树脂80-100份填料15-35份

活性稀释剂15-30份固化剂A60-150份增塑剂15-35份

硅烷偶联剂2-10份消泡剂1-5份抗氧剂1-5份。

2.根据权利要求1所述的一种高度密封的LED灯，其特征在于所述的端羟基聚二甲基硅氧烷改性环氧树脂是由以下重量份数的原料制成的：

环氧树脂80-120份端羟基聚二甲基硅氧烷3-15份

硅烷偶联剂2-10份固化剂B2-10份；

3.根据权利要求1所述的一种高度密封的LED灯，其特征在于所述的增塑剂为双酚A、四溴双酚A、邻苯二甲酸烷基酯中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的一种高度密封的LED灯，其特征在于所述的硅烷偶联剂为KH550、KH560、KH570、DL602、DL171中的一种或多种。

5.根据权利要求1和2所述的一种高度密封的LED灯，其特征在于所述的固化剂A为脂肪族胺类固化剂中改性胺、多烯烃多胺、聚酰胺或聚醚胺中的一种或多种；固化剂B为部分脂环族多胺、叔胺、三氟化硼络合物、咪唑类、芳香族多胺、酸酐、甲阶酚醛树脂、氨基树脂、双氰胺或酰肼中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的一种高度密封的LED灯，其特征在于所述的活性稀释剂为环氧丙烷丁基醚、环氧丙烷苯基醚、二缩水甘油醚、多缩水甘油醚、二环氧丙烷乙基醚、三环氧丙烷丙基醚中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的一种高度密封的LED灯，其特征在于所述的消泡剂为有机硅类、改性丙烯酸酯类、聚醚类、高碳醇、聚醚改性硅的一种或多种。

8.根据权利要求1所述的一种高度密封的LED灯，其特征在于所述的抗氧剂为酚类抗氧剂2，4，6-三特丁基苯酚、2，5-二特丁基对苯二酚、4，4′-双(2，6-二特丁基苯酚)、4，4′-亚甲基双(2，6-二特丁基苯酚)、2，6-二特丁基-4-甲基苯酚或亚磷酸酯类抗氧剂四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯或2，2′-硫代双[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸乙酯]中的一种或多种。

9.一种如权利要求1所述的高度密封的LED灯的制备方法，其特征在于，所述该方法包括以下步骤：

S3：将透明液体和固化剂充分混合均匀，在室温下用于灯壳(1)与灯罩(4)、基板(2)周边与灯壳(1)密封连接，制成高度密封的LED灯。

10.根据权利要求9所述的高度密封的LED灯的制备方法，其特征在于所述的步骤S1中固化分为三个阶段，温度分别为30-50℃、110-130℃、150-170℃，每个阶段为1-3h。