CN103383077A - 一种高度密封的led灯 - Google Patents

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)、○型密封圈(7)、压环(8)，其中，○型密封圈由橡胶、聚四氟乙烯微粉、二硫化钼、硫磺及促进剂、增强剂份、增塑剂、活性剂、防老剂、偶联剂经合理配伍制成。其制备方法是按重量份数比将○型密封圈原料混合、搅拌均匀，注入金属模具静压定型，然后送入高温烧结炉内烧结，完毕后在真空设备中冷却至室温制得○型密封圈，将○型密封圈经过后处理后用于灯壳(1)与灯罩(4)之间，制得高度密封的LED灯。本发明高度密封的LED灯防水防尘效果好，且具有优越的耐热、耐老化、耐腐蚀、耐候和耐介质等性能，使用寿命长。

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。

关于高度密封的LED灯的制备，现有技术中已有报道。如中国发明专利(公开号：CN102798025A)涉及一种具有良好密封性能的LED球泡灯。该灯泡组成包括支架，支架连接灯壳、底部连接灯头、顶部连接带有一组LED灯的LED基板，基板通过卡扣连接半球形灯罩。且灯壳与LED基板之间装有密封圈，灯壳与支架之间装有密封圈，密封圈卡入凹槽内，凹槽位于支架与灯壳的连接部位。该LED灯在防水防尘方面的确有所提高，但是该LED灯的密封圈的耐热性、耐老化性、耐腐蚀性、耐候性和耐介质性等性能不高，极大影响了LED灯的使用寿命。

发明内容

本发明针对现有技术所存在的缺陷，提供一种能防水防尘，耐热性、耐老化性、耐腐蚀性、耐候性和耐介质性等性能优异，使用寿命长的高度密封的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○型密封圈由以下重量份数的原料制成：

橡胶30-50份   聚四氟乙烯微粉30-50份   二硫化钼10-30份

硫磺及促进剂1-3份   增强剂10-30份   增塑剂1-3份

活性剂1-3份   防老剂1-3份   偶联剂5-10份。

相较于现有技术，本发明一种高度密封的LED灯灯壳(1)与灯罩(4)之间设有○型密封圈(7)。该○型密封圈(7)由橡胶、聚四氟乙烯微粉、二硫化钼、增强剂、增塑剂、活性剂、防老剂、偶联剂、硫磺及促进剂按重量比制成。橡胶具有良好的耐热性、耐老化性、耐腐蚀性、耐候性和耐介质性等性能，聚四氟乙烯微粉良好的机械性能、电性能、使用温度范围和优异的耐化学性、耐候性、润滑性，能极大提高橡胶原有的性能，并且改善了橡胶的耐磨性，提高了使用寿命。再加之二硫化钼、增强剂、增塑剂、活性剂、防老剂、偶联剂、硫磺及促进剂等原料的性能，使制备得到的○型密封圈具有良好的耐热性、耐老化性、耐腐蚀性、耐候性和耐介质性等性能。将○型密封圈用于LED灯灯壳(1)与灯罩(4)之间，不仅提高了LED灯的防水防尘性，还极大的改善了LED灯耐热性、耐老化性、耐腐蚀性、耐候性和耐介质性等性能，提高了LED灯使用寿命。

作为优选，所述的橡胶为丁腈橡胶、氟橡胶、硅橡胶、三元乙丙橡胶中的一种或多种。橡胶是一种具有宝贵弹性的高分子材料，其较宽的温度范围，在不同介质中给予较小的应力就会产生较大的变形，这种变形可以提供接触压力，补偿泄漏间隙，从而达到密封的目的。本发明选用的丁腈橡胶耐油性极好，耐磨性较高，耐热性较好，粘接力强；氟橡胶具有高度的化学稳定性，耐高温性能，耐天候老化性能，耐介质性能；硅橡胶具有优异的热氧化稳定性，耐候性以及良好的电性能；三元乙丙橡胶化学稳定性好，耐磨性、弹性、耐老化、耐腐蚀、电绝缘性能优越。这些橡胶制成的○型密封圈在本发明高度密封的LED灯中起到密封作用的同时，也提高了该高度密封的LED灯的耐热性、耐老化性、耐腐蚀性、耐候性和耐介质性等性能。

本发明还加入了聚四氟乙烯微粉，聚四氟乙烯微粉具有良好的机械性能、电性能、使用温度范围宽(约-200～+260℃)，优异的耐化学性、耐候性、以及良好的润滑性。在橡胶中加入聚四氟乙烯微粉，极大的提高了橡胶原有的性能，并且改善了橡胶的耐磨性，提高了使用寿命。

本发明同时还加入了二硫化钼，二硫化钼有着类似于石墨的片层微观结构，能有效起到减磨作用，且有着石墨不能比拟的与橡胶的相容性。

作为优选，所述的硫磺及促进剂的重量百分比为：硫磺35-50％，余量为促进剂；所述促进剂为促进剂M、促进剂CZ、促进剂DM、促进剂D、促进剂TT、促进剂ZDC、促进剂BZ、促进剂NA-22、促进剂TRA、促进剂NS、促进剂PX、促进剂PZ中的至少两种，且所述每种促进剂占硫磺以及促进剂总重量的百分比不多于40％。硫磺是最基本最重要的硫化剂，能使橡胶分子链起交联反应，使线形分子形成立体网状结构，可塑性降低，弹性强度增加，橡胶经硫化后力学性能大大提高。促进剂可加快三元乙丙橡胶与硫化剂反应的速率，降低硫化温度，缩短硫化时间，减少硫化剂用量，同时使橡胶的物理机械性能、化学性质以及外观也能得到相应改善。由于不同种促进剂的性质差异，依据硫化剂的不同，可以同时添加两种或两种以上促进剂，用于改善○型密封圈所用橡胶的整体性能，为了达到最佳的硫化效果，每种促进剂的重量不多于硫磺以及促进剂总重量的40％。

作为优选，所述的活性剂为氧化锌、碳酸锌、氧化镁、硬脂酸、硬脂酸锌或硬脂酸钙中的至少两种，且每种活性剂占活性剂总重量的百分比不多于60％。活性剂用于增加促进剂的活性，可以减少促进剂的用量、缩短硫化时间，同时可以大大提高硫化度，根据所选促进剂的不同选择合适的活性剂，活性剂可同时添加两种或两种以上，为了平衡○型密封圈的各项性能，每种活性剂的重量不多于活性剂总重量的60％。

作为优选，所述的防老剂为防老剂RD、防老剂MB、防老剂BLE、防老剂SP、防老剂4020中的至少两种，且所述每种防老剂占防老剂总重量的百分比不多于60％。○型密封圈在长期贮存和使用过程中，由于受到热、氧、臭氧、变价金属离子、机械应力、光、高能射线等的作用，以及其它化学物质和霉菌等的侵蚀，会逐渐发粘、变硬发脆或龟裂，物理机械性变差、弹性降低，出现老化，为了延缓或抑制这种过程，延长耐热型密封圈的贮存期和使用寿命，需要在○型密封圈所使用橡胶中加入防老剂。由于每种防老剂改善橡胶性能有差异，一般加入两种或两种以上防老剂，为保证○型密封圈的整体性能，每种防老剂的重量不多于防老剂总重量的60％。

作为优选，所述的增塑剂为石蜡、氯化石蜡、增塑剂DEHP、增塑剂DINP或增塑剂DBP中的至少一种。在橡胶中加入增塑剂，可以使橡胶分子间的作用力降低，从而降低橡胶的玻璃化温度，赋予橡胶较高的弹性、提高橡胶的耐寒性，改善橡胶的可塑性和流动性，便于压延和压出等成型操作。常见的增塑剂都可起到较好的增塑效果，多种增塑剂共同使用，可以通过不同种增塑剂之间的相互配合，得到性能更佳的橡胶，从而制造出性能更好的○型密封圈。

作为优选，所述的增强剂为有机膨润土、钠基膨润土、白炭黑或炭黑中的至少一种。增强剂用于增加橡胶的强度。有机膨润土是一种无机矿物和有机铵的复合物，由于膨润土中蒙脱石具有层片结构，利用插层技术将有机铵插入其层片结构中即得到有机膨润土，因此有机膨润土作为橡胶配方中的增强剂，相比炭黑、陶土及无机膨润土等无机物来说，能与有机的橡胶材料具有更好的相容性，蒙脱土的无机片层也对橡胶基体起到了氧阻隔作用，有效地保护了大分子链段。白炭黑具有超强的粘附力、抗撕裂及耐热抗老化性能，可以在彩色橡胶制品中替代炭黑进行补强，满足白色或半透明产品的需要，在黑色橡胶制品中亦可替代部分炭黑，以获得高质量的橡胶制品。

作为优选，所述的偶联剂为硅烷偶联剂69、硅烷偶联剂KH99、钛酸酯偶联剂KR-TTS、钛酸酯偶联剂KR-38S中的至少一种。偶联剂可以改善橡胶与无机添加剂或增强剂之间的界面性能，可以改善橡胶中添加的其他组分的分散度，提高加工性能，机械性能、热性能以及电性能。偶联剂一般由两部分组成：一部分是亲无机基团，可与无机填充剂或增强剂作用；另一部分是亲有机基团，可与合成树脂作用。硅烷偶联剂分子的有机部分与橡胶的聚合物分子有较强的亲和力或反应能力，而其可水解基团，遇水溶液、空气中的水分或无机物表面吸附的水分均可引起分解，与无机添加剂表面有较好的反应性，因此，硅烷偶联剂的加入可以有效地增加橡胶中添加的其他组分与橡胶基料的分散性，从而提高○型密封圈的耐热性。钛酸酯偶联剂可与无机添加剂表面的自由质子反应形成无机表面上独特的有机单分子层，生成的较低表面能使粘度大大降低。将钛酸酯偶联剂加入橡胶中可提高橡胶的冲击强度和耐热性，进而提高○型密封圈的耐热性。

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：按重量份数比混合橡胶、聚四氟乙烯微粉、二硫化钼、增强剂、增塑剂、活性剂、防老剂置于容器中，搅拌均匀，加入偶联剂，搅拌均匀，加入硫磺及促进剂，搅拌均匀；

S2：将上述混合料注入金属模具，在温度为60-90℃条件下静压定型20-40分钟；

S3：将上述金属模具送入高温烧结炉内，烧结温度控制在380-400℃，烧结时间为2-3小时，烧结完毕后，金属模具在真空设备中冷却至室温，冷却时间约为10-15小时制得○型密封圈；

S4：将○型密封圈进行打磨、检验、清洗、烘干、上油后用于灯壳(1)与灯罩(4)之间，制得高度密封的LED灯。

本发明具有以下优点：

1.本发明高度密封的LED灯将○型密封圈用于LED灯灯壳(1)与灯罩(4)之间，提高了LED灯的防水防尘性。

2.本发明高度密封的LED灯的耐热性、耐老化性、耐腐蚀性、耐候性和耐介质性等性能优异，使用寿命长。

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。

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：

称取丁腈橡胶30份，聚四氟乙烯微粉30份，二硫化钼10份，钠基膨润土50％、炭黑50％组成的增强剂10份，石蜡50％、增塑剂DEHP50％组成的增塑剂1份，氧化锌25％、氧化镁45％、硬脂酸30％组成的活性剂1份，防老剂RD50％、防老剂MB50％组成的防老剂1份置于容器中，搅拌均匀，加入硅烷偶联剂KH6950％、钛酸酯偶联剂KR-38S50％组成的偶联剂5份，搅拌均匀，加入硫磺及促进剂1份，其中硫磺45％、促进剂M12％、促进剂BZ25％、促进剂NA-2218％，搅拌均匀；注入金属模具，在温度为60℃条件下静压定型40分钟；送入高温烧结炉内，烧结温度控制在380℃，烧结时间为3小时，烧结完毕后，金属模具在真空设备中冷却至室温，冷却时间约为10小时制得○型密封圈；将○型密封圈进行打磨、检验、清洗、烘干、上油后用于灯壳(1)与灯罩(4)之间，制得高度密封的LED灯。

实施例2：

称取氟橡胶35份，聚四氟乙烯微粉35份，二硫化钼15份，有机膨润土50％、炭黑50％组成的增强剂15份，氯化石蜡50％、增塑剂DEHP50％组成的增塑剂2份，碳酸锌20％、氧化镁30％、硬脂酸50％组成的活性剂1份，防老剂RD55％、防老剂BLE45％组成的防老剂2份置于容器中，搅拌均匀，加入硅烷偶联剂6950％、钛酸酯偶联剂KR-38S50％组成的偶联剂7份，搅拌均匀，加入硫磺及促进剂1份，其中硫磺35％、促进剂ZDC15％、促进剂BZ25％、促进剂CZ25％，搅拌均匀；注入金属模具，在温度为70℃条件下静压定型35分钟；送入高温烧结炉内，烧结温度控制在390℃，烧结时间为2.5小时，烧结完毕后，金属模具在真空设备中冷却至室温，冷却时间约为12小时制得○型密封圈；将○型密封圈进行打磨、检验、清洗、烘干、上油后用于灯壳(1)与灯罩(4)之间，制得高度密封的LED灯。

实施例3：

称取硅橡胶40份，聚四氟乙烯微粉50份，二硫化钼25份，钠基膨润土50％、白炭黑50％组成的增强剂25份，增塑剂DBP50％、石蜡50％组成的增塑剂1份，氧化锌40％、碳酸锌30％、硬脂酸钙30％组成的活性剂2份，防老剂SP50％、防老剂BLE50％组成的防老剂1份置于容器中，搅拌均匀，加入硅烷偶联剂KH69 50％、钛酸酯偶联剂KR-TTS 50％组成的偶联剂6份，搅拌均匀，加入硫磺及促进剂1份，其中硫磺40％、促进剂TRA 20％、促进剂BZ 15％、促进剂DM 25％，搅拌均匀；注入金属模具，在温度为80℃条件下静压定型25分钟；送入高温烧结炉内，烧结温度控制在400℃，烧结时间为2小时，烧结完毕后，金属模具在真空设备中冷却至室温，冷却时间约为13小时制得○型密封圈；将○型密封圈进行打磨、检验、清洗、烘干、上油后用于灯壳(1)与灯罩(4)之间，制得高度密封的LED灯。

实施例4：

称取三元乙丙橡胶50份，聚四氟乙烯微粉35份，二硫化钼15份，有机膨润土50％、白炭黑50％组成的增强剂25份，氯化石蜡50％、增塑剂DINP 50％组成的增塑剂3份，碳酸锌30％、氧化镁30％、硬脂酸锌40％组成的活性剂2份，防老剂4020 50％、防老剂MB 50％组成的防老剂1份置于容器中，搅拌均匀，加入硅烷偶联剂69 50％、钛酸酯偶联剂KR-TTS 50％组成的偶联剂8份，搅拌均匀，加入硫磺及促进剂2份，其中硫磺50％、促进剂NS 15％、促进剂PX 15％、促进剂NA-22 20％，搅拌均匀；注入金属模具，在温度为70℃条件下静压定型35分钟；送入高温烧结炉内，烧结温度控制在385℃，烧结时间为2小时，烧结完毕后，金属模具在真空设备中冷却至室温，冷却时间约为12小时制得○型密封圈；将○型密封圈进行打磨、检验、清洗、烘干、上油后用于灯壳(1)与灯罩(4)之间，制得高度密封的LED灯。

表1实施例1-4○型密封圈的性能测试结果

	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4
					邵氏A硬度/度	100	115	106	109
断裂生长率/％	21	29	18	24
					拉伸强度/MPa	8.1	8.6	9.7	7.3

从表1可以看出○型密封圈在硬度、断裂生长率、拉伸强度等性能方面得到了极大的改善。将○型密封圈用于LED灯不仅提高了LED灯的密封性，也相应的提高了LED灯的使用寿命。

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 (9)

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○型密封圈由以下重量份数的原料制成：

橡胶30-50份   聚四氟乙烯微粉30-50份   二硫化钼10-30份

硫磺及促进剂1-3份   增强剂10-30份   增塑剂1-3份

活性剂1-3份   防老剂1-3份   偶联剂5-10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，所述的橡胶为丁腈橡胶、氟橡胶、硅橡胶、三元乙丙橡胶中的一种或多种。

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，所述的硫磺及促进剂的重量百分比为：硫磺35-50％，余量为促进剂；所述促进剂为促进剂M、促进剂CZ、促进剂DM、促进剂D、促进剂TT、促进剂ZDC、促进剂BZ、促进剂NA-22、促进剂TRA、促进剂NS、促进剂PX、促进剂PZ中的至少两种，且所述每种促进剂占硫磺以及促进剂总重量的百分比不多于40％。

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，所述的活性剂为氧化锌、碳酸锌、氧化镁、硬脂酸、硬脂酸锌或硬脂酸钙中的至少两种，且每种活性剂占活性剂总重量的百分比不多于60％。

5.根据权利要求1所述的一种高度密封的LED灯，其特征在于，所述的防老剂为防老剂RD、防老剂MB、防老剂BLE、防老剂SP、防老剂4020中的至少两种，且所述每种防老剂占防老剂总重量的百分比不多于60％。

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，所述的增塑剂为石蜡、氯化石蜡、增塑剂DEHP、增塑剂DINP或增塑剂DBP中的至少一种。

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，所述的增强剂为有机膨润土、钠基膨润土、白炭黑或炭黑中的至少一种。

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，所述的偶联剂为硅烷偶联剂69、硅烷偶联剂KH99、钛酸酯偶联剂KR-TTS、钛酸酯偶联剂KR-38S中的至少一种。

9.一种如权利要求1-8任意一项所述的高度密封的LED灯的制备方法，其特征在于，所述该方法包括以下步骤：

S1：按重量份数比混合橡胶、聚四氟乙烯微粉、二硫化钼、增强剂、增塑剂、活性剂、防老剂置于容器中，搅拌均匀，加入偶联剂，搅拌均匀，加入硫磺及促进剂，搅拌均匀；

S2：将上述混合料注入金属模具，在温度为60-90℃条件下静压定型20-40分钟；

S3：将上述金属模具送入高温烧结炉内，烧结温度控制在380-400℃，烧结时间为2-3小时，烧结完毕后，金属模具在真空设备中冷却至室温，冷却时间约为10-15小时制得○型密封圈；

S4：将○型密封圈进行打磨、检验、清洗、烘干、上油后用于灯壳(1)与灯罩(4)之间，制得高度密封的LED灯。

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