CN104509526B - 一种高光效的led驱蚊灯 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高光效的LED驱蚊灯。驱蚊灯的荧光粉为包膜荧光粉，荧光粉的包膜材料是通过将正硅酸酯溶于极性有机溶剂，在碱性条件下水解；之后在水解产物中加入有机硅氧烷作为交联剂，交联反应得到。本发明的荧光粉包膜材料，具有较好地包膜效率。使用该包膜材料包膜后的荧光粉，可以对激发光产生强烈的散射作用，使得荧光粉对激发光的吸收增强，在成灯光谱中，激发光减少，有效地去除500 nm以下的光，荧光粉的光效可以得到一定程度的提高。使用包膜后的荧光粉制备得到LED驱蚊灯具有很好的驱蚊效果，无需使用危害人体健康或环境的涂料，环保，安全性高。
Description
技术领域
本发明涉及一种荧光粉包膜材料，以及使用该包膜材料制备得到的高光效LED驱蚊灯。
背景技术
荧光粉在受激发光后，会释放500 nm以下的蓝光或紫外线，对人眼具有较大的刺激作用，不利于保护视力。在室外照明中，500 nm以下的光对蚊子具有较强的吸引力，导致蚊子聚集，而530 nm～590 nm对蚊子有一定的驱赶作用，同时也是人眼较为舒适的波长。
现有的LED发射的光中，普遍含有较大量的445～465 nm的蓝光。为了获得具有驱蚊效果的LED灯，基本是通过在灯罩上涂覆涂料过滤500nm以下的光。这些涂料主要以ZnS或CdS类颜料为主，具有一定的毒性，特别是含有CdS类颜料的涂料，毒性更大。
通过在灯罩上涂覆涂料可以方便地过滤500nm以下的光，但是同时也会过滤部分500nm以上的光，导致LED灯的光效下降，不能获得令人满意的效果。
荧光粉的包膜处理工艺已经比较成熟，如CN101665689A、CN1664052A、CN1664051A、CN1667081A、CN102703056A、CN1869150A等公开了多种包膜材料的包膜方法。然而，现有的包膜处理主要在于提高荧光粉的热稳定性、分散性等性能。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种荧光粉包膜材料。
本发明的另一个目的在于提供一种使用上述包膜材料处理得到的荧光粉。
本发明的再一个目的在于提供一种高光效的LED驱蚊灯。
本发明所采取的技术方案是：
一种荧光粉包膜材料，其制备方法如下：
1)将正硅酸酯溶于极性有机溶剂，调节其pH在碱性条件下水解；
2)在水解产物中加入有机硅氧烷作为交联剂，交联反应得到疏水性包膜材料；
其中，有机硅氧烷的添加量为正硅酸酯质量的2～4%。
作为上述荧光粉包膜材料的进一步改进，调节溶液的pH到10～12使正硅酸酯水解。
作为上述荧光粉包膜材料的进一步改进，正硅酸酯水解的温度为60～70℃。
作为上述荧光粉包膜材料的进一步改进，交联时的温度为75～85℃。
作为上述荧光粉包膜材料的进一步改进，有机硅氧烷为八甲基环四硅氧烷。
作为上述荧光粉包膜材料的进一步改进，极性有机溶剂为C1～C4的醇。
作为上述荧光粉包膜材料的进一步改进，正硅酸酯为正硅酸甲酯或正硅酸乙酯。
一种包膜荧光粉，荧光粉采用的包膜材料为上述的荧光粉包膜材料。
一种LED驱蚊灯，包括灯珠，灯珠中的荧光粉为主发射波长在540～570nm的YAG荧光粉，荧光粉经上述荧光粉包膜材料包膜处理。
作为上述LED驱蚊灯的进一步改进，灯珠和灯罩之间设有用于反射波长在500nm以下的二向分色元件。
本发明的有益效果是：
本发明的荧光粉包膜材料，具有较好地包膜效率。使用该包膜材料包膜后的荧光粉，可以对激发光产生强烈的散射作用，使得荧光粉对激发光的吸收增强，在成灯光谱中，激发光减少，荧光粉的光效可以得到一定程度的提高。
使用本发明的荧光粉包膜材料对主发射波长为540～570nm的YAG荧光粉进行包膜处理后，制备得到LED驱蚊灯可以有效地去除500 nm以下的光，同时不但不会降低LED灯的亮度，反而有助于提高LED灯的光效，具有很好的驱蚊效果。
通过在灯珠和灯罩之间设置可反射波长在500nm以下的二向分色元件，可以进一步将激发光反射，进一步激发荧光粉发光，提高LED的光效。
本发明的包膜材料，不含有危害人体健康或环境的重金属等有效物质，环保，安全性高。
具体实施方式
一种荧光粉包膜材料，其制备方法如下：
将正硅酸酯溶于极性有机溶剂，调节其pH在碱性条件下水解；
在水解产物中加入有机硅氧烷作为交联剂，交联反应得到疏水性包膜材料；
其中，有机硅氧烷的添加量为正硅酸酯质量的2～4%。
作为上述荧光粉包膜材料的进一步改进，调节溶液的pH到10～12使正硅酸酯水解。
作为上述荧光粉包膜材料的进一步改进，正硅酸酯水解的温度为60～70℃。
作为上述荧光粉包膜材料的进一步改进，交联时的温度为75～85℃。
作为上述荧光粉包膜材料的进一步改进，有机硅氧烷为八甲基环四硅氧烷。
作为上述荧光粉包膜材料的进一步改进，极性有机溶剂为C1～C4的醇，例如甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、乙二醇、甘油等。
作为上述荧光粉包膜材料的进一步改进，正硅酸酯为正硅酸甲酯或正硅酸乙酯。
一种包膜荧光粉，荧光粉采用的包膜材料为上述的荧光粉包膜材料。
一种LED驱蚊灯，驱蚊灯中的荧光粉为主发射波长在540～570nm的YAG荧光粉，荧光粉经上述荧光粉包膜材料包膜处理。
作为上述LED驱蚊灯的进一步改进，灯珠和灯罩之间设有用于反射波长在500nm以下的二向分色元件。
下面结合实施例，进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
1)将正硅酸甲酯溶解于异丙醇中，质量百分浓度为30%，搅拌下升温至65±5℃，滴加NH3：H2O=1：4的氨水维持反应体系的pH在10～12间，水解2h；
2)水解完成后，立即加入正硅酸甲酯质量3%的八甲基环四硅氧烷，升温至75～85℃，保温反应20小时，得到疏水性二氧化硅包膜材料。
实施例2
1)将正硅酸乙酯溶解于丙醇中，质量百分浓度为30%，搅拌下升温至65±5℃，滴加NH3：H2O=1：4的氨水维持反应体系的pH在10～12间，水解3 h；
2)水解完成后，立即加入正硅酸乙酯质量2%的八甲基环四硅氧烷，升温至75～85℃，保温反应16小时，得到疏水性二氧化硅包膜材料。
实施例3
1)将正硅酸甲酯溶解于异丙醇中，质量百分浓度为30%，搅拌下升温至65±5℃，滴加NH3：H2O=1：4的氨水维持反应体系的pH在10～12间，水解2.5 h；
2)水解完成后，立即加入正硅酸甲酯质量4%的八甲基环四硅氧烷，升温至75～85℃，保温反应26小时，得到疏水性二氧化硅包膜材料。
性能检测
荧光粉：主发射波长560 nm 的YAG荧光粉，市售产品；
包膜材料：实施例1制备得到的疏水性二氧化硅包膜材料。
包膜方法：将荧光粉、包膜材料、异丙醇混合均匀，搅拌下反应2h，包膜材料的用量（以固含量计）为荧光粉质量的1%，之后清洗，烘干得到。
经检测，荧光粉的包膜效率达95%以上。
分别使用未包膜处理和包膜处理的YAG荧光粉按常规方法制备得到0.2W/2835灯珠，检测其相同条件下的发光性能，检测数据如下：
| 色温（K) | 主波长（nm） | 光效lm/W | |
| 包膜前 | 4940 | 489.4 | 85.5 |
| 包膜后 | 4270 | 569.6 | 90.25 |
从表中数据可知，包膜处理后的荧光粉，可以有效地去除成灯中500nm以下的光，同时对光效有一定的提高，光效提高率在6%左右。
驱蚊灯：
灯体的结构与现有的LED灯的结构基本相同，不同之处在于灯珠和灯罩之间设有用于反射波长在500nm以下的二向分色元件，灯珠中使用的荧光粉为使用实施例1的疏水性二氧化硅包膜材料包膜处理的YAG荧光粉，YAG荧光粉的主发射波长为560 nm。
经检测，该LED驱蚊灯正常工作时，发出的光的波长主要在530～590 nm的范围内，基本不含有500 nm以下的光。
Claims (10)
1.一种荧光粉包膜材料，其制备方法如下：
1)将正硅酸酯溶于极性有机溶剂，调节其pH在碱性条件下水解；
2)在水解产物中加入有机硅氧烷作为交联剂，交联反应得到疏水性包膜材料；
其中，有机硅氧烷的添加量为正硅酸酯质量的2～4%。
2.根据权利要求1所述的荧光粉包膜材料，其特征在于：调节溶液的pH到10～12使正硅酸酯水解。
3.根据权利要求1或2所述的荧光粉包膜材料，其特征在于：正硅酸酯水解的温度为60～70℃。
4.根据权利要求3所述的荧光粉包膜材料，其特征在于：交联时的温度为75～85℃。
5.根据权利要求1、2或4所述的荧光粉包膜材料，其特征在于：有机硅氧烷为八甲基环四硅氧烷。
6.根据权利要求1、2或4所述的荧光粉包膜材料，其特征在于：极性有机溶剂为C1～C4的醇。
7.根据权利要求1、2或4所述的荧光粉包膜材料，其特征在于：正硅酸酯为正硅酸甲酯或正硅酸乙酯。
8.一种包膜荧光粉，其特征在于：所述荧光粉采用的包膜材料为权利要求1～7任意一项所述的荧光粉包膜材料。
9.一种LED驱蚊灯，包括灯珠，其特征在于：所述灯珠中的荧光粉为主发射波长在540～570nm的YAG荧光粉，荧光粉经过权利要求1～7任意一项所述的荧光粉包膜材料包膜处理。
10.根据权利要求9所述的LED驱蚊灯，其特征在于：灯珠和灯罩之间设有用于反射波长在500nm以下的二向分色元件。
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