CN104559106A - 一种高寿命路灯灯罩 - Google Patents

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Abstract

本案公开了一种高寿命路灯灯罩，由以下重量份的材料组成：50～52重量份的聚碳酸酯；28～30重量份的聚丙烯酸酯；15～17重量份的聚氨酯树脂；1～3重量份的二氧化锆；1～3重量份的二氧化钛；3～5重量份的碳化硅；4～6重量份的Sc4-xCoxSiO8。本案利用各类高分子树脂的优势，将其结合后进行取长补短，提高了灯罩材料的机械强度，降低了光损；通过引入纳米级的二氧化锆、二氧化钛、碳化硅和烧结物Sc4-xCoxSiO8，提高了灯罩的耐候性、耐高温性能、耐腐蚀性能和抗老化性能，使得灯罩能够经受长期的暴晒和雨淋，具备了较高的使用寿命。

Description

一种高寿命路灯灯罩
技术领域
本发明涉及一种高分子材料，特别是涉及一种高寿命高透明路灯用灯罩。
背景技术
灯罩是生活中一种十分常见的部件，它不仅存在于千家万户，也存在于户外所有的照明设施。室内用的灯罩材料要求相对较低，室内环境较好，紫外线照射时间短，温差变化小，因此室内用灯罩的使用寿命相对较长。但对于户外的照明灯罩，如路灯灯罩，长期处于强紫外照射中，经历暴晒、风吹、或雨淋，其所处的环境比较恶劣，因而一般户外照明灯罩的使用寿命很短。目前，市场上的灯罩多由聚碳酸酯(PC)制得，但PC的致命弱点就是耐候性差，不耐紫外照射，时间久了会发黄老化，从而影响了光线的透过率，光损高，光扩散的效果也一般。
发明内容
针对上述不足之处，本发明的目的在于提供一种具备耐候、耐高温、耐腐蚀、抗老化性能的高寿命路灯灯罩。
本发明的技术方案概述如下：
一种高寿命路灯灯罩，由以下重量份的材料组成：
优选的是，所述的高寿命路灯灯罩，在所述Sc4-xCoxSiO8中，0.6≤x≤2.5。
优选的是，所述的高寿命路灯灯罩，在所述Sc4-xCoxSiO8中，1.2≤x≤1.4。
优选的是，所述的高寿命路灯灯罩，所述聚碳酸酯为芳香族聚碳酸酯。
优选的是，所述的高寿命路灯灯罩，所述芳香族聚碳酸酯的数均分子量为10000～30000g/mol。
优选的是，所述的高寿命路灯灯罩，所述聚丙烯酸酯为聚甲基丙烯酸甲酯，其数均分子量为10000～30000g/mol。
优选的是，所述的高寿命路灯灯罩，所述聚氨酯树脂的数均分子量为10000～30000g/mol。
优选的是，所述的高寿命路灯灯罩，所述二氧化锆、二氧化钛和碳化硅的粒径为70～80nm。
优选的是，所述的高寿命路灯灯罩，所述Sc4-xCoxSiO8的粒径为70～80nm。
本发明的有益效果是：利用各类高分子树脂的优势，将其结合后进行取长补短，提高了灯罩材料的机械强度，降低了光损；通过引入纳米级的二氧化锆、二氧化钛、碳化硅和烧结物Sc4-xCoxSiO8，提高了灯罩的耐候性、耐高温性能、耐腐蚀性能和抗老化性能，使得灯罩能够经受长期的暴晒和雨淋，具备了较高的使用寿命。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
一种高寿命路灯灯罩，由以下重量份的材料组成：
烧结物Sc4-xCoxSiO8的制备方法如下：
步骤a)按比例称取相应重量的氧化钪、氧化钴和氧化硅，将其研磨1小时，得到微米级粉末，充分混匀；
步骤b)在500℃预热2小时，随后在氮气/氢气(v/v∶95/5)氛围中1000℃下灼烧2小时；
步骤c)待自然冷却后，球磨得到的烧结物至其粒径为70～80nm；
步骤d)去离子水洗3次，随后烘干，得到Sc4-xCoxSiO8。
聚碳酸酯为芳香族聚碳酸酯，它是灯罩材料的主要成分，相较于脂肪族聚碳酸酯和脂肪族-芳香族聚碳酸酯，芳香族聚碳酸酯具有更优异的机械加工性能，但芳香族聚碳酸酯的光损高，抗腐能力较弱，不耐刮，为了弥补这些缺陷，本案在主材中引入具有高透光性的聚丙烯酸酯和具有高强度、抗撕裂、耐磨性能的聚氨酯树脂。并且，为了获得具有更高耐候性、耐高温性能、耐腐蚀性能和抗老化性能的灯罩材料，本案又引入了具有协同发挥耐候、耐高温、耐腐蚀和抗老化功能的纳米级二氧化锆、二氧化钛、碳化硅和烧结物Sc4-xCoxSiO8，其中，二氧化锆具有突出的耐腐蚀和耐候性能，二氧化钛具有优异的抗老化和抗腐性能，碳化硅具有良好的耐高温和耐候性能，Sc4-xCoxSiO8则具有优异的防紫外抗老化功能，且兼具耐高温抗腐蚀功能；这四种纳米添加物是作为一个有机整体彼此协同着发挥作用，其各自的含量应被限制，若低于上述的重量份，则会导致其对应的功能效果下降，若高于上述的重量份，则会导致颗粒间的团聚，并引发沉降，同时会增加灯罩的光损量，降低灯罩本身的透光性能。
在Sc4-xCoxSiO8中，x的范围将决定所得灯罩的性能好坏，因此x的数值也应被限制，优选的范围是0.6≤x≤2.5，更优选的是1.2≤x≤1.4。它的性能测试结果参见下面的表一。
聚丙烯酸酯优选为聚甲基丙烯酸甲酯。聚丙烯酸酯、芳香族聚碳酸酯和聚氨酯树脂的数均分子量优选为10000～30000g/mol。聚合物的分子量对聚合物的自身性能具有很重要的作用，不同的分子量的聚合物则具备完全不同的力学和化学性质。本案所用三种聚合物的数均分子量应被限制，若数均分子量小于10000g/mol，则体系粘度下降，聚合物的机械加工性能大幅降低，灯罩体现出偏软特性，虽柔韧性较好，但用于户外照明时，其坚固度和抗风性能均不达要求；若数均分子量大于30000g/mol，则体系粘度增大，同时聚合物的机械性能增加，但体系的浑浊度也相应增加，这就导致灯罩的雾度呈指数上升，且光损增加至少30％。
二氧化锆、二氧化钛、碳化硅和Sc4-xCoxSiO8的粒径应被限制，其范围优选为70～80nm。若粒径小于70nm，则由于该颗粒度过小，易导致它在高分子粘稠体系中无法很好地被分散开，形成局部团聚，从而使得最终获得的灯罩的均匀度下降；若粒径大于80nm，则由于颗粒度较大，其自重较重，这使得它在粘稠的聚合物体系中易沉积于底部，从而使得实际分散于体系中的纳米颗粒数量降低，影响了灯罩的耐候、耐高温、耐腐蚀和抗老化等性能；并且，较大的颗粒度也会增加灯罩的雾度和光损量。
灯罩的制备方法不受限制，可采用行业内通用的生产方法来实施，如注塑、挤出、模压、吹塑、热成型等。本案强调的仅是对灯罩材料的改进，而不涉及对灯罩制备工艺的改进。
实施例1
一高寿命路灯灯罩，由以下重量份的材料组成：
其中，聚甲基丙烯酸甲酯、芳香族聚碳酸酯和聚氨酯树脂的数均分子量为10000g/mol。
实施例2
一高寿命路灯灯罩，由以下重量份的材料组成：
其中，聚甲基丙烯酸甲酯、芳香族聚碳酸酯和聚氨酯树脂的数均分子量为30000g/mol。
实施例3
一高寿命路灯灯罩，由以下重量份的材料组成：
其中，聚甲基丙烯酸甲酯、芳香族聚碳酸酯和聚氨酯树脂的数均分子量为20000g/mol。
实施例4
一高寿命路灯灯罩，由以下重量份的材料组成：
其中，聚甲基丙烯酸甲酯、芳香族聚碳酸酯和聚氨酯树脂的数均分子量为15000g/mol。
实施例5
一高寿命路灯灯罩，由以下重量份的材料组成：
其中，聚甲基丙烯酸甲酯、芳香族聚碳酸酯和聚氨酯树脂的数均分子量为25000g/mol。
对比例1
一高寿命路灯灯罩，由以下重量份的材料组成：
其中，聚甲基丙烯酸甲酯、芳香族聚碳酸酯和聚氨酯树脂的数均分子量为20000g/mol。
对比例2
一高寿命路灯灯罩，由以下重量份的材料组成：
其中，聚甲基丙烯酸甲酯、芳香族聚碳酸酯和聚氨酯树脂的数均分子量为5000g/mol。
对比例3
一高寿命路灯灯罩，由以下重量份的材料组成：
其中，聚甲基丙烯酸甲酯、芳香族聚碳酸酯和聚氨酯树脂的数均分子量为35000g/mol。
性能测试方法：
1)耐高温测试：将根据上述任一实施例或对比例的配方材料制成的灯罩，置于200℃环境下烘烤100小时，取出自然冷却，若灯罩表面无碳化、软化和硬化现象，且无烧焦异味，则判定该测试结果为“pass”，否则为“fail”。
2)抗老化测试：将根据上述任一实施例或对比例的配方材料制成的灯罩，置于35W的医用紫外灯下连续照射500小时，随后取出，若无老化、硬化现象，且表面白度未降低，表面不发黄，则判定测试结果为“pass”，否则为“fail”。
3)耐腐蚀测试：将根据上述任一实施例或对比例的配方材料制成的灯罩，依次进行如下测试：
a)将其置于5wt％NaOH水溶液中浸泡100小时，取出晾干；
b)置于5wt％HCl水溶液中浸泡100小时，取出晾干；
c)置于5wt％NaCl水溶液中浸泡100小时，取出晾干；
d)置于15～20wt％乙醇水溶液中浸泡100小时，取出晾干；
经过以上4个试验后，若灯罩表面为出现变形、色衰、软化、硬化和老化，则判定该测试结果为“pass”，否则为“fail”。
表一是实施例1～5和对比例1～3的性能测试结果：
表一
耐高温测试 抗老化测试 耐腐蚀测试 雾度 光损量
实施例1 pass pass pass 7％ 14％
实施例2 pass pass pass 9％ 16％
实施例3 pass pass pass 8％ 13％
实施例4 pass pass pass 8％ 14％
实施例5 pass pass pass 8％ 14％
对比例1 fail fail pass 11％ 32％
对比例2 fail fail fail 10％ 20％
对比例3 pass fail fail 10％ 22％
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。

Claims (9)

1.一种高寿命路灯灯罩，其特征在于，由以下重量份的材料组成：
2.根据权利要求1所述的高寿命路灯灯罩，其特征在于，在所述Sc4-xCoxSiO8中，0.6≤x≤2.5。
3.根据权利要求2所述的高寿命路灯灯罩，其特征在于，在所述Sc4-xCoxSiO8中，1.2≤x≤1.4。
4.根据权利要求1所述的高寿命路灯灯罩，其特征在于，所述聚碳酸酯为芳香族聚碳酸酯。
5.根据权利要求4所述的高寿命路灯灯罩，其特征在于，所述芳香族聚碳酸酯的数均分子量为10000～30000g/mol。
6.根据权利要求1所述的高寿命路灯灯罩，其特征在于，所述聚丙烯酸酯为聚甲基丙烯酸甲酯，其数均分子量为10000～30000g/mol。
7.根据权利要求1所述的高寿命路灯灯罩，其特征在于，所述聚氨酯树脂的数均分子量为10000～30000g/mol。
8.根据权利要求1所述的高寿命路灯灯罩，其特征在于，所述二氧化锆、二氧化钛和碳化硅的粒径为70～80nm。
9.根据权利要求1所述的高寿命路灯灯罩，其特征在于，所述Sc4-xCoxSiO8的粒径为70～80nm。
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