CN108690428B

CN108690428B - 一种钙包膜led灯泡的水性涂料及其制备方法

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Publication number: CN108690428B
Application number: CN201810417325.8A
Authority: CN
Inventors: 蒋留扣
Original assignee: Jiangsu Tianyang Rare Earth Co ltd
Current assignee: Jiangsu Tianyang Rare Earth Co ltd
Priority date: 2018-05-02
Filing date: 2018-05-02
Publication date: 2020-08-18
Anticipated expiration: 2038-05-02
Also published as: CN108690428A

Abstract

本发明公开了一种钙包膜LED灯泡的水性涂料及其制备方法，属于光扩散涂料技术领域，旨在提供一种能够使涂层透光性、稳定性以及与灯泡的牢固度明显提高的水性涂层,其技术方案要点如下，其组分为：扩散粉、水性树脂和助剂，助剂为分散剂、消泡剂以及润湿剂中的一种或多种的混合物，上述各组分的质量份数比为1:0.7：0.01～1:0.9:0.08。其制备方法如下：步骤1：按照配比将扩散粉、水性树脂、助剂放入高速搅拌机进行常温搅拌，高速搅拌机转速1200‑1600转/分，搅拌时间为1‑2小时；步骤2：将混合好的物料通输送至球磨机进行研磨，球磨机转速30‑50转/分，研磨时间为3‑5小时；步骤3：包装出料，根据生产需求对灯泡进行涂覆。本发明适用于LED灯泡。

Description

一种钙包膜LED灯泡的水性涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种水性涂料及其制备方法，特别涉及一种钙包膜LED灯泡的水性涂料及其制备方法。

背景技术

LED为点光源，其作为灯具光源时需要使用对光的扩散性好且透光率好的灯泡，才能避免眩光问题。玻璃灯泡是目前最为常用的灯泡，玻璃具有很好的透光率，但其作为LED灯泡时的眩光问题也尤为严重。为此，现有技术中采用涂料对玻璃灯泡进行涂覆，在其内表面(外表面亦可，但易因磨损而脱落，多不采用)形成光扩散涂层，使LED光源发出的光线发生折射和散射，扩散形成柔和的灯光。

灯泡内涂层传统的制备方法是通过卤磷酸钙荧光粉和PEO胶混合后获得涂料，并对灯泡内壁进行涂覆，采用该方法生产的灯泡透光率低，仅为85％左右，且涂层的耐水性很差，LED灯泡长期工作时会发热，灯泡内的温度会显著升高，因此，在灯泡上方会开设一个散热孔，当LED灯泡关闭后，随着灯泡内温度的下降，空气中的水蒸汽会冷凝，传统制备方法获得的涂层在长期使用过程中会产生水斑甚至脱落。

目前现有技术中大多数采用纯碳酸钙和丙烯酸树脂混合后获得涂料，并对灯泡内壁进行涂覆，采用该方法生产的灯泡透光率和虽有所提高，大概为88％左右，但依旧不能满足使用要求。该方法获得的涂层的牢固度也有所提升，但是纯碳酸钙没有经过高温灼烧，其自身的稳定性较差，在灯泡长期使用的情况下，涂层很容易出现黄变，直接影响灯泡的使用性能。

综上所述，目前所采用涂层存在透光性差、稳定性差、耐水性差以及与灯泡的牢固度不足等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种水性涂料，具有能够使涂层透光性、稳定性以及与灯泡的牢固度明显提高的优点。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种水性涂料，其组分为：扩散粉、水性树脂和助剂，助剂为消泡剂和润湿分散剂中的一种或两种的混合物，上述各组分的质量份数比为1:0.7：0.01～1:0.9:0.05。

通过采用上述技术方案，扩散粉和水性树脂为生产水性涂料的主要物质，水性树脂起粘结作用，能够提高涂层与灯泡结合的牢固度。扩散粉使涂层具有良好的透光性和扩散性，又具有一定的雾度，按照上述各组分的配比，涂层不会因透明度高而容易透底(见灯珠)而产生炫光，也不会因为雾度过大而导致透光率低。根据混进温度、湿度以及实验条件的改变，视情况加入少量的分散剂和/或消泡剂和/或润湿剂，使水性涂料更加稳定，提高了涂料的质量。

进一步的，所述扩散粉的组分为碳酸钙和氯化钇，上述各组分的质量份数比为1:1.25～1:1.45。

通过采用上述技术方案，碳酸钙和氯化钇能够发生化学反应，稀土钇具有极好的透光性，而碳酸钙能够增加涂层的雾度，两者结合后形成扩散粉，以该扩散粉作为原料生产的水性涂料既能够满足透光性的需求，又能够保持一定的雾度，使LED灯泡的透光性好而不易产生眩光，提高了LED灯泡的使用性能。

进一步的，所述扩散粉的制备方法如下：

步骤1：将碳酸钙和氯化钇同时放入反应釜，共沉，过滤；

步骤2：然后对共沉后的产物进行高温灼烧，灼烧温度为900℃-1000℃，保温3-5小时，干燥后获得扩散粉。

通过采用上述技术方案，扩散粉的制备仅需少量步骤，且均是自动化生产加工，降低了人耗，更加节能环保。

进一步的，所述水性树脂的组分为丙烯酸树脂和醚类化合物，所述醚类化合物为乙醚、环氧丙烷、乙二醇单乙醚中的至少一种。

通过采用上述技术方案，在丙烯酸树脂中加入醚类化合物，醚类化合物的醚基能够代替丙烯酸树脂中的醇基，从而减少丙烯酸树脂中醇基的含量，改性后的丙烯酸树脂能够采用纯化水作为溶剂，而无需使用酒精等有机溶剂，不易挥发至空气中，更加环保安全，而且降低了生产成本。

进一步的，所述醚类化合物为乙醚，所述丙烯酸树脂和乙醚的质量份数比为1:0.1～1:0.5。

通过采用上述技术方案，采用上述配比的丙烯酸树脂和乙醚，具有以下优点：涂层与LED灯泡的结合牢固度更好；涂层的耐水性更好，在LED灯泡长期使用后，涂层不会发生黄变和脱落；涂料在涂覆过程中的消耗量更低；降低了涂料在涂覆时的温度要求。

进一步的，所述丙烯酸树脂的改性方法如下：

将丙烯酸树脂放入带有搅拌功能的反应锅，一边搅拌，一边加入乙醚，反应温度为80-100℃，搅拌速度为50-70转/分，反应时间为2-4小时。

本发明的第二目的是提供一种水性涂料的制备方法，具有节能环保的优点。

一种水性涂料的制备方法，包括上述水性涂料，所述水性涂料的制备方法如下：

步骤1：按照配比将扩散粉、水性树脂、助剂放入高速搅拌机进行常温搅拌，高速搅拌机转速1200-1600转/分，搅拌时间为1-2小时；

步骤2：将混合好的物料输送至球磨机进行研磨，球磨机转速30-50转/分，研磨时间为3-5小时；

步骤3：包装出料，根据生产需求对灯泡进行涂覆。

通过采用上述技术方案，水性涂料的制备仅需少量步骤，且均是自动化生产加工，降低了人耗，更加节能环保。

本发明的第三目的是提供一种水性涂料的用途，上述水性涂料专用于LED灯泡的涂覆。

通过采用上述技术方案，鉴于LED灯泡对透光性和雾度的双重要求，既要求透光率高达91％以上，又要求涂层具有一定的雾度以解决LED点光源眩光的问题，该水性涂料的透光率高达93％以上，其雾度能够解决LED点光源眩光的问题，使光线柔和、均匀，因此，该水性涂料专用于LED灯泡的涂覆且涂覆效果好。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1.采用了扩散粉，在水性涂料涂覆在LED灯泡上时，涂层具有良好的透光性和扩散性，又具有一定的雾度，使光线柔和、均匀，消除了点光源眩光的问题；

2.采用了丙烯酸树脂和乙醚，改性后的丙烯酸树脂能够采用纯化水作为溶剂，而无需使用酒精等有机溶剂，不易挥发至空气中，更加环保安全，且生产成本低。

附图说明

图1是实施例7中用于体现扩散粉颗粒结构的示意图。

图中，1、扩散粉颗粒；11、内芯；12、外层。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1：一种水性涂料，其组分为：扩散粉、水性树脂和助剂，上述各组分的质量份数比为1:0.7：0.01，该配方为1号配方。

助剂为消泡剂和润湿分散剂中的一种或两种的混合物。在本实施例和下述实施例中选用的润湿分散剂为TEGO Dispers750W，其中TEGO为公司名称，750W为材料编号，可满足最高的光学与流变性能要求。润湿分散剂能够使水性涂料制备时的分散度显著提高，提高水性涂料混合的均匀性。在本实施例和下述实施例中选用的消泡剂为TEGO Foamex830，消泡剂能够在水性涂料的制备过程中破坏已形成的气泡，避免空气滞留，发挥最大的消泡效率和相容性。

水性树脂的组分为丙烯酸树脂和醚类化合物，醚类化合物为乙醚、环氧丙烷、乙二醇单乙醚中的至少一种，醚类化合物由昆山晶科微电子材料有限公司提供，本实施例和下述实施例中采用的水性树脂是经乙醚改性后的丙烯酸树脂。采用如下方法制备水性涂料：

步骤1：将100千克扩散粉、70千克水性树脂、0.5千克润湿分散剂以及0.5千克消泡剂放入高速搅拌机进行常温搅拌，高速搅拌机的转速为1200转/分，搅拌时间为1小时；

步骤2：将混合好的物料通输送至球磨机进行研磨，球磨机转速30转/分，研磨时间为3小时，包装出料。

实施例2：一种水性涂料，其组分为：扩散粉、水性树脂和助剂，上述各组分的质量份数比为1:0.8：0.03，该配方为2号配方。采用如下方法制备水性涂料：

步骤1：将100千克扩散粉、80千克水性树脂、1.5千克润湿分散剂以及1.5千克消泡剂放入高速搅拌机进行常温搅拌，高速搅拌机的转速为1400转/分，搅拌时间为1.5小时；

步骤2：将混合好的物料通输送至球磨机进行研磨，球磨机转速40转/分，研磨时间为4小时，包装出料。

实施例3：一种水性涂料，其组分为：扩散粉、水性树脂和助剂，上述各组分的质量份数比为1:0.9：0.05，该配方为3号配方。采用如下方法制备水性涂料：

步骤1：将100千克扩散粉、90千克水性树脂、2.5千克润湿分散剂以及2.5千克消泡剂放入高速搅拌机进行常温搅拌，高速搅拌机的转速为1600转/分，搅拌时间为2小时；

步骤2：将混合好的物料通输送至球磨机进行研磨，球磨机转速50转/分，研磨时间为5小时，包装出料。

故实施例1-3中1号配方、2号配方以及3号配方的质量份数配比如下表1所示。

表1 1号配方、2号配方以及3号配方的质量份数配比表

组成成分	扩散粉	水性树脂	润湿分散剂	消泡剂
					1号配方	10	7	0.05	0.05
2号配方	10	8	0.15	0.15
					3号配方	10	9	0.25	0.25

实施例4：一种水性涂料，其组分为：扩散粉、水性树脂和助剂，上述实施例1中的扩散粉的组分为碳酸钙和氯化钇，上述各组分的质量份数比为1:1.25。采用如下方法制备扩散粉：

步骤1：将100千克碳酸钙和125千克氯化钇同时放入反应釜，共沉，过滤；

步骤2：然后对共沉后的产物进行高温灼烧，灼烧温度为900℃，保温3小时，干燥后获得扩散粉。

实施例5：一种水性涂料，其组分为：扩散粉、水性树脂和助剂，上述实施例2中的扩散粉的组分为碳酸钙和氯化钇，上述各组分的质量份数比为1:1.35。采用如下方法制备扩散粉：

步骤1：将100千克碳酸钙和135千克氯化钇同时放入反应釜，共沉，过滤；

步骤2：然后对共沉后的产物进行高温灼烧，灼烧温度为960℃，保温4小时，干燥后获得扩散粉。

实施例6：一种水性涂料，其组分为：扩散粉、水性树脂和助剂，上述实施例3中的扩散粉的组分为碳酸钙和氯化钇，上述各组分的质量份数比为1:1.45。采用如下方法制备扩散粉：

步骤1：将100千克碳酸钙和145千克氯化钇同时放入反应釜，共沉，过滤；

步骤2：然后对共沉后的产物进行高温灼烧，灼烧温度为1000℃，保温5小时，干燥后获得扩散粉。

故实施例4-6中的扩散粉分别对应中实施例1-3中的1号配方、2号配方以及3号配方，扩散粉由碳酸钙和氯化钇制备而成，碳酸钙和氯化钇的质量份数配比如下表2所示。

表2碳酸钙和氯化钇的质量份数配比

采用实施例4至6中的扩散粉分别进行水性涂料的配制，3号配方扩散粉所获得的水性涂料的透光率以及与灯泡结合的牢固度均优于1号配方扩散粉所获得的水性涂料，而2号配方扩散粉所获得的水性涂料的透光率以及与灯泡结合的牢固度均优于1号和2号配方扩散粉所获得的水性涂料。

实施例7：如图1所示，实施例4-6所获得的扩散粉颗粒1为双层结构且由内芯11和外壳12组成，内芯11为氧化钇，外壳12为氧化钙。扩散粉结合了碳酸钙和氯化钇成分的优点，其自身结构十分稳定，采用该扩散粉制成的水性涂料具有一定的雾度，且透光率能达到93％以上，并具有良好的扩散性。

实施例8：一种水性涂料，其组分为：扩散粉、水性树脂和助剂，上述实施例1中的水性树脂的组分为丙烯酸树脂和乙醚，上述各组分的质量份数比为1:0.1。采用如下方法对丙烯酸树脂进行改性：

将100千克丙烯酸树脂放入带有搅拌功能的反应锅，一边搅拌，一边加入10千克乙醚，反应温度为80℃，搅拌速度为50转/分，反应时间为2小时。

实施例9：一种水性涂料，其组分为：扩散粉、水性树脂和助剂，上述实施例2中的水性树脂的组分为丙烯酸树脂和乙醚，上述各组分的质量份数比为1:0.3。采用如下方法对丙烯酸树脂进行改性：

将100千克丙烯酸树脂放入带有搅拌功能的反应锅，一边搅拌，一边加入30千克乙醚，反应温度为90℃，搅拌速度为60转/分，反应时间为3小时。

实施例10：一种水性涂料，其组分为：扩散粉、水性树脂和助剂，上述实施例3中的水性树脂的组分为丙烯酸树脂和乙醚，上述各组分的质量份数比为1:0.5。采用如下方法对丙烯酸树脂进行改性：

将100千克丙烯酸树脂放入带有搅拌功能的反应锅，一边搅拌，一边加入50千克乙醚，反应温度为100℃，搅拌速度为70转/分，反应时间为4小时。

故实施例8-10中的水性树脂分别对应中实施例1-3中的1号配方、2号配方以及3号配方，水性树脂由丙烯酸树脂和乙醚制备而成，丙烯酸树脂和乙醚的质量份数配比如下表3所示。

表3烯酸树脂和乙醚的质量份数配比

表4为实施例1-3所制备的水性涂料性能的测试结果，并将之与市售的常规涂料产品进行比较，以说明本发明提供方案的优势。

采用实施例8至10中的水性树脂分别进行水性涂料的配制，3号配方水性树脂所获得的水性涂料的透光率以及与灯泡结合的牢固度均优于1号配方水性树脂所获得的水性涂料，而2号配方水性树脂所获得的水性涂料的透光率以及与灯泡结合的牢固度均优于1号和2号配方水性树脂所获得的水性涂料。

表4实施例1-3所制备的水性涂料与市售的常规涂料的性能

*灯管为T8,1.2米的灯管

市售产品涂料采用传统配方，通过卤磷酸钙荧光粉和PEO胶混合后获得涂料。通过实验数据可见，2号配方的效果最佳，本发明的水性涂料透光率高且防眩光效果好，光线柔和度好，扩散效果好，亮度高，不会透灯珠，经该水性涂料涂覆的涂层耐水性好且与灯泡的牢固度高。另外，改性后的丙烯酸树脂能够采用纯化水作为溶剂，而无需使用酒精等有机溶剂，不易挥发至空气中，更加环保安全，且生产成本低。相同质量的水性涂料与市售产品相比能够涂覆更多的灯泡，显著降低了生产成本，提高了经济效益。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims

1.一种钙包膜 LED 灯泡的水性涂料，其特征在于：其组分为：扩散粉、水性树脂和助剂，上述各组分的质量份数比为1：0.8：0.01-0.05，助剂为消泡剂和润湿分散剂中的一种或两种的混合物；所述扩散粉的组分为碳酸钙和氯化钇，上述各组分的质量份数比为1:1.35；

扩散粉的制备方法如下：

步骤1：将碳酸钙和氯化钇同时放入反应釜，共沉，过滤；

步骤2：然后对共沉后的产物进行高温灼烧，灼烧温度为900℃-1000℃，保温3-5小时，干燥后获得扩散粉；

水性树脂的组分为丙烯酸树脂和醚类化合物，醚类化合物为乙醚，所述丙烯酸树脂和乙醚的质量份数比为1：0.3；

所述水性树脂的改性方法如下：

2.根据权利要求1所述的一种钙包膜 LED 灯泡的水性涂料的制备方法，步骤如下：

步骤2：将混合好的物料通输送至球磨机进行研磨，球磨机转速30-50转/分，研磨时间为3-5小时；

步骤3：包装出料，根据生产需求对灯泡进行涂覆。

3.根据权利要求1所述的一种钙包膜 LED 灯泡的水性涂料，其特征在于：所述的水性涂料专用于LED灯泡的涂覆。