PC在LED灯具材料方面的应用案例分析

2021-02-01 14:27:46

LED作为发展最快的光源产品，势必在不远的将来取代几乎所有的传统照明产品。 LED灯要求 led照明灯具是指能透光、分配和改变LED光源光分布的器具，包括除LED光源外所有用于固定和保护LED光源所需的全部零、部件，以及与电源连接所必需的线路附件。 LED照明灯是冷光源，由于在LED灯上加入的电能没有完全转化为光能，有部分转化了热能，因此就产生了热量。基本上通电后只有20%-30%的电能转化成了光，其余70%都转为了热能。目前LED照明灯具的最大技术难题之一就是散热问题，散热不畅导致LED驱动电源、电解电容器都成了LED照明灯具进一步发展的短板，LED光源早衰的缘由。 导热材料选取 ①铝散热鳍片：这是最常用的散热方式，用铝散热鳍片做为外壳的一部分来增加散热面积。像LED天花灯以往都是采用太阳花形式，目前更先进的技术为刀型散热器。 ②空气流体力学：利用灯壳外壳，制造出对流空气，这是最低成本的加强散热方式。 ③导热管：利用导热管技术，将热量由LED芯片导到外壳热热鳍片中，像路灯一般就是采用这种设计。 ④导热塑料壳：即在塑料外壳注塑时填充导热材料，增加塑料外壳的导热、散热能力，不过，相对铝壳散热器来说，塑料壳的散热相对要差一些。近两年来，以PC为代表的新型材料导热塑料蓬勃发展，逐渐为广大生产厂家所接受，成为备受瞩目的外壳材料。聚碳酸酯树脂(PC)越来越多地成为透镜、灯罩、灯管、导管柱、扩散器和反射器。今天，大约90%的替代白炽灯的改装LED灯由PC材料制成。 PC材料特点 ①绝缘阻燃，安全性高。 ②重量轻, 密度约为铝材的三分之二。 ③加工成型方便，量产性好。 ④无需二次加工，更绿色环保。 ⑤光学级PC具有高透光率、高折射率、高抗冲、尺寸稳定、易加工成型等特点。 应用案例 沙特基础工业公司（Sabic）在今年早些时候推出一系列高透明度，高热量，可注塑成型的聚碳酸酯共聚物树脂LEXAN™CXT，该树脂在极端成型条件下具有独特的耐高温性，高流动性和出色的颜色稳定性，并具有高折射率。透明级别的SABIC的LEXAN LUX C树脂产品提供了1 mm 91.5%的光传输，比传统PC的89%有显著的改善，仅次于92%的PMMA。对于需要更大扩散的照明应用，LEXAN LUX C树脂扩散级可将光线扩散(表1所示)为光散射度(DLD)，或观察到入射光亮度的一半的角度，而不显著减少光传输。表1 透明和扩散PC等级的透光率和光散射度

此外，SABIC的LEXAN SLX树脂可以抵抗由于紫外线曝光而出现的变黄，并且保持其光泽度、颜色稳定性和机械性能的时间比标准PC长五倍以上。标准PC由于紫外线照射而降级，降低元件的延展性并使其变脆。

图1 LEXAN SLX树脂（左）与使用UV添加剂的标准PC（右）将SABIC的LEXAN LUX树脂等级与采用UV添加剂的标准PC的热老化进行比较。当在130℃下测试达5000小时时，与测试的两个等级的LEXAN LUX树脂（2180T和2110T）相比，标准PC显示出更大的色移 - 通过增量Yi的增加或黄色指数来表示。

图2 2.5 mm材料在130°C热老化后的色移动由于LED器件寿命特别长（长达10-15年），寿命也是LED元件和材料的一个关键因素。如图3所示，SABIC的LEXAN LUX树脂等级在热老化2000小时后，其传输百分比优于标准PC。

图3 2.5 mm材料在130°C热老化后的透光率偏差在选取材料时，虽然折射率(RI)的差异必须考虑在内，但是使用相同的预测建模工具，SABIC还可以提供双向散射分布函数(BSDF)文件，使产品工程师可以预测其设计的透明材料和扩散材料的结果。 ▼关于金邦▼ 金邦【www.solioa.com】是国内领先的工程塑料搜索平台，拥有业内最齐全的产品数据信息。提供智能检索、材料替换、材料推荐服务，选材料、看价格、查库存、买真料就上金邦！

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