玻璃和透明塑料,尤其是丙烯酸树脂,长期以来一直用于各种美学和功能目的的照明工业。由于该行业已经发展,发光二极管(LED)照明已经从利基应用移动到更多主流商业和住宅用途,并且对塑料的兴趣日益增长 - 特别是聚碳酸酯 - 由于材料的性质和多功能性它提供。现在可以在LED照明的各种区域看到聚碳酸酯,包括镜头,光学,封面,通道字母,侧面,球体和光漫射器。

发光的标识和手电筒描述了LED照明制造商和制模商在选择材料时需要的两种特性——为了有更强的透光性,清晰度,以及允许光源均匀扩散的材料,从而在表面上没有“热点”的证据。

产品的机械完整性和耐用性是使该行业集中在聚碳酸酯上的品质。耐热性和透明度等聚碳酸酯的某些特征在LED照明行业中是重要的。但由于LED光源的生产和持续长达十年来,制造商和设计师主要担心用于灯光透镜或盖子的材料,保持相同的LED光源的时间持久 - 为了保护昂贵的光源。

基于Styron测试使用ISO 180/A (2mm厚的试样)。完整的协议和结果可在要求。

本文讨论了在选择LED照明解决方案使用的材料时的重要考虑。它着重于聚碳酸酯的好处,以及为什么制造商和制模商都认为聚碳酸酯是LED照明的理想选择。

在选择聚碳酸酯时,首先需要考虑应用。如何使用聚碳酸酯?如何安置源文件?今天,LED光源的使用几乎是无止境的。LED灯可以在商店的招牌和槽型发光字,交通信号,嵌入式灯,任务灯,零售和冷藏显示器,街道和区域灯,液晶电视显示器和显示器,移动电器,以及许多其他应用中看到。在为这些不同的应用设计盖子、透镜或光学元件时,必须考虑材料的性能——耐久性、光学性能、热稳定性、耐燃性、设计灵活性和紫外线稳定性。LED光源的环境是什么?它需要哪些元素来承受?还有一些其他的考虑。

耐用性

耐久性是光源保护的出发点,尤其是在户外。我们需要的是一种坚韧的材料。由于LED光源本身是一种固态半导体,比传统的白炽灯光源耐用得多,所以覆盖光源的材料至少应该具有同样的弹性。

聚碳酸酯的抗冲击性得多,易于破损而不是可用的其他材料。即使在宽温度范围内,它具有出色的韧性。用于物品的聚碳酸酯,如防弹和防暴屏蔽,飞机檐篷和飓风板,可以承受巨大的影响。通常,聚碳酸酯树脂的抗冲击性比丙烯酸含量较多,抗冲击抗性多达30倍。

由于这种出色的韧性,在将材料切入形状时,聚碳酸酯更容易使用并且不太容易发生破损或碎裂。在许多应用中,当使用聚碳酸酯与另一种材料时,可以降低尺寸或降低制造部件的厚度。这导致部分重量和材料成本降低,这提供了更环保的解决方案,因为所使用的产品较少并且需要减少的能量。

光学特性

基于ASTM D 1003的Stryon测试。完整的协议和结果可在要求。

LED可以是一个非常明亮的单向光源,制造商需要的材料要么可以使光直接通过一个表面达到最大亮度,要么提供均匀的光分布,而没有光源的证据,以达到更扩散的效果。这通常是一个谨慎的平衡来调整性质,因为材料添加剂的光扩散会影响光的传输,反之亦然。

基于Stryon测试使用以下方法:维卡软化点,ISO 306B (B/50);热偏转温度(HDT), ISO 75 (1.82 MPa,未退火);熔体质量流量(MFR), ISO 1133(300°C/1.2 kg)。完整的协议和结果可在要求。

LED源的覆盖范围调节传输或扩散的光量。客户寻找一种提供高清晰度和非常高纯度的材料,以确保最佳的透光。根据申请,制造商也涉及光分布的均匀性。

通过复合工艺,聚碳酸酯可以根据应用的具体需要进行定制。透明聚碳酸酯树脂的透光率可达90%以上。对于含有光扩散添加剂的聚碳酸酯树脂,在隐藏明亮的LED光源的同时,可以在整个部件表面实现良好的光均匀性,消除“热点”。

热稳定性

照明应用会产生热量,材料与光源的接近程度决定了所需的热性能。虽然LED灯非常节能,但它们仍然会产生热量,特别是对于工作温度可达80 - 110°C的高功率LED光源。对于需要与LED光源近距离接触的光学和透镜应用,需要一种具有良好热稳定性的材料。

与丙烯酸树脂相比,聚碳酸酯树脂具有更好的热稳定性,可连续使用温度高达120°C。

点火电阻

耐燃性或阻燃性的要求取决于器具的工作温度和扩散介质或覆盖层离光源的距离。聚碳酸酯树脂为高功率LED光源提供了优越的耐燃性。对于低电压应用,如要求UL 94 HB和V-2易燃性要求的2类灯具,聚碳酸酯、丙烯酸和苯乙烯基树脂(如苯乙烯-丙烯腈树脂(SAN))可以考虑作为镜头、盖子和光学材料。对于要求更高的LED照明应用,如在1类灯具,光学和透镜的材料要求是UL V-0@1.5 - 2.0mm厚度。

聚碳酸酯是仅有的透明塑料树脂之一,它能以合理的成本提供这些苛刻应用所需的透光性、热稳定性和耐燃性。

设计灵活性

LED照明的优势之一是它为制造商提供了在产品设计上具有创造性的自由。与传统的白炽灯照明不同,照明行业不再局限于美学配置。用于LED光源外壳或覆盖的塑料材料可以通过注塑和薄片挤压/热成型工艺塑造树脂/材料,形成无数的形状和尺寸。

聚碳酸酯为特殊的加工要求提供了广泛的产品可加工性选项。此外,由于聚碳酸酯的相对强度,部件可以降低重量,能源和成本节省。

紫外线稳定性

暴露于光源具有损害材料的性质的可能性。在LED环境中,这曝光可以来自两个方向 - LED源本身,以及来自太阳的自然光线。这种恒定的曝光可能导致随时间的性能下降。这使得选择LED应用的合适材料尤其重要,并且在配制材料时,适当地uv稳定产品以最小化这种现象的影响。

聚碳酸酯提供了许多方法来做到这一点,包括在挤压产品中添加添加剂和分层薄膜。

材料的选择是复杂的,必须考虑许多因素,以确保LED照明应用的正确解决方案。聚碳酸酯是一种领先的材料选择,因为它有效地解决了LED照明行业的一些最困难的挑战。材料的多功能性和定制性能的能力使得制造商和模具的需求非常匹配。

对该公司

Styron是一家全球材料公司,配备了一个产品组合,汇集了塑料,橡胶和乳胶业务,这些企业共享原料,运营,客户和最终用户。该公司为家电,汽车,建筑和建筑,地毯,商业运输,消费电子,消费品,电气和照明,医疗,包装,纸和纸板,橡胶制品和轮胎等行业提供可持续解决方案。该公司已宣布计划将其公司名称更改为Trinseo,于2011年后生效。


照明技术杂志

本文首先出现在2011年5月的问题照明技术杂志。

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