具有自清洁防散射功能透光罩的LED路灯模块制造技术

本发明专利技术公开了一种具有自清洁、防散射功能透光罩的LED路灯模块，由散热器（1）、驱动电源（2）、放置LED和PCB的金属腔体（3）、大功率白光LED（4）、紫外LED（5）、自由曲面透镜（6）、玻璃透光罩（7）构成。LED与PCB安装在腔体中，腔体端面与透光罩用密封胶组成密封腔体，内中充氦或氖惰性气体、或其混合气体，具有高导热，防止水汽或雾霾等对腔内LED、透镜的污染。透光罩表面涂有亲水性或疏水性、或亲水/疏水组合薄膜，在紫外光照射下亲水铺展，清除透光罩表面灰尘和散射水滴，无紫外光时起疏水作用带走透光罩表面灰尘，保持LED路灯模块的高透光性。

LED street lamp module with self-cleaning and anti scattering function light transmitting cover

The invention discloses a self-cleaning and anti scattering function cover LED lamp module, a radiator (1) and the power supply (2), LED and PCB placed metal cavity (3), high power white LED (4) LED (5), UV, freeform lens (6) glass, transparent cover (7) formed. LED and PCB installed in the cavity, the cavity surface and the transparent cover form a sealing cavity using sealant, and helium or neon, inert gas or mixed gas, has high thermal conductivity, to prevent pollution of water vapor, LED cavity lens or haze etc.. The transparent cover is coated with a hydrophilic or hydrophobic or hydrophilic / hydrophobic composite film under UV irradiation of hydrophilic spreading, cover surface dust and scattering drop scavenging light, no ultraviolet light water away light cover surface dust, keep the high transmittance LED lamp module.

【技术实现步骤摘要】
具有自清洁防散射功能透光罩的LED路灯模块
本专利技术涉及LED路灯模块，尤其是一种具有自清洁防散射功能透光罩的LED路灯模块。
技术介绍
随着半导体照明技术的发展，LED具有光效高、寿命长、颜色丰富、节能环保、可靠性高、容易调控等优点，已出现替代各种传统照明光源产品的趋势。相对于传统的高压钠灯路灯而言，由于LED体积较小，可以通过透镜来满足路面较均匀的光斑分布，提高光能的利用，因此可以达到比高压钠灯更高的光能利用率和均匀性；由于LED的高光效，使得它比高压钠灯具有更好的节能效果。长久使用的路灯透光罩容易积灰或遭大气中有机物污染，引起LED、透镜、面罩等霉变，这些都将影响路灯照明性能和寿命。由于路灯安装较高，且分布在各个道路位置，清洗费时费力。同时，空气中的水蒸气、雨天及梅雨季节又易于在玻璃透光罩上凝结，会导致透光罩表面起雾、结露，路灯发出的光被其散射，降低路灯的透光效率。对传统高压钠灯而言，因高压钠灯辐射能中含有红外光，透光罩上的水滴可以较快地被蒸发；而对于LED路灯而言，因为辐射能中不含红外光，透光罩起雾、结露现象较为严重。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决目前LED路灯的透光罩表面长期使用容易积灰，在潮湿环境下容易起雾、结露，导致光线散射，透光效率下降，而清洗不便且耗费人力物力的问题。本专利技术的技术方案如下：一种具有自清洁防散射功能透光罩的LED路灯模块，包括散热器、驱动电源、放置LED和PCB的金属腔体、大功率白光LED、紫外LED、自由曲面透镜、玻璃透光罩，所述玻璃透光罩表面涂有亲水或疏水材料、或亲水/疏水组合薄膜，所述的金属腔体为密封腔体，内中充氦或氖惰性气体、或其混合气体。进一步的，所述玻璃透光罩由高硼硅酸盐玻璃构成，在整个可见光波段透过率达91-92%、350-390nm紫外光透过率达88-91%，所述的350-390nm紫外光能对亲水/疏水材料产生作用。进一步的，所述玻璃透光罩表面涂的亲水材料为纳米二氧化钛薄膜，或涂的疏水材料为纳米二氧化硅/硅树脂薄膜；或涂有二氧化硅/硅树脂/偶氮苯的亲水/疏水组合薄膜；膜层数量为多层结构。进一步的，所述纳米二氧化钛、二氧化硅薄膜的涂制方法如下：（1）将纳米级二氧化钛或二氧化硅粉末和乙烯基硅烷醇混合成溶液，再将混合溶液进行4-6小时的机械研磨，产出的溶液用电动势粒子分析器进行检查，得到二氧化钛或二氧化硅化学前质；（2）将合成的二氧化钛或二氧化硅前质投入溶液，并加入感光剂、有机溶剂，混合成浸涂膜溶液；（3）将玻璃透光罩浸入涂膜溶液，在10-300秒内提拉取出；（4）采用紫外固化技术将浸涂膜溶液固化在透光罩表面。进一步的，所述硅树脂/偶氮苯薄膜是用喷涂或旋涂的方法制作获得，薄膜厚度为10nm-3000nm。进一步的，所述纳米二氧化硅/硅树脂薄膜形成一个细微凸起型的超疏水结构，所述细微凸起是用模压的的方法制作获得，薄膜厚度为10nm-3000nm。进一步的，所述大功率白光LED发出道路照明光，色温为1700-6500K，包括黄白色、暖白色、正白色、冷白色LED；大功率白光LED前的自由曲面透镜设计成道路照明所需的蝙蝠翼光斑；紫外LED发出对亲水材料薄膜产生亲水作用的紫外光，波长为350-390nm，带宽16-25nm；紫外LED前的自由曲面透镜设计成的紫外光斑照明整个透光罩；紫外LED由驱动电源每天定时点亮10-60分钟间隔时间。进一步的，所述的纳米二氧化硅/硅树脂薄膜具有疏水性，所述玻璃透光罩表面制作成高低尺寸为10nm-3000nm的细微凸起结构，薄膜材料中二氧化硅质量含量为3-4%、硅树脂质量含量为7-8%，在使用过程中具有自我清洁的功能。进一步的，所述惰性气体氦气或氖气、或其混合气体，充气气压为1-2大气压。进一步的，LED与PCB整体焊接在金属腔体中，其引线通过密封胶胶密封，所述的在金属密封腔的材料为铝或不锈钢，背面装有散热器，提高散热性能。所述的散热器是鳍片散热器，或热管散热器，或鳍片和热管散热器组合的散热器。本专利技术的新型LED路灯模块，在路灯LED光源中加入了部分紫外LED，由自动控制驱动电源使其定时定间隔发出紫外光。在透光罩的表面涂有纳米二氧化钛亲水薄膜，或纳米二氧化硅/硅树脂薄膜疏水薄膜，或二氧化硅/硅树脂/偶氮苯的亲水/疏水组合薄膜结构，在紫外线照射下则具有超亲水性，在没有紫外光照射下具有超疏水性。通过这两种性质，达到透光罩自我清洁、防散射的目的。同时，在路灯模块腔体密封，内部充导热系数较高的氦气或氖气、或其混合气体，从而提高LED路灯的散热性能，进一步提高模块可靠性。附图说明图1是本专利技术的具有自清洁防散射功能透光罩的LED路灯模块结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步说明。如图1所示，本专利技术的具有自清洁、防散射功能透光罩的LED路灯模块，由散热器1、驱动电源2、放置LED和PCB的金属腔体3、大功率白光LED4、紫外LED5、自由曲面透镜6、玻璃透光罩7构成。散热器1和驱动电源2位于金属腔体3的背面，大功率白光LED4和紫外LED5设置与金属腔体3内，紫外LED5布置在大功率白光LED4之间，自由曲面透镜6设置在大功率白光LED4和紫外LED5外侧，玻璃透光罩7覆盖金属腔体3。首先在大功率白光LED4中加入部分紫外LED5，并由电源自动控制，定时定间隔发出紫外光。LED路灯模块中包含功率占总LED功率90-98%的大功率白光LED4和占总LED功率2-10%的紫外LED5，大功率白光LED4发出道路照明光，色温为1700-6500K，大功率白光LED前的自由曲面透镜6设计成道路照明所需的蝙蝠翼光斑；紫外LED5发出对亲水材料薄膜产生亲水作用的紫外光，波长为350-390nm，带宽16-25nm，紫外LED前的自由曲面透镜设计成的紫外光斑照明整个透光罩；紫外LED由驱动电源每天定时点亮10-60分钟间隔时间。玻璃透光罩7由高硼硅酸盐玻璃构成，在整个可见光波段透过率达91-92%、350-390nm紫外光透过率达88-91%。所述的350-390nm紫外光能对亲水/疏水材料产生作用。在玻璃透光罩7涂上纳米二氧化钛亲水薄膜，或纳米二氧化硅/硅树脂疏水薄膜，或二氧化硅/硅树脂/偶氮苯的亲水/疏水组合薄膜结构。纳米二氧化钛薄膜、偶氮苯亲水薄膜，薄膜厚度为10nm-3000nm。在灯罩表面上制作成高低尺寸为10nm-3000nm的细微凸起的纳米二氧化硅/硅树脂疏水结构，薄膜材料中二氧化硅质量含量为3-4%、硅树脂质量含量为7-8%。在使用过程中具有自我清洁的功能。在路灯模块金属密封腔内部充入惰性气体氦气或氖气、或其混合气体，1-2大气压。LED与PCB整体焊接在金属腔体中，最后将整体封装成为LED路灯模块。本专利技术的具有自清洁防散射功能的透光罩、高导热性能的LED路灯模块，玻璃透光罩7上的纳米二氧化硅/硅树脂薄膜，形成一个细微凸起型的超疏水结构。或二氧化硅/硅树脂/偶氮苯组合薄膜的亲水偶氮苯基团被挡住，形成一个细微凸起的超疏水结构，故此时透光罩或自由曲面透镜表面具有超疏水性；而在紫外LED光照射的条件下，透光罩上的纳米二氧化钛薄膜，具有浸润效应，对水等液体的接触角为零度；或偶氮苯收紧贴近结构表面，疏水基团内缩，而亲水基团则露在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有自清洁防散射功能透光罩的LED路灯模块，包括散热器（1）、驱动电源（2）、放置LED和PCB的金属腔体（3）、大功率白光LED（4）、紫外LED（5）、自由曲面透镜（6）、玻璃透光罩（7），其特征在于：所述玻璃透光罩（7）表面涂有亲水和疏水组合薄膜，所述的金属腔体（3）为密封腔体，内中充氦或氖惰性气体、或其混合气体；所述玻璃透光罩（7）表面涂有纳米二氧化硅、硅树脂和偶氮苯的亲水和疏水组合薄膜；所述纳米二氧化硅的涂制方法如下：（1）将纳米二氧化硅粉末和乙烯基硅烷醇混合成溶液，再将混合溶液进行4-6小时的机械研磨，产出的溶液用电动势粒子分析器进行检查，得到纳米二氧化硅化学前质；（2）将纳米二氧化硅化学前质投入溶液，并加入感光剂和有机溶剂，混合成浸涂膜溶液；（3）将玻璃透光罩（7）浸入浸涂膜溶液，在10-300秒内提拉取出；（4）采用紫外固化技术将浸涂膜溶液固化在玻璃透光罩表面。2.根据权利要求1所述的具有自清洁防散射功能透光罩的LED路...

【专利技术属性】
技术研发人员：金怀洲，金尚忠，赵春柳，张淑琴，陈亮，朱伯明，陈海军，
申请(专利权)人：中国计量学院，宁波燎原灯具股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33