一种紫外防护节能灯管制造技术

本实用新型专利技术提供了一种紫外防护节能灯管，包括管体，所述管体的内表面镀有氧化锌薄膜，降低节能灯紫外辐射对人的危害，以及弥补现有防紫外产品对可见光大量吸收的缺陷。本实用新型专利技术所得节能灯在紫外波段透过率低，可达10％以下，而在可见光波段透过率高达90％。本实用新型专利技术的优点在于ZnO薄膜可与荧光粉很好的固着，且不发生化学反应，而且其成本低廉，与节能灯生产工艺很好兼容，可以替代现有的Al2O3保护膜层。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于材料领域，尤其是新能源材料领域，具体涉及是具有良好紫外防护功能的节能灯。
技术介绍
我国已将“绿色照明工程”列为重点推广项目和节能产业跨世纪战略，即通过科学 的照明设计，采用高效节电照明产品，达到节电、保护照明环境和提高照明质量，其中现阶 段重点发展和推广应用的绿色照明产品有高效节能的紧凑型荧光灯。但是由于它的发光原 理(汞原子吸收能量后跃迁产生电离，发出253. 7nm的紫外线，紫外线激发荧光粉发光)的 缺陷，不可避免的会产生紫外辐射。尤其是近距离照射时，紫外辐射更强。尽管在玻璃管内 表面和荧光粉之间有一个隔离膜作为保护膜层，现普遍采用Al2O3膜层，但是该层保护膜不 能有效的降低紫外辐射。而现代科学研究表明，紫外线对人体的有害影响远大于它的有利作用。具体而言， 紫外线主要会引发以下病变晒斑、皮肤老化、白内障、雪盲、皮肤癌、免疫功能低下。其中据 有关资料报道，到目前为止的皮肤癌基细胞癌(BCC)、鳞片细胞癌(SCC)和黑素瘤，主要都 是由紫外线照射引起的。据统计，2005年，在美国登记在册的，患有黑素瘤的已超过76000 人。据估计每年至少有100000例黑素瘤新增病例。对于最具致命性的黑色素瘤，在全球范 围内发病率也是与日俱增。此外，现有的防紫外线产品如防紫外线玻璃、防紫外线贴膜及防紫外线眼镜等，虽 然对紫外线有一定的吸收，但也大量吸收了可见光，导致其性能无法满足人们追求环保“绿 色照明”的需求。
技术实现思路
本技术提供了一种具有良好紫外防护且对可见光透过率较高的节能灯管，以 氧化锌(ZnO)微纳结构薄膜替代现有Al2O3保护膜层，降低节能灯紫外辐射对人的危害，以 及弥补现有防紫外产品对可见光大量吸收的缺陷。一种具有紫外防护功能的节能灯管，包括管体，所述管体的内表面镀有氧化锌 (ZnO)薄膜，所述的氧化锌薄膜的粒径尺寸优选为80 200nm，厚度优选为100 200nm。所述的氧化锌薄膜采用溶胶-凝胶法制得，溶胶_凝胶法是由金属有机化合物、金 属无机化合物或上述两者混合物经过水解缩聚，逐渐凝胶化及进行相应的后处理，而获得 氧化物或其他化合物。上述灯管的内表面处理方法为采用溶胶-凝胶旋转涂覆技术在灯管内壁上制备 氧化锌薄膜，包括以下步骤1)氧化锌薄膜溶液的配置将锌的可溶性盐溶解于溶剂与催化剂的混合溶液中， 再加入稳定剂，在60 80°C经1 2h的充分搅拌直至形成Zn+浓度为0. 6 1. 2mol/L的 透明均质的溶液；所述的锌的可溶性盐优选为硝酸锌或醋酸锌；所述的溶剂优选为乙二醇甲醚、异丙醇或甲醇；所述的稳定剂优选为乙醇胺、二乙醇胺或三乙醇胺；所述的催化剂优选为冰醋酸；所述的溶剂与催化剂的体积用量比为18 1，稳定剂的用量与前躯体等摩尔；2)灯管的清洗及其表面杂质(油污、杂质离子等)的清除依次用去离子水和酒 精各超声3 4次，随后用醋酸溶液浸泡，并用N2吹干；3)甩胶成膜向灯管中灌入步骤1)配置好的氧化锌薄膜溶液，静置、甩胶、干燥；4)重复步骤3)三次，再按照设定的热处理温度QOO 300°C )和时间O 3h) 分别对灯管进行热处理；5)在氧化锌薄膜外进行荧光粉涂覆。本技术还包含一种包含权利要求1所述的紫外防护节能灯管的节能灯。本技术的有益效果是ZnO微纳结构薄膜在紫外波段的透过率低，而在可见 光波段透过率高，满足人们追求环保“绿色照明”的需求，而且生产成本低廉，具有有益的社 会效益与经济效益，此外可与荧光粉很好的固着，不发生化学反应，而且制备技术与节能灯 管生产工艺可以很好的兼容，可以替代现有的Al2O3保护膜层。附图说明图1为本技术灯管的内部局部示意图。图2为本技术灯管经热处理后ZnO微纳结构薄膜的X射线衍射图。图3为本技术灯管经热处理后ZnO微纳结构薄膜的紫外可见波段透射光谱。图4为本技术灯管内的ZnO微纳结构薄膜、防紫外线产品在紫外与可见波段 透射谱。图5为本技术实施例所使用的螺旋式节能灯灯管示意图。具体实施方式实施例1在如图5所示的洁净的毛螺旋型节能灯上制备ZnO薄膜。1)氧化锌薄膜溶液的配置将32g醋酸锌溶解于180ml乙二醇甲醚与IOml冰醋酸 的混合溶液中，再加入IOml与醋酸锌等摩尔的乙醇胺，得到总体积为200ml的溶液，在80°C 经1. 5h的充分搅拌直至Zn+浓度为0. 8mol/L的形成透明均质的溶液；2)灯管的清洗及其表面杂质(油污、杂质离子等)的清除依次用电阻率为 16ΜΩ. cm去离子水、纯度为99%以上的酒精超声，各3 4次，每次;3min，随后用浓度3% 5%的醋酸溶液浸泡30s，并用纯度为99. 99%的高纯N2吹干；3)甩胶成膜向节能灯管中灌入步骤1)配置好的溶液，静置15分钟后放进夹具 里用勻胶甩胶机进行甩胶；将甩胶后内部涂覆有湿膜层的灯管放在150°C的低温环境中干 燥 20min ； 由于后续工艺的需要，端口处不能有ZnO存在，因此在端口处1 2cm处进行了相 应的保护措施(如涂抹表面活性剂)，以免配备溶液残留在端口。44)重复步骤3)三次，接下来进行热处理工序热处理温度为250°C，热处理时间 为2h。为了避免弯管处产生过大的热应力，引起破裂，因此退火温度不能过高，最好不高于 3000C。然后再在均勻致密的ZnO薄膜外进行荧光粉涂覆，结果发现ZnO薄膜可与荧光粉很 好的固着，具有较强的附着力。镀膜后的灯管内部局部示意图参见图1。最后，组装好之后对其进行透射光谱测试，经检测证明镀上微纳结构ZnO薄膜的 节能灯在可见光区域透射率可达到90%，在紫外区域透射率可下降到10%以下。实施例2 步骤1) 3)同实施例1，步骤4)中的热处理温度为250°C，热处理时间为3h，再 在氧化锌薄膜外进行荧光粉涂覆。实施例3步骤1) 3)同实施例1，步骤4)中的热处理温度为300°C，热处理时间为2h，再 在氧化锌薄膜外进行荧光粉涂覆。实施例4步骤1) 3)同实施例1，步骤4)中的热处理温度为300°C，热处理时间为3h，再 在氧化锌薄膜外进行荧光粉涂覆。图2为经实施例1 4热处理后得到的ZnO薄膜的X射线衍射图。用荷兰 PNAlytical公司的X，Pert PROX/CuK α射线衍射仪对在不同热处理参数下热处理的ZnO 薄膜样品进行晶体结构分析，如图2所示，热处理参数分别为上述实施例1 4(250°C，2h ； 2500C , 3h ；3002h ；300°C，3h)样品的X射线衍射图。由此可知，用溶胶-凝胶法制备的 ZnO薄膜为六角晶系。在X射线衍射图中可以观察到明显的(100)，(002)，(101)衍射峰。 (002)衍射峰，随着热处理温度的升高先升高后降低，当热处理参数为300°C，3h时，样品的 衍射峰最强；(100)，(101)的衍射峰强度基本没有变化。热处理参数为300°C，3h样品的XRD在2 θ = 34.4256°处，出现了明显的衍射峰， 对应着ZnO的(002)取向，这表明薄膜具有良好的C轴择优取向。由于ZnO晶体的(002) 晶面的表面能密度最低，因而在生长过程中(002)晶面不断长大，而其他晶面的生长确受 到抑制，薄膜内部具有较强的有序性。由此可知，该样品沿(002)晶面择本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种紫外防护节能灯管，包括管体，其特征在于：所述的管体内表面镀有氧化锌薄膜，氧化锌薄膜外涂覆有荧光粉。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：隋成华，夏娟，鄢波，魏高尧，刘彬，吴德新，朱超挺，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：实用新型
国别省市：86