靜電（diàn）噴（pēn）塗主要（yào）作（zuò）用是使LED產品的光（guāng）線（xiàn）更柔和（hé）、更均勻（yún）地（dì）向空（kōng）間發散，而不會產生刺眼的狀況，可以有效保護眼睛，也使LED產（chǎn）品更符合其使（shǐ）用功能。

借助掃描電子顯微鏡（SEM）、透射電子顯微鏡（TEM）、反射率測定儀、空間光譜輻射計（Gonio）等（děng）對塗層質量和性（xìng）能進行分析，為尋找合適（shì）的材料（liào）和噴塗工藝參數提供有益的參考。

研究（jiū）結果（guǒ）表明，采用顆粒度大小為20 nm左右的二氧化矽（SiO2），可製備出透光率＞97%，擴散效果佳且光線柔和的玻璃擴散罩。

近年來（lái），我國LED照（zhào）明技（jì）術發展迅速，LED球泡燈作為最常見的照明產品之一，市場需求量正在迅（xùn）猛發展。

隨著（zhe）LED發光效率不斷提升（shēng），LED球泡燈（dēng）成為替（tì）換白熾燈、鹵素燈、電子節能燈的新型綠色照明產品。

但是，LED球泡燈的燈珠為點（diǎn）光源，這（zhè）就（jiù）要求LED球泡燈的擴散罩必須具備透光率高、照度均勻、出光角度大、對眼睛無刺激性等特性。

目前球泡燈的擴散罩主流產品為乳白PC擴散罩（zhào）、內塗白玻璃擴散罩等，而內塗白玻璃擴散罩（zhào）主要（yào）為水塗粉擴散罩、靜電塗粉擴散罩。

粉末靜電噴塗技術因（yīn）具有用粉量（liàng）少、效率高、相對環保、可（kě）回收利用等優（yōu）點，被廣泛應用於玻璃泡殼的塗（tú）覆。

二氧化矽是極其重要的材料之一，由於（yú）其粒徑很小，因此比表麵積大，表麵吸附（fù）力強，表麵能大，化學純度高，分散性能好，熱阻、電阻等方麵具有特異的性能。

二氧化矽以其優越的穩定性（xìng）、補（bǔ）強性、增稠性和觸變性在眾多科學及領域內獨具特性，有著不可取代的作用，因此，把它作為玻璃罩殼的光擴散材料是首選。

本文著重從靜電噴塗（tú）的工藝參數控製、環境因素、粉末材料的選擇等方（fāng）麵詳（xiáng）細闡述，並借（jiè）助（zhù）掃描電子顯微鏡（SEM）、透射電（diàn）子顯微（wēi）鏡（TEM）、X射線能譜儀（EDX）、反射率（lǜ）測定儀、空間光譜輻射計（jì）（Gonio）等對塗層質量和性能進行（háng）分析，采用靜電噴塗工藝，製得透光率≥97%且出光均勻擴散效果佳的LED球泡燈用擴散罩。

同時，通過對噴塗工藝參數和技術經（jīng）驗總結，希望能為從事該領域工作（zuò）的研究人（rén）員或技術人（rén）員提供（gòng）有價值的參（cān）考。

1 粉末靜電噴塗工藝控（kòng）製簡述

1.1 粉末靜電噴塗的基本原理

靜電發生器通過噴槍槍口的電極針向玻璃泡殼方向的空間釋放高壓靜電（diàn）（負（fù）極）。當粉末粒子由噴針口噴出經過放電區時，便捕集了大（dà）量的電子，成為帶負電的（de）微粒，在靜電吸引（yǐn）的作用下（xià），被吸附到帶正電荷的泡殼上去（qù）。

當粉末（mò）附著到一定厚度（dù）時，則會發生“同性相斥”的作用（yòng），不能再吸附粉末，從而使其在（zài）泡殼表麵形成1層（céng）均（jun1）勻的塗層。利用泡殼表麵殘留的溫度進一步固化粉層，冷卻（què）後即為均勻牢固的塗層。

1.2 影響塗層質量的主要因素

粉末靜（jìng）電噴塗中，泡殼的（de）潔淨度（dù），噴塗時間，放電針孔徑（jìng）大小（xiǎo），噴塗電壓，噴（pēn）粉量（liàng），粉末導電（diàn）率，材料的電阻率，粉末顆（kē）粒度，輔助材料壓縮空氣的溫度、濕（shī）度（dù）、潔淨度等，是影（yǐng）響塗層質量的主要因素。

1.3 噴塗作業（yè）的常見問題及解決方法

1.3.1 塗層雜質

常見（jiàn）雜質主要來（lái）源於噴粉環境（jìng）中的顆粒，以及其他各種因素引起的雜質，現概括如下（xià）。

1）泡（pào）殼內雜（zá）質：解決方法是清洗（xǐ）泡殼。

2）噴粉室內雜質：主要是灰塵（chén）、衣物纖維、設備磨粒和噴粉係統（tǒng）積（jī）垢。解決（jué）方法是每天開工（gōng）前使用壓縮空氣吹掃噴粉係統，用濕布和吸塵器徹底清潔噴粉設備（bèi）和噴粉室（shì）。

3）工（gōng）位上雜質：解決方法是開機前使用壓縮空氣吹掃工位上的粉末或灰塵。

4）粉末雜質：主要是粉末分散不均、粉末受擠（jǐ）壓造成的粉（fěn）點、粉末吸水受潮等。解決方法是提高（gāo）粉末質量，改進（jìn）粉末儲存方式。

5）壓縮空氣雜質：主要是壓縮空氣管道內粉塵雜質。解決方法是增加過濾（lǜ）器，開機前壓縮（suō）空氣管道先排氣。

1.3.2 塗層縮孔

1）壓縮空氣（qì）含水量過大而引起的。解決方法是及時排（pái）放壓縮空氣冷凝水。

2）粉末受潮而引起的。解決方法是改善（shàn）粉末在40℃烘箱中恒溫保存，增加除濕機以保證回收粉末及時使用。

1.3.3 塗層不均

1）粉末分散不均勻引起的。解決方法是提高粉末質量，保證粉末的（de）顆（kē）粒度相差不大而且帶電正負（fù）統一。

2）泡殼受熱（rè）溫度不同引起的（de）。解決方法是調（diào）整煤氣火頭大小及機台速度，以保持泡殼固化溫度和時間的（de）一致性和穩定性。

3）噴粉不均引起的。主要是供粉桶內粉末流化不均（jun1）勻所致。應更換微孔（kǒng）板或調節微孔板下的供氣係統，使粉層恢複（fù）正常沸騰狀態，即可（kě）消除（chú）。

如果供粉桶不是（shì）流化床型的，則需改善攪拌器或加裝振蕩器，防止粉層出現空洞，供不上塗料。有的是氣壓偏低，則加大氣壓即可消除。另一可能是管道堵（dǔ）塞，則需清理管路。

4）玻璃壁厚薄不均引起的。解決方法是控製泡殼的壁（bì）厚偏差值，做好入（rù）庫檢驗。

1.3.4 塗層附著力差

1）泡殼內表麵汙染而引起的。解（jiě）決（jué）方法是（shì）加強泡殼清洗。

2）泡殼表麵溫（wēn）度低引起的。解決方法是（shì）調大火（huǒ）頭，提（tí）高爐（lú）膛（táng）內的溫度

3）靜電噴塗粉顆粒大引起的。解決方法是更換細粒度的材料。

1.3.5 粉（fěn）末上（shàng）粉率低（dī）

1）電壓低或無高壓是（shì）主要原因之一。需調（diào）高輸出電壓或維修（xiū）高壓靜電發生器。

2）工件接地不良引起。應更換接地線。

3）粉末荷電量過大或小也影響上粉率（lǜ）。一般是荷電量影響上粉率，荷電量小的原因，除（chú）了不同粉末塗（tú）料的自身反電離效應有差別外，主要原因是（shì）由於高壓靜電發生器故障引起，需進行維修，使其恢複（fù）高壓（yā）。

4）氣壓過大，會抵消靜電引力，使附在泡殼內（nèi）的粉末被吹（chuī）掉，降低（dī）上粉（fěn）率。

1.4 粉末（mò）材料的選擇

粉末靜電噴塗過程（chéng）中，粉末材料對（duì）塗層的質量起到決定性作用。本文（wén）著重從粉末材料的（de）選擇、塗層質量、材料顆粒大小、形貌等方麵進行係統地比對分析（xī），並對（duì）球泡燈的出光角度、空間光譜（pǔ）分布均勻性等特性進行（háng）分析，為生產高（gāo）質量的產品提供有用的參考。

2 試驗部分

2.1 原材料

3種不同粒徑的納米SiO2粉（分別記為A、B、C）。

2.2 儀（yí）器與設備

靜電塗粉機、透射電子（zǐ）顯微鏡（TEM）、掃描電子顯微鏡（SEM）、X射線能譜儀、空間光譜輻射計、反射率測定儀。

2.3 試驗內容

2.3.1 樣品製作

將A、B、C 3種粉末材料（liào），按照靜電噴塗工藝（yì）參（cān）數要（yào）求製成擴（kuò）散罩（zhào）並裝配成整燈樣品（pǐn），測試其相應的性能。

2.3.2 樣（yàng）品測（cè）試

1）粉末樣品的形（xíng）貌采用TEM分析儀測試，成（chéng）分在特定的區（qū）域內采用（yòng）X射線能譜儀（EDX）附件測試。

2）塗層樣品的形貌（mào）采用SEM分析儀測試。

3）反射率采用反射率測定儀（yí），在最大半徑處固定取6個（gè）點，求平均值。

4）透光率采用（yòng）PMS-80光譜分析係統測試（shì）（瞬（shùn）態法）。透光率定（dìng）義為LED光源帶罩時光通量與不帶罩時光通量的比值，用百分數（%）表示。

5）空間光分布采（cǎi）用Gonio型空間（jiān）光譜輻射（shè）計測（cè）試，樣燈預熱3h後，進行穩態測試。

3 結果與討（tǎo）論（lùn）

3.1 反射率與透光率

不同（tóng）材料具有（yǒu）不同的反（fǎn）射率，即使相（xiàng）同的材料，因顆粒大小、晶型（xíng）結構、形（xíng）狀等不同，反（fǎn）射（shè）率也略有差異。LED球泡燈光擴散（sàn）效果是利（lì）用材（cái）料的漫反射特性實現的。

為此，我們對比了3種不同粒徑的氧（yǎng）化矽材料反射率與透光率的關係，如圖（tú）1所示。

從圖（tú）1中可以得出，反射率與透（tòu）光率呈線性關係，且透光率隨著反射率的增加呈線性下降趨勢。在（zài）相同反射率的條件下，透光率順序為B＞A＞C。

3.2 透（tòu）射電鏡（TEM-EDX）分析

漫反射定義為當（dāng）1束平（píng）行的（de）入射光線射（shè）到粗糙的表麵時，表麵會把光線向著四麵八方反（fǎn）射。材料（liào）的（de）晶型結構（gòu）、顆粒大小（xiǎo）、形狀等對（duì）漫反（fǎn）射率有（yǒu）影響。

我們采用高分辨透射電鏡，結合X射線能（néng）譜分析，分析3種材料的晶型結構、粒徑、形貌和（hé）成分，結果如（rú）圖2和表1所（suǒ）示。

從圖2中可以看出，3種材料的顆粒大小、晶型（xíng）結構（gòu）存在明（míng）顯的差異性。A樣品晶型呈（chéng）類球形，原生粒徑為（wéi）20 nm左右，且（qiě）粉體顆粒由多個單元的SiO2晶粒團聚成（圖2中的A1）。

將A樣品進（jìn）一步放大倍（bèi）數，我們發現在SiO2單晶表麵上2~3nm的晶粒材料，且結晶（jīng）度高，可能為納米材料對SiO2表麵修飾。

B樣品由橢圓形、球形、棒狀結構組成，晶體原生（shēng）粒徑30~150 nm。C樣品由類球形和類（lèi）六方形組成，晶體原生粒徑20~30 nm左右。

從EDX分析結果（表1）看，A樣品Si:O比例（lì）＜1:2，說明表麵修飾材料富含氧原子（zǐ），B樣品Si:O=1:2，說明商品粉為純（chún）SiO2。

C樣品存在兩種不同晶型結構，類六方型結構晶（jīng）體和類球形結構晶（jīng）體Si:O比例接近1:2，說明該物質為SiO2。

3.3 球泡燈空間光（guāng）強分布

我們將3種不（bú）同材料噴塗的A19規格擴散罩製成整燈樣品，並用Gonio型空間光譜輻射計分析，從空間光光強分布統計結果（如表2、表3）可（kě）以看（kàn）出，B樣品的塗層光均勻度差，均勻度（dù）的順序為A＞C＞B。

3.4 塗層SEM分析（xī）

為了尋找3種樣品的光擴散效果（guǒ）的差異性，我們（men）采用SEM對塗層的質量（liàng）進行分析，結果（guǒ）如圖3所示。從結（jié）果可以看出（chū），B樣品塗（tú）層有（yǒu）缺陷，存在（zài）孔洞，是導致出光均勻性差的原因。

其主要原因可能是因材料粒度範圍相對較廣，塗層不致密（mì）。A、C樣品塗層相對致密，出光效果（guǒ）好。

4 結（jié）論

1）粉末靜電噴塗材料粒度級配合理、原生粒徑小，塗層致密，出光均勻性好。

2）透光率隨（suí）著反射率的增加而降低。

3）不同的擴散材料，對（duì）透光率（lǜ）影（yǐng）響（xiǎng）不同。

4）在相同的出光效（xiào）果（guǒ）下（xià），塗層越（yuè）致密，出光均勻度效果越好。