수용성 LED 광확산 코팅의 주요 원료를 선택하는 방법은 무엇입니까?

유리관 LED 램프는 광확산 코팅의 균일성, 투과율, 헤이즈, 안전성, 접착력, 안정성, 무공해 및 가격 그리드에 대한 요구 사항이 높습니다. 이러한 요구 사항을 충족하려면 수지 및 광확산기의 선택과 제조 공정을 연구해야 합니다. 수성 LED 광 확산 코팅의 적용은 낮은 유기 휘발성 물질 (VOC) 방출로 인한 환경 오염을 방지하고 안전하고 사용하기 편리하며 직선 유리 LED 램프의 대규모 개발 추진에 따라 빠르게 발전하고 있습니다.

수용성 필름 형성 수지 1종 선택

장비의 기술적 요구 사항을 충족하는 필름 수지는 무해한 수성 광확산 코팅 기술의 핵심입니다. 현재 LED 광확산 코팅으로 사용할 수 있는 필름 형성 수지는 수성 알키드 수지, 수성 아크릴 수지, 수성 폴리우레탄 수지 등입니다. 이 세 종류의 수지는 특정 종류의 수지만 사용할 때 성능 결함을 피하기 위해 특정 비율에 따라 개별적으로 또는 조합하여 사용할 수 있습니다. 이 세 가지 수용성 필름 형성 수지의 성능 차이는 아래에 설명되어 있습니다.

1.1 수성 알키드 수지 - 최초의 필름 형성제 개발

수성 알키드 수지는 초기에 개발된 수성 코팅으로, 그 필름 형성 메커니즘은 기존의 용매 기반 알키드 수지와 유사하며, 용매(필름 형성제)를 첨가하지 않고 불포화 지방산의 산화 및 가교에 의해 경화되고 휘발성 유기 화합물이 없는 것이 특징입니다. 또한 수성 알키드 수지는 우수한 습윤성, 강한 지지력, 우수한 투과성, 평탄화 및 충만도, 쉬운 코팅 및 우수한 코팅 효과를 가지고 있습니다. 그러나 폴리머 사슬은 가수분해되기 쉽고 필름의 내구성이 떨어집니다. 점화 시간이 너무 길면 색상이 약간 변합니다. 그러나 자체 유화 후 아크릴산 또는 폴리우레탄으로 수지를 개질하면 내구성을 향상시킬 수 있으며 광확산층에 사용할 수 있습니다.

1.2 수성 폴리 아크릴 수지-현재 가장 이상적인 필름 형성제

수성 아크릴 수지에는 아크릴 수지 에멀젼, 아크릴 수지 수성 분산액 및 아크릴 수지 수성 용액이 포함됩니다. 물 확산 코팅으로 사용되는 수성 폴리 아크릴 수지는 에멀젼 중 하나이며, 모노머 구성에 따라 일반적으로 순수 아크릴 에멀젼, 스티렌 아크릴 에멀젼, 아세테이트 아크릴 에멀젼, 실리콘 아크릴 에멀젼, 3 차 식초 (3 차 탄산 비닐 아세테이트) 에멀젼, 3 차 아크릴 (3 차 탄산 아크릴) 에멀젼, 불소 카본 에멀젼, 플루오로 아크릴 에멀젼 등으로 나뉩니다. 아크릴 수지 에멀젼은 빠른 건조 속도, 높은 경도, 저렴한 비용, 우수한 내후성(발화점에서 색상 변경이 쉽지 않음)의 장점을 가지고 있으며 LED 광 확산 코팅에 사용할 때 필름 형성 불량, 낮은 광택, 내용제성, 고온 접착력 및 저온 취성의 단점을 피할 수 있습니다. 수성 폴리 아크릴 수지는 종합적인 성능과 가격 대비 성능 측면에서 광확산 코팅에 가장 이상적인 필름 형성제입니다.

1.3 수용성 폴리우레탄 수지 - 고급 코팅을 위한 첫 번째 선택

수성 폴리 우레탄 코팅은 수성 폴리 우레탄 수지와 물을 매체로 사용하여 독성이 낮고 연소하기 쉽지 않으며 환경을 오염시키지 않고 에너지 절약, 안전 등의 장점이 있습니다. 코팅은 경도가 높고 접착력이 강하며 유연성이 우수합니다. 일 액형 폴리 우레탄 코팅 폴리머는 상대 성분이 많고 필름 형성 과정에서 가교 반응이 없으므로 사용하기 편리합니다. 2 액형 수성 폴리 우레탄 코팅은 사용하기 전에 혼합해야하며, 필름 형성 과정에서 가교 반응이 발생하며 필름 성능이 더 좋습니다. 그러나이 수지의 대부분은 해외에서 생산되고 비용이 높고 가격 대비 성능 비율이 이상적이지 않으며 일부 고급 제품에만 사용됩니다.

2. 광확산제 비교 분석

2.1 광확산 코팅의 기술적 파라미터

(1) 빛 투과율-광확산층 램프를 통과하는 광속과 광확산 코팅 유리관을 통과하는 광속의 비율을 백분율로 표시합니다. 그러나 제조 과정에서 직선형 튜브 램프의 상하 두께 차이가 발생하는 문제가 있습니다. 현재 많은 제조업체는 동일한 조건에서 유리관에 광확산층을 코팅하기 전과 후의 광속을 적분구에서 측정하여 비교하는 방법을 사용하고 있습니다.

2) haze-투과 광속 대비 유리관을 통과하는 산란 광속(입사광 방향에서 벗어난)의 비율을 백분율로 표시하며(이 방법에서는 입사광 방향에서 2.5° 이상 벗어난 산란 광속을 사용하여 헤이즈를 계산합니다), 헤이즈 미터로 측정하는 경우가 많습니다.

(3) 노화 방지 시간 - 작동 온도에서 특정 연소점에서 코팅으로 인한 빛의 붕괴 속도입니다. 일반적으로 1,000시간 또는 10,000시간의 광 감쇠율을 표현하는 데 사용됩니다.
빛 투과율과 헤이즈는 LED 램프의 투명도를 측정하는 중요한 지표입니다. 빛 확산기의 과제는 높은 투과율과 균일하고 부드러운 조명 효과를 보장하면서 높은 헤이즈를 얻는 것입니다. 빛 확산 효과를 효율적으로 발휘하는 과정에서 빛 확산으로 인한 빛 감쇠를 최대한 줄이는 것이 빛 확산기의 우수성을 가늠하는 핵심 기준입니다.

2.2 무기 광확산기.

탄산칼슘, 활석 가루, 산화 아연, 이산화 티타늄, 산화 규소 등과 같이 무기 광 확산기로 사용할 수 있는 재료에는 여러 종류가 있습니다. 광학 디퓨저는 코팅의 헤이즈를 증가시키고 유변학적 에너지를 조정하며 기계적 강도를 개선하고 필름의 내구성을 향상시킬 수 있습니다.

2.2.1 탄산칼슘(CaCO3).

탄산칼슘에는 중탄산칼슘과 경탄산칼슘이 있습니다. 경탄산칼슘을 현탁액의 원료로 사용하는 경우 그 양에 주의해야 합니다. 물 속의 유리 칼슘 산화물에서 Ca2+의 해리는 현탁액의 저장 안정성에 영향을 미치므로 경탄산 칼슘의 유리 칼슘 산화물 함량은 광확산 코팅 준비에 중요한 지표입니다. 백색 분말과 방해석 분말을 포함한 중탄산칼슘은 고순도의 방해석 분말로 만들어집니다. 중탄산칼슘은 상대적으로 밀도가 높고 침전되기 쉬우므로 현탁액에 사용할 때 침전 방지에주의를 기울일 필요가 있습니다.

2.2.2 활석(3MgO -4SiO2 -H2O).

활석 분말의 화학적 조성은 규산 마그네슘 수화물로 필름의 유연성을 향상시킬뿐만 아니라 경화 중 내부 응력을 제거 할 수 있으며 우수한 평탄화 특성을 가지고 있습니다.

2.2.3 산화아연(ZnO).

아연 화이트라고도하는 산화 아연은 곰팡이 방지, 미백 효과가 있으며 필름의 내광성 및 분쇄를 향상시킬 수 있습니다. 그중 Zn2 +는 일부 코팅이 두꺼워지고 응고 될 수 있으며 단독으로 사용되지 않으며 해당 코팅과의 복용량 및 호환성에주의를 기울여야하며 포뮬러의 열 안정성 테스트를 수행해야합니다.

2.2.4 이산화티타늄(TiO2).

이산화티타늄(이산화티타늄)은 루틸형, 아나타제형, 판형 티타늄의 세 가지 결정 상태로 나뉩니다. 루틸 이산화 티타늄은 반사율이 높고 은폐력이 강하며 굴절률이 높고 내광성, 내열성 및 내구성이 있으며 황변, 분쇄 및 분해가 쉽지 않으며 코팅에서 두껍게, 요 변성 및 흐름 방지가 가능합니다. 아나타제 유형은 빛에 의해 분쇄되기 쉽기 때문에 광확산기로 사용하기에 적합하지 않으며 판 티타늄 유형은 불안정하고 적용 가치가 없습니다.

2.2.5 이산화규소(SiO2).

천연 실리카는 이산화규소와 화학적 특성이 일치하고 안정성이 높은 중성 백색 분말이지만 물리적 상태에는 큰 차이가 있습니다. 일부 분말은 입자가 크고 색상이 불순하며 특정 광 흡수가 있어 광확산기로 직접 사용할 경우 광 효율이 낮습니다. 천연 실리카는 천연 비정질 실리카, 천연 결정질 실리카, 천연 규조토의 세 가지 유형으로 나눌 수 있습니다. 그 중 천연 비정질 실리카의 입자 크기는 대부분 40μm 미만으로 최적의 적용 범위에서 벗어나 이상적인 광학 디퓨저가 아닙니다. 천연 규조토는 입자 크기가 4 ~ 12 μ m 인 결정질 물을 포함하는 실리카로, 제조 방법에 따라 흡광도가 달라지고 품질이 크게 변동하고 제어하기 어렵습니다. 천연 결정질 실리카의 입자 크기는 1.5 ~ 9.0 μ m이며 입자 크기가 적합합니다. 정제 후 제품을 선택할 수있어 필름의 기계적 에너지를 향상시킬 수 있습니다.

2.3 유기광 디퓨저 적용.

유기 광확산기는 투명 또는 반투명 유기 수지 입자로, 가장 일반적으로 사용되는 것은 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA), 폴리스티렌, 실리콘 수지 및 아크릴 수지와 같은 미크론 입자입니다. LED에서 방출되는 대부분의 빛은 이러한 입자를 통과할 수 있는데, 이는 무기광 디퓨저와는 두 가지 점에서 다릅니다.

주요 결과는 다음과 같습니다: (1) 유기 광 확산기와 기판 사이에 굴절률에 차이가있어 다중 반사로 인한 확산 효과가 아닌 우수한 헤이즈를 얻기 위해 빛이 여러 번 굴절됩니다. 이러한 방식으로 광 투과율이 좋고 광 손실이 적으며 다중 반사로 인한 빛의 자기 흡수를 방지하여 광 효율이 향상되고 광 레벨링 문제가 해결됩니다.

(2) 유기 수지 입자는 강력한 삼중 전기화 특성을 가지며, 이는 다른 광학 디퓨저에 빠르게 분산되고 건식 혼합 중에 다른 분말 입자의 표면에 균일하게 부착 될 수 있습니다. 이러한 질서 정연한 혼합은 분말의 혼합 특성, 유동성 및 성형 성을 향상시킵니다. 무기 분말에 비해 이러한 과립 수지는 필름 형성 제로서 유기 수지와의 상용 성이 우수하고 수성 수지에 분산하기가 더 쉽습니다.

현재 적용 효과에 관한 한 굴절률이 1.41 ~ 1.43 인 실리콘 수지 입자는 우수한 광 투과율과 높은 헤이즈를 가지고 있습니다. 무기 미세 입자에 비해 실리콘 수지 미세 입자는 비중이 낮고 내열성이 우수하고 광 투과율과 안정성이 다른 유기 물질보다 높고 첨가량이 적으며 아크릴 수지 광 확산기에 비해 내열성과 고온 저항성이 우수하고 첨가량이 적고 가격 대비 성능비가 높으며 PMMA에 비해 고온에 더 강하고 색상이 변하지 않습니다. 이상적인 질량 분율 테스트에서 실리콘 수지 입자의 유효 광확산 계수는 알려진 유기 광확산기 중 가장 높은 76.7%에 도달 할 수 있습니다.

3 나노 입자 재료.

위에서 설명한 광학 디퓨저의 입자 크기는 모두 미크론 수준입니다. 광학 디퓨저의 경우 너무 미세하면 헤이즈가 좋지 않고 너무 거칠면 빛 투과율이 좋지 않습니다. 광 투과율과 헤이즈를 종합적으로 고려할 때 광 확산기의 최적 입자 크기 범위는 2 ~ 20μm입니다. 그러나 나노 크기 입자가 코팅에 미치는 영향도 주목할 가치가 있습니다.

3.1 코팅에 포함된 나노 입자 재료의 물리화학적 분석.

입자가 나노 미터 규모로 들어가면 표면 활성 센터의 증가는 화학 촉매 및 광촉매의 반응 능력을 향상시키고 자외선과 산소의 작용으로 코팅 자체 청소 능력을 제공합니다. 표면 활성 중심과 필름 형성 재료의 작용기 사이에 이차 화학 결합이 발생할 수 있어 코팅의 강성과 강도가 크게 증가하고 긁힘이 쉽지 않습니다. 나노 재료의 표면 에너지는 매우 높으며 개질 후 소수성과 소유 성을 동시에 가질 수 있으며 광 확산 코팅에 사용하면 코팅의 내 오염성과 노화 저항성을 크게 향상시킬 수 있습니다. 나노 입자 재료를 광확산 코팅에 사용하면 코팅과 기판 유리 사이의 접착력을 높이고 기계적 강도를 향상시킬 수 있으며 나노 입자와 코팅 사이의 강한 힘과 충전 효과를 얻을 수있어 코팅과 유리 사이의 계면 결합에 도움이됩니다.
가시광선(400~750nm)의 파장은 나노 입자의 입자 크기보다 훨씬 커서 입자를 직접 통과할 수 있어 나노 복합 코팅의 높은 투명도를 보장합니다.

3.2 나노미터 실리카.

인공 침전 실리카는 평균 입자 크기가 20~110nm인 백색 비정질 분말로 나노미터 규모에 속합니다. 수성 시스템에서 폴리머 표면에 부착되는 반면 입자 표면의 소량의 음전하로 인해 상호 배타적이고 응집하기 어려워 시스템의 안정성이 향상됩니다. 나노 미터 실리카를 첨가 한 후 코팅은 박리가 쉽지 않고 흐름 걸림을 방지 할 수 있으며 노화 방지 및 열 안정성을 갖습니다. 그러나 시스템의 pH 값이 8.5보다 낮 으면 나노 실리카 분산액의 표면 전하가 감소하고 시스템의 안정성도 감소하므로 다른 성분을 추가하기 전에 나노 실리카 분산액을 수지 에멀젼과 혼합해야합니다.

3.3 나노미터 이산화티타늄.

나노 이산화 티타늄은 좋은 나노 코팅 재료이며 동시에 자체 청소 및 항균이 가능합니다. 나노 이산화 티타늄 분말은 코팅에 사용하여 살균 기능을 가질 수 있습니다. 빛을 조사하면 이산화 티타늄의 표면이 멋진 초 양친 매성 (친수성 및 친 유성 2 상 공존)을 형성 할 수 있습니다. 파장이 400nm 미만인 빛 아래에서 입자는 금지 대역의 폭보다 높은 단파장 복사를 흡수하여 전자 전이를 생성하고 원자가 밴드 전자는 전도 대역으로 여기되어 전자-정공 쌍을 형성하여 주변 매질로 에너지를 전달하고 광화학 반응을 유도하여 광촉매 성능을 갖습니다.
광확산 코팅에 이산화티타늄 및 기타 나노 입자를 첨가하면 내노화성을 향상시킬 뿐만 아니라 코팅의 경도와 접착력도 크게 높일 수 있습니다.

4 결론

현재 수인성 광 확산 코팅 기술은 직선형 튜브 LED 램프 제조업체의 초점입니다. 주요 공식 원료를 분석하고 연구하여 친환경 LED 광 확산 코팅의 연구, 개발 및 적용을 촉진하기를 희망합니다.