靜（jìng）電噴塗主要作用是使（shǐ）LED產品的光（guāng）線更柔和、更均勻地向空間發散，而不會產生刺眼的狀況（kuàng），可（kě）以有效保護眼睛，也（yě）使LED產品更符合其使（shǐ）用功能。

借助掃描電子顯微鏡（SEM）、透射電子顯微鏡（jìng）（TEM）、反射率（lǜ）測定儀、空間光譜輻射計（Gonio）等對塗層質量和性能進行（háng）分析，為（wéi）尋（xún）找合適的材料和噴塗（tú）工藝參數提供有益（yì）的（de）參考。

研究結果表明，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，我國LED照明技術發展迅速，LED球泡燈作為最常見的照明產品之（zhī）一，市場需求量正在迅猛發展（zhǎn）。

隨著LED發光效率（lǜ）不斷提升，LED球泡燈（dēng）成為替換（huàn）白熾燈、鹵素燈、電（diàn）子節能燈的新（xīn）型綠色照明產品。

但是，LED球泡燈（dēng）的燈珠（zhū）為點（diǎn）光源，這就（jiù）要求LED球泡（pào）燈的擴散（sàn）罩必須具備（bèi）透光率高、照度均勻、出光角度大、對眼睛無刺激性（xìng）等特性。

目前球（qiú）泡燈的擴散罩主流產品為乳白PC擴散罩、內塗白玻（bō）璃擴散罩等，而內塗白玻璃擴散罩主要為水塗粉擴散罩、靜（jìng）電塗粉擴散罩。

粉末靜電噴塗技術因具有（yǒu）用粉（fěn）量（liàng）少（shǎo）、效率高、相（xiàng）對環保、可回收利用等優點，被廣泛應用於玻璃泡殼的塗覆。

二氧化矽是極（jí）其重要的材料之一，由於其粒徑很小，因此比表麵積大，表麵吸附力強，表（biǎo）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（néng）。

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

本文著重（chóng）從靜電噴塗（tú）的工藝參（cān）數控製、環境因素、粉末材料的選擇等方麵詳細闡述，並借助掃描電子顯微鏡（SEM）、透射電子顯微鏡（TEM）、X射線能譜儀（yí）（EDX）、反射率測定儀、空間光譜輻射計（Gonio）等對（duì）塗層質量和（hé）性（xìng）能進行（háng）分析，采用靜（jìng）電噴塗工藝，製（zhì）得透光率（lǜ）≥97%且出光均勻擴散（sàn）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驗總結，希望能為從事該領域工作的研究人員或技（jì）術人員（yuán）提供有價值的參考（kǎo）。

1 粉末（mò）靜電噴塗工藝控製簡（jiǎn）述

1.1 粉末靜電噴塗的（de）基本原理

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

當（dāng）粉末附著到一定厚度時，則會發生“同（tóng）性相斥”的作用，不能再吸（xī）附粉末，從而使其在泡殼表麵形成1層均勻（yún）的塗層。利（lì）用泡（pào）殼（ké）表麵殘留的溫度進一（yī）步固化粉層，冷卻後即為均勻牢（láo）固的塗層。

1.2 影響塗層質量的主要因素

粉末（mò）靜電噴塗中，泡殼（ké）的（de）潔淨度，噴塗時間，放電針孔徑大小，噴塗（tú）電（diàn）壓，噴粉（fěn）量，粉末導電率，材料（liào）的電阻率，粉末顆粒度，輔助材料壓縮空氣的溫度、濕度、潔淨度等，是影響塗層質量的（de）主（zhǔ）要（yào）因素。

1.3 噴塗作（zuò）業的常見問題及解決方法

1.3.1 塗層雜質

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

1）泡殼內雜質：解決方法是（shì）清（qīng）洗泡殼。

2）噴粉室內（nèi）雜質：主要是灰塵、衣物纖維、設備磨粒和噴粉係統積（jī）垢（gòu）。解決方法是每天開工前使用壓縮空氣吹掃噴粉係統，用濕布和吸塵器徹（chè）底清潔噴粉設備和（hé）噴粉室。

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

4）粉末（mò）雜質（zhì）：主要是粉末分散不均、粉末受擠（jǐ）壓造成（chéng）的（de）粉點、粉末吸水受潮等。解（jiě）決方法是提高粉末質（zhì）量，改進粉末儲存方式（shì）。

5）壓縮空氣雜質：主要是壓縮空氣管道內粉（fěn）塵雜質。解決方（fāng）法是增加過（guò）濾器，開機前壓縮空氣管道（dào）先排氣。

1.3.2 塗層縮孔（kǒng）

1）壓縮空氣含水（shuǐ）量（liàng）過大而引起的。解決方法是（shì）及時排放壓縮空氣冷凝水（shuǐ）。

2）粉末受（shòu）潮而引起的。解決方法是改善粉末在40℃烘箱中恒（héng）溫保存，增加（jiā）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（sàn）不均勻引起（qǐ）的。解決方（fāng）法是提高粉末（mò）質量，保證粉末的顆粒度相差不大而且帶電正負統一。

2）泡殼受熱溫度不同引起的。解決方（fāng）法是調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一（yī）致性和穩（wěn）定性。

3）噴粉不均（jun1）引起的。主要是供粉桶內粉末流化不均勻所致。應（yīng）更換微孔板或（huò）調節微孔板下的供氣係統，使粉層恢複正常沸騰狀態，即可消（xiāo）除。

如果（guǒ）供粉桶不是流化床型的，則需改善攪拌器或加裝振（zhèn）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。另一可能是管道堵塞，則需清理（lǐ）管路（lù）。

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

1.3.4 塗層附著力差

1）泡殼內（nèi）表麵汙染而引起的。解決方法是（shì）加強泡殼清洗。

2）泡殼表麵溫度低引（yǐn）起的。解決方法是調（diào）大火頭，提高爐膛內的溫度

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 粉末上粉率低（dī）

1）電壓低或無高壓是主要原因之一。需調高輸出電壓（yā）或維修高壓（yā）靜（jìng）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。一般是荷電量影響上粉率，荷電量小的原因，除了不同粉（fěn）末塗料的自身反電離效應有差別外，主要原因是由於高壓靜電（diàn）發生（shēng）器故障引起，需進行維修，使其恢複高壓。

4）氣壓過大，會抵消靜電引力，使附在（zài）泡（pào）殼內的粉末被吹掉，降低上粉率。

1.4 粉末材料（liào）的選擇（zé）

粉末靜電噴塗過（guò）程中，粉末材料對塗層的質量起到決定性作用。本文著重（chóng）從粉（fěn）末材（cái）料（liào）的選擇、塗層質量、材料顆（kē）粒大小、形貌等方麵進行（háng）係統地比對分析，並對球泡燈的出光（guāng）角度（dù）、空間光譜分（fèn）布均勻性等特性進行分（fèn）析，為生產高質量的（de）產品提供有用的參（cān）考。

2 試驗（yàn）部（bù）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 儀器與設備

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

2.3 試驗內容

2.3.1 樣（yàng）品製作

將A、B、C 3種粉末材料，按照靜電噴塗工藝（yì）參數要求製（zhì）成擴散罩並裝配（pèi）成整（zhěng）燈樣品，測試其相應的性（xìng）能。

2.3.2 樣品測試

1）粉（fěn）末樣品的形（xíng）貌采用TEM分析儀測（cè）試，成分在特定的區域內采用X射線能譜儀（EDX）附件測試。

2）塗層樣品的形貌采用SEM分析儀測試。

3）反射率采（cǎi）用（yòng）反射率測定儀（yí），在最大半徑（jìng）處固定取6個點，求平均值。

4）透光率采（cǎi）用PMS-80光譜分析（xī）係統測試（瞬態法）。透光率定義為LED光源帶罩時光通量（liàng）與不帶罩時光（guāng）通量的比值，用百分數（%）表示。

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

3 結（jié）果與（yǔ）討論

3.1 反射率與透光（guāng）率

不同材料具有不同的反射率，即使相同的材料（liào），因顆粒大小、晶型（xíng）結構、形狀等不同，反（fǎn）射率也略有差異（yì）。LED球泡燈（dēng）光擴散效果是利用材料的漫反射特性實現的。

為此，我們對比了（le）3種不同粒（lì）徑的氧化（huà）矽材料（liào）反射率與透光率的關係，如圖1所示。

從圖（tú）1中可以得出，反射率（lǜ）與透光率呈線性關係，且透光率隨（suí）著反射率的增加呈線性下降趨勢（shì）。在相同反射（shè）率的條（tiáo）件下，透光率順序為B＞A＞C。

3.2 透射電鏡（TEM-EDX）分析（xī）

漫反射定（dìng）義為當1束（shù）平行的入射（shè）光線射到粗糙的表麵時，表麵會把光線向著四麵八方反射。材料（liào）的（de）晶型結構、顆粒大小（xiǎo）、形（xíng）狀等對（duì）漫反射率有影響。

我們（men）采用高分辨（biàn）透射電鏡，結合X射線能譜分析，分析3種材（cái）料的晶型結構、粒徑、形貌和成分，結果如圖2和表1所示。

從圖2中可以看出，3種材料的顆粒大小、晶型結構存在明顯的差異性。A樣品晶（jīng）型呈類球（qiú）形，原生粒徑（jìng）為20 nm左右，且粉體顆粒由多（duō）個單元的SiO2晶粒團聚成（圖2中的A1）。

將A樣品進一步放大倍（bèi）數，我們發現在SiO2單晶表麵上2~3nm的晶粒材料，且結晶度高，可能為納米材料（liào）對SiO2表麵修飾。

B樣品由橢圓形（xíng）、球（qiú）形、棒狀結構組成，晶體原生粒徑30~150 nm。C樣品由類球（qiú）形和類六方形組成，晶體原生粒（lì）徑20~30 nm左右。

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

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

3.3 球泡燈空間光強分布

我們將3種不同材（cái）料（liào）噴塗的A19規格擴散罩製成整燈樣（yàng）品，並用Gonio型空間（jiān）光譜輻射計分析，從空間光光強分布統計結（jié）果（如表2、表3）可以看出，B樣品的塗層光均勻（yún）度差，均勻度的順序為A＞C＞B。

3.4 塗層SEM分析

為了尋找3種樣品的光擴散效果的差異性，我們采用SEM對塗層的質量進行分析，結果如圖3所示。從結果可以看出，B樣品塗層有缺陷，存在孔洞，是導致出光均勻（yún）性差的原因。

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

4 結論

1）粉末靜電噴塗材料粒度（dù）級配合理、原生粒徑小，塗層致（zhì）密，出光均勻（yún）性好。

2）透光率隨著反射率的增加而（ér）降低。

3）不同的擴散材料，對透光（guāng）率（lǜ）影響不同。

4）在（zài）相同的出光效（xiào）果下，塗層越致密，出光均勻（yún）度效果越好。