发明领域
本发明涉及一种外壳，具体涉及一种led球泡灯外壳，属于外壳材料领域。
背景技术：
在能源紧缺的今天，我们常常会遇到停电或者高额的电费，给我们的生活和在经营上带来很多的不方便，特别在工厂及其它商业照明上都带来极大的影响和尴尬，对环境造成污染。而led球泡灯可以解决这个问题,led球泡灯具有节能美观方便等优点于一身，全部发光选用led高亮度灯珠在节能和亮度都非常好，而且性价比非常之高，本灯具体功率分为30-40w。但作为发光类产品，不可避免的需要考虑其安全性能。
技术实现要素：
本发明针对现有技术存在的上述问题，提出了一种阻燃性能优良的led球泡灯外壳。
本发明的目的通过如下技术方案来实现：一种led球泡灯外壳，所述led球泡灯外壳由pa6/pet复合基材制成，所述pa6/pet复合基材表面涂覆有阻燃涂层，所述阻燃涂层具体包括如下重量份数的组分：改性脲醛树脂：90-100份，聚磷酸铵：15-20份，季戊四醇：12-15份，三聚氰胺：5-10份，碳酸钙：2-5份，有机膨润土：2-5份，纳米硫化镉：2-5份。
本发明采用上述阻燃涂层涂覆于铝塑复合材料上，能够使制得的led球泡灯外壳更具有阻燃性能，从而保证制得的led球泡灯的性能。
在上述一种led球泡灯外壳中，阻燃涂层中采用改性脲醛树脂为基料，所述改性脲醛树脂通过如下方法改性：将甲醛和六甲基四胺在40-50℃下反应2-3h，加入尿素，加热至90-95℃，调节ph至7.8-8.0，保温回流40-50min，加入乙醇和仲丁醇，调节ph至4.5-6.0，保温回流60-70min。
其中，所述六甲基四胺的质量为甲醛质量的5-10％，所述尿素的质量为甲醛质量的90-99％，所述乙醇的质量为甲醛质量的1.2-1.5％，所述仲丁醇的质量为甲醛质量的0.8-1.1％。
本发明采用乙醇和仲丁醇对脲醛树脂进行改性处理，能够发生醚化共缩聚反应，树脂中的羟甲基、羰基在水中存在有氢键的缔合作用，因此需要在一定的范围内，减少树脂中亲水性基团的数量。醇醚化改性的脲醛树脂中，部分羟甲基失去活性，不再发生缔合交联，同时树脂获得一定数量的烷氧基，降低了原来分子的极性，提高了树脂耐水性和耐老化性。
另外，本发明通过在阻燃涂层中加入纳米硫化镉，能够使失重率增加，使聚磷酸铵分解为磷酸或聚磷酸等含磷化合物，这些化合物能加速体系的脱水炭化，从而使成炭率提高，失重速率降低。同时，纳米硫化镉的加入促进了含氮气体、水汽等不燃气体的释放，使炭层进一步膨胀，形成的多孔膨胀型炭质泡沫层更加明显。但是，若纳米硫化镉添加过多，尽管成炭量增加，但由于其气体释放量的过度增加，导致气体释放过于剧烈，在燃烧过程中致密的炭层受到大量气体的充斥而部分破裂，从而影响阻燃作用。
在上述一种led球泡灯外壳中，所述pa6/pet复合基材具体包括如下重量份数的组分：pa6：80-85份，pet：20-25份，1,4-丁二醇二缩水甘油醚：8-14份，马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物：8-14份，鳞片石墨：5-10份，硼酸镧：5-10份。
在本发明led球泡灯外壳中，通过采用pa6/pet复合材料作为集体，其中，pa6相比pe、pp等通用塑料，具有工艺温度宽、力学性能优异、热稳定性好等优点，而pet具有较高的热稳定性、耐候性、尺寸稳定性等优势，将pa6与pet作为基体材料的组成，能够保证制得的led球泡灯外壳的机械性能和优良的热稳定性。
在上述一种led球泡灯外壳中，1,4-丁二醇二缩水甘油醚作为相容剂加入，1,4-丁二醇二缩水甘油醚作为小分子的化合物，熔融反应时均可高度分散在熔体中，大大增加了反应活性基团的接触，反应充分；而且1,4-丁二醇二缩水甘油醚端基为双官能团环氧结构在高温下更容易开环，反应程度更高。同时，1,4-丁二醇二缩水甘油醚反应后增加了pa6与pet聚合物的烷基链长度，因此能够提升得到的复合材料的力学性能。
另外，在上述一种led球泡灯外壳中，通过加入马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物，混合物体系界面无光滑的孔洞出现，而是相对模糊的的相界面，马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物可以很好的附着在共聚物体系中，有良好的相界面粘结力，从而实现对pa6与pet的增韧作用。
本发明通过添加适量纳米硼酸镧可有效提高聚苯乙烯的阻燃性能。主要原因是复合材料在高温下分解过程中纳米硼酸镧在聚苯乙烯基体材料表面产生致密的玻璃态隔氧层,阻断了聚合物表面可燃性分解物与空气中氧气交换,缓解了复合材料的热分解速率。
作为优选，所述纳米硼酸镧的粒径为2-5μm。
在上述一种led球泡灯外壳中，所述鳞片石墨为经过预处理的鳞片石墨，所述预处理具体包括如下步骤：将质量为鳞片石墨质量0.8-1.0％的偶联剂与质量为鳞片石墨质量1.0-1.2％的异丙醇搅拌静置，与鳞片石墨一并放入高速混合机，在70-80℃反应20-30min。
作为优选，所述偶联剂为钛酸酯偶联剂。未处理的鳞片石墨表面亲水疏油且易团聚，与有机高聚物的的相容性差，易造成界面粘结不良，从而导致材料整体力学性能下降。因此本发明将鳞片石墨与氧化铝经过钛酸酯偶联剂处理，其中钛酸酯偶联剂中的ro-基团是可水解的短链烷氧基，能与无机物表面羟基起反应，从而达到化学偶联的目的。经过偶联后的鳞片石墨，由于所用基体为聚酯聚酰胺的共混物，共混物中含有大量的端羧基，熔融挤出过程中，偶联剂与基体树脂反应，其中，连可作为接枝的部分，对链段的加固作用明显，从而提高得到的复合材料力学性能。
在上述一种led球泡灯外壳中，将鳞片石墨进行偶联处理，鳞片石墨具有片状结构，当经过熔融挤出后，鳞片石墨片曾会发生剥离，对高分子链端具有加固作用，提高体系强度和刚度，当鳞片石墨含量过多，则容易在基体中出现堆积，与基体粘结力较弱，拉伸强度骤降，而刚度也随着下降。鳞片石墨不仅能大大提高热导率，力学性能也得到了改善。在熔融挤出过程中片层打开层间距明显增大，随鳞片石墨质量分数的增加，复合材料热导率逐渐增大。当鳞片石墨填充质量少时，鳞片石墨在基体中高度分散，粉体形成的导热通络数目增多但彼此分散，当质量分数继续增加时，随着导热通路的增多，彼此间容易形成导热网络，热导率激增。
本发明的另一个目的在于提供一种上述led球泡灯外壳的制备方法，所述制备方法具体包括如下步骤：
称取pa6/pet复合基材的组分，先将pa6、pet和1,4-丁二醇二缩水甘油醚，在高混机常温混合后投入挤出机熔融挤出造粒，烘干后注塑得增容共聚物；
再将制得的增容共聚物与马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物置于高混机常温混合后投入挤出机熔融挤出造粒，牵引、切粒、烘干得增容增韧共聚物；
将增容增韧共聚物与鳞片石墨、纳米硼酸镧在高混机中混合，投入双螺杆挤出机中牵引、切粒，烘箱烘干得led球泡灯外壳半成品；
称取阻燃涂层的原料，超声分散均匀得混合阻燃浆料；
将混合阻燃浆料涂覆于led球泡灯外壳半成品得led球泡灯外壳成品。
在上述一种led球泡灯外壳的制备方法中，所述挤出机各段温度设置为180-200℃、230-250℃、260-280℃、270-290℃、270-290℃、270-290℃、265-280℃。
在上述一种led球泡灯外壳的制备方法中，所述注塑成型机各段温度设置为270-290℃、270-290℃、270-290℃、270-290℃。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1、本发明采用乙醇和仲丁醇对脲醛树脂进行改性处理，能够发生醚化共缩聚反应提高了树脂耐水性和耐老化性；
2、本发明通过采用pa6/pet复合材料作为基体，其中，pa6相比pe、pp等通用塑料，具有工艺温度宽、力学性能优异、热稳定性好等优点，而pet具有较高的热稳定性、耐候性、尺寸稳定性等优势，将pa6与pet作为基体材料的组成，能够保证制得的led球泡灯外壳的机械性能和优良的热稳定性。
3、本发明通过配伍合理的阻燃涂料和基材，并结合特定的制备方法，能够使制得的led球泡灯外壳成品阻燃作用良好。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施方式，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例1
称取pa6/pet复合基材的组分，先将pa6、pet和1,4-丁二醇二缩水甘油醚，在高混机常温混合5min后投入挤出机熔融挤出造粒，烘干后注塑得增容共聚物；所述pa6/pet复合基材具体包括如下重量份数的组分：pa6：80份，pet：20份，1,4-丁二醇二缩水甘油醚：8份，马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物：8份，鳞片石墨：5份，纳米硼酸镧：5份；所述注塑成型机各段温度设置为270℃、270℃、270℃、270-℃；
再将制得的增容共聚物与马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物置于高混机常温混合5min后投入挤出机熔融挤出造粒，牵引、切粒、烘干得增容增韧共聚物；
将增容增韧共聚物与鳞片石墨、纳米硼酸镧在高混机中混合，投入双螺杆挤出机中牵引、切粒，烘箱烘干得led球泡灯外壳半成品；纳米硼酸镧的粒径为2μm；鳞片石墨为经过预处理的鳞片石墨，所述预处理具体包括如下步骤：将质量为鳞片石墨质量0.8％的偶联剂与质量为鳞片石墨质量1.0％的异丙醇搅拌静置，与鳞片石墨一并放入高速混合机，在70℃反应20min；所述双螺杆挤出机各段温度设置为180℃、230℃、260℃、270℃、270℃、270℃、265℃；
称取阻燃涂层的原料，超声分散均匀得混合阻燃浆料；所述阻燃涂层具体包括如下重量份数的组分：改性脲醛树脂：90份，聚磷酸铵：15份，季戊四醇：12份，三聚氰胺：5份，碳酸钙：2份，有机膨润土：2份，纳米硫化镉：2份；所述改性脲醛树脂通过如下方法改性：将甲醛和六甲基四胺在40℃下反应2h，加入尿素，加热至90℃，调节ph至7.8，保温回流40min，加入乙醇和仲丁醇，调节ph至4.5，保温回流60min；所述六甲基四胺的质量为甲醛质量的5％，所述尿素的质量为甲醛质量的90％，所述乙醇的质量为甲醛质量的1.2％，所述仲丁醇的质量为甲醛质量的0.8％；
将混合阻燃浆料涂覆于led球泡灯外壳半成品得led球泡灯外壳成品。
实施例2
称取pa6/pet复合基材的组分，先将pa6、pet和1,4-丁二醇二缩水甘油醚，在高混机常温混合6min后投入挤出机熔融挤出造粒，烘干后注塑得增容共聚物；所述pa6/pet复合基材具体包括如下重量份数的组分：pa6：81份，pet：21份，1,4-丁二醇二缩水甘油醚：9份，马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物：89份，鳞片石墨：6份，纳米硼酸镧：6份；所述注塑成型机各段温度设置为275℃、275℃、275℃、275℃；
再将制得的增容共聚物与马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物置于高混机常温混合6min后投入挤出机熔融挤出造粒，牵引、切粒、烘干得增容增韧共聚物；
将增容增韧共聚物与鳞片石墨、纳米硼酸镧在高混机中混合，投入双螺杆挤出机中牵引、切粒，烘箱烘干得led球泡灯外壳半成品；纳米硼酸镧的粒径为3μm；鳞片石墨为经过预处理的鳞片石墨，所述预处理具体包括如下步骤：将质量为鳞片石墨质量0.85％的偶联剂与质量为鳞片石墨质量1.05％的异丙醇搅拌静置，与鳞片石墨一并放入高速混合机，在72℃反应22min；所述双螺杆挤出机各段温度设置为185℃、235℃、265℃、275℃、275℃、275℃、270℃；
称取阻燃涂层的原料，超声分散均匀得混合阻燃浆料；所述阻燃涂层具体包括如下重量份数的组分：改性脲醛树脂：92份，聚磷酸铵：16份，季戊四醇：13份，三聚氰胺：6份，碳酸钙：3份，有机膨润土：3份，纳米硫化镉：3份；所述改性脲醛树脂通过如下方法改性：将甲醛和六甲基四胺在43℃下反应2.2h，加入尿素，加热至91℃，调节ph至7.85，保温回流42min，加入乙醇和仲丁醇，调节ph至4.7，保温回流62min；所述六甲基四胺的质量为甲醛质量的6％，所述尿素的质量为甲醛质量的92％，所述乙醇的质量为甲醛质量的1.3％，所述仲丁醇的质量为甲醛质量的0.87％；
将混合阻燃浆料涂覆于led球泡灯外壳半成品得led球泡灯外壳成品。
实施例3
称取pa6/pet复合基材的组分，先将pa6、pet和1,4-丁二醇二缩水甘油醚，在高混机常温混合7min后投入挤出机熔融挤出造粒，烘干后注塑得增容共聚物；所述pa6/pet复合基材具体包括如下重量份数的组分：pa6：83份，pet：23份，1,4-丁二醇二缩水甘油醚：11份，马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物：11份，鳞片石墨：8份，纳米硼酸镧：8份；所述注塑成型机各段温度设置为280℃、280℃、280℃、280℃；
再将制得的增容共聚物与马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物置于高混机常温混合8min后投入挤出机熔融挤出造粒，牵引、切粒、烘干得增容增韧共聚物；
将增容增韧共聚物与鳞片石墨、纳米硼酸镧在高混机中混合，投入双螺杆挤出机中牵引、切粒，烘箱烘干得led球泡灯外壳半成品；纳米硼酸镧的粒径为3μm；鳞片石墨为经过预处理的鳞片石墨，所述预处理具体包括如下步骤：将质量为鳞片石墨质量0.9％的偶联剂与质量为鳞片石墨质量1.1％的异丙醇搅拌静置，与鳞片石墨一并放入高速混合机，在75℃反应25min；所述双螺杆挤出机各段温度设置为190℃、240℃、270℃、280℃、280℃、280℃、272℃；
称取阻燃涂层的原料，超声分散均匀得混合阻燃浆料；所述阻燃涂层具体包括如下重量份数的组分：改性脲醛树脂：95份，聚磷酸铵：18份，季戊四醇：13份，三聚氰胺：8份，碳酸钙：4份，有机膨润土：4份，纳米硫化镉：3份；所述改性脲醛树脂通过如下方法改性：将甲醛和六甲基四胺在45℃下反应2.5h，加入尿素，加热至93℃，调节ph至7.9，保温回流45min，加入乙醇和仲丁醇，调节ph至5.3，保温回流65min；所述六甲基四胺的质量为甲醛质量的8％，所述尿素的质量为甲醛质量的95％，所述乙醇的质量为甲醛质量的1.35％，所述仲丁醇的质量为甲醛质量的1.05％；
将混合阻燃浆料涂覆于led球泡灯外壳半成品得led球泡灯外壳成品。
实施例4
称取pa6/pet复合基材的组分，先将pa6、pet和1,4-丁二醇二缩水甘油醚，在高混机常温混合9min后投入挤出机熔融挤出造粒，烘干后注塑得增容共聚物；所述pa6/pet复合基材具体包括如下重量份数的组分：pa6：84份，pet：24份，1,4-丁二醇二缩水甘油醚：12份，马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物：12份，鳞片石墨：9份，纳米硼酸镧：9份；所述注塑成型机各段温度设置为285℃、285℃、285℃、285℃；
再将制得的增容共聚物与马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物置于高混机常温混合9min后投入挤出机熔融挤出造粒，牵引、切粒、烘干得增容增韧共聚物；
将增容增韧共聚物与鳞片石墨、纳米硼酸镧在高混机中混合，投入双螺杆挤出机中牵引、切粒，烘箱烘干得led球泡灯外壳半成品；纳米硼酸镧的粒径为4μm；鳞片石墨为经过预处理的鳞片石墨，所述预处理具体包括如下步骤：将质量为鳞片石墨质量0.95％的偶联剂与质量为鳞片石墨质量1.15％的异丙醇搅拌静置，与鳞片石墨一并放入高速混合机，在78℃反应28min；所述双螺杆挤出机各段温度设置为195℃、245℃、275℃、285℃、285℃、285℃、278℃；
称取阻燃涂层的原料，超声分散均匀得混合阻燃浆料；所述阻燃涂层具体包括如下重量份数的组分：改性脲醛树脂：98份，聚磷酸铵：18份，季戊四醇：14份，三聚氰胺：8份，碳酸钙：4份，有机膨润土：4份，纳米硫化镉：4份；所述改性脲醛树脂通过如下方法改性：将甲醛和六甲基四胺在48℃下反应2.8h，加入尿素，加热至94℃，调节ph至7.95，保温回流48min，加入乙醇和仲丁醇，调节ph至5.5，保温回流68min；所述六甲基四胺的质量为甲醛质量的9％，所述尿素的质量为甲醛质量的98％，所述乙醇的质量为甲醛质量的1.45％，所述仲丁醇的质量为甲醛质量的1.0％；
将混合阻燃浆料涂覆于led球泡灯外壳半成品得led球泡灯外壳成品。
实施例5
称取pa6/pet复合基材的组分，先将pa6、pet和1,4-丁二醇二缩水甘油醚，在高混机常温混合10min后投入挤出机熔融挤出造粒，烘干后注塑得增容共聚物；所述pa6/pet复合基材具体包括如下重量份数的组分：pa6：85份，pet：25份，1,4-丁二醇二缩水甘油醚：14份，马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物：14份，鳞片石墨：10份，纳米硼酸镧：10份；所述注塑成型机各段温度设置为290℃、290℃、290℃、290℃；
再将制得的增容共聚物与马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物置于高混机常温混合10min后投入挤出机熔融挤出造粒，牵引、切粒、烘干得增容增韧共聚物；
将增容增韧共聚物与鳞片石墨、纳米硼酸镧在高混机中混合，投入双螺杆挤出机中牵引、切粒，烘箱烘干得led球泡灯外壳半成品；纳米硼酸镧的粒径为5μm；鳞片石墨为经过预处理的鳞片石墨，所述预处理具体包括如下步骤：将质量为鳞片石墨质量1％的偶联剂与质量为鳞片石墨质量1.2％的异丙醇搅拌静置，与鳞片石墨一并放入高速混合机，在80℃反应30min；所述双螺杆挤出机各段温度设置为200℃、250℃、280℃、290℃、290℃、290℃、280℃；
称取阻燃涂层的原料，超声分散均匀得混合阻燃浆料；所述阻燃涂层具体包括如下重量份数的组分：改性脲醛树脂：90-100份，聚磷酸铵：20份，季戊四醇：15份，三聚氰胺：10份，碳酸钙：5份，有机膨润土：5份，纳米硫化镉：5份；所述改性脲醛树脂通过如下方法改性：将甲醛和六甲基四胺在50℃下反应3h，加入尿素，加热至95℃，调节ph至8.0，保温回流50min，加入乙醇和仲丁醇，调节ph至6.0，保温回流70min；所述六甲基四胺的质量为甲醛质量的10％，所述尿素的质量为甲醛质量的99％，所述乙醇的质量为甲醛质量的1.5％，所述仲丁醇的质量为甲醛质量的1.1％；
将混合阻燃浆料涂覆于led球泡灯外壳半成品得led球泡灯外壳成品。
实施例6
与实施例1的区别仅在于，该实施例led球泡灯外壳中采用普通改性方法改性脲醛树脂，其他与实施例1相同，此处不再赘述。
实施例7
与实施例1的区别仅在于，该实施例led球泡灯外壳中采用普通基材，其他与实施例1相同，此处不再赘述。
实施例8
与实施例1的区别仅在于，该实施例led球泡灯外壳中没有加入鳞片石墨，其他与实施例1相同，此处不再赘述。
实施例9
与实施例1的区别仅在于，该实施例led球泡灯外壳中没有加入纳米硼酸镧，其他与实施例1相同，此处不再赘述。
实施例10
与实施例1的区别仅在于，该实施例led球泡灯外壳中鳞片石墨没有经过预处理，其他与实施例1相同，此处不再赘述。
实施例11
与实施例1的区别仅在于，该实施例led球泡灯外壳采用普通制备方法，其他与实施例1相同，此处不再赘述。
对比例1
与实施例1的区别仅在于，该对比例led球泡灯外壳采用普通市售外壳，其他与实施例1相同，此处不再赘述。
对比例2
与实施例1的区别仅在于，该对比例led球泡灯外壳采用普通阻燃涂层，其他与实施例1相同，此处不再赘述。
对比例3
与实施例1的区别仅在于，该对比例led球泡灯外壳脲醛树脂没有经过预处理，其他与实施例1相同，此处不再赘述。
将实施例1-11及对比例1-3中的led球泡灯外壳进行性能检测，检测结果如表1所示。
阻燃性测量：
根据ul标准94进行20mm的垂直燃烧试验，该ul标准94确定了用于在器件和设备中的零件的塑料材料的可燃性的试验方法。使样品根据所规定的试验程序经受20mm的火焰。将蓝焰集中施加至这些样品的底部边缘的中点持续三秒。然后将该火焰撤回并且测量燃尽时间(t1)。重复该程序并且还测量燃尽时间(t2)。累计所有燃尽时间的总和t并且还报道于表1中。
表1：实施例1-11及对比例1-3中的led球泡灯外壳性能检测结果
从上述结果可以看出，本发明采用乙醇和仲丁醇对脲醛树脂进行改性处理，能够发生醚化共缩聚反应提高了树脂耐水性和耐老化性；同时，本发明通过采用pa6/pet复合材料作为基体，其中，pa6相比pe、pp等通用塑料，具有工艺温度宽、力学性能优异、热稳定性好等优点，而pet具有较高的热稳定性、耐候性、尺寸稳定性等优势，将pa6与pet作为基体材料的组成，能够保证制得的led球泡灯外壳的机械性能和优良的热稳定性。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管对本发明已作出了详细的说明并引证了一些具体实施例，但是对本领域熟练技术人员来说，只要不离开本发明的精神和范围可作各种变化或修正是显然的。