專利名稱：一種具有紫外防護功能的節(jié)能燈管及包含它的節(jié)能燈的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及新能源材料領域，具體涉及ー種具有良好紫外防護功能的節(jié)能燈。
背景技術：
節(jié)能燈的正式名稱是稀土三基色緊湊型熒光燈，20世紀70年代誕生于荷蘭的飛利浦公司。現(xiàn)被國家納入到了 863推廣計劃。其原理為鎮(zhèn)流器給燈管燈絲加熱，燈絲就開始發(fā)射電子，電子碰撞IS原子彈性碰撞，IS原子碰撞后，獲得能量又撞擊萊原子在吸收能量后，躍遷產生電離；發(fā)出253. 7nm的紫外線，紫外線激發(fā)熒光粉發(fā)光。在其發(fā)光過程中，不可避免的會產生紫外輻射。尤其是近距離照射時，紫外輻射更強。盡管在玻璃管內表面和熒光粉之間有ー個氧化鋁隔離膜作為保護膜層，但是該層保護膜不能有效的降低紫外輻射。經過長時間的科學研究證明紫外線能改變單個細胞的結構和功能。大劑量的紫外線對細胞輻射，會致使細胞喪失與周圍細胞的溝通力或共同凋亡。并且，紫外線不僅僅對人類的皮膚有傷害，還對人類的角膜，內分泌系統(tǒng)等有影響?？梢姡^量的紫外線照射對人體有極大的傷害。而現(xiàn)有的防紫外線產品，雖然對紫外線有一定的吸收，但也大量吸收了可見光，導致其性能無法滿足人們追求環(huán)保節(jié)能生活的需求。氧化鋅是ー種新型的II VI族半導體材料有很好的熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性。目前，科學家主要研究ZnO材料的半導體性質及光電性能，值得關注的是ZnO薄膜在可見光區(qū)域透射率可達到90%，在紫外區(qū)域透射率可下降到10%以下，所以，利用ZnO薄膜對紫外線的強吸收性，生產ー種新型的紫外線防護材料是可行的。
發(fā)明內容本實用新型提供了ー種具有良好紫外防護且對可見光透過率較高的節(jié)能燈管，以氧化鋅(ZnO)微納結構薄膜替代現(xiàn)有Al2O3保護膜層，降低節(jié)能燈紫外輻射對人的危害，以及彌補現(xiàn)有防紫外產品對可見光大量吸收的缺陷。ー種具有紫外防護功能的節(jié)能燈管，包括管體，所述管體的內表面鍍有氧化鋅(ZnO)薄膜，所述的氧化鋅薄膜的粒徑尺寸優(yōu)選為5(Tl50nm，厚度優(yōu)選為10(T200nm，表面粗糙度為3(T50nm。所述的節(jié)能燈管采用噴霧熱解法制備氧化鋅微納結構薄膜，所屬的噴霧熱解法是以水、こ醇將原料配成溶液，再通過噴霧裝置將反應液霧化并導入燈管內，使溶液迅速揮發(fā)，反應物發(fā)生熱分解，生成與初始反應物完全不同的具有新化學組成的納米粒子。包括以下步驟⑴醋酸鋅溶液的配置將醋酸鋅晶體溶解于溶劑與催化劑的混合溶液中，在6(T80°C經l 2h的充分攪拌直至形成Zn2+濃度為0. 2 0. 6mol/L的透明均質的溶液；所述的溶劑優(yōu)選水溶液或こ醇水溶液；所述的催化劑優(yōu)選為六亞甲基四肢或三こ醇胺；[0011]所述的溶劑與催化劑的體積用量比為50 1 ；⑵燈管的清洗及其表面雜質(油污、雜質離子等)的清除依次用去離子水和酒精各超聲3 4次，隨后用醋酸溶液浸泡，并用N2吹干；⑶將燈管固定于加熱器上進行加熱；⑷將醋酸鋅溶液放入霧化器的反應器內，使溶液迅速揮發(fā)，將水合霧狀態(tài)的溶液導入燈管中；(5)將燈管放入烘箱按照設定的熱處理溫度(150°C )和時間(30分鐘)對燈管進行干燥處理；(6)將燈管放入高溫爐中按照設定的熱處理溫度(20(T300°C )和時間(2 3小吋)對燈管進行煅燒；(7)自然退火，得到內表面鍍有氧化鋅薄膜的燈管。本實用新型還包含一種如上所述的具有紫外防護功能的節(jié)能燈管的節(jié)能燈。本實用新型的有益效果是ZnO微納結構薄膜在紫外波段的透過率低，而在可見光波段透過率高，滿足人們追求環(huán)?！熬v色照明”的需求，而且生產成本低廉，具有有益的社會效益與經濟效益，此外可與熒光粉很好的固著，不發(fā)生化學反應，而且制備技術與節(jié)能燈管生產エ藝可以很好的兼容，可以替代現(xiàn)有的Al2O3保護膜層。

圖I為本實用新型燈管的示意圖。所示圖中的I為熒光粉膜層，所示圖中的2為
氧化鋅膜層。圖2為本實用新型燈管與普通節(jié)能燈(鍍氧化鋁)的激發(fā) 發(fā)射光譜對比圖。
具體實施方式
實施例I在如圖I所示的潔凈的U型節(jié)能燈上制備ZnO薄膜。⑴醋酸鋅溶液的配置將21. 90g醋酸鋅晶體溶解于IOml三こ醇胺與200ml電阻率為16MQ. cm去離子水的混合溶液中，在80°C經I. 5h的充分攪拌直至形成透明均質的溶液，將冷卻后的溶液移植到500ml的容量瓶中，加電阻率為16MQ. cm去離子水配制成Zn2+濃度為0. 2mol/L的溶液；⑵燈管的清洗及其表面雜質(油污、雜質離子等)的清除依次用電阻率為16MQ.cm去離子水、純度為99%以上的酒精超聲，各:T4次，每次3min，隨后用濃度3% 5%的醋酸溶液浸泡30s，并用純度為99. 99%的高純N2吹干；⑶由于后續(xù)エ藝的需要，端ロ處不能有ZnO存在，因此在端ロ處Hcm處進行了相應的保護措施(如涂抹表面活性劑)，以免配備溶液殘留在端ロ。⑷將溶液放入超聲霧化器的反應器內，使溶液迅速揮發(fā)，將水合霧狀態(tài)的溶液導入燈管中；(5)將燈管放入烘箱按照設定的熱處理溫度(150°C )和時間(30分鐘)對燈管進行干燥處理；(6)進行熱處理工序熱處理溫度為200° C，熱處理時間為2h。為了避免彎管處產生過大的熱應カ，引起破裂，因此退火 溫度不能過高，最好不高于300°C。然后再在均勻致密的ZnO薄膜外進行熒光粉涂覆，結果發(fā)現(xiàn)ZnO薄膜可與熒光粉很好的固著，具有較強的附著力。最后，組裝好之后對其進行透射光譜測試，經檢測證明鍍上微納結構ZnO薄膜的節(jié)能燈在可見光區(qū)域透射率可達到90%，在紫外區(qū)域透射率可下降到10%以下。 由圖2可見，在紫外波段(20(T400nm)，本實用新型燈管(鍍氧化鋅)在該波段無透射光，普通節(jié)能燈(鍍氧化鋁)在該波段有透射光。實施例2步驟⑴15)同實施例I，步驟(6)中的熱處理溫度為250°C，熱處理時間為2h，再在氧化鋅薄膜外進行熒光粉涂覆。
權利要求1.ー種具有紫外防護功能的節(jié)能燈管，包括管體，其特征在于所述管體的內表面鍍有氧化鋅薄膜。
2.根據權利要求I所述的具有紫外防護功能的節(jié)能燈管，其特征在于所述的氧化鋅薄膜的平均粒徑尺寸為5(Tl50nm。
3.根據權利要求I所述的具有紫外防護功能的節(jié)能燈管，其特征在于所述的氧化鋅薄膜的厚度為10(T200nm。
4.據權利要求I所述的具有紫外防護功能的節(jié)能燈管，其特征在于所述的氧化鋅薄膜的表面粗糙度為3(T50nm。
5.一種節(jié)能燈，其特征在于包含如權利要求I所述的具有紫外防護功能的節(jié)能燈管。
專利摘要本實用新型公開了一種具有紫外防護功能的節(jié)能燈管，包括管體，所述管體的內表面鍍有氧化鋅薄膜，所述的氧化鋅薄膜的平均粒徑尺寸為50～150nm，所述的氧化鋅薄膜的厚度為100nm～200nm，所述的氧化鋅薄膜的表面粗糙度為30～50nm。本實用新型提供的防紫外節(jié)能燈管耗能低，性能穩(wěn)定，在紫外波段透過率低，可見光波段發(fā)光強度高，具有重要的應用價值。
文檔編號H01J61/40GK202394840SQ20112051560
公開日2012年8月22日 申請日期2011年12月12日 優(yōu)先權日2011年12月12日
發(fā)明者何娣, 劉彬, 周柳萍, 朱超挺, 鄢波, 隋成華 申請人:浙江工業(yè)大學