技术领域
[0001] 本
发明涉及一种纳米光学节能灯反射罩制造方法。
背景技术
[0002] 反射罩主要用于
光源的聚光，采用抛物线曲面设计，能更有效地降低光损。
[0003] 反射罩是提高
灯具照明效率的重要配件，多数以
铝合金为制造材质，表面光滑，形状各异。
[0004] 灯反射罩的类型有聚焦型、非聚焦型和多面反射型。一般多采用聚焦型，这种灯反射罩的结构特点是能将光线
能量更为集中。
[0005] 在反射罩使用中，为增加光源效率，充分发挥光效，一般采用铝制板材
冲压制成的反射罩提高灯具光效的方法，但是，此反射罩的反射面粗糙，反射率＜40%-50%。
[0006] 传统的反射罩因缺乏精密光学设计，容易造成
眩光、区域过度照明等，不仅会使灯具光效损失，而且会造成光照不均匀、使灯具设备浪费
电能。
[0007] 发明内容
[0008] 本发明需要解决的技术问题就在于克服
现有技术的
缺陷，提供一种纳米光学节能灯反射罩制造方法，它将反射面形成密集的多反射棱
角，通过
真空镀膜形成镜面，达到多点、多角度交替反射，充分发挥光源效率，有效避免灯具的暗斑、阴影，使其
亮度增加、照度均匀。
[0009] 为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：
[0010] 本发明提供了一种纳米光学节能灯反射罩制造方法，所述方法包括下列步骤：将铝板原料采用多反射棱角模具，
压铸成型，然后进行化学
抛光、
表面处理、
脱脂清洗、干燥、炉内
喷涂底漆、
固化，之后经
真空镀膜和镀纳米保护膜步骤，形成由纳米高亮度结晶体玻璃性质成分保护膜层、反射铝膜层、底漆层和铝制压铸反射罩
底板层构成的反射罩。
[0011] 铝板原料采用德国安铝MIRO4高镜面铝板，采用多反射棱角模具压铸成型，使反射罩的反射面形成密集的多反射棱角。
[0012] 化学抛光步骤为：
[0013] 1）、装料；
[0014] 2）、化学清洗脱脂：采用含有
表面活性剂的
水溶性化学
清洗剂清洗，有效除去反射罩表面的油脂；
[0015] 3）、搅拌：采用机械搅拌方式进行适当、均匀的搅拌，保证反射罩表面化学抛光的均匀性；
[0016] 4）、时间：反射罩化学抛光所需的时间为1-3min；
[0017] 5）、
温度：抛光温度为常温至105℃；
[0018] 6）、反射罩化学抛光后的转移：化学抛光后，反射罩迅速转移到水洗槽中进行水洗；
[0019] 7）、水洗：反射罩水洗是化学抛光过程的最后工序，附着在反射罩表面上黏滞的化学抛光槽液必须清洗干净，采用循环流动的温水（40℃）水洗。
[0020] 8）、除灰：反射罩水洗后转移到除灰的槽液中进行除灰，除灰的槽液中含体积分数为25%-50%的
硝酸。
[0021] 真空镀膜步骤为：将反射罩待镀膜基材装在真空蒸镀机中，用真空
泵抽真空，－2 -3使真空度达 到 1.3×10 ～1.3×10 Pa，加热坩锅使纯度为99.99%的高纯度铝丝在
1200℃～1400℃的温度下溶化并
蒸发成气态铝，气态铝微粒在移动的反射罩基材表面沉积、经冷却还原即形成一层连续而光亮的金属铝层，膜的厚度为4-7μm。
[0022] 镀纳米保护膜步骤为：
[0023] 1)、镀膜液的制备，方法与步骤如下：
[0024] （1）、将粒径为25～2000nm（nm,纳米，长度单位，1米的10负9次方，符号为nm。1纳米=1毫微米（既十亿分之一米），约为10个
原子的长度。假设一根头发的直径为0.05毫米，把它径向平均剖成5万根，每根的厚度即约为1纳米。）的
二氧化
硅颗粒分散到水中，得到含
二氧化硅的悬浮液，二氧化硅与水的重量体积比为3～200克／升；
[0025] （2）、分配制硝酸
银水溶液，加入
氨水使其成为络合溶液，络合溶液中硝酸银的浓度为0.01～10摩尔／升，氨的浓度为0.02～20摩尔／升，将该络合溶液加入到步骤（1）的悬浮液中，悬浮液与络合溶液的体积比为1∶0．1～1∶5，在25℃～55℃下
吸附银氨络离子，离心水洗，得到吸附有银氨络离子的二氧化硅；
[0026] （3）、将步骤（2）得到的吸附有银氨络离子的二氧化硅分散在二甲基乙酰胺极性
有机溶剂中（二甲基乙酰胺极性溶剂是一种无色透明液体，能与水、醇、醚等
有机溶剂混合，是一种极性溶剂。二甲基乙酰胺极性溶剂的热
稳定性好，即使在沸点也稳定不分解，可通过蒸馏精制；其在水溶液中稳定，但有酸、
碱存在时会促使
水解。），其在有机溶剂中的浓度为0．05～3摩尔／升；再在此分散液中加入氨水，然后加入
硅酸酯，使混合后的氨的浓度为0．
01～10摩尔／升，硅酸酯的浓度为0．005～0．5摩尔／升，在25～45℃下反应，得到乳白色或白色悬浮液；
[0027] （4）、将步骤（3）得到的乳白色或白色悬浮液离心水洗后，分散在水中，其固体重量与水的体积比为3～100克／升；加入氟素表面活性剂，是一种非离子聚合型含氟表面活性剂，该表面活性剂作为添加剂，可获得表面张
力，使混合后的浓度为0．01～10摩尔／升，在25～45℃下反应，得到悬浮液，再离心分离，得到复合单分散均匀纳米银球型颗粒，粒径在35～2200nm，沉淀，所得沉淀干燥后，得到球形复合纳米银／二氧化硅功能材料。
[0028] 2）镀膜：由比例在7：3和9：1之间的
乙醇和水组成的溶剂稀释，使镀膜液更容易流平、铺展，采用辊涂法涂布保护膜层。待镀件在镀膜前进行预
热处理，使待镀件具备一定的温度，使镀膜液表干速度加快，减少边部收缩，镀膜室的温度为20℃±5℃，减少镀膜液的挥发引起的浓度变化；湿度控制在50%±5%，镀膜室洁净度：10万级，表干时间为30秒～40秒。经过150℃～200℃膜层初步固化，具备一定的强度（粘结力和硬度），然后进入
钢化炉以（600—650℃）加热后经迅速冷却进行表面玻璃保护膜钢化处理，改善结构性能，使其强度提高3-5倍，可达到表面形成高亮度结晶体玻璃性质成分
耐磨涂层。
[0029] 形成由液态二氧化硅、玻璃素、氟素
聚合物和水组成的纳米高亮度结晶体玻璃性质成分保护膜层。
[0030] 反射罩的反光效率取决于反射罩压铸成型模具的设计和真空镀膜的
质量，而反射罩镀膜的质量又取决于铝制反射罩底板压铸成型模具设计的工艺。
[0031] 本发明将压铸成型的反射罩底板通过改变成型模具，反射面形成密集的多反射棱角，通过真空镀膜形成镜面，达到多点、多角度交替反射，充分发挥光源效率，有效避免灯具的暗斑、阴影，使其亮度增加、照度均匀。通过改变反射罩压铸成型模具的多反射棱角角度，可达到多种需求的反射角度和配光曲线，以达到适用于各种照明场所要求的目的。
[0032] 本发明通过在反射层表面镀由液态二氧化硅、玻璃素、氟素聚合物、水等成份组成的纳米保护膜，反射层表面形成高硬度、高强度、高亮度结晶保护膜体，性能稳定、耐高温、防
腐蚀，污垢不易黏附，物质性质稳定，具有与玻璃和
石英等物质相同的构造。
[0033] 本发明制造的灯反射罩可以广泛应用于泛光灯、工矿灯、
路灯等各种照明场所。
具体实施方式
[0034] 本发明提供了一种纳米光学节能灯反射罩制造方法，所述方法包括下列步骤：将铝板原料采用多反射棱角模具，压铸成型，然后进行化学抛光、表面处理、脱脂清洗、干燥、炉内喷涂底漆、固化，之后经真空镀膜和镀纳米保护膜步骤，形成由纳米高亮度结晶体玻璃性质成分保护膜层、反射铝膜层、底漆层和铝制压铸反射罩底板层构成的反射罩。
[0035] 具体步骤为：
[0036] 1、开模具：通过改变压铸成型模具，反射面形成密集的多反射棱角，通过真空镀膜形成镜面，达到多点、多角度交替反射，充分发挥光源效率，有效避免灯具的暗斑、阴影，使其亮度增加、照度均匀。
[0037] 2、铝板原料：采用德国安铝MIRO4高镜面铝板，反射率高（达95%），易于成型，表面坚硬不易刮伤，可直接加工无需预处理，硬度均匀，适合复杂冲压成型、折弯、拉伸、整型不易破裂。此材料镜面为机械抛光式加工生成，表面无
电镀涂层。
[0038] 3、压铸成型：通过改变反射罩压铸成型模具的多反射棱角角度，可达到多种需求的反射角度和配光曲线，以达到适用于各种照明场所要求的目的。
[0039] 4、化学抛光：
[0040] 1）、装料：化学抛光前先进行装料，装料的基本原则与普通
阳极氧化生产的要求相同。需要化学抛光的反射罩应无严重的擦伤、划伤、腐蚀等缺陷，以确保获得满意的
光亮度。装料量相应减少，间距、倾斜度要加大，使气体尽快逸出。化学抛光槽液的相对
密度很大，抛光中刚形成的气体附着在反射罩表面，有可能使导电梁上浮，浮出液面部分的反射罩化学抛光就不充分，造成在同一挂料中出现光亮度不均匀的现象。必要时，减少装料量或采用大型加重的导电梁防止反射罩上浮。反射面应该向外垂直装料，确保该面上的气体尽快逸出。
装料要采用夹具稳固，使用夹具固定时注意避免在反射面上留下夹具痕迹。
[0041] 2）、化学清洗脱脂：反射罩化学抛光前，特别是经过机械抛光的反射罩表面可能含有油脂，采用高温水或高温
蒸汽清洗得不干净。现采用含有表面活性剂的
水溶性化学清洗剂清洗，能有效除去反射罩表面的油脂。
[0042] 3）、搅拌：在反射罩化学抛光中有气体逸出，如果槽液没有搅拌，很难使气体迅速脱离反射罩表面，形成气体累积。气体累积到一定量时因气泡向上逸出，使表面造成气体条纹。采用机械搅拌方式进行适当、均匀的搅拌能保证反射罩表面化学抛光的均匀性。
[0043] 4）、时间：反射罩化学抛光所需的时间在1-3min，限定抛光时间是为了防止气体缺陷的产生。
[0044] 5）、温度：温度对反射罩化学抛光的效率和表面质量有重要的影响。温度高抛光效率
加速，但产生较多气体逸出，有可能产生气体缺陷。对于新配制的化学抛光槽液，应该注意温度不宜太高；若溶铝量达到一定平衡水平，化学抛光槽液的温度要高些。随着溶铝量的增加，要维持一定的抛光效率就要增加槽液的温度。一旦槽液的温度超过设定的上限温度105℃，仍不能达到满意的光亮度，通常则需要调整槽液浓度或调整与浓度直接相关的相对密度。
[0045] 6）、反射罩化学抛光后的转移：化学抛光后，反射罩应该迅速转移到水洗槽中进行水洗。如果转移不迅速，将会出现转移浸蚀的缺陷。因为附着在反射罩上的化学抛光槽液十分黏滞，反射罩一出槽，从很高的温度迅速冷却，化学反应还在继续，气体不断逸出，硝酸含量下降很快，表面液体中溶铝量不断升高，越来越偏离正常的化学抛光必要的工艺条件。如果反射罩转移稍慢，就有可能出现转移浸蚀等缺陷。
[0046] 7）、水洗：反射罩水洗是化学抛光过程的最后工序，附着在反射罩表面上黏滞的化学抛光槽液必须清洗干净，采用循环流动的温水（40℃）水洗。
[0047] 8）、除灰：反射罩水洗后转移到除灰的槽液中进行除灰，通常除灰的槽液中含体积分数为25%-50%的硝酸（相对密度1.40）。反射罩表面除灰处理后，检查化学抛光的表面质量，应平整光亮。若表面还附着有轻微的
铜的特征
颜色，表明除灰不充分，需补充除灰时间，必要时增加除灰槽液中的硝酸含量。
[0048] 5、干燥：采用烘干处理。
[0049] 6、炉内喷涂底漆：反射罩性能取决于镀膜层的质量，而镀膜工艺质量的关键又是决定于底漆层质量。虽然目前可以做无底漆镀膜，但是由于模具质量和成本以及反射亮度的不足等问题存在，因此采用了炉内喷涂底漆并固化使其产生高亮的表面（无污染残留物），彻底解决了这一技术难题。
[0050] 7、真空镀膜：真空镀膜需要在较高真空度下进行，将被反射罩待镀膜基材装在真-2 -3空蒸镀机中，用
真空泵抽真空，使真空度达 到 1.3×10 ～1.3×10 Pa，加热坩锅使高纯度的铝丝（纯度99.99%）在 1200℃～1400℃的温度下溶化并蒸发成气态铝。气态铝微粒在移动的反射罩基材表面沉积、经冷却还原即形成一层连续而光亮的金属铝层，膜的厚度为
4-7μm。采用的蒸发镀膜方法， 需要镀膜的反射罩为基材，镀的材料（铝 ）为靶材，基材与靶材同在真空腔中。 蒸发镀膜是加热靶材使表面组分以原子团或离子形式被蒸发出来，并且沉降在反射罩基材表面，通过成膜过程（散点－岛状结构-迷走结构-层状生长）形成
薄膜。
[0051] 真空镀膜厚度要适宜，一般膜的厚度为4-7μm，镀膜过厚、不均匀，会造成
应力分布集中，导致氧化膜断裂，影响反射罩的使用寿命。
[0052] 纳米光学节能灯具反射罩镀膜机型号为DM-2000。它包括真空室体(2000m×2000m)、抽真空机组、气体压力调节、
电阻式蒸发、高压
离子轰击、
工件转动等部件。
电气控制采用PLC可编程序
控制器、变频调速器,两相高、低压可控硅交流调压，真空压力
信号等全自动程序控制和
触摸屏幕显示。
[0053] 8、镀纳米保护膜步骤为：
[0054] 1)、镀膜液的制备，方法与步骤如下：
[0055] （1）、将粒径为25～2000nm（nm,纳米，长度单位，1米的10负9次方，符号为nm。1纳米=1毫微米（既十亿分之一米），约为10个原子的长度。假设一根头发的直径为0.05毫米，把它径向平均剖成5万根，每根的厚度即约为1纳米。）的二氧化硅颗粒分散到水中，得到含二氧化硅的悬浮液，二氧化硅与水的重量体积比为3～200克／升；
[0056] （2）、分配制硝酸银水溶液，加入氨水使其成为络合溶液，络合溶液中硝酸银的浓度为0.01～10摩尔／升，氨的浓度为0.02～20摩尔／升，将该络合溶液加入到步骤（1）的悬浮液中，悬浮液与络合溶液的体积比为1∶0．1～1∶5，在25℃～55℃下吸附银氨络离子，离心水洗，得到吸附有银氨络离子的二氧化硅；
[0057] （3）、将步骤（2）得到的吸附有银氨络离子的二氧化硅分散在二甲基乙酰胺极性有机溶剂中（二甲基乙酰胺极性溶剂是一种无色透明液体，能与水、醇、醚等有机溶剂混合，是一种极性溶剂。二甲基乙酰胺极性溶剂的
热稳定性好，即使在沸点也稳定不分解，可通过蒸馏精制；其在水溶液中稳定，但有酸、碱存在时会促使水解。），其在有机溶剂中的浓度为0．05～3摩尔／升；再在此分散液中加入氨水，然后加入硅酸酯，使混合后的氨的浓度为0．
01～10摩尔／升，硅酸酯的浓度为0．005～0．5摩尔／升，在25～45℃下反应，得到乳白色或白色悬浮液；
[0058] （4）、将步骤（3）得到的乳白色或白色悬浮液离心水洗后，分散在水中，其固体重量与水的体积比为3～100克／升；加入氟素表面活性剂，是一种非离子聚合型含氟表面活性剂，该表面活性剂作为添加剂，可获得表面
张力，使混合后的浓度为0．01～10摩尔／升，在25～45℃下反应，得到悬浮液，再离心分离，得到复合单分散均匀纳米银球型颗粒，粒径在35～2200nm，沉淀，所得沉淀干燥后，得到球形复合纳米银／二氧化硅功能材料。
[0059] 2）镀膜：由比例在7：3和9：1之间的乙醇和水组成的溶剂稀释，使镀膜液更容易流平、铺展，采用辊涂法涂布保护膜层。待镀件在镀膜前进行预热处理，使待镀件具备一定的温度，使镀膜液表干速度加快，减少边部收缩，镀膜室的温度为20℃±5℃，减少镀膜液的挥发引起的浓度变化；湿度控制在50%±5%，镀膜室洁净度：10万级，表干时间为30秒～40秒。经过150℃～200℃膜层初步固化，具备一定的强度（粘结力和硬度），然后进入钢化炉以（600—650℃）加热后经迅速冷却进行表面玻璃保护膜钢化处理，改善结构性能，使其强度提高3-5倍，可达到表面形成高亮度结晶体玻璃性质成分耐磨涂层。
[0060] 形成由液态二氧化硅、玻璃素、氟素聚合物和水组成的纳米高亮度结晶体玻璃性质成分保护膜层。
[0061] 镀由液态二氧化硅、玻璃素、氟素聚合物、水、等镀膜剂构成的纳米高亮度结晶体玻璃性质成分保护膜，在真空镀膜的反射罩反射铝膜表面形成高硬度、高强度、高亮度结晶膜体，使污垢不易黏附漆面。
[0062] 保护膜具有超高硬度、高亮度结晶体镀膜的玻璃性质成分，使原反射罩反射层的保护性能和通透性能大大提升，令反射罩亮丽如新，光彩夺目。这种保护膜层本身不受紫外线破坏，结合能力超强，镀膜剂所有物质均性质稳定，能有效的抵抗高温，具有与玻璃和石英等物质相同的构造。
[0063] 通过以上工艺生产出的纳米光学节能灯具反射罩，在反射面形成密集的多反射棱角，通过真空镀膜形成镜面，达到多点、多角度交替反射，充分发挥光源效率，反射率可达99%，有效避免灯具的暗斑、阴影，使其亮度增加、照度均匀。通过改变反射罩压铸成型模具
