專利名稱：用于uv控制燈的高溫?zé)o鉛涂覆組合物的制作方法
用于uv控制燈的高溫?zé)o鉛涂^t組合物
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及無鉛涂覆組合物。本發(fā)明涉及結(jié)合uv控制燈的具體應(yīng)用， 并具體參考uv控制燈對本發(fā)明進(jìn)行描述。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明還
可用于其它類似應(yīng)用。
非uv控制燈是普通的在整個波長范圍內(nèi)發(fā)光的燈。市場上的非uv控
制燈的功率或瓦數(shù)在575W至最高6KW的范圍內(nèi)。通常，這種瓦數(shù)的燈用 于需要較強(qiáng)照明的場所，例如電視臺和制作演播室，或者用于音樂會和現(xiàn) 場表演。如工業(yè)上所公知的，這些燈通常具有由普通石英制成的外罩。
可見光是波長介于400 nm和1000 nm之間的光。在正常的使用條件下，
這種波長不要求對使用者進(jìn)行保護(hù)。然而，對于紫外光或uv光(波長介于
150 nm和400 nm之間的光)發(fā)射而言，必須注意保護(hù)使用者或暴露于這種 光的那些人，因?yàn)閁V光對眼睛和皮膚具有潛在的危害。在使用UV控制燈 的情況下，可制造具有特殊外罩的燈以控制UV光發(fā)射。 一種外罩包括摻鈰 的石英外罩，該外罩在使用時最多吸收燈發(fā)出的具有潛在危害的UV發(fā)射的 約80%。通過在適當(dāng)?shù)奈恢檬褂眠@種保護(hù)罩，UV控制燈不會像非UV控制 燈那樣造成光生物危害。
能夠獲得多種不同尺寸的上述類型的燈，包括例如575W、 800W、 1200W、 2500W、 4000W和6000W的燈。這些燈可具有上述類型的保護(hù)涂 層或者沒有上述類型的保護(hù)涂層。然而，所述涂層對于使用者是不可察覺 的。因而，可能容易將沒有摻雜外罩的燈誤認(rèn)為是具有摻雜外罩的燈。這 種錯誤可對暴露于該燈發(fā)射的那些人的眼睛和皮膚造成有害的灼傷和刺 激。
因而，期望開發(fā)出辨別具有摻雜保護(hù)外罩和沒有摻雜保護(hù)外罩的燈的 措施。 一種措施是將涂料施用于燈座，從而提供燈上所用護(hù)罩類型的可見 指示。然而，所使用的這種涂料必須耐受至少300°C的高的工作溫度。另 外，根據(jù)工業(yè)中制定的準(zhǔn)則以及為保護(hù)環(huán)境根據(jù)政府決策制定的準(zhǔn)則，該 涂料必須無鉛。因而，期望開發(fā)新型、改進(jìn)的UV控制燈以滿足消費(fèi)者能夠辨別非UV
控制燈和uv控制燈的需要，這種燈具有施用容易且經(jīng)濟(jì)、耐受施用和工作
條件如高溫、以及滿足所制定的環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的辨別措施。 發(fā)明概述
本發(fā)明提供uv控制燈。該燈包括高溫涂料或油漆，施用所述高溫涂料
作為燈上使用摻雜或其它石英保護(hù)罩的指示。設(shè)置摻雜護(hù)罩，從而吸收燈
發(fā)出的UV光的約80。/Q。該高溫涂料優(yōu)選設(shè)置在燈座上，以便于消費(fèi)者斗企 驗(yàn)。
該涂料或油漆為無鉛組合物。因而，在美國和外國市場上，該涂料符 合工業(yè)上制定的以及負(fù)責(zé)影響環(huán)境和使用者安全事務(wù)的政府機(jī)構(gòu)制定的現(xiàn) 4亍MJt和標(biāo)準(zhǔn)。
除此以外，該涂料能夠耐受至少300°C的工作溫度，而不會對燈或涂 料的性能或者組合物本身的完整性造成任何有害影響。
發(fā)明詳述
參考優(yōu)選實(shí)施方案對本發(fā)明進(jìn)行描述。顯然，通過閱讀和理解以下詳 細(xì)說明，本領(lǐng)域技術(shù)人員可作出改進(jìn)和改變。本發(fā)明應(yīng)當(dāng)解釋為包括所有 這些改進(jìn)和改變。
如本文所用，"UV控制燈"是指如下所述的燈在包括紫外輻射(150 nm~400 nm)的整個波長范圍內(nèi)發(fā)光，并且包括防止使用者暴露于這種輻射 的保護(hù)措施。例如可通過應(yīng)用摻雜石英護(hù)罩，保護(hù)575W 6000W中任意瓦 數(shù)的UV控制燈，設(shè)置該摻雜石英護(hù)罩以通過吸收UV光來具體解決UV光 發(fā)射的問題。
如本文所用，"油漆，，和"涂料"及其各種形式可互換使用，以表示用 于本發(fā)明以識別UV控制燈的組合物。
盡管本申請披露的涂覆組合物可應(yīng)用于多種類型的燈，但本申請參考 以575W 6KW中任意瓦數(shù)(包括但不限于575W、 800W、 1200W、 2500W、 4000W和6000W)工作并且在整個波長范圍內(nèi)發(fā)光的燈進(jìn)行"i兌明。使用涂覆 組合物以特別地使消費(fèi)者或使用者易于識別如下所述的燈具有摻雜護(hù)套， 并因而能夠長時間使用而對暴露于該燈發(fā)射的人具有極小或沒有有害影響。顯然，該涂料可應(yīng)用于期望辨別同類型燈的任意燈產(chǎn)品。
將該涂覆組合物直接施用于燈座。這可通過任意適當(dāng)?shù)姆椒▽?shí)現(xiàn)，包
括通過作為制燈工藝 一部分的后制作方法(post-production method)實(shí)現(xiàn)或者 甚至通過手工實(shí)現(xiàn)。該組合物不含在施用或使用時對環(huán)境有害的物質(zhì)。燈 座可以是工業(yè)中常用的幾種燈座中的任意一種，包括但不限于包含氧化鋁、 鋯英石-堇青石和滑石的燈座。通常，燈座的額定溫度低于300。C,相應(yīng)于 相同溫度的使用極限。本申請披露的包括無鉛油漆的涂覆組合物可耐受達(dá) 到以及高于400。C的溫度。
涂覆組合物可呈油漆狀或類似糊劑等狀態(tài)的稠度。使用狀態(tài)可取決于 涂料將要經(jīng)受的工作溫度。對于極高的施用和/或工作溫度，糊劑，也稱作 粘著劑可能更有優(yōu)勢，這歸因于其實(shí)際組成以及在高于400°C直至800°C 的溫度下保持完整性的能力。
在涂料呈糊狀的情況下，配制涂料，以使其按照所提供的范圍包含表I 所示的成分。用于配制涂料的方法與標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)方法相同。
具體地，按照表I提供的比例，混合涂覆組合物的無機(jī)成分。在溫度高 于1100。C的煅燒室中熔融該混合物。 一旦熔融，立即將該組合物傾倒在水 中以獲得玻璃態(tài)、片狀物質(zhì)。然后將所述片狀物質(zhì)放入球磨機(jī)并研磨成微 米大小的粉末。然后使由此制得的粉末按照占混合物總重至少30重量％的 混合比例與有機(jī)溶劑混合。該溶劑可以是與例如松油、松油醇或其它類似 有機(jī)溶劑組合的由可燃樹脂例如甲基丙烯酸酯、纖維素或其它已知的此類 樹脂制備的任意標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)溶劑。樹脂/有機(jī)溶劑與包含涂料成分的玻璃態(tài)、 片狀物質(zhì)的組合形成具有糊狀稠度的組合物。
然后，通過任意常規(guī)方法將通過上述混合/研磨/混合工藝得到的糊劑施 用于燈座。在高于800。C的溫度下對燈座進(jìn)行至少30分鐘的熱處理。在此 溫度下，有機(jī)溶劑溶解，剩余粉末粘結(jié)在燈座上?；蛘?，可直接將涂覆組 合物施用于陶瓷燈座并在高于800°C的溫度進(jìn)行熱處理，從而將涂料粘結(jié) 在燈座上。
添加涂覆組合物的Si02成分作為填充材料，以增強(qiáng)涂覆組合物的氧化 物網(wǎng)絡(luò)和結(jié)構(gòu)完整性。或者，可添加例如Hf02等材料以使涂料更加耐久。 盡管表I所示的組合物形成深藍(lán)色涂料，但可通過添加例如約2%~約10% 氧化銦作為填充材料成分的一部分來提亮色彩。將按照上述工藝制備并且耐受高達(dá)800。C的溫度的涂覆組合物以糊劑 或粘著劑狀施用于6KW的UV控制燈。觀察到涂料粘結(jié)在燈座上，而沒有 經(jīng)歷任何劣化。
表1
高溫?zé)o鉛粘著劑
成分含量范圍(％)Si0220.0 '30.0 %
B20315.0 '40.0 %
A12035.0 ~20.0 %
ZnO5.0 10.0 %
CoO3.0 ~5.0 %
Cr2031.0 5.0%
NiO< 1.0%
有機(jī)溶劑> 30.0 %對于瓦lt為575W、 800W、 1200W、 2500W和4000W的UV控制燈，
使用以下表n披露的涂覆組合物。測得該涂料耐受高達(dá)500。c的溫度。按 照以上針對表i提供的組合物描述的工藝制備該涂覆組合物。然而，該組合 物包含使涂料呈更常規(guī)油漆狀態(tài)的數(shù)種溶劑。該涂覆組合物中使用的溶劑 在表i所述糊劑經(jīng)受的較高溫度下易于分解或蒸發(fā)，但在該涂料較低的溫度
參數(shù)即500。C(盡管相對為這種燈的工作溫度設(shè)定的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)而言該溫度為
較高的溫度)下保持穩(wěn)定。
表n
高溫?zé)o鉛涂料
成分含量范圍(％)
Si02> 30.0 %
氧化鈦2.0 10.0%
CoO3.0 10%
Cr2031.0 2.0%
ZnO< 1.0 %成分 含量范圍(％)
曱苯 8.0 9.0%
曱醇 7.0 ~ 8.0%
異丙醇 20.0-25.0% 乙二醇
一丁基醚 7.0 8.0%
盡管可使涂覆組合物為任意顏色以使其對于使用者能夠覺察，但配制 前述涂料以使其為藍(lán)色組合物。該顏色歸因于包含鈷化合物?？赏ㄟ^添加 本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其它化合物，獲得其它顏色，然而應(yīng)當(dāng)仔細(xì)選擇該 化合物，以不影響涂料的溫度性能。
對涂料進(jìn)行了評價，證實(shí)所述涂料耐熱，表現(xiàn)為在極高的溫度下施用 并隨后處于工作條件時涂料保持原色。以下表III提供了該評價的數(shù)據(jù)。
表III 涂料的評價
紅 底座材料 狀態(tài)
6KW/UVC* 滑石 粘著齊
1200W/UVC* 鋯英石-堇青石 油漆
(續(xù)) 2500W/UVC*
4000W/UVC*
575W/UVC* 氧化鋁 粘著劑
800W/UVC* 氧化鋁 油漆
評價 固定于800°C**; 結(jié)果:無顏色變化 底座僅測試
500。C/10小時+ 400。C/70小時 結(jié)果:良好 燈(4kW)測試 夾具中100小時 結(jié)果:良好 固定于800°C**; 結(jié)果良好 測試
500°C/100小時 結(jié)果良好進(jìn)行其它試驗(yàn)以確定涂料使用時的完整性。所采用的試驗(yàn)是熱沖試驗(yàn)，
在該試驗(yàn)過程中，以上表中限定的根據(jù)本發(fā)明具有涂料的燈在800°C下工 作20小時。在該時段結(jié)束時，將處于熱狀態(tài)的燈放入27。C的水中，即經(jīng) 受極端的熱沖擊。無論何種情況，所評價的涂料均未顯示出劣化。
盡管結(jié)合UV控制燈對本發(fā)明進(jìn)行了描述，但應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明還 可應(yīng)用于任何需要或期望辨別外觀相同的燈的情況。對于要求高溫特性的 情況尤為如此。
參考優(yōu)選實(shí)施方案對本發(fā)明進(jìn)行了描述。顯然，通過閱讀和理解以上 詳細(xì)說明，本領(lǐng)域技術(shù)人員可作出改進(jìn)和改變。本發(fā)明應(yīng)當(dāng)解釋為包括所 有這些改進(jìn)和改變。
權(quán)利要求
1. 一種用于紫外控制燈的涂料，包括無鉛涂覆組合物，所述無鉛涂覆組合物包含表現(xiàn)高溫特性的氧化物，從而使所述涂料在400℃以上的溫度時保持完整性。
2. 權(quán)利要求1的涂料，其中所述無鉛涂覆組合物為粘著劑狀。
3. 權(quán)利要求l的涂料，其中所述無鉛涂覆組合物為油漆。
4. 權(quán)利要求1的涂料，其中所述氧化物選自硼、鋁、鋅、鈷、鈦和鉻 的氧化物。
5. 權(quán)利要求4的涂料，其中所述涂料包括B203、 A1203、 ZnO、 CoO和 Cr203，并且為粘著劑狀。
6. 權(quán)利要求4的涂料，其中所述涂料為包括TiO、 CoO、 0203和至少 一種〗容劑的油;黍。
7. 權(quán)利要求l的涂料，其中所述涂料施用于UV控制燈的底座。
8. 權(quán)利要求7的涂料，其中所述涂料在高達(dá)800。C的溫度下施用于所 迷燈的底座。
9. 權(quán)利要求1的涂料，其中所述涂料為藍(lán)色。
10. —種UV控制燈，包括瓦數(shù)介于500 W和6000 W之間并且在包括 波長為150 nm 400 nm的UV輻射的整個波長范圍內(nèi)發(fā)光的燈，所述燈包 括最多吸收所述燈發(fā)出的UV輻射的80 %的石英保護(hù)罩，并且所述燈包括 具有高溫特性的涂料作為所述燈具有所述UV保護(hù)罩的指示。
11. 權(quán)利要求10的UV控制燈，其中所述具有高溫特性的涂料設(shè)置在 所述燈的底座上。
12. 權(quán)利要求10的UV控制燈，其中所述具有高溫特性的涂料為無鉛 涂覆組合物，所述涂覆組合物包含表現(xiàn)高溫特性的氧化物，從而使所述涂 料在400°C以上的溫度時保持完整性。
13. 權(quán)利要求12的UV控制燈，其中所述無鉛涂覆組合物為粘著劑狀。
14. 權(quán)利要求12的UV控制燈，其中所述無鉛涂覆組合物為油漆。
15. 權(quán)利要求12的UV控制燈，其中所述氧化物選自硼、鋁、鋅、鈷、 鈦和4各的氧化物。
16. 權(quán)利要求15的UV控制燈，其中所述涂料包括B203、 A1203、 ZnO、CoO和Cr203,并且為粘著劑狀。
17. 權(quán)利要求15的UV控制燈，其中所述涂料為包括TiO、 CoO、 Cr203 和至少 一種溶劑的油漆。
18. 權(quán)利要求11的UV控制燈，其中所述涂料在高達(dá)800。C的溫度下 施用于所述燈的底座。
19. 權(quán)利要求10的UV控制燈，其中所述涂料為藍(lán)色。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于UV控制燈的無鉛涂覆組合物。該涂覆組合物能夠耐受高達(dá)800℃的施用和工作溫度，而沒有表現(xiàn)出性能劣化或視覺上的劣化。該涂料用于辨別包括UV石英保護(hù)套的燈和缺少這種保護(hù)的燈。
文檔編號C09D5/00GK101443420SQ200780017120
公開日2009年5月27日 申請日期2007年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月15日
發(fā)明者塞爾瑪·多爾西, 杰拉爾德·舒, 科林·約翰斯頓, 迪德·奧朗澤布 申請人:通用電氣公司