专利名称：一种超长寿命大功率节能灯的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种照明光源，具体涉及一种超长寿命大功率节能灯。
背景技术：
大功率节能灯作为照明光源的一种，在商场，大型建筑，室外照明，特别是景观照明 上应用较广，在制作工艺上己有了较大的改进，但其因为阴极电子粉溅射快，不耐轰出， 造成节能灯管易黑头，寿命短，能耗大的缺点一直未得到较好的解决，制约了大功率节能 灯的推广就用。目前大功率节能灯用的镇流器通常为不带预热功能的镇流器，灯在启动之 前，灯丝阴极周围的空间电荷非常稀薄，快速启动对灯阴极和灯管两端同时加开路电压和
阴极电流，阴极发射材料远未达到高于70(TC的热电子发射状态，而高电压又不可能在极 短的时间内使灯管导通，灯必然要承受一段辉光放电时间再过渡到弧光放电，导致阴极发 射物质的严重溅射，使灯管两端的灯丝周围的管壁出现发黑，造成灯管寿命大大缩短。而 常用的电子粉在大功率节能灯上使用时，由于电子粉本身不耐轰击，溅射大，因此也造成 了大功率节能灯寿命短，灯管发黑。
发明内容
本发明的目的是为了改进现有的节能灯易黑头，寿命短，能耗大的缺点而提供一种大 功率长寿命的节能灯，实现绿色照明，资源节约，节能环保的目的。
本发明的技术方案为 一种超长寿命大功率节能灯，由灯头(1)、灯座(2)、镇流器
(3)和灯管(4)组成；灯管由涂覆荧光粉(6)的玻管(5)、涂敷有作为电子发射材料 的电子粉浆料(8)的阴极灯丝(7)组成；其中所述的镇流器(3)为有预热功能的镇流 器，所述的电子粉浆料(8)其原料组分及各组分占原料总量的质量百分比为电子粉50-70%， 溶剂为24.5-35%,粘结剂为0.5-5%,电子发射材料为5-10%。
其中所述电子粉浆料(8)的外观为白色或灰色，密度范围为1.40-2.2g/cm3。
上述的电子粉浆料(8)中的电子粉为稀土金属碳酸盐和碱土金属碳酸盐的混合物， 其组成为各组分及各组分占电子粉总量的质量百分含量分别为碳酸钡50-70%，碳酸锶 15-30%，碳酸钙5-20%,碳酸钇0.5-5%,碳酸铕0-5%，碳酸镧0-5%;或者电子粉浆料(8)中的电子粉为稀土金属氧化物和碱土金属碳酸盐的混合物，其中碱土金属碳酸盐占电子粉 总量的质量百分含量为95-99.5%，稀土金属氧化物占电子粉总量的质量百分含量为 0.5-5%，所述的稀土氧化物为氧化钇，氧化铕、氧化镧中的一种或几种混合，所述的碱土 金属碳酸盐中各组分占碱土金属碳酸盐总质量的百分比分别为碳酸钡50-70%，碳酸锶 15-30%，碳酸转为5-20%。
所述的溶剂至少为甲醇、丙酮、醋酸丁酯或醋酸戍酯中的一种；粘结剂为硝化棉；电 子发射材料至少为二氧化锆或金属锆中的一种。
本发明还提供了上述的节能灯的制备方法，其具体步骤为
A. 电子粉的制备:按比例将稀土金属的硝酸盐溶液和碱土金属的硝酸盐溶液混合均匀， 控制混合溶液的密度为1.01-1.20 g/cm3， PH值为2.5-6，将混合溶液和密度为1.01-1.15 g/cm3， PH值为7.5-10的碳酸盐溶液反应，反应所得沉淀物为电子粉；或者是将碱土金属 的硝酸盐和碳酸盐溶液反应，控制硝酸盐的密度为1.01-1.20 g/cm3， PH值为2.5-6,碳酸 盐的密度为1.01-1.15 g/cm3， PH值为7.5-10，反应所得沉淀物为碱土金属碳酸盐，再将所 得碱土金属碳酸盐与稀土金属氧化物混合得电子粉；再按占电子粉浆料总质量百分比为 50-70%的电子粉，24.5-35%的溶剂，0.5-5%的粘结剂，5-10%的电子发射材料在球磨罐中 混合，控制转速为100-150转/分钟，球磨48-96小时，制得电子粉浆料；其中所述的碳酸 盐为碳酸铵、碳酸氢铵、碳酸钠或碳酸氢钠中的任意一种；
B. 将配制好的电子粉浆料倒入自动搅拌的容器内，将装好灯丝的荧光灯阴极放入装 有电子粉浆料的容器内，通过电泳或浸涂的方法，使电子粉浆料涂敷到荧光灯灯丝上，制 得涂敷有作为电子发射材料的电子粉浆料(8)的阴极灯丝(7);
C. 荧光灯灯管的制备将荧光粉浆料倒入洁净的荧光灯玻管内，经过烘干、烤管， 制得涂覆荧光粉(6)的玻管(5)，再和制得涂敷有作为电子发射材料的电子粉浆料(8) 的阴极灯丝(7)组装成荧光灯灯管(4);
D. 制备好的荧光灯灯管(4)经阴极分解、激活、排气后，和镇流器(3)、灯头(1)、 灯座(2)组装成超长寿命大功率节能灯。
上述的荧光粉和有预热功能的镇流器为市售。
本发明采用荧光灯开关试验方法来测试。节能灯的开关试验是一种加速寿命试验， 其目的主要是通过较短时间的试验考査灯管的寿命。节能灯属于低气压汞荧光灯，正常情 况下灯的寿命取决于阴极电子粉的消耗情况，电子粉耗光，灯的寿命终了。影响阴极寿命 的主要因素是电子粉的蒸发和离子的轰击溅散，而电子粉的蒸发和溅散主要发生在灯管的起跳阶段，正常燃点时其影响很小，所以采用开关试验来替代加速寿命试验，开关试验的 目的在正常工作环境下考査阴极经受开关的次数。
有益效果
本发明釆用预热式镇流器，通过给节能灯阴极一定的预热电流，减少电子粉的溅射； 采用大功率长寿命节能灯专用电子粉作为电子发射材料，提高电子粉耐轰出能力，采用以 上设计方案解决了传统的大功率节能灯管易黑头，寿命短，能耗大的缺点，大幅提高了节 能灯的寿命，寿命比普通大功率节能灯长500%以上，极大地节约了能源，减少了环境的 污染。
图l是本发明专利的结构示意图，其中1灯头，2灯座，3镇流器，4灯管，5玻管， 6荧光粉，7灯丝，8电子粉浆料。
具体实施方式
实施例1.
A. 阴极灯丝上涂敷的电子粉浆料(8)的制备，分别称取分析纯的硝酸钙131.2克，硝酸 锶430克，硝酸钡794.7克，硝酸钇17.3克，放在容器中，加去离子水8500ml，搅拌均匀， 调节PH值为4，密度为1.15g/cm3 ，配成溶液l，称取分析纯的碳酸铵580克，加去离子 水5300 mi ，搅拌均匀，调节PH值为9，密度为1.10 g/cm3,配成溶液2，搅拌溶液1， 将溶液2连续加入溶液1中进行反应，反应完毕后，将反应的生成物用去离子水清洗，经 过离心，脱水，烘干，过筛，制得电子粉，各组份的质量百分含量为碳酸钙8%，碳酸锶 30%，碳酸钡60%，碳酸钇2%。称取制得的电子粉60.5克，醋酸丁醋35克，硝化棉1.5 克，二氧化锆7克，放在球磨罐中，转速为100转/分钟，球磨72小时，所得浆料的密度 为1.60g/cm3，外观为白色。
B. 荧光灯阴级灯丝(7)电子粉浆料涂敷，将配制好的电子粉浆料(8)倒入可自动搅拌的容器 内，将装好灯丝的荧光灯阴极灯丝(7)放入装有电子粉浆料(8)的容器内，通过电泳或浸涂的 方法，使电子粉浆料(8)涂敷到荧光灯灯丝上。
C. 荧光灯灯管(4)的制备，将配制好的荧光粉(6)浆料倒入洁净的荧光灯玻管(5)内，经过烘 干、烤管，和制备好的涂有电子粉浆料的荧光灯阴极组装成荧光灯灯管(4)。
D. 制备好的荧光灯灯管(4)经阴极分解、激活、排气后和带预热电路的镇流器(3)、灯头(1)、灯座(2)组装成超长寿命大功率节能灯。 组装好的节能灯进行开关试验测试，开关次数为70000次。 实施例2:
A. 阴极灯丝上涂敷的电子粉浆料(8)的制备，分别称取分析纯的硝酸钙123克，硝酸锶 286.7克，硝酸钡927.1克，硝酸铕27.9克，硝酸钇26克，放在容器中，加去离子水9500 ml，搅拌均匀，调节PH值为2.5，密度为1.05 g/cm3，配成溶液1，称取分析纯的碳酸钠 639克，加去离子水6000ml，搅拌均匀，调节PH值为8.5,密度为1.07 g/cm3，配成溶液 2，搅拌溶液l，将溶液2连续加入溶液1中进行反应，反应完毕后，将反应的生成物用去 离子水清洗，经过离心，脱水，烘干，过筛，制得电子粉。各组份的质量百分含量为碳酸 钙7.3%，碳酸锶19.5%，碳酸钡68.3%，碳酸铕2%，碳酸钇2.9%。称取电子粉67克，甲 醇13.5克，丙酮13.5克，硝化棉0.5克，二氧化锆4.5克，金属锆1克，放在球磨罐中， 转速为120转，球磨80小时，所得浆料的密度为2.15g/cm3，外观为灰色。
B. 荧光灯阴级灯丝(7)电子粉浆料涂敷，将配制好的电子粉浆料(8)倒入可自动搅拌的容器 内，将装好灯丝的荧光灯阴极灯丝(7)放入装有电子粉浆料(8)的容器内，通过电泳或浸涂的 方法，使电子粉浆料(8)涂敷到荧光灯灯丝上。
C. 荧光灯灯管(4)的制备，将配制好的荧光粉(6)浆料倒入洁净的荧光灯玻管(5)内，经过烘 干、烤管，和制备好的涂有电子粉浆料的荧光灯阴极组装成荧光灯灯管(4)。
D. 制备好的荧光灯灯管(4)经阴极分解、激活、排气后和带预热电路的镇流器(3)、灯头 (1)、灯座(2)组装成超长寿命大功率节能灯。 组装好的节能灯进行开关试验测试，开关次数为65000次。
实施例3:
A.阴极灯丝上涂敷的电子粉浆料(8)的制备，分别称取分析纯的硝酸钙164克，硝酸锶 430克，硝酸钡794.7克，放在容器中，加去离子水卯OOml，搅拌均匀，调节PH值为5.5， 密度为1.10g/cm3，配成溶液l，称取分析纯的碳酸铵583克，加去离子水5000ml，搅拌 均匀，调节PH值为8，密度为1.08 g/cm3，配成溶液2，搅拌溶液l，将溶液2连续加入 溶液l中进行反应，反应完毕后，将反应的生成物用去离子水清洗，经过离心，脱水，烘 干，过筛，制得碱土金属碳酸盐。碱土金属碳酸盐中各组份的质量百分含量为碳酸钙10%， 碳酸锶30%，碳酸钡60%.称取碱土金属碳酸盐950克，氧化钇50克混合均匀，制得电子 粉。其中碳酸盐含量为95%,稀土氧化物含量为5%。称取电子粉62克，甲醇16.5克， 醋酸戊醋16.5克，硝化棉1.5克，二氧化锆8克，放在球磨罐中，转速为150转/分钟，球 磨60小时，所得浆料的密度为1.70 g/cm3'外观为白色。B. 荧光灯阴级灯丝(7)电子粉浆料涂敷，将配制好的电子粉浆料(8)倒入可自动搅拌的容器 内，将装好灯丝的荧光灯阴极灯丝(7)放入装有电子粉浆料(8)的容器内，通过电泳或浸涂的 方法，使电子粉浆料(8)涂敷到荧光灯灯丝上。
C. 荧光灯灯管(4)的制备，将配制好的荧光粉(6)浆料倒入洁净的荧光灯玻管(5)内，经过烘 干、烤管，和制备好的涂有电子粉浆料的荧光灯阴极组装成荧光灯灯管(4)。
D. 制备好的荧光灯灯管(4)经阴极分解、激活、排气后和带预热电路的镇流器(3)、灯头 (1)、灯座(2)组装成超长寿命大功率节能灯。
组装好的节能灯进行开关试验测试，开关次数为60000次。
实施例4:
A. 阴极灯丝上涂敷的电子粉浆料(8)的制备，分别称取分析纯的硝酸钙164克，硝酸锶 286.7克，硝酸钡927.1克，放在容器中，加去离子水8000ml，搅拌均匀，调节PH值为 3.5，密度1.12g/cm3，配成溶液l，称取分析纯的碳酸钠625.7克，加去离子水5500 ml， 搅拌均匀，调节PH值为9，密度为1.15 g/cm3，配成溶液2。搅拌溶液l，将溶液2连续 加入溶液l中进行反应，反应完毕后，将反应的生成物用去离子水清洗，经过离心，脱水， 烘干，过筛，制得碱土金属碳酸盐。碱土金属碳酸盐中各组份的质量比为碳酸钙10%，碳 酸锶20%，碳酸钡70%。称取碱土金属碳酸盐9卯克，氧化铕10克混合均匀，制得电子 粉.其中碳酸盐含量为99%，稀土氧化物含量为1%。称取电子粉55克，醋酸丁醋30克， 硝化棉l克，二氧化锆4克，金属锆2克，放在球磨罐中，转速为130转/分钟，球磨96 小时，所得浆料的密度为1.45g/cm3，外观为灰色。
B. 荧光灯阴级灯丝(7)电子粉浆料涂敷，将配制好的电子粉浆料(8)倒入可自动搅拌的容器 内，将装好灯丝的荧光灯阴极灯丝(7)放入装有电子粉桨料(8)的容器内，通过电泳或浸涂的 方法，使电子粉浆料(8)涂敷到荧光灯灯丝上。
C. 荧光灯灯管(4)的制备，将配制好的荧光粉(6)浆料倒入洁净的荧光灯玻管(5)内，经过烘 干、烤管，和制备好的涂有电子粉浆料的荧光灯阴极组装成荧光灯灯管(4)。
D. 制备好的荧光灯灯管(4)经阴极分解、激活、排气后和带预热电路的镇流器(3)、灯头 (1)、灯座(2)组装成超长寿命大功率节能灯。
组装好的节能灯进行开关试验测试，开关次数为85000次。
权利要求
1. 一种超长寿命大功率节能灯，由灯头(1)、灯座(2)、镇流器(3)和灯管(4)组成；灯管由涂覆荧光粉(6)的玻管(5)、涂敷有作为电子发射材料的电子粉浆料(8)的阴极灯丝(7)组成；其中所述的镇流器(3)为有预热功能的镇流器，所述的电子粉浆料(8)其原料组分及各组分占原料总量的质量百分比为电子粉50-70％，溶剂为24.5-35％，粘结剂为0.5-5％，电子发射材料为5-10％。
2. 根据权利要求1所述的节能灯，其特征在于所述电子粉浆料(8)的外观为白色或灰色， 密度范围为1.40-2.2g/cm3。
3. 根据权利要求1所述的节能灯，其特征在于所述的电子粉浆料(8)中的电子粉为稀土 金属碳酸盐和碱土金属碳酸盐的混合物，其组成为各组分及各组分占电子粉总量的质量百 分含量分别为碳酸钡50-70%，碳酸锶15-30%,碳酸钙5-20%，碳酸钇0.5-5%，碳酸铕0-5%， 碳酸镧0-5%;或者电子粉浆料(8)中的电子粉为稀土金属氧化物和碱土金属碳酸盐的混 合物，其中碱土金属碳酸盐占电子粉总量的质量百分含量为95-99.5%，稀土金属氧化物占 电子粉总量的质量百分含量为0.5-5%，所述的稀土氧化物为氧化钇，氧化铕、氧化镧中的 一种或几种混合，所述的碱土金属碳酸盐中各组分占碱土金属碳酸盐总质量的百分比分别 为碳酸钡50-70%，碳酸锶15-30%,碳酸钙为5-20%。
4. 根据权利要求1所述的节能灯，所述的溶剂至少为甲醇、丙酮、醋酸丁酯或醋酸戍酯中 的一种；粘结剂为硝化棉；电子发射材料至少为二氧化锆或金属锆中的一种。
5. —种如权利要求1或3所述的节能灯的制备方法，其具体步骤为A.电子粉的制备:按比例将稀土金属的硝酸盐溶液和碱土金属的硝酸盐溶液混合均匀， 控制混合溶液的密度为1.01-1.20 g/cm3， PH值为2.5-6,将混合溶液和密度为1.01-1.15 g/cm3， PH值为7.5-10的碳酸盐溶液反应，反应所得沉淀物为电子粉；或者是将碱土金属 的硝酸盐和碳酸盐溶液反应，控制硝酸盐的密度为1.01-1.20 g/cm3， PH值为2.5-6，碳酸 盐的密度为1.01-U5g/cm3， PH值为7.5-10，反应所得沉淀物为碱土金属碳酸盐，再将所 得碱土金属碳酸盐与稀土金属氧化物混合得电子粉；再按占电子粉浆料总质量百分比为 50-70%的电子粉，24.5-35%的溶剂，0.5-5%的粘结剂，5-10%的电子发射材料在球磨罐中 混合，控制转速为100-150转/分钟，球磨48-96小时，制得电子粉浆料；其中所述的碳酸 盐为碳酸铵、碳酸氢铵、碳酸钠或碳酸氢钠中的任意一种；B. 将配制好的电子粉浆料倒入自动搅拌的容器内，将装好灯丝的荧光灯阴极放入装有电子粉浆料的容器内，通过电泳或浸涂的方法，使电子粉浆料涂敷到荧光灯灯丝上，制得涂敷有作为电子发射材料的电子粉浆料(8)的阴极灯丝(7);C. 荧光灯灯管的制备将荧光粉浆料倒入洁净的荧光灯玻管内，经过烘干、烤管，制得涂覆荧光粉(6)的玻管(5)，再和制得涂敷有作为电子发射材料的电子粉浆料(8)的阴极灯丝(7)组装成荧光灯灯管(4);D. 制备好的荧光灯灯管(4)经阴极分解、激活、排气后，和镇流器(3)、灯头(1)、 灯座(2)组装成超长寿命大功率节能灯。
全文摘要
本发明公开了一种长寿命大功率节能灯，由灯头(1)、灯座(2)、镇流器(3)和灯管(4)组成；灯管由涂覆荧光粉(6)的玻管(5)、涂敷有作为电子发射材料的电子粉浆料(8)的阴极灯丝(7)组成；本发明采用有预热功能的镇流器，节能灯阴极电子发射材料采用了超长寿命大功率节能灯专用电子粉浆料作为电子发射材料，解决了传统的大功率节能灯电子粉溅射快，寿命短，浪费能源的缺点，使大功率节能灯的寿命得到了大幅提高，实现了绿色照明，资源节约，节能环保的目的。
文档编号H01J61/067GK101414538SQ20081023611
公开日2009年4月22日 申请日期2008年11月24日 优先权日2008年11月24日
发明者琰 印, 张瑞西, 朱月华, 涛 王, 王海波, 鹏 陈, 黄如喜 申请人:南京工业大学