戶外照明燈具需要長期經受冰雪烈日、風雨雷電的考驗，且造價較高，而因在外墻上使用較難拆修，須滿足長期穩定工作的要求。而LED是嬌貴的半導體元件，若受潮，就會出現芯片吸濕現象，損壞LED、PcB和其他元件，因此，LED適宜工作在干燥和較低溫度。保證LED在戶外惡劣條件下長期穩定地工作，燈具防水結構設計極為關鍵。

目前，燈具(ju)防(fang)水(shui)技(ji)術主(zhu)要(yao)分(fen)(fen)為兩個方向：結(jie)(jie)(jie)構(gou)防(fang)水(shui)和(he)材料(liao)防(fang)水(shui)。所謂結(jie)(jie)(jie)構(gou)防(fang)水(shui)，就是在產(chan)品(pin)的(de)各結(jie)(jie)(jie)構(gou)部(bu)件組合后，已經具(ju)備防(fang)水(shui)功能。而(er)材料(liao)防(fang)水(shui)，則是產(chan)品(pin)設計(ji)時，留出灌封(feng)膠水(shui)密閉(bi)電氣元件的(de)位(wei)置(zhi)，裝配(pei)時用(yong)膠水(shui)材料(liao)實現防(fang)水(shui)。兩種防(fang)水(shui)設計(ji)分(fen)(fen)別(bie)適(shi)用(yong)于不同的(de)產(chan)品(pin)路線，各有優點(dian)。

影響(xiang)燈具防水性能的(de)因素

1、 紫外(wai)線 

紫外線(xian)(xian)對暴露(lu)在燈具(ju)外的(de)電線(xian)(xian)絕緣層、外殼(ke)防護(hu)涂層、塑料件、灌封膠(jiao)、密封膠(jiao)圈膠(jiao)條、粘合劑都(dou)有破壞作(zuo)用。

電(dian)線(xian)絕緣層老化(hua)(hua)(hua)龜裂后，水(shui)(shui)汽(qi)會(hui)通過電(dian)線(xian)芯的縫(feng)隙(xi)(xi)滲透(tou)到燈具(ju)內(nei)部。燈具(ju)外殼涂層老化(hua)(hua)(hua)后，外殼邊緣涂層龜裂或剝(bo)離，會(hui)出(chu)現(xian)縫(feng)隙(xi)(xi)。塑料外殼老化(hua)(hua)(hua)后，會(hui)變形開裂。 電(dian)子灌封膠(jiao)(jiao)體老化(hua)(hua)(hua)會(hui)產生開裂。密封膠(jiao)(jiao)圈膠(jiao)(jiao)條老化(hua)(hua)(hua)變形，會(hui)出(chu)現(xian)縫(feng)隙(xi)(xi)。結(jie)構件之(zhi)間(jian)的粘(zhan)合(he)(he)膠(jiao)(jiao)老化(hua)(hua)(hua)，降低(di)粘(zhan)合(he)(he)力(li)后也(ye)會(hui)出(chu)現(xian)縫(feng)隙(xi)(xi)。這些都是紫外線(xian)對燈具(ju)防水(shui)(shui)能力(li)的損 害(hai)。

2、 高低溫

戶外(wai)每天(tian)氣溫(wen)變(bian)化很大.夏日白(bai)天(tian)燈(deng)具表面(mian)溫(wen)度(du)可升至50～60℃，晚上降(jiang)至10～20 qC，冬(dong)日冰(bing)雪天(tian)溫(wen)度(du)可降(jiang)至零下，全年溫(wen)差(cha)變(bian)化更(geng)大。戶外(wai)燈(deng)具在(zai)夏天(tian)的(de)高溫(wen)環境下，材(cai)料加(jia)速老(lao)化變(bian)形。當溫(wen)度(du)降(jiang)至零下時，塑料零部件變(bian)脆，在(zai)冰(bing)雪的(de)壓迫下或開裂。

3、熱脹冷縮

燈(deng)具(ju)(ju)外殼(ke)熱(re)脹(zhang)冷(leng)縮：氣溫的變化導(dao)致燈(deng)具(ju)(ju)的熱(re)脹(zhang)冷(leng)縮，不同材質(如玻璃和鋁型材)的線脹(zhang)系數不同，兩種(zhong)材質在結(jie)合(he)處會出現位移。熱(re)脹(zhang)冷(leng)縮過程不斷(duan)重復，相對(dui)位移也不斷(duan)重復，對(dui)燈(deng)具(ju)(ju)氣密性(xing)破壞很大。

內部空氣熱脹冷縮：廣場地面上經常能觀察到地埋燈玻璃上的水滴凝露，而水滴是如何滲入充滿灌封膠的燈具內呢？這就是熱脹冷縮時呼吸作用的結果。

例如，當溫度從(cong)60℃降到(dao)10℃時，燈(deng)具內部氣壓變化量約為：1一(yi)(273+60)K/(273+10)K=一(yi)0.18 atm=一(yi)1.86 m水柱

溫(wen)度升(sheng)高，在巨大的(de)負壓作(zuo)用下，潮濕空(kong)(kong)氣 通過燈(deng)體材(cai)料上(shang)的(de)微小縫隙，滲透(tou)到燈(deng)體內部后(hou)，遇到溫(wen)度較低的(de)燈(deng)具外(wai)殼(ke)，冷凝成(cheng)水珠并聚集。溫(wen)度降(jiang)低后(hou)，在正(zheng)壓的(de)作(zuo)用下，空(kong)(kong)氣從燈(deng)體內排出，但水滴仍(reng)附著在燈(deng)內。每天重復溫(wen)度變化(hua)的(de)呼(hu)吸過程，燈(deng)具內部積(ji)水越來越多。

熱脹冷縮的物理變化，使戶外LED燈具防水氣密性的設計成為復雜的系統工程。下面就兩種燈具防水體系的技術特點進行分析，以便了解其優缺點

4、關于結構防水(shui)

基于結構防水設計的燈具，需緊密配合硅膠密封圈防水，外殼結構比較精密和復雜，通常適用于尺寸較大的燈具，譬如條形泛光燈、方形和圓形投光燈等中、大功率燈具。

結構(gou)防水燈具僅(jin)做純機械結構(gou)組裝，使用工(gong)具簡單，裝配工(gong)序和流(liu)程少，總(zong)裝周期(qi)短(duan)，生產線上(shang)返修(xiu)方便快捷。燈具通過電性能及防水測試，即可包裝發(fa)貨，適用于供貨周期(qi)短(duan)的工(gong)程項目。

但結構(gou)(gou)防水(shui)設計(ji)的燈具機加工(gong)要求(qiu)較高，各(ge)部件尺寸須精(jing)密配合(he)。只有合(he)適(shi)的材料和構(gou)(gou)造，才能保證其防水(shui)性能，下述幾(ji)個設計(ji)要點(dian)。

(1)設(she)計(ji)硅膠防(fang)水圈，選(xuan)擇硬度合適(shi)的(de)材(cai)料(liao)，設(she)計(ji)合適(shi)的(de)壓強，其截面(mian)形(xing)狀(zhuang)也非常關(guan)鍵。電(dian)纜引(yin)入線(xian)(xian)是滲水的(de)通道(dao)，需選(xuan)擇防(fang)水電(dian)線(xian)(xian)，而使用強力的(de)電(dian)纜防(fang)水固定頭(PG頭)，可阻(zu)止(zhi)水汽(qi)從電(dian)纜線(xian)(xian)芯縫隙中滲透，但前提是電(dian)線(xian)(xian)絕(jue)緣層(ceng)在PG頭長期的(de)強力擠壓下不(bu)老化不(bu)開裂。

(2)常溫(wen)(wen)(wen)下，玻璃(li)的線脹系數約7.2×10～m/(m·K)，鋁(lv)合金約23.2×1 0一m/(m·K)，兩者(zhe)差異(yi)較大。燈具(ju)外尺(chi)寸較大時須認真考(kao)慮。假(jia)設燈具(ju)長度(du)為(wei)1 000 mm，白天外殼溫(wen)(wen)(wen)度(du)為(wei)60℃，下雨或夜晚(wan)氣溫(wen)(wen)(wen)降至10℃，溫(wen)(wen)(wen)度(du)下降50℃，玻璃(li)和(he)鋁(lv)型材會分別收(shou)縮0.36 mm和(he)1.16 mm，相對位移為(wei)O.8 mm，密封元件在重復(fu)性的位移過程中反(fan)復(fu)拉扯，影響氣密性。

(3)很多中、大功率的戶外LED燈具可安裝防水透氣閥(呼吸器)利用呼吸器中分子篩的防水透氣功能，平衡燈具內外氣壓，消除負壓，防止吸人水汽，保證燈具內部干燥。這種經濟有效的防水器件，能提高原結構設計的防水能力。但呼吸器不適合地埋燈、水底燈等經常泡水里的燈具。

燈具結(jie)構防水的長(chang)期(qi)穩(wen)定性(xing)，與(yu)其設計、所選燈材(cai)料的性(xing)能、加工準確度、裝(zhuang)配技術等(deng)密切相關。若薄弱環節出現變(bian)形并滲水，對LED及電子(zi)器件(jian)將造成不可逆(ni)的損(sun)害，且這種(zhong)情況在出廠(chang)檢驗過程中很(hen)難預(yu)測，具有突(tu)發性(xing)。因此，提高結(jie)構防水型燈具的可靠性(xing)，需要繼續改良防水技術。

5、關于材料防水(shui)

材料防水設計的(de)(de)燈具，利用(yong)填(tian)充灌封膠來絕緣防水，利用(yong)密封膠粘結(jie)封閉結(jie)構件(jian)(jian)之間的(de)(de)接縫(feng)，使電(dian)氣(qi)零(ling)部件(jian)(jian)完全氣(qi)密，達(da)到戶外(wai)燈具防水的(de)(de)作用(yong)。

6、灌(guan)封(feng)膠(jiao)水

隨著防水材料技術的發展，各種類型(xing)和品(pin)牌的燈具(ju)專用(yong)灌封膠不斷出(chu)現，例如，改性(xing)環氧樹脂(zhi)、改性(xing)聚氨酯(zhi)樹脂(zhi)、改性(xing)有機(ji)硅(gui)膠等。化(hua)學(xue)配方(fang)不同，灌封膠的彈性(xing)、分子結(jie)構穩定性(xing)、附著力、抗uV、耐熱性(xing)、耐低溫、憎水性(xing)、絕緣性(xing)能(neng)等物理化(hua)學(xue)性(xing)能(neng)指(zhi)標(biao)表現各異。

彈性(xing)：膠體(ti)柔軟，彈性(xing)模(mo)量較(jiao)小(xiao)，則(ze)適應(ying)性(xing)更好。其中改性(xing)有機硅膠彈性(xing)模(mo)量Z小(xiao)。

分子(zi)結(jie)構(gou)穩定(ding)(ding)性：在uV、空氣和高低溫(wen)長期作(zuo)用下，材料化學結(jie)構(gou)穩定(ding)(ding)，不老化不開裂。其中以改性有機硅膠Z穩定(ding)(ding)。

附(fu)著(zhu)力：附(fu)著(zhu)力強則不易剝離(li)，其中改性環氧樹脂(zhi)的附(fu)著(zhu)力Z強，但化學結(jie)構穩定性較差，容易老化開裂。

憎水(shui)(shui)性：表(biao)示(shi)膠體(ti)抗(kang)滲(shen)水(shui)(shui)的(de)能力。其中改性有機硅膠憎水(shui)(shui)性較(jiao)好。

絕緣性：絕緣關系到(dao)產品安(an)全指標，以上(shang)幾種材質(zhi)(zhi)的(de)專(zhuan)用(yong)灌(guan)裝膠都不錯材質(zhi)(zhi)的(de)專(zhuan)用(yong)灌(guan)封膠都不錯。

從以(yi)(yi)上各(ge)理化(hua)性能綜合(he)來看，以(yi)(yi)改性有機(ji)硅材(cai)料表現非常好。

7、密(mi)封粘膠

密封膠(jiao)通(tong)常(chang)是管狀包(bao)裝(zhuang)，適合打膠(jiao)施工，一般用(yong)于電線端頭、外(wai)殼結構件(jian)間接縫的粘結和密封。常(chang)用(yong)單(dan)組分配方，常(chang)溫下與空氣水(shui)汽產(chan)生(sheng)反應，自(zi)然(ran)凝固。

特(te)別(bie)注意：部分(fen)(fen)燈具(ju)生(sheng)產廠使用建(jian)筑用的中性幕(mu)墻(qiang)膠(jiao)，而非專業電(dian)子密(mi)封膠(jiao)，容易分(fen)(fen)解出有害(hai)物(wu)質(zhi)，損害(hai)燈具(ju)。

某些類型(xing)的灌(guan)封膠和密封膠在凝固過(guo)程(cheng)中，會分解出(chu)少量化學液體(ti)或氣體(ti)，如燈(deng)珠旁的膠體(ti)分解物對燈(deng)珠熒光粉的損害，導(dao)致色(se)溫漂移，或侵(qin)害LED芯片，或分解出(chu)與透明PC塑(su)料發生化學反應、破(po)壞PC結構的物質，等等。這是膠體(ti)應用中潛在的危(wei)害，設計時(shi)必須向膠體(ti)制(zhi)造商充(chong)分了解其化學和物理性能，并(bing)測試(shi)驗(yan)證。

密封膠在(zai)燈具外殼結構(gou)的粘結密封中(zhong)，受熱脹冷縮影響(xiang)非(fei)常大(da)，特別是大(da)型燈具，不同(tong)材料的線 脹系數差異(yi)較大(da)，熱脹冷縮不斷拉(la)扯，極易(yi)出現裂縫(feng)。因(yin)此，材料防(fang)水(shui)設計(ji)的防(fang)水(shui)能力主(zhu)要靠電路板灌封。

材(cai)料防水的生(sheng)產工藝(yi)流程較(jiao)長，1個灌膠凝(ning)固周期需(xu)要24 h，有些產品設計(ji)較(jiao)復雜，甚(shen)至需(xu)要2～3個灌膠周期，導致出貨(huo)周期較(jiao)長，大量占用生(sheng)產場地，而(er)且生(sheng)產環境較(jiao)臟。膠體凝(ning)固后產品返修很(hen)麻煩。

材料(liao)防水燈(deng)(deng)(deng)具的結構設計(ji)無需太精密(mi)，只要設計(ji)預留出膠(jiao)體(ti)灌封區域，液(ye)體(ti)不外(wai)(wai)漏即可，其防水性能很直觀。因此，材料(liao)防水工藝較(jiao)適合小(xiao)型(xing)戶外(wai)(wai)燈(deng)(deng)(deng)具，室(shi)內防潮(chao)燈(deng)(deng)(deng)具。通(tong)常在低端和廉價的公模(mo)產品中(zhong)大量應(ying)用。如軟燈(deng)(deng)(deng)帶、小(xiao)型(xing)條形燈(deng)(deng)(deng)、地埋(mai)燈(deng)(deng)(deng)等小(xiao)型(xing)燈(deng)(deng)(deng)具。