用于照明设备的反射镜基材和用于照明设备的反射镜

摘要

一种用于照明设备(8)的反射镜基材(1)包括模制的芳族聚酰亚胺薄膜,所述聚酰亚胺薄膜具有210到290℃的玻璃转化温度和通式(Ⅰ)和(Ⅱ)的结构单元:其中R

说明书

本发明涉及用作照明设备反射镜基材的可成型聚酰亚胺薄膜模制品。在该反射镜基材上沉积一个反射表面以形成反射镜。该反射镜主要用作汽车头灯和雾灯中的灯反射镜。

通常用在汽车头灯和雾灯中的灯反射镜，是由玻璃、金属(例如铝)、或注射或压模塑料(例如聚苯硫醚、不饱和聚酯树脂)制成的反射镜基材构成的，在其上面沉积了一个金属反射层如铝、镍铬合金、氧化钛或其类似物来作为反射层。

由于光源如卤灯和氙灯主要在汽车的头灯和雾灯中用作强冷光，使得靠近灯泡底部的设备温度升高至超过200℃。由于这个原因，目前的反射镜基材是由重的玻璃或金属制成，或者由通过随后的工艺步骤粘结到基材上的、含有附加的无机增强层如玻璃纤维或碳酸钙的注射或压模塑料制品(即增强树脂模塑制品)制成。

玻璃用作反射镜基材存在许多问题，如它很重并且在压力下易于破裂。当金属或增强树脂模塑制品用作反射镜基材时，重的重量为其它问题所代替，主要是需要对反射基材执行辅助的工艺步骤，如在蒸气淀积之前的树脂涂布。结果是增加了形成该部件的生产步骤的数目。

增强树脂模塑制品具有比选择金属反射镜基材轻的重量。然而，这些树脂模塑制品必须具有相当厚的壁厚，这即可以提供基材足够的强度，也是由于在实际模塑方法中的固有限定。一个不利的结果是基材本身低的热耗散。例如在其构造易于热集中的灯中(例如探照灯)，在热的存在下树脂模塑制品的热稳定性不完全适用于良好的外形保持性能。而且，基材(绝缘材料)的厚壁促进了外壳温度的升高，这样就缩短了灯泡的使用寿命。

将增强树脂模制品用作反射镜基材的另外一个问题是，在照亮该部件并在灯的加热下该材料能够产生气体如氯化物。这些气体将凝结和沉积例如在汽车头灯的前透镜上。这将在透镜外壳内侧形成雾或冷凝物，妨碍了灯的使用。

现有技术描述了一种用薄膜片材制成的片状反射镜，它通过铝的蒸气沉积进行镜面处理，并且还公开了这种片状反射镜不需要预处理如脱脂来达到所需性能。然而，用在这种情况下的薄膜片材是由聚乙烯制成的，具有差的耐热性。因此，由于薄膜片材在热辐射下不佳的外形保持性，聚乙烯片状反射镜不能在采用能产生大量热的灯泡如卤灯或氙灯的头灯中用作反射镜基材。

其它现有技术公开了一种在由聚酰亚胺树脂和聚醚酮树脂薄膜构成的反射镜基材上具有包括可见光反射红外线透射多层薄膜的反射镜。由于是由聚酰亚胺树脂制成的，这种反射镜除了具有高的抗破裂性外，还能够承受由卤灯或其类似物产生的热。然而，给出的这种反射镜是由形成在基材上的可见光反射、红外线透射多层薄膜构成的，它不能被用于汽车头灯或雾灯反射镜的实际应用中。

为了解决相关领域的上述问题，本发明最终完成下面的研究。

因此，本发明的第一个目的在于提供一种可形成在用作照明设备的主体中的反射镜基材，该基材为轻质、具有优异的表面光洁度、安全、易加工、耐热并易于操作。

本发明的第二个目的是提供一种适用于大体积制品的廉价、高质的灯反射镜，因为它在反射层形成时不需对反射镜基材的预处理。

为了达到第一个目的，本发明照明设备的主体由具有优异耐热性的可成型热塑性芳族聚酰亚胺薄膜制成的已成型制品组成。因此，它具有良好的表面光洁度并且不需要在形成反射层时进行预处理。而且，应用具有玻璃转化温度为210到290℃的热塑性芳族聚酰亚胺，使照明设备的主体能够快速并低成本地用真空成型工艺来生产。此外，它是轻质并抗破裂的，这使其成为具有优异的、安全的和可操作的部件。

为了达到第二个目的，本发明照明设备由已成型制品构成的主体组成，其中该制品是由具有优异耐热性和表面光洁度的特殊塑料薄膜制成的，而反射基材通过蒸气沉积形成在制品上。因此，不需要进行预处理如在反射基材上蒸气沉积之前进行的树脂涂覆，这将使灯反射镜低成本批量生产。而且，当其它设备被照射时，照明设备不会产生实际上成为障碍的脱气现象。因此，除了聚酰亚胺优异的热耗散和安全性能之外，该反射镜基材呈现其它高质量性能特征如强的耐热性和优异的反射性能。这种性能的结合有益于照明设备在汽车的头灯和雾灯、还有大型照明灯中的使用。

下面根据附图对照明设备主体和反射基材进行详细描述。

附图1为根据本发明所示照明设备主体的部分剖面透视图。

附图2为根据本发明所示照明设备实施例的部分剖面侧视图。

附图标记说明：

1．  照明设备反射镜基材

2．  主体

4．  外法兰部分

6．  内法兰部分

6a． 内法兰

8．  照明设备反射镜

10． 反射层

12． 灯泡插入口

因此，为了实施本发明，本发明中提及的反射镜基材包括由玻璃转化温度为210到290℃的热塑性芳族聚酰亚胺薄膜制成的已成型制品。相应地该热塑性芳族聚酰亚胺薄膜还可以由具有通式(I)和(II)的结构单元的热塑性聚酰亚胺构成

并且该热塑性聚酰亚胺薄膜的玻璃转化温度为230～270℃。在上面的通式中，R₁选自下面的基团R₂选自下面的基团并且摩尔比X∶Y为100∶0到20∶80，优选为90∶10到70∶30。

这有利于通过模塞助压热成型或真空成型薄膜来制造具有某种形状的模制品。该成型的模制品通常具有一个主体，在主体上形成有反射表面，并且还具有外法兰部分和内法兰部分。

本发明照明设备主体为由具有固有地突出耐热性和成型性的低玻璃转化温度聚酰亚胺薄膜制成的成型的制品。因此，表面光洁度是足够好的，因此不需要在沉积反射层时进行额外的预处理步骤。这使得在低成本下通过简单的成型工艺如真空成型来获得照明设备的主体成为可能。而且，因为该主体主要是由塑料材料制成，所以照明设备为轻质并高度抗破裂的，显现出了优异的安全性能和可操作性能。

在本发明照明设备主体中，对于成型的制品来说优选的是通过真空形成上述薄膜来获得，对于主体来说优选具有外法兰部分和内法兰部分。应用这些条件能够进一步增强的本发明优势。

本发明另外的方面为照明设备包括由玻璃转化温度为210～290℃的热塑性芳族聚酰亚胺薄膜制成的成型制品的反射镜基材。该主体还包括反射层，该层已经通过反射材料的蒸气沉积形成了。因此，其一个优选实例为反射性材料为铝或银。

因为反射镜基材由本身具有优异耐热性的光滑薄膜组成，所以在反射层蒸气沉积之前无需对成型的制品进行使其表面光滑的预处理，如树脂涂布。这使得低成本且无需额外工艺步骤的大批量生产照明设备成为可能。而且，该照明设备很轻，抗破裂，并且加热不脱气。因此，不但照明设备具有优异的热耗散、安全性和易操作性，而且还具有高的耐热性和好的反射性能，这些性能实质上显示出了用作照明设备的高质量性能部分。

对于本发明照明设备，优选通过蒸气沉积铝或银来形成反射层。然而，用化学上稳定的金属化合物来制备也是合适的。此外，反射性材料如铬或镍铬合金能够用作中间层，以增强反射性材料与反射镜基材之间的粘结强度。对于照明设备来说还优选具有外法兰部分和内法兰部分的主体，以使反射层形成在至少整个主体之上。本发明的优势能够通过这些条件来进一步增强。

实施例

下面给出实施例来进一步明确解释本发明。实施例1

在附有直流搅拌器的500ml可分烧瓶中加入2，2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷(34．12g，249mmol)和N，N-二甲基乙酰胺(207．71g)，接着在室温下氮气中搅拌该混合物。搅拌开始后30分钟到一个小时这段时间内分批加入3，4，3’，4’-二苯酮四羧酸二酐(25．98g，242mmol)。用0[sic]ml的N，N-甲基乙酰胺将残留在填料斗的3，4，3’，4’-二苯酮四羧酸二酐洗进反应系统。进行额外搅拌一小时，之后在超过30分钟的时间段逐滴加入苯四酸二酐(6wt％，13．39g)的N，N-二甲基乙酰胺溶液，并接着搅拌一个小时。所得聚酰胺酸粘度为3500泊。

将部分所得聚酰胺酸置于聚酯薄膜上并进行旋转涂布以形成均匀的膜。旋转涂布过的薄膜浸渍在β-甲基吡啶／乙酸酐混合溶液(50∶50)中5分钟以实现酰亚胺化。对所得聚酰亚胺凝胶薄膜在200℃下热处理30分钟、300℃下处理20分钟和400℃下处理5分钟，得到聚酰亚胺薄膜。由此获得的聚酰亚胺薄膜厚度为125μm，杨氏模量为3．2Gpa，热膨胀系数(CTE)为60ppm／℃，玻璃转化温度(TG)为230℃。所得薄膜进行模塞助压热成型以获得用在具有如附图1所示外形的汽车头灯的照明设备中的反射镜。实施例2

通过真空形成实施例1中所得薄膜来获得用在具有如附图1所示外形的汽车头灯的照明设备中的反射镜。比较例1

用具有较高玻璃转化温度的KAPTON_(E．I．Du Pont de Nemours and Co．的芳族聚酰亚胺薄膜；厚度为75到125微米；TG为300℃)进行模塞助压热成型以获得用在具有如附图1所示外形的汽车头灯的照明设备中的反射镜。比较例2

用具有较高玻璃转化温度的KAPTON_(E．I．Du Pont de Nemours and Co．的芳族聚酰亚胺薄膜；厚度为75到125微米；TG为300℃)进行真空成型，但用这种方式无法获得用在具有如附图1所示外形的汽车头灯的反射镜基材。

上述实施例的结果列于下面的表1中。表1

玻璃转化温度成型方法成型时间(分钟)实施例1240模塞助压热成型30实施例2240真空成型10比较例1300模塞助压热成型30比较例2300真空成型不可能成型

所得照明设备主体的表面光洁度保持原有薄膜的完美光洁度，并且足以实现用作照明灯的反射表面。

接着，通过本领域公知的真空蒸发法在照明设备主体上蒸气沉积铝，由此形成0．3微米厚的反射层。在这个反射层形成步骤中，虽然不进行预处理(例如树脂涂布、脱气)，也可以获得非常光滑的蒸气沉积表面。在反射镜内部法兰区域的中心处形成一个开口作为灯泡插座，内部法兰形成在插座的边缘处。

所得的反射层具有极高的光洁度。当实际用作头灯反射镜时，能够获得足够的反射光。

相对于其它头灯组件来说该照明设备具有极轻的重量。然而，因为芳族聚酰亚胺薄膜具有优异的热耗散性能和较薄的壁厚，所以它能够比较厚壁厚的薄膜更大程度地消耗灯的热量，由此延长了反射镜和头灯的使用寿命。

本发明反射镜基材还能够用真空成型，使大大缩短生产该部件所需周期成为可能。与既需要阳模又需要阴模的模塞助压热成型相比，真空成型还不需要阳模，并且从成本来看也优于模塞助压热成型。