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，燈具防水技術主要分為兩個方向：結構防水和材料防水。所謂結構防水，就是在產品的各結構部件組合后，已經具備防水功能。而材料防水，則是產品設計時，留出灌封膠水密閉電氣元件的位置，裝配時用膠水材料實現防水。兩種防水設計分別適用于不同的產品路線，各有優點。

影響燈具防水性能的因素
 

1、 紫外線 

紫外線對暴露在燈具外的電線絕緣層、外殼防護涂層、塑料件、灌封膠、密封膠圈膠條、粘合劑都有破壞作用。

電線絕緣層老化龜裂后，水汽會通過電線芯的縫隙滲透到燈具內部。燈具外殼涂層老化后，外殼邊緣涂層龜裂或剝離，會出現縫隙。塑料外殼老化后，會變形開裂。 電子灌封膠體老化會產生開裂。密封膠圈膠條老化變形，會出現縫隙。結構件之間的粘合膠老化，降低粘合力后也會出現縫隙。這些都是紫外線對燈具防水能力的損 害。


2、 高低溫

戶外每天氣溫變化很大.夏日白天燈具表面溫度可升至50～60℃，晚上降至10～20 qC，冬日冰雪天溫度可降至零下，全年溫差變化更大。戶外燈具在夏天的高溫環境下，材料加速老化變形。當溫度降至零下時，塑料零部件變脆，在冰雪的壓迫下或開裂。

3、熱脹冷縮

燈具外殼熱脹冷縮：氣溫的變化導致燈具的熱脹冷縮，不同材質(如玻璃和鋁型材)的線脹系數不同，兩種材質在結合處會出現位移。熱脹冷縮過程不斷重復，相對位移也不斷重復，對燈具氣密性破壞很大。

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60℃降到10℃時，燈具內部氣壓變化量約為：1一(273+60)K/(273+10)K=一0.18 atm=一1.86 m水柱

溫度升高，在巨大的負壓作用下，潮濕空氣 通過燈體材料上的微小縫隙，滲透到燈體內部后，遇到溫度較低的燈具外殼，冷凝成水珠并聚集。溫度降低后，在正壓的作用下，空氣從燈體內排出，但水滴仍附著在燈內。每天重復溫度變化的呼吸過程，燈具內部積水越來越多。

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

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。

結構防水燈具僅做純機械結構組裝，使用工具簡單，裝配工序和流程少，總裝周期短，生產線上返修方便快捷。燈具通過電性能及防水測試，即可包裝發貨，適用于供貨周期短的工程項目。

但結構防水設計的燈具機加工要求較高，各部件尺寸須精密配合。只有合適的材料和構造，才能保證其防水性能，下述幾個設計要點。

(1)設計硅膠防水圈，選擇硬度合適的材料，設計合適的壓強，其截面形狀也非常關鍵。電纜引入線是滲水的通道，需選擇防水電線，而使用強力的電纜防水固定頭(PG頭)，可阻止水汽從電纜線芯縫隙中滲透，但前提是電線絕緣層在PG頭長期的強力擠壓下不老化不開裂。

(2)常溫下，玻璃的線脹系數約7.2×10～m/(m·K)，鋁合金約23.2×1 0一m/(m·K)，兩者差異較大。燈具外尺寸較大時須認真考慮。假設燈具長度為1 000 mm，白天外殼溫度為60℃，下雨或夜晚氣溫降至10℃，溫度下降50℃，玻璃和鋁型材會分別收縮0.36 mm和1.16 mm，相對位移為O.8 mm，密封元件在重復性的位移過程中反復拉扯，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。

燈具結構防水的長期穩定性，與其設計、所選燈材料的性能、加工精確度、裝配技術等密切相關。若薄弱環節出現變形并滲水，對LED及電子器件將造成不可逆的損害，且這種情況在出廠檢驗過程中很難預測，具有突發性。因此，提高結構防水型燈具的可靠性，需要繼續改良防水技術。

5、關于材料防水

材料防水設計的燈具，利用填充灌封膠來絕緣防水，利用密封膠粘結封閉結構件之間的接縫，使電氣零部件完全氣密，達到戶外燈具防水的作用。

6、灌封膠水

隨著防水材料技術的發展，各種類型和品牌的燈具專用灌封膠不斷出現，例如，改性環氧樹脂、改性聚氨酯樹脂、改性有機硅膠等。化學配方不同，灌封膠的彈性、分子結構穩定性、附著力、抗uV、耐熱性、耐低溫、憎水性、絕緣性能等物理化學性能指標表現各異。

彈性：膠體柔軟，彈性模量較小，則適應性更好。其中改性有機硅膠彈性模量最小。

分子結構穩定性：在uV、空氣和高低溫長期作用下，材料化學結構穩定，不老化不開裂。其中以改性有機硅膠最穩定。

附著力：附著力強則不易剝離，其中改性環氧樹脂的附著力最強，但化學結構穩定性較差，容易老化開裂。

憎水性：表示膠體抗滲水的能力。其中改性有機硅膠憎水性較好。

絕緣性：絕緣關系到產品安全指標，以上幾種材質的專用灌裝膠都不錯材質的專用灌封膠都不錯。

從以上各理化性能綜合來看，以改性有機硅材料表現最佳。

7、密封粘膠

密封膠通常是管狀包裝，適合打膠施工，一般用于電線端頭、外殼結構件間接縫的粘結和密封。常用單組分配方，常溫下與空氣水汽產生反應，自然凝固。

特別注意：部分燈具生產廠使用建筑用的中性幕墻膠，而非專業電子密封膠，容易分解出有害物質，損害燈具。

某些類型的灌封膠和密封膠在凝固過程中，會分解出少量化學液體或氣體，如燈珠旁的膠體分解物對燈珠熒光粉的損害，導致色溫漂移，或侵害LED芯片，或分解出與透明PC塑料發生化學反應、破壞PC結構的物質，等等。這是膠體應用中潛在的危害，設計時必須向膠體制造商充分了解其化學和物理性能，并測試驗證。

密封膠在燈具外殼結構的粘結密封中，受熱脹冷縮影響最大，特別是大型燈具，不同材料的線 脹系數差異較大，熱脹冷縮不斷拉扯，極易出現裂縫。因此，材料防水設計的防水能力主要靠電路板灌封。

材料防水的生產工藝流程較長，1個灌膠凝固周期需要24 h，有些產品設計較復雜，甚至需要2～3個灌膠周期，導致出貨周期較長，大量占用生產場地，而且生產環境較臟。膠體凝固后產品返修很麻煩。

材料防水燈具的結構設計無需太精密，只要設計預留出膠體灌封區域，液體不外漏即可，其防水性能很直觀。因此，材料防水工藝較適合小型戶外燈具，室內防潮燈具。通常在低端和廉價的公模產品中大量應用。如軟燈帶、小型條形燈、地埋燈等小型燈具。

結語

無論結構防水還是材料防水，對于戶外燈具長期工作穩定、低故障率的需求，單一的防水設計很難達到極高的可靠性，滲水的潛在隱患仍然存在。
因此，高端 戶外LED燈具的設計，建議靈活運用防水技術，把結構防水與材料防水技術的優點結合起來，揚長避短，以保證LED電路長期穩定工作。如材料防水設計，可加 入呼吸器消除負壓。而結構防水設計，也可考慮增加灌封，雙重防水保護，提高戶外燈具長期使用的穩定性，降低受潮故障率。
銘優集團作為國內品牌戶外燈具廠家，在線條燈、洗墻燈、投光燈上都有核心的防水工藝。