【門窗幕墻網】前言:
隨著世界各國對LED照明行業可持續發展的重視及對環保要求的不斷提升，保護環境，滿足人們對照明質量越來越高的要求逐漸成為綠色照明的宗旨。由于LED等節能光源具有節能、減排和環保的優勢，在能源緊缺情況下，LED產業在世界各國得到大力推廣。我國作為LED產品使用及出口大國，隨著各類新型節能電光源的問世，其生產和使用過程中所帶來的有害物質對產品及環境的影響或污染也應引起我們的重視。
1. 有機硅材料簡介
有機硅材料是分子結構中含有硅元素的有機高分子合成材料，其中以硅氧鍵(-Si-O-Si-)獨特結構為骨架組成的聚硅氧烷是有機硅化合物中占比最大、應用最廣的一種，其兼備無機和有機材料雙重性能;具有耐候性、耐氧化性及耐溫性等性能，并且在電氣絕緣、耐輻射、耐鹽霧、生理惰性、阻燃、低表面張力和低表面能等方面性能優良。由于具有上述一系列的優異性能，使其廣泛應用在航空航天等軍事方面、電子電氣、化工輕工、建筑行業、食品、軌道交通、機械制造、醫療及農業等各個行業。
2. 有機硅材料在LED球泡燈中的應用
在LED照明行業，由于有機硅材料具有其他材料難以替代的應用優勢，國內外著名的膠黏劑生產企業如道康寧、白云化工等等都在大力的研發此類產品。有機硅材料在LED球泡燈中的應用點主要為：LED芯片封裝、導熱界面材料、泡殼粘接密封、電源導熱灌封及線路板防水披覆等，下圖1為LED照明行業用有機硅材料應用點說明。
圖1：LED球泡燈用有機硅材料解剖圖
3. 有害物質標準法規
有害物質標準法規見表1：有害物質法規綜述。
表1：有害物質法規綜述
4. 有害物質標準及法規應對策略
4.1 成立專門的有害物質供應鏈管理團隊
為有效應對客戶層出不窮的有害物質管控要求以及各國法規的不斷更新，企業內部應成立一個涵蓋原料、制程、交付及交付后行為等整個生命周期的管理團隊，通過對各國有害物質法規及客戶有害物質要求的解讀及后期跟蹤落實，對企業整個供應鏈進行宣貫，并將相關的法規標準及客戶要求轉變為內部控制標準，指導整個供應鏈有害物質管理。
4.2 建立有害物質管控體系
伴隨著世界各國對有害物質研究的逐步深入，目前通過分析匯總，有害物質種類越來越多，且越來越復雜，單純靠終端產品的管控將變得力不從心，有必要建立一個完善的體系從制度上管控整個產業鏈中有害物質的使用。目前，國內外著名的膠黏劑生產企業如道康寧、白云化工等等已經完善有害物質管理體系(QC080000)，并通過國外著名認證機構認證，確保有效的應對層出不窮的有害物質法規，其有害物質管控體系流程建立步驟如下：
1) 建立企業內部有害物質指導標準
充分理解現有有害物質標準及法規的要求，吸取國內外的先進經驗，結合企業自身發展水平及使用的有害物質管控制度，制定適合本企業的有害物質技術標準[3]。
2) 確保有害物質過程管理
在本企業內，制定原料-過程-交付-交付后活動整個生命周期內的相關過程控制文件或技術規范。
3) 前置有害物質管理觀念(供方管理)
一個企業除了做好供應鏈管理，有害物質管理觀念前置顯得尤為重要。針對終端客戶或產業鏈下游客戶有害物質要求或各國標準法規要求，將其要求及時有效的傳達到供方或供方的供方，這樣可以有效的減少整個產業鏈有害物質使用的風險，并且可適當減少各個企業的有害物質管理成本，并且降低危害環境或者人類健康的風險。
4) 內部固化管理流程和制度
4.3 實現內部技術創新
在滿足LED照明行業產品性能要求的基礎上，建立綠色供應鏈，以終端客戶及法規要求為設計輸入。環保原料的使用可能導致產品成本的上升，公司應綜合考慮產品成本及其對下游產業鏈乃至整個環境的影響，實現內部技術創新，為保證整個產業鏈的綠色環保貢獻自己的一份力量。
5. 有害物質對LED照明行業的影響
如果LED照明行業用有機硅材料不進行有害物質管控，受到重金屬鉛、S、鹵素及REACH等法規限制的有機污染物污染，這些污染物將會污染環境、危害人類健康，且部分含有的元素可能影響產品的性能，從而會對LED照明行業的發展產生下述各類不利影響。
5.1 出口貿易壁壘
國際市場不斷提高的技術壁壘給中國照明產品出口帶來較大的負面影響。例如，歐盟《關于在電子電氣設備中限制使用某些有害物質的指令》(RoHS指令)及REACH法規等相繼實施及不斷更新，POPs相關法規的實施等導致我國出口的照明產品一旦被發現有害物質超標，出口企業將面臨歐盟較高的出口貿易壁壘。
“一路一帶”的戰略實施為我國LED照明產業發展帶來機遇的同時，一些沿線國家對我國產品設置的貿易壁壘通報量(以下簡稱TBT)也在不斷增加，歐盟通報是在繼反傾銷和技術壁壘之后已逐步演變成為技術貿易壁壘的新生武器。近幾年各大分析報告顯示，歐盟各季度通報的中國制造的不合格產品數量始終高居 RAPEX 系統通報的榜首。歐盟28個成員國和 3個經濟區國家，如此關注中國制造：一方面反映出中國制造的消費產品在歐洲市場擁有很高的市場占有率;另一方面也折射出中國消費品生產企業對歐盟相關的產品法規/標準了解不足。
5.2 鍍銀層硫化
硫化原理：是由于環境中的硫(S2ˉ)元素通過滲透進入 LED 支架內部，在一定溫、濕度條件下(熱量促使分子運動加劇)，-2價的硫與+1價的銀發生化學反應生成黑色 Ag2S的過程。
硫化反應方程式：Ag2S <=>2Ag++ S2-
LED硫化后果：LED光源出現硫化反應后，產品功能區會黑化，光通量會逐漸下降，色溫出現明顯漂移;硫化后的硫化銀隨溫度升高導電率增加，在后續使用時，容易出現漏電現象;如果硫化后果較嚴重，可能導致銀層完全被腐蝕，致使銅層暴露。由于其部分焊點附著在銀層表面，當產品功能區銀層被完全硫化腐蝕后，金球將會脫落（詞條“脫落”由行業大百科提供），從而出現死燈。
5.3 新結構的LED芯片與光源物料的不匹配
新結構的LED芯片電極中有一層鋁，其作用為在電極中形成一層反射鏡以提高芯片出光效率，其次可在一定程度上減少蒸鍍電極時黃金的使用量從而降低成本。但鋁是一種比較活潑的金屬，在空氣中容易失去電子而形成氧化膜，一旦封裝廠來料管控不嚴，使用含氯超標的膠水，其中活性氯或無機氯就極易吸附在鋁氧化膜上并取代氧化膜中的氧，從而導致其發生腐蝕現象，影響光電性能的穩定性，嚴重出現死燈情況。LED芯片電極中的鋁反射層與膠水中的氯發生反應的方程式如下：
Al3+ + 3Cl- AlCl3
6. 總結
有害物質的管控控制照明行業生產技術的不斷革新，而有機硅材料作為LED照明行業產品的組成部分，對其有害物質控制勢在必行。許多企業已經積極采取措施，從生產工藝、設備、原材料等多方面入手，減少或禁止汞、鉛等重金屬、鹵素、硫及有機污染物等有害物質的使用，從而助力整個LED照明行業的循環經濟穩步發展。
參考文獻：
[1]謝容浩，有機硅材料的發展與應用，廣東建材，2007(11)：220～221.
[2]陳思斌，淺談有機硅材料在LED球泡燈中的應用，中國照明電器，2013(11)：22～24.
[3]龍蘇華，有害物質法規綜述及其應對策略研究，中國標準化論壇，2013.
[4]陳思斌，LED球泡燈外殼粘接用有機硅密封膠防硫問題的分析與探討[J]，廣東化工，2013,40(11)：92～93.
作者：譚月敏，陳思斌，徐健明
