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前言:
隨著世界各國對LED（詞條“LED”由行業(yè)大百科提供）照明行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重視及對環(huán)保要求的不斷提升，保護環(huán)境，滿足人們對照明質(zhì)量越來越高的要求逐漸成為綠色照明的宗旨。由于LED等節(jié)能光源具有節(jié)能、減排和環(huán)保的優(yōu)勢，在能源緊缺情況下，LED產(chǎn)業(yè)在世界各國得到大力推廣。我國作為LED產(chǎn)品使用及出口大國，隨著各類新型節(jié)能電光源的問世，其生產(chǎn)和使用過程中所帶來的有害物質(zhì)對產(chǎn)品及環(huán)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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?zhèn)錈o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（詞條“阻燃”由行業(yè)大百科提供）、低表面張力（詞條“表面張力”由行業(yè)大百科提供）和低表面能等方面性能優(yōu)良。由于具有上述一系列的優(yōu)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(yè)、食品、軌道交通、機械制造、醫(yī)療及農(nóng)業(yè)等各個行業(yè)。
2. 有機硅材料在LED球泡燈中的應用
在LED照明行業(yè)，由于有機硅材料具有其他材料難以替代的應用優(yōu)勢，國內(nèi)外著名的膠黏劑生產(chǎn)企業(yè)如道康寧、白云化工等等都在大力的研發(fā)此類產(chǎn)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(yè)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(zhì)標準法規(guī)
有害物質(zhì)標準法規(guī)見表1：有害物質(zhì)法規(guī)綜述。
表1：有害物質(zhì)法規(guī)綜述
4. 有害物質(zhì)標準及法規(guī)應對策略
4.1 成立專門的有害物質(zhì)供應鏈管理團隊
為有效應對客戶層出不窮的有害物質(zhì)管控要求以及各國法規(guī)的不斷更新，企業(yè)內(nèi)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(zhì)法規(guī)及客戶有害物質(zhì)要求的解讀及后期跟蹤落實，對企業(yè)整個供應鏈進行宣貫，并將相關(guān)的法規(guī)標準及客戶要求轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)部控制標準，指導整個供應鏈有害物質(zhì)管理。
4.2 建立有害物質(zhì)管控體系
伴隨著世界各國對有害物質(zhì)研究的逐步深入，目前通過分析匯總，有害物質(zhì)種類越來越多，且越來越復雜，單純靠終端產(chǎn)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(chǎn)業(yè)鏈中有害物質(zhì)的使用。目前，國內(nèi)外著名的膠黏劑生產(chǎn)企業(yè)如道康寧、白云化工等等已經(jīng)完善有害物質(zhì)管理體系(QC080000)，并通過國外著名認證機構(gòu)認證，確保有效的應對層出不窮的有害物質(zhì)法規(guī)，其有害物質(zhì)管控體系流程建立步驟如下：
1) 建立企業(yè)內(nèi)部有害物質(zhì)指導標準
充分理解現(xiàn)有有害物質(zhì)標準及法規(guī)的要求，吸取國內(nèi)外的先進經(jīng)驗，結(jié)合企業(yè)自身發(fā)展水平及使用的有害物質(zhì)管控制度，制定適合本企業(yè)的有害物質(zhì)技術(shù)標準[3]。
2) 確保有害物質(zhì)過程管理
在本企業(yè)內(nèi)，制定原料-過程-交付-交付后活動整個生命周期內(nèi)的相關(guān)過程控制文件或技術(shù)規(guī)范。
3) 前置有害物質(zhì)管理觀念(供方管理)
一個企業(yè)除了做好供應鏈管理，有害物質(zhì)管理觀念前置顯得尤為重要。針對終端客戶或產(chǎn)業(yè)鏈下游客戶有害物質(zhì)要求或各國標準法規(guī)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(chǎn)業(yè)鏈有害物質(zhì)使用的風險，并且可適當減少各個企業(yè)的有害物質(zhì)管理成本，并且降低危害環(huán)境或者人類健康的風險。
4) 內(nèi)部固化管理流程和制度
4.3 實現(xiàn)內(nèi)部技術(shù)創(chuàng)新
在滿足LED照明行業(yè)產(chǎn)品性能要求的基礎(chǔ)上，建立綠色供應鏈，以終端客戶及法規(guī)要求為設計輸入。環(huán)保原料的使用可能導致產(chǎn)品成本的上升，公司應綜合考慮產(chǎn)品成本及其對下游產(chǎn)業(yè)鏈乃至整個環(huán)境的影響，實現(xiàn)內(nèi)部技術(shù)創(chuàng)新，為保證整個產(chǎn)業(yè)鏈的綠色環(huán)保貢獻自己的一份力量。
5. 有害物質(zhì)對LED照明行業(yè)的影響
如果LED照明行業(yè)用有機硅材料不進行有害物質(zhì)管控，受到重金屬鉛、S、鹵素及REACH等法規(guī)限制的有機污染物污染，這些污染物將會污染環(huán)境、危害人類健康，且部分含有的元素可能影響產(chǎn)品的性能，從而會對LED照明行業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生下述各類不利影響。
5.1 出口貿(mào)易壁壘
國際市場不斷提高的技術(shù)壁壘給中國照明產(chǎn)品出口帶來較大的負面影響。例如，歐盟《關(guān)于在電子電氣設備（詞條“設備”由行業(yè)大百科提供）中限制使用某些有害物質(zhì)的指令》(RoHS指令)及REACH法規(guī)等相繼實施及不斷更新，POPs相關(guān)法規(guī)的實施等導致我國出口的照明產(chǎn)品一旦被發(fā)現(xiàn)有害物質(zhì)超標，出口企業(yè)將面臨歐盟較高的出口貿(mào)易壁壘。
“一路一帶”的戰(zhàn)略實施為我國LED照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來機遇的同時，一些沿線國家對我國產(chǎn)品設置的貿(mào)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(shù)壁壘之后已逐步演變成為技術(shù)貿(mào)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(chǎn)品數(shù)量始終高居 RAPEX 系統(tǒng)通報的榜首。歐盟28個成員國和 3個經(jīng)濟區(qū)國家，如此關(guān)注中國制造：一方面反映出中國制造的消費產(chǎn)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(chǎn)企業(yè)對歐盟相關(guān)的產(chǎn)品法規(guī)/標準了解不足。
5.2 鍍銀層硫化
硫化原理：是由于環(huán)境中的硫(S2ˉ)元素通過滲透進入 LED 支架內(nèi)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(fā)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(xiàn)硫化反應后，產(chǎn)品功能區(qū)會黑化，光通量會逐漸下降，色溫出現(xiàn)明顯漂移;硫化后的硫化銀隨溫度升高導電率增加，在后續(xù)使用時，容易出現(xiàn)漏電現(xiàn)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(chǎn)品功能區(qū)銀層被完全硫化腐蝕后，金球?qū)?a target='_blank' style='font-size:1em; border-bottom:1px dotted blue;'>脫落（詞條“脫落”由行業(yè)大百科提供），從而出現(xiàn)死燈。
5.3 新結(jié)構(gòu)的LED芯片與光源物料的不匹配
新結(jié)構(gòu)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(fā)生腐蝕現(xiàn)象，影響光電性能的穩(wěn)定性，嚴重出現(xiàn)死燈情況。LED芯片電極中的鋁反射層與膠水中的氯發(fā)生反應的方程式如下：
Al3+ + 3Cl- AlCl3
6. 總結(jié)
有害物質(zhì)的管控控制照明行業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的不斷革新，而有機硅材料作為LED照明行業(yè)產(chǎn)品的組成部分，對其有害物質(zhì)控制勢在必行。許多企業(yè)已經(jīng)積極采取措施，從生產(chǎn)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(zhì)的使用，從而助力整個LED照明行業(yè)的循環(huán)經(jīng)濟穩(wěn)步發(fā)展。
參考文獻：
[1]謝容浩，有機硅材料的發(fā)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?zhí)K華，有害物質(zhì)法規(guī)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
