一种LED灯带的端部防护结构及其制备方法与流程

本技术涉及led照明，具体而言，涉及一种led灯带的端部防护结构及其制备方法。

背景技术：

1、柔性led灯带能够弯折，适用性较好，广泛应用于室内装饰、商业照明以及户外景观照明等领域。工作时，led灯带需要通过电源线与外部供电设备连接，灯带端部的电源连接区域存在导电部件裸露、机械强度较低、容易受到环境影响等问题。需要在led灯带端部设置防护套，对灯带端部、电源线连接区域进行保护，避免水汽、灰尘等外界因素进入，同时缓解安装和使用过程中受到的拉扯、弯折等机械作用，保证led灯带长期稳定工作。

2、现有的防护套套设安装于led灯带端部，并在防护套与灯带之间填充密封胶，提高连接区域的防水、密封性能。安装时，先将防护套套设于灯带端部，再通过掰开防护套侧壁形成局部开口，并向防护套与灯带之间的间隙内注入密封胶，使防护套与灯带之间形成密封连接。然而，防护套套设后内部空间较小，侧向掰开形成的注胶区域有限，密封胶难以均匀进入防护套与灯带之间的全部接触区域，会产生局部缺胶、胶层厚度不均或密封不连续等问题，使外界水汽可能沿未充分密封的位置进入灯带内部，影响灯带的使用寿命。同时，固化后的密封胶、防护套以及灯带之间形成相对固定连接，当电源线受到拉扯、弯折等作用而与灯带产生相对移动时，由于连接区域缺少有效的缓冲空间，产生的作用力容易集中作用于防护套边缘或密封胶与灯带、防护套之间的连接界面，使局部剪切应力增大，长期循环受力后容易造成密封胶开裂、防护套疲劳损坏、连接界面脱离，降低led灯带端部防护套的可靠性。

3、综上所述，现有led灯带端部防护套不能满足实际需求，需要一种能够提高密封胶填充均匀性、降低相对移动产生的剪切应力，提升led灯带端部防护套的长期可靠性。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种led灯带的端部防护结构，防护结构包括中空的防护套，防护套套设于led灯带与电源线的连接处，电源线设置于led灯带的端部，防护套朝向led灯带的内表面设置有凹槽，凹槽沿led灯带长度方向，延伸至防护套靠近所述led灯带一端的边缘，凹槽内填充有密封胶。

2、本技术的凹槽改变了密封胶的填充路径和应力传递方式，最终提升了防护套的可靠性。具体地，在防护套套设于led灯带与电源线的连接处后，从凹槽位于防护套边缘的一端向内部注入密封胶，无需再从侧面掰开防护套形成局部注胶口；在注射压力以及密封胶自身流动的作用下，密封胶沿凹槽的长度方向向防护套内部连续流动，进一步向两侧的防护套与led灯带之间的微小间隙扩散，使难以直接注胶的内部区域得到充分填充，密封胶更加均匀地覆盖防护套与led灯带之间的接触区域，延长并阻断外界水汽向灯带内部迁移的路径，提高连接区域的密封可靠性。同时，凹槽还增大了防护套与led灯带之间用于容纳密封胶的空间，凹槽内填充的密封胶位于防护套与led灯带之间，形成连续的弹性过渡层，通过自身剪切变形吸收灯带与电源线之间的相对位移，使载荷由集中传递转变为分布式传递。当电源线受到拉扯、弯折等作用而与led灯带产生相对移动时，外部作用力首先传递至密封胶层，利用密封胶较大的弹性变形能力，使相对位移通过胶层的剪切变形逐渐释放，降低作用力直接集中于防护套边缘及密封界面的情况，提高端部防护套的可靠性。本技术从密封性能和机械缓冲两个方面共同提高led灯带端部防护套的长期可靠性。

3、进一步地，凹槽底部的截面形状为弧形。凹槽的横截面设置为弧形，使凹槽底部及侧壁之间采用连续曲面过渡，减少了尖角结构对密封胶流动的阻碍。注胶过程中，密封胶沿弧形槽面流动时不易在槽底拐角处形成滞流区或残留气隙，有利于胶液连续铺展并充分填充凹槽。同时，密封胶固化后，当电源线受拉扯、弯折而使led灯带与防护套产生相对位移时，胶层通过剪切变形传递载荷，弧形截面使胶层内部应力沿弧面逐渐传递和分散，降低槽底及胶层边缘的局部应力集中，从而减少密封胶疲劳开裂和界面脱离，提高端部防护套的长期密封可靠性。

4、更进一步地，凹槽在防护套的内表面上沿折线延伸。凹槽在防护套内表面沿折线延伸，增加了密封胶在防护套与led灯带之间的流动路径，使胶层与防护套、led灯带形成更长的接触和约束区域，提高了密封连接的稳定性。折线结构使凹槽由多个方向不同的槽段依次连接，当电源线受拉扯、弯折导致led灯带与防护套产生相对位移时，密封胶所承受的剪切载荷在不同槽段中分解并沿不同方向逐段传递，降低载荷集中于单一直线界面的程度，从而减小局部剪切应力和胶层剥离趋势。

5、更进一步地，防护套的灯带套接部与电源线套接部之间形成过渡区域，过渡区域的端面上设置有小孔，小孔与凹槽连通。在灯带套接部与电源线套接部之间的过渡区域设置与凹槽连通的小孔，使得凹槽形成具有独立排气路径的注胶空间。向凹槽内注入密封胶时，胶液沿凹槽由led灯带一端向内部推进，形成前端注胶、末端排气的定向流动路径，有利于密封胶充分到达凹槽深部及过渡区域，减少死角。固化后，可使灯带套接部至电源线套接部之间形成更连续的密封胶层，降低水汽经局部空隙进入连接区域的可能，提高端部防护套的密封可靠性。

6、更进一步地，过渡区域包括相对设置的两个倾斜壁，两个倾斜壁的间距沿靠近电源线套接部的方向逐渐减小。在过渡区域两侧形成沿电源线方向逐渐收窄的楔形空间。填胶过程中，密封胶由灯带套接部一侧进入后，能够沿倾斜壁向尺寸较小的电源线套接部方向逐渐汇聚，倾斜壁对胶液形成连续导向，避免直角台阶处形成流动死角和空气滞留；随着两倾斜壁间距逐渐减小，胶液流通空间逐步收缩，可促使胶液向过渡区域深处及电源线周围继续推进，提高灯带套接部与电源线套接部之间的填胶连续性和密封完整性。在使用过程中，电源线受到拉扯或弯折时，载荷由尺寸较小的电源线套接部向尺寸较大的灯带套接部传递，逐渐增大的楔形过渡区域使承载截面和变形区域连续扩大，使集中在两部分连接边界处的载荷沿倾斜壁逐步向灯带套接部分散；填充的密封胶也随楔形空间由薄至厚逐渐变化，通过不同区域的剪切和弹性变形逐级吸收相对位移，避免截面突变造成的局部应力集中，从而降低防护套及密封胶层的疲劳开裂和界面脱离风险，提高端部连接的长期可靠性。

7、更进一步地，相邻凹槽之间设置连通通道，连通通道的直径小于凹槽的宽度。相邻凹槽之间设置连通通道，使独立的多个凹槽形成相互连通的胶液流动网络。在注胶过程中，当某一凹槽内的密封胶向内部推进时，胶液能够通过连通通道进入相邻凹槽，对局部填充不足区域进行补充，同时凹槽内被挤压的空气也可通过连通通道向其他凹槽或排气位置转移，减少局部困气、气泡及缺胶，提高各凹槽内密封胶的填充均匀性。进一步地，连通通道的直径小于凹槽的宽度，使凹槽仍作为主要的导胶和容胶空间，而连通通道主要起横向连通、均压和补胶作用，避免胶液大量沿横向通道分流而削弱沿凹槽长度方向的定向填充。密封胶固化后，连通通道内的胶体还能够将相邻凹槽中的胶层连接为整体，当电源线受到拉扯时，局部胶层承受的剪切载荷通过较细的连通胶体向相邻胶层传递和分散，使多个凹槽共同承担相对位移，降低单一凹槽及其界面的局部应力集中，从而减少密封胶疲劳开裂和界面脱离，提高端部防护套的长期可靠性。

8、更进一步地，密封胶的弹性模量小于防护套的弹性模量。密封胶相对于防护套具有更大的柔顺性和弹性变形能力。当电源线受到拉扯、弯折与led灯带产生相对位移时，位于凹槽内的低模量密封胶优先发生剪切、拉伸及局部压缩变形，将灯带与电源线之间的相对位移吸收在胶层内部，使载荷不直接集中传递至防护套边缘以及密封胶与led灯带的连接界面，通过胶层逐渐释放并向较大区域分散，降低局部剪切应力和剥离应力，提高端部防护套的长期可靠性。

9、更进一步地，凹槽的深度为防护套壁厚的0.2-0.6倍。当凹槽深度低于壁厚的0.2倍时，凹槽形成的容胶空间较小，密封胶层较薄，胶液导流能力以及通过剪切变形吸收相对位移的能力有限，难以充分发挥凹槽的导胶和缓冲作用；当凹槽深度超过壁厚的0.6倍时，凹槽底部剩余壁厚明显减小，容易降低防护套的局部刚度和抗拉、抗弯能力，在套设、拉扯或弯折过程中容易产生疲劳损伤。

10、本技术还提出一种led灯带的端部防护结构的制备方法，方法包括如下步骤：

11、s1，将原料注入并充满模具，经保压、冷却后进行脱模，再去除毛边、清洁表面，得到防护套；

12、s2，将防护套沿led灯带长度方向套设于led灯带与电源线的连接处；

13、s3，从防护套靠近led灯带一端注入密封胶，密封胶沿凹槽流动，并填充防护套与led灯带之间的间隙；

14、s4，对填充于凹槽内的密封胶进行固化处理，形成密封连接。

15、本技术制备方法将防护套成型、套设、注胶和固化依次结合，使防护套在完成注塑成型后即可直接用于led灯带端部装配，整体工艺连续，便于批量生产。尤其在注胶步骤中，利用防护套内表面预先形成的凹槽作为密封胶的导流路径，密封胶可由靠近led灯带的一端沿凹槽向内部连续流动，并进一步填充防护套与led灯带之间的间隙，相比传统侧向掰开防护套后局部注胶，可减少人工掰开操作以及由此产生的局部变形，同时提高密封胶在内部区域的可达性和填充均匀性，降低缺胶、气隙及胶层厚度不均的概率。随后通过固化使密封胶与防护套及led灯带形成连续密封连接，使凹槽内胶层同时发挥密封和缓冲作用。本技术方法工艺步骤简单、与现有注塑及装配流程兼容性较好，并能够提高端部防护套的装配效率。

16、进一步地，步骤s3中，注入密封胶之前，对防护套对应凹槽靠近电源线一端的区域施加挤压力，在完成密封胶的注入后解除挤压力。在注入密封胶之前，对防护套对应凹槽靠近电源线一端的区域施加挤压力，使该区域发生弹性压缩，从而减小凹槽末端及其周围间隙的容积，并将其中的部分空气经凹槽或与凹槽连通的小孔排出；随后由靠近led灯带的一端注入密封胶，可降低凹槽深处空气滞留形成气泡、空腔或缺胶的概率。完成注胶后解除挤压力，防护套在自身弹性作用下恢复原有形状，使先前被压缩的凹槽及间隙容积重新增大，对尚未固化的密封胶产生向凹槽末端及周围间隙的吸入、牵引作用，促使胶液进一步向难以填充的深部区域铺展，并补偿局部填充不足。利用防护套自身弹性变形主动改变内部容积和压力状态，有利于排出空气、促进胶液深部填充，提高密封胶层的连续性和填充均匀性，进而提高端部防护套的密封可靠性。

17、与现有技术相比，本发明的有益效果：

18、（1）防护套内表面的凹槽形成开放式导胶通道，使密封胶沿凹槽向内部流动并均匀填充与led灯带之间的间隙，减少缺胶、胶层不均及局部密封缺陷。同时，凹槽内形成连续弹性胶层，当电源线与灯带产生相对移动时，密封胶通过剪切变形吸收位移，使载荷由局部集中传递转变为分布式缓冲传递，降低防护套边缘及密封界面的剪切应力，提高端部防护套的密封可靠性。

19、（2）凹槽沿led灯带长度方向延伸至防护套端部边缘，套设过程中，防护套开口在插入力作用下更容易发生弹性扩张，增大了瞬时装配空间，降低led灯带的插入阻力。安装完成后，可直接由凹槽开口处注入密封胶，无需再从侧面掰开防护套形成注胶空间，减少操作步骤和局部过度变形，并降低对led灯带表面及内部线路造成挤压损伤的风险。

20、（3）在现有成型模具对应位置固定与凹槽形状相对应的凸起条，即可在原料注入过程中同步形成凹槽，无需脱模后再进行切削等二次加工。可直接利用现有注塑设备及保压、冷却、脱模等生产流程进行适应性改造，改造范围小、制造步骤少，适合现有生产线批量制造。