[发明专利]一种铝酸锶长余辉发光粉表面包覆的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铝酸锶长余辉发光粉表面包覆的方法。

背景技术

随着科学技术的发展，长余辉光致发光材料在橡胶、塑料、涂料、陶瓷和水泥等行业获得了广泛应用，其制备及应用研究变得极为重要。

传统硫化物长余辉发光材料余辉时间短，有放射性，化学性质不稳定，易分解或与其它物质发生化学反应。稀土掺杂的碱土金属铝酸锶SrAl₂O₄:Eu²⁺，Dy³⁺长余辉发光材料与硫化物长余辉材料相比，具有亮度高，余辉时间长，稳定性和抗老化性能好，不含放射性元素等优点。20世纪90年代国内外都开始了稀土激活的铝酸锶长余辉发光材料工业规模的生产，这种材料的应用逐渐涉及了许多领域。但铝酸锶发光材料遇水易分解，生成氢氧化铝白色沉淀和含锶化合物，从而使发光强度急剧下降直至发光完全丧失。这一缺点大大限制了其在水性体系或潮湿环境中的应用。提高铝酸盐长余辉发光材料的耐水性可进一步拓展其应用范围。此外，无机发光材料填充于各类高分子材料时还需提高其与有机体系的相容性，以改善无机材料在聚合物中的分散性和复合材料的力学性能。

为提高发光材料耐水性，国内外普遍采用表面包覆的办法，包括无机包覆和有机包覆。一般认为有机包覆层致密程度不够，可被水分或气体渗透。但不管是无机包覆还是有机包覆，已报道方法的效果都不甚理想。而且有关硫化物发光材料表面包覆的研究较多，针对铝酸盐发光材料表面包覆或表面处理研究的报道较少。

用于发光材料表面处理的无机包膜材料主要有各种氧化物(如SiO₂，Al₂O₃，TiO₂，ZnO等)、硅酸盐和磷酸盐等。中国发明专利CN01113200和CN02116328提出了用溶胶—凝胶法以硅酸酯水解在碱土铝酸盐发光材料表面形成SiO₂薄层，包膜可赋予发光材料较好的耐水性。但用溶胶—凝胶法包覆发光材料存在一些明显不足，如：所用醇盐一般较为昂贵，且有一定毒性；水解和聚合反应过程难以控制；包括SiO₂在内的无机氧化物在铝酸盐表面吸附性不强，焙烧过程中壳层易开裂，较难形成均匀致密的包覆层；过程重复性差。中国发明专利CN99112331提到了在铝酸盐发光材料表面沉积一层硅酸盐和磷酸盐，包膜改善了发光材料的耐水性，同时利用包覆材料对发光材料的敏化作用，提高发光材料的发光性能。但该专利所使用的方法在水溶液中进行，发光材料在被包覆时就发生程度严重的水解。包膜与发光材料之间的作用仅仅是物理吸附，包覆不牢。而且所说的敏化作用没有得到体现。美国专利US6303051在水溶液中利用多种含磷的无机或有机化合物表面处理硅酸盐发光材料，但含磷化合物并没有与发光材料直接发生化学吸附或反应，包覆层的致密程度和均匀与否也没有得到确定。

关于有机包覆，美国专利US6013979采用了直接在无机发光材料表面包覆高分子膜的方法；日本专利JP09003449则以双亲(同时含有亲水和亲油基团)有机化合物表面处理发光材料；中国专利申请CN200610019317提到了硅烷偶联剂先对发光材料进行表面处理，然后再对偶联剂接枝。这些有机化合物都是以物理吸附的方式披覆于发光材料表面，容易脱落。为使有机化合物与碱土铝酸盐长余辉发光材料表面之间产生化学键，中国专利申请CN200610046187以有机双功能配体与发光材料形成配位键结合，然后在引发剂的作用下加入可聚合单体，使之与有机配体发生聚合反应。这样的过程过于繁琐，不易控制。中国专利CN200410035728研究了无机、有机复合处理发光材料，在铝酸盐长余辉材料表面包覆氧化锆和三乙醇胺，提高了发光材料疏水性，但耐水性的问题没有得到很好的解决。

经包覆处理的微米尺寸发光材料，尤其是长余辉发光材料，发光强度一般都会减弱。在已有的关于长余辉材料表面包覆的报道中，无机或有机的包覆层均会同时削弱光的吸收和发射，这就极大地限制了长余辉发光材料的使用范围。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种铝酸锶长余辉发光粉表面包覆的方法。通过本发明的包覆方法，在铝酸锶长余辉发光粉的表面生成一层亲水或疏水的耐水性薄膜，解决铝酸锶长余辉发光材料易水解的难题，同时使其发光得到增强，这就使扩大此种长余辉发光材料使用范围成为可能。

为实现本发明的目的，采用如下的技术方案：一种铝酸锶长余辉发光粉表面包覆的方法，包括以下步骤：