[发明专利]防水型荧光粉制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种长余辉荧光粉的表面包覆方法。属于荧光粉制备的技术领域。

背景技术

长余辉发光材料，又名夜光材料，是光致发光材料的一种。它是一类吸收太阳 光或人工光源所产生的光发出可见光，而且在激发停止后仍能继续发光的物质。碱 土铝酸盐系列发光材料是目前已知的发光性能最好的蓄光型发光材料。跟传统硫化 物系列的长余辉发光材料相比，碱土铝酸盐系列发光材料具有余辉时间长、无辐 射、化学性质较稳定等优点。

碱土铝酸盐长余辉荧光粉(SrAl2O4:Eu2+，Dy3+)在潮湿环境中会发生如下水 解反应：SrAl2O4+4H2O＝Sr2++2OH-+2Al(OH)3↓，极大地限制了铝酸盐长余 辉荧光粉的应用。针对铝酸盐长余辉荧光粉(SrAl2O4:Eu2+，Dy3+)水解这一问 题，目前研究重点主要集中于在荧光粉表面包覆一层均匀致密的保护层，避免荧光 粉直接与水接触，从而提高荧光粉抗水性能，包覆物质主要SiO₂、Al₂O₃等无机氧 化物。也有使用有机物进行包覆的，如中国专利ZL01114025.9，ZL200610019317.5 等，但有机物包覆荧光粉耐候性差，在高温或紫外线环境下性能衰减很快。

中国专利ZL01113200.0公开了一种硅酸酯水解法在铝酸盐长余辉粉表面包覆 SiO₂玻璃涂层的方法，专利ZL02116328.6公开了一种使用正硅酸乙酯溶胶法包覆 SiO₂薄膜的方法，但这两种方法均需要将荧光粉加入水性溶液中，而在此过程中长 余辉荧光粉的性能已经有较大损失，最终包膜荧光粉的发光性能也劣于初始未包膜 粉。

发明内容

技术问题：本发明提出一种防水型荧光粉制备方法，该方法得到的膜层均匀致 密，显著提高了长余辉荧光粉的抗水性能。

技术方案：本发明的防水型荧光粉制备方法对铝酸盐长余辉荧光粉进行表面包 覆SiO₂无机氧化物膜，反应化学式为Na₂SiO₃+2HNO₃＝H₂SiO₃+2NaNO₃，且该反应 在无水体系中进行；包覆工艺包括以下几个步骤：

1)将长余辉荧光粉均匀分散在乙二醇中，配制成浓度为1～10g/100ml的荧光 粉悬浮液；

2)按SiO₂与荧光粉之重量比为(0.5～15)∶100的比例，称取相应量的NaSiO₃·9H₂O加入荧光粉悬浮液中，搅拌同时超声分散5～30min，使其充分分散；

3)将悬浮液加热至60～90℃并将温度控制此区间，以50r/m～300r/m速度搅 拌；

4)配制HNO₃的无水乙醇溶液，其中HNO₃与无水乙醇的体积比为 0.1～10∶100，将该溶液滴加入荧光粉悬浮液中，滴加速度为0.5～10ml/min，调节荧 光粉悬浮液pH计显示值至8～11，滴加结束后继续搅拌并保温0.5～8小时，得到 包膜荧光粉悬浮液；

4)将包膜荧光粉悬浮液离心分离，再用乙醇洗1～3次，充分烘干后在行 200～400℃灼烧1～3h，冷却后可得包膜长余辉荧光粉。

所述悬浮液加热温度维持在60～90℃区间。滴加结束后继续保温0.5～8小 时。

有益效果：本发明的优点是：(1)包膜工艺全部在无水体系中进行，避免了 包膜过程中的长余辉荧光粉的性能下降；(2)制备工艺简单，易于实现；包膜反 应的废液可进行溶剂回收，总体成本增加很少；(3)可在铝酸盐长余辉荧光粉表 面包覆一层均匀致密的厚度为10～40nm的SiO₂膜，显著改善铝酸盐长余辉荧光 粉的抗水性能，包膜铝酸盐长余辉粉在水中浸泡1个月以上发光性能不下降。

具体实施方式

本发明在无水体系中进行对铝酸盐长余辉荧光粉进行表面包覆SiO₂无机氧化 物膜，所涉及的化学反应式为：