[发明专利]一种红色长余辉发光材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料技术领域，更具体涉及一种红色长余辉发光材料及其制备方法。

背景技术

长余辉材料因其在消防应急、军事设施、交通运输、建筑装璜和日用消费品等领域的广 泛应用而得到材料科学工作者的重视，具有节能环保的重要意义。铝酸盐长余辉发光材料已 经商业化，并开发出发光涂料、发光薄膜、发光油墨、发光陶瓷、发光塑料、发光纤维、发 光纸等商品。作为三基色材料之一的红色长余辉发光材料研发较为滞后，其具有更广泛的用 途。一些红色长余辉发光材料如钛酸盐、硅酸盐、硫化物等体系在余辉时间和化学稳定性等 方面都不尽人意。公开专利CN1228415C的长余辉发光材料磷酸锌的制备方法，制备时需经过 在200-500℃下预烧2-6小时，再于500-1100℃下烧结4-10小时，耗时较长，而最好材料的 目测余辉时间也不过4小时，尤其需要吸收紫外区波段的光才能发光，因而无法达到商品化 应用要求。

高温固相法虽然混料较简单，但其煅烧温度很高而且煅烧时间长，这是由于各固体反应 物不能以分子或原子的水平进行充分接触并参与反应，而且不像溶液那样固体物质扩散速度 很慢反应时间很长。而采用软化学溶液法能克服高温固相法上述缺点，把参与反应的各物质 溶解于溶液中，使得所有反应物能以分子的水平充分接触，再经过如共沉淀、形成溶胶凝胶 或直接进行溶液燃烧以达到快速生成产物，从而大幅度缩短制备周期，降低生产成本；溶液 法还具有反应均匀性好等优点，能使掺杂和发光体元素能更好的进入到主晶格中。

发明内容

本发明的目的是提供一种红色长余辉发光材料及其制备方法，原料配比科学合理，采用 燃烧法制备前躯体，再结合高温煅烧，使制备的产品的发光性能得到显著的改善，制备时间 更短，成本降低，而且材料的发光性能更好，不含放射性物质，具有显著的经济效益。

本发明的红色长余辉发光材料：所述发光材料的化学式为：(Zn_1-α-βMn_αA_β)₃(P_1-0.8γSi_γO₄) ₂，其中A表示的化学元素为：Ca、Sr、Mg、Eu、Dy、Zr、Pr、Y、Sm、Ce或La中的一种 或多种化学元素，α、β、γ表示各元素的摩尔系数，其值分别为α＝0.001-0.07、β＝0.001-0.08、 γ＝0.003-0.2；所述发光材料采用燃烧-煅烧联制法进行制备。

本发明的显著优点是：本发明采用燃烧法制备前躯体，能在5-20分钟内快速生成产物， 但由于反应时间短产品结晶性能不好，材料的发光性能较差，把前躯体产物经过高温短时间 的煅烧，材料的结晶性能和发光性能大幅度的提高。与专利CN1228415C相比本发明不仅制备 时间更短，而且材料的发光性能更好，材料的初始强度达523mcd/m²，2小时后仍然达到8 mcd/m²，目测余辉时间达到9小时。

具体实施方式

制备过程包括如下步骤：

(1)根据所述发光材料的化学式中元素组成，按照元素的摩尔系数，计算出各元素的摩尔 比例，并按照该摩尔比例称取相应元素的氧化物、硝酸盐、磷酸盐、碳酸盐或硅酸盐， 以及正硅酸乙酯；

(2)将所述原料中易溶于水的原料溶解于水中，将难溶或不溶于水的原料混合后或各自分 别加入一定体积浓度的硝酸并加热到75℃使其完全溶解，加入蒸馏水稀释，而后加 入助熔剂和助燃剂，配成澄清溶液；所述步骤(2)中硝酸质量百分比浓度为60-98％， 其用量为：按照理论计算产物的量，每一摩尔产物，添加的硝酸为0.1-1L；所述步骤

(2)中加入蒸馏水的量为：按照理论计算产物的量，每一摩尔产物，添加的蒸馏水 为2-15L。