[发明专利]一种感温发光变色荧光材料及其制备方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种荧光材料及其制备方法，具体地说是一种感温发光变色荧光材料及其制备方法和用途。

二、背景技术

企业为了保护自己的品牌、利益、市场和广大消费者的合法权益，在生产制造产品时一般都会采取一定的防伪措施。在众多的防伪技术中，荧光防伪和感温色变防伪技术具有“特征隐形、易于制作、价格低廉以及易于识别”的显著特征，是综合防伪标识首选识别技术之一。

紫外荧光防伪主要是利用在油墨中加入红、黄、绿或蓝色荧光粉，然后利用此油墨印刷出各种特殊设计的图案，这种图案在日光下为不可见，在紫外或近紫外光激发下可以看见闪烁荧光的印刷图案或文字。而荧光隐形防伪通常是在油墨中加入长余辉夜光粉荧，停止激发后在黑暗环境中依然能够识别这种防伪制品的持续发光。与紫外荧光防伪相比较，荧光隐形防伪的加密程度高，但是利用油墨添加长余辉荧光粉制作的隐形防伪图标通常无法耐受高温使用，经历高温烧结后不能重复使用，无法满足诸如景泰蓝、唐三彩、卫浴陶瓷等高温制品的防伪要求，且防伪图标易于撕掉。如果把无机荧光粉与耐高温制品一起烧结成形，则能够有效克服印刷图标易于被撕掉的缺点，即必须破坏产品方能去除防伪功能，但面临加密程度单一造成隐形防伪功能不足或失去防伪功能的可能，因为目前在隐形防伪中使用的长余辉荧光粉主要是红色Y₂O₂S:Eu²⁺，Mg²⁺，Ti⁴⁺、绿色SrAl₂O₄:Eu²⁺，Dy³⁺和蓝色MAl₄O₂₅:Eu²⁺，Dy³⁺(M＝Ca，Sr，Ba)等。这些荧光粉通常在还原气氛下合成，如果把这些与高温陶瓷在敞开气氛中一起烧结，Eu²⁺被氧化为Eu³⁺，不仅失去长余辉功能，而且发光颜色会改变。Y₂O₂S:Eu³⁺，Mg²⁺，Ti⁴⁺荧光粉对环境敏感，遇到水汽和高温环境分解为氧化物并失去长余辉功能。为此，需要开发新型耐高温、化学性能稳定且具有多重加密功能的新型荧光材料。

可逆热敏变色防伪技术是利用感温材料发光颜色随温度变化特性开发而成。采用感温变色油墨印制的图案在常温下是不可见的，加热(用热水杯烫、烟烤、手摩擦)到一定程度后图案出现，一旦热源撤去，显示图案则立即消失。从材料组成而言，可逆有机热敏变色材料通常由微胶囊包覆着隐形染料、显色剂和增感剂(又称减敏剂)构成，其存在的突出问题是感温变色耐受温度低。因此，开发高温热敏变色无机材料更有意义。

三、发明内容

本发明旨在提供一种感温发光变色荧光材料及其制备方法。所要解决的技术问题是将荧光防伪和感温色变防伪结合起来，开发出耐高温隐形荧光防伪材料，并利用这种荧光材料开发出新型隐形荧光防伪技术。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

本发明感温发光变色荧光材料的特点是其组成由如下通式表达：(Ln_1-x-yBi_xEu_y)VO₄，其中Ln为La³⁺、Y³⁺、Gd³⁺、Lu³⁺、Sc³⁺、Al³⁺、Ga³⁺或In³⁺金属离子中的一种或几种，Ln³⁺、Bi³⁺和Eu³⁺的物质的量之和与VO₄^3-的物质的量相等，x、y分别为Bi³⁺和Eu³⁺的摩尔分数，0≤x＜1，0≤y＜1。

本发明感温发光变色荧光材料的制备方法的特点是按如下步骤操作：

a、前驱体的制备

以去离子水为介质将配比量的Ln的硝酸盐、Bi(NO₃)₃和Eu(NO₃)₃混合并加入草酸，用氨水调pH值8-14，生成白色沉淀物，将所得沉淀物过滤、干燥后与配比量的钒的化合物混合并研磨混料，得前驱体；