專利名稱：一種稀土發(fā)光涂料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于新材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及用稀土物質(zhì)制成的發(fā)光材料，具體
涉及一種以堿土鋁酸鹽為基質(zhì)，摻入稀土元素銪(Ei^+)作為激活劑的稀土發(fā)
光涂料。
背景技術(shù)：
在發(fā)光材料的寶庫(kù)中，稀土發(fā)光材料是一個(gè)亟待開發(fā)利用的資源，目前稀土發(fā)光材料，在照明、顯示、信息等方面正在得到人類廣泛的重視和應(yīng)用，成為人類生活中不可缺少的重要組成部分，稀土發(fā)光材料的優(yōu)點(diǎn)是吸收能力強(qiáng)，轉(zhuǎn)換率高，可發(fā)射從紫外到紅外的光譜，在可見光區(qū)域，有很強(qiáng)的發(fā)射能力，且物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。與相應(yīng)的非稀土熒光材料相比，其發(fā)光效率及光色等性能都更勝一籌。
余輝現(xiàn)象俗稱夜光現(xiàn)象，在古代己被人們發(fā)現(xiàn)，像"夜明珠"就是由螢石類發(fā)光礦物組成。長(zhǎng)余輝發(fā)光材料的發(fā)光原理是紫外光激發(fā)時(shí)，有一定能量深度的陷阱能級(jí)從激發(fā)態(tài)捕獲了足夠數(shù)量的電子，并儲(chǔ)存起來。紫外光停止激發(fā)后，儲(chǔ)存在陷阱能級(jí)的電子在室溫的熱擾動(dòng)下逐漸地釋放出來。釋放出的電子再躍遷到激發(fā)態(tài)。電子從激發(fā)態(tài)返回基態(tài)時(shí)產(chǎn)生發(fā)光。當(dāng)外界激發(fā)源對(duì)材料的作用停止后，發(fā)光還會(huì)持續(xù)一段時(shí)間的現(xiàn)象稱為余輝。余輝時(shí)間為幾分鐘甚至數(shù)小時(shí)的現(xiàn)象稱為長(zhǎng)余輝現(xiàn)象。因?yàn)樗罟庖环殴獾倪^程與蓄電池蓄電一放電的過程類似，長(zhǎng)余 發(fā)光材料又稱為蓄光型發(fā)光材料。目前發(fā)光涂料中所用的發(fā)光材料主要是光致蓄能型長(zhǎng)余輝發(fā) 光材料。
發(fā)光涂料是將發(fā)光材料經(jīng)包膜處理與油漆，配料研磨分散加工而成， 或者是將發(fā)光涂料擠壓成膜制備成發(fā)光膜。這種涂料具有粘著力強(qiáng)，干燥 速度快的特點(diǎn)。當(dāng)光照后可持續(xù)發(fā)光，在夜間具有指示作用，適用于公路 劃線、交通標(biāo)志指示牌制作，以保證交通安全。發(fā)展城市交通事業(yè)，緩解 交通擁擠，是當(dāng)今各大城市迫切需要解決的重要問題。公路、高速公路、 城市道路、地鐵的數(shù)量日益增多交通指示牌、道路標(biāo)志漆的使用也隨之增 加，發(fā)光涂料或是發(fā)光材料在現(xiàn)代交通事業(yè)中發(fā)揮著越來越重要的作用。
由于受傳統(tǒng)發(fā)光材料的影響，稀土發(fā)光材料僅限于在交通事業(yè)中的道 路標(biāo)牌涂料的使用，在其它方面使用的還不是很廣泛。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種稀土發(fā)光涂料，該涂料的發(fā)光原理是，它以堿
土鋁酸鹽為基質(zhì)，摻入稀土元素銪(E^+)作為激活劑，并添加鏑D^+或釹 Nd^等中重稀土離子作輔助激活劑，由于摻雜E^+與基質(zhì)離子之間能發(fā)生
有效的能量傳遞，當(dāng)發(fā)光材料受紫外光或近紫外可見光照射(激發(fā))時(shí)，堿土 鋁酸鹽基質(zhì)會(huì)將吸收的光能傳遞給摻入晶格的Eu2+，使之受激發(fā)而發(fā)光。 其優(yōu)點(diǎn)是吸收光波段長(zhǎng)，且余輝時(shí)間長(zhǎng)，可以廣泛使用在道路交通顯示、 照明、信息通訊、城市建筑等方面，成為人類生活中不可缺少的重要組成 部分，解決了現(xiàn)有技術(shù)中稀土發(fā)光材料存在的問題。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是， 一種稀土發(fā)光涂料，按其重量百分比， 其組成為.-環(huán)氧樹脂40% 60% 低醚化三聚氰胺樹脂15% 25%
丁醇1% 3% 二甲笨1% 3% 硅油溶液3°/。 8% 白色色漿10% 15% 發(fā)光色漿5% 12%
其中所述的白色色漿是將40份鈦白粉、5份硅油，溶于55份環(huán)氧樹 脂中，進(jìn)行研磨，直至色漿的顆粒為5 10Pm，而得到的白色物質(zhì)；
所述的發(fā)光色漿是將40份超細(xì)發(fā)光材料、5份硅油，溶于55份環(huán)氧樹 脂中，進(jìn)行研磨，直至色漿的顆粒為5 10um，而得到的發(fā)光物質(zhì)；
本發(fā)明所述稀土發(fā)光涂料的制備方法，其特征還在于，該方法按以下 步驟進(jìn)行 步驟一、
取45% 55%的環(huán)氧樹脂和15% 25%的低醚化三聚氰胺樹脂放入容 器，混合攪拌均勻； 步驟二、
再加入10% 15%的白色色槳、5% 12%的發(fā)光色漿，快速攪拌均勻 并升溫加熱； 步驟三、
待混合液的溫度升至4(TC左右，加入硅油溶液3% 8%，攪拌30分 鐘，然后加入1% 3%的丁醇和1% 3%的二甲笨，攪拌均勻；最后用400目過濾網(wǎng)將混合液進(jìn)行過濾，即得到稀土發(fā)光涂料。
所述的發(fā)光色漿由下列物質(zhì)組成其中的超細(xì)發(fā)光材料
乙二醇、(NH4)C03、Eu203、 Dy203、H3B03、硝酸鹽SrN03 、 A1(N03)3.9H20、 SrC03、 A1203檸檬酸、水性分散劑、NH3.H20、無(wú)水乙 醇、HN03。
所述的超細(xì)發(fā)光材料的制備按以下步驟進(jìn)行制取當(dāng)量按lmol (摩爾) 計(jì)算； 步驟一、
稱取0.01molEu203稀土氧化物、0.015 mol Dy203，分別溶于過量濃硝 酸中，用去離子水稀釋成濃度為0.1 mol/L(相對(duì)稀土離子而言)的溶液備用； 步驟二、
按化學(xué)計(jì)量比8叢1204￡110.。2,0丫0.03稱取所需的lmol硝酸鹽Sr(N03)2， 2molAl(N03)3，溶于去離子水中，移入所需的Eu(N03)3和Dy (N03)3溶液， 混合均勻后備用； 步驟三、
稱取4.5mol的(NH4)C03溶于去離子水中，配成濃度為2mol/L的溶液。 在保持?jǐn)嚢钘l件下緩慢全部加入上述溶液中，經(jīng)過濾、去離子水洗滌和干 燥等工藝，獲得lmol的白色粉體； 步驟四、
稱取4.5mol檸檬酸和2.25mol乙二醇，(檸檬酸、乙二醇以及金屬離子 總量的比例為4: 2: 3)溶于適量水中，制成檸檬酸溶液；步驟五、
將步驟三獲得的白色粉體溶于檸檬酸溶液中，獲得無(wú)色透明溶液，直 接稱取占質(zhì)量百分比5%的硼酸，溶于步驟二獲得的混合溶液中； 步驟六、
將混合溶液轉(zhuǎn)至恒溫水浴鍋中，邊攪拌邊加熱，水浴溫度為85°C，隨 著加熱水分的蒸發(fā)，溶液逐漸成為粘性透明溶膠； 步驟七、
隨著加熱當(dāng)溶膠逐漸轉(zhuǎn)變成粘滯不動(dòng)的稠狀凝膠體，將凝膠放入150°C 烘箱中干燥4小時(shí)，稠狀凝膠體轉(zhuǎn)變?yōu)榕钏蔂罡赡z；再將蓬松狀干凝膠碾 壓成粉狀，放入80(TC電阻爐中，在空氣氣氛下加熱1小時(shí)，獲得白色粉 體；
步驟八、
將白色粉體轉(zhuǎn)入管式高溫爐中，在弱還原氣氛(5 %H2， 95%>12)下，高 溫120(TC燒結(jié)2小時(shí)，冷卻后即得lmol (摩爾)超細(xì)發(fā)光粉。
本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)光材料采用溶膠-凝膠法制備，使發(fā)光材料 具有
(1) 高純度，粉料(特別是多組分粉料)制備過程中無(wú)需機(jī)械混合，不易 引進(jìn)雜質(zhì)；
(2) 化學(xué)均勻性好，由于溶膠一凝膠過程中化合物在分子級(jí)水平混 合，故膠粒內(nèi)及膠粒間化學(xué)成分完全一致；
(3) 可很好地控制反應(yīng)顆粒、膠粒尺寸小于0.1pm;
(4) 摻雜分布均勻，可溶性微量摻雜組分分布均勻，不會(huì)分離、偏析。
本發(fā)明發(fā)光涂料涂覆在被涂物體表面，除了對(duì)涂覆物起到保護(hù)、裝飾、 標(biāo)志和其他特殊作用(如電絕緣、防污、減阻、隔熱、耐輻射、導(dǎo)電、導(dǎo)磁 等)作外，還具有粘著力強(qiáng)，干燥速度快的特點(diǎn)。光照后能持續(xù)發(fā)光，在夜 間具有指示作用。
由于SrAl204: Eu2+， Dy3+發(fā)光材料發(fā)黃綠光，在黃綠光照明下人眼不 會(huì)感覺到疲勞。


附圖是本發(fā)明稀土發(fā)光涂料燒結(jié)溫度與結(jié)晶狀態(tài)曲線分布圖；
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
一種稀土發(fā)光涂料，按其重量百分比，其組成為
環(huán)氧樹脂40% 60% 低醚化三聚氰胺樹脂15% 25%
丁醇1% 3% 二甲笨1% 3% 硅油溶液3% 8% 白色色漿10% 15% 發(fā)光色漿5% 12%
其中所述的白色色漿是將40份鈦白粉、5份硅油，溶于55份環(huán)氧樹 脂中，進(jìn)行研磨，直至色漿的顆粒為5 10um，而得到的白色物質(zhì)；
所述的發(fā)光色漿是將40份超細(xì)發(fā)光材料、5份硅油，溶于55份環(huán)氧樹脂中，進(jìn)行研磨，直至色漿的顆粒為5 10nm，而得到的發(fā)光物質(zhì)； 本發(fā)明所述稀土發(fā)光涂料的制備方法，該方法按以下歩驟進(jìn)行
步驟一、
取45% 55%的環(huán)氧樹脂和15% 25%的低醚化三聚氰胺樹脂放入容 器，混合攪拌均勻； 步驟二、
再加入10% 15%的白色色漿、5% 12%的發(fā)光色漿，快速攪拌均勻 并升溫加熱； 步驟三、
待混合液的溫度升至40。C左右，加入硅油溶液3% 8%，攪拌30分 鐘，然后加入1% 3%的丁醇和1% 3%的二甲笨，攪拌均勻； 步驟四、
最后用400目過濾網(wǎng)將混合液進(jìn)行過濾，即得到稀土發(fā)光涂料，將涂料 進(jìn)行罐裝打包。
本發(fā)明所述的發(fā)光色漿由下列物質(zhì)組成其中的超細(xì)發(fā)光材料 乙二醇、(NH4)C03、Eu203、 Dy203、H3B03、硝酸鹽SrN03、
A1(N03)3.9H20、 SrC03、 A1203擰檬酸、水性分散劑、NH3.H20、無(wú)水乙
醇、HN03。
所述的超細(xì)發(fā)光材料的制備按以下步驟進(jìn)行制取當(dāng)量按lmol (摩爾) 計(jì)算；
步驟一、
稱取0.01molEu2O3稀土氧化物、0.015 mol Dy203，分別溶于過量濃硝酸中，用去離子水稀釋成濃度為0.1 mol/L(相對(duì)稀土離子而言)的溶液備用。
步驟二、
按化學(xué)計(jì)量比SrAl204:Euo.。2,Dy。.。3稱取所需的lmol硝酸鹽Sr(N03)2， 2molAl(N03)3，溶于去離子水中，移入所需的Eu(N03)3和Dy (N03)3溶液， 混合均勻后備用；
步驟二、
稱取4.5mol的(NH4)C03溶于去離子水中，配成濃度為2mol/L的溶液。 在保持?jǐn)嚢钘l件下緩慢全部加入上述溶液中，經(jīng)過濾、去離子水洗滌和干 燥等工藝，獲得lmol的白色粉體。 步驟四、
稱取4.5mol檸檬酸和2.25mol乙二醇，(檸檬酸、乙二醇以及金屬離子 總量的比例為4: 2: 3)溶于適量水中，制成檸檬酸溶液； 步驟五、
將步驟三獲得的白色粉體溶于檸檬酸溶液中，獲得無(wú)色透明溶液，直 接稱取占質(zhì)量百分比5%的硼酸，溶于步驟二獲得的混合溶液中； 步驟六、
將混合溶液轉(zhuǎn)至恒溫水浴鍋中，邊攪拌邊加熱，水浴溫度為85°C，隨 著加熱水分的蒸發(fā)，溶液逐漸成為粘性透明溶膠； 步驟七、
隨著加熱當(dāng)溶膠逐漸轉(zhuǎn)變成粘滯不動(dòng)的稠狀凝膠體，將凝膠放入15CTC 烘箱中干燥4小時(shí)，稠狀凝膠體轉(zhuǎn)變?yōu)榕钏蔂罡赡z；再將蓬松狀干凝膠碾 壓成粉狀，放入80(TC電阻爐中，在空氣氣氛下加熱1小時(shí)，獲得白色粉體；
步驟八、
將白色粉體轉(zhuǎn)入管式高溫爐中，在弱還原氣氛(5%112， 95MN2)下，高 溫120(TC燒結(jié)2小時(shí)，冷卻后即得lmol (摩爾)超細(xì)發(fā)光粉。
在80(TC以下，試樣主要以非晶態(tài)形式存在，只有少量SrC03晶相出 現(xiàn)。隨溫度的升高，產(chǎn)物的結(jié)晶性增強(qiáng)。當(dāng)燒結(jié)溫度達(dá)到IIOO'C時(shí)，SrC03
晶相消失，大量的SrAl204開始出現(xiàn)。當(dāng)溫度超過120(TC時(shí)，粉體幾乎為純 的SrAl204晶相。
燒結(jié)后熒光粉的顆粒，會(huì)隨燒結(jié)溫度的升高，熒光粉的粒度逐漸增 大。燒結(jié)溫度與發(fā)光材料的超細(xì)發(fā)光粉晶粒徑大小的關(guān)系(燒結(jié)時(shí)間均為2 小時(shí))，由附圖可以看出，在溫度低于IOO(TC顆粒長(zhǎng)大不嚴(yán)重，當(dāng)溫度超過 IIO(TC，顆粒生長(zhǎng)速度加快，在130(TC燒結(jié)2小時(shí)后，顆粒已達(dá)到450nm。
在鋁酸鹽發(fā)光材料的合成當(dāng)中，通常采用醇鹽法制備發(fā)光粉前驅(qū)體， 但由于醇鹽價(jià)格太高，往往采用檸檬酸作為鰲合劑。其設(shè)計(jì)思想是通過可 溶性檸檬酸與金屬離子形成穩(wěn)定性較好的可溶性的鰲合物，該鰲合物為各 種金屬離子檸檬酸鹽的混合物，這樣就保證了溶液中各種金屬離子達(dá)到原 子級(jí)水平的混合均勻，從而為發(fā)光體的制備提供了組成和分布均勻的前驅(qū) 體。采用溶膠-凝膠法合成出的發(fā)光材料晶粒徑小且分布較均勻，燒結(jié)溫度 低，節(jié)約能源。
經(jīng)過過濾后得到所需的稀土發(fā)光涂料，在使用時(shí)，將稀土發(fā)光涂料噴涂 在被涂物的表面，流平，放入烘烤箱里15(TC烘烤30分鐘。
上述實(shí)施方式只是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)例，不是用來限制本發(fā)明的實(shí)施與權(quán)利范圍，凡依據(jù)本發(fā)明申請(qǐng)專利保護(hù)范圍所述的內(nèi)容做出的等效變化和 修飾，均應(yīng)包括在本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種稀土發(fā)光涂料，按其重量百分比，其組成為環(huán)氧樹脂40％～60％低醚化三聚氰胺樹脂15％～25％丁醇1％～3％二甲笨1％～3％硅油溶液3％～8％白色色漿10％～15％發(fā)光色漿5％～12％其中所述的白色色漿是將40份鈦白粉、5份硅油，溶于55份環(huán)氧樹脂中，進(jìn)行研磨，直至色漿的顆粒為5～10μm，而得到的白色物質(zhì)；所述的發(fā)光色漿是將40份超細(xì)發(fā)光材料、5份硅油，溶于55份環(huán)氧樹脂中，進(jìn)行研磨，直至色漿的顆粒為5～10μm，而得到的發(fā)光物質(zhì)；
2. —種根據(jù)權(quán)利要求1所述稀土發(fā)光涂料的制備方法，其特征在于，該方法按以下步驟進(jìn)行步驟一、取45% 55%的環(huán)氧樹脂和15% 25%的低醚化三聚氰胺樹脂放入容器，混合攪拌均勻；步驟二、再加入10% 15%的白色色漿、5% -12%的發(fā)光色漿，快速攪拌均勻并升溫加熱；步驟三待混合液的溫度升至4(TC左右，加入硅油溶液3% 8%，攪拌30分鐘，然后加入1% 3%的丁醇和1% 3%的二甲笨，攪拌均勻；步驟四、最后用400目過濾網(wǎng)將混合液進(jìn)行過濾，即得到稀土發(fā)光涂料。
3、 一種根據(jù)權(quán)要求1和2所述稀土發(fā)光涂料，其特征在于，所述的發(fā)光色漿由下列物質(zhì)組成其中的超細(xì)發(fā)光材料乙二醇、(NH4)C03、Eu203、 Dy203、H3B03、硝酸鹽SrN03、A1(N03)3'9H20、 SrC03、 A1203檸檬酸、水性分散劑、NH3.H20、無(wú)水乙醇、HN03。
4、 一種根據(jù)權(quán)要求3所述稀土發(fā)光涂料，其特征在于，所述的超細(xì)發(fā)光材料的制備按以下步驟進(jìn)行制取當(dāng)量按lmol (摩爾)計(jì)算；步驟一、稱取0.01molEu203稀土氧化物、0.015 mol Dy203，分別溶于過量濃硝酸中，用去離子水稀釋成濃度為0.1 mol/L(相對(duì)稀土離子而言)的溶液備用。步驟二、按化學(xué)計(jì)量比SrAl204:Euo.。2，Dyo.。3稱取所需的lmol硝酸鹽Sr(N03)2，2molAl(N03)3，溶于去離子水中，移入所需的Eu(N03)3和Dy (N03)3溶液，混合均勻后備用；步驟三、稱取4.5mol的(NH4)C03溶于去離子水中，配成濃度為2mol/L的溶液。在保持?jǐn)嚢钘l件下緩慢全部加入上述溶液中，經(jīng)過濾、去離子水洗滌和干燥等工藝，獲得lmol的白色粉體。步驟四、稱取4.5mol檸檬酸和2.25mol乙二醇，(檸檬酸、乙二醇以及金屬離子總量的比例為4: 2: 3)溶于適量水中，制成檸檬酸溶液；步驟五、將步驟三獲得的白色粉體溶于檸檬酸溶液中，獲得無(wú)色透明溶液，直接稱取占質(zhì)量百分比5%的硼酸，溶于步驟二獲得的混合溶液中；步驟六、將混合溶液轉(zhuǎn)至恒溫水浴鍋中，邊攪拌邊加熱，水浴溫度為85°C，隨著加熱水分的蒸發(fā)，溶液逐漸成為粘性透明溶膠；步驟七、隨著加熱當(dāng)溶膠逐漸轉(zhuǎn)變成粘滯不動(dòng)的稠狀凝膠體，將凝膠放入150°C烘箱中干燥4小時(shí)，稠狀凝膠體轉(zhuǎn)變?yōu)榕钏蔂罡赡z；再將蓬松狀干凝膠碾壓成粉狀，放入80(TC電阻爐中，在空氣氣氛下加熱1小時(shí)，獲得白色粉體；步驟八、將白色粉體轉(zhuǎn)入管式高溫爐中，在弱還原氣氛(5%&， 95%1^2)下，高溫120(TC燒結(jié)2小時(shí)，冷卻后即得lmol (摩爾)超細(xì)發(fā)光粉。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種稀土發(fā)光涂料，按重量百分比其組成為環(huán)氧樹脂40％～60％、低醚化三聚氰胺樹脂15％～25％、丁醇1％～3％、二甲笨1％～3％、硅油溶液3％～8％、白色色漿10％～15％、發(fā)光色漿5％～12％；本發(fā)明還公開了采用溶膠-凝膠法合成的稀土發(fā)光材料的制備方法，它以堿土鋁酸鹽為基質(zhì)，摻入稀土元素銪(Eu²⁺)作為激活劑，并添加鏑Dy³⁺或釹Nd³⁺等中重稀土離子作輔助激活劑，由于摻雜Eu²⁺與基質(zhì)離子之間能發(fā)生有效的能量傳遞，當(dāng)發(fā)光材料受紫外光或近紫外可見光照射(激發(fā))時(shí)，堿土鋁酸鹽基質(zhì)會(huì)將吸收的光能傳遞給摻入晶格的Eu²⁺，使之受激發(fā)而發(fā)光，其優(yōu)點(diǎn)是吸收光波段長(zhǎng)，且余輝時(shí)間長(zhǎng)。該材料可以廣泛用在道路交通顯示、照明、信息通訊、城市建筑等方面。
文檔編號(hào)C09D163/00GK101633815SQ20091017000
公開日2010年1月27日 申請(qǐng)日期2009年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月1日
發(fā)明者李揚(yáng)德 申請(qǐng)人:李揚(yáng)德