铝酸盐系蓄光发光材料制造技术

本发明专利技术公开了一种铝酸锶类蓄光发光材料的制备方法和蓄光发光材料，将部分添加原料预烧后加入到ＳｒＣＯ↓［３］、Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］、Ｈ↓［３］ＢＯ↓［３］、ＥＵ↓［２］Ｏ↓［３］、Ｄｙ↓［２］Ｏ↓［３］等主原料中，控制原料中阴离子与阳离子的摩尔比大于１，混合均匀后研磨，在８００－１３００℃烧结１．５－３小时，并用氢还原，得到的产物冷却后经研磨和２００目筛筛分，制备出一小时余辉大于１００ｍｃｄ／ｍ↑［２］的高余辉性能的发光材料。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及长余辉高亮度蓄光发光材料组合物，特别是铝酸锶铕(SrAl2O4Eu)类蓄光发光材料的改进，属于发光材料领域。传统的蓄光发光材料，主要是硫化物类荧光材料，但是由于这类物质有余辉时间短、原料本身及为了提高余辉时间添加的添加剂有毒、产品的稳定性差等缺点，多年来，开发新型蓄光发光材料一直是人们关注的课题。众所周知铝酸锶铕(SrAl2O4Eu)是绿色灯用发光材料，早在1966年，美国专利US3294699中公开了其制备方法，在制备过程中，需要高温反应才能形成铝酸锶铕发光材料，反应式如下但铝酸锶铕不具有蓄光性能，在光激发停止后不能够发光。为了降低铝酸锶铕绿色灯用发光材料制备过程中的烧结温度，人们广泛地使用助熔剂，在研究助熔剂的作用过程中，还发现加入硼酸(H3BO3)不仅使铝酸锶铕制备过程中的烧结温度降低了，而且所生成的铝酸锶铕具有良好的蓄光性能。如CN1053807中公开了采用铝、锶、铕和硼的氧化物，或者经过加热能产生上述氧化物的盐类经灼烧、还原、研磨等工艺制备m(Sr1-x Eux)O．n AL2O3．YB2O3类长余辉磷光材料的过程及组合物。其中1≤m≤5，1≤n≤8，0．001≤x ≤0．1，0．005≤y≤0．35。CN1152018公开了通过上述反应，制备M．N．AL2 XBXO4的方法和具有单斜晶系结晶结构的组合物，这类组合物是一种长余辉高亮度发光材料。由于Sr(ALB)2O4Eu具有良好的蓄光性能，已经具有实用价值。为了提高Sr(ALB)2O4Eu的蓄光性能，人们对它的合成条件、配方、制备工艺及其它稀土离子对蓄光性能的影响进行了深入地研究。发现加入Dy3+、Nd3+等稀土离子对蓄光性能有大幅度地提高。US5424006中公开了向铝酸锶铕或铝酸钙铕中加入Dy3+、Nd3+、Sm3+等共激活剂以及改变铕或共激活剂的浓度，可以得到具有尖晶石结构的蓄光发光材料，以加入Dy3+为例，反应式如下这类组合物的灰度大幅度提高，灰度与余辉是由光和决定的。一般说来，灰度与余辉是矛盾的，灰度高的材料，余辉性能就差一些，余辉性能好的材料，灰度低。但实际应用中要求灰度高，余辉好的蓄光材料。如何满足实际使用对蓄光材料不断提高的要求是摆在人们面前的任务。本专利技术的目的在于提供一种制备铝酸锶类蓄光发光材料的方法和铝酸锶类组合物，该组合物比现有技术中的铝酸锶类蓄光发光材料具有更长的余辉和更高的灰度，制备方法简单。为了完成上述任务，本专利技术采用如下方法1．调整原料的配比，主要原料及重量配比如下SrCO310-70％AL2O310-50％H3BO30．001-5％ EU2O30．001-8％Dy2O30．001-8％ Na2CO30-2％K2CO30-2％ (NH4)2HPO40-2％Ga2O30-2％ Na2B4O7·10H2O 0-2％Sr3(PO4)20-2％ Nd2O30-2％2．增加AL2O3和H3BO3用量，使原料中阴离子的总数大于1，即在原料配比中，使(AL2O3+H3BO3)∶(SrCO3+EU2O3+Dy2O3)摩尔比≥1，一般为1-2，优选1．1-1．8，最优选1．1-1．3。3．引入同硼铝离子半径不同的离子集团如Ga2O3和Sr3(PO4)2使铝酸锶蓄光发光材料中，由于离子半径不同形成畸变，产生结构型缺隙，以控制蓄光材料Sr(ALB)2O4Eu．Dy的灰度与余辉，满足实际使用的不同要求，在一定范围内自由地调控蓄光材料的亮度与余辉，得到高性能的蓄光发光材料。4．在阳离子集团中加入Na+、K+、Nd3+等离子，促进共激活剂Dy3+、Nd3+等离子进入晶格。专利技术人在长期的研究和生产中发现铝酸锶类绿色灯用发光材料本来不具备良好的蓄光性能，但在加入H3BO3助熔剂以后产生良好的蓄光性能。加入Dy3+、Nd3+等离子以后可以使蓄光性能大幅度地提高。在蓄光性能形成过程中，B有不可替代的作用。这是因为在Sr(AL2B)2O4Eu．Dy光晶石结构中，由于B和AL离子半径不同，B离子的加入使SrAL2O4Eu尖晶石结构发生畸变，产生结构型缺隙，这种结构型缺隙能够储存电子，因而产生良好的蓄光性能。本专利专利技术者发现，如果使用特殊的溶剂把Sr(ALB)2O4Eu SrAL2O4Eu中的B溶解出来，由于这种结构型缺隙消失，Sr(ALB)2O4Eu SrAL2O4E的蓄光性能则同时消失。把硼酸重新加入到已经消失蓄光性能的材料中重新灼烧，则蓄光性能可以重新产生。在灼烧过程中，如果不加入硼酸，无论是SrAL2O4Eu还是SrAL2O4Eu．Dy或SrAL2O4Dy都不具备蓄光的性能。这是由于在SrAL2O4Eu或SrAL2O4Eu．Dy中纯AL2O42+离子没有由于离子半径不同形成的畸变，因此也没有结构型缺隙的产生，因此材料没有蓄光性能。进一步的研究还发现Sr(ALB)2O4Eu．Dy蓄光材料的蓄光性能与阴阳离子的化学计量比有关，阴离子过量有利于Eu2+、Dy2+进入晶格，使余辉性能变好，反之则有利于灰度的提高。本专利技术通过以下步骤实现。用高温固相还原法制备材料，反应式如下在按反应式称取原材料时，使阴离子如AL2O3、H3BO3与阳离子如SrCO3、Eu2O3、Dy2O3比偏离化学计量比，阴离子总数大于1时有利于余辉性能改进，阳离子总数大于1时有利于灰度提高。在Sr(ALB)2O4Eu．Dy尖晶石结构中阴离子集团中引入不同于B，AL离子半径的P和Ga以使尖晶石结构发生畸变，在阳离子集团中加入Na+、K+、Nd3+等促进Eu2+、Dy3+进入晶格，以形成更适合光储存的结构型缺隙，制备出灰度高余辉长的蓄光发光材料。本专利技术的制备工艺如下参照反应式要求的比例称取铝、锶、铕的化合物原料，但控制阴离子或阳离子的总数大于1，将Na2CO3、K2CO3、(NH4)2HPO4、Ga2O3、Na2B4O7、10H2O、Sr3(PO4)2、Nd2O3中两种或两种以上原料按1∶1mol混合600℃予烧，冷却后备用。Ga2O3、Sr3(PO4)2和Nd2O3按1∶1∶1mol混合烧结得到的产物为混合物1。Na2CO3、K2CO3、Ga2O3、Sr3(PO4)2和Nd2O3按1∶1∶1∶1∶1mol混合烧结得到的产物为混合物2。K2CO3、Ga2O3、Sr3(PO4)2和Nd2O3按1∶1∶1∶1mol混合烧结得到的产物为混合物3。将0．01～5％Mol的混合物加入上述铝、锶、铕的化合物原料中进行研磨，在800-1300℃烧结1．5-3小时，并用氢还原，得到的产物冷却后经研磨和200目筛筛分，制备出所需灰度的高余辉性能的发光材料。也可以将按1∶1mol混合的Na2CO3、K2CO3、(NH4)2HPO4、Ga2O3、Na2B4O7、10H2O、Sr3(PO4)2、Nd2O3中两种或两种以上原料与其它原料直接混合烧结。采用本专利技术的方法制备的铝酸锶铕(SrAl2O4Eu)类蓄光发光材料，一小时的余辉大于100mcd／m2，优选大于110mcd／m2，最优选大于等于120mcd／m2。本专利技术的新型铝酸锶铕类蓄光发光材料，结构稳定，余辉长，可以作为新型发光材料用于油漆、油墨、涂料、标识、装饰等类发光制品。下面结合实施例详细描述本专利技术的制备工艺及组合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型铝酸锶铕蓄光发光材料，具有Ｓｒ（ＡＬＢ）↓［２］Ｏ↓［４］∶Ｅｕ．Ｄｙ结构，其特征在于由下述原料合成：ＳｒＣＯ↓［３］ ４０－６０％ ＡＬ↓［２］Ｏ↓［３］ ３５－４５％Ｈ↓［３］ＢＯ↓［３］ ０．００１－５％ ＥＵ↓［２］ Ｏ↓［３］ ０．００１－８％Ｄｙ↓［２］Ｏ↓［３］ ０．００１－８％ Ｎａ↓［２］ＣＯ↓［３］ ０－１％Ｋ↓［２］ＣＯ↓［３］ ０－１％ （ＮＨ↓［４］）↓［２］ＨＰＯ↓［４］ ０－１％Ｇａ↓［２］Ｏ↓［３］ ０－１％ Ｎａ↓［ ２］Ｂ↓［４］Ｏ↓［７］.１０Ｈ↓［２］Ｏ ０－１％Ｓｒ↓［３］（ＰＯ↓［４］）↓［２］ ０－１％ Ｎｄ↓［２］Ｏ↓［３］ ０－１％。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：李长宽，孙辉力，
申请(专利权)人：全国高协深港澳高技术产业化服务中心，李长宽，孙辉力，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]