光致发光粉制造技术

光致发光粉及其制造技术，属于精细化工领域。主要是为了克服现有永久性发光粉有放射性，而临时性发光粉发光时间短的缺陷而研制。本发明专利技术以碱土金属碳酸盐和硫磺为合成光致发光粉的主要原料，加入铜、银、钆、铈等元素作为激活剂烧结而成。具有生产工艺简单，产品无毒、无放射性、发光时间达８小时以上的特点。可广泛用于生产夜光塑料制品和制造夜光油漆，用于工艺品、指示牌、装饰品及日用品等领域。（*该技术在2014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】
本专利技术提供一种新型无毒、无放射性的光致发光粉(简称发光粉)的制造方法，属于精细化工领域。现有的发光粉材料主要有荧光材料和磷光材料两种，此外还有电致发光材料及化学冷光材料等。荧光材料在受到可见光、紫外线等射线激发后会发出可见光，但当激发源消失后很快停止发光，余辉一般只有10-5秒或更短，主要用于日光灯、电视机、电脑、示波器、反光标牌等。磷光材料亦称夜光材料，有永久性和临时性两种。永久性磷光材料是在荧光类物质中掺入放射性元素镭等，可以永久发光。但随着经济的发展和生活水平的提高，人们越来越关注放射性污染对人体的危害，所以这种材料已逐步趋于淘汰。目前已有的临时性磷光材料不含放射性元素，但发光时间仅5～1.0小时，最长不超过3小时，且某些临时性发光材料中含有镉等毒害元素，这些缺点使其应用范围受到很大限制，目前仅在工艺品和标志上有少量应用。本专利技术的目的在于①克服现有临时性发光粉发光时间短的缺点，将发光时间延长到8小时以上；②克服现有永久性发光粉有放射性，危害人们健康的缺点；③增加发光粉的品种，使发光颜色从紫色到橙色连续可调。这样就使发光粉的应用范围大大拓宽，使夜光产品的生产产业化成为可能。本专利技术所依据的原理与现有临时性夜光材料相似，即在发光体基质中掺入微量激活剂后在高温下烧结，使激活剂原子进入基质晶格造成“缺陷”，改变相关原子的能级，从而改变了其激活与发射的过程。通过仔细挑选基质和激活剂种类，可以使生成的材料受可见光激发后发射出可见光光子，并且发射过程大大放慢，亦即受可见光激发后在黑暗中可长时间发出可见光的长效光致发光粉。由于在制造过程中未使用任何放射性物质，所以该发光粉也无放射性。本专利技术的技术方案如下以往的发粉均为先制备高纯度硫化物(硫化锌、硫化钙等)，然后加入助剂和激活剂于高温(1200℃以上)烧结而成。高纯度硫化物的制备相当困难，非一般设备及技术所能为。为避免该道工序，所以本发光粉的主要成分，即基质是依据下述化学反应式生成的式中M代表碱土金属镁、钙、锶、钡四种金属中的一种或一种以上的混合物。四种碱土金属碳酸盐的混合比例对所生成发光粉的发光颜色影响很大，例如只用碳酸钙(CaCO3)生成的产品发紫光和蓝光，而碳酸钡则生成发黄色光的产品，但任何比例的混合物都可以用于生成具有本专利技术特征的发光粉。按化学反应式①生成的基质不会发光，需引入助剂和激活剂，传统的激活剂不适用于本专利技术所采用的基质。本专利技术采用锂的碳酸盐或乙酸盐与四硼酸钾混合做为助剂，以铜(或银)和铈(或钆、铷、锆中的一种或一种以上的混合物)的混合物做为激活。助剂和激活剂在高温烧结前就已混入基质原材料中。所以烧结后的产物冷却后经过除杂质、碾细、筛分、包装即为发光粉成品。典型的五种颜色发光粉的原料配方及烧结温度如表1至表5所示。也可采用表1至表5以外的配方生成其它各种颜色的发光粉。表1发紫色光的光致发光粉原材料配方及烧结温度 表2发蓝色光的光致发光粉原料配方及烧结温度 表3发绿色光的光致发光粉原料配方及烧结温度 表4发黄色光的光致发光粉原料配方及烧结温度 表5发红色光的光致发光粉原料配方及烧结温度 本专利技术与现有同类技术相比有明显的先进性①本专利技术所制造的产品无放射性、无毒，受可见光照射即可被激发发光，且一次受光后发光时间可达8小时以上。而现有临时性发光粉虽也无放射性，但发光时间最长仅3小时。现有永久性发光粉可在黑暗中长久发光，但具有放射性，危害人体健康。②本专利技术的发光粉制造方法具有工序少，成本低的特点，即把配方中所有原材料配齐后彻底混合均匀，放入高温马弗炉中一次烧结即得成品。另外本专利技术所用原材料及设备价格低，因此成本也大大降低。③由于本专利技术的发光粉具有无放射性、无毒、发光时间长且成本低廉等特点，使其应用范围大大拓宽，使夜光产品具有了实用和推广的价值。举例说明本专利技术发光粉的使用方法①制造夜光低压电器开关、插座。以家用照明开关为例，在制造开关面板的塑料粒料(或粉料)中加入3～5％wt的发光粉(如蓝色光发光粉)，在制造开关按键的塑料粒料(或粉料)中加入3～8％wt的另一种发光颜色的发光粉(如黄色光发光粉)，由此制成的开关在夜晚熄灯后会通体发光，且开关面板与按键发光颜色不同，不仅指示人们在黑暗中启用开关，同时具有非凡的装饰效果(见说明书附图)。采用该种方法，还可以生产各种夜光塑胶产品，如装饰材料、指示牌、玩具、电话机、各种笔的外壳等等。②制造夜光油漆。在聚氨酯清漆、丙烯酸清漆等各类清漆中(或在白色漆中)加入15～30％wt的发光粉搅拌均匀即成夜光油漆，可用于刷涂、喷涂各类物品表面，起到夜光指示及装饰的美妙效果。例如在聚氨酯清漆加入25％wt的蓝色发光粉，喷涂出电影院中的座位号，对于迟到的观众寻找自己的座位十分方便。③其它用途。本专利技术的发光粉还可混入透明树脂、印刷油墨、桃胶、人造大理石、橡胶等许多材料中用于制造各式夜光产品。例如在透明环氧树脂中掺入10～15％wt发光粉制成夜光环氧胶，用于粘结玻璃鱼缸，到夜晚即可显示鱼缸之轮廓。最佳实施例参见说明书表1至表5中“最佳值”一栏。权利要求光致发光粉及其制造方法，其特征为1.制造光致发光粉的原材料配方碱土金属碳酸盐60～82％wt硫磺 12～32％wt四硼酸钾 0.4～3.0％wt锂* 0.6～3.0％wt铜* 30～60ppm银* 10～40ppm铋* 0～200ppm铈* 0～8ppm钆* 8～12ppm铷* 0～20pmm锆* 0～60pmm注a.碱土金属碳酸盐是指碳酸镁、碳酸钙、碳酸锶和碳酸钡四种碳酸盐中的任意一种或一种以上任意比例的混合物。实施时视欲制备光致发光粉的发光颜色而定。b.带“*”号之金属元素，以其化合物的形式加入其化合物的具体种类可视其市场供应情况而定。c.铋、铈、铷、锆四种元素，对某些颜色光致发光粉并不都是必需的，是否加入及加入多少与欲制备光致发光粉的发光颜色及所用原材料有关。2.制造该光致发光粉的工艺方法将除碱土金属碳酸盐和硫磺以外的所有组份加入约5倍重量的无水乙醇研磨成乳状物后，再与碱土金属碳酸盐和硫磺混合均匀，然后置于高温马弗炉中，在800～1100℃温度下烧结0.5～2小时取出冷却即成成品。全文摘要光致发光粉及其制造技术，属于精细化工领域。主要是为了克服现有永久性发光粉有放射性，而临时性发光粉发光时间短的缺陷而研制。本专利技术以碱土金属碳酸盐和硫磺为合成光致发光粉的主要原料，加入铜、银、钆、铈等元素作为激活剂烧结而成。具有生产工艺简单，产品无毒、无放射性、发光时间达8小时以上的特点。可广泛用于生产夜光塑料制品和制造夜光油漆，用于工艺品、指示牌、装饰品及日用品等领域。文档编号C09K11/87GK1116647SQ94108838公开日1996年2月14日 申请日期1994年8月6日 优先权日1994年8月6日专利技术者耿炎忠 申请人:深圳申海科技发展公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
光致发光粉及其制造方法，其特征为：制造光致发光粉的原材料配方碱土金属碳酸盐 ６０～８２％ｗｔ硫磺 １２～３２％ｗｔ四硼酸钾 ０．４～３．０％ｗｔ锂＊ ０．６～３．０％ｗｔ铜＊ ３０～６０ｐｐｍ银＊ １０～４０ｐｐ ｍ铋＊ ０～２００ｐｐｍ铈＊ ０～８ｐｐｍ钆＊ ８～１２ｐｐｍ铷＊ ０～２０ｐｍｍ锆＊ ０～６０ｐｍｍ注：ａ．碱土金属碳酸盐是指碳酸镁、碳酸钙、碳酸锶和碳酸钡四种碳酸盐中的任意一种或一种以上任意比例的混合物。实施 时视欲制备光致发光粉的发光颜色而定。ｂ．带“＊”号之金属元素，以其化合物的形式加入其化合物的具体种类可视其市场供应情况而定。ｃ．铋、铈、铷、锆四种元素，对某些颜色光致发光粉并不都是必需的，是否加入及加入多少与欲制备光致发光粉的发光颜 色及所用原材料有关。

【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：耿炎忠，
申请(专利权)人：深圳申海科技发展公司，
类型：发明
国别省市：44[中国|广东]