專利名稱：一種藍(lán)色長余輝發(fā)光粉的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)光粉的制備方法，具體地說，涉及一種藍(lán)色長余輝發(fā)光粉的制備方法，屬于發(fā)光粉的制備領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
發(fā)光粉又名夜光粉，夜光粉蓄光顏料是一種長余輝發(fā)光材料，簡稱長余輝材料儲光粉，又稱夜光材料發(fā)光材料。這類材料在合成過程中所形成晶體的晶格里產(chǎn)生結(jié)構(gòu)缺陷或雜質(zhì)缺陷而具有發(fā)光性能，由材料晶格缺陷所引起的發(fā)光叫做自激發(fā)光，而由雜質(zhì)缺陷引起的發(fā)光叫做激活發(fā)光。藍(lán)色長余輝發(fā)光粉是三基色發(fā)光粉中的一種基本顏色，目前藍(lán)色長余輝發(fā)光粉的制造方法比較多，目前國內(nèi)重要的一種藍(lán)色發(fā)光粉是在鋁酸鹽中摻入稀土離子(Sr4Al14O25IEu, Dy)制備的發(fā)光粉，這類藍(lán)色發(fā)光粉具有亮度高、余輝時間長等優(yōu)點，但是這種發(fā)光粉具有遇水易分解失效、添加到其他材料里時易摩擦變黑、遇鐵變黑失效及吸光時間長的致命缺陷。同時，由于沒有與其相同亮度和余輝(5分鐘亮度在230左右，余輝為1000分鐘)的紅色發(fā)光粉，無法組成三基色粉而限制了它的應(yīng)用。另外，其它的藍(lán)色發(fā)光粉有ZnS: Cu, I (即ZnS與Cu和I的混合物)，SrS: Cu, Bi (即SrS與Cu和Bi的混合物)，CaS: Cu，Rb，CaS: Bi, CaS: Pr等類，但因其化學(xué)穩(wěn)定性差、余輝時間短，一般為30 150分鐘，受激發(fā)光源限制等因素的影響，因而不能得到廣泛應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題是針對以上不足，提供一種藍(lán)色長余輝發(fā)光粉的制備方法，采用該方法得到的發(fā)光粉不受激發(fā)光源限制，且吸光快、余輝時間長、成本低、耐水性好，無毒無放射性；能夠與現(xiàn)有的綠色和紅色發(fā)光粉具有相同的亮度和余輝，能夠組成三基色發(fā)光粉調(diào)配出各種顏色，應(yīng)用廣泛。為解決以上問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種藍(lán)色長余輝發(fā)光粉的制備方法，其特征在于:所述制備方法包括以下步驟:
(1)將100 200kg硫化鋅、5 20kg氯化鍺、10 50g/L的硝酸銀溶液500 3000mL、20 200g氧化鉍、2000 5000g硫、10 50g/L的硝酸釤溶液500 2000mL、100 300g/L的碘化鉀溶液100 lOOOmLUOOO 5000g氯化鎂，混合12-24小時，至均勻；
其中的硝酸銀加入量少，而以溶液的方式加入，能夠更加容易混合均勻；
(2)將步驟(I)中混合均勻后的原料，放入加熱爐中900 1150°C加熱3 6小時，然后降溫至500 600°C出爐得到料塊，冷卻；通過對燒結(jié)溫度的控制，能夠適當(dāng)調(diào)節(jié)產(chǎn)品的粒度；
(3)將步驟(2)冷卻至室 溫的料塊在紫光燈下分揀出不發(fā)光物，紫光的發(fā)生波長為365nm，只有在紫光燈下才能看出不發(fā)光物，其它燈光下看不出來，加入氨水靜泡I 3小時后，水清洗3 5次，放入干燥箱中120 150°C，干燥10 12小時；(4)將步驟(3)烘干后得到的粉體過篩，可根據(jù)粉體的粒度要求選擇粒度大小，得到硫化鋅鍺藍(lán)色長余輝發(fā)光粉。所述的步驟(I)中，硫化鋅180 kg、氯化鍺18kg、濃度為18g/L的硝酸銀水溶液500毫升、130g的氧化鉍，濃度為15g/L的硝酸釤水溶液1800毫升，濃度為200g/L的碘化鉀水溶液500毫升，4000g的氯化鎂，4200g的升華硫。所述的步驟(I)中，混合時間為18小時。所述的步驟(2)中，加熱溫度為1120°C，保溫時間為3小時。所述的步驟(3)中，氨水為分析純級，體積濃度為5% 10%，加入量為每公斤料塊1000 2000mL。所述的步驟(3)中，每公斤料塊中加入體積濃度9%的氯水1000毫升，浸泡2小時。所述的步驟(3)中，干燥溫度為140°C，時間為12小時。所述的步驟(4)中，粉體經(jīng)300目過篩。所述硫化鋅為等離子晶體硫化鋅粉，純度大于99.5% ；以純度達(dá)到99.5%以上的高純度等離子晶體硫化鋅粉為基料，能夠提高產(chǎn)品質(zhì)量，且降低損耗率。所述的硫為升華硫；加入升華硫可防止材料的氧化，提高產(chǎn)品質(zhì)量和降低損耗。所述的氯化鍺為熒光級；所述的氯化鉍為熒光級；所述的硝酸釤溶液為熒光級；所述的硝酸銀溶液濃度為分析純級；所述的碘化鉀溶液為分析純；所述的氯化鎂為分析純級。

以上制備方法中，第一激活劑為Ag (硝酸銀)，第二激活劑為Sm (硝酸釤)和Bi (氧化鉍)，后者與Ag形成共激活劑，形成發(fā)光中心，從而增大了材料儲存光能的能力，提高了產(chǎn)品發(fā)光亮度，延長了余輝時間。另外，激活劑的添加量還能夠改變發(fā)光粉的發(fā)光顏色。助溶劑為碘化鉀和氯化鎂，起著去硫的作用，使激活劑替代硫化鋅中的硫而形成發(fā)光中心，并能降低燒結(jié)溫度，節(jié)約能源，同時可提高亮度和延長余輝時間；另外，碘化鉀能使產(chǎn)品體色更加艷麗。加入氯化鍺是加深基質(zhì)陷阱能級深度，使發(fā)光粉的亮度和余輝時間明顯增長，同時使發(fā)光粉的發(fā)射波長向短波方向移動，產(chǎn)生藍(lán)光。本發(fā)明采用以上技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點:獲得的發(fā)光粉不受激發(fā)光源限制，且吸光快，照射5分鐘就能夠飽和，余輝時間長，達(dá)260min，起始亮度高，達(dá)1800mcd/ m2，顆粒均勻，D50為18 30 μ m，生產(chǎn)成本低，耐水性好，不溶于水，無毒無放射性；制備得到的產(chǎn)品與其他兩類ZnS系列發(fā)光粉ZnS = Cu (綠色光)、ZnSTiiEu, Mn, In (紅色)組成三基色發(fā)光粉，調(diào)配出各種所需要的顏色，因而應(yīng)用更加廣泛。下面結(jié)合實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
具體實施例方式以下對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進(jìn)行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。實施例1，一種藍(lán)色長余輝發(fā)光粉的制備方法，包括以下步驟:
1、在球磨混料機(jī)中分別加入硫化鋅粉100 kg、氯化鍺粉5 kg、濃度為20g/L的硝酸銀水溶液1000毫升、IOOg的氧化鉍，濃度為20g/L的硝酸釤水溶液1000毫升，濃度為200g/L的碘化鉀水溶液600毫升，3000g的氯化鎂，2000g的升華硫，并混合18小時；
2、原料混勻后，裝入石英坩堝并加蓋密封，放入高溫爐中，加蓋密封，1130°C保溫4小時，降溫至600°C，出爐得到料塊，冷卻；
3、將冷卻至室溫的料塊在紫光燈下分檢出不發(fā)光物，每公斤料塊中加入體積分?jǐn)?shù)8%的氯水2000毫升，浸泡2小時，再用水清洗5次，放入燒箱中120°C燒12小時，燒干的粉體經(jīng)300目過篩，包裝。實施例2，一種藍(lán)色長余輝發(fā)光粉的制備方法，包括以下步驟:
1、在球磨混料機(jī)中分別加入硫化鋅粉130kg、氯化鍺粉8 kg、濃度為30g/L的硝酸銀水溶液1000毫升、50g的氧 化鉍，濃度為30g/L的硝酸釤水溶液1000毫升，濃度為180g/L的碘化鉀水溶液800毫升，4000g的氯化鎂，3000g的升華硫，并混合12小時；
2、原料混勻后，裝入石英坩堝并加蓋密封，放入高溫爐中，加蓋密封，1150°C保溫4小時，降溫至600°C，出爐得到料塊，冷卻；
3、將冷卻至室溫的料塊在紫光燈下分檢出不發(fā)光物，每公斤料塊中加入體積分?jǐn)?shù)6%的氯水1000毫升，浸泡2小時，再用水清洗5次，放入燒箱中130°C燒12小時，燒干的粉體經(jīng)300目過篩，包裝。實施例3，一種藍(lán)色長余輝發(fā)光粉的制備方法，包括以下步驟:
1、在球磨混料機(jī)中分別加入硫化鋅粉150kg、氯化鍺粉15 kg、濃度為50g/L的硝酸銀水溶液2000毫升、80g的氧化鉍，濃度為50g/L的硝酸釤水溶液1500毫升，濃度為30g/L的碘化鉀水溶液800毫升，3000g的氯化鎂，2000g的升華硫，并混合15小時；
2、原料混勻后，裝入石英坩堝并加蓋密封，放入高溫爐中，加蓋密封，1140°C保溫5小時，降溫至600°C，出爐得到料塊，冷卻；
3、將冷卻至室溫的料塊在紫光燈下分檢出不發(fā)光物，每公斤料塊中加入體積分?jǐn)?shù)7%的氯水1500毫升，浸泡2小時，再用水清洗5次，放入燒箱中140°C燒12小時，燒干的粉體經(jīng)300目過篩，包裝。實施例4，一種藍(lán)色長余輝發(fā)光粉的制備方法，包括以下步驟:
1、在球磨混料機(jī)中分別加入硫化鋅粉170kg、氯化鍺粉20 kg、濃度為40g/L的硝酸銀水溶2000毫升、150g的氧化鉍，濃度為40g/L的硝酸釤水溶液1500毫升，濃度為280g/L的碘化鉀水溶液600毫升，5000g的氯化鎂，5000g的升華硫，并混合15小時；
2、原料混勻后，裝入石英坩堝并加蓋密封，放入高溫爐中，加蓋密封，1120°C保溫3小時，降溫至600°C，出爐得到料塊，冷卻；
3、將冷卻至室溫的料塊在紫光燈下分檢出不發(fā)光物，每公斤料塊中加入體積分?jǐn)?shù)8%的氯水1000毫升，浸泡2小時，再用水清洗5次，放入燒箱中150°C燒10小時，燒干的粉體經(jīng)300目過篩，包裝。實施例5，一種藍(lán)色長余輝發(fā)光粉的制備方法，包括以下步驟:
1、在球磨混料機(jī)中分別加入硫化鋅粉180kg、氯化鍺粉18 kg、濃度為18g/L的硝酸銀水溶液500毫升、130g的氧化鉍，濃度為15g/L的硝酸釤水溶液1800毫升，濃度為200g/L的碘化鉀水溶液500毫升，4000g的氯化鎂，4200g的升華硫，并混合18小時；
2、原料混勻后，裝入石英坩堝并加蓋密封，放入高溫爐中，加蓋密封，1120°C保溫3小時，降溫至600°C，出爐得到料塊，冷卻；3、將冷卻至室溫的料塊在紫光燈下分檢出不發(fā)光物，每公斤料塊中加入體積分?jǐn)?shù)9%的氯水1000毫升，浸泡2小時，再用水清洗5次，放入燒箱中140°C燒12小時，燒干的粉體經(jīng)300目過篩，包裝。實施例6，一種藍(lán)色長余輝發(fā)光粉的制備方法，包括以下步驟:
1、在球磨混料機(jī)中分別加入硫化鋅粉200kg、氯化鍺粉5 kg、濃度為20g/L的硝酸銀水溶液1200毫升、IOOg的氧化鉍，濃度為20g/L的硝酸釤水溶液1200毫升，濃度為200g/L的碘化鉀水溶液700毫升，3000g的氯化鎂，2000g的升華硫，并混合24小時；
2、原料混勻后，裝入石英坩堝并加蓋密封，放入高溫爐中，加蓋密封，1000°C保溫4小時，降溫至600°C，出爐得到料塊，冷卻；
3、將冷卻至室溫的料塊在紫光燈下分檢出不發(fā)光物，每公斤料塊中加入體積分?jǐn)?shù)10%的氯水1500毫升，浸泡2小時，再用水清洗5次，放入燒箱中130°C燒10小時，燒干的粉體經(jīng)300目過篩，包裝。實施例7，一種藍(lán)色長余輝發(fā)光粉的制備方法，包括以下步驟:
1、在球磨混料機(jī)中分別加入硫 化鋅粉120kg、氯化鍺粉5 kg、濃度為20g/L的硝酸銀水溶液1000毫升、IOOg的氧化鉍，濃度為20g/L的硝酸釤水溶液1000毫升，濃度為200g/L的碘化鉀水溶液600毫升，3000g的氯化鎂，2000g的升華硫，并混合22小時；
2、原料混勻后，裝入石英坩堝并加蓋密封，放入高溫爐中，加蓋密封，900°C保溫5小時，降溫至600°C，出爐得到料塊，冷卻；
3、將冷卻至室溫的料塊在紫光燈下分檢出不發(fā)光物，每公斤料塊中加入體積分?jǐn)?shù)5%的氯水1000毫升，浸泡2小時，再用水清洗5次，放入燒箱中120°C燒10小時，燒干的粉體經(jīng)300目過篩，包裝。實施例8，一種藍(lán)色長余輝發(fā)光粉的制備方法，包括以下步驟:
1、在球磨混料機(jī)中分別加入硫化鋅粉120kg、氯化鍺粉5 kg、濃度為20g/L的硝酸銀水溶液1000毫升、IOOg的氧化鉍，濃度為20g/L的硝酸釤水溶液1000毫升，濃度為200g/L的碘化鉀水溶液600毫升，3000g的氯化鎂，2000g的升華硫，并混合20小時；
2、原料混勻后，裝入石英坩堝并加蓋密封，放入高溫爐中，加蓋密封，950°C保溫5小時，降溫至600°C，出爐得到料塊，冷卻；
3、將冷卻至室溫的料塊在紫光燈下分檢出不發(fā)光物，每公斤料塊中加入體積分?jǐn)?shù)7%的氯水2000毫升，浸泡2小時，再用水清洗5次，放入燒箱中140°C燒11小時，燒干的粉體經(jīng)300目過篩，包裝。實施例9，一種藍(lán)色長余輝發(fā)光粉的制備方法，包括以下步驟:
1、在球磨混料機(jī)中分別加入硫化鋅粉120kg、氯化鍺粉5 kg、濃度為20g/L的硝酸銀水溶液1000毫升、IOOg的氧化鉍，濃度為20g/L的硝酸釤水溶液1000毫升，濃度為200g/L的碘化鉀水溶液600毫升，3000g的氯化鎂，2000g的升華硫，并混合20小時；
2、原料混勻后，裝入石英坩堝并加蓋密封，放入高溫爐中，加蓋密封，1130°C保溫4小時，降溫至600°C，出爐得到料塊，冷卻；
3、將冷卻至室溫的料塊在紫光燈下分檢出不發(fā)光物，每公斤料塊中加入體積分?jǐn)?shù)8%的氯水2000毫升，浸泡2小時，再用水清洗5次，放入燒箱中130°C燒12小時，燒干的粉體經(jīng)300目過篩，包裝。
實施例10，一種藍(lán)色長余輝發(fā)光粉的制備方法，包括以下步驟:
1、在球磨混料機(jī)中分別加入硫化鋅粉120kg、氯化鍺粉5 kg、濃度為20g/L的硝酸銀水溶液1000毫升、IOOg的氧化鉍，濃度為20g/L的硝酸釤水溶液1000毫升，濃度為200g/L的碘化鉀水溶液600毫升，3000g的氯化鎂，2000g的升華硫，并混合18小時；
2、原料混勻后，裝入石英坩堝并加蓋密封，放入高溫爐中，加蓋密封，1110°C保溫6小時，降溫至600°C，出爐得到料塊，冷卻；
3、將冷卻至室溫的料塊在紫光燈下分檢出不發(fā)光物，每公斤料塊中加入體積分?jǐn)?shù)10%的氯水1500毫升，浸泡2小時，再用水清洗5次，放入燒箱中150°C燒10小時，燒干的粉體經(jīng)300目過篩，包裝。以上實施例所得產(chǎn)品在25°C、IOOOlx照度光照下照射5分鐘的技術(shù)指標(biāo)如下表:
權(quán)利要求
1.一種藍(lán)色長余輝發(fā)光粉的制備方法，其特征在于:所述制備方法包括以下步驟: (1)將100 200kg硫化鋅、5 20kg氯化鍺、10 50g/L的硝酸銀溶液500 3000mL、20 200g氧化鉍、2000 5000g硫、10 50g/L的硝酸釤溶液500 2000mL、100 300g/L的碘化鉀溶液100 lOOOmLUOOO 5000g氯化鎂，混合12-24小時，至均勻； (2)將步驟(I)中混合均勻后的原料，放入加熱爐中900 1150°C加熱3 6小時，然后降溫至500 600°C出爐得到料塊，冷卻； (3)將步驟(2)冷卻至室溫的料塊在紫光燈下分揀出不發(fā)光物，加入氨水靜泡I 3小時后，水清洗3 5次，放入干燥箱中120 150°C，干燥10 12小時； (4)將步驟(3)烘干后得到的粉體過篩，得到硫化鋅鍺藍(lán)色長余輝發(fā)光粉。
2.如權(quán)利要求1所述的一種藍(lán)色長余輝發(fā)光粉的制備方法，其特征在于:步驟(I)中，硫化鋅180 kg、氯化鍺18 kg、濃度為18g/L的硝酸銀水溶液500毫升、130g的氧化鉍，濃度為15g/L的硝酸釤水溶液1800毫升，濃度為200g/L的碘化鉀水溶液500毫升，4000g的氯化鎂，4200g的升華硫。
3.如權(quán)利要求1所述的一種藍(lán)色長余輝發(fā)光粉的制備方法，其特征在于:步驟(I)中，混合時間為18小時。
4.如權(quán)利要求1所述的一種藍(lán)色長余輝發(fā)光粉的制備方法，其特征在于:步驟(2)中，加熱溫度為1120°C，保溫時間為3小時。
5.如權(quán)利要求1所述的一種藍(lán)色長余輝發(fā)光粉的制備方法，其特征在于:步驟(3)中，氨水為分析純級，體積濃度為5% 10%,加入量為每公斤料塊1000 2000mL。
6.如權(quán)利要求1或5所述的一種藍(lán)色長余輝發(fā)光粉的制備方法，其特征在于:步驟(3)中，每公斤料塊中加入體積濃度9%的氯水1000毫升，浸泡2小時。
7.如權(quán)利要求1所述的一種藍(lán)色長余輝發(fā)光粉的制備方法，其特征在于:步驟(3)中，干燥溫度為140°C,時間為12小時。
8.如權(quán)利要求1所述的一種藍(lán)色長余輝發(fā)光粉的制備方法，其特征在于:步驟(4)中，粉體經(jīng)300目過篩。
9.如權(quán)利要求1所述的一種藍(lán)色長余輝發(fā)光粉的制備方法，其特征在于:所述硫化鋅為等尚子晶體硫化鋒粉，純度大于99.5% ； 所述的硫為升華硫；所述的氯化鍺為熒光級；所述的氯化鉍為熒光級；所述的硝酸釤溶液為熒光級 ；所述的硝酸銀溶液濃度為分析純級；所述的碘化鉀溶液為分析純；所述的氯化鎂為分析純級。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種藍(lán)色長余輝發(fā)光粉的制備方法，將硫化鋅、氯化鍺、硝酸銀溶液、氧化鉍、硫、硝酸釤溶液、碘化鉀溶液、氯化鎂混合均勻；在900～1150℃加熱，降溫至500～600℃得到料塊；分揀出不發(fā)光物，加入氨水靜泡，水清洗，放入干燥箱中干燥；烘干后得到的粉體過篩，可根據(jù)粉體的粒度要求選擇粒度大小，得到硫化鋅鍺藍(lán)色長余輝發(fā)光粉，獲得的發(fā)光粉不受激發(fā)光源限制，且吸光快，照射5分鐘就能夠飽和，余輝時間長，起始亮度高，顆粒均勻，生產(chǎn)成本低，耐水性好，不溶于水，無毒無放射性；制備得到的產(chǎn)品與其他兩類ZnS系列發(fā)光粉ZnS:Cu(綠色光)、ZnSTi:Eu,Mn,In(紅色)組成三基色發(fā)光粉，調(diào)配出各種所需要的顏色，因而應(yīng)用更加廣泛。
文檔編號C09K11/66GK103194225SQ20131010936
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月1日
發(fā)明者王強(qiáng), 王宗耀 申請人:濰坊科瀾新材料有限公司