专利名称：发光涂料的蓄能发光剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及的是一种发光涂料的蓄能发光剂及其制备方法，尤其是涉及以稀土硅酸盐或铝酸盐为原料制备的发光涂料的蓄能发光剂。
背景技术：
发光涂料的蓄能发光剂是添加在涂料基料中，用以制成发光涂料的功能性添加剂。稀土(钕、钐、铕等)硅酸盐或铝酸盐具有吸收紫外光和短波可见光并储存能量和在较暗的环境或黑夜中以可见光的形式释放能量的特性，因此可作为制备发光涂料的蓄能发光剂的原料。添加了稀土硅酸盐或铝酸盐后，涂料就具有了自行完成并无限循环的在光亮中吸收光能在黑暗中释放光能的功能。但是由于目前用作发光涂料的蓄能发光剂的稀土硅酸盐和铝酸盐都是常规的粉体材料，由于它们的粒径较大(微米尺度)，在涂料基料中添加该材料后会降低发光涂料的涂膜的附着力、拉伸强度和表面细洁度等其它与添加剂颗粒大小相关的涂料的常规技术性能指标；它们本身在微米尺度时的吸能储能及能量转换效率不高，从而降低发光涂料的光致发光性能；它们是水溶性的，所以不能应用于水性体系的发光涂料产品，应用于非水性体系的发光涂料中时也要降低涂料的耐水性。总之目前用作发光涂料的蓄能发光剂的稀土硅酸盐和铝酸盐存在着发光性能不强、物理机械性能不高、应用范围小等性能上的缺陷。
发明内容
针对目前使用的发光涂料的蓄能发光剂所存在的性能上的缺陷，本发明要解决的技术问题一是改善发光涂料的蓄能发光剂的使用效果，包括提高发光涂料的机械性能和发光效率；二是扩大发光涂料的蓄能发光剂的应用领域，使之适用于水性体系的涂料基料中，从而提出的一种性能优越的发光涂料的蓄能发光剂及其制备方法。
本发明提供的发光涂料的蓄能发光剂，由稀土硅酸盐或稀土铝酸盐颗粒构成，但所采用的稀土硅酸盐或稀土铝酸盐颗粒尺寸的大小是纳米尺度范围内的，即是纳米稀土硅酸盐或纳米稀土铝酸盐，并在所述的纳米稀土硅酸盐或纳米稀土铝酸盐颗粒的表面包敷有一层防水层。
本发明提供的发光涂料的蓄能发光剂，其中纳米稀土硅酸盐或纳米稀土铝酸盐颗粒尺度要求在0.1-100纳米。颗粒太大，仍会影响发光涂料的机械性能和蓄能发光效果；颗粒太小，则发光效果增加不太明显，而吸光能力减弱，发光涂料的蓄能发光剂制备困难，制造成本加大。
本发明提供的发光涂料的蓄能发光剂，其中纳米稀土硅酸盐或纳米稀土铝酸盐颗粒表面包敷的防水层是纳米氧化物，如纳米二氧化钛、纳米氧化锌、纳米氧化铝、纳米氧化硅等，可选用其中一种单独使用或多种复合使用。它们是不溶于水，且具有强烈吸光性能的纳米材料。
本发明提供的发光涂料的蓄能发光剂，其中纳米稀土硅酸盐或纳米稀土铝酸盐颗粒表面包敷的防水层的另一种选择是有机酯偶联剂，包括长链脂肪酸、硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂，如硬脂酸、月桂酸、豆蔻酸，KH550、KH560、KH570，钛酸丁酯、钛酸异戊酯等，它们是不溶于水的。
本发明提供的发光涂料的蓄能发光剂的制备方法，是先以市售的大颗粒稀土硅酸盐或稀土铝酸盐为原料，通过高能球磨、气流粉碎等物理方法制备成所需的纳米稀土硅酸盐或纳米稀土铝酸盐颗粒，再在纳米稀土硅酸盐或纳米稀土铝酸盐颗粒表面包敷防水层。
本发明提供的发光涂料的蓄能发光剂的制备方法，在纳米稀土硅酸盐或纳米稀土铝酸盐颗粒表面上包敷防水层的工艺是将纳米稀土硅酸盐或纳米稀土铝酸盐颗粒与纳米氧化物混合后在球磨机中高能球磨，通过混合高能球磨使纳米稀土硅酸盐或纳米稀土铝酸盐颗粒表面上包敷上纳米氧化物而在表面形成防水层。使用时要求纳米氧化物的颗粒尺度在0.1-30纳米范围内，以便于形成有效包敷层，加入量为总量的1-10％(重量)。
本发明提供的发光涂料的蓄能发光剂的制备方法，在纳米稀土硅酸盐或纳米稀土铝酸盐颗粒表面上包敷防水层的另一种工艺是将纳米稀土硅酸盐或纳米稀土铝酸盐颗粒浸泡在有机酯偶联剂溶液中，通过升温使纳米稀土硅酸盐或纳米稀土铝酸盐颗粒与有机酯偶联剂产生化学反应，最后以高温或负压除去溶剂，而使纳米尺度稀土硅酸盐或稀土铝酸盐颗粒的表面形成防水层。稀土硅酸盐或稀土铝酸盐颗粒与有机酯偶联剂溶液的重量比例为1-5∶1。
本发明提供的发光涂料的蓄能发光剂，其颗粒尺寸在纳米尺度并在颗粒外包敷有防水层。因为纳米材料具有极大的比表面积和高表面活性，使本发明提供的发光涂料的蓄能发光剂能够充分地与外界接触吸收光能并能与涂料基料产生永久性的化学键键合，从而使本发明提供的发光涂料的蓄能发光剂提高了发光效能，在同等添加比例下，添加本发明提供的发光涂料的蓄能发光剂的发光涂料与添加常规发光材料的的发光涂料相比，发光光强提高20％以上，余辉发光时间延长40％以上。同时本发明提供的发光涂料的蓄能发光剂还提高了其本身及发光涂料的物理机械性能和其他各项物理指标。因为防水层阻止了稀土硅酸盐或铝酸盐颗粒在涂料基料中或在发光涂料使用中被水溶解而失去发光能力，本发明提供的发光涂料的蓄能发光剂添加到发光涂料后，还大大提高了发光涂料的耐水性能，使发光涂料经过5000次擦洗后涂层外观良好，仍能正常发光。
具体实施例方式
实施例一、采用市场销售的颗粒尺度为20微米以上的硅酸钕，经过气流粉碎后，颗粒尺度达到约为50纳米而得到纳米硅酸钕，再将纳米氧化钛与纳米硅酸钕按照5％对95％的重量比例混合，进行高能球磨，获得以纳米氧化钛包敷在纳米硅酸钕上形成的发光涂料的蓄能发光剂。该发光涂料的蓄能发光剂可按照配方总量8-35％的重量比例与颜料、填料、水、分散剂、润湿剂、增稠剂及其他助剂和乳液按涂料生产的通常工艺制成纳米稀土材料改性余辉光致发光乳胶漆。
实施例二、采用市场销售的颗粒尺度为10微米以上的铝酸钐，经过气流粉碎后，颗粒尺度约为30纳米而获得纳米铝酸钐，再将纳米铝酸钐按照3∶5的重量比例浸泡在浓度为15％的硬酯酸乙醇溶液中，25分钟后将其温度升高到80℃以上以去除溶剂乙醇，获得以硬酯酸包敷在纳米铝酸钐上形成的发光涂料的蓄能发光剂。该发光涂料的蓄能发光剂可按照配方总量8-35％的重量比例与颜料、填料、水、分散剂、润湿剂、增稠剂及其他助剂和乳液按涂料生产的通常工艺制成纳米稀土材料改性余辉光致发光乳胶漆。
实施例三、采用市场销售的颗粒尺度为30微米以上的铝酸铕，经过气流粉碎后，颗粒尺度约为60纳米而得到纳米铝酸铕，再将纳米铝酸铕按照1∶5的重量比例浸泡在10％的钛酸丁酯丙酮溶液中，20分钟后将其温度升高到60℃以上去除溶剂丙酮，获得以钛酸丁酯包敷在纳米铝酸铕上形成的发光涂料的蓄能发光剂。该发光涂料的蓄能发光剂可按照配方总量8-35％的比例与颜料、填料、甲苯、分散剂、润湿剂、增稠剂及其他助剂和乳液按涂料生产的通常工艺制成纳米稀土材料改性余辉光致发光乳胶漆。
权利要求
1.一种发光涂料的蓄能发光剂，由稀土硅酸盐或稀土铝酸盐颗粒构成，其特征是所采用的稀土硅酸盐或稀土铝酸盐颗粒尺寸的大小是纳米尺度范围内的，并在所述稀土硅酸盐或稀土铝酸盐颗粒的表面包敷有一层防水层。
2.如权利要求1所述的发光涂料的蓄能发光剂，其特征是稀土硅酸盐或稀土铝酸盐颗粒尺度要求在0.1-100纳米。
3.如权利要求1所述的发光涂料的蓄能发光剂，其特征是稀土硅酸盐或稀土铝酸盐颗粒表面包敷的防水层是纳米氧化物。
4.如权利要求1所述的发光涂料的蓄能发光剂，其特征是稀土硅酸盐或稀土铝酸盐颗粒表面包敷的防水层是有机酯偶联剂。
5.一种发光涂料的蓄能发光剂的制备方法，其特征是先将大颗粒稀土硅酸盐或稀土铝酸盐通过物理方法制备成纳米稀土硅酸盐或纳米稀土铝酸盐颗粒，再在其表面包敷防水层。
6.如权利要求5所述的发光涂料的蓄能发光剂的制备方法，其特征是在纳米稀土硅酸盐或纳米稀土铝酸盐颗粒表面上包敷防水层的工艺是将其与纳米氧化物混合后在球磨机中高能球磨。
7.如权利要求6所述的发光涂料的蓄能发光剂的制备方法，其特征是所使用的纳米氧化物的颗粒尺度在0.1-30纳米范围内，加入量为总量的1-10％(重量)。
8.如权利要求5所述的发光涂料的蓄能发光剂的制备方法，其特征是在纳米稀土硅酸盐或纳米稀土铝酸盐颗粒表面上包敷防水层的工艺是将其浸泡在有机酯偶联剂溶液中，通过升温使其与有机酯偶联剂产生化学反应，最后除去溶剂。
9.如权利要求8所述的发光涂料的蓄能发光剂的制备方法，其特征是其中稀土硅酸盐或稀土铝酸盐颗粒与有机酯偶联剂溶液的重量比例为1-5∶1。
全文摘要
目前发光涂料的蓄能发光剂的稀土硅酸盐和铝酸盐存在着发光性能不强、物理机械性能不高、应用范围小等性能上的缺陷。本发明提供的发光涂料的蓄能发光剂，所采用的稀土硅酸盐或稀土铝酸盐颗粒尺寸的大小是纳米尺度范围内的，并在所述稀土硅酸盐或稀土铝酸盐颗粒的表面包敷有一层防水层。本发明提供的发光涂料的蓄能发光剂的制备方法，先将大颗粒稀土硅酸盐或稀土铝酸盐制备成所需的纳米尺度，再在其表面包敷防水层。用本发明提供的发光涂料的蓄能发光剂制造的发光涂料其发光光强提高20％以上，余辉发光时间延长40％以上，耐水擦洗5000次以上。
文档编号C09K11/77GK1515647SQ0310139
公开日2004年7月28日 申请日期2003年1月6日 优先权日2003年1月6日
发明者左美祥, 乔建, 陈君飞, 朱洪芽, 陆爱萍 申请人:舟山格兰特种涂料有限公司