光色可调的暖色光长余辉夜光材料的制备方法与流程

本发明涉及一种长余辉夜光材料的制备方法，尤其是一种光色可调的暖色光长余辉夜光材料的制备方法，属于荧光材料制备技术领域。

背景技术：

稀土长余辉夜光材料是一种可以实现光能吸收-存储-释放的光致发光材料，当其被特定波长的光激发后，能够在黑暗环境中持续发出明亮的荧光。目前，市面上大部分的长余辉材料主要以蓝绿色为主。其中，sral2o4:eu²⁺,dy³⁺(以下简称saoed)由于荧光强高、余辉时间长、化学性能稳定、制备工艺简单等优点最具代表性。该夜光材料只要吸收太阳光10分钟，就能够在黑暗环境下，持续发出明亮的蓝绿色荧光10h以上，且可以循环使用。此外，该材料无毒、无放射性，目前已广泛应用于夜间照明、荧光显示、荧光探测、荧光玩具、装饰、荧光涂料、夜光纤维等领域。尤其是在夜光纤维及其纺织品领域，该材料具有巨大的应用前景。但是由于saoed的荧光色为蓝绿色，光色较单一；此外，蓝绿色荧光色属于冷色系光，然而人们更喜欢诸如黄色、红色的暖色光。因此，其应用范围受到了一定程度限制。

近年来，具有暖色荧光的长余辉材料成为了该领域的研究热点，相继报道了几种暖色光的长余辉材料。其中，主要以红色光的稀土掺杂y2o3s为代表。但是，其荧光亮度太低，且余辉时间短，远远不能满足工业生产应用要求。基于以上问题，若能在蓝绿色saoed长余辉夜光材料的基础上，在其表面包覆一层红色荧光光色转换剂，使其荧光色发生红移(向长波长方向移动)，变为暖色系荧光色，其应用范围必将大大增大。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种光色可调的暖色光长余辉夜光材料的制备方法，所制得的暖色光长余辉夜光材料具有光色可调，荧光亮度高，余辉时间长，无毒，无放射性，制备工艺简单等优点。

按照本发明提供的技术方案，所述光色可调的暖色光长余辉夜光材料的制备方法，其特征是，包括以下步骤：

(1)将saoed加入到无水乙醇中，saoed和无水乙醇的质量比为1:10-15，超声波分散；然后加入相对saoed质量15％-20％的硅烷偶联剂，调节ph值至1-2后在70-80℃下搅拌反应3-4小时；反应结束后进行抽滤，用无水乙醇洗涤后烘干，得到夜光粉，备用；

(2)取甲苯放入带有回流冷凝装置和搅拌器的反应容器中，夜光粉和甲苯的质量比为1:8-10，通入氮气除氧后，缓慢加入占夜光粉质量0.8-1.0％的过氧化苯甲酰，室温下搅拌使其完全溶解；

(3)将步骤(1)得到的夜光粉和光色转换剂加入到步骤(2)的反应容器中，夜光粉和光色转换剂的质量比为1:0.1％-0.9％，搅拌使分散均匀，再分阶段缓慢滴入经甲苯稀释的甲基丙基酸甲酯mma，甲苯、夜光粉和mma的质量比为3-4:1:0.15-0.2；

(4)将反应容器在70-80℃搅拌反应2-4h，对夜光粉进行包覆；反应结束后用乙醇洗涤、抽滤、烘干，即得到所述光色可调的暖色光长余辉夜光材料。

进一步的，所述光色转换剂的结构式为：

进一步的，所述步骤(3)中，夜光粉与光色转换剂、甲基丙烯酸甲酯mma的质量比为1:0.1％-0.9％:0.15-0.2。

进一步的，所述步骤(1)中，超声波分散的时间为30-60分钟；硅烷偶联剂采用硅烷偶联剂kh-570；采用0.5-1mol/l的稀硫酸溶液调节ph值；搅拌反应的转速为200-250r/min；采用无水乙醇洗涤2-3次后于60-70℃烘干。

进一步的，所述步骤(2)中，搅拌转速为80-100r/min。

进一步的，所述步骤(3)中，搅拌转速为200-250r/min。

进一步的，所述步骤(4)中，搅拌转速为200-250r/min。

本发明所述光色可调的暖色光长余辉夜光材料的制备方法，利用聚甲基丙烯酸甲酯对蓝绿色长余辉夜光材料saoed进行有机包覆的同时，在其表面包覆一种能够被saoed自身的荧光所激发的红色荧光光色转换剂，利用光能传递及光色叠加的原理，使整个包覆后的复合材料的荧光色相对于saoed的荧光色发生红移，呈现出暖色光荧光；通过控制红色荧光光色转换剂的包覆比，来调节复合材料的荧光色。该暖色光长余辉夜光材料具有光色可调，荧光亮度高，余辉时间长，无毒，无放射性，制备工艺简单等优点；在彩色夜光纤维及其纺织品，荧光显示，荧光涂料，电子元器件等领域具有广泛的应用价值。

附图说明

图1为本发明得到的光色可调的暖色长余辉夜光材料的扫描电子显微镜照片。

图2为本发明制备的不同光色转换剂包覆比的暖色光长余辉夜光材料的激发和发射光谱；横坐标为波长，单位为nm；纵坐标为相对强度，单位为a.u.。

图3为本发明制备的不同光色转换剂包覆比的暖色光长余辉夜光材料在夜晚的发光照片。

图4位本发明制备的不同光色转换剂包覆比的暖色光长余辉夜光材料的色度坐标。

具体实施方式

荧光光色转换剂由于其分子内含有某种荧光基团，如碳氧双键、碳氮双键等或者发色基团，当受到特定波长的光激发时，能够发射出明亮的特定颜色的荧光。长余辉夜光材料saoed的发射光谱位于450-700nm范围内，波峰位于520nm处，属于蓝绿色光。当光色转换剂的激发光谱与saoed的发射光谱存在重叠区域时，saoed便可以作为这种光色转换剂的激发光源。

基于以上设定，本发明将自制的一种红色荧光光色转换剂，其满足激发光谱位于300-600nm范围内，发射光谱位于560-700nm。利用化学包覆的方法，将其包覆在saoed的表面。当saoed受到阳光的激发时，将光能储存起来，在黑暗环境中，连续发射出自身的蓝绿色荧光，这种蓝绿色荧光传递到其表面的光色转换剂，使其发射出红色荧光。毫无疑问，被包覆后的saoed的荧光色将是蓝绿色和红色的混合色，相对于蓝绿色会发生红移。且光色转换剂的包复比越大，红移程度越大。

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：

将50g的无水乙醇倒入150ml的三口圆底烧瓶，加入5g蓝绿色夜光粉saoed，超声波分散30分钟；再向圆底烧瓶中加入0.75g硅烷偶联剂kh-570，缓慢滴加浓度为0.5mol的稀硫酸溶液，调节溶液的ph值至1；将圆底烧瓶移至水浴锅，在70℃下以200r/min的转速搅拌反应3小时；反应结束后进行抽滤，用无水乙醇洗涤2次后60℃干燥24小时，取出备用；

将40g的甲苯倒入250ml的带有回流冷凝装置和搅拌器的三口圆底烧瓶中，通入氮气除去烧瓶中的氧气后，缓慢加入40mg过氧化苯甲酰粉末，室温下以80r/min的转速搅拌使其完全溶解；称取5g经kh-570处理过的saoed夜光粉和5mg光色转换剂，缓慢加入上述圆底烧瓶中，以200r/min的转速匀速搅拌，再分阶段缓慢滴入15.75g经甲苯稀释的甲基苯基酸甲酯mma(m甲苯:msaoed:mmma＝3:1:0.15)；将三口烧瓶中移至恒温水浴锅中，在70℃以200r/min的转速加热搅拌反应2小时；反应结束后用无水乙醇对包覆后的夜光材料洗涤、抽滤、烘干后即得到暖色光长余辉夜光材料。mma发生聚合反应干燥后形成包覆夜光粉的包覆基材pmma。

所述暖色光光长余辉夜光材料发射光谱和色度坐标分别如图2中红色曲线(0.1％)和图4(0.1％)所示。

实施例2：

将120g的无水乙醇倒入250ml的三口圆底烧瓶，加入10g蓝绿色夜光粉saoed，超声波分散45分钟；再向圆底烧瓶中加入2g硅烷偶联剂kh-570，缓慢滴加浓度为1mol的稀硫酸溶液，调节溶液的ph值至2；将圆底烧瓶移至水浴锅，在75℃下以250r/min的转速搅拌反应4小时。反应结束后进行抽滤，用无水乙醇洗涤3次后65℃干燥24小时，取出备用；

将80g的甲苯倒入250ml的带有回流冷凝装置和搅拌器的三口圆底烧瓶中，通入氮气除去烧瓶中的氧气后，缓慢加入80mg过氧化苯甲酰粉末，室温下以100r/min的转速搅拌使其完全溶解；称取10g经kh-570处理过的saoed夜光粉和30mg光色转换剂，缓慢加入上述圆底烧瓶中，以250r/min的转速匀速搅拌，再分阶段缓慢滴入32g经甲苯稀释的甲基苯基酸甲酯mma(m甲苯:msaoed:mmma＝3:1:0.2)；将三口烧瓶中移至恒温水浴锅中，在80℃以250r/min的转速加热搅拌反应3小时；反应结束后用无水乙醇对包覆后的夜光材料洗涤、抽滤、烘干后即得到暖色光长余辉夜光材料。

所述暖色光光长余辉夜光材料发射光谱和色度坐标分别如图2中红色曲线(0.3％)和图4(0.3％)所示。

实施例3：

将150g的无水乙醇倒入250ml的三口圆底烧瓶，加入10g蓝绿色夜光粉saoed，超声波分散60分钟；再向圆底烧瓶中加入2g硅烷偶联剂kh-570，缓慢滴加浓度为1mol的稀硫酸溶液，调节溶液的ph值至1；将圆底烧瓶移至水浴锅，在80℃下以250r/min的转速搅拌反应4小时。反应结束后进行抽滤，用无水乙醇洗涤3次后70℃干燥24小时，取出备用；

将100g的甲苯倒入250ml的带有回流冷凝装置和搅拌器的三口圆底烧瓶中，通入氮气除去烧瓶中的氧气后，缓慢加入100mg过氧化苯甲酰粉末，室温下以100r/min的转速搅拌使其完全溶解；称取10g经kh-570处理过的saoed夜光粉和50mg光色转换剂，缓慢加入上述圆底烧瓶中，以250r/min的转速匀速搅拌，再分阶段缓慢滴入42g经甲苯稀释的甲基苯基酸甲酯mma(m甲苯:msaoed:mmma＝4:1:0.2)；将三口烧瓶中移至恒温水浴锅中，在80℃以250r/min的转速加热搅拌反应4小时；反应结束后用无水乙醇对包覆后的夜光材料洗涤、抽滤、烘干后即得到暖色光长余辉夜光材料。

所述暖色光光长余辉夜光材料发射光谱和色度坐标分别如图2中红色曲线(0.5％)和图4(0.5％)所示。