专利名称：一种高亮度长余辉发光标牌及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种蓄能发光标牌，具体涉及一种高亮度、长余辉发光标牌，本发明还涉及该发光标牌的制备方法。
背景技术：
标牌作为安全、交通、警示、提示、消防等涉及人身财产安全领域的重要媒介，在生产生活中扮演着不可或缺的角色。从警示、提示的角度来讲，标牌通常要求具有醒目易懂、 经久耐用的特点。目前绝大部分标牌制作采用普通反光膜技术，显示效果一般，在夜晚及雨雾天气等阴暗环境下显示效果更差，需要强光照射下才能辨别。由于制作工艺粗糙、用材差，很多标牌投入使用不久即开始褪色、生锈、图像脱落。在阳光照射、风吹雨淋条件下迅速老化，直至锈蚀破损，彻底失去警示、提示作用，既给生命财产带来极大的危险隐患，又增加维护成本，因此迫切需要采用新技术，保证标牌在各种环境下能确实起到警示、提示的作用。蓄能发光标牌能改善普通标牌可视性不足的缺点，使人们在雨、雾、黑暗、夜晚等视线辨别能力差的环境下不用灯光照射便能清晰地辨认标牌，尤其是山区、乡镇公路夜间缺少照明设施，普通标牌涂料没有灯光照射不能反光，使行人以及非机动车使用人看不到标志标牌，导致危险发生，给交通安全带来隐患，故有必要开发适宜的发光材料制作的标牌。蓄能自发光标牌在满足标牌反光要求的基础上，能够主动发光，具有主动可辨识性。在无光源、较黑暗的环境下其可视性大大优于普通标牌，让人们能清晰辨认。蓄能自发光标牌无需外接电源，可无限循环发光，是新一代节能环保产品，是国家政策重点支持的发展方向。中国专利CN1108413公开了一种发光标牌及其制备方法，在底牌表面采用静电喷涂工艺制成防护层，再在字码图案部位用丝网漏印干粉在经高温烧制成遮色层和发光层。 本发明采用白色树脂干粉烧制成遮色层。采用发光材料和透明树脂混合烧制成发光层，利用遮光层遮盖深褐色防护层，以最大限度发挥发光层中发光粒子作用，并保持发光粒子不与外界空气水分接触，增强发光标牌发光强度。但仍存在发光强度低、发光时间短的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种蓄能自发光、经久耐用的高亮度长余辉发光标牌。为解决上述技术问题，本发明高亮度长余辉发光标牌所采用的技术方案是它包括基板，所述基板的正面设有反光膜，反光膜上设有图形丝印层，丝印层上再设二苯乙烯联苯二磺酸钠荧光层，图形及未被图形遮盖的反光膜及荧光层上涂有防辐射UV光油防护层； 所述丝印层为一种发光涂料，该发光涂料按重量百分比计，包括下列物质
透光专用树脂15 20 ；
PE 树脂0. 8 1. 2 ；邻苯二甲酸二辛酯0.8 1.2;
方石英透明填料40 45 ； 粒度< 150 μ m的玻璃微珠18 20 ； EVA 0. 6 1. 1 ；
纳米稀土发光材料14 20。本发明还提供上述高亮度长余辉发光标牌的制备方法，其步骤为
a)发光涂料配制首先将三分之一的方石英透明填料倒入混合釜，而后加入透光专用树脂、PE树脂、邻苯二甲酸二辛酯，搅拌均勻；在搅拌条件下再依次加入颜料、纳米稀土发光材料、玻璃微珠和剩余的方石英透明填料搅拌均勻后，出釜装袋备用；
b)发光标牌制备按规定的形状尺寸裁剪好基板，打磨毛刺；将反光膜裁剪成基板大小，平贴在基板正面；用刻好图形的网板中心对准基板中心，将已配制好的发光涂料通过网板均勻喷涂印在反光膜上，经过聚合沉积反应形成发光图形丝印层，再在丝印层上均勻喷涂二苯乙烯联苯二磺酸钠形成荧光层；图形及未被图形遮盖的反光膜及荧光层上均勻喷涂一层防辐射UV光油形成防护层，再干燥除湿、检验、包装。本发明标牌采用基板、反光膜、丝印层、荧光层和防护层，丝印层由发光涂料印成图形，且发光涂料中含有纳米稀土发光材料，因此，本发明标牌具有高亮度长余辉自发光的特性，且抗老化、阻燃、抗腐蚀、抗氧化，经久耐用。标牌自发光光谱中无紫外线、红外线等辐射，眩光小；不含任何放射性元素及重金属，不会污染环境，不会损坏人体健康，是新一代绿色环保节能型产品。本发明标牌可广泛应用于交通、消防、电力、市政、厂矿、住宅、景点、军事等领域的安全、警示、提示，在电力供应不便或经常停电的区域可起到即时辅助照明的作用。本发明标牌的制备方法简单、实用，可根据标牌不同的使用场合，采用不同基材制作，如各种金属板材、阻燃PVC板、塑料基板、橡胶、陶瓷、亚克力板、钢化玻璃、胶片等。采用纳米稀土发光材料与高分子树脂采用原位插层技术，实施链接聚合(HSL)与聚合沉积 (HSCVD)，制作出高亮度、长余辉的蓄能发光标牌。标牌的发光亮度高达19800mcd/ m%发光时间在单次吸光30分钟前提下，达10—14小时。各颜色最小逆反射系数CC^lf1nT2,观测角度0.2°，入射角-4°。无限循环蓄能，防老化、耐腐蚀、阻燃、无毒无害、无辐射、节能环保。
图1是本发明发光标牌的爆炸示意图； 图2是本发明发光标牌的装配示意图3是本发明中发光涂料的空穴转移机理图； 图4是本发明中发光涂料的光谱分布图。
具体实施例方式以直行和右转合用车道道路交通标志为例说明本发明。由图1和图2可见，本发明高亮度长余辉发光标牌包括基板1，基板1的正面设有反光膜2，反光膜2上设有图形丝印层3，丝印层3上再设二苯乙烯联苯二磺酸钠荧光层4，余下的反光膜2和荧光层4上设有防辐射UV光油防护层5。本发明标牌按照国 家相关行业标准要求的形状尺寸和图形设计制作而成。所述图形为字、图或者其结合。具体制备方法为
a)发光涂料配制首先称取2.8 kg的方石英透明填料倒入混合釜，而后加入透光专用树脂1.8kg和PE树脂0. lkg、邻苯二甲酸二辛酯O. ikg，搅拌均勻；在搅拌条件下再依次加入颜料、纳米稀土发光材料1. 8 kg、玻璃微珠1. 8 kg和1. 4 kg方石英透明填料搅拌均勻后， 出釜装袋备用；
b)发光标牌制备按规定的形状尺寸裁剪好基板1，打磨毛刺；将反光膜2裁剪成基板 1大小，平贴在基板1正面；用刻好图形的网板中心对准基板1中心，将已配制好的发光涂料通过网板均勻喷涂印在反光膜2上，经过聚合沉积反应形成发光图形丝印层3，再在丝印层3 (仅发光图形区域)上均勻喷涂二苯乙烯联苯二磺酸钠形成荧光层4 ；未被图形遮盖的反光膜2及荧光层4上均勻喷涂一层防辐射UV光油形成防护层5，再干燥除湿，检验外观图形、形状尺寸、功能(暗室检验)，包装。本发明中的原料均为市售产品，其中方石英透明填料为方石英矿提炼出来的高纯度二氧化硅产品，EVA为乙烯-乙酸乙烯酯共聚物，纳米稀土发光材料为新型稀土元素铝酸盐类材料，由深圳市耀德兴科技有限公司生产。本发明使用的发光涂料是采用纳米稀土发光材料配制而成，发光亮度高达 19800mcd/ m2，发光时间在单次吸光30分钟前提下，达10 —14小时。纳米稀土原料主要为稀土掺杂铝酸盐的蓄光发光材料，具有极强的吸光一蓄光一发光能力，极长的使用寿命15 年)，能反复吸收一存储一发射可见光，激发波长范围(200—450nm)，激发光源易得，太阳光或普通日光灯即可，通过吸收紫外线光或可见光，使光能转化后储存在晶格中，在暗处又可将能量转化为光能而发光。以Eu2+激活的MA1204:Eu2+，RE3+ (M=碱土金属元素，RE=稀土元素)为代表的新型长余辉发光材料的空穴转移机理参见图3。由图3可见，由于Eu2+和RE3+的引入，在晶体点阵中产生缺陷，便有了深浅不同的局部能级。首先，发光体受紫外光或太阳光照射时，发光中心Eu2+的基态4f7 (8S)电子吸收光子向激发态4f65dl跃迁(1)，在4f轨道上就产生了一个电子空位(即空穴)，当电子重新跃回到基态与空穴结合时，便产生了发光(2)。处于价带中的电子可以从环境中获得能量并填补4f轨道上的空穴，同时在价带上产生新空穴，该过程相当于空穴转移到价带且导致Eu2+变为Eu+ (3)。价带中的空穴在价带中迁移，然后被RE3+的缺陷能带俘获使RE3+转变为RE4+(4)。随着时间的延长和热扰动，被RE3+俘获的空穴从环境中获得足够的能量重新回到价带(5)。回到价带中的空穴继续迁移，当靠近Eu+的局域能级时又会被Eu+俘获并与 4f65dl组态的电子复合而释放出光子形成余辉(6)。空穴转移模型认为，RE3+的作用就是俘获价带中的空穴，改变空穴的数量和浓度，然后随时间的延长和热扰动放出空穴，使发光中心重新俘获空穴，与电子复合发光，从而延长余辉时间和加强余辉强度。这种新型纳米稀土发光材料与传统的硫化锌系列夜光粉相比，具有化学性质稳定，蓄光发光转换效率高，无毒、无害，无放射性，生产过程也无有害物质产生。经安徽省产品质量检验中心检测，发光涂料符合GB/T 13306-2011国家标准。可见光是电磁波谱中人眼可以感知的部分，可见光谱没有精确的范围；一般人的眼睛可以感知的电磁波的波长在400 700 nm之间，正常视力的人眼对波长约为500 560 nm之间的电磁波最为敏感。参见图4的光谱分布图，其发光光波峰值为524nm，发光的辐射亮度 9. 08 Xi 0—6 (W / SR / M’ ’)。其发光的光波正在人眼对光波最敏感的波长范围内。该发光涂料是一种环保、无毒、无辐射、无污染产品。经安徽省技术质量监督局检测中心检测，符合GB/T 6566 — 2001标准，达到A类装修材料，检测值比标准值低50倍。对于人体无危害，可直接接触皮肤。本发明标牌的各项参数为
1、产品成分基材、纳米稀土发光材料；
2、发光亮度19800mcd/m2；
3、发光时间单次吸光30分钟，可在黑暗处发光10—14小时；
4、发光颜色黄光、蓝光等；
5、材质硬度软硬皆可；
6、反光参数各颜色最小逆反射系数cd·If1Hf2，观测角度0.2°，入射角-4° ；
7、产品性能无限循环蓄能，防老化、耐腐蚀、阻燃、无毒无害、无辐射、节能环保；
8、安装方法镶嵌式、铆接式、悬挂式、黏贴式等。
权利要求
1.一种高亮度长余辉发光标牌，包括基板，其特征是所述基板(1)的正面设有反光膜 (2)，反光膜(2)上设有图形丝印层(3)，丝印层(3)上再设二苯乙烯联苯二磺酸钠荧光层 (4)，图形及未被图形遮盖的反光膜(2)及荧光层(4)上设有防辐射UV光油防护层(5)；所述丝印层为一种发光涂料，该发光涂料按重量百分比计，包括下列物质透光专用树脂15 20 ；PE 树脂0. 8 1. 2 ；邻苯二甲酸二辛酯0.8 1.2;方石英透明填料40 45 ；粒度< 150 μ m的玻璃微珠18 20 ； EVA 0. 6 1. 1 ；纳米稀土发光材料14 20。
2.一种如权利要求1的高亮度长余辉发光标牌的制备方法，其步骤为a)发光涂料配制首先将三分之一的方石英透明填料倒入混合釜，而后加入透光专用树脂、PE树脂、邻苯二甲酸二辛酯，搅拌均勻；在搅拌条件下再依次加入颜料、纳米稀土发光材料、玻璃微珠和剩余的方石英透明填料搅拌均勻后，出釜装袋备用；b)发光标牌制备按规定的形状尺寸裁剪好基板(1)，打磨毛刺；将反光膜(2)裁剪成基板(1)大小，平贴在基板(1)正面形成；用刻好图形的网板中心对准基板(1)中心，将已配制好的发光涂料通过网板均勻喷涂印在反光膜(2)上，经过聚合沉积反应形成发光图形丝印层(3)，再在丝印层(3)上均勻喷涂二苯乙烯联苯二磺酸钠形成荧光层(4)；图形及未被图形遮盖的反光膜(2)及荧光层(4)上均勻喷涂一层防辐射UV光油形成防护层(5)，再干燥除湿、检验、包装。
全文摘要
本发明公开了一种高亮度长余辉发光标牌及其制备方法，在基板的正面贴反光膜，反光膜上用发光涂料印图形丝印层，丝印层上再涂二苯乙烯联苯二磺酸钠荧光层，图形及未被图形遮盖的反光膜及荧光层上涂防辐射UV光油防护层；其中发光涂料的配制是先将三分之一的方石英透明填料倒入混合釜，再加入透光专用树脂、PE树脂、邻苯二甲酸二辛酯，搅拌均匀；搅拌下再依次加入颜料、纳米稀土发光材料、玻璃微珠和剩余的方石英透明填料搅拌均匀后备用。本发明标牌发光亮度高达19800mcd/㎡，单次吸光30分钟发光时间可达10—14小时。各颜色最小逆反射系数cd·1x 1m 2,观测角度0.2°，入射角-4°。本发明无限循环蓄能，防老化、耐腐蚀、阻燃、无毒无害、无辐射、节能环保。
文档编号G09F13/20GK102354473SQ20111033458
公开日2012年2月15日 申请日期2011年10月31日 优先权日2011年10月31日
发明者胡海生 申请人:安徽海盛纳米新材料科技有限公司