本发明涉及一种夜光粉的制备方法，属于发光材料
技术领域：
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背景技术：
：夜光粉具有白天蓄光、夜间释光的特性，采用一种蓄光型长余辉发光粉体材料制成，不含放射性物质，具有安全无毒、长期反复使用等特点，正日益受到人们的关注和喜爱。夜光粉目前广泛应用在油漆、涂料、油墨，塑胶等行业，及诸如夜光标志标线，夜光服装，夜光工艺品，夜光家居用品，夜光厨卫建材等领域。但是目前的夜光粉采用的是由碱土及锌、镉等金属的硫化物作为基本物质，再添加微量的作为激活剂的金属盐类，在助熔剂的作用下，经高温灼烧而成的。其存在以下的缺陷：防潮性差，不防水，易结块，存放时间较短；激发能级要求高，低照度和led节能灯照明环境均不能得到有效激发，且余辉发光效果差，只有经过足够高的照度和能量激发后，才能有效发光，且余辉亮度也较低等。因此，研制一种防潮性能优越，不易结块，且发光亮度高，余辉时间长是十分必要的。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题是：针对传统夜光粉在使用过程中，防潮性能较差，易结块，导致发光亮度降低和余辉时间减少，且衰减较快的问题，提供了一种夜光粉的制备方法。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：（1）按体积比为4:1～6:1将尿素溶液与氯化镁溶液搅拌反应，再经陈化、过滤和干燥，得超细碱式碳酸镁粉体；（2）按重量份数计，依次取30～40份超细碱式碳酸镁粉体，300～350份纳米氧化铕，190～200份纳米碳酸钡，140～150份纳米碳酸锶，20～30份纳米硼酸镁，3000～4000份去离子水，超声分散后，加入超细碱式碳酸镁粉体质量10～12倍的十二水合硫酸铝钾，混合静置后，过滤、洗涤和干燥，得混合粉体材料；（3）将所得混合粉体材料于氮气保护下高温焙烧，得焙烧料粉体，再将焙烧料粉体置于流化床反应器，并向流化床反应器中通入载有三甲基铝的氮气，再通入含水氮气，随后出料，加热分解，即得夜光粉。步骤（1）所述的尿素溶液浓度为0.8～1.0mol/l。步骤（1）所述的氯化镁溶液浓度为0.8～1.2mol/l。步骤（3）所述的于氮气保护下高温焙烧条件为：于管式电阻炉中，以15～20ml/min速率向炉内通入氮气，在氮气保护状态下，以6～8℃/min速率程序升温至1100～1200℃，保温焙烧3～5h，随炉冷却至室温。步骤（3）所述的载有三甲基铝的氮气具体制备过程为：在三口烧瓶中加入三甲基铝，并在三口烧瓶上装进气导管与出气导管，进气导管浸入三甲基铝液面下方2～3cm，出气导管位于三甲基铝液面上方4～6cm，将氮气以200～300ml/min速率从三口烧瓶进气导管通入，三口烧瓶出气导管与流化床反应器相连。步骤（3）所述的含水氮气为含水率为3～5%的氮气。步骤（3）所述的加热分解温度为200～300℃。本发明与其他方法相比，有益技术效果是：（1）本发明首先以尿素为沉淀剂，利用尿素缓慢水解产物与溶液中氯化镁反应，因尿素水解过程是一个缓慢过程，所以可避免生成的碱式碳酸镁团聚，并以制得的碱式碳酸镁和纳米硼酸镁为作为掺杂剂，利用掺杂剂的纳米小尺寸效应，配合十二水合硫酸铝钾的絮凝作用，使体系中分散的纳米粉体絮凝沉淀，同时达到均匀混合的目的，从而改善产品的余辉亮度和余辉衰减；（2）本发明利用载有三甲基铝的氮气处理，在焙烧料粉体表面包覆一层三甲基铝，再利用含水氮气处理，使三甲基铝与氮气中水分反应，生成氢氧化铝包覆层，再通过焙烧使氢氧化铝分解生成氧化铝包覆层，利用含水氮气处理，可避免三甲基铝的剧烈反应而引起包覆率下降的弊端，从而有效提高产品的防潮性能，避免产品在使用和贮存过程中结块，进一步提高产品的发光亮度、余辉时间等性能。具体实施方式首先量取400～600ml浓度为0.8～1.0mol/l尿素溶液，倒入三口烧瓶中，再将三口烧瓶移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为75～80℃，转速为400～600r/min条件下，通过滴液漏斗向三口烧瓶中滴加100～120ml浓度为0.8～1.2mol/l氯化镁溶液，控制在30～45min内滴完，待滴加完毕，继续恒温搅拌反应2～4h；待恒温搅拌反应结束，将上述三口烧瓶中物料倒入烧杯中，并将烧杯静置陈化60～90min，再将烧杯中物料过滤，得滤饼，将所得滤饼转入烘箱中，于温度为105～110℃条件下干燥80～120min，出料，得超细碱式碳酸镁粉体；依次称取30～40g超细碱式碳酸镁粉体，300～350g纳米氧化铕，190～200g纳米碳酸钡，140～150g纳米碳酸锶，20～30g纳米硼酸镁，倒入盛有3000～4000ml水的烧杯中，并将烧杯移入超声振荡仪，以40khz频率超声分散20～30min；待超声分散结束，向烧杯中加入300～480g十二水合硫酸铝钾，用玻璃棒搅拌混合15～20min后，静置存放8～10h，再将烧杯中物料过滤，得沉降物滤饼，用去离子水洗涤沉降物滤饼3～5次，再将洗涤后的沉降物滤饼转入烘箱中，于温度为105～110℃条件下干燥至恒重，得混合粉体材料；将所得混合粉体材料移入管式电阻炉，以15～20ml/min速率向炉内通入氮气，在氮气保护状态下，以6～8℃/min速率程序升温至1100～1200℃，保温焙烧3～5h，随炉冷却至室温，出料，得焙烧料粉体；将所得焙烧料粉体转入流化床反应器，并以200～300ml/min速率向流化床反应器中通入载有三甲基铝的氮气，使流化床反应器中焙烧料粉体处于悬浮状态，待载有三甲基铝的氮气持续通入10～20min后，停止通入载有三甲基铝的氮气，并以100～120ml/min速率向流化床反应器中通入含水率为3～5%的含水氮气，待含水氮气持续通入5～10min后，停止通入含水氮气，出料，再于200～300℃保温焙烧30～45min，即得夜光粉。所述的载有三甲基铝的氮气具体制备过程为：在容积为5l的三口烧瓶中加入2～3l三甲基铝，并在三口烧瓶上装进气导管与出气导管，进气导管浸入三甲基铝液面下方2～3cm，出气导管位于三甲基铝液面上方4～6cm，将氮气以200～300ml/min速率从三口烧瓶进气导管通入，三口烧瓶出气导管与流化床反应器相连。实例1首先量取600ml浓度为1.0mol/l尿素溶液，倒入三口烧瓶中，再将三口烧瓶移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为80℃，转速为600r/min条件下，通过滴液漏斗向三口烧瓶中滴加120ml浓度为1.2mol/l氯化镁溶液，控制在45min内滴完，待滴加完毕，继续恒温搅拌反应4h；待恒温搅拌反应结束，将上述三口烧瓶中物料倒入烧杯中，并将烧杯静置陈化90min，再将烧杯中物料过滤，得滤饼，将所得滤饼转入烘箱中，于温度为110℃条件下干燥120min，出料，得超细碱式碳酸镁粉体；依次称取40g超细碱式碳酸镁粉体，350g纳米氧化铕，200g纳米碳酸钡，150g纳米碳酸锶，30g纳米硼酸镁，倒入盛有4000ml水的烧杯中，并将烧杯移入超声振荡仪，以40khz频率超声分散30min；待超声分散结束，向烧杯中加入480g十二水合硫酸铝钾，用玻璃棒搅拌混合20min后，静置存放10h，再将烧杯中物料过滤，得沉降物滤饼，用去离子水洗涤沉降物滤饼5次，再将洗涤后的沉降物滤饼转入烘箱中，于温度为110℃条件下干燥至恒重，得混合粉体材料；将所得混合粉体材料移入管式电阻炉，以20ml/min速率向炉内通入氮气，在氮气保护状态下，以8℃/min速率程序升温至1200℃，保温焙烧5h，随炉冷却至室温，出料，得焙烧料粉体；将所得焙烧料粉体转入流化床反应器，并以300ml/min速率向流化床反应器中通入载有三甲基铝的氮气，使流化床反应器中焙烧料粉体处于悬浮状态，待载有三甲基铝的氮气持续通入20min后，停止通入载有三甲基铝的氮气，并以120ml/min速率向流化床反应器中通入含水率为5%的含水氮气，待含水氮气持续通入10min后，停止通入含水氮气，出料，再于300℃保温焙烧45min，即得夜光粉。所述的载有三甲基铝的氮气具体制备过程为：在容积为5l的三口烧瓶中加入3l三甲基铝，并在三口烧瓶上装进气导管与出气导管，进气导管浸入三甲基铝液面下方3cm，出气导管位于三甲基铝液面上方6cm，将氮气以300ml/min速率从三口烧瓶进气导管通入，三口烧瓶出气导管与流化床反应器相连。实例2首先量取400ml浓度为0.8mol/l尿素溶液，倒入三口烧瓶中，再将三口烧瓶移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为75℃，转速为400r/min条件下，通过滴液漏斗向三口烧瓶中滴加100ml浓度为0.8mol/l氯化镁溶液，控制在30min内滴完，待滴加完毕，继续恒温搅拌反应2h；待恒温搅拌反应结束，将上述三口烧瓶中物料倒入烧杯中，并将烧杯静置陈化60min，再将烧杯中物料过滤，得滤饼，将所得滤饼转入烘箱中，于温度为105℃条件下干燥80min，出料，得超细碱式碳酸镁粉体；依次称取30g超细碱式碳酸镁粉体，300g纳米氧化铕，190g纳米碳酸钡，140g纳米碳酸锶，20g纳米硼酸镁，倒入盛有3000ml水的烧杯中，并将烧杯移入超声振荡仪，以40khz频率超声分散20min；待超声分散结束，向烧杯中加入300g十二水合硫酸铝钾，用玻璃棒搅拌混合15min后，静置存放8h，再将烧杯中物料过滤，得沉降物滤饼，用去离子水洗涤沉降物滤饼3次，再将洗涤后的沉降物滤饼转入烘箱中，于温度为105℃条件下干燥至恒重，得混合粉体材料；将所得混合粉体材料移入管式电阻炉，以15ml/min速率向炉内通入氮气，在氮气保护状态下，以6℃/min速率程序升温至1100℃，保温焙烧3h，随炉冷却至室温，出料，得焙烧料粉体；将所得焙烧料粉体转入流化床反应器，并以200ml/min速率向流化床反应器中通入载有三甲基铝的氮气，使流化床反应器中焙烧料粉体处于悬浮状态，待载有三甲基铝的氮气持续通入10min后，停止通入载有三甲基铝的氮气，并以100ml/min速率向流化床反应器中通入含水率为3%的含水氮气，待含水氮气持续通入5min后，停止通入含水氮气，出料，再于200℃保温焙烧30min，即得夜光粉。所述的载有三甲基铝的氮气具体制备过程为：在容积为5l的三口烧瓶中加入2l三甲基铝，并在三口烧瓶上装进气导管与出气导管，进气导管浸入三甲基铝液面下方2cm，出气导管位于三甲基铝液面上方4cm，将氮气以200ml/min速率从三口烧瓶进气导管通入，三口烧瓶出气导管与流化床反应器相连。实例3首先量取500ml浓度为0.9mol/l尿素溶液，倒入三口烧瓶中，再将三口烧瓶移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为77℃，转速为500r/min条件下，通过滴液漏斗向三口烧瓶中滴加110ml浓度为1.1mol/l氯化镁溶液，控制在40min内滴完，待滴加完毕，继续恒温搅拌反应3h；待恒温搅拌反应结束，将上述三口烧瓶中物料倒入烧杯中，并将烧杯静置陈化80min，再将烧杯中物料过滤，得滤饼，将所得滤饼转入烘箱中，于温度为107℃条件下干燥90min，出料，得超细碱式碳酸镁粉体；依次称取35g超细碱式碳酸镁粉体，320g纳米氧化铕，195g纳米碳酸钡，145g纳米碳酸锶，25g纳米硼酸镁，倒入盛有3500ml水的烧杯中，并将烧杯移入超声振荡仪，以40khz频率超声分散25min；待超声分散结束，向烧杯中加入400g十二水合硫酸铝钾，用玻璃棒搅拌混合17min后，静置存放9h，再将烧杯中物料过滤，得沉降物滤饼，用去离子水洗涤沉降物滤饼4次，再将洗涤后的沉降物滤饼转入烘箱中，于温度为106℃条件下干燥至恒重，得混合粉体材料；将所得混合粉体材料移入管式电阻炉，以17ml/min速率向炉内通入氮气，在氮气保护状态下，以7℃/min速率程序升温至1150℃，保温焙烧4h，随炉冷却至室温，出料，得焙烧料粉体；将所得焙烧料粉体转入流化床反应器，并以250ml/min速率向流化床反应器中通入载有三甲基铝的氮气，使流化床反应器中焙烧料粉体处于悬浮状态，待载有三甲基铝的氮气持续通入15min后，停止通入载有三甲基铝的氮气，并以110ml/min速率向流化床反应器中通入含水率为4%的含水氮气，待含水氮气持续通入7min后，停止通入含水氮气，出料，再于250℃保温焙烧40min，即得夜光粉。所述的载有三甲基铝的氮气具体制备过程为：在容积为5l的三口烧瓶中加入2l三甲基铝，并在三口烧瓶上装进气导管与出气导管，进气导管浸入三甲基铝液面下方2cm，出气导管位于三甲基铝液面上方5cm，将氮气以250ml/min速率从三口烧瓶进气导管通入，三口烧瓶出气导管与流化床反应器相连。对照例：zns·cu夜光粉将实例1至实例3及对照例制备的夜光粉置于日光灯下照射15min。用荧光分光光度计测试其初始亮度。用7221型分光光度计测定其余辉的衰减。测试结果如表1。表1测试项目对照例实例1实例2实例3初始亮度（mcd/m2）1300135814201511余辉发光持续时间（min）18222628将实例1至实例3及对照例的夜光粉置于相对湿度为85%的环境中30天，再对其进行检测，检测结果如表2。表2测试项目对照例实例1实例2实例3初始亮度（mcd/m2）1200135814201511余辉发光持续时间（min）12222628防潮性能有结块、粉化现象未出现结块、粉化现象未出现结块、粉化现象未出现结块、粉化现象将表1和表2数据进行对比，发现本发明制备的夜光粉发光亮度高，余辉时间长，防潮性能好，在潮湿环境中发光性能未发生改变，同时未出现结块和粉化现象。当前第1页12