本发明公开了一种高发光强度耐水型荧光粉的制备方法，属于荧光粉制备
技术领域：
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背景技术：
：荧光粉，俗称夜光粉，通常分为光致储能夜光粉和带有放射性的夜光粉两类。光致储能夜光粉是荧光粉在受到自然光、日光灯光、紫外光等照射后，把光能储存起来，在停止光照射后，再缓慢地以荧光的方式释放出来，所以在夜间或者黑暗处，仍能看到发光，持续时间长达几小时至十几小时。灯用荧光粉主要有3类。第一类用于普通荧光灯和低压汞灯，第二类用于高压汞灯和自镇流荧光灯，第三类用于紫外光源等。荧光粉也有好多种类的，而且价格都是不一样的，荧光粉具有热稳定性好、安全环保的特点，适用於各种白光，可调节出不同的红色，蓝色，黄色等等的色彩。人们在实际生活中利用夜光粉长时间发光的特性，制成弱照明光源，在军事部门有特殊的用处，把这种材料涂在航空仪表、钟表、窗户、机器上各种开关标志，门的把手等处，也可用各种透光塑料一起压制成各种符号、部件、用品。这些发光部件经光照射后，夜间或意外停电、闪电后起床等它仍在持续发光，使人们可辨别周围方向，为工作和生活带来方便。把夜光材料超细粒子掺入纺织品中，使颜色更鲜艳，小孩子穿上有夜光的纺织品，可减少交通事故。led荧光粉是led照明中的一种关键材料，目前已广泛应用于各种led照明灯具中，用于将led发出的单色光转换成其它颜色的光形成白光。与蓝光led组合使用的荧光粉颜色有蓝绿色、绿色、黄色、橙色、红色等，组成材料主要有稀土掺杂的稀土铝酸盐、碱土硅酸盐和碱土氮化硅铝及氮氧化物等，这些荧光粉一般采用高温固相反应制备，即将荧光粉组成的各个元素的化合物固体材料混合在一起，然后经过高温烧制形成荧光粉。目前使用的荧光粉基本都存在发光强度不够高、耐水性不好的缺点。因此，发明一种高发光强度耐水型荧光粉对荧光粉制备
技术领域：
具有积极意义。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题：针对目前普通荧光粉存在发光强度低和耐水性差的缺陷，提供了一种高发光强度耐水型荧光粉的制备方法。为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：一种高发光强度耐水型荧光粉的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）将水玻璃和二氧化硅混合搅拌，得到混合物，将混合物、去离子水和芝麻油混合置于烧瓶中搅拌，再将搅拌后的烧瓶置于超声分散机中超声分散，分散后继续加热回流，得到反应液，用无水乙醇洗涤反应液，自然风干，研磨出料，得到自制混合物；（2）向聚乙烯烧杯中加入80～100ml氢氟酸和60～80ml去离子水混合搅拌，搅拌后放在0℃的冰水浴中冷却，冷却后继续向聚乙烯烧杯中加入45～55g碳酸镁混合搅拌，过滤去除滤液，将滤渣放入窑炉中干燥，得到自制氟化镁；（3）称取16～20g硝酸钇和4～6g硝酸铕混合置于带有100～120ml去离子水的烧杯中搅拌，得到自制溶液，再向自制溶液中加入0.6～0.8g偏钒酸铵和1～2g乙二胺四乙酸二钠，继续搅拌，得到改性溶液，用硝酸溶液调节改性溶液ph至1～2；（4）按重量份数计，分别称取20～30份改性溶液、10～12份自制混合物、6～8份自制氟化镁和3～5份聚四氟乙烯混合置于反应釜中搅拌反应，加热升温，再添加2～4份聚乙烯吡咯烷酮和1～3份十二烷基硫酸钠，继续保温搅拌反应1～2h，自然冷却至室温，得到悬浮液，用无水乙醇洗涤悬浮液，离心静置，分离去除水相，最后放入烘箱中烘干，冷却降温，研磨出料，即可制得高发光强度耐水型荧光粉。步骤（1）所述的水玻璃和二氧化硅的质量比为3：1，搅拌时间为8～10min，混合物、去离子水和芝麻油的的质量比为5：3：1，混合搅拌时间为10～12min，超声分散时间为20～30min，加热回流温度为85～90℃，加热回流时间为1～3h，洗涤次数为3～5次。步骤（2）所述的氢氟酸的质量分数为42%，搅拌时间为10～12min，冷却时间为20～30min，混合搅拌时间为1～2h，干燥温度为300～400℃，干燥时间为2～4h。步骤（3）所述的搅拌时间为16～20min，继续搅拌时间为20～30min，硝酸溶液的质量分数为24％。步骤（4）所述的搅拌反应时间为20～30min，加热升温温度为160～180℃，继续搅拌反应时间为1～2h，洗涤次数2～4次，烘干温度为75～85℃，烘干时间为3～5h。本发明与其他方法相比，有益技术效果是：（1）本发明以硝酸钇和硝酸铕为基体，水玻璃、二氧化硅和氟化镁作为促进补强剂，并辅以聚四氟乙烯、聚乙烯吡咯烷酮和十二烷基硫酸钠等制备得到高发光强度耐水型荧光粉，首先利用水玻璃和二氧化硅经水化反应得到氢氧化硅，由于新生成的氢氧化硅的活性很高，沉积在基体表面并脱水，同时与基体表面的羟基牢固结合，在结合点上继续吸引氢氧化硅，并缩聚成二氧化硅水合物，逐渐形成致密的二氧化硅水合物包膜层，将基体紧密包裹起来，提高了荧光粉的耐水性，另外二氧化硅具有x-射线无定形，从而提高荧光粉的发光强度，再利用碳酸镁和氢氟酸混合反应得到氟化镁，由于氟化镁对可见光以及真空紫外光透过性能良好，在制备氟化镁过程中，可以与包覆反应同时进行，均匀分散在基体表面，使其具有很好的稳定性，再次提高荧光粉的发光强度；（2）本发明利用偏钒酸铵和乙二胺四乙酸二钠对硝酸钇溶液和硝酸铕溶液共同改性，在水热反应过程中，乙二胺四乙酸二钠不仅与基体的y3+形成较为稳定的化合物，还牢牢地吸附在晶体表面，其中新生成的反应物归属四方晶系，提高了荧光粉的发光强度，继续加入聚乙烯吡咯烷酮和十二烷基硫酸钠，其中聚乙烯吡咯烷酮是一种水溶性高分子有机物，它的长碳链能够吸附在水溶性差的基体表面，被聚乙烯吡咯烷酮吸附后，基体能够更好的分散在溶液中，有利于基体的成核和进一步生长，同时在水热反应过程中，十二烷基硫酸钠胶束不仅主导了基体的成核生长，还能选择性的吸附在基体表面，促进了基体立方结构的形成，另外可以减少基体颗粒之间的相互聚集，从而降低表面的缺陷中心，且基体颗粒还能够提高荧光粉密度，进一步提高荧光粉的发光强度，具有广泛的应用前景。具体实施方式将水玻璃和二氧化硅按质量比为3：1混合搅拌8～10min，得到混合物，按质量比为5：3：1将混合物、去离子水和芝麻油混合置于烧瓶中搅拌10～12min，再将搅拌后的烧瓶置于超声分散机中超声分散20～30min，分散后继续在温度为85～90℃下加热回流1～3h，得到反应液，用无水乙醇洗涤反应液3～5次，自然风干，研磨出料，得到自制混合物；向聚乙烯烧杯中加入80～100ml质量分数为42%的氢氟酸溶液和60～80ml去离子水混合搅拌10～12min，搅拌后放在0℃的冰水浴中冷却20～30min，冷却后继续向聚乙烯烧杯中加入45～55g碳酸镁，混合搅拌1～2h，过滤去除滤液，将滤渣放入窑炉中，在温度为300～400℃下干燥2～4h，得到自制氟化镁；称取16～20g硝酸钇和4～6g硝酸铕混合置于带有100～120ml去离子水的烧杯中搅拌16～20min，得到自制溶液，再向自制溶液中加入0.6～0.8g偏钒酸铵和1～2g乙二胺四乙酸二钠，继续搅拌20～30min，得到改性溶液，用质量分数为24％的硝酸溶液调节改性溶液ph至1～2；按重量份数计，分别称取20～30份改性溶液、10～12份自制混合物、6～8份自制氟化镁和3～5份聚四氟乙烯混合置于反应釜中搅拌反应20～30min，加热升温至160～180℃，再添加2～4份聚乙烯吡咯烷酮和1～3份十二烷基硫酸钠，继续保温搅拌反应1～2h，自然冷却至室温，得到悬浮液，用无水乙醇洗涤悬浮液2～4次，离心静置，分离去除水相，最后放入烘箱中，在温度为75～85℃下烘干3～5h，冷却降温，研磨出料，即可制得高发光强度耐水型荧光粉。实例1将水玻璃和二氧化硅按质量比为3：1混合搅拌8min，得到混合物，按质量比为5：3：1将混合物、去离子水和芝麻油混合置于烧瓶中搅拌10min，再将搅拌后的烧瓶置于超声分散机中超声分散20min，分散后继续在温度为85℃下加热回流1h，得到反应液，用无水乙醇洗涤反应液3次，自然风干，研磨出料，得到自制混合物；向聚乙烯烧杯中加入80ml质量分数为42%的氢氟酸溶液和60ml去离子水混合搅拌10min，搅拌后放在0℃的冰水浴中冷却20min，冷却后继续向聚乙烯烧杯中加入45g碳酸镁，混合搅拌1h，过滤去除滤液，将滤渣放入窑炉中，在温度为300℃下干燥2h，得到自制氟化镁；称取16g硝酸钇和4g硝酸铕混合置于带有100ml去离子水的烧杯中搅拌16min，得到自制溶液，再向自制溶液中加入0.6g偏钒酸铵和1g乙二胺四乙酸二钠，继续搅拌20min，得到改性溶液，用质量分数为24％的硝酸溶液调节改性溶液ph至1；按重量份数计，分别称取20份改性溶液、10份自制混合物、6份自制氟化镁和3份聚四氟乙烯混合置于反应釜中搅拌反应20min，加热升温至160℃，再添加2份聚乙烯吡咯烷酮和1份十二烷基硫酸钠，继续保温搅拌反应1h，自然冷却至室温，得到悬浮液，用无水乙醇洗涤悬浮液2次，离心静置，分离去除水相，最后放入烘箱中，在温度为75℃下烘干3h，冷却降温，研磨出料，即可制得高发光强度耐水型荧光粉。实例2将水玻璃和二氧化硅按质量比为3：1混合搅拌9min，得到混合物，按质量比为5：3：1将混合物、去离子水和芝麻油混合置于烧瓶中搅拌11min，再将搅拌后的烧瓶置于超声分散机中超声分散25min，分散后继续在温度为87℃下加热回流2h，得到反应液，用无水乙醇洗涤反应液4次，自然风干，研磨出料，得到自制混合物；向聚乙烯烧杯中加入90ml质量分数为42%的氢氟酸溶液和70ml去离子水混合搅拌11min，搅拌后放在0℃的冰水浴中冷却25min，冷却后继续向聚乙烯烧杯中加入50g碳酸镁，混合搅拌1.5h，过滤去除滤液，将滤渣放入窑炉中，在温度为350℃下干燥3h，得到自制氟化镁；称取18g硝酸钇和5g硝酸铕混合置于带有110ml去离子水的烧杯中搅拌18min，得到自制溶液，再向自制溶液中加入0.7g偏钒酸铵和1g乙二胺四乙酸二钠，继续搅拌25min，得到改性溶液，用质量分数为24％的硝酸溶液调节改性溶液ph至1；按重量份数计，分别称取25份改性溶液、11份自制混合物、7份自制氟化镁和4份聚四氟乙烯混合置于反应釜中搅拌反应25min，加热升温至170℃，再添加3份聚乙烯吡咯烷酮和2份十二烷基硫酸钠，继续保温搅拌反应1.5h，自然冷却至室温，得到悬浮液，用无水乙醇洗涤悬浮液3次，离心静置，分离去除水相，最后放入烘箱中，在温度为80℃下烘干4h，冷却降温，研磨出料，即可制得高发光强度耐水型荧光粉。实例3将水玻璃和二氧化硅按质量比为3：1混合搅拌10min，得到混合物，按质量比为5：3：1将混合物、去离子水和芝麻油混合置于烧瓶中搅拌12min，再将搅拌后的烧瓶置于超声分散机中超声分散30min，分散后继续在温度为90℃下加热回流3h，得到反应液，用无水乙醇洗涤反应液5次，自然风干，研磨出料，得到自制混合物；向聚乙烯烧杯中加入100ml质量分数为42%的氢氟酸溶液和80ml去离子水混合搅拌12min，搅拌后放在0℃的冰水浴中冷却30min，冷却后继续向聚乙烯烧杯中加入55g碳酸镁，混合搅拌2h，过滤去除滤液，将滤渣放入窑炉中，在温度为400℃下干燥4h，得到自制氟化镁；称取20g硝酸钇和6g硝酸铕混合置于带有120ml去离子水的烧杯中搅拌20min，得到自制溶液，再向自制溶液中加入0.8g偏钒酸铵和2g乙二胺四乙酸二钠，继续搅拌30min，得到改性溶液，用质量分数为24％的硝酸溶液调节改性溶液ph至2；按重量份数计，分别称取30份改性溶液、12份自制混合物、8份自制氟化镁和5份聚四氟乙烯混合置于反应釜中搅拌反应30min，加热升温至180℃，再添加4份聚乙烯吡咯烷酮和3份十二烷基硫酸钠，继续保温搅拌反应2h，自然冷却至室温，得到悬浮液，用无水乙醇洗涤悬浮液4次，离心静置，分离去除水相，最后放入烘箱中，在温度为85℃下烘干5h，冷却降温，研磨出料，即可制得高发光强度耐水型荧光粉。对比例以苏州市某公司的高发光强度耐水型荧光粉作为对比例将本发明制得的高发光强度耐水型荧光粉和对比例中的高发光强度耐水型荧光粉进行性能检测，检测结果如表1所示：1、测试方法：吸水率测试采用吸水率实验法进行性能检测；紫外强度测试采用紫外强度测试仪进行检测。表1测试项目实例1实例2实例3对比例吸水率（%）4.84.64.410.5紫外强度（%）10710811085发光强度（波长为610nm）（任意单位）540545550320根据表1中数据可知，本发明制得的高发光强度耐水型荧光粉耐水性能好，紫外线强度在107%以上，能量输出高，强度高，具有广阔的应用前景。当前第1页12