一種具有高比表面積片狀有機包覆層的夜光粉的製備方法
2023-07-22 16:02:26
專利名稱：一種具有高比表面積片狀有機包覆層的夜光粉的製備方法
技術領域：
本發明屬於發光材料領域，涉及一種通過矽烷偶聯劑表面改性，獲得一種比表面
積顯著增大的片狀有機包覆層的製備新方法，可提高在有機樹脂體系中的相容性，適用於 製備溶劑型塗料、油墨、塑料和化學纖維等發光製品。
背景技術：
長餘輝發光材料可以作為一種添加顏料用於多種透明或半透明介質中，如塑料、 塗料、釉料、油墨、化學纖維、樹脂等，製備發光製品。長餘輝發光材料及製品在暗處可呈現 良好的指示效果和美化效果，可有效節約能源，應用十分廣泛；同時，該材料的應用和發展， 對當今社會提倡的"節能減排"也具有十分積極的意義。 鹼土鋁酸鹽體系的發光材料具有無毒性和無放射性，而且其優良的光譜性能和超 長餘輝特性，近年來應用十分廣泛。由於其屬於無機鹽類，表面極性較大，與非極性的有機 高分子樹脂體系相容性較差，導致不能均勻分散在發光製品中，嚴重影響到製品的質量。改 進的辦法是對夜光粉進行表面修飾改性。 現有的表面改性的方法主要有無機改性、有機改性和表面活性劑處理。用不同類 型的偶聯劑改性屬於有機改性的方法之一。通常偶聯劑中的無機部分與夜光粉表面連接， 有機部分則與外界分散體系直接聯繫。因此，當改性完成後，與外界分散體系直接相聯的有 機部分的組成、結構、形貌(比表面積)，都將對夜光粉與分散體系的相容性產生決定性的 影響，如何有效控制和提高這些因素，是技術關鍵所在。
發明內容
本發明的目的在於提出了控制上述技術關鍵因素的一種方法，以矽烷偶聯劑對夜
光粉表面修飾改性，提供一種製備比表面積顯著增大的片狀有機層包覆夜光粉的新方法，
可提高在有機樹脂體系中的相容性。 為達到上述目的，本發明採用的製備方法是 按照下述重量百分比製備夜光粉6 9%，乙烯基矽烷偶聯劑1. 0 1. 5%，無水 乙醇58 88%，稀H2S04適量。其中，所述夜光粉為SrMgAl408:Eu"、Dy"，粒徑為200，400，600目。 其中，所述乙烯基矽烷偶聯劑為CH2 = C (CH3) C00CH2CH2CH2Si (0CH3) 3 Y-(甲基丙烯醯氧)丙基三甲氧基矽烷。 其中，所述無水乙醇為>> 99. 7%。 其中，所述稀112504為濃度為2摩爾/升。 所述抗沉降夜光粉的製備方法包括以下步驟 a.按重量百分比稱取夜光粉，加入到無水乙醇中，混合；b.進行超聲波分散，約20min ; c.按重量百分比加入乙烯基矽烷偶聯劑，攪拌均勻；
d.逐漸滴加稀!^04，精確控制pH值在1. 2 1. 8之間； e.移至恆溫加熱磁力攪拌器中，控制溫度為70°C，反應4h ; f.減壓抽濾，乾燥後得產品。 本發明優點在於 1)所使用的鹼土鋁酸鹽體系的發光材料，無放射性、無毒、環保。 2)本發明改性後的夜光粉外表面有明顯的片狀包覆層結構。具體見圖1。 3)本發明改性後的片狀包覆層是一種以有機成分為主的結構。具體見圖2。 4)本發明改性後的夜光粉比表面積顯著增大。具體見圖3， 4。 5)本發明改性後的夜光粉可提高在有機樹脂中的相容性。 6)本發明對夜光粉的長餘輝發光性質沒有影響，是透明的包覆層。 7)製備工藝簡單。
圖1原樣(a)和改性後樣品(b)的掃描電鏡圖(FEI Quanta 200環境掃描電鏡) 說明改性後的夜光粉外表面有明顯的片狀包覆層結構。 圖2改性後樣品的能譜分析(FEI Quanta 200環境掃描電鏡) 說明片狀物與夜光粉表面未完全包覆的裸露點的能譜分析結果相比，碳元素重
量百分比由9. 35%增加為29. 24%，氧元素重量百分比由24. 43%增加為46. 46%，這說明
片狀物是一種以有機成分為主的結構。 圖3未改性(原樣)BET比表面積(BET-2000比表面分析儀，北京彼奧德電子有限
公
司)
說明
序號名稱
未改性(原樣)BET比表面積為1. 434M2/g。
1
原樣(未改性樣f1. 386g
測定人
測定單位樣品來源
相關係數0. 996368P/Po
0.0688550.1047940.1406830.1770200.2124600.2482300.283749
吸附質N2
) 分子重量28. 0134分子面積16.2 A2斜率2. 980019截距0. 060408BET比表面積1. 434M2/g
P/Po/[V(l-P/Po)]
0.248891
0.366108
0.479646
0.587933
0.692035
0.773078
0.841582
圖4改性後樣品的BET比表面積(BET-2000比表面分析儀，北京彼奧德電子有限公司)
說明改性後樣品的BET比表面積為5．240M』／g。
參數
序號2吸附質凡
名稱改性後樣品分子重量28．0134
重量o．60lg分子面積16．2 A』
測定人斜率o．77．7986
測定單位截距o．053939
樣品來源BET比表面積5．240M』／g
相關係數o．991513
P／P。P／P。／[V(1一P／P。)]
] o．068759o．094004
o．104096o．130323
o．140476o．163228
o．1．78093o．192493
o．21507lo．2l』7834
o．253427o．241911
o．29164lo．257368具體實施方式
實施例l一種具有高比表面積片狀有機包覆層的夜光粉可以是按照下列方法獲得按重量份數將6份400目夜光粉加入到58份無水乙醇中，超聲波分散20min，加入l份Y一(甲基丙烯醯氧)丙基三甲氧基矽烷，攪拌均勻，滴加濃度為2摩爾／升的稀H，S。。至pH值為1．2，移至恆溫加熱磁力攪拌器中，於70℃反應4小時，抽濾，在80℃乾燥l小時，得片狀有機包覆層的夜光粉。
實施例2一種具有高比表面積片狀有機包覆層的夜光粉可以是按照下列方法獲得按重量份數將7．5份400目夜光粉加入到73份無水乙醇中，超聲波分散20min，加入1．2份Y一(甲基丙烯醯氧)丙基三甲氧基矽烷，攪拌均勻，滴加濃度為2摩爾／升的稀H，S。。至pH值為1．6，移至恆溫加熱磁力攪拌器中，於70℃反應4小時，抽濾，在80℃乾燥l小時，得片狀有機包覆層的夜光粉。
實施例3一種具有高比表面積片狀有機包覆層的夜光粉可以是按照下列方法獲得按重量份數將9份400目夜光粉加入到88份無水乙醇中，超聲波分散20min，加入1．5份Y一(甲基丙烯醯氧)丙基三甲氧基矽烷，攪拌均勻，滴加濃度為2摩爾／升的稀比S。。至pH值為1．8，移至恆溫加熱磁力攪拌器中，於70℃反應4小時，抽濾，在80℃乾燥l小時，得片狀有機包覆層的夜光粉。
權利要求
一種具有高比表面積片狀有機包覆層的夜光粉的製備方法，其特徵在於其組成按重量百分比為夜光粉6～9％，乙烯基矽烷偶聯劑1.0～1.5％，無水乙醇58～88％，稀H2SO4適量。
2. 如權利要求1所述的具有高比表面積片狀有機包覆層的夜光粉的製備方法，其特 徵在於所述夜光粉為無毒和無放射性的SrMgAl408:Eu2+、Dy3+，發光顏色為藍紫、藍綠、黃綠 等，粒徑為200 600目。
3. 如權利要求1所述的具有高比表面積片狀有機包覆層的夜光粉的製備方法，其特徵 在於所述乙烯基矽烷偶聯劑為CH2 = C(CH3)COOCH2CH2CH2Si(OCH3)3(Y-(甲基丙烯醯氧) 丙基三甲氧基矽烷)。
4. 如權利要求1所述的具有高比表面積片狀有機包覆層的夜光粉的製備方法，其特徵 在於所述稀H2S04為濃度為2摩爾/升。
5. 如權利要求1所述的具有高比表面積片狀有機包覆層的夜光粉的製備方法，其特徵在於可以按照下列步驟獲得① 按重量比稱取夜光粉，加入到無水乙醇中，混合；② 進行超聲波分散，約20min ;③ 按重量比加入矽烷偶聯劑，攪拌均勻；④ 逐漸滴加稀H2S04，精確控制pH值在1. 2 1. 8之間；⑤ 移至恆溫集熱式恆溫加熱磁力攪拌器中，控制溫度為7(TC，反應4h ;⑥ 減壓抽濾，乾燥後得產品。
全文摘要
本發明涉及一種製備有機層包覆夜光粉(長餘輝發光材料)的新方法。該方法針對無機鹽類夜光粉(鹼土鋁酸鹽)表面極性較大，與非極性的有機高分子樹脂體系相容性較差的缺點，採用矽烷偶聯劑，在一定條件下對夜光粉表面進行修飾改性。本發明的優點在於通過表面改性，獲得一種明顯的片狀有機包覆層，使其比表面積顯著增大，由改性前的1.434m2/g增長為5.24m2/g。由該方法製備的改性夜光粉，可提高在有機樹脂體系中的相容性，廣泛用於溶劑型塗料、油墨、塑料和化學纖維等領域。
文檔編號C09K11/00GK101701150SQ200910184060
公開日2010年5月5日 申請日期2009年8月12日 優先權日2009年8月12日
發明者徐傑, 郭斌, 銀鵬 申請人:南京林業大學