一种黄色荧光材料及其制备方法和应用、高显色性无机黄色荧光颜料及其制备

    专利查询2026-09-27  13


    本发明涉及发光材料,尤其涉及一种黄色荧光材料及其制备方法和应用、高显色性无机黄色荧光颜料及其制备。


    背景技术:

    1、近年来,新型黄色荧光粉被陆续报道,其中广泛研究的基质不乏有氮氧化物、硅酸盐和铝酸盐,并且吸引了越来越多的关注。其中,基于硅酸盐的荧光粉有许多引人注目的优点,例如sr2sio4:eu2+能够发出明亮的橙黄光,激发光谱覆盖近紫外光(380~410nm)和蓝光(450~480nm)范围,而发射带以562nm为中心,同时表现出良好的热稳定性。黄色硅酸盐荧光粉sr2sio4:eu2+的发光性能是改善无机黄色颜料显色性能的关键。

    2、黄色颜料是一种十分醒目的颜料类别,被广泛使用在路标、指示牌等方面,传统无机黄色颜料包括铁黄、镉铬黄、钛黄、铋黄等。其中颜色是衡量无机颜料性能高低的重要指标之一,因此改善无机黄色颜料颜色性能是研究人员努力的目标。然而,近年来开发的新型黄色颜料均难以实现产业化。而与有机颜料混合尽管有助于改善黄色颜料的颜色性能,但有机颜料的劣势如耐热耐光耐候性差也间接影响无机黄色颜料的应用。


    技术实现思路

    1、本发明的目的在于提供一种黄色荧光材料及其制备方法和应用、高显色性无机黄色荧光颜料及其制备,所述黄色荧光材料可显著提高无机黄色颜料的显色性能。

    2、为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:

    3、本发明提供了一种黄色荧光材料,化学组成为sr2-x-y-zbaxsio4:yce3+,zeu2+,其中,0.2≤x<1,0.01<y≤0.08,0<z<0.1。

    4、优选的,x=0.4,y=0.04且z=0.01。

    5、本发明提供了上述技术方案所述黄色荧光材料的制备方法,包括以下步骤:

    6、将锶化合物、钡化合物、硅化合物、铈化合物和铕化合物与研磨介质混合,进行研磨,得到混合原料;

    7、将所述混合原料进行预烧后,在保护气氛下进行煅烧,得到黄色荧光材料。

    8、优选的,所述锶化合物包括srco3;所述钡化合物包括baco3;所述硅化合物包括sio2;所述铈化合物包括ce2(co3)3或ceo2;所述铕化合物包括eu2o3;

    9、所述研磨的时间为10~30min;所述预烧的温度为950~1050℃,时间为0.5~1h;

    10、所述煅烧的温度为1250~1350℃,时间为4~5h;

    11、以体积百分比计,所述保护气氛由90~95%氮气和5~10%氢气组成。

    12、优选的,所述黄色荧光材料的平均粒径为5~15μm。

    13、本发明提供了上述技术方案所述黄色荧光材料或上述技术方案所述制备方法制备得到的黄色荧光材料在提高无机黄色颜料显色性能中的应用。

    14、本发明提供了一种高显色性无机黄色荧光颜料,包括黄色荧光粉和无黄光发射的无机黄色颜料;

    15、所述黄色荧光粉为上述技术方案所述黄色荧光材料或上述技术方案所述制备方法制备得到的黄色荧光材料;所述无黄光发射的无机黄色颜料包括srcro4、bivo4或pbcro4。

    16、优选的,所述黄色荧光粉的质量为所述黄色荧光粉和无机黄色颜料总质量的3~35%。

    17、本发明提供了上述技术方案所述高显色性无机黄色荧光颜料的制备方法,包括以下步骤:将无机黄色颜料与黄色荧光粉和水混合后,顺次进行干燥和研磨,得到高显色性无机黄色荧光颜料。

    18、优选的,所述混合在超声振动的条件下进行,所述超声振动的频率为28~40khz,时间为5~15min;所述干燥的温度为50~90℃,时间为1~3h;所述研磨的细度≤15μm。

    19、本发明提供了一种黄色荧光材料,化学组成为sr2-x-y-zbaxsio4:yce3+,zeu2+,其中,0.2≤x<1,0.01<y≤0.08,0<z<0.1。本发明提供的ce、eu共掺的黄色荧光材料中存在ce-eu能量传递:sr2-xbaxsio4:ce3+在近紫外线的激发下发射蓝光,而sr2-xbaxsio4:eu2+在近紫外和蓝光的激发下发射黄光,ce3+的发射和eu2+的激发存在一定的重叠区域,这使得二者之间存在能量传递。本发明在sr2-xbaxsio4体系中同时掺杂ce离子和eu离子,会发生ce-eu能量传递,从而使发射光谱具有更强的发射强度,光谱中黄色发光明显增加,增强了荧光粉的发光强度。因而本发明的黄色荧光材料具有很宽的激发带,可被近紫外光和蓝光有效激发,且在300~450nm波段有很强的吸收,发射出主峰为550nm左右的黄光,发射强度较高。

    20、本发明的黄色荧光材料采用传统高温固相法制备而成,制备过程简单易行,成本低,无污染。

    21、本发明提供的黄色荧光材料可以与传统无机颜料相结合发挥其潜在价值:将上述黄色荧光材料(受激辐射后可强发射可见黄光)与无机黄色颜料(均具有高吸收蓝光和高反射黄光特点)结合制备无机黄色荧光颜料,黄色荧光材料的加入可以增强传统无机颜料对黄色的反射,并且与黄色的反射的大幅度增加相比,这种新型黄色荧光材料的加入并没有增加传统无机颜料的蓝色(黄色的互补色)的反射,所制备的无机黄色荧光颜料具备在可见光长波区域内呈现出荧光颜料吸收-反射光与荧光粉激发-发射光的叠加效果,进而使得该无机荧光颜料在太阳光下对黄色的漫反射效果显著增强,有效提高了无机颜料的显色性能。

    22、本发明制备的无机黄色荧光颜料产品的亮度值l*、黄度值b*以及黄光区域反射率等显色性能参数相比较单纯的反射型颜料有显著提升。本发明中无机黄色荧光颜料所需原料来源广泛,可扩展应用范围,并且本发明的黄色荧光材料对于其它黄色无机颜料进行性能提升时其掺杂比例皆会由于颜料与荧光粉自身的性能的不同而有所差异。



    技术特征:

    1.一种黄色荧光材料,其特征在于,化学组成为sr2-x-y-zbaxsio4:yce3+,zeu2+,其中,0.2≤x<1,0.01<y≤0.08,0<z<0.1。

    2.根据权利要求1所述的黄色荧光材料,其特征在于,x=0.4,y=0.04且z=0.01。

    3.权利要求1或2所述黄色荧光材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

    4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,

    5.根据权利要求3或4所述的制备方法,其特征在于,所述黄色荧光材料的平均粒径为5~15μm。

    6.权利要求1~2所述黄色荧光材料或权利要求3~5任一项所述制备方法制备得到的黄色荧光材料在提高无机黄色颜料显色性能中的应用。

    7.一种高显色性无机黄色荧光颜料,其特征在于,包括黄色荧光粉和无黄光发射的无机黄色颜料;

    8.根据权利要求7所述的高显色性无机黄色荧光颜料,其特征在于,所述黄色荧光粉的质量为所述黄色荧光粉和无机黄色颜料总质量的3~35%。

    9.权利要求7或8所述高显色性无机黄色荧光颜料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:将无机黄色颜料与黄色荧光粉和水混合后,顺次进行干燥和研磨,得到高显色性无机黄色荧光颜料。

    10.根据权利要求9所述的制备方法,其特征在于,所述混合在超声振动的条件下进行,所述超声振动的频率为28~40khz,时间为5~15min;所述干燥的温度为50~90℃,时间为1~3h;所述研磨的细度≤15μm。


    技术总结
    本发明提供了一种黄色荧光材料及其制备方法和应用、高显色性无机黄色荧光颜料及其制备,属于发光材料技术领域。本发明提供的黄色荧光材料的化学组成为Sr<subgt;2‑x‑y‑z</subgt;Ba<subgt;x</subgt;SiO<subgt;4</subgt;:yCe<supgt;3+</supgt;,zEu<supgt;2+</supgt;,其中,0.2≤x<1,0.01<y≤0.08,0<z<0.1。本发明的黄色荧光材料具有很宽的激发带,可被近紫外光和蓝光有效激发,且在300~450nm波段有很强的吸收,发射出主峰为550nm左右的黄光,发射强度较高。采用该黄色荧光材料所制备的无机黄色荧光颜料在太阳光下对黄色的漫反射效果显著增强,有效提高了无机颜料的显色性能。

    技术研发人员:濑户孝俊,王育华,郭承乾
    受保护的技术使用者:兰州大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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