[发明专利]含有纳米二氧化钛包覆长余辉蓄发光材料的水性发光涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于发光涂料领域，涉及无机发光材料，特别是发光材料的包覆处理技术。

背景技术

目前应用于涂料工业的蓄能发光材料主要有两类，即硫化锌ZnS系发光材料和稀土激活碱土金属铝酸盐发光材料ⁱ。硫化锌基质蓄能发光材料的典型代表是铜和钴激活的硫化锌，为淡黄色粉末。硫化锌系发光材料，一直被认为是一种长余辉发光材料，并应用于许多领域。但该材料余辉只能持续1～2小时，在许多应用场合不具有足够的亮度，且接触紫外线或氧气后容易变质。有时为了延长水性发光涂料的余辉时间往往要添加氘和钷pm-147等放射性元素，造成环境的放射性污染，所以该材料体系已逐渐被市场所淘汰。稀土激活碱土金属铝酸盐发光材料是指以稀土特别是以铕Eu为激活元素、以碱土金属铝酸盐为基体的一类发光材料。其中铕Eu和镝Dy共激活的铝酸锶是典型代表，它是20世纪90年代初发展起来的一类新型发光材料。其特点是起始亮度高，余辉时间长可达10小时以上，无放射性、耐热、耐环境侵蚀、抗氧化性能好，被称为绿色节能材料。在碱土金属铝酸盐发光材料中，随着氧化锶和氧化铝含量的比例不同，荧光的波长和余辉时间也不同。通过改变氧化锶和氧化铝物质的含量，铕Eu和镝Dy的掺杂量及用氧化钙CaO、氧化镁MgO、氧化钡BaO等部分或全部取代氧化锶SrO，或复合加入等，可获得一系列初始发光强度和余辉时间不同的稀土激活碱土金属铝酸盐发光材料。由于此类发光材料具有迄今为止其它发光材料无法比拟的优点，所以近几年来以此类发光材料研制的长余辉蓄能发光涂料正在水运、交通和消防领域中得到推广^ii，，iii。

长余辉发光涂料是国际上高速发展的高科技功能材料之一，这种涂料是将发光材料、有机树脂或乳液、有机溶剂或水、无机颜、填料、助剂等按一定的比例制成的，可以在太阳光或灯光等可见光照射下吸收并储存光能，然后在黑暗处将吸收的能量以可见光的形式缓慢地释放出来，发光时间可持续10小时以上^iv，v。

目前长余辉蓄能发光材料正朝着提高发光强度和余辉时间、牢固耐用、环境友好的方向发展。我国蓄能发光涂料的研究较晚，但发展较快，各方面的应用都处在探索阶段，将纳米材料应用在发光涂料中的研究就是业内人士关注的一个重要课题。纳米粒子由于具有表面效应、小尺寸效应、宏观量子隧道效应等特殊性质，将其用于涂料中后，可使涂层的光学性能、电磁性能、力学性能得到大大提高或显示出新的功能，可以大大提高汽车、建材、仪器仪表、船舶、飞机等产品的档次和市场竞争力，因而也引起了高分子材料和涂料工作者的浓厚兴趣，纳米涂料产品在国内外市场上都有问世^vi。

中国专利CN1740242(申请号：200510099765.6)是一种利用纳米二氧化钛掺杂在发光涂料中可以提高涂料发光性能的技术。该技术虽然在一定程度上改善了发光涂料的蓄发光性能，但是，由于制备工艺制约了纳米二氧化钛和发光材料以恰当的比例均匀分布在涂料中，使得纳米二氧化钛与发光材料的协同增效机制不能得到充分的发挥。

由于现有技术的发光材料的发光强度难以大幅度提高，以致发光涂料的发光效果不能令人满意，特别是在水下和一些特殊气候环境下，人们期待满足各种使用需求的发光材料和发光涂料。

发明内容

本发明的目的就是提供一种能显著提高发光效果的含有纳米二氧化钛包覆长余辉蓄发光材料的水性发光涂料及其制备方法。

本发明的技术解决方案是，先用纳米二氧化钛包覆处理长余辉发光材料，再用经过包覆的长余辉发光材料与成膜物质、填料、助剂和水制成水性涂料。

本发明水性发光涂料的制备方法为：

(一)长余辉发光材料的包覆：其原料重量配比为：

纳米二氧化钛                    0.3～1.2

长余辉发光材料                  5～30.00

十二烷基苯磺酸钠                0.10～2.00

水                              1000

其中纳米二氧化钛的平均粒径小于80内米，最好小于50内米，发光材料的平均粒度为5-65微米，最好为25-60微米；

其制备的工艺步骤为：

(1)按比例将纳米二氧化钛和长余辉发光材料加入到1000重量份的水中，用pH调节剂调节pH值为8～10。然后在水浴中加热搅拌升温至60～80℃，再加入十二烷基苯磺酸钠，恒温搅拌1～3h，然后中速(500～800转/分钟)搅拌分散冷却至室温，制得纳米二氧化钛包覆处理的发光材料预分散体；