[发明专利]纳米结构磷光颜料及其用途

说明书

本发明涉及一种纳米结构磷光颜料，包括：Al₂O₃衬底；设置于所述Al₂O₃衬底上的MA1₂O₄：X纳米晶体，其中，M是选自Ca²⁺、Sr²⁺、Ba²⁺、Mg²⁺、Zn²⁺及它们的组合中的阳离子，并且其中，X是选自Eu²⁺、Dy³⁺、Nd³⁺、Er³⁺、La³⁺、Lu³⁺、Ce³⁺、Y³⁺、Sm³⁺、Gd³⁺、Tb³⁺、Tm³⁺、Yb³⁺及它们的组合中的阳离子；以及设置于所述MA1₂O₄：X纳米晶体上的熔盐的纳米晶体。另外，本发明涉及本发明的纳米结构磷光颜料的制备方法，包括以下步骤：i)将包含阳离子M前体、阳离子X前体、Al₂O₃和熔盐的原料混合；以及ii)在还原气氛中加热从步骤(i)得到的混合物。本发明还涉及本发明的纳米结构磷光颜料的用于发信号、照明、装饰或认证的用途以及包含本发明的纳米结构磷光颜料的安全制品。

技术领域

本发明涉及磷光颜料(phosphorescent pigment)领域并且涉及其应用。

背景技术

使用发光颜料来检测安全制品的有效性众所周知[WO 97/24699 A1]。发光颜料也已知被用于形成水泥部分的建筑物[WO 2010/134805 A1]、紧急或安全标志[EP1368799B1]或道路标志[WO 2012/139594 A1]、电子装置[US 2006/0227532 A1]、汽车[US8,030,624 B2]或织物[US 2005/0102733 A1]中。发光颜料也普遍用在用于提供皮肤增亮或增白效果的化妆品组合物[WO 2006/054202 A1]中。

在所有这些应用中使用的主要类型的发光是发光颜料暴露于光源时由发光颜料发光而形成的光致发光。根据由光激发后发出的辐射的寿命，光致发光通常可以分为荧光和磷光。当发光在颜料激发已经停止之后在非常短的时间(纳秒级)之后熄灭时，颜料被称作“荧光的”。然而，如果发光持续较长的一段时间(毫秒级或更长)，则颜料被称作“磷光的”。

在磷光颜料中，基于通常加入稀土作为掺杂剂以获得光学活性材料的无机基质的磷光颜料是突出的。US 5,424,006 A(1995)首次描述了基于掺杂有铕的铝酸锶(SrAl₂O₄：Eu)及其衍生物(例如，SrAl₂O₄：Eu,Dy)的磷光颜料。自此，现有技术的焦点集中于基于铝酸盐基质的磷光颜料，因为与硅酸盐、硅铝酸盐、氧化物和硫化物相比，这些材料除高稳定性以外，还在发光持续性方面具有良好的效力。

用于制备这些铝酸盐的常规方法包括需要高温(1300-1500℃)和还原气氛(N₂-H₂)的长时间热处理，这大大增加了最终产品成本。另外，为了获得具有合适尺寸和均匀性的颜料颗粒，需要费时费力的后续研磨工艺。为此，为了减小后续热处理的温度和时间，已开发出用于提高前体材料混合物均匀性的方法[US 6,284,156 B1]。

其他开发集中在最大限度地降低材料的价格。Shin-Etsu Chemical Co.在其专利US 8,470,200 B2中描述了使用以下的可回收材料从而降低生产成本，该可回收材料来源于荧光灯或等离子电视显示器中使用的荧光粉，并且与掺杂有稀土的新铝酸盐混合并进行煅烧。