CN104449660B - 一种光致变色颜料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光致变色颜料的制备方法，属于光学材料领域。该变色颜料采用稀土氧化物，硼酸和碳酸锂为原料，通过高温固相法制备。该材料利用稀土离子的不同能级的光吸收特性，在不同的光源照射下，呈现不同的颜色。该种材料具有变色瞬时性，变色效果明显、使用时间长，稳定性高等优点，可应用于防伪或家庭装饰。且该材料原料价廉易得，设备要求简单，损耗低，制备过程简单。
Description
技术领域
本发明属于发光材料领域，涉及一种在太阳光及节能灯下能显示不同颜色的光致变色材料及其制备方法。
背景技术
光致变色是指由于光源的不同引起的光致变色和由反射、折射及干涉等物理现象引起的颜色变化。光致变色材料分为有机光致变色材料与无机光致变色材料，其中有机光致变色材料种类繁多，变色机理也不尽相同。而对无机光致变色材料的研究较少，主要包括过渡金属氧化物、金属卤化物和稀土配合物三种。一般情况下，将稀土配合物用作光致变色材料的应用主要是将稀土离子用作光敏剂或发光中心，在化合物中掺入少量的稀土离子，在光源的激发下，利用稀土离子被激发而发射光子，然后在物体的表面呈现不同的光谱，导致颜色的变化，例如CN1796321A。高温固相法制备的碱金属稀土硼酸盐荧光粉已在很多领域有重要的应用，但是从现有的文献来看，至今还没有利用碱金属稀土硼酸盐的吸收特性在不同的光照下导致颜色的变化的材料被报道。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种工艺简单、变色效果好的光致变色荧光颜料及其制备方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案包括如下步骤：
(1)混料：将稀土氧化物、硼酸和碳酸锂一起研磨1～2小时，得混合物；
(2)预烧：将步骤(1)所得混合物在400～700℃下预烧2～6小时；
(3)煅烧：将预烧后的混合物在700～1000℃下煅烧4～8小时；
(4)自然冷却，出料得光致变色荧光颜料。
进一步，所述稀土氧化物的摩尔含量20％-50％，碳酸锂的摩尔含量20％-50％，硼酸的摩尔含量30％-50％。
进一步，所述的稀土氧化物优选为氧化钕或氧化钬。
上述制备方法制备的光致变色颜料。
上述制备方法制备的光致变色颜料在防伪与家庭装饰中的应用。
本发明采用高温灼烧合成。本发明适宜煅烧温度为600℃～900℃，熔融温度过高，增加了能源与设备的损耗，温度过低，达不到需要的效果。本发明选用稀土离子吸收的特性实现光致变色；选用不同稀土离子作为光敏剂，可以实现不同颜色的转变，如含Ho的硼锂酸盐在太阳光下呈黄色，在节能灯下呈现粉红色；含Nd的硼锂酸盐在太阳光下呈紫色，在节能灯下呈现灰白色，这种光致变色过程是实时可逆的，且该光致变色特性长期有效。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明的制备工艺简单，易控制。
(2)本发明的煅烧温度低，对能源和设备损耗小，易大量生产。
(3)本发明的变色效果明显，光致变色过程实时可逆，且光致变色特性长期有效。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明，但本发明并不限于此。
实施例1
把原料氧化钬、硼酸、碳酸锂按Ho2O3:H3BO3:Li2CO3摩尔比为40:30:30比例配合，移入坩埚在400℃空气中预烧2小时，然后在900℃下煅烧6小时，自然冷却，出料，得到光致变色颜料。
该光致变色荧光粉在太阳光下是土黄色，在节能灯下呈现品红色。
实施例2
把原料氧化钬、硼酸、碳酸钾按Ho2O3:H3BO3:Li2CO3摩尔比为30：45：25比例配合，移入坩埚在400℃空气中预烧2小时，然后在900℃下煅烧4小时，自然冷却，得到光致变色颜料。
该光致变色荧光粉在太阳光下是黄色，在节能灯下呈现粉红色。
实施例3
把原料氧化钕、硼酸、碳酸钾按Nd2O3:H3BO3:Li2CO3摩尔比为40:40:20比例配合，移入坩埚在400℃空气中预烧2小时，然后在600℃下煅烧4小时，自然冷却，出料，得到光致变色颜料。
该光致变色荧光粉在太阳光下是紫红色，在节能灯下是墨绿色。
实施例4
把原料氧化钕、硼酸、碳酸钾按Nd2O3:H3BO3:Li2CO3摩尔比为20:40:40比例配合，移入坩埚在400℃空气中预烧2小时，然后在900℃下煅烧4小时，出料，得到光致变色颜料。
该光致变色荧光粉在太阳光下是紫色，在节能灯下是灰白色。
以上仅是本发明较佳的实施例，当采用其它容易分解的含锂化合物、含硼化合物替代碳酸锂或硼酸且这些替代物中的锂元素或硼元素的含量与本申请专利权利要求书中碳酸锂、硼酸所含锂元素或硼元素含量分别相当，或者改变预烧、煅烧的温度和时间也能获得本发明的产品，均属于本发明的实质，因此均在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种光致变色颜料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)混料：将稀土氧化物、硼酸和碳酸锂一起研磨1～2小时，得混合物；
(2)预烧：将步骤(1)所得混合物在400～700℃下预烧2～6小时；
(3)煅烧：将预烧后的混合物在700～1000℃下煅烧4～8小时；
(4)自然冷却，出料得光致变色荧光颜料；
所述的稀土氧化物为氧化钕或氧化钬。
2.根据权利要求1所述的光致变色颜料的制备方法，其特征在于：所述的混合物中，稀土氧化物的摩尔含量20％-50％，碳酸锂的摩尔含量20％-50％，硼酸的摩尔含量30％-50％。
3.权利要求1或2所述的制备方法制备的光致变色颜料。
4.权利要求1或2所述的制备方法制备的光致变色颜料在防伪与家庭装饰中的应用。
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