CN108659729A - 一种含有蓄光发光材料的发光膜材料 - Google Patents

一种含有蓄光发光材料的发光膜材料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种含有蓄光发光材料的发光膜材料，包括透明保护层、发光层、反光层、不干胶层和离型纸层，发光层包括蓄光发光材料、载体树脂、增塑剂、助剂、溶液混合，蓄光发光材料采用纯度为99％的Al2O3及化学纯的SrCO3为发光粉原料，并加入激活剂Eu2O3及助熔剂H3BO3，通过高温固相烧结方法获得。本发明中的发光膜材料耐候性、耐光性好，收缩率低，柔韧性能好，使用性能佳。

Description

一种含有蓄光发光材料的发光膜材料
技术领域
本发明涉及薄膜材料领域，具体涉及一种含有蓄光发光材料的发光膜材料。
背景技术
发光膜可以在有光环境下吸收光能并在无光环境下发光；可用于在消防、交通、公共场合常的警示、禁止或指示作用；在交通工具上用于救生设备等标志；还可用于门牌号、路牌、走道和开关标志等。同时，发光薄膜是一种重要的功能材料，在阴极射线管、电致发光及场发射显示器件中起十分重要的作用
现有技术中大多采用简单的反光涂料涂覆而成的，而在无光环境下，标志的作用则要大打折扣，有时根本无法起到提醒、警示的作用。目前市场上的发光膜材结构功能单一，夜发光膜材的发光亮度差，发光膜材抗光老化性、耐高温、耐寒耐腐蚀的特征也不佳。现有的发光材料制品在生产中未能充分反应，发光材料的发光烧结不充分，显微结构中晶粒未长大或过度长大，晶界增多，而造成发光材料的发光性能差，导致采用这些发光材料的发光制品产品效果不佳，使用寿命短。另外，由于发光制品表面直接暴露在空间，受到空气中的水份、酸、碱等因素的作用，其耐候性差，发光膜的收缩性差，这些将缩短其发光膜使用寿命。
发明内容
针对上述现有技术的缺陷，本发明提供了一种含有蓄光发光材料的发光膜材料，该发光膜材料耐候性、耐光性好，收缩率低，柔韧性能好，使用性能佳。
本发明的含有蓄光发光材料的发光膜材料，具体包括：透明保护层、发光层、反光层、不干胶层和离型纸层，透明保护层和反光层设置于发光层的两侧，不干胶层与反光层相粘接，发光层包括蓄光发光材料、载体树脂、增塑剂、助剂、溶液混合，其中，各材料组成的质量百分比为，载体树脂为30％-80％，蓄光发光材料10％-50％，增塑剂为20％-50％，助剂为10％-25％。
进一步地，蓄光发光材料采用纯度为99％的Al2O3及化学纯的SrCO3为发光粉原料，并加入激活剂Eu2O3及助熔剂H3BO3，通过高温固相烧结方法获得。
进一步地，所述蓄光发光材料的原料以600-630℃/h的加热速度加热至900℃,然后设定加热速度为350-400℃/h，使得材料加热至1300℃，最后设定加热速度为300-350℃/h，使得材料加热至1400-1420℃。
进一步地，材料加热至1400-1420℃，恒温烧结1-3小时。
进一步地，反应完成后，原料的冷却速度为100～125℃/h。
进一步地，原料中还包括有活性炭，活性炭的质量为发光粉原料质量的1/8～1/5。
进一步地，反光层采用的涂层材料包括载体树脂、增塑剂、助剂、颜料、填料，其中，各材料组成的质量百分比为，载体树脂含量为14％-95％，增塑剂为10％-50％，助剂为10％-30％，颜料为5％-75％，填料为10％-40％。
进一步地，发光层的厚度为0.02mm-2.0mm，反光层的涂层厚度为0.01mm-0.5mm。
进一步地，透明保护层的材料为有机树脂，不干胶层为丙烯酸树脂或橡胶类树脂，离型纸层为通用涂硅纸。
本发明与现有技术相比可实现以下有益效果：
本发明采用对于发光材料在制备过程中的工艺流程进行了改进，按照工艺过程、原料的反应相及加工的温度，对于加热温度、加热速度、恒温时间、冷却时间等进行了阶梯化的设定，这使得烧结的发光材料反应充分，晶体发育完善，烧结致密。通过本发明制造的发光材料的发光特性好，余辉亮度高，衰减系数低，余辉时间增长。
本发明采用了纯度为99％的Al2O3及化学纯的SrCO3，降低了对于发光原材料的纯度要求，在保证发光材料质量的同时，节约了生产成本。同时，可根据需要选择合适纯度的活性炭，并设定相应比例的质量，保证产品的性能，并避免由于活性炭而造成反应容器的破损。
本发明中的发光膜材料采用稀土激活碱金属铝酸盐发光材料，起始亮度高、余辉时间长、无放射性危害和耐环境侵蚀，并采用特定工艺制备，在保证发光材料细化的同时，提高了产品性能，发光膜材料分散性好，制品密度与粒度一致，收缩和耐候性好，发光性能得到了提升。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
本发明中的发光膜是一种含有蓄光发光材料的多层结构的功能性薄膜该发光膜包括透明保护层、发光层、反光层、不干胶层和可剥离的离型纸层。
透明保护层是由有机树脂制成的透明薄膜，对发光层有保护作用，可提高发光膜的光泽。
发光层由蓄光发光材料、载体树脂、增塑剂、助剂、溶液混合制成。层的厚度视用途而定。其中各材料组成的质量百分比为，载体树脂为30％-80％，蓄光发光材料10％-50％，增塑剂为20％-50％，助剂为10％-25％。该发光层的厚度为0.02-2.0mm，根据材料的组成及用量而确定。发光层的厚度确定根据实验获得，在0.02-2.0mm的范围内，发光层的厚度的增加可使发光膜的亮度增加，在超出2.0mm的厚度后，发光层的发光亮度不再增加。
蓄光发光材料采用高温固相烧结方法。采用纯度为99％的Al2O3及化学纯的SrCO3为发光粉原料，并加入激活剂Eu2O3及助熔剂H3BO3。将上述材料按比例混合均匀，使其在还原气氛中经高温烧结，将其进行加热，加热速度为600-630℃/h,当材料加热至900℃,使得发光粉原料在900时生成富锶3Sr0·Al2O3。在反应过程中，根据XRD图，监测3Sr·Al2O3相的物相变化，使其在1000℃为成为主相，并在1100℃全部反应完毕并消失。设置加热速度为350-400℃/h，使得材料加热至1300℃。在1000℃生成Sr0·Al2O3，使其在1200℃为成为主相，并在1300℃全部反应完毕并消失。设置加热速度为300-350℃/h，使得材料加热至1400-1420℃。在1300℃时生成4Sr0·7Al2O3相，当到达1300-1420℃时，使得发光材料的成品为Sr0·Al2O3和4Sr0·7Al2O3。根据装料量设置恒温时间，一般为1-3小时。保温时间不够会导致产品的合成不完全，烧成物呈淡绿色、松散，有部分仍是白色，发光性能差；过长的恒温时间又会导致过度烧结，合成产物收缩严重、硬结，难以破碎，内部余辉较弱，发光性能下降。
原料中可加入活性炭，活性炭的质量为发光粉原料质量的1/8～1/5，可根据活性炭的纯度来设定其加入比例。现有技术中对于活性炭的加入量为原料总质量的5％-10％。然而在升温过程中，由于气体的膨胀会引起碳粉外逸，高温时氧气会扩散到反应容器内，造成活性炭氧化；同时在降温时需要大量的活性炭来吸收氧气，避免激活剂的氧化。
反应完成后采用自然冷却方式，自然冷却反应温度为100～125℃/h，采用自然冷却使得初始亮度好，余辉时间为15h～20h，得到体密度约2500kg/m3的发光粉。该加工工艺可使基质能形成良好的晶体，并使激活剂能有效进入基质晶格中，形成光中心和陷阱，使得蓄光型发光材料的高度高，余辉长。
与传统的从高温区直接推出到室温区的冷却方法相比，传统的冷却方法会由于热震将导致样品冲震，使得样品蓬松，体密度低；在这种情况下其只能被能量较高的紫外光源激发，不能被白炽灯激发。
反光层采用浅色的涂层，涂层厚度为0.01mm-0.5mm。涂层材料包括载体树脂、增塑剂、助剂、颜料、填料混合制成。其中，各材料组成的质量百分比为，载体树脂含量为14％-95％，增塑剂为10％-50％，助剂为10％-30％，颜料为5％-75％，填料为10％-40％。由于发光层的发光向两面扩散，在发光层的一面设置反光层，发光层的另一面设置透明保护层。反光层将一面的发光反射回来，并与另一面的发光一起发出，可以将发光亮度提高一倍。
不干胶层一般选用丙烯酸树脂或橡胶类树脂，使发光膜具有自粘功能。
离型纸层为通用涂硅纸，起隔离不干胶的作用。
本发明的实施方式不限于此，按照本发明的上述内容，利用本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，本发明还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更，均落在本发明权利保护范围之内。

Claims (9)

1.一种含有蓄光发光材料的发光膜材料，包括透明保护层、发光层、反光层、不干胶层和离型纸层，透明保护层和反光层设置于发光层的两侧，不干胶层与反光层相粘接，其特征在于：发光层包括蓄光发光材料、载体树脂、增塑剂、助剂、溶液混合，其中，各材料组成的质量百分比为，载体树脂为30％-80％，蓄光发光材料10％-50％，增塑剂为20％-50％，助剂为10％-25％。
2.根据权利要求1所述的蓄光发光材料的发光膜材料，其特征在于：蓄光发光材料采用纯度为99％的Al2O3及化学纯的SrCO3为发光粉原料，并加入激活剂Eu2O3及助熔剂H3BO3，通过高温固相烧结方法获得。
3.根据权利要求2所述的蓄光发光材料的发光膜材料，其特征在于：所述蓄光发光材料的原料以600-630℃/h的加热速度加热至900℃,然后设定加热速度为350-400℃/h，使得材料加热至1300℃，最后设定加热速度为300-350℃/h，使得材料加热至1400-1420℃。
4.根据权利要求3所述的蓄光发光材料的发光膜材料，其特征在于：材料加热至1400-1420℃，恒温烧结1-3小时。
5.根据权利要求4所述的蓄光发光材料的发光膜材料，其特征在于：反应完成后，原料的冷却速度为100～125℃/h。
6.根据权利要求2所述的蓄光发光材料的发光膜材料，其特征在于：原料中还包括有活性炭，活性炭的质量为发光粉原料质量的1/8～1/5。
7.根据权利要求1所述的蓄光发光材料的发光膜材料，其特征在于：所述反光层采用的涂层材料包括载体树脂、增塑剂、助剂、颜料、填料，其中，各材料组成的质量百分比为，载体树脂含量为14％-95％，增塑剂为10％-50％，助剂为10％-30％，颜料为5％-75％，填料为10％-40％。
8.根据权利要求7所述的蓄光发光材料的发光膜材料，其特征在于：发光层的厚度为0.02mm-2.0mm，反光层的涂层厚度为0.01mm-0.5mm。
9.根据权利要求7所述的蓄光发光材料的发光膜材料，其特征在于：透明保护层的材料为有机树脂，不干胶层为丙烯酸树脂或橡胶类树脂，离型纸层为通用涂硅纸。
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