CN115895655B - 光修饰材料及其制造方法和用途 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光修饰材料及其制造方法和用途。该光修饰材料包括2~6重量份Sb2O3、3.8~6重量份CaO、0.2~1.5重量份Al2O3和2~7重量份β‑SiAlON:Eu2+。该光修饰材料对蓝光具有较低的溢出率,且对可见光具有较高的透光率。

Description

光修饰材料及其制造方法和用途
技术领域
本发明涉及一种光修饰材料及其制造方法和用途。
背景技术
LED蓝光光源能够发射出蓝色激发光源,广泛应用于手机、电脑显示屏、台灯、路灯及大型广告屏幕。蓝光的穿透能力很强,能够直接穿透眼睛角膜和晶状体,达到视网膜黄斑区,加速黄斑区视网膜细胞氧化,造成眼睛的光化学损害。因此,蓝光是一种侵害人类身体健康的有害照明。
CN110498687A公开了一种透明荧光硅铝氧氮陶瓷及其制造方法。该透明荧光硅铝氧氮陶瓷由复数的硅铝氧氮荧光体的单晶集合而成的多晶烧结体构成的透明荧光硅铝氧氮陶瓷。硅铝氧氮荧光体是由通过通式(Si,Al)6(N,O)8表示的β-硅铝氧氮构成的母体与Eu元素构成,烧结体在厚度为100μm时,可见光的线性透光率在波长800nm处为11%以上。该荧光硅铝氧氮陶瓷的透光率低。
CN108558213A公开了一种荧光玻璃陶瓷材料。该荧光玻璃陶瓷材料包括玻璃材料和荧光粉。玻璃材料包括SiO2、Al2O3、Na2O、K2O、CaO和B2O3。荧光粉可以为α-SiAlON:Eu2+或β-SiAlON:Eu2+。该荧光玻璃陶瓷对蓝光的溢出率高。
发明内容
有鉴于此,本发明的一个目的在于提供一种光修饰材料。该光修饰材料对可见光具有较高的透光率,且对蓝光的溢出率低。本发明的另一个目的在于提供一种光修饰材料的制造方法。本发明的再一个目的在于提供一种光修饰材料在发光设备中的用途。
本发明通过如下技术方案实现上述技术目的。
一方面,本发明提供了一种光修饰材料,包括2~6重量份Sb2O3、3.8~6重量份CaO、0.2~1.5重量份Al2O3和2~7重量份β-SiAlON:Eu2+
根据本发明的光修饰材料,优选地,CaO由CaO和CaCO3的组合物形成。
根据本发明的光修饰材料,优选地,所述光修饰材料包括3~5重量份Sb2O3、4~5重量份CaO、0.5~1.2重量份Al2O3和3~6重量份β-SiAlON:Eu2+
根据本发明的光修饰材料,优选地,所述光修饰材料中不含有SiO2、B2O3、Na2O、K2O和Li2O。
根据本发明的光修饰材料,优选地,所述光修饰材料由3.5~4.5重量份Sb2O3、4~4.5重量份CaO、0.8~1.1重量份Al2O3和4~5.5重量份β-SiAlON:Eu2+组成。
根据本发明的光修饰材料,优选地,所述光修饰材料由4重量份Sb2O3、4.12重量份CaO、1重量份Al2O3和5重量份β-SiAlON:Eu2+组成。
另一方面,本发明一种光修饰材料的制造方法,包括如下步骤:
(1)将Sb2O3、CaO、CaCO3、Al2O3和β-SiAlON:Eu2+在1450~1750℃下焙烧,得到产物;其中,Sb2O3的用量为2~6重量份;CaO的用量为2~5重量份;CaCO3的用量为0.5~2重量份;Al2O3的用量为0.2~1.5重量份;β-SiAlON:Eu2+的用量为2~7重量份;
(2)将产物粉碎,得到光修饰材料。
再一方面,本发明提供了上述光修饰材料在LED发光设备中的用途。
根据本发明的用途,优选地,所述LED发光设备为白光LED灯。
根据本发明的用途,优选地,所述光修饰材料作为LED灯管的涂层材料使用。
本发明的光修饰材料中含有Sb2O3、CaO、Al2O3和β-SiAlON:Eu2+,将这些组分控制在特定的含量内,能够获得对可见光透光率高且对蓝光溢出率低的光修饰材料,既解决的蓝光危害又具有较高的光效。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明,但本发明的保护范围并不限于此。
本发明中的“蓝光”是指350~450nm波段的光。
本发明中的“可见光”是指250~1000nm波段的光。
<光修饰材料>
本发明的光修饰材料含有Sb2O3、CaO、Al2O3和β-SiAlON:Eu2+。优选地,光修饰材料中不含有SiO2、B2O3、Na2O、K2O和Li2O。在某些实施方式中,光修饰材料由Sb2O3、CaO、Al2O3和β-SiAlON:Eu2+组成。当然,光修饰材料中可以包括一些不可避免的杂质。这样的组成能够提高光修饰材料对可见光的透光率,降低对蓝光的溢出率。
β-SiAlON:Eu2+是一种绿色荧光材料,其在蓝色光源的激发下能够发出绿光。β-SiAlON:Eu2+可以购买自北京中村宇极科技有限公司,牌号为:ZYPBS530。
Sb2O3表示三氧化二锑。Sb2O3的含量为2~6重量份;优选为3~5重量份;更优选为3.5~4.5重量份。根据本发明的一个实施方式,Sb2O3的含量为4重量份。Sb2O3的原料可以为Sb2O3。这样能够获得对可见光的透光率高,且对蓝光溢出率低的光修饰材料。
CaO表示氧化钙。CaO的含量为3.8~6重量份;优选为4~5重量份;更优选为4~4.5重量份CaO。根据本发明的一个实施方式,CaO的含量为4.12重量份。优选地,CaO的原料为CaO和CaCO3。其中,以CaO为原料形成的CaO为2.5~4.5重量份;优选为3~4重量份。以CaCO3为原料形成的CaO为0.8~2量份;优选为1~1.5重量份。这样能够获得对可见光的透光率高,且对蓝光溢出率低的光修饰材料。
Al2O3表示三氧化二铝。Al2O3的含量为0.2~1.5重量份;优选为0.5~1.3重量份;更优选为0.8~1.2重量份。根据本发明的一个实施方式,Al2O3的含量为1重量份。Al2O3的原料可以为Al2O3。这样能够获得对可见光的透光率高,且对蓝光溢出率低的光修饰材料。
β-SiAlON:Eu2+的含量为2~7重量份;优选为3~6重量份;更优选为4~5重量份。这样能够获得对可见光的透光率高,且对蓝光溢出率低的光修饰材料。
光修饰材料对250~1000nm波长范围的光的透光率≥93.0%;优选地,透光率≥93.5%。透光率采用如下方法测得:将2重量份光修饰材料与1重量份丙烯酸钠盐,形成浆料。将浆料涂覆在LED灯管上,得到待测试样。采用日立UH-4150分光光谱仪对待测试样的样片进行测试,测试波长范围为250~1000nm。
光修饰材料对350~440nm波段的光的溢出率≤2.5%;优选地,溢出率≤2.1%。溢出率采用如下方法测得:将2重量份光修饰材料与1重量份丙烯酸钠盐,形成浆料。将浆料涂覆在LED灯管上,得到待测试样。采用HAAS2000荧光光谱仪对待测试样的样片对350~440nm波段的光的溢出率进行测试。
<光修饰材料的制造方法>
本发明的光修饰材料的制造方法包括如下步骤:(1)将Sb2O3、CaO、CaCO3、Al2O3和β-SiAlON:Eu2+在1450~1750℃下焙烧,得到产物;(2)将产物粉碎,得到光修饰材料。β-SiAlON:Eu2+的具体如前文所述,在此不再赘述。
Sb2O3的用量可以为2~6重量份;优选为3~5重量份;更优选为3.5~4.5重量份。根据本发明的一个实施方式,Sb2O3的含量为4重量份。
CaO的用量可以为2~5重量份;优选为2.5~4重量份;更优选为2.5~3.5重量份。根据本发明的一个实施方式,CaO的用量为3重量份。
CaCO3的用量可以为0.5~2重量份;优选为0.8~1.5重量份;更优选为1~1.2重量份。根据本发明的一个实施方式,CaCO3的用量为1.12重量份。
Al2O3的用量可以为0.2~1.5重量份;优选为0.5~1.3重量份;更优选为0.8~1.2重量份。根据本发明的一个实施方式,Al2O3的用量为1重量份。
β-SiAlON:Eu2+的用量可以为2~7重量份;优选为3~6重量份;更优选为4~5重量份。
焙烧温度可以为1450~1750℃;优选为1500~1650℃;更优选为1500~1550℃。
粉碎可以包括破鄂和砂磨的步骤。破鄂可以在破鄂机中进行。砂磨可以在砂磨机中进行。
<光修饰材料的用途>
本发明的光修饰材料对可见光具有较高的透光率,且对蓝光具有较低的溢出率,能够应用于LED发光设备中。因此,本发明提供了上述光修饰材料在LED发光设备中的用途。LED发光设备可以为LED灯,优选为白光LED灯。
本发明的光修饰材料可以作为LED灯管的涂层材料使用。这样能够在保证LED灯管透光率的前提下,降低LED灯管的蓝光溢出率。具体地,将包括光修饰材料的浆料涂覆在LED灯管上,使LED灯管上形成涂层。浆料中还可以含有分散剂。分散剂可以为丙烯酸钠盐(C3H3NaO2)。光修饰材料与分散剂的质量比可以为(1~4):1;优选为(1~3):1;更优选为(2~3):1。
下面介绍测试方法:
将光修饰材料和丙烯酸钠盐形成浆料(光修饰材料与丙烯酸钠盐的质量比为2:1),将浆料涂覆在LED灯管上,得到待测试样。
采用日立UH-4150分光光谱仪测试待测试样的样片的透光率。测试波长范围为250~1000nm。采用HAAS2000荧光光谱仪测试待测试样的样片对350~440nm波段的光的溢出率。
下面介绍原料:
β-SiAlON:Eu2+购买自北京中村宇极科技有限公司,牌号为:ZYPBS530。
实施例1和比较例1~5
(1)将Sb2O3、CaO、CaCO3、Al2O3和β-SiAlON:Eu2+在混合机中混合,然后在1500℃下焙烧,得到产物。
(2)将产物采用鄂破机进行鄂破,然后采用砂磨机进行砂磨,得到光修饰材料。
光修饰材料的组成及性能、光修饰材料中CaO的来源如表1所示。
比较例6
除将Al2O3替换为MgO,且光修饰材料的组成及CaO的来源如表1所示外,其余同实施例1。所得光修饰材料的性能如表1所示。
比较例7
除将Al2O3替换为BaCO3,且光修饰材料的组成及CaO的来源如表1所示外,其余同实施例1。所得光修饰材料的性能如表1所示。
比较例8
除将Al2O3替换为La2O3,且光修饰材料的组成及CaO的来源如表1所示外,其余同实施例1。所得光修饰材料的性能如表1所示。
表1
注:A表示β-SiAlON:Eu2+,各组份前的数值表示该组份在光修饰材料中的重量份数。
将实施例1和比较例1-5相比可知,改变CaO和Al2O3在光修饰材料中的含量,所得光修饰材料对可见光的透光率降低,且溢出率升高。将比较例1和比较例2相比可知,CaO的原料对于光修饰材料的透光率和溢出率具有一定的影响。
将实施例1和比较例6-8相比可知,光修饰材料的组成对于其透光率和溢出率具有重要影响,改变光修饰材料的组成所得光修饰材料不能够兼顾透光率和溢出率。
本发明并不限于上述实施方式,在不背离本发明的实质内容的情况下,本领域技术人员可以想到的任何变形、改进、替换均落入本发明的范围。

Claims (9)

1.一种光修饰材料,其特征在于,所述光修饰材料包括2~6重量份Sb2O3、3.8~6重量份CaO、0.2~1.5重量份Al2O3和2~7重量份β-SiAlON:Eu2+;其中,形成CaO的原料为CaO和CaCO3的组合物。
2.根据权利要求1所述的光修饰材料,其特征在于,所述光修饰材料包括3~5重量份Sb2O3、4~5重量份CaO、0.5~1.2重量份Al2O3和3~6重量份β-SiAlON:Eu2+
3.根据权利要求1~2任一项所述的光修饰材料,其特征在于,所述光修饰材料中不含有SiO2、B2O3、Na2O、K2O和Li2O。
4.根据权利要求3所述的光修饰材料,其特征在于,所述光修饰材料由3.5~4.5重量份Sb2O3、4~4.5重量份CaO、0.8~1.1重量份Al2O3和4~5.5重量份β-SiAlON:Eu2+组成。
5.根据权利要求4所述的光修饰材料,其特征在于,所述光修饰材料由4重量份Sb2O3、4.12重量份CaO、1重量份Al2O3和5重量份β-SiAlON:Eu2+组成。
6.一种光修饰材料的制造方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)将Sb2O3、CaO、CaCO3、Al2O3和β-SiAlON:Eu2+在1450~1750℃下焙烧,得到产物;其中,Sb2O3的用量为2~6重量份;CaO的用量为2~5重量份;CaCO3的用量为0.5~2重量份;Al2O3的用量为0.2~1.5重量份;β-SiAlON:Eu2+的用量为2~7重量份;
(2)将产物粉碎,得到光修饰材料。
7.根据权利要求1~5任一项所述的光修饰材料在LED发光设备中的用途。
8.根据权利要求7所述的用途,其特征在于,所述LED发光设备为白光LED灯。
9.根据权利要求7所述的用途,其特征在于,所述光修饰材料作为LED灯管的涂层材料使用。
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