一种荧光粉的制备方法
| 专利类型 | 发明公开 | 法律事件 | 公开; 实质审查; 驳回; |
| 专利有效性 | 无效专利 | 当前状态 | 驳回 |
| 申请号 | CN201910165523.4 | 申请日 | 2019-03-05 |
| 公开(公告)号 | CN109913216A | 公开(公告)日 | 2019-06-21 |
| 申请人 | 广州珠江光电新材料有限公司; | 申请人类型 | 企业 |
| 发明人 | 李亚丽; 刘志刚; 吴昭儒; 戚振技; | 第一发明人 | 李亚丽 |
| 权利人 | 广州珠江光电新材料有限公司 | 权利人类型 | 企业 |
| 当前权利人 | 广州珠江光电新材料有限公司 | 当前权利人类型 | 企业 |
| 省份 | 当前专利权人所在省份：广东省 | 城市 | 当前专利权人所在城市：广东省广州市 |
| 具体地址 | 当前专利权人所在详细地址：广东省广州市黄埔区云埔工业区康达路1号 | 邮编 | 当前专利权人邮编：510000 |
| 主IPC国际分类 | C09K11/81 | 所有IPC国际分类 | C09K11/81 |
| 专利引用数量 | 2 | 专利被引用数量 | 0 |
| 专利权利要求数量 | 10 | 专利文献类型 | A |
| 专利代理机构 | 广州容大专利代理事务所 | 专利代理人 | 刘新年; |
| 摘要 | 本 发明 涉及 荧光 粉技术领域，具体涉及一种荧光粉的制备方法。本发明采用塑料膜使制备荧光粉的原材料与 坩埚 隔离，再进行升温烧制荧光粉，避免荧光粉原材料与坩埚直接 接触 造成粘结，大大提高了烧制产品收率(可达97.5％，较目前提高了10％左右)。而荧光粉的光效、分散性及热 稳定性 等特质并不会降低。 | ||
| 权利要求 | 1.一种荧光粉的制备方法，其特征在于，将塑料膜设置于荧光粉的原材料与坩埚间，再进行升温烧制荧光粉；采用塑料膜使制备荧光粉的原材料与坩埚隔离，再进行升温烧制荧光粉，避免荧光粉原材料与坩埚直接接触造成粘结。 |
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| 说明书全文 | 一种荧光粉的制备方法技术领域[0001] 本发明涉及荧光粉技术领域，具体涉及一种荧光粉的制备方法。 背景技术[0002] 荧光粉的基质是LaPO4，Ce3+作为敏化粒子，Tb3+作为激活中心，荧光粉的化学组成通式为(LaCeTb)PO4，磷酸镧铈铽是一种稀土的正磷酸盐混合物。存在两种物质结构，一种为单斜体结构，另外一种是六方结构。其中单斜结果的磷酸镧铈铽在紫外线的激发下可以发出绿色的磷光。其主发射峰位于545nm，俗称绿色荧光粉。由于其发光效率高、化学结构稳定等特点被广泛应用于稀土三基色节能灯以及液晶背光用冷极荧光灯CCFL中。 [0003] 现有技术中公开了申请号97119546.3公开了小颗粒磷酸镧铈铽磷光体及其制备方法；申请号：201110357490.7公开了一种磷酸镧铈铽纳米线的制备方法；申请号201310268437.9公开了小尺寸高亮度磷酸镧铈铽绿色荧光粉的制备方法；由于外界因素和发光材料本身的因素，现有技术制备所得到的绿色荧光粉磷酸镧铈铽烧成粉体易粘在氧化铝坩埚内部，造成粉体产量变低，从而降低收益。 发明内容[0004] 有鉴于此，有必要针对上述的问题，提供一种荧光粉的制备方法。 [0005] 为实现上述目的，本发明采取以下的技术方案： [0006] 本发明的荧光粉的制备方法，将塑料膜设置于荧光粉的原材料与坩埚间，再进行升温烧制荧光粉。采用塑料膜使制备荧光粉的原材料与坩埚隔离，再进行升温烧制荧光粉，避免荧光粉原材料与坩埚直接接触造成粘结。 [0007] 烧制荧光粉前，膜料膜即可以固定粉体的形状，又可以与承装的坩埚表面进行隔离。 [0008] 该塑料膜为一种易融化的材质，其熔点应当是远低于制备荧光粉时所达到的温度。制备荧光粉的过程中，塑料膜会在较高温度600～800℃下即融化挥发，不会残留于荧光粉成品中。 [0009] 塑料膜为如聚乙烯、聚丙烯、聚酯、尼龙、聚氯乙烯、醋酸乙烯、聚乙烯+醋酸乙烯、聚丙烯覆合聚丙烯等材料形成的薄膜或塑料袋等，当然也并不限于上述举例的塑料材质以及成型形状，还可以是其他塑料材料形成的膜或袋等，其熔点满足远低于制备荧光粉时所达到的温度即可。 [0010] 一种磷酸镧铈铽绿色荧光粉的制备方法，包括： [0011] S1、利用共沉淀的方法，混合金属La3+、Ce3+、Tb3+得到镧铈铽共沉淀体； [0012] 其中，Tb为激发剂，Ce为敏化剂。 [0013] 作为本发明其中的一些实施方式，本发明还包括助剂，所述助剂与镧铈铽共沉淀体复合形成混合粉体。 [0014] 作为优选的，所述助剂为硼酸、四硼酸锂、氧化铝中的一种或多种。 [0015] 添加所述硼酸与镧铈铽共沉淀体质量之比为1:9～11； [0016] 添加所述四硼酸锂与镧铈铽共沉淀体质量之比为1:30～38； [0017] 添加所述氧化铝与镧铈铽共沉淀体质量之比为1:50～60。 [0018] 进一步的，所述助剂与镧铈铽共沉淀体采用搅拌机混合，形成白色的混合粉体。如可以将搅拌机转速为设定为200rpm，搅拌10min，即获得较均匀的混合粉体。 [0019] 本发明所添加的助剂，四硼酸锂可降低粉体的烧成温度，硼酸可使荧光粉的颗粒变圆，氧化铝除去荧光粉中某些特殊物质。 [0020] 作为本发明其中的一种实施方式，所述助剂为硼酸、四硼酸锂、氧化铝，添加所述硼酸与镧铈铽共沉淀体质量之比为1:9～11；添加所述四硼酸锂与镧铈铽共沉淀体质量之比为1:30～38；添加所述氧化铝与镧铈铽共沉淀体质量之比为1:50～60。 [0021] 更优选的，所述助剂为硼酸、四硼酸锂、氧化铝，硼酸：镧铈铽共沉淀体＝1:10；四硼酸锂：镧铈铽共沉淀体＝1:33；氧化铝：镧铈铽共沉淀体＝1:50。 [0022] S2、将镧铈铽共沉淀体通过塑料膜隔离后放置于坩埚中进行烧制； [0023] 所述的坩埚可以选用如氧化铝材质的坩埚。 [0024] 塑料膜可以是片状的；也可以做成一定形状的，如袋状。 [0025] 塑料膜或袋的加入并不会影响反应的进行，因为在升温区(600～800℃)便已融化，而这会使坩埚内的粉体形状固化，从而能够使粉体周边与坩埚隔开，从而提高收率。 [0026] 进一步的，S2所述烧制过程中，通入7～10％氢气和93～90％氮气下，烧制时间为6.5h～7.5h，温度为1300～1400℃。 [0027] S3、将烧制后的产品后处理即得磷酸镧铈铽绿色荧光粉。 [0029] 作为优选的，在PH调整之后、过筛之前还包括球磨，使其粒度降低并更加均匀。球磨结束的粉体过50～60μm的筛网，获得细粉。 [0030] 进一步的，所述粉碎为荧光粉、水、磨球的质量比为1:2～3：1～2下进行粉碎。 [0031] 上述粉碎为于磁性桶中搅拌转速为36～60rpm，时间为10～16h。 [0032] 作为本发明的其中一些实施例，所述水筛为通过830～860μm的筛网去掉粗离子。 [0033] 作为本发明的其中一些实施例，所述浆料化为于粉体中添加去离子水浸没，每隔5～10分钟换一次水，清洗3～5次； [0034] 浆料化清洗后，将其PH调整至5.0～6.0。如采用质量百分浓度为20％～25％氨水慢慢滴入浆料中调整其PH一直至沉淀，调整过程边搅拌，浆料转速调整为150～300rpm； [0035] 作为优选的，PH调整后还可以进一步通过水洗，将上述浆料静置水洗两次，使其PH达5.0～6.0。 [0036] 本发明的共沉淀体中La3+、Ce3+、Tb3+优选按照比例(10～12):(5～7):(1～5)，以获得较好的荧光效果。 [0037] 本发明的有益效果为： [0038] 1、与现有技术相比，本发明针对目前的荧光粉烧成粉体易粘在氧化铝坩埚内部，造成粉体收率大大的降低，为了解决这个问题，引入了一种塑料薄膜，大大提高了烧制产品收率(可达97.5％，较目前提高了10％左右)。而荧光粉的光效、分散性及热稳定性等特质并不会降低。其中，塑料膜和坩埚体积一样时，收率最大；当塑料袋体积大于或小于坩埚时，其收率略降。当塑料膜厚度在0.088～0.176mm时，不会影响荧光粉的烧成。 [0039] 2、本发明制备的磷酸镧铈铽绿色荧光粉，具有化学结构稳定，发光效率高，易烧成、成本低的特点。同时由于LAP具有和红色荧光粉相当的密度，因此采用LAP制得的荧光灯很少产生管端色差，并且相对于铝酸盐绿粉而言，LAP可以得到较细小的颗粒，可以减少荧光粉在荧光灯中的消耗，从而节约宝贵的稀土资源。 具体实施方式[0040] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案作进一步清楚、完整地描述。需要说明的是，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0041] 实施例1 [0042] 制备本发明的磷酸镧铈铽绿色荧光粉流程如下： [0043] 1、将La3+、Ce3+、Tb3+按照比例为11:6:3混合得到镧铈铽共沉淀体； [0044] 2、将569g共沉淀体、56.9g硼酸、17.24g四硼酸锂、11.38g氧化铝放入搅拌机中，转速为200rpm，时间为10min，粉体颜色为白色； [0045] 3、将2中分散均匀的600g粉体装入塑料袋中，然后装入氧化铝坩埚中； [0046] 4、将3中产品放入烧成炉中，烧制时间为7h，温度为1300℃，并通入7％氢气和93％氮气； [0047] 5、粉碎：将烧制后粉体600g、水1500g、磨球900g装入磁性桶中搅拌12h，转速为36rpm； [0048] 6、水筛:通过850um的筛网去掉粗离子； [0049] 7、浆料化：粉体和去离子水的总体积为2000ml，每隔5分钟换一次水，清洗两次； [0050] 8、PH调整：使用25％氨水慢慢滴入浆料中，使其PH＝5.0～6.0，一直至沉淀，加入时浆料转速300rpm； [0051] 9、水洗：将上步浆料静置水洗两次，使其PH达5.0～6.0； [0052] 10、KB分散：按照粉体：水：小磨球：大磨球＝1:3:1:1.8对粉体进行球磨14h，使其粒度降低并更加均匀； [0053] 11、水筛：球磨结束的粉体850um的筛网，去掉粗离子； [0054] 12、脱水，干燥得到磷酸镧铈铽绿色荧光粉。 [0055] 实施例2 [0056] 制备本发明的磷酸镧铈铽绿色荧光粉如下： [0057] 1、将La3+、Ce3+、Tb3+按照比例为12:5:1混合得到镧铈铽共沉淀体； [0058] 2、将将569g共沉淀体、56.9g硼酸、17.24g四硼酸锂、11.38g氧化铝放入搅拌机中，转速为200rpm，时间为10min，粉体颜色为白色； [0059] 3、将2中分散均匀的600g粉体装入塑料袋中，然后装入氧化铝坩埚中； [0060] 4、放入烧成炉中，烧制时间为7h，温度为1300℃，并通入7％氢气和93％氮气； [0061] 5、粉碎：将烧制后粉体600g、水1500g、磨球900g装入磁性桶中搅拌12h，转速为36rpm； [0062] 6、水筛：通过850um的筛网去掉粗离子； [0063] 7、浆料化：粉体和去离子水的总体积为2000ml，每隔5分钟换一次水，清洗两次； [0064] 8、PH调整：使用25％氨水慢慢滴入浆料中，使其PH＝5.0～6.0，一直至沉淀，加入时浆料转速300rpm； [0065] 9、水洗：将上步浆料静置水洗两次，使其PH达5.0～6.0； [0066] 10、KB分散：按照粉体：水：小磨球：大磨球＝1:3:1:1.8对粉体进行球磨14h，使其粒度降低并更加均匀； [0067] 11、水筛：球磨结束的粉体850um的筛网，去掉粗离子； [0068] 12、脱水，干燥得到磷酸镧铈铽绿色荧光粉。 [0069] 为进一步验证本发明的技术效果，进行以下实验测试： [0070] 一、塑料膜的使用对产品收率的影响 [0071] 本实验对上述实施例1和2的制备得到的产品的收率进行测试，其中色坐标(x，y)，横轴为x，纵轴为y；Br代表相对亮度(relative brightness)，测试结果详见表1所示： [0072] 表1 [0073]内容 x y Br 收率 实施例1未加塑料袋 0.3612 0.5740 103.5 91.5％ 实施例1加入塑料袋 0.3609 0.5741 103.6 97.5％ 实施例2未加塑料袋 0.3611 0.5740 103.6 92％ 实施例2加入塑料袋 0.3610 0.5740 103.5 98％ [0074] 结论：根据实施例1和例2，未加入塑料袋和加入塑料袋对于荧光粉色坐标和相对亮度基本没有影响，但加入塑料袋可大大提升收率。 [0075] 二、助剂对实验结果的影响 [0076] 本测试结果依据实施例1的操作基础上，作以下适应性调整进行实验，其中：对照实验组1为无添加助剂组；对照实验组2为所添加的助剂替换为全部添加四硼酸锂；对照实验组3为所添加的助剂替换为添加四硼酸锂与硼酸混合物，该混合物的配比为四硼酸锂:硼酸＝3:10；对照实验组4为所添加的助剂替换为全部添加氧化铝；对照实验组5为所添加的助剂替换为添加四硼酸锂与氧化铝混合物，该混合物的配比为四硼酸锂:氧化铝＝3:2；对照实验组6为所添加的助剂替换为添加氧化铝与硼酸混合物，该混合物的配比为氧化铝:硼酸＝1:5。其中D50代表中央粒径分布，实验结果见表2所示： [0077] 表2 [0078]内容 x y Br D50 对照实验组1 0.3599 0.5740 88.1 3.0 对照实验组2 0.3610 0.5740 90.2 3.2 对照实验组3 0.3611 0.5738 94.0 7.5 对照实验组4 0.3610 0.5739 92.6 3.5 对照实验组5 0.3610 0.5740 98.3 4.5 对照实验组6 0.3610 0.5741 93.5 6.0 实施例1 0.3610 0.574 103.6 4.0 [0079] 结论：根据对照实验组1～6，可知色坐标(x，y)基本没有发生变化，故添加不同助剂对于荧光粉的色坐标基本没有影响，而对亮度有很大的影响。其中，根据对照实验1和2可知，加入四硼酸锂可提高亮度并增大粒径；根据对照实验2和3可知，加入硼酸可使粒径变大，做出荧光粉比对照实验2粉质较硬；根据对照实验1、4和5可知，加入氧化铝可增大粒径并使粒径更加均匀，从而提高亮度；根据对照实验3、5、6和实施例1可知，加入三种助剂时效果最佳。 |
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