一种带表面包覆膜的发光颜料的制备方法.pdf

本发明公开了一种带表面包覆膜的发光颜料的制备方法，所述包覆膜为依次包覆在发光颜料表面的纳米二氧化钛包覆膜和纳米二氧化硅包覆膜，所述制备方法包括如下步骤：（1）制备纳米二氧化钛包覆发光颜料预分散体：（2）洗涤、干燥；（3）制备纳米二氧化硅包覆发光颜料预分散体；（4）过滤、干燥。本发明一种带表面包覆膜的发光颜料的制备方法，其思路新颖，设计独特，实施方法简便易行，通过在发光颜料表面依次包覆二氧化钛膜层和纳米二氧化硅膜层，有效提高了发光颜料的发光强度，显著其发光性能，同时赋予发光颜料优异的抗水解性能，扩大了其应用领域，所制备的发光颜料，其表面包覆膜质地致密，膜层厚度均匀，综合性能较好，市场前景广阔。

权利要求书
1.  一种带表面包覆膜的发光颜料的制备方法，其特征在于，所述包覆膜为依次包覆在发光颜料表面的纳米二氧化钛包覆膜和纳米二氧化硅包覆膜，所述制备方法包括如下步骤：
（1）制备纳米二氧化钛包覆发光颜料预分散体：
将发光颜料和纳米二氧化钛按照重量比10:0.5～1的比例加入80～100ml无水乙醇中，超声分散形成悬浮液，向该悬浮液中加入700～900ml去离子水，调节pH值为8.5～9.5，然后置于65～70℃的恒温水浴锅中，搅拌下滴加0.5～1.5份十二烷基苯磺酸钠，滴毕，恒温搅拌反应1.5～2.5h，持续搅拌冷却至室温，得到纳米二氧化钛包覆发光颜料的预分散体；
（2）洗涤、干燥：将步骤（1）中得到的纳米二氧化钛包覆发光颜料预分散体用去离子水洗涤至中性，真空干燥，得到纳米二氧化钛包覆发光颜料；
（3）制备纳米二氧化硅包覆发光颜料预分散体：将步骤（2）中得到的纳米二氧化钛包覆发光颜料用无水乙醇经超声分散配制成悬浮液，然后置于75～80℃的恒温水浴锅中，搅拌下加入一定量去离子水和硅包膜剂，调节pH值为9.5～9.8，恒温搅拌反应4～5h，得到纳米二氧化硅包覆的发光颜料预分散体；
（4）过滤、干燥：将步骤（3）中得到的纳米二氧化硅包覆发光颜料预分散体过滤后用去离子水洗涤至中性，真空干燥得到纳米二氧化硅包覆的表面具有纳米二氧化钛包覆膜的发光颜料，即所述带表面包覆膜的发光颜料。

2.  根据权利要求1所述的带表面包覆膜的发光颜料的制备方法，其特征在于，所述发光颜料为SrAl2O4：Eu2+，Dy3+发光粉，平均粒径为45～60μm。

3.  根据权利要求1所述的带表面包覆膜的发光颜料的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）和步骤（3）中，所述超声分散的时间为45～60min，所述搅拌速率为400～600r/min。

4.  根据权利要求1所述的带表面包覆膜的发光颜料的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）和步骤（3）中，所述pH值调节剂为质量浓度为0.6～0.8mol/L的氢氧化钠溶液。

5.  根据权利要求1所述的带表面包覆膜的发光颜料的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中，所述纳米二氧化钛的平均粒径为30～60nm。

6.  根据权利要求1所述的带表面包覆膜的发光颜料的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）和步骤（4）中的真空干燥条件为：真空度0.1～0.3MPa，温度100～120℃，时间2～3h。

7.  根据权利要求1所述的带表面包覆膜的发光颜料的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中，所述悬浮液中纳米二氧化钛包覆发光颜料与无水乙醇的固液比为1:4～5。

8.  根据权利要求1所述的带表面包覆膜的发光颜料的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中，所述去离子水的加入体积为所述悬浮液体积的20～25倍。

9.  根据权利要求1所述的带表面包覆膜的发光颜料的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中，所述硅包膜剂为质量浓度为20～25%的四乙氧基硅烷，其用量为悬浮液中纳米二氧化钛包覆发光颜料质量的1/15。

说明书一种带表面包覆膜的发光颜料的制备方法
技术领域
本发明涉及颜料制备技术领域，特别是涉及一种带表面包覆膜的发光颜料的制备方法。
背景技术
蓄能发光颜料主要有两类，即硫化锌系发光颜料和稀土离子激活碱土铝酸盐长余辉发光颜料，其中，前者的发光时间较短，发光性能不足，通常限制其应用；后者具有起始亮度高，余辉时间可长达10h以上，无放射性，耐热，耐环境侵蚀和抗氧化性能好等优点，被称为绿色节能材料，在涂料、油墨、塑料、陶瓷或搪瓷等工业领域得到广泛的应用。但目前这种发光颜料的发光强度不能显著提高，发光性能不能令人满意，且其耐水性能还较差，与水接触后会发生水解反应，使体系的pH值升高，同时生成氢氧化铝沉淀，既破坏了颜料的晶体结构，又影响体系的酸碱平衡，因而极大地限制了发光颜料在水性体系中的应用。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种带表面包覆膜的发光颜料的制备方法，能够有效改善发光颜料存在的上述问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种带表面包覆膜的发光颜料的制备方法，所述包覆膜为依次包覆在发光颜料表面的纳米二氧化钛包覆膜和纳米二氧化硅包覆膜，所述制备方法包括如下步骤：
（1）制备纳米二氧化钛包覆发光颜料预分散体：
将发光颜料和纳米二氧化钛按照重量比10:0.5～1的比例加入80～100ml无水乙醇中，超声分散形成悬浮液，向该悬浮液中加入700～900ml去离子水，调节pH值为8.5～9.5，然后置于65～70℃的恒温水浴锅中，搅拌下滴加0.5～1.5份十二烷基苯磺酸钠，滴毕，恒温搅拌反应1.5～2.5h，持续搅拌冷却至室温，得到纳米二氧化钛包覆发光颜料的预分散体；
（2）洗涤、干燥：将步骤（1）中得到的纳米二氧化钛包覆发光颜料预分散体用去离子水洗涤至中性，真空干燥，得到纳米二氧化钛包覆发光颜料；
（3）制备纳米二氧化硅包覆发光颜料预分散体：将步骤（2）中得到的纳米二氧化钛包覆发光颜料用无水乙醇经超声分散配制成悬浮液，然后置于75～80℃的恒温水浴锅中，搅拌下加入一定量去离子水和硅包膜剂，调节pH值为9.5～9.8，恒温搅拌反应4～5h，得到纳米二氧化硅包覆的发光颜料预分散体；
（4）过滤、干燥：将步骤（3）中得到的纳米二氧化硅包覆发光颜料预分散体过滤后用去离子水洗涤至中性，真空干燥得到纳米二氧化硅包覆的表面具有纳米二氧化钛包覆膜的发光颜料，即所述带表面包覆膜的发光颜料。
在本发明一个较佳实施例中，所述发光颜料为SrAl2O4：Eu2+，Dy3+发光粉，平均粒径为45～60μm。
在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（1）和步骤（3）中，所述超声分散的时间为45～60min，所述搅拌速率为400～600r/min。
在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（1）和步骤（3）中，所述pH值调节剂为质量浓度为0.6～0.8mol/L的氢氧化钠溶液。
在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（1）中，所述纳米二氧化钛的平均粒径为30～60nm。
在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（2）和步骤（4）中的真空干燥条件为：真空度0.1～0.3MPa，温度100～120℃，时间2～3h。
在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（3）中，所述悬浮液中纳米二氧化钛包覆发光颜料与无水乙醇的固液比为1:4～5。
在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（3）中，所述去离子水的加入体积为所述悬浮液体积的20～25倍。
在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（3）中，所述硅包膜剂为质量浓度为20～25%的四乙氧基硅烷，其用量为悬浮液中纳米二氧化钛包覆发光颜料质量的1/15。
本发明的有益效果是：本发明一种带表面包覆膜的发光颜料的制备方法，其思路新颖，设计独特，实施方法简便易行，通过在发光颜料表面依次包覆二氧化钛膜层和纳米二氧化硅膜层，有效提高了发光颜料的发光强度，显著其发光性能，同时赋予发光颜料优异的抗水解性能，扩大了其应用领域，所制备的发光颜料，其表面包覆膜质地致密，膜层厚度均匀，综合性能较好，市场前景广阔。
具体实施方式
下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
本发明实施例包括：
本发明揭示了一种带表面包覆膜的发光颜料，该发光颜料为SrAl2O4：Eu2+，Dy3+发光粉，平均粒径为45～60μm，其表面包覆膜为自内向外依次包覆的纳米二氧化钛包覆膜和纳米二氧化硅包覆膜；该带表面包覆膜的发光颜料的制备步骤如下：
实施例1
（1）制备纳米二氧化钛包覆发光颜料预分散体：
将发光颜料和平均粒径为30nm的纳米二氧化钛按照重量比10:0.5的比例加入80ml无水乙醇中，超声分散45min形成悬浮液，向该悬浮液中加入700ml去离子水，用质量浓度为0.6mol/L的氢氧化钠溶液调节pH值为8.5，然后置于65℃的恒温水浴锅中，搅拌下滴加0.5份十二烷基苯磺酸钠，滴毕，恒温搅拌反应1.5h，以400r/min的速度持续搅拌冷却至室温，得到纳米二氧化钛包覆发光颜料的预分散体；
（2）洗涤、干燥：将步骤（1）中得到的纳米二氧化钛包覆发光颜料预分散体用去离子水洗涤至中性，在0.1～0.3MPa，100～120℃的真空条件下干燥2～3h，得到纳米二氧化钛包覆发光颜料；
（3）制备纳米二氧化硅包覆发光颜料预分散体：将步骤（2）中得到的纳米二氧化钛包覆发光颜料用无水乙醇混合并超声分散60min，配制成固液比为1:4的悬浮液，然后置于75℃的恒温水浴锅中，搅拌下加入占悬浮液体积的20倍的去离子水和质量浓度为20%的四乙氧基硅烷（其用量为悬浮液中纳米二氧化钛包覆发光颜料质量的1/15），用质量浓度为0.6mol/L的氢氧化钠溶液调节pH值为9.5，恒温搅拌反应4h，得到纳米二氧化硅包覆的发光颜料预分散体；
（4）过滤、干燥：将步骤（3）中得到的纳米二氧化硅包覆发光颜料预分散体过滤后用去离子水洗涤至中性，在0.1～0.3MPa， 100～120℃的真空条件下干燥2～3h，得到纳米二氧化硅包覆的表面具有纳米二氧化钛包覆膜的发光颜料，即所述带表面包覆膜的发光颜料。
实施例2
（1）制备纳米二氧化钛包覆发光颜料预分散体：
将发光颜料和平均粒径为60nm的纳米二氧化钛按照重量比10:1的比例加入100ml无水乙醇中，超声分散60min形成悬浮液，向该悬浮液中加入900ml去离子水，用质量浓度为0.8mol/L的氢氧化钠溶液调节pH值为9.5，然后置于70℃的恒温水浴锅中，搅拌下滴加1.5份十二烷基苯磺酸钠，滴毕，恒温搅拌反应2.5h，以400r/min的速度持续搅拌冷却至室温，得到纳米二氧化钛包覆发光颜料的预分散体；
（2）洗涤、干燥：将步骤（1）中得到的纳米二氧化钛包覆发光颜料预分散体用去离子水洗涤至中性，在0.1～0.3MPa，100～120℃的真空条件下干燥2～3h，得到纳米二氧化钛包覆发光颜料；
（3）制备纳米二氧化硅包覆发光颜料预分散体：将步骤（2）中得到的纳米二氧化钛包覆发光颜料用无水乙醇混合并超声分散45min，配制成固液比为1:5的悬浮液，然后置于80℃的恒温水浴锅中，搅拌下加入占悬浮液体积的25倍的去离子水和质量浓度为25%的四乙氧基硅烷（其用量为悬浮液中纳米二氧化钛包覆发光颜料质量的1/15），用质量浓度为0.8mol/L的氢氧化钠溶液调节pH值为9.8，恒温搅拌反应5h，得到纳米二氧化硅包覆的发光颜料预分散体；
（4）过滤、干燥：将步骤（3）中得到的纳米二氧化硅包覆发光颜料预分散体过滤后用去离子水洗涤至中性，在0.1～0.3MPa， 100～120℃的真空条件下干燥2～3h，得到纳米二氧化硅包覆的表面具有纳米二氧化钛包覆膜的发光颜料，即所述带表面包覆膜的发光颜料。
上述方法制备的带表面包覆膜的发光颜料，其纳米二样化钛包覆膜的厚度为10～12nm，其纳米二氧化硅包覆膜的厚度为14～16nm；该包覆后的发光颜料的余晖时间为14～18h，且耐水解性能良好。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。