具有藍(lán)光屏蔽作用的光擴(kuò)散劑及制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種具有藍(lán)光屏蔽作用的光擴(kuò)散劑及制備方法。該光擴(kuò)散劑以硅微球?yàn)楹?，其表面包覆直徑?0～50nm的納米稀土氧化物粒子，其中硅微球的粒徑為：1～5μm，硅微球和納米稀土氧化物的質(zhì)量比為：1:1～1:10。本發(fā)明所制備的是納米稀土氧化物附著于硅微球的表面，復(fù)合粒子保持完好的球形，其光擴(kuò)散性能與硅微球相比無差別。本發(fā)明所得光擴(kuò)散劑適合用作液晶顯示的背光、投影電視等的透射型屏幕、照明器具、燈飾看板等光擴(kuò)散用構(gòu)件中的添加劑。
【專利說明】具有藍(lán)光屏蔽作用的光擴(kuò)散劑及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光擴(kuò)散劑及制備方法，特別是一種具有藍(lán)光屏蔽作用的光擴(kuò)散劑及制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]照明是人類生活中不可缺少的。對于多數(shù)情況的照明，都需要照明光具有均勻的空間光強(qiáng)(或光亮度)分布。在《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020年)》中提出了研究開發(fā)高效節(jié)能、長壽命的半導(dǎo)體照明產(chǎn)品這一優(yōu)先主題。同時(shí)，2010年國家更是明確了節(jié)能環(huán)保、新能源、新材料等作為重點(diǎn)發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)并頒布了《半導(dǎo)體照明節(jié)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展意見》，要求通過集聚創(chuàng)新資源，突出技術(shù)進(jìn)步，攻克關(guān)鍵瓶頸，推進(jìn)LED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。從性能上來說，LED光源由于其低能耗、低熱量、環(huán)保、壽命長而受到青睞，同時(shí)由于其性能優(yōu)異，在其它很多方面也有潛在的應(yīng)用價(jià)值，包括信號指示、綠色顯示、特殊照明等。LED燈的光源發(fā)射的白光之所以能夠形成主要是靠450~455匪波長的藍(lán)光激發(fā)熒光粉，其中波長越低擊發(fā)能力越強(qiáng)。通常LED光源的出廠波長控制在500匪之內(nèi)，一般是450~455匪或455~460匪，都屬于輻射傷害最強(qiáng)的區(qū)段。如果波長變大，那么激發(fā)熒光粉的能力就下降，發(fā)光效率就會降低。生產(chǎn)廠家為了追求亮度，通常會加強(qiáng)LED光源的藍(lán)光強(qiáng)度，人眼如果長期看這樣的光源，難免眼睛會受到藍(lán)光傷害。另外，還有一點(diǎn)，LED燈點(diǎn)燈的時(shí)間越長，光源中的熒光粉衰減越快，結(jié)果就會導(dǎo)致人眼接觸的藍(lán)光波段的光照越來越強(qiáng)烈，從而對人眼造成傷害。所以，長期在含有藍(lán)光的LED燈下工作，容易讓人產(chǎn)生頭暈眼花、不舒服的感覺，甚至?xí)斐裳矍鐐?，使得患眼病的機(jī)率會有所提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的之一在于提供一種具有藍(lán)光屏蔽作用的光擴(kuò)散劑。
[0004]本發(fā)明的之二在于提供該光擴(kuò)散劑的制備方法。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的原理是:使用稀土元素氧化物作為改性劑，對硅微球光擴(kuò)散劑進(jìn)行表面修飾，稀土元素氧化物可以吸收藍(lán)光轉(zhuǎn)化為其他可見光。
[0006]根據(jù)上述機(jī)理，本發(fā)明采用的具體技術(shù)方案為:
一種具有藍(lán)光屏蔽作用的光擴(kuò)散劑，其特征在于該光擴(kuò)散劑以娃微球?yàn)楹耍浔砻姘仓睆綖?0~50nm的納米稀土氧化物粒子，其中硅微球的粒徑為:1~5 μ m,硅微球和納米稀土氧化物的質(zhì)量比為:1:1~1:10。
[0007]上述的納米稀土氧化物為氧化鈰、氧化鐠、氧化釹、氧化鏑中的至少一種。
[0008]一種制備上述的具有藍(lán)光屏蔽作用的光擴(kuò)散劑的方法，其特征在于該方法的具體步驟為:
a.將緩釋沉淀劑與稀土元素的化合物按1:1-1:10的摩爾比混合均勻后，得混合物，將該混合物溶于去離子水中，攪拌均勻；其中混合物與去離子水的用量比為:每40~100mL去離子水溶解2~8g混合物；b.將娃微球分散于乙醇中得分散液；其中每80_150ml乙醇分散l_5g娃微球；
c.將步驟a所得溶液與步驟b所得分散液按1:2-2:1的體積比混合，在40~100°C下反應(yīng)I~10小時(shí)，取出離心，洗滌，干燥，再在300~500°C下煅燒I~10小時(shí)，得到由納米稀土氧化物包覆的硅微球，即具有藍(lán)光屏蔽作用的光擴(kuò)散劑。
[0009]上述步驟a中緩釋沉淀劑為六亞甲基四胺，氨水、氫氧化鈉中的至少一種。
[0010]上述的稀土元素的化合物有:硝酸亞鈰，硝酸鐠，硝酸釹，硝酸鏑，氯化鈰，氯化鐠，氯化釹，氯化鏑。
[0011]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是將兩種光擴(kuò)散劑通過化學(xué)改性的方法結(jié)合，所得產(chǎn)品不僅包含有兩種光擴(kuò)散劑本身的優(yōu)點(diǎn)，而且本發(fā)明所制備的是納米稀土氧化物附著于硅微球的表面，復(fù)合粒子保持完好的球形，其光擴(kuò)散性能與硅微球相比無差別。本發(fā)明所得光擴(kuò)散劑適合用作液晶顯示的背光、投影電視等的透射型屏幕、照明器具、燈飾看板等光擴(kuò)散用構(gòu)件中的添加劑。此外，此制備方法操作簡單，而且原料價(jià)格實(shí)惠，可廣泛應(yīng)用于各種光擴(kuò)散基材中。適合用作液晶顯示的背光、投影電視等的透射型屏幕、照明器具、燈飾看板等光擴(kuò)散用構(gòu)件中的添加劑。
【具體實(shí)施方式】
[0012]在下列實(shí)施例的材料中,光擴(kuò)散劑中的娃微球粉體，選用日本信越生產(chǎn)的，商品牌號為KMP-590 (silicate micro-spheres, SMS),乙醇為分析純,水為去離子水。
[0013]實(shí)施例1:
稱取Ig硝酸鈰和1.6g六亞甲基四胺，溶于120ml去離子水中；稱取Ig SMS粉體，分散到IOOmL無水乙醇中，并通過超聲及機(jī)械攪拌強(qiáng)化分散。兩份溶液混合，45°C的條件下，控制轉(zhuǎn)速為200rpm，攪拌反應(yīng)2h時(shí)間，將所得產(chǎn)物離心洗滌，80°C干燥后，再于500°C煅燒2h時(shí)間，得到光擴(kuò)散劑。
[0014]實(shí)施例2:
稱取Ig硝酸鈰和1.6g六亞甲基四胺，溶于120ml去離子水中；稱取Ig SMS粉體，分散到IOOmL無水乙醇中，并通過超聲及機(jī)械攪拌強(qiáng)化分散。兩份溶液混合，75°C的條件下，控制轉(zhuǎn)速為200rpm，攪拌反應(yīng)2h時(shí)間，將所得產(chǎn)物離心洗滌，80°C干燥后，再于500°C煅燒2h時(shí)間，得到光擴(kuò)散劑。
[0015]實(shí)施例3:
稱取Ig硝酸鈰和1.6g六亞甲基四胺，溶于120ml去離子水中；稱取Ig SMS粉體，分散到IOOmL無水乙醇中，并通過超聲及機(jī)械攪拌強(qiáng)化分散。兩份溶液混合，90°C的條件下，控制轉(zhuǎn)速為200rpm，攪拌反應(yīng)2h時(shí)間，將所得產(chǎn)物離心洗滌，80°C干燥后，再于500°C煅燒2h時(shí)間，得到光擴(kuò)散劑。
[0016]實(shí)施例4:
稱取Ig硝酸鈰和1.6g六亞甲基四胺，溶于120ml去離子水中；稱取Ig SMS粉體，分散到IOOmL無水乙醇中，并通過超聲及機(jī)械攪拌強(qiáng)化分散。兩份溶液混合，75°C的條件下，控制轉(zhuǎn)速為200rpm，攪拌 反應(yīng)Ih時(shí)間，將所得產(chǎn)物離心洗滌，80°C干燥后，再于500°C煅燒2h時(shí)間，得到光擴(kuò)散劑。
[0017]實(shí)施例5:稱取Ig硝酸鈰和1.6g 六亞甲基四胺，溶于120ml去離子水中；稱取Ig SMS粉體，分散到IOOmL無水乙醇中，并通過超聲及機(jī)械攪拌強(qiáng)化分散。兩份溶液混合，75°C的條件下，控制轉(zhuǎn)速為200rpm，攪拌反應(yīng)5h時(shí)間，將所得產(chǎn)物離心洗滌，80°C干燥后，再于500°C煅燒2h時(shí)間，得到光擴(kuò)散劑。
[0018]實(shí)施例6:
稱取Ig硝酸鈰和1.6g六亞甲基四胺，溶于120ml去離子水中；稱取Ig SMS粉體，分散到IOOmL無水乙醇中，并通過超聲及機(jī)械攪拌強(qiáng)化分散。兩份溶液混合，75°C的條件下，控制轉(zhuǎn)速為200rpm，攪拌反應(yīng)IOh時(shí)間，將所得產(chǎn)物離心洗滌，80°C干燥后，再于500°C煅燒2h時(shí)間，得到光擴(kuò)散劑。
[0019]實(shí)施例7:
稱取Ig硝酸鈰和1.6g氫氧化鈉，溶于120ml去離子水中；稱取Ig SMS粉體，分散到IOOmL無水乙醇中，并通過超聲及機(jī)械攪拌強(qiáng)化分散。兩份溶液混合，75°C的條件下，控制轉(zhuǎn)速為200rpm，攪拌反應(yīng)2h時(shí)間，將所得產(chǎn)物離心洗滌，80°C干燥后，再于500°C煅燒2h時(shí)間，得到光擴(kuò)散劑。
[0020]實(shí)施例8:
稱取Ig硝酸鈰，溶于120ml去離子水中，再加入2ml氨水；稱取Ig SMS粉體，分散到IOOmL無水乙醇中，并通過超聲及機(jī)械攪拌強(qiáng)化分散。兩份溶液混合，75°C的條件下，控制轉(zhuǎn)速為200rpm，攪拌反應(yīng)2h時(shí)間，將所得產(chǎn)物離心洗滌，80°C干燥后，再于500°C煅燒2h時(shí)間，得到光擴(kuò)散劑。
[0021]實(shí)施例9:
稱取Ig氯化鈰和1.6g六亞甲基四胺，溶于120ml去離子水中；稱取Ig SMS粉體，分散到IOOmL無水乙醇中，并通過超聲及機(jī)械攪拌強(qiáng)化分散。兩份溶液混合，75°C的條件下，控制轉(zhuǎn)速為200rpm，攪拌反應(yīng)2h時(shí)間，將所得產(chǎn)物離心洗滌，80°C干燥后，再于500°C煅燒2h時(shí)間，得到光擴(kuò)散劑。
[0022]實(shí)施例10:
稱取Ig硝酸鐠和1.6g六亞甲基四胺，溶于120ml去離子水中；稱取Ig SMS粉體，分散到IOOmL無水乙醇中，并通過超聲及機(jī)械攪拌強(qiáng)化分散。兩份溶液混合，75°C的條件下，控制轉(zhuǎn)速為200rpm，攪拌反應(yīng)2h時(shí)間，將所得產(chǎn)物離心洗滌，80°C干燥后，再于500°C煅燒2h時(shí)間，得到光擴(kuò)散劑。
[0023]實(shí)施例11:
稱取Ig硝酸釹和1.6g六亞甲基四胺，溶于120ml去離子水中；稱取Ig SMS粉體，分散到IOOmL無水乙醇中，并通過超聲及機(jī)械攪拌強(qiáng)化分散。兩份溶液混合，75°C的條件下，控制轉(zhuǎn)速為200rpm，攪拌反應(yīng)2h時(shí)間，將所得產(chǎn)物離心洗滌，80°C干燥后，再于500°C煅燒2h時(shí)間，得到光擴(kuò)散劑。
[0024]實(shí)施例12:
稱取Ig硝酸鏑和1.6g六亞甲基四胺，溶于120ml去離子水中；稱取Ig SMS粉體，分散到IOOmL無水乙醇中，并通過超聲及機(jī)械攪拌強(qiáng)化分散。兩份溶液混合，75°C的條件下，控制轉(zhuǎn)速為200rpm，攪拌反應(yīng)2h時(shí)間，將所得產(chǎn)物離心洗滌，80°C干燥后，再于500°C煅燒2h時(shí)間，得到光擴(kuò)散劑。[0025]使用紫外可見分光光度計(jì)測試其藍(lán)光屏蔽效率。
【權(quán)利要求】
1.一種具有藍(lán)光屏蔽作用的光擴(kuò)散劑，其特征在于該光擴(kuò)散劑以娃微球?yàn)楹?，其表面包覆直徑?0~50nm的納米稀土氧化物粒子，其中硅微球的粒徑為:I~5 μ m,硅微球和納米稀土氧化物的質(zhì)量比為:1:1~1:10。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有藍(lán)光屏蔽作用的光擴(kuò)散劑，其特征在于所述的納米稀土氧化物為氧化鈰、氧化鐠、氧化釹、氧化鏑中的至少一種。
3.一種制備根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的具有藍(lán)光屏蔽作用的光擴(kuò)散劑的方法，其特征在于該方法的具體步驟為: a.將緩釋沉淀劑與稀土元素的化合物按1:1-1:10的摩爾比混合均勻后，得混合物，將該混合物溶于去離子水中，攪拌均勻；其中混合物與去離子水的用量比為:每40~100mL去離子水溶解2~8g混合物； b.將娃微球分散于乙醇中得分散液；其中每80_150ml乙醇分散l_5g娃微球； c.將步驟a所得溶液與步驟b所得分散液按1:2-2:1的體積比混合，在40~100°C下反應(yīng)I~10小時(shí)，取出離心，洗滌，干燥，再在300~500 V下煅燒I~10小時(shí)，得到由納米稀土氧化物包覆的硅微球，即具有藍(lán)光屏蔽作用的光擴(kuò)散劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述步驟a中緩釋沉淀劑為六亞甲基四胺、氨水、氫氧化鈉中的至少一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述的稀土元素的化合物有:硝酸亞鈰，硝酸鐠，硝酸釹，硝酸鏑，氯化鈰，氯化鐠，氯化釹，氯化鏑。
【文檔編號】C08K3/02GK103951847SQ201410161988
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月22日
【發(fā)明者】丁鵬, 施利毅, 趙昱, 唐圣福 申請人:上海大學(xué)