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铝酸锶：铕镝发光粉的制备及其在水性聚氨酯涂料中的应用研究

作　者: 段海婷
导　师: 王正祥；谭美军
学　校: 湖南工业大学
专　业: 材料学
关键词: SrAl2O4:Eu2+,Dy3+ 水性聚氨酯 包覆SrAl2O4:Eu2+,Dy3+ 荧光涂料
分类号: TQ630.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


发光是物体将某种方式吸收的能量转化为光辐射的过程。本文总结和概括了稀土离子激活碱土铝酸盐长余辉发光材料的研究现状,对铕镝共激活的铝酸锶长余辉发光材料的超细粉体的合成、表面包覆改性和在涂料中的应用等多个方面进行了研究。采用改进的高温固相法制备了质地疏松、发光强度较好的SrAl2O4:Eu2+,Dy3+长余辉发光粉。利用发射光谱、激发光谱、发光衰减曲线及扫描电镜对SrAl2O4:Eu2+,Dy3+长余辉发光粉进行了分析,确定了较优的原料配比及工艺条件。原料及其配比:活性炭含量为18%,Sr/Al的比值为0.4,Eu2+浓度为2%,硼酸量为8%;合成工艺条件:原料经研细后混合均匀,并以无水乙醇研磨分散成浆状,真空干燥,活性炭以粉状覆盖在前躯体表面,焙烧温度为1300℃,焙烧时间为3小时,反应完成后随炉温冷却。此外,还研究了活性炭装法对SrAl2O4:Eu2+,Dy3+发光粉发光性能的影响采用预聚体分散法制备了性能稳定的水性聚氨酯乳液（WPL）。通过粒径、粘度、吸水率、稳定性、反应温度、反应时间及实验材料脱水对WPL的分析,确定了原料配比及工艺条件。原料及其配比:-NCO/-OH的比值为1.6,催化剂用量为0.05%;合成工艺条件:扩链温度为80℃左右,乳化温度35～40℃,中和温度为40℃左右,原材料在反应前需经脱水处理。此外,还研究了去离子水的含量对WPL性能的影响。采用Al2O3对SrAl2O4:Eu2+,Dy3+发光粉进行包覆以改善其耐水性。通过对pH值的测定,考察了包覆样品的耐水性,研究了发光材料的结构和发光性能。实验结果表明:样品被完整紧密包覆,表现出优良的耐水性能,在去离子水中,原样105min内即完全水解,而包覆后的样品在45min内稍微有水解而后不水解;同时,包覆对发光粉的发光性能影响很小,发射光强度损失约5.2%,激发光强度损失约7.6%。以改性后的发光粉为颜料,水性聚氨酯为成膜物质,制备了水性聚氨酯发光涂料,研究了发光粉和树脂的不同比例、不同涂膜厚度以及不同光照时间等因素对涂膜发光性能的影响。

全文目录


摘要  4-6
ABSTRACT  6-11
第一章 绪论  11-25
  1.1 长余辉发光材料的特性和种类  11-13
    1.1.1 长余辉发光材料的特性  11-12
    1.1.2 长余辉发光材料的种类  12-13
  1.2 碱土铝酸盐长余辉发光材料的研究现状  13-18
    1.2.1 发光材料的制备技术  13-16
    1.2.2 发光粉的表面包覆改性  16-17
    1.2.3 长余辉发光材料的应用  17-18
  1.3 稀土长余辉发光材料发光机理研究现状  18-22
    1.3.1 空穴转移发光模型  18-19
    1.3.2 位型坐标模型  19-20
    1.3.3 能量传递模型  20-21
    1.3.4 热致发光模型  21-22
  1.4 碱土铝酸盐长余辉发光材料的研究进展  22-23
  1.5 铝酸锶：铕镝长余辉发光材料的研究方向与展望  23-24
  1.6 本课题研究的目的、主要内容及意义  24-25
    1.6.1 本课题研究的目的  24
    1.6.2 本课题研究的内容  24
    1.6.3 本课题研究的意义  24-25
第二章 铝酸锶:铕镝发光粉的合成与性能研究  25-43
  2.1 实验原料及设备  25-26
    2.1.1 实验原料及产地  25-26
    2.1.2 合成实验设备  26
  2.2 实验和工艺流程  26-30
    2.2.1 实验步骤  26-28
    2.2.2 工艺过程  28-29
    2.2.3 升温制度的制定  29-30
  2.3 性能测试和分析方法  30-31
    2.3.1 测试仪器  30
    2.3.2 分析方法  30-31
  2.4 实验结果与讨论  31-41
    2.4.1 发光粉的性质和外观形貌  31-33
    2.4.2 活性炭装法对材料发光强度的影响  33-34
    2.4.3 活性炭的含量对材料发光强度的影响  34-36
    2.4.4 不同锶铝配比对发光性能的影响  36-38
    2.4.5 Eu~(2+)浓度对发光性能的影响  38-39
    2.4.6 合成温度的影响  39-40
    2.4.7 助熔剂的影响  40-41
  2.5 本章小结  41-43
第三章 环保型水性聚氨酯涂料的制备和性能的研究  43-57
  3.1 实验药品和仪器设备  43-44
    3.1.1 实验药品  43-44
    3.1.2 仪器设备  44
  3.2 水性聚氨酯的合成  44-47
    3.2.1 合成原理  44-45
    3.2.2 工艺过程  45-46
    3.2.3 原料的精制  46
    3.2.4 实验过程  46-47
    3.2.5 实验装置  47
  3.3 聚氨酯乳液及涂膜性能的测定  47-49
    3.3.1 膜的制备  47
    3.3.2 粘度的测定  47-48
    3.3.3 平均粒径的测定  48
    3.3.4 稳定性的测定  48
    3.3.5 固含量的测定  48-49
    3.3.6 吸水率的测定  49
    3.3.7 附着力的测定  49
    3.3.8 红外测试  49
  3.4 结果与讨论  49-55
    3.4.1 -NCO/-OH的比值对涂膜吸水率的影响  49-50
    3.4.2 催化剂用量对乳液性能的影响  50-51
    3.4.3 扩链反应温度的影响  51
    3.4.4 乳化温度的影响  51-52
    3.4.5 中和反应温度的影响  52
    3.4.6 去离子水含量对聚氨酯乳液(WPL)性能的影响  52-54
    3.4.7 含不同去离子水制备的聚氨酯乳液(WPL)的谱图解析  54-55
    3.4.8 聚氨酯涂料的泛黄性  55
    3.4.9 实验材料脱水的影响  55
  3.5 本章小结  55-57
第四章 水性发光涂料的制备和性能  57-70
  4.1 发光粉表面包覆的实验部分  57-64
    4.1.1 实验药品  57-58
    4.1.2 实验仪器  58
    4.1.3 实验原理  58-59
    4.1.4 实验过程  59
    4.1.5 实验结果与讨论  59-64
  4.2 发光涂料制备  64-68
    4.2.1 发光涂料配方  64
    4.2.2 实验过程  64
    4.2.3 喷涂方法  64
    4.2.4 测试仪器  64-65
    4.2.5 结果与讨论  65-68
  4.3 本章小结  68-70
第五章 结论  70-72
参考文献  72-80
读研期间发表论文和科研情况  80-81
致谢  81

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 涂料工业 > 一般性问题 > 原料及辅助物料
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