[发明专利]一种玻璃纤维增强荧光玻璃复合薄片的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于发光材料领域，特别涉及一种玻璃纤维增强荧光玻璃复合薄片的制备方法。

背景技术

荧光粉作为典型的固体光致发光材料，在照明、显示等诸多领域都有着广泛的应用，已经成为材料领域最为热门的方向之一。

为了对荧光粉进行一定的位置固定与物理化学上的保护，需要将荧光粉进行一定的封装。例如早期LED生产过程中一直利用环氧树脂等有机高分子材料作为封装材料对荧光粉进行封装。然而因为树脂的物理化学稳定性较差，在长时间工作过程中极易出现老化变质现象。硅胶相对于树脂类封装材料拥有更好的透过率、导热率、物理化学稳定性以及荧光粉分散性，因此新一代的大功率LED采用硅胶进行封装。但是当荧光粉应用于高能量激发环境例如大功率照明或者激光激发显示时，利用硅胶进行组件的封装已经无法达到应用标准。在长时间的激光照射下硅胶同样出现了老化分解的现象，直接影响内部荧光粉的发光性能。对封装材料以及封装工艺进行改良与调整以满足高能量密度激发环境已经是相关领域所面临的难题。

利用玻璃对荧光粉进行封装是解决这些问题的良好途径。因为玻璃材料在高透过性的基础上还拥有非常好的物理化学稳定性能和高热稳定性，能够支持荧光粉在高能量密度激发下的发光行为。CN102121591公开了一种白光LED光源及其荧光体的制备方法，将发光离子掺入到玻璃基体中通过蓝光芯片激发发出白光，这种方法成功解决了前期封装不均、封装材料老化分解的问题，但是其发光体系单一且发光效率较低，无法满足应用需求。CN103043908公开了一种新型荧光玻璃及其制备方法，将荧光粉与玻璃粉煅烧后经浇铸成型、退火、切割制备成荧光玻璃，应用该方法可以有效解决发光体系单一的问题，然而其工艺复杂，较难制备荧光薄片，制约了荧光玻璃的应用。CN102723424公开了一种LED用荧光薄片的制备方法，将荧光粉与特定玻璃粉压制成形烧结得到荧光薄片，但是其产品力学强度较低，无法保证其使用性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种玻璃纤维增强荧光玻璃复合薄片的制备方法，该方法与传统荧光粉封装方式相比，可以有效提高荧光粉封装稳定性以及分散均匀性等性能；与传统荧光玻璃相比，可以选择的发光体系较多，发光强度较高；与传统荧光薄片相比，拥有更简单的制备设备与工艺，以及更强的力学性能。

本发明的一种玻璃纤维增强荧光玻璃复合薄片的制备方法，包括：

（1）称取质量比1:4-4:1的荧光粉和玻璃粉，加入粘结剂，混合形成荧光玻璃浆料；

（2）将玻璃纤维编织成骨架或网络，与上述荧光玻璃浆料复合，通过刮涂法形成所需大小与厚度的复合薄片；

（3）将上述复合薄片于100℃-200℃烘烤0.5-3h，除去大部分易挥发粘结剂，然后在空气或氮气的气氛下于300℃-900℃烧结0.2-2h，最后经研磨抛光（提高其表面平整度）、切割成所需形状大小的产品，即得玻璃纤维增强荧光玻璃复合薄片。

所述步骤（1）中的荧光粉为稀土掺杂的氧化物、氮化物以及氧氮化物等多体系荧光粉中的一种或者几种，荧光粉的颗粒大小为1-20μm。

所述步骤（1）中的玻璃粉的软化点为300℃-700℃。

所述步骤（1）中的粘结剂为松油醇等易挥发黏性液体。

所述步骤（2）中的玻璃纤维的直径为10-50μm，玻璃纤维的软化点高于玻璃粉的软化点50℃或以上。

所述步骤（2）中的玻璃纤维与荧光玻璃浆料的复合为长丝复合或短丝复合。

所述长丝复合的步骤包括：刮涂一层浆料，在浆料层上铺展一层玻璃纤维长丝所编织成的玻璃纤维网络，在玻璃纤维网络上再刮涂一层浆料，依次重复形成复合薄片，玻璃纤维网络的层数为一层或多层。

所述短丝复合的步骤包括：将长度为1cm-4cm的玻璃纤维与玻璃浆料混合均匀，通过刮涂形成复合薄片。

所述复合薄片的厚度为100μm-3000μm。

有益效果

（1）本发明利用刮涂法制备出荧光玻璃薄片，同时利用玻璃纤维对薄片进行力学性能的增强。该方法工序简单，原料范围广泛，可以利用绝大部分体系的荧光粉与玻璃粉进行复合。制备的荧光薄片拥有较好的发光性能和力学性能，可以应用到大功率照明或显示领域。

（2）与传统荧光粉封装方式相比，可以有效提高荧光粉封装稳定性以及分散均匀性等性能；与传统荧光玻璃相比，可以选择的发光体系较多，发光强度较高；与传统荧光薄片相比，拥有更简单的制备设备与工艺，以及更强的力学性能。