[发明专利]一种长余辉发光柔性纳米纤维素材料、制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种长余辉发光柔性纳米纤维素材料，包括改性长余辉发光材料和纳米纤维素材料，其中，所述改性长余辉发光材料包括将长余辉发光材料进行纳米二氧化硅包覆，然后经氨基硅烷接枝改性。本发明还涉及上述长余辉发光柔性纤维材料的制备及其应用。根据本发明的长余辉发光柔性纳米纤维素材料，发光性能好，强度高，透光性好。

技术领域

本发明涉及一种具有长余辉发光的材料，具体涉及一种长余辉发光柔性纳米纤维素材料、其制备方法和应用。

背景技术

从二十世纪初人们发现长余辉发光现象以来，因其独特的发光特性，长余辉材料的发展取得了极大的进展。从1992年起,研究的重点在于稀土元素掺杂的长余辉发光体,尤其是碱土铝酸盐体系发展十分迅速，它的发光强度、余辉时间、化学稳定性都胜于硫化物长余辉材料，长余辉材料的发展进入了一个新的阶段。它以铝酸锶为基质，以稀土材料作为掺杂元素形成发光中心和陷阱中心，它无毒、无污染、不消耗电能、发光亮度高、余辉时间长，是一种高效节能的固体发光材料。目前已经开发的发光性能优异的稀土铝酸盐长余辉发光材料主要是二价铕离子和其他三价稀土离子共激活的稀土铝酸盐长余辉体系，化学通式为MAl₂O₄:Eu²⁺,RE³⁺。式中：M＝Ca、Sr、Ba；Eu²⁺为激活剂；RE³⁺主要是Dy³⁺、Nd³⁺、Tm³⁺为辅助激活剂。

通过现在的技术手段，MAl₂O₄:Eu²⁺,RE³⁺长余辉发光粉一般采用高温固相法合成，经球磨工序研磨成粒径约为50个纳米到30微米不等的无机微纳米颗粒，而通常粒径在5～15微米的粒子在长余辉指示、温度传感中具有十分广泛的需求，因颗粒表面具有较高的比表面积，在与水接触时，会缓慢发生水解反应，不仅破坏发光材料的晶体结构，降低了材料发光强度，同时使体系pH值升高，生成氢氧化铝沉淀，破坏了体系的酸碱平衡。为此有文献提出了一种铝酸盐发光粉的表面改性方法，它采用液相沉淀法在铝酸盐发光粉颗粒表面包覆氧化铝膜层，该膜层虽然提高了发光粉颗粒的防水性能，但是改性后的发光粉表面只是含有羟基，对于微米粒子而言活性相对较差，不易于在纤维素的网络中形成高效的结合。有文献提出了一种发光粉颗粒表面进行有机膜层包覆的方法，它首先采用硅烷偶联剂X-甲基丙烯酰一氧丙基三甲基硅烷(MAPS)对发光粉进行活化改性，然后再接枝甲基丙烯酸甲酯(MMA)，最终得到复合改性的发光粉，这种发光粉改性在涂料中的分散性得到一定程度提高，但是该方法改性后的发光粉与纤维素相容性差，且不易与纳米纤维素形成较好的界面结合，因此并不适用于纳米纤维素膜材料的制备。

目前铝酸盐发光粉主要应用在油漆、涂料、陶瓷或树脂基体中制备发光功能材料，而将铝酸盐发光粉MAl₂O₄:Eu²⁺,RE³⁺应用于制备功能纸张及膜片的研究较少，而之前专利主要侧重于利用胶黏剂将发光粉物理包覆在基体物质中，而两相微区结合力较弱，例如文献公开了一种长余辉发光纸的制备方法，是以原纸作为涂布基材，先涂布纳米二氧化钛作为底漆，再将铝酸盐发光粉、碳酸钙、胶黏剂、乳胶、水和颜料按一定配比的混合料进行丝网漏印在涂布底漆的原纸上，干燥分切后，得到长余辉发光纸。