[发明专利]一种锰掺杂氟化物荧光粉的耐水改性方法

说明书

本发明公开了一种锰掺杂氟化物荧光粉的耐水改性方法，具体为：将二氧化硅或二氧化硅和酒石酸的混合物在恒温水浴下溶于氢氟酸水溶液中，得到氟硅酸溶液或酒石酸和氢氟酸的混合溶液；将氟化物红色荧光粉加入到氟硅酸溶液或酒石酸和氢氟酸的混合溶液中，在水浴下充分搅拌，将反应后的产物经洗涤、干燥处理得到改性后的荧光粉产物。本发明采用原位离子交换法将基质Ksubgt;2/subgt;SiFsubgt;6/subgt;表面的Mnsupgt;4+/supgt;离子去除，一方面不会引入杂相；另一方面基质Ksubgt;2/subgt;SiFsubgt;6/subgt;内部仍含有大量的Mnsupgt;4+/supgt;离子，因此不会改变荧光粉材料原有的发光性能；本发明方法得到的荧光粉材料耐水性能显著提升，在高温高湿环境下依然能长期保持高发光性能。

技术领域

本发明涉及一种锰掺杂氟化物荧光粉的耐水改性方法。

背景技术

理想的红色荧光粉材料波长应小于650nm，正好处于人类眼睛在红色光谱区域的视觉敏感区。此外，红光发射色彩饱和度要高，且需要窄带发射以满足显示性能需要。Mn⁴⁺掺杂的氟化物红色荧光粉吸收带比较宽，热稳定性好，红光区域为尖峰发射，其中K₂SiF₆:Mn⁴⁺红色荧光粉室温下量子效率高，制备工艺简单，十分契合照明光源和液晶显示背光源等领域的应用。

然而K₂SiF₆:Mn⁴⁺氟化物体系红色荧光粉一个固有问题是耐水性差，对湿气极其敏感，尤其在温度与湿度协同作用下，会导致荧光粉发光效率在短时间内显著下降。其原因普遍认为是[MnF₆]^2-离子与水接触发生水解反应，在荧光粉表面生成的深棕色锰氧化物，严重阻碍激发光的激发和荧光粉的发射过程，造成蓝光的无效吸收和红光的重吸收。因此需要改进氟化物荧光粉的耐水性，延长荧光粉的使用寿命。

目前对于K₂SiF₆:Mn⁴⁺氟化物体系红色荧光粉耐水性的改善主要为有机包覆和无机包覆两类。有机包覆利用有机物的疏水性能有效改善荧光粉的耐水性，然而有机分子通常不耐高温，在实际工作的高温环境下易分解，从而失去保护作用。无机包覆利用氧化物等的致密性，亦能阻碍水汽与内部荧光粉的接触，但其不透光会损害荧光粉的发光性能。

发明内容

发明目的：本发明目的旨在提供一种锰掺杂氟化物荧光粉的耐水改性方法，该改性方法能够在显著提升荧光粉材料耐水性的同时不影响荧光粉材料的初始发光性能，从而使其在高温高湿环境下依然保持高发光性能。

技术方案：本发明所述的锰掺杂氟化物荧光粉的耐水改性方法，具体为：将二氧化硅或二氧化硅和酒石酸的混合物在恒温水浴下溶于氢氟酸水溶液中，得到氟硅酸溶液或酒石酸和氢氟酸的混合溶液；将氟化物红色荧光粉加入到氟硅酸溶液或酒石酸和氢氟酸的混合溶液中，在水浴下充分搅拌，将反应后的产物经洗涤、干燥处理得到改性后的荧光粉产物。在恒温水浴下反应能够加快离子之间发生交换的速率。

其中，氢氟酸水溶液的质量分数为49％。

其中，在氟硅酸溶液或酒石酸和氢氟酸的混合溶液中，氟硅酸的浓度为1.0～2.0mol/L。

其中，在酒石酸和氢氟酸的混合溶液中，酒石酸的浓度为0.01～0.20g/mL。

其中，所述恒温水浴的温度为60～80℃。

其中，所述氟化物红色荧光粉的化学式为K₂SiF₆:Mn⁴⁺。

其中，所述氟化物红色荧光粉与SiO₂的加入摩尔比为1：2。

其中，所述搅拌条件为：温度为60～80℃，转速为150～200rpm，搅拌时间为5～30min。