Способ поверхностной обработки люминофоров на основе сульфида цинка и кадмия

 

Изобретение относится к технологии получения люминифоров для рентгеновских экранов на основе сульфидов цинка и кадмия. Сущность изобретения: предварительно люминофор перемешивают с раствором силиката калия в количестве, достаточном для нанесения на люминофор 0,01 - 0,1 мас. % диоксида кремния, добавляют в суспензию изопропиловый спирт или 1% -ный водный раствор нитрата стронция или бария и полученную суспензию подвергают обработке хлорсиланом в количестве 0,005 - 0,1 мас. % к весу люминофора. Для обработки суспензии используют 1% -ный спиртовой раствор диметил-или дифенилдихлорсилана. 1 з. п. ф - лы.

Изобретение относитя к технологии получения люминофоров для рентгеновских экранов на осное сульфидов цинка и кадмия.

Рентгеновский экран изготавливают путем нанесения на подложку суспензии, содержащей люминофор, связующее - высокомолекулярное соединение и растворитель [1] .

В производстве рентгеновских экранов в качестве связующего обычно применяют апатобутират целлюлозы, а растворителем является заливочная смесь из хлористого метилена и этанола, взятых в соотношении 4: 1. При ипользовании люминофора на цинк-кадмий сульфидной основе из-за плохой смачиваемости поверхности частиц люминофора слабополярным растворителем и высокомолекулярным связующим не достигается требуемой степени плотности упаковки частиц люминофора в слое, что понижает качество рентгеновского экрана [2] .

Известен способ поверхностной обработки рентгенолюминофора на основе оксигалогенида РЗЭ жирными кислотами и их солями с целью повышения влагостойкости и долговечности рентгеновского экрана. Однако обработка рентгенолюминофора на основе сульфида цинка и кадмия солями жирных кислот, в частности стеаратом калия, приводит к увеличению седиментационного объема люминофора в заливочной смеси [3] .

Известен способ поверхностной обработки цинк-сульфидного люминофора с целью придания частицам гидрофобных свойств метилсиликоновым маслом [4] .

При этом способе обработки не проиходит химического взаимодействия масла с поверхностью частиц люминофора, седиментационный объем люминофора в заливочной смеси высок.

Наиболее близким к изобретению является способ поверхностной обработки цинкосульфидных катодолюминофоров с целью гидрофобизации частиц люминофора органическими силанами с содержанием 0,5-3 мас. % к весу люминофора [5] . Обработка люминофоров для цветного телевидения предотвращает агломерацию частиц при сушке и улучшает диспергируемость частиц процессе изготовления суспензии для нанесения на экраны кинескопов. Недостатком этого способа является то, что органические силаны не образуют прочной связи с поверхносстью цинк-кадмий сульфидного люминофора, поэтому свойства модифицированного таким способом люминофора не стабильны и в заливочной смеси люминофор имеет большой седиментационный объем, а следовательно, недостаточную смачиваемость и неудовлетворительную наносимость на экран.

Целью изобретения является улучшение наносимости люминофора на экран за счет снижения седиментационного объема осадка люминофора в суспензии заливочной смеси.

Это обеспечивает способ поверхностной обработки люминофоров на основе сульфида цинка и кадмия путем перемешивания люминофора с раствором силиката калия в количестве, достаточном для нанесения на люминофор 0,01-0,1 масс. % диоксида кремния, с последующим добавлением нитрата стронция или бария и обработкой суспензии хлорсиланом в количестве 0,005-0,1 мас. % к весу люминофора. В качестве хлорсилана используют 1% -ный спиртовой раствор диметил- или дифенилдихлорсилана.

П р и м е р 1 ( по прототипу). К 100 г цинк-кадмий сульфидного люминофора, отмытого от плавней, приливают 100 мл 1% -ного спиртового раствора диметилдихлорсилана (количество диметилдихлорсилана составляет 1 мас. % к весу люминофора). Суспензию тщательно перемешивают в течение 0,25 ч, фильтруют и сушат при 100^оС. Относительная яркость рентгенолюминесценции 100% , седиментационный объем люминофора в заливочной смеси 0,44 см³/г.

П р и м е р 2. К 100 г цинк-кадмий сульфидного люминофора, отмытого от плавней, приливают 100 мл дистиллированной воды, 0,26 мл водного раствора силиката калия с концентрацией К₂SiO₃ 303 г/л и модулем, равным 2,67 (количество двуокиси кремния оставляет 0,05 мас. % к весу люминофора). Полученную суспензию люминофора перемешивают в течение 0,25 ч и добавляют 20 мл изопропилового спирта, суспензию продолжают перемешивать в течение 0,5 ч, после чего по каплями приливают 10 мл 1% -ного раствора диметилдихлорсилана (содержание 0,1 мас. % к весу люминофора), суспензию еще перемешивают в течение 0,5 ч, фильтруют и сушат при 110^оС. Относительная яркость рентгенолюминесценции 101% , седиментационный объем в заливочной смеси 0,40 см³/г.

П р и м е р 3. К 100 г цинк-кадмий сульфидного люминофора, отмытого от плавней, приливают 100 мл дистиллированной воды и 0,51 мл водного раствора силиката калия с концентрацией 303 г/л и модулем, равным 2,67 (концентрация двуокиси кремния в растворе 191 г/л, количесство двуокиси кремния составляет 0,1 мас. % к весу люминофора). К полученной суспензии по каплям приливают 2 мл 1% -ного водного растора Sr(NO₃)₂ (концентрация Sr(NO₃)₂ в растворе составляет 0,02 мас. % ). Суспензию перемешивают в течение 0,5 ч и приливают 5 мл 1% -ного водного раствора диметилдихлорсилана (концентрация диметилдихлорсилана составляет 0,05 мас. % к весу люминофора). Суспензию люминофора еще перемешивают в течение 0,5 ч, дают отстояться, отмывают люминофор декантацией два раза, после чего люминофор фильтруют, сушат при 110^оС. Относительная яркость рентгенолюминесценции 103% . Седиментационный объем осадка в заливочной смеси 0,42 см³/г.

П р и м е р 4. Аналогично примеру 3, за исключением того, что к суспензии люминофора приливают 0,76 мл водного раствора силиката калия с концентрацией 303 г/л и модулем 2,67 (концентрация двуокиси кремния составляет 0,15 мас. % к весу люминофора). Отностельная яркость рентгенолюминесценции 102% . Седиментацион- ный объем осадка в заливочной смеси 0,48 см³/г.

П р и м е р 5. Аналогично примеру 3, за исключением того, что к суспензии люминофора приливают 0,05 мл водного раствора силиката калия с концентрацией силиката калия 303 г/л и модулем 2,67 (количество двуокиси кремния составляет 0,01 мас. % к весу люминофора). Относительная яркость рентгенолюминесценции 101% . Седиментационный объем осадка в заливочной смесси 0,43 см³/г.

П р и м е р 6. Аналогично примеру 2, за исключением того, что для коагуляции силиката калия вместо изопропилового спирта приливают к суспензии 1,5 мл 1% -ного водного раствора Ba(NO₃)₂ и приливают 0,5 мл 1% -ного спиртового раствора дифенилдихлорсилана (концентрация дифенилдихлорсилана составляет 0,005 мас. % к весу люминофора). Относительная яркость рентгенолюминесценции 102% . Седиментационный объем 0,42 см³/г.

П р и м е р 7. Аналогично примеру 6, за исключением того, что к суспензии приливают 0,1 мл 1% -ного спиртового растора дифенилдихлорсилана (концентрация дифенил- дихлорсилана 0,001 мас. % к весу люминофора). Относительная яркость рентгенолюминесценции 100% . Седиментационный объем 0,45 см³/г.

П р и м е р 8. Аналогично примеру 2, за исключением того, что к водной суспензии люминофора приливают 0,26 мл водного раствора силиката калия с концентрацией силиката калия 303 г/л и модулем 2,67 (концентрация двуокиси кремния составляет 0,005 мас. % от веса люминофора). Относительная яркость рентгенолюминесценции 100% . Седиментационный объем 0,46 см³/г.

П р и м е р 9. Аналогично примеру 2, за исключением того, что в суспензию приливают 15 мл 1-ного водного ратвора диметилдихлорсилана (концентрация диметилдихлорсилана 0,15 мас. % к весу люминофора).

Относительная яркость рентгенолюминесценции 101% . Седиментационный объем 0,47 см³/г.

При концентрации диоксида кремния менее 0,01 мас. % к весу люминофора поверхность частиц люминофора практически не покрывается диоксидом кремния, что ухудшает процесс отработки силанами.

При концентрации диоксида кремния более 0,1 мас. % на поверхности частиц осаждается настолько много диоксида кремния, что склеиваются частицы люминофора с образованием прочных агломератов, и седиментационный объем в заливочной смеси резко увеличивается.

Уменьшение концентрации силана ниже предлагаемого предела ухудшает гидрофобизацию частиц и увеличивает седиментационный объем. С ростом концентрации силана выше 0,1 мас. % к весу люминофора увеличивается образование ассоциатов гидролизованного силана, которые теряют возможность взаимодействовать с гидроксильными группами поверхности диоксида кремния, находящегося на частицах люминофора. Седиментационный объем увеличивается.

Изобретение позволяет улучшить технологические свойства цинк-кадмий сульфидного рентгенолюминофора, а именно смачиваемость, что обепечивает улучшение наносимости люминофора на экран и повышение качества экрана. (56) 1. Заявка Японии N 63-433137, кл. СО9К 11/61, 1988.

2. Тезисы докладов международного симпозиума. Люминесцентные материалы рентгеновские экраны. М. , 1989, с. 14.

3. Патент США N 4360571, кл. СО9К 11/475, 1982.

4. Заявка Японии N 63-65481, кл. СО9К 11/08, 1988.

5. Заявка Японии N 53-17555, кл. СО9К 11/02, 1978.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ПОВЕРХНОСТНОЙ ОБРАБОТКИ ЛЮМИНОФОРОВ НА ОСНОВЕ СУЛЬФИДА ЦИНКА И КАДМИЯ, включающий обработку люминофора спиртовым раствором хлорсилана при перемешивании, фильтрацию суспензии и сушку обработанного люминофора, отличающийся тем, что, с целью улучшения наносимости люминофора на экран за счет снижения седиментационного объема осадка люминофора в суспензии заливочной смеси, предварительно люминофор перемешивают с раствором силиката калия в количестве, достаточном для нанесения на люминофор 0,01 - 0,1 мас. % диоксида кремния, добавляют в суспензию изопропиловый спирт или 1% -ный водный раствор нитрата стронция или бария и полученную суспензию подвергают обработке хлорсиланом в количестве 0,005 - 0,1% масс к массе люминофора.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для обработки суспензии используют 1% -ный спиртовой раствор диметил- или дифенилдихлорсилана.