Способ обработки катодолюминофора

 

Область использования: экраны дисплеев. Сущность изобретения: порошок катодолюминофора на основе сульфида цинка и цинка-кадмия диспергируют в водном растворе силиката калия, вводят в суспензию раствор сульфата цинка или алюминия и поверхостно-активное вещество типа C-10, перемешивают, оттаивают, промывают и декантируют суспензию, повторно вводят раствор силиката калия, декантируют, повторно вводят водный раствор оксиэтилендифосфоновой кислоты до нейтрального значения рН суспензии, фильтруют и сушат осадок. Седиментационный объем 24.25 см³/г, гидроемкость 0.42-0.45 см³/100 . 1 табл.

Изобретение относится к химии, в частности к производству катодолюминофоров на основе сульфидов цинка и цинка-кадмия для цветного телевидения и дисплеев.

Использование катодолюминофоров в качестве покрытия для экранов дисплеев ужесточает требования к их технологическим параметрам. Необходимо применение порошков с размерами зерен до 10 мкм, что усложняет процесс производства введением стадии фракционирования. В то же время использование таких тонкодисперсных люминофоров со средним размером частиц 6 мкм приводит к ухудшению качества люминофорного покрытия экрана кинескопа-появлению рябизны, лучистости, комков в связи со склонностью к агрегированию, слеживаемости. Наиболее важным из параметров, определяющих поведение люминофора при нанесении на экраны, являются гидроемкость и седиментационный объем порошка.

Известен способ обработки катодолюминофора путем модифицирования его поверхности пирофосфатом алюминия или магния с добавкой небольших количеств кремния с целью исключения образования вуали и перекрестного загрязнения на экране кинескопа цветного телевидения [1] .

Недостатками этого способа являются неудовлетворительные технологические свойства - седиментационный объем и гидроемкость модифицированного люминофора.

Известен способ обработки люминофорных частиц силикатом калия в присутствии поверхностно-активного вещества с последующим введением в суспензию изопропилового спирта [2] .

Наличие ПАВ в суспензии люминофора при диспергировании ультразвуком, как известно, улучшает очистку поверхности твердых частиц и тем самым открывает активные центры, являющиеся центрами окисления, центрами свечения. Это приводит к снижению термической стойкости люминофора, так как на поверхность частиц не осаждается нерастворимый силикат металла.

Известен способ обработки сульфидных катодолюминофоров силикатом алюминия, согласно которому люминофор суспендируется в растворе жидкого стекла (K₂SiO₃) с последующим добавлением по капле раствора соли алюминия. После тщательного перемешивания люминофор промывают и сушат. Полученный люминофор характеризуется более однородным распределением частиц по размерам [3] .

Недостатком данного способа является неоднородность покрытия из-за быстрой коагуляции силиката калия при введении в его раствор многозарядного катиона (Al³⁺). Следствием этого является низкая термическая стабильность, неудовлетворительная адгезия обработанного люминофора к экрану кинескопа.

Наиболее близким к изобретению является способ обработки катодолюминофора на основе сульфида цинка или цинка и кадмия, включающий диспергирование порошка люминофора в водном растворе силиката калия с последующим введением в суспензию раствора соли металла, образующего нерастворимые силикаты, например, раствора сернокислого цинка или алюминия, вводят совместно с ПАВ типа эмульгатора С-10, взятом в количестве 0,1-10 мас. % от соли металла, после этого суспензию перемешивают, отстаивают и декантируют и повторно вводят в суспензию силиката калия с последующим повторным декантированием, фильтрацией и сушкой обработанного люминофора [4] .

Недостатком данного способа применительно к люминофорам мелкого гранулометрического состава с высокоразвитой удельной поверхностью является слишком высокая гидрофильность поверхности, обусловленная наличием большого количества гидроксильных групп, при конденсации которых могут образовываться прочные водородные связи. Это приводит к агломерации частиц, появлению на экране кинескопа рябизны, комков, уменьшению адгезии к экрану, в конечном итоге к ухудшению светотехнических характеристик кинескопов. Наиболее значительно этот недостаток проявляется в увеличении параметра "гидроемкость".

Целью изобретения является улучшение люминофорного покрытия экранов дисплеев и кинескопов для цветного телевидения за счет уменьшения показателей седиментационного объема и гидроемкости люминофора.

Это обеспечивает способ обработки катодолюминофоров на основе цинка или цинка и кадмия, включающий диспергирование порошка катодолюминофора в водном растворе силиката калия, введение в суспензию раствора сульфата цинка или алюминия и поверхностно-активного вещества типа эмульгатора С-10, перемешивание, отстаивание и декантирование суспензии, повторное введение в суспензию силиката калия, декантирование, введение в суспензию водного раствора оксиэтилидендифосфоновой кислоты до нейтрального значения рН суспензии порядка 6-7,2, фильтрацию и сушку обработанного люминофора.

1. Определение седиментационного объема и гидроемкости проводилось по стандартным методикам ТУ 6-09-31-210-88 и ТУ 6-09-31-230-88.

2. Качество покрытия - инструкция по определению технологических свойств люминофоров.

Положительное воздействие дополнительного введения указанной кислоты (ОЭДФК) заключается во взаимодействии гидроксильных групп кислоты R-p= или ее калиевой соли R-p= , образу- ющейся в щелочном растворе H₂SiO₃ с поверхностными гидроксильными группами обработанной частицы люминофора, в результате чего гидрофильность поверхности уменьшается.

Кроме того, оксиэтилиденовый "хвост" молекулы соединения как ПАВ создает стерические препятствия для агломерации частиц.

Оба механизма приводят к уменьшению параметра "гидроемкость", что и выражается улучшением качества люминофорного покрытия.

П р и м е р 1. В реактор с мешалкой загружают 2 кг люминофора на основе сульфида цинка, активированного медью и алюминием, 3 кг полиакриловых шариков (d = = 10-15 мм), 2 л деминерализованной воды и 140 мл водного раствора силиката калия с концентрацией 100 г/л. Суспензию перемешивают 2 ч, вводят в реакционную смесь предварительно смешанные 260 мл раствора ZnSO₄ с концентрацией 100 г/л и 26 мл эмульгатора С-10 с концентрацией 10 г/л. Перемешивание продолжают еще 2 ч, удаляют шары, суспензию отстаивают, декантируют, промывают деминерализованной водой и вводят 13 мл K₂SiO₃ с концентрацией 300 г/л и 15 - 20 л деминерализованной воды. Суспензию фракционируют через гидравлический конус со скоростью 400 мл/мин, собирают в емкость с мешалкой целевую фракцию, отстаивают, декантируют и вводят при перемешивании 1 - 10% -ный раствор оксиэтилидендифосфоновой кислоты до рН 7 по универсальной индикаторной бумаге. Суспензию перемешивают в течение 1 ч, отжимают люминофор на нутч-фильтре и сушат при t = 120 - 200^оС до пыления. Свойства люминофора: гидроемкость Г = 24 см³/100 г, седиментационный объем V = 0,43 см³/г.

П р и м е р 2. В реактор с мешалкой загружают 2 кг люминофора на основе сульфида цинка-кадмия, активированного медью и алюминием со средним размером частиц 6 мкм, 3 кг полиакриловых шариков, 2 л деминерализованной воды и 140 мл K₂SiO₃ с концентрацией 100 г/л. Суспензию перемешивают 2 ч, вводят в реакционную смесь предварительно смешанные 365 мл водного раствора Al₂(SO₄)₃ c концентрацией 100 г/л и 36,5 мл водного раствора эмульгатора С-10 с концентрацией 10 г/л. Далее по примеру 1. Свойства люминофора: Г = 25 см³/100 г, V = 0,44 см³/г.

П р и м е р 3. Аналогично примеру 1, за исключением того, что для модифицирования используют люминофор на основе сульфида цинка, активированного медью и алюминием, со средним размером частиц 5 мкм. Свойства люминофора: Г = 24 см³/ /100 г, V = 0,42 см³/г.

П р и м е р 4. Аналогично примеру 2, за исключением того, что для модифицирования используют люминофор на основе сульфида цинка, активированного медью и алюминием со средним размером частиц 5 мкм. Свойства люминофора: Г = 25 см³/ /100 г, V = 0,44 см³/г.

П р и м е р 5. Аналогично примеру 1, за исключением того, что для модифицирования используют люминофор на основе сульфида цинка, активированного серебром со средним размером частиц 6 мкм. Свойства люминофора: Г = 24 см³/100 г, V = 0,44 см³/г.

П р и м е р 6. Аналогично примеру 2, за исключением того, что для модифицирования используют люминофор на основе сульфида цинка, активированного серебром. Свойства люминофора: Г = 25 см³/100 г, V = = 0,45 см³/г.

Показатели катодолюминофоров и покрытий на их основе по изобретению в сопоставлении с прототипом представлены в таблице. (56) Патент США N 4103069, кл. 252-301, 6, 1978.

Заявка ФРГ N 3505477, кл. C 09 K 11/02, 1986.

Заявка Японии N 52-5035, кл. C 09 K 11/30, 1977.

Авторское свидетельство СССР N 1604829, кл. C 09 K 11/54, 11/64, 1990.

Формула изобретения

СПОСОБ ОБРАБОТКИ КАТОДОЛЮМИНОФОРА на основе сульфида цинка, включающий диспергирование порошка катодолюминофора в водном растворе силиката калия, введение в суспензию раствора сульфата цинка или алюминия и поверхностно-активного вещества типа эмульгатора, перемешивание, отстаивание и декантирование суспензии, повторное введение в суспензию силиката калия, декантирование, фильтрацию и сушку обработанного люминофора, отличающийся тем, что, с целью улучшения люминофорного покрытия экрана дисплеев за счет уменьшения показателей седиментационного объема и гидроемкости люминофора, после повторного декантирования в суспензию вводят водный раствор оксиэтилидендифосфоновой кислоты до нейтрального значения pH суспензии.

РИСУНКИ

Рисунок 1