专利名称：通过稀土实现的高反光材料、制备方法及灯具的制作方法
技术领域：
本发涉及化学材料领域，尤其涉及一种通过稀土实现的高反光材料、制备方法及灯具。
背景技术：
资源匮乏、能源紧张已经成为全球经济发展的瓶颈。在供电日趋紧张和对电力的需求日益增加的背景下，找到节约电能或者高效利用电能的有效途径就显得非常重要。世界各国均不约而同地开始了高效利用照明光源的探索。目前市场上的光源主要有白炽灯、荧光灯和新型的LED灯。白炽灯曾在相当长的时期内给人们的工作和生活带来了极其重要的作用，但随着更具优势的荧光灯、LED灯的相继使用，白炽灯即将退出世界的舞台。而白光LED具有使用寿命长、响应时间短、光电转换 效能高、节能环保等优点，目前已经被广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、照明等领域。目前商业化的白光LED是用发射460nm的蓝光、400nm的近紫外光等，与不同的稀土材料发射光线，依据三原色原理组合成白色光线。LED灯管是一种新型的照明灯具，它是利用导光体来均匀有效地对LED光源所发出的光进行散射操作。它通常是在导光体的两端各设置一个LED灯，作为光源，导光体用以导通前述光源所发出的光线，通常还会设置灯罩，起到保护、装饰等作用。光线沿导光体向四周发射，而只有向特定方向发射的光线对人们才是有用的，我们可以将这部分光线称为有效光线，而将射向其它方向的不能被人们所利用的光线称为无效光线。如何将光源发射的光线进行散射的同时，将无效光线转变成对人们有用的有效光线，正是本发明所要解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种通过稀土实现的高反光材料，以及对应的制备方法及灯具，通过高反光材料实现更强的光线反射效果，以及能够调节原有的光谱分布状况。本发明的技术方案包括—种通过稀土实现的高反光材料，用以在导光材料的侧部反射预设光源所发出的光线，该高反光材料包括有反光介质和光谱调节介质，其中反光介质用以对预设光源的光线进行散射操作，其中光谱调节介质为稀土材料，用以调整前述预设光源的光线的光谱构成。优选地，所述的反光介质为二氧化钛颗粒。优选地，所述的二氧化钛粒度为10-40纳米。优选地，所述的二氧化钛为金红石型或板钛型二氧化钛。优选地，所述的光谱调节介质为YAG =Ce3+ ；Ca1^SrxS: Eu2+ ；Ga2S3: Eu2+ ；
MGa2S4:Eu2+，其中(Μ = Ca, Sr, Ba)；SrGa2+xS4+y: Eu2+ ；SrxEu1^Ga2S4 ；(Ca1^Srx) Se: Eu2+ ；SrLaGa3S6O: Eu2+ ；(M1, M2) 10(PO4)6X2，其中(M1 = Ca, Sr, Ba ；M2 = Eu, Mn ；X = F，Cl，Br)；以及NaEu0.92Sm0.08 (MoO4) 2 中至少一种。优选地，所述的反光材料还包括用以均匀分散前述反光介质和光谱调节介质的扩散介质。 优选地，所述的扩散介质为聚甲基丙烯酸甲酯或透明塑料或玻璃。优选地,所述的反光材料还包括有钛酸钾晶须。优选地，所述的钛酸钾晶须，是四钛酸钾晶须、六钛酸钾晶须、八钛酸钾晶须中的一种或一种以上的混合物。优选地，所述的钛酸钾晶须，其粒度为30-100纳米。优选地，所述的反光材料的各组成成分的比例为，60 85wt%的反光介质；O. I 8wt %的光谱调节介质；10 35wt%的扩散介质；I 5wt %的钛酸钾晶须。优选地，所述光谱调节介质其粒度为20-80纳米。本发明还提供了一种通过稀土实现的高反光材料的制备方法，该方法包括有如下步骤取如下组分的材料，60 85wt%的粉体结构的反光介质，O. I 8wt%的粉体结构的光谱调节介质，10 35wt%的能够加热融化的扩散介质，其中，反光介质用以对预设光源的光线进行散射操作，其中光谱调节介质包括有稀土材料，用以调整前述预设光源的光线的光谱构成；将扩散介质加热融化，将前述的粉体结构的反光介质和粉体结构的光谱调节介质在扩散介质中充分混合。本发明还提供了一种通过稀土实现的高反光材料灯具，该灯具包括预设光源，用以设置在下述导光体侧部，向该导光体推送发出的光线；导光体，用以导通前述预设光源所发出的光线，为条状结构；高反光材料，设置在前述导光体侧部，最大覆盖区域不超过截面边缘的二分之其中的该高反光材料包括有反光介质和光谱调节介质，该反光介质用以对预设光源的光线进行散射操作，该光谱调节介质包括有稀土材料，用以调整前述预设光源的光线的光谱构成。与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果
利用本发明可以制备一种通过稀土实现的高反光材料，及利用该高反光材料实现的灯具。利用该高反光材料的光谱调节介质，将光源发射的特定颜色的光线转化为人们需要的颜色光线；利用该高反光材料的反光介质，可以实现将光源发出的光线充分散射，从而提高人们对光线的有效利用，达到高效处理散射光源的目的。
图Ia为本发明实施例中提供的通过稀土实现的高反光材料的灯具的示意图。图Ib为本发明实施例中提供的通过稀土实现的高反光材料的灯具的垂直于轴线的截面示意图。
具体实施方式
实施例I :本发明所述的通过稀土实现的高反光材料，可按照如下配方构成
组成百分比(wt%)
反光介质72
光谱调节介质5
扩散介质18
钦酸钟晶须5
这些材料合计IOOwt%。其中的反光介质，可以采用各种白色粉体材料来实现。本发明优选为二氧化钛粉体材料，即钛白粉，来作为反光材料。纳米级的二氧化钛颗粒制成的反光材料，其表面均匀，并随着其含量的提高，其散射光线的作用会逐渐增强。随着其颗粒粒度的变小，其散射光线的作用会稍有增强。本技术方案中选取二氧化钛的含量为60 85wt%、颗粒粒度为10 40纳米。当反光介质为85wt%，其反光效果最好，但其它成分会相应减少，会对该反光材料的其它方面的性能造成影响，比如，减少扩散介质，将会使高反光材料的融合性及均匀性降低。而当反光介质60wt%，由于反光介质的含量相对较低，将导致，反光效率降为58%。在本实施例中选取二氧化钛其含量为72被％时，其对光线的有效反射率可达到78. 2%，这是综合考虑对光线反射率、各组分的融合性、各组分的分散性后的最佳选择。其中的光谱调节介质为稀土材料，在本实施例中可选为YAG:Ce3+(即Y3Al5O12: Ce3+)，其粒度为20-80纳米，含量为5wt %。在本发明中所说的光谱调节介质即稀土材料。参见2005年10月出版的《中国稀土学报》第23卷5期513 516页所记载的《稀土发光材料在固体白光LED照明中的应用》一文，为了将LED发射的460nm蓝光变为白光，常用YAG: Ce3+ (即Y3Al5O12: Ce3+)，由于发射的蓝光LED发射的波长在460nm附近变动，为了获得白光，故可改变Ce3+的掺入浓度。利用460nm蓝光发光的稀土发光材料除了发射黄光的YAG: Ce3+，还有能发射红光的CahSrxS: Eu2+ ；发射黄、绿光的 Ga2S3 = Eu2+, MGa2S4:Eu2+(其中 M = Ca, Sr, Ba), SrGa2+xS4+y:Eu2+ ;发射黄、绿、红光的(CahSrx)Se = Eu2+ ;发射黄、绿光的SrLaGa3S6O:Eu2+。该文还记载了利用400nm的近紫外光发射蓝光、绿光、和红光的(M1, M2) 10(PO4)6X2，其中(M1 = Ca，Sr，Ba ；M2 = Eu，Mn ；X = F，Cl, Br);以及利用400nm的近紫外光发射红光的NaEua92Smatl8(MoO4);^这些稀土材料均可做为文中所述的光谱调节介质。其中的扩散介质为聚甲基丙烯酸甲酯或透明塑料或玻璃，用以均匀分散前述反光介质和光谱调节介质。其中的聚甲基丙烯酸甲酯，通常说的有机玻璃。在本发明的技术方案中，前述的扩散介质含量优选为15 35wt%，随着其含量的提高，高反光材料各组分之间的融合性越好，反光介质及光谱调节介质分布越均匀。但随着扩散介质所占比例的提高，反光介质的含量可能有所下降，将导致反光介质对光线的反射效果稍有降低。在本实施例中其含量选为35wt%。其中的钛酸钾晶须，是四钛酸钾晶须、六钛酸钾晶须、八钛酸钾晶须中的一种或一种以上的混合物，其颗粒粒度为30-100纳米。在本实施例中可选为可选为八钛酸钾晶须。该成分对该高反光材料整体的成型、强度的提升，可发挥作用。在本发明的技术方案中优选 钛酸钾晶须的含量为I 5wt %，其含量从Iwt %至5wt %变化的过程中，该高反光材料整体的成型、强度的提升。在本实施例中选为4. 9wt%。实施例2 本发明所述的通过稀土实现的高反光材料，可按照如下配方构成
组成百分比(wt%)
反光介质82
光谱调节介质2
扩散介质14
钦酸钟晶须2
这些材料合计100wt%。其中的反光介质为粒度10-40纳米二氧化钛颗粒，且二氧化钛为金红石型或板钛型二氧化钛。其中的光谱调节介质为稀土材料，在本实施例中可选为NaEua92Sm0.08 (MoO4) 2，其粒度为20-80纳米。其中的扩散介质为聚甲基丙烯酸甲酯或透明塑料或玻璃，用以均匀分散前述反光介质和光谱调节介质。其中的钛酸钾晶须，是四钛酸钾晶须、六钛酸钾晶须、八钛酸钾晶须中的一种或一种以上的混合物，其颗粒粒度为30-100纳米。实施例3 本实施例提供了一种通过稀土实现的高反光材料的制备方法，该方法包括如下步骤取如下组分的材料，85wt%的粉体结构的反光介质，5wt%的粉体结构的光谱调节介质，
10〖％的能够加热融化的扩散介质，其中，反光介质用以对预设光源的光线进行散射操作，其中光谱调节介质包括有稀土材料，用以调整前述预设光源的光线的光谱构成；将扩散介质加热融化，将前述的粉体结构的反光介质和粉体结构的光谱调节介质在扩散介质中充分混合。其中的反光介质为粒度10-40纳米二氧化钛颗粒，且二氧化钛为金红石型或板钛
型二氧化钛。其中的扩散介质为聚甲基丙烯酸甲酯或透明塑料或玻璃，用以均匀分散前述反光介质和光谱调节介质。在本发明的技术方案中，其含量优选为15 35wt%，随着其含量的提高，高反光材料各组分之间的融合性越好，反光介质及光谱调节介质分布越均匀。但随着扩散介质所占比例的提高，反光介质的含量可能有所下降，将导致反光介质对光线的反射 效果稍有降低。在本实施例中其含量选为10wt%。其中的光谱调节介质为稀土材料，在本实施例中可选为CahSrxS = Eu2+,其粒度为20-80纳米，含量为5wt%。进一步，作为举例而非限定，还可在调节上述组分的含量后，在其中加入含量为I 5wt%、颗粒粒度为30-100纳米钛酸钾晶须。所述的纳米级钛酸钾晶须对该高反光材料整体的成型、强度的提升，可发挥作用。其含量从至5wt%变化的过程中，该高反光材料整体的成型、强度的提升。实施例4 本实施例提供了一种通过稀土实现的高反光材料的制备方法，该方法包括如下步骤取如下组分的材料，66wt%的粉体结构的反光介质，4wt%的粉体结构的光谱调节介质，30丨％的能够加热融化的扩散介质，其中，反光介质用以对预设光源的光线进行散射操作，其中光谱调节介质包括有稀土材料，用以调整前述预设光源的光线的光谱构成；将扩散介质加热融化，将前述的粉体结构的反光介质和粉体结构的光谱调节介质在扩散介质中充分混合。在本实施例中其中的反光介质为粒度10-40纳米二氧化钛颗粒，且二氧化钛为金红石型或板钛
型二氧化钛。其中的扩散介质为聚甲基丙烯酸甲酯或透明塑料或玻璃，用以均匀分散前述反光介质和光谱调节介质。其中的光谱调节介质为稀土材料，在本实施例中可选为SrxEivxGa2S4,其粒度为20-80纳米，含量为4wt%。进一步，作为举例而非限定，还可在调节上述组分的含量后，在其中加入含量为I 5wt%、颗粒粒度为30-100纳米钛酸钾晶须。所述的纳米级钛酸钾晶须对该高反光材料整体的成型、强度的提升，可发挥作用。其含量从至5wt%变化的过程中，该高反光材料整体的成型、强度的提升。实施例5 参见图Ia本发明所述的灯具的示意图及图Ib本发明所述的灯具的垂直于轴线的截面示意图。该灯具包括预设光源110,用以设置在下述导光体120侧部，向该导光体120推送发出的光线.
-^4 ，导光体120，用以导通前述预设光源110所发出的光线，为条状结构； 高反光材料130，设置在前述导光体120侧部，最大覆盖区域不超过截面边缘的二分之一;其中的该高反光材料130包括有反光介质和光谱调节介质,该反光介质用以对预设光源110的光线进行散射操作，该光谱调节介质包括有稀土材料，用以调整前述预设光源110的光线的光谱构成。本实施例所述的预设光源110，可以为预设的LED光源，或白炽灯或氙气灯光源等；优选为LED光源。所述的导光体为实心的条形或环形柱状体，其材质作为举例而非限定，可以为聚甲基丙烯酸甲酯或透明塑料或玻璃；优选为聚甲基丙烯酸甲酯。其中的高反光材料作为举例可设为月形或与导光体同心的环形的一部分。作为举例，预设光源110发出光线后，其光线将沿着导光体120传播，并向四周发射光线，设置在导光体120侧部的高反光材料130中的光谱调节介质受前述预设光源110发出的光线激发后发出特定波长光，该特定波长光线与前述预设光源110发出的光线形成混合光线，同时高反光材料将前述的预设光源110发出的光线与光谱调节介质发出的特定波长光线向反射介质对立面反射。这样，通过光谱调节介质，我们可以获得预期颜色的光线，达到改变光线颜色的效果。通过反射介质，我们可以改变部分光线发出的路径，从而能够高效利用光源发出的光线。以上是对本发明的描述而非限定，基于本发明思想的其它实施方式，均在本发明的保护范围之中。
权利要求
1.一种通过稀土实现的高反光材料，用以在导光材料的侧部散射预设光源所发出的光线，其特征在于该高反光材料包括有反光介质和光谱调节介质，其中反光介质用以对预设光源的光线进行散射操作，其中光谱调节介质为稀土材料，用以调整前述预设光源的光线的光谱构成。
2.根据权利要求I所述的通过稀土实现的高反光材料，其特征在于所述的反光介质为二氧化钛颗粒。
3.根据权利要求2所述的通过稀土实现的高反光材料，其特征在于所述的二氧化钛粒度为10-40纳米，其类型为金红石型或板钛型二氧化钛。
4.根据权利要求I所述的通过稀土实现的高反光材料，其特征在于，所述的光谱调节介质为YAG = Ce3+; Ca1^SrxS: Eu2+ ； Ga2S3IEu2+ ；MGa2S4:Eu2+，其中(M = Ca, Sr, Ba)； SrGa2+xS4+y:Eu2+ ； SrxEu1^Ga2S4 ； (ChSrx) SeiEu2+ ； SrLaGa3S6O: Eu2+ ；(M1, M2) 10(PO4)6X2，其中(M1 = Ca, Sr, Ba ；M2 = Eu, Mn ；X = F，Cl, Br)； 以及 NaEua92Smatl8(MoO4)2 中至少一种。
5.根据权利要求I所述的通过稀土实现的高反光材料，其特征在于所述的反光材料还包括用以均匀分散前述反光介质和光谱调节介质的扩散介质。
6.根据权利要求5所述的通过稀土实现的高反光材料，其特征在于所述的扩散介质为聚甲基丙烯酸甲酯或透明塑料或玻璃。
7.根据权利要求I所述的通过稀土实现的高反光材料，其特征在于所述的反光材料还包括有钛酸钾晶须。
8.根据权利要求7所述的通过稀土实现的高反光材料，其特征在于所述的钛酸钾晶须，是四钛酸钾晶须、六钛酸钾晶须、八钛酸钾晶须中的一种或一种以上的混合物，其粒度为30-100纳米。
9.根据权利要求I或5或7所述的通过稀土实现的高反光材料，其特征在于所述的反光材料的各组成成分的比例为， 60 85wt %的反光介质； 0.I 8被％的光谱调节介质； 10 35wt%的扩散介质； I 5 1:%的钛酸钾晶须。
10.根据权利要求I所述的通过稀土实现的高反光材料，其特征在于所述光谱调节介质其粒度为20-80纳米。
11.一种通过稀土实现的高反光材料的制备方法，其特征在于 取如下组分的材料， 60 85 1:%的粉体结构的反光介质，. 0.I 8wt%的粉体结构的光谱调节介质， .10 35wt%的能够加热融化的扩散介质， 其中，反光介质用以对预设光源的光线进行散射操作，其中光谱调节介质包括有稀土材料，用以调整前述预设光源的光线的光谱构成； 将扩散介质加热融化，将前述的粉体结构的反光介质和粉体结构的光谱调节介质在扩散介质中充分混合。
12.一种通过稀土实现的高反光材料灯具，其特征在于该灯具包括 预设光源，用以设置在下述导光体侧部，向该导光体推送发出的光线； 导光体，用以导通前述预设光源所发出的光线，为条状结构； 高反光材料，设置在前述导光体侧部，最大覆盖区域不超过截面边缘的二分之一； 其中的该高反光材料包括有反光介质和光谱调节介质，该反光介质用以对预设光源的光线进行散射操作，该光谱调节介质包括有稀土材料，用以调整前述预设光源的光线的光谱构成。
全文摘要
本发明提供一种通过稀土实现的高反光材料、制备方法及灯具，属于化学材料领域。该高反光材料包括有反光介质和光谱调节介质，其中反光介质用以对预设光源的光线进行散射操作，其中光谱调节介质为稀土材料，用以调整前述预设光源的光线的光谱构成。利用该高反光材料的光谱调节介质，可以将光源发射的特定颜色的光线转化为人们需要的颜色光线；利用该高反光材料的反光介质，可以实现将光源发出的光线充分散射，从而提高人们对光线的有效利用，达到高效处理散射光源的目的。
文档编号F21V7/22GK102809120SQ201210282919
公开日2012年12月5日 申请日期2012年8月10日 优先权日2012年8月10日
发明者张青 申请人:江苏华安高技术安防产业有限公司