СПОСОБ ПОВЕРХНОСТНОЙ ОБРАБОТКИ ЛЮМИНОФОРА НА ОСНОВЕ СУЛЬФИДА ЦИНКА И КАДМИЯ Российский патент 1994 года по МПК C09K11/56 C09K11/02 

Изобретение относится к химической промышленности, а именно технологии получения люминофоров для рентгеновских экранов на основе сульфида цинка и кадмия.

Люминофоры наносятся на рентгеновские экраны в форме эмульсии, содержащей люминофор, связующее, растворитель. В качестве связующих используются слабополярные высокомолекулярные соединения, такие как производные целлюлозы, полиакрилметакрилата, полиуретана. В качестве растворителей используются также слабополярные соединения, такие как хлористый метилен и бутилацетат, эфиры.

Однако традиционные люминофоры плохо смачиваются слабополярными соединениями связующих и растворителей, из-за чего не достигается требуемая степень плотности упаковки частиц люминофора в слое, в результате чего снижается разрешающая способность рентгеновских экранов [1] .

Известен способ поверхностной обработки люминофоров на основе вольфрамата кальция, флюорохлдорида бария, активированного европием, оксисульфида иттрия, активированного тулием, по которому с целью равномерного распределения частиц люминофора в покрытии, снижения зернистости и увеличения разрешающей способности и рентгеновского экрана, на поверхность частиц люминофора наносят фторид щелочноземельного металла [2] .

Однако использование такой обработки для цинк-кадмий сульфидного люминофора не увеличивает гидрофобности поверхности. Гидрофобность оценивается по величине седиментационного объема осадка в смеси растворителей хлористого метилена и этанола (заливочной смеси). Чем выше гидрофобность люминофора, тем поверхность частиц лучше смачивается этим раствором, тем меньше седиментационный объем осадка. Заливочная смесь применяется в качестве растворителя ацетобутирата целлюлозы в процессе изготовления рентгеновских экранов.

Известен способ поверхностной обработки рентгенолюминофора на основе оксигалогенида РЗЭ жирными кислотами или их солями, благодаря которой повышается долговечность и влагостойкость рентгеновского экрана [3] .

Однако такая обработка цинк-кадмий сульфидного люминофора увеличивает седиментационный объем люминофора в заливочной смеси, что приводит к уменьшению плотности упаковки частиц люминофора в люминесцентном слое рентгеновского экрана.

Известен способ поверхностной обработки цинксульфидного люминофора органическими силинами с целью гидрофо- бизации поверхности частиц и лучшего диспергирования частиц в процессе изготовления суспензии для нанесения на экраны цветного телевидения [4] .

Недостатком этого способа является то, что органические силаны не образуют прочной связи с поверхностью цинк-кадмий сульфидного люминофора, поэтому свойства модифицированного таким образом люминофора не стабильны. Величина седиментационного объема в заливочной смеси не обеспечвает требуемого уровня наносимости на экран.

Наиболее близким к изобретению является способ поверхностной обработки цинксульфидного люминофора метилсиликоновым маслом с целью образования на поверхности частиц гидрофобной оболочки. Обработку проводят при 100^оС и давлении 500 мм рт. ст. [5] .

Недостатком этого способа является то, что несмотря на уменьшение седиментационного объема в заливочной жидкости после обработки полиметилсиликоновым маслом, гидрофобизация частиц люминофора недостаточна, что приводит к недостаточной смачиваемости люминофора слабополярными соединениями связующего и растворителя, в результате чего не обеспечивается требуемого качества наносимости на экран. Способ требует специальной аппаратуры.

Целью изобретения является улучшение наносимости люминофора на рентгеновский экран за счет повышения смачиваемости частиц, контролируемой по величине седиментационного объема частиц люминофора в заливочной смеси из хлористого метилена и этанола. Это достигается тем, что поверхность частиц люминофора обрабатывают 0,1-8,0% -ным спиртовым раствором трикрезилфосфата в количестве 0,005-0,1 мас. % к весу люминофора. Обработку проводят при комнатной температуре и атмосферном давлении.

Сущность изобретения заключается в том, что при обработке трикрезилфосфатом происходит его химическая сорбция на поверхности частиц люминофора, что обуславливает большую степень гидрофобизации частиц, чем при обработке метилсиликоновым маслом, при этом значительно уменьшается седиментационный объем в заливочной смеси, что свидетельствует об улучшении смачиваемости люминофора в заливочной смеси.

П р и м е р 1. 50 г цинк-кадмий сульфидного люминофора состава (0,6-0,65) ZnS x x (0,4-0,35) CdS˙1˙10^-2 мас. % AgCl смачивают 50 мл дистиллированной воды и в полученную суспензию при перемешивании медленно приливают 5 мл 1% -ного спиртового раствора трикрезилфосфата (количество трикрезилфосфата составляет 0,1 мас. % к весу люминофора). Суспензию люминофора перемешивают еще в течение 0,5 ч, фильтруют и сушат при 110^оС. Сухой и охлажденный до комнатной температуры люминофор просеивают.

Относительная яркость рентгенолюминесценции люминофора составляет 102% . Седиментационный объем осадка люминофора в заливочной смеси 0,40 см³/г.

П р и м е р 2. Аналогично примеру 1, за исключением того, что в суспензию приливают 2,5 мл 1% -ного спиртового раствора трикрезилфосфата (количество трикрезилфосфата составляет 0,05 мас. % к весу люминофора). Относительная яркость рентгенолюминесценции 103% , седиментационный объем 0,40 см³/г.

П р и м е р 3. Аналогично примеру 2, за исключением того, что в водную суспензию люминофора приливают 7,5 мл 1% -ного спиртового раствора трикрезилфосфата (количество трикрезилфосфата составляет 0,15 мас. % к весу люминофора). Относительная яркость рентгенолюминесценции 100% , седиментационный объем 0,40 см³/г.

Несмотря на хороший показатель седиментационного объема, наблюдается высокая коагезия частиц, что затрудняет просев люминофора через сито.

П р и м е р 4. Аналогично примеру 2, за исключением того, что в водную суспензию люминофора приливают 0,5 мл 1% -ного спиртового раствора трикрезилфосфата (количество трикрезилфосфата составляет 0,01 мас. % к весу люминофора). Относительная яркость рентгенолюминесценции 104% , седиментационный объем 0,41 см³/г.

П р и м е р 5. Аналогично примеру 2, за исключением того, что в водную суспензию люминофора приливают 0,25 мл 1% -ного спиртового раствора трикрезилфосфата (количество трикрезилфосфата составляет 0,005 мас. % к весу люминофора). Относительная яркость рентгенолюминесценции составляет 102% , седиментационный объем 0,43 см³/г.

П р и м е р 6. Аналогично примеру 2, за исключением того, что в водную суспензию люминофора приливают 0,05 мл 1% -ного спиртового раствора трикрезилфосфата (количество трикрезилфосфата составляет 0,001 мас. % к весу люминофора). Относительная яркость рентгенолюминесценции 100% , седиментационный объем 0,45 см³/г.

П р и м е р 7. 50 г цинк-кадмий сульфидного люминофора составляет 0,9 ZnS˙0,1 CdS: Cu, Al смачивают 50 мл дистиллированной воды и в полученную суспензию при перемешивании медленно приливают 2,5 мл 1% -ного спиртового раствора трикрезилфосфата (количество трикрезилфосфата составляет 0,05 мас. % к весу люминофора). Суспензию люминофора перемешивают в течение 0,5 ч, фильтруют и сушат при температуре не выше 110^оС. После просева сухого люминофора измеряют его яркость, которая составляет 104% относительно необработанного люминофора, седиментационный объем в смеси хлористый метилен: этанол (4: 1) 0,42 см³/г.

Влияние концентрации трикрезилфосфата в этаноле на свойства обработанного люминофора состава 0,6 ZnS˙0,4 CdS x x1˙10^-2 мас. % Ag, Cl (колимчество трикрезилфосфата составляет 0,05 мас. % к весу люминофора) показано в таблице.

Как показывают эксперименты, использование количества трикрезилфосфата ниже заявленных пределов не обеспечивает гидрофобизации частиц, ухудшается смачваемость, о чем свидетельствует повышение седиментационного объема (пример 7). Повышение количества трикрезилфосфата выше 0,1 мас. % (пример 4) приводит к высокой коагезии (слипание частиц между собой), что затрудняет просев люминофора.

Использование изобретения позволит улучшить смачиваемость люминофора составляющими эмульсии для нанесения на экаран, соответственно улучшить наносимость, что обеспечивает повышение разрешающей способности рентгеновских экранов. (56) Тезисы докладов международного симпозиума. Люминесцентные рентгеновские экраны. М. , 1989, с. 14.

Европейский патент N 0263476, кл. С 09 К 11/02, 1988.

Патент США N 4360571, кл. С 09 К 11/475, 1982.

Заявка Японии N 53-17555, кл. С 09 К 11/02, 1978.

Заявка Японии N 63-165481, кл. С 09 К 11/08, 1988.

Использование: рентгеновские экраны. Сущность изобретения: люминофор на основе сульфида цинка и кадмия обрабатывают гидрофобизирующим органическим соединением, представляющим собой 0,1 - 8,0% -ный спиртовой раствор трикрезилфосфата в количестве 0,006 - 0,1 мас. % при перемешивании с водной суспензией люминофора. Относительная яркость ренгенолюминесценции 102 - 104% , седиментационный объем в заливочной смеси из хлористого метилена и этанола 0.40-0.43 см³/г. 1 табл.

СПОСОБ ПОВЕРХНОСТНОЙ ОБРАБОТКИ ЛЮМИНОФОРА НА ОСНОВЕ СУЛЬФИДА ЦИНКА И КАДМИЯ гидрофобизирующим органическим соединением, отличающийся тем, что, с целью улучшения наносимости люминофора на рентгеновский экран за счет повышения смачиваемости частиц в заливочной смеси из хлористого метилена и этанола, в качестве органического соединения используют 0,1 - 8,0% -ный спиртовой раствор трикрезилфосфата, который медленно приливают к водной суспензии люминофора при перемешивании с последующей фильтрацией суспензии и сушкой обработанного люминофора.