Легкоплавкое стекло для светопреобразующего покрытия

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ЛЕГКОПЛАВКОЕ СТЕКЛО ДЛЯ СВЕТОПРЕОБРАЗУЮЩЕГО ПОКРЫТИЯ(71) Заявитель Учреждение образования Белорусский государственный технологический университет(72) Авторы Бобкова Нинель Мироновна Трусова Екатерина Евгеньевна Подденежный Евгений Николаевич Ярошевич Ирина Николаевна(73) Патентообладатель Учреждение образования Белорусский государственный технологический университет(57) Легкоплавкое стекло для светопреобразующего покрытия, включающее 23, и 23, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит 23 и 2 при следующем соотношении компонентов, мас.23 35-45 Изобретение относится к составам стекол, являющихся основой для получения покрытий со светопреобразующими свойствами на стеклянных подложках, используемых при создании высокоэкономичных источников света на основе светодиодов. В состав стеклокомпозиционного покрытия входит легкоплавкое стекло (фритта) и светопреобразующий наполнитель - люминофор. Легкоплавкое стекло должно обладать показателем преломления, близким к показателю преломления люминофора (иттриевоалюминиевый гранат, допированный 2), и значением ТКЛР (термический коэффициент линейного расширения), согласующимся с ТКЛР стеклянной подложки. Большинство известных решений по получению светопреобразующих покрытий на различных подложках (керамика, полимер, стекло) предусматривают применение в качестве легкоплавких стекол свинецсодержащих стекол или стекол, содержащих дорогостоящие оксиды редкоземельных элементов. 18456 1 2014.08.30 Так, известен метод получения люминесцирующего керамического изделия, при изготовлении которого используется люминесцирующая глазурь, содержащая , 23,23 и 23 с дополнительным введением одного или более таких компонентов, как 2, 23, 23, , , 2, 2, 23, , 2 1. Глазурь наносится на керамическое изделие и обжигается при температурах 850-1180 С в течение 40-90 мин. Недостатком этой глазури является высокая температура обжига покрытия, не позволяющая применить ее для получения покрытия на стеклянной подложке. Известны составы легкоплавких свинецсодержащих стекол, включающих, мас.30-65 23 0,8-60-6 2 15-55 23 0,1-0,6 2 2-6 2 4-9 2, а также 11-29 23 18-3234-46 2 7-148-16 3. Эти стекла могут быть использованы для получения люминесцирующих покрытий при добавлении люминофора. Основным недостатком этих стекол является относительно высокая температура начала размягчения и полного растекания (выше 700 С), что приводит к деформации стеклянных подложек при температурах нанесения покрытий. Кроме того, к недостаткам этих стекол относится применение для их синтеза высокотоксичного свинецсодержащего сырья. Наиболее близким к предлагаемому изобретению по техническим характеристикам являются составы легкоплавких бессвинцовых стекол согласно патенту 4, включающие, 23 и 25 как основные компоненты в количестве 85-90 мас.и 23, ,икак оптимизирующие компоненты. Типичные составы, согласно 4, содержат,мас.45-80 23 5-45 25 1-35 23 0-100-150-10 и 0-5. Покрытие на основе этой глазури обжигается при 600 С в течение 20 мин. ТКЛР изменяется в пределах (52-74)10-7 К-1. Недостатком этих составов легкоплавких стекол является применение в качестве основного компонента 25, отличающегося не только высокой летучестью, но и высокой стоимостью исходного сырья, предлагаемого для ввода 253(4)42. Рекомендуемые авторами составы, содержащие, мас.53,3-61,6 23 13,2-27,3 25 11,0-26,1 23 0,15,0-13,70,1-9,20,1-4,8, предназначены для получения покрытий на керамических подложках при температурах нанесения 600-700 С. Задачей предлагаемого изобретения является разработка состава легкоплавкого стекла, не содержащего токсичного компонента оксида свинца и позволяющего получить на его основе покрытия на подложках из листового или электровакуумного стекла при температуре вжигания не выше 650 С. Для решения поставленной задачи предлагается легкоплавкое стекло для светопреобразующего покрытия, включающее 23, , , , 23, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит 23 и 2 при следующем соотношении компонентов,мас.23 35-45 1-3 23 1-5 23 15-25 2 1-4. Количественное соотношение указанных компонентов в предлагаемом составе легкоплавкого бессвинцового стекла позволяет получить при дополнительном введении люминофора 3235252 светопреобразующее покрытие на стеклянной подложке(листовое оконное стекло) при температурах нанесения 600-650 С в течение 1 ч. Из источников литературы не известен состав бессвинцового легкоплавкого стекла с данным сочетанием компонентов и свойств и предлагается впервые. Конкретные составы стекол и прототипа 4 приведены в табл. 1. 18456 1 2014.08.30 Таблица 1 Составы стекол, мас.Составы опытных стекол Компоненты Прототип 4 1 2 3 23 35 35 45 13,2-27,3 0,1-4,8 23 25 20 15 2 2 3 1 Синтез стекол осуществляется следующим образом. В качестве сырьевых материалов при приготовлении шихты используются борная кислота 33, аморфный безводный кремнезем 2, цинковые белила (не менее 90), оксид висмута 23, карбонаты кальция и магния (3, 3), глинозем 23 и диоксид титана 2. Варка осуществляется в корундовых тиглях в электрической печи при температурах 1000-1100 С и выдержке при максимальной температуре 2 ч. Полученный расплав выливается в металлические формы или гранулируется отливкой на воду и высушивается. Для получения светопреобразующего покрытия полученное стекло подвергается помолу с добавлением от 5 до 10 порошка люминофора 3235252. Полученная смесь смачивается этанолом и наносится на стеклянную подложку. Обжиг покрытия осуществляют при температурах 600-650 С в течение 20 мин. Основные физико-химические свойства стекол по сравнению с прототипом приведены в табл. 2. Таблица 2 Свойства стекол Показатели свойств Свойства Прототип 4 1 2 3 Температура варки, С 1050 1000 1000 1200 Температура деформации, С 540 520 520 544-670 Температура обжига покры 550-650 550-650 550-650 600-700 тия, С Кристаллизационная способотсутствует отсутствует отсутствует ность ТКЛР, 107 К-1 57 61 68 52-74 Показатель преломления 1,7 1,8 1,64 Сравнительная характеристика свойств опытных стекол и прототипа приводит к выводу, что заявляемые составы имеют более низкую температуру варки и более низкую температуру деформации, что позволяет получать покрытия на стеклянных подложках из обычного листового стекла. По величине показателя преломления стекла полностью согласуются с показателем преломления дополнительно вводимого в порошок фритты люминофора,которого находится в пределах 1,7-1,8. Для получения покрытия стеклянную фритту измельчают совместно с люминофором при соотношении 91 и смешивают со связующим. Данное изобретение может быть внедрено при создании производства высокоэкономичных источников света общего назначения на основе светодиодов, планируемого на ОАО Брестский электроламповый завод. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4