[發明專利]一種高透明性、高熒光效率的量子點/環氧樹脂納米復合材料、制備及應用

有效

• 申請號: 201410112180.2
• 申請日: 2014-03-24
• 公開（公告）號: CN103937158A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 鄒威;陳蘭蘭;張晨;杜中杰;勵杭泉
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08K9/10;C08K5/00;C08G59/50;C08G59/42;C08F293/00;C08F220/14;C08F220/32;H01L33/56
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張慧

技術領域

本發明涉及一種高透明性、高熒光效率的量子點/環氧樹脂納米復合材料、制備及應用，尤其利用聚甲基丙烯酸正丁酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯兩嵌段雙親共聚物增容復合材料兩相界面，制備高透明性、高熒光效率的量子點/環氧樹脂納米復合材料的方法。其在白光LED封裝領域具有廣泛的應用前景，屬于納米復合材料技術領域。?

背景技術

量子點作為熒光材料應用于LED領域，其技術優勢在于對近紫外到藍光區光線的普適性強吸收和發射光波長由粒徑決定的特性，便于同芯片的匹配以及對光源顯色指數、色溫和色度坐標的調整。特別是近來，伴隨照明行業的發展和第三代LED節能環保光源的興起，要求封裝材料具有更加綜合并優異的光學性能，從而也推動了高透明性、高熒光效率的量子點/環氧樹脂納米復合材料的研究和在白光LED封裝領域的應用。納米復合材料中兩相界面極性的匹配程度，直接決定了納米材料在基體中的分散狀態和最終復合材料的性能表現。然而，由于量子點表面非極性碳鏈結構的存在，使得量子點無法直接有效地分散在極性環氧樹脂當中，導致納米復合材料透明性下降，熒光強度減弱。這就需要對量子點進行表面改性，修飾上同基體相似的化學結構單元或是同基體可以發生化學反應的基團，從而提高其在聚合物基體中的分散性。?

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：通過聚甲基丙烯酸正丁酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯兩嵌段雙親共聚物對量子點的表面修飾，增強界面結合力，實現量子?點與環氧樹脂兩相界面的有效過渡，改善了量子點的團聚問題，提高其在聚合物基體中的分散性，從而提高量子點/環氧樹脂納米復合材料的透明性和熒光性能。?

一種高透明性、高熒光效率的量子點/環氧樹脂納米復合材料，其特征在于，所述的量子點/環氧樹脂納米復合材料是由包覆改性后的量子點、環氧樹脂和固化劑制備的，其中包覆改性后的量子點是由聚甲基丙烯酸正丁酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯雙親兩嵌段共聚物包覆改性油酸配體量子點。?

一種高透明性、高熒光效率的量子點/環氧樹脂納米復合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：?

（1）聚甲基丙烯酸正丁酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯雙親兩嵌段共聚物增容劑的制備：按照一定摩爾比將引發劑、配位劑、催化劑、溶劑以及甲基丙烯酸正丁酯在室溫下混合均勻，置于40-70℃環境中反應1-5h后，提純得到聚甲基丙烯酸正丁酯鏈段；之后，將聚甲基丙烯酸正丁酯鏈段溶解到溶劑中，定量加入配位劑、催化劑、甲基丙烯酸縮水甘油酯單體，室溫下混合均勻后，置于40-70℃環境中反應1-5h后，提純得到分子量可控的聚甲基丙烯酸正丁酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯兩嵌段共聚物。?

（2）量子點的改性：將步驟（1）制備的雙親兩嵌段共聚物增容劑溶解在四氫呋喃溶液中，濃度控制在5-20wt%；之后向溶液中加入1-3wt%的油酸配體量子點；室溫攪拌10-24h后離心分離，實現雙親兩嵌段共聚物增容劑在量子點表面的包覆，達到量子點表面的環氧基團官能化修飾。?

（3）量子點/環氧樹脂納米復合材料的制備：步驟（2）包覆改性后的量子點與環氧樹脂和固化劑共同反應制備量子點/環氧樹脂納米復合材料，其中固化劑為胺類固化劑或酸酐類固化劑。?

步驟（1）所述的單體甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯分別與引發劑的摩爾比均為10:1-100:1之間；引發劑優選2-溴丙酸乙酯、2-溴代異丁酸乙酯、1-溴代苯乙烷或2-溴丙腈；配位劑優選N,N,N',N,'N”-五甲基二亞乙基三胺、2,2-聯二吡啶或四甲基乙二胺；催化劑優選溴化亞銅或氯化亞銅；溶劑為甲苯、二苯醚或環己酮；溶劑用量優選30wt%-70wt%，引發劑、配位劑、催化劑的摩爾比優選1:1:1。?

所述的聚甲基丙烯酸正丁酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯嵌段聚合物中，聚甲基丙烯酸正丁酯嵌段分子量控制在大于1000小于5000的范圍，聚甲基丙烯酸縮水甘油酯嵌段分子量分別控制在大于2000小于8000的范圍，優選聚甲基丙烯酸正丁酯嵌段分子量大于1000小于2000，聚甲基丙烯酸縮水甘油酯嵌段分子量大于2000小于4000。?

步驟（2）所述的量子點可選用硒化鎘、銻化鎘、硫化鎘、硫化鎘包覆硒化鎘或硫化鎘包覆氧化鋅，其發射光波長控制在黃光至紅光范圍內。?

步驟（3）包覆改性后的量子點在量子點/環氧樹脂納米復合材料中的添加量優選0.1%-1wt%，更優選0.4-0.6wt%，環氧樹脂與胺類固化劑的質量比為10:1-10:1.5；環氧樹脂與酸酐類固化劑的質量比為10:7-10:9。?