[發明專利]一種鋱摻雜氟硅改性丙烯酸酯的高分子發光材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201410467733.6
• 申請日: 2014-09-15
• 公開（公告）號: CN104262529A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 馬忠;袁晨;謝洪德
• 申請（專利權）人: 蘇州德捷膜材料科技有限公司
• 主分類號: C08F220/18
• 分類號: C08F220/18;C08F220/14;C08F230/08;C08F8/42;C08G77/442;C08G77/398;C08G77/24;C09D183/10;C09K11/06
• 代理公司: 蘇州市新蘇專利事務所有限公司 32221
• 代理人: 朱亦倩

技術領域

本發明涉及一種改性丙烯酸酯的高分子發光材料，具體涉及一種鋱摻雜氟硅改性丙烯酸酯的高分子發光材料及其制備方法，屬于高分子發光材料技術領域。?

背景技術

稀土因其特殊的電子層結構，而具有一般元素所無法比擬的光譜性質，稀土發光幾乎覆蓋了整個固體發光的范疇，只要談到發光，幾乎離不開稀土，稀土元素的原子具有未充滿的受到外界屏蔽的4f?5d電子組態，因此有豐富的電子能級和長壽命激發態，能級躍遷通道多達20余萬個，可以產生多種多樣的輻射吸收和發射，構成廣泛的發光和激光材料。稀土化合物的發光是基于它們的4f電子在f-f組態之內或f-d組態之間的躍遷，具有未充滿的4f殼層的稀土原子或離子，其光譜包含大約30000條可觀察到的譜線，它們可以發射從紫外光、可見光到綠外光區的各種波長的電磁輻射。鋱離子(Tb³⁺)是常見的綠光發光材料的激活離子，其發射主要原自：⁵D₄→⁷F_J(J＝0-6)的躍遷。?

硅氟改性的丙烯酸酯由于在分子中引入了鍵能較大的Si-O鍵和C-F鍵，從而兼具兩者的優點。不但具有優良的耐熱性、耐氧性、耐候性能，而且耐候性、耐久性、耐化學藥品性、防腐性方面的性能也很好。加上高分子材料本身具有穩定性好及來源廣、成型加工容易等特點，如果將鋱引入到硅氟改性的丙烯酸酯中制成光致發光材料，使其具有耗能低、發光強度高、熱穩定好等優點，其應用前景將十分廣闊。?

至今，具有較高的熱分解溫度并采用氟硅改性丙烯酸酯摻雜鋱的稀土發光材料尚無人涉及，本發明將彌補國內外在此研究領域的空缺，為稀土發光材料的研究探索出一條新的道路。由于氟原子和硅原子的改性，本發明制備出的鋱摻雜氟硅改性丙烯酸酯的高分子發光材料將具有較高的熱分解溫度，同時該綠色熒光劑可以有效地被近紫外光激發，其在542nm處展現出很強的綠色光強度。?

發明內容

本發明目的是：提供一種鋱摻雜氟硅改性丙烯酸酯的高分子發光材料及其制備方法。該發光材料通過乳液聚合反應將含氟、含硅的物質結合到一起，使聚合后的丙烯酸酯不但具有有機硅樹脂的耐老化性、耐熱性等優良特性，而且表現出氟碳樹脂的耐候性、防腐性等特點。同時將稀土金屬鋱摻雜到硅氟改性后的丙烯酸酯中，與一般的鋱摻雜的有機物質比較而言，其熱穩定性好。其該制備方法能耗小、對設備要求低，而且對環境友善，不會造成環境污染。?

本發明的技術方案是：?

一種鋱摻雜硅氟改性丙烯酸酯的高分子發光材料，其化學結構式如式?

(I)，其數均分子量為12000～15000g/mol，?

其中a、b、c、n₁、n₂為鏈段的重復數，均為大于或等于1的整數，結?構式的鏈結中：和是兩種不同的丙烯酸酯類單體。?

進一步，優選的，所述兩種不同的丙烯酸酯類單體分別選自甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸羥乙酯和丙烯酸羥丙酯中的一種。?

一種鋱摻雜硅氟改性丙烯酸酯的高分子發光材料的制備方法，其包括如下步驟：?

(1)稱取兩種丙烯酸酯類單體、乙烯基硅氧烷、八甲基環四硅氧烷、三氟丙基三甲基環三硅氧烷、非離子乳化劑、含氟陰離子乳化劑、引發劑、PH調節劑和去離子水，將其混合，攪拌均勻，進行預乳化，得到預乳化液；?

(2)取步驟(1)中部分預乳化液，在惰性氣體N₂的氛圍中加熱攪拌，加熱溫度T₁＝78～82℃，反應一段時間，將剩余的預乳化液加入反應體系中，加熱溫度T₂＝82～85℃；?

(3)反應結束后，將乳液冷卻到室溫，過濾乳液，得到氟硅改性的丙烯酸酯乳液；?

(4)將氧化鋱加入到稀硝酸中，配制硝酸鋱溶液，并按照一定的質量比滴加到步驟(3)所得硅氟改性的丙烯酸酯乳液中，混合攪拌均勻，在溫度T₃＝75～95℃下烘干，得到鋱摻雜硅氟改性丙烯酸酯的高分子發光材料。?

進一步，優選的，上述制備方法中，所述的兩種丙烯酸酯類單體選自甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯中的兩種不同單體；?

進一步，優選的，上述制備方法中，所述的乙烯基硅氧烷選自四甲基四乙烯基環四硅氧烷、乙烯基三乙氧基硅氧烷、乙烯基三甲氧基硅氧烷、乙烯基三異丙氧基硅氧烷中的一種；?