[發明專利]一種量子點@聚合物復合材料及制備方法

在審

• 申請號: 202011012795.X
• 申請日: 2020-09-23
• 公開（公告）號: CN112079955A
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發明（設計）人: 肖從清
• 申請（專利權）人: 深圳市朋威科技有限公司
• 主分類號: C08F216/06
• 分類號: C08F216/06;C08F210/02;C08F222/20;C08K9/06;C08K3/30;C08K3/02;C08K3/34;C08K3/04;C08K13/06;C08L91/06;C08L33/12;C08L29/04;C08J3/22
• 代理公司: 北京易捷勝知識產權代理事務所(普通合伙) 11613
• 代理人: 韓國勝

本發明涉及一種量子點@聚合物復合材料，其包括量子點材料、阻隔材料和聚合物材料；所述阻隔材料包覆于量子點材料外部；所述聚合物材料包覆在所述量子點材料和阻隔材料的外部；所述阻隔材料包含納米硅、氧化亞硅和碳材料。其中，所述碳材料優選是石墨烯或CNT。本發明用納米硅、氧化亞硅以及碳包覆在QD外面，其中Si、SiO的作用主要是與空氣中的水分和氧氣結合，起到保護量子點免受濕氣和氧氣的破壞，其中C的作用主要起到散熱，耐高溫的作用；最外層的聚合物材料起到隔絕水汽和氧氣的作用，而其主要作用在于使量子點便于融合到塑料膜中，增加塑料膜中量子點的分散性和結合牢固性，避免量子點與塑料膜融合性差導致的析出和脫落的問題。

技術領域

本發明涉及量子材料技術領域，尤其是一種量子點@聚合物復合材料及制備方法和應用。

背景技術

量子點是幾納米大小的微小半導體粒子，具有與較大的發光二極管粒子不同的光學和電子特性。量子點在三個維度上的尺寸都小于100nm，小于激子的玻爾半徑，在三個空間方向都會受束縛從而局限在納米空間。內部電子和空穴輸運都會受到限制，電子平均自由程很短，電子的局域性和相干性增強，從而產生量子限域效應，費米能級附近的電子能級會由連續態分裂成分立能級。可以通過改變粒子的尺寸來調整禁帶寬度。在光電二極管，光探，激光，晶體管以及太陽能電池上的有著廣泛的應用。量子點的一個重要優點是可溶液處理，因此一般通過溶液鍍膜法將其制備成薄膜。但量子點易受到外界環境中氧氣、水汽、高溫等影響，長期暴露在自然環境中易損壞失效。

為了解決該技術問題，現有技術如中國專利申請CN111621287A提出一種量子點聚合物復合膜，是在量子點復合層的上下側面分別設置一層高分子聚合物制成的阻隔膜，以隔絕氧氣和水汽。該方案雖然在一定程度上具有防止量子點因環境因素快速衰減的作用，但是這種復合膜經過裁切后其四周邊緣失去阻隔膜的保護導致失效，產生“藍邊”的問題。此外，增加額外的阻隔膜，將會使整個量子點聚合物復合膜厚度較大，通常達到350um左右。這種復合膜在電視等較大產品中雖可正常使用，但不能應用到手機、平板等薄型化/微型化的設備中。且使用阻隔膜也會導致產品的材料成本居高不下，據調查3M的量子點膜片最開始為300美元/㎡左右，2016年的價格仍然高達150美元/㎡。因此，有必要對現有技術提出更優的改進方案。

發明內容

(一)要解決的技術問題

鑒于現有技術的上述缺點、不足，本發明提供一種量子點@聚合物復合材料及制備方法，其解決了量子點易受高溫高濕及氧氣等環境因素影響而損壞失效，以及目前增設阻隔膜所存在的量子點膜厚度較大，難以應用于到薄型化/微型化產品的技術問題。

(二)技術方案

為了達到上述目的，本發明采用的主要技術方案包括：

第一方面，本發明提供一種量子點@聚合物復合材料，其包括：

量子點材料、阻隔材料和聚合物材料；

所述阻隔材料包覆于量子點材料外部；

所述聚合物材料包覆在所述量子點材料和阻隔材料的外部；

所述阻隔材料包含納米硅、氧化亞硅和碳材料。

根據本發明較佳實施例，所述碳材料為石墨碳、石墨烯或碳納米管；優選為石墨烯。優選地，碳材料預先經過偶聯劑改性，使其能夠更好地與外部的聚合物材料相容合。若碳材料為CNT或石墨烯，不僅熱傳導系數非常高，且部分CNT還會延伸聚合物材料表面，進一步起到熱傳導和保護量子點的作用。

根據本發明較佳實施例，量子點材料、阻隔材料、聚合物材料的質量比為0.1-4:0.1-4:8-30。

根據本發明較佳實施例，所述阻隔材料由納米硅、氧化亞硅和碳材料組成，其中納米硅、氧化亞硅和碳材料的質量比為1-2:2-3:4-8。