[發(fā)明專利]一種基于噻喃酮的高分子化合物及其制備方法與應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110493626.0
• 申請日: 2021-05-07
• 公開（公告）號: CN113150253B
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曲文強(qiáng);高彩艷;樊新衡;李英鋒;楊聯(lián)明
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院化學(xué)研究所
• 主分類號: C08G61/12
• 分類號: C08G61/12;G03G15/00
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 劉鑫鑫

本發(fā)明公開了一種基于噻喃酮的高分子化合物及其制備方法與應(yīng)用。本發(fā)明提供的高分子化合物，其結(jié)構(gòu)式如式Ⅰ所示：式Ⅰ中，x為1～16的整數(shù)，n為10～20的整數(shù)；Ar選自(a)?(c)中的任一種。本發(fā)明高分子化合物具有優(yōu)良的電子傳輸能力，同時極大地改進(jìn)了該類材料與成膜樹脂的相容性和抗結(jié)晶性；另外，由于在三聯(lián)噻吩單元中引入柔性側(cè)鏈，增加了該類材料在有機(jī)溶劑中的溶解性。本發(fā)明高分子化合物作為高分子電子傳輸材料適用于激光打印機(jī)的正電性有機(jī)光導(dǎo)鼓的制備，有效克服小分子材料的加工性差和易于從樹脂膜層中析出的缺點(diǎn)，用其所制備的正電性有機(jī)光導(dǎo)鼓兼具優(yōu)良的光電性能和性能保持性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種正電性有機(jī)光導(dǎo)鼓用電子傳輸材料，具體涉及一種基于噻喃酮(TPO)的高分子化合物及其制備方法與應(yīng)用，屬于有機(jī)光導(dǎo)鼓技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

有機(jī)光導(dǎo)(OPC)鼓是激光打印機(jī)/靜電復(fù)印機(jī)成像系統(tǒng)的核心部件，其工作原理是：通過電暈充電或充電輥接觸充電可以使OPC鼓表面帶上一層均勻的電荷(正電荷或負(fù)電荷)；當(dāng)OPC鼓表面受到適當(dāng)波長激光照射時，電荷產(chǎn)生材料受激發(fā)產(chǎn)生正負(fù)電荷對，并在電場的作用下，正負(fù)電荷對分離，在電荷傳輸材料的幫助下，正電荷或負(fù)電荷被傳輸?shù)絆PC鼓表面，中和部分電荷，在OPC鼓表面形成靜電潛像；經(jīng)顯影，轉(zhuǎn)印和定影，最終得到打印圖文。根據(jù)使用時的充電性質(zhì)，有機(jī)光導(dǎo)鼓分為正電鼓和負(fù)電鼓；按照涂層結(jié)構(gòu)，有機(jī)光導(dǎo)鼓又分為單層功能復(fù)合型和多層功能分離型。多層功能分離型的有機(jī)光導(dǎo)鼓是普遍采用的建構(gòu)方式，在導(dǎo)電鋁鼓基上依次涂布底涂層(BCL)、電荷產(chǎn)生層(CGL)、電荷傳輸層(CTL)。電荷傳輸層由成膜樹脂與電荷傳輸材料組成。電荷傳輸材料包括空穴傳輸材料和電子傳輸材料，空穴傳輸材料用于制備負(fù)電性O(shè)PC鼓，電子傳輸材料用于制備正電性O(shè)PC鼓。將電荷傳輸材料和成膜性樹脂(如聚碳酸酯樹脂)用適當(dāng)溶劑溶解形成一定濃度的涂布液，然后涂布于帶有電荷產(chǎn)生層的鋁鼓基上，再干燥成膜，形成電荷傳輸層。通常情況下，傳輸層應(yīng)形成固溶體(固體溶液)，即傳輸材料以分子分散狀態(tài)散布于成膜樹脂基質(zhì)中。然而，傳輸材料有可能因?yàn)樽陨砣芙舛取⑴c成膜樹脂相容性等因素而出現(xiàn)團(tuán)聚、結(jié)晶或析出的情況，導(dǎo)致傳輸功能的降低甚至喪失，選擇合適的電荷傳輸材料是制備高性能OPC鼓的關(guān)鍵。

噻喃酮(TPO)是具有良好電子傳輸功能材料的基本結(jié)構(gòu)，以噻喃酮為前體的小分子衍生物作為良好的電子傳輸材料在上世紀(jì)80年代已經(jīng)應(yīng)用于靜電影印方面，結(jié)構(gòu)式如下圖所示【M.Scozzafava,C.H.Chen,G.A.Reynolds and J.H.Perlstein,U.S.4514481,1985】：

然而，對于噻喃酮(TPO)類小分子電子傳輸材料而言，其分子極性大、平面剛性強(qiáng)，對稱性好，因而存在溶解性差，與基質(zhì)樹脂的相容性差以及易于聚集或結(jié)晶等不利于加工的缺點(diǎn)。其結(jié)果是難以制備較高濃度的涂布液(這將導(dǎo)致難以制備出高性能正電性有機(jī)光導(dǎo)鼓)，傳輸層的TPO類小分子產(chǎn)生析出或結(jié)晶現(xiàn)象(這將導(dǎo)致器件性能的惡化甚至喪失)。

發(fā)明內(nèi)容

針對TPO類小分子電子傳輸材料在正電性有機(jī)光導(dǎo)鼓中存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種基于噻喃酮的高分子化合物及其制備方法與應(yīng)用。

本發(fā)明的目的之一在于提供一類含有TPO功能基的高分子化合物，該高分子化合物作為電子傳輸材料既保持了TPO結(jié)構(gòu)的優(yōu)良電子傳輸能力，同時極大地改進(jìn)了該材料在有機(jī)溶劑中的溶解度以及與成膜樹脂的相容性，兼具優(yōu)良的電子傳輸性和工藝處理性；目的之二在于提供一種所述高分子化合物的應(yīng)用，該高分子化合物作為電子傳輸材料應(yīng)用于制備正電性有機(jī)光導(dǎo)鼓時，能夠有效克服TPO類小分子材料的加工性差和易于從樹脂膜層中析出的缺點(diǎn)，用其所制備的正電性有機(jī)光導(dǎo)鼓兼具優(yōu)良的光電性能和性能保持性。

本發(fā)明提供的高分子化合物，其結(jié)構(gòu)式如式Ⅰ所示：

式Ⅰ中，x為1～16的整數(shù)，n為10～20的整數(shù)；Ar選自下列(a)-(c)中的任一種：