[发明专利]一种磷光聚合物材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种磷光聚合物材料及其制备方法和应用，涉及有机发光材料及防伪材料技术领域，能够获得具有高效率长寿命室温磷光性质的纯有机聚合物材料，实现磷光寿命的大幅延长且同时实现了磷光量子效率的提高，制备简单、原料廉价、稳定性好；该方法通过致密三维环氧聚合物网络有效抑制多种有机磷光体的非辐射衰减，从而在聚合物薄膜中同时实现超长寿命和高量子产率；制备的磷光聚合物材料的绝对磷光量子产率为8.35％以上，磷光寿命为2.28s以上；室温下磷光性质保持时间为7s以上。本发明提供的技术方案适用于室温磷光材料制备的过程中。

【技术领域】

本发明涉及有机发光材料及防伪材料技术领域，尤其涉及一种磷光聚合物材料及其制备方法和应用。

【背景技术】

超长室温磷光材料因其持久的磷光而在信息加密、医学成像、光学显示等领域具有独特的优势。随着有机光学显示器和柔性传感器的飞速发展，纯有机超长室温磷光材料由于具有高透明度和低成本而成为传统无机或有机金属磷光体的杰出替代品。相关研究者们提出了一些方法以获得纯有机超长室温磷光材料，例如结晶工程、H聚集体、主客体相互作用、氘代等方法。然而这些方法中，普遍存在材料成膜性差、分散性差、合成步骤复杂、成本高、制造和使用条件苛刻等问题，这都严重阻碍了它们的实际应用。聚合物的杰出特性，例如弹性，柔韧性，成膜能力和透明性，使得具有长时间磷光发射的成膜聚合物材料在光学器件的制造和加工方面非常有前景。因此发展基于聚合物的纯有机超长室温磷光材料十分必要。然而在没有重原子的纯有机分子中，长寿命三重态激子的产生并不常见，且有机材料中的三重态激子高度集中并且易于被振动耗散和氧气消耗。在设计新型纯有机超长室温磷光材料时，应考虑两个重要因素：(1)通过有效提升有机分子中的最低激发单重态和三重态之间的自旋轨道耦合；(2)尽可能抑制从最低激发三重态到基态的非辐射弛豫路径。

因此，有必要研究一种磷光聚合物材料及其制备方法和应用来应对现有技术的不足，以解决或减轻上述一个或多个问题。

【发明内容】

有鉴于此，本发明提供了一种磷光聚合物材料及其制备方法和应用，能够获得具有高效率长寿命室温磷光性质的纯有机聚合物材料，实现磷光寿命的大幅延长且同时实现了磷光量子效率的提高，制备简单、原料廉价、稳定性好。

一方面，本发明提供一种磷光聚合物材料的制备方法，其特征在于，通过致密三维环氧聚合物网络有效抑制多种有机磷光体的非辐射衰减，从而在聚合物薄膜中同时实现超长寿命和高量子产率。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述有机磷光体为有机小分子磷光体；所述有机小分子磷光体为第一磷光体或第二磷光体；

所述第一磷光体为：N,N,N’,N’-四甲基联苯胺和三苯基胺中的任意一种或两种的混合物；

所述第二磷光体为：4,4’-二羟基联苯、N,N,N’,N’-四甲基-1,4-苯二胺和2,6-二苯基苯酚中的任意一种或两种以上的混合物。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述环氧聚合物由环氧基质经固化聚合而成；所述环氧基质为2,2-双-(4-甘胺氧苯)丙烷和数均分子量低于2000的双酚A型环氧树脂中的任意一种。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述方法的具体过程包括：在保护气氛作用下，将第一磷光体按比例掺杂进环氧基质中搅拌均匀，再按比例加入固化剂搅拌至透明，固化后得到最终的磷光聚合物材料。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述方法的具体过程包括：将第二磷光体按比例溶入液态的固化剂中搅拌均匀，再与环氧基质混合，搅拌至透明，固化后得到最终的磷光聚合物材料。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述固化剂为脂肪族二胺、多胺和叔胺中的任意一种。