[发明专利]聚芳醚稀土配合物发光材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料领域，涉及一类聚芳醚稀土配合物发光材料及其制备方法。

背景技术

稀土元素因其电子结构的特殊性而具有光、电、磁和催化等特性，以其作为发光中心， 在无机和有机发光材料中已广泛应用。然而，稀土无机材料难加工成型、价格高，稀土有机 小分子配合物则存在稳定性差、成膜困难等问题，这些因素限制了稀土发光材料的进一步的 应用。聚合物本身具有原料丰富、合成方便、成型加工容易、抗冲击能力强、重量轻和成本 低等许多优点，若能把稀土引入到高分子基质中，可获得一类具有广泛应用前景的功能材料。

1963年Wolff和Pressley首次进行了稀土聚合物方面的研究，他们研究了Eu(TTA)₃在 聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)中的荧光和激光性质，开创了稀土与聚合物复合研究的新领域。 将稀土离子引入高分子材料中的最简便方法是掺杂，即把有机小分子稀土配合物通过溶液或 熔融共混的方式掺杂于聚合物中而获得掺杂型稀土聚合物(doping-type rare-earth polymers)。 但该方法制备复合物中稀土与高分子的相容性差，稀土聚集成簇易导致荧光猝灭，影响发光 强度和寿命。而将稀土离子直接键合在聚合物链上制备的键合型稀土聚合物(bonding-type rare-earth polymers)在一定程度上可以克服上述不足，制得的荧光材料中稀土离子分布均匀， 在稀土元素含量较高时仍能保持较高的荧光强度，且具有较好的加工性和透明性。因此，兼 有稀土元素良好发光性能和高分子材料的优异加工性能的键合型稀土聚合物是一类极具应用 潜力的功能材料，已引起人们的广泛关注。以聚丙烯酸为大分子配体与稀土离子配位可制备 键合型稀土高分子材料，但聚丙烯酸树脂的玻璃化转变温度以及耐热稳定性不高。

发明内容

本发明的目的是提出一种热稳定性好、方便加工的聚芳醚稀土配合物发光材料及其制备 方法。

本发明的技术方案是：聚芳醚稀土配合物发光材料，由带羧基的聚芳醚为大分子配体， 有机小分子作为共配体，与稀土离子在适当的有机溶剂中配位制得。

上述带有羧基的聚芳醚大分子配体的结构式如下：

式中取代基R₁至R₄可以为氢原子、卤素原子、硝基，或C₁至C₂₀的相同或不同的脂肪 烷烃及其衍生物，或C₆至C₁₂的相同或不同芳香烃及其衍生物；A为C＝O基团时，聚合物为 聚芳醚酮；A为SO₂基团时，聚合物为聚芳醚砜。

上述带有活性羧酸基团聚芳醚酮或聚芳醚砜的结构式如下：

其中，A为C＝O基团时，聚合物为PEK-L；A为SO₂基团时，聚合物为PES-L。

上述带有活性羧酸基团聚芳醚酮或聚芳醚砜的结构式如下：

其中，A为C＝O基团时，聚合物为DMPEK-L；A为SO₂基团时，聚合物为DMPES-L。

上述带有活性羧酸基团聚芳醚酮或聚芳醚砜的结构式如下：

其中，A为C＝O基团时，聚合物为IMPEK-L；A为SO₂基团时，聚合物为IMPES-L。

本发明所使用的有机小分子配体为有机酸R-COOH，其中R为C₁至C₁₈的卤代或未卤 代的脂肪或芳香基团；或为邻菲罗啉、8-羟基喹啉、乙酰丙酮、苯甲酰丙酮、α-噻吩甲酰三 氟丙酮、苯甲酰三氟丙酮、2，2’-联吡啶、2，2’：6’，2”-三联吡啶、三正辛基氧化膦、磷酸三丁酯、 18-冠醚-6或15-冠醚-5；或为上述配体中的任意几种的混合物。

本发明所使用的稀土为铕、铽、钐、铒、镝、镱、钬、铥、钕、镧、铈中的一种或多种 的混合物。