[发明专利]耐候性荧光橡胶及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种耐候性荧光橡胶及其制备方法。具体涉及一种利用有机荧光小分子原位键合制备荧光橡胶材料的制备方法。 

背景技术

光致发光材料是向外发光即当荧光材料吸收一定波长的光，立刻向外发出不同波长的光。发光材料在特殊显示、标识、夜间涂料、夜间应急照明、橡胶工业等领域有着非常广阔的应用前景。发光材料可利用太阳光或日光灯照射几分钟进行蓄能，在夜间其发射光在人眼视觉可见亮度水平之上可持续几十甚至几千分钟以上，因而被看作一种绝好的绿色光源，另外还具有优良的光、热、化学稳定性，在生产及使用过程中不含或不辐射有害物质等优点。尤其是一些相当亮的颜色光，如绿色、橘黄色、黄色，人眼比较敏感，是警示、警戒色优选颜色。 

目前公布荧光橡胶技术均为无机荧光粉剂掺杂到橡胶基质中制备荧光材料。如专利CN101173099A公布了利用荧光粉、架桥剂和硅橡胶混合后高压成型成为荧光材料半成品；在半成品表面喷涂一层涂料成为成品用于汽车脚垫的生产；CN1724609A公布了一种以稀土有机配合物为荧光物质掺杂到丁腈橡胶中形成稀土荧光材料的方法。CN101914232公布了用碱式碳酸锌复合羧基丁腈橡胶，利用氧化锌在紫外区的光致发光制备紫色的荧光材料。 

因为有机化合物的种类繁多，可调性好，色彩丰富，色纯度高，荧光效率较高，分子设计相对比较灵活。因此将有机荧光分子用于荧光材料的报道较多。CN101786985公布了一种可作为Fe³⁺检测的萘酰亚胺荧光探针分子的制备方法。DE102009050798报道了用于pH荧光探针的双取代萘酰亚胺 衍生物的制备方法。CN102079742及US2011257400公开了二萘嵌苯、二萘-噻吩杂环等有机荧光分子制作液晶荧光材料的技术。由于直接将有机小分子掺杂在高分子基质中时有机分子容易聚集发生荧光猝灭现象，材料使用过程中也会发生有机分子流失现象，因此利用有机分子制备高分子荧光材料时，多用键合方式使荧光分子悬挂在高分子侧链上，如专利CN102174131A将罗丹明衍生物键合到氯磺化聚乙烯橡胶侧链上得到对pH值有响应的荧光橡胶；X Guan等人将荧光素键合到聚乙烯醇及壳聚糖侧链上得到温度/pH响应的荧光高分子[X.Guan,X.Liu,Z.Su,P.Liu.The preparation and photophysical behaviors of temperature/pH-sensitive polymer materials bearing fluorescein.React Funct Polym 2006,66（11）:1227-1239.]。 

发明内容

本发明提供了一种用萘酰亚胺荧光有机分子原位键合制备荧光橡胶的制备方法。 

本发明荧光橡胶组合物主要包括：（1）稳定的荧光体系，包括有机荧光物质、酸性单体预聚物、引发剂、纳米二氧化钛、助溶剂；（2）橡胶；（3）橡胶助剂，主要包括硫化剂、促进剂、活性剂、防老剂、增强剂等。 

其制备方法如下： 

将有机荧光物质溶于少量的酸性单体预聚物中，再与助溶剂混合均匀，加入引发剂和纳米二氧化钛搅拌均匀；此步也可以直接将酸性单体预聚物、有机荧光物质和纳米二氧化钛掺入助溶剂中经超声处理溶解或分散，再加入引发剂搅拌均匀，得到荧光分子的稳定体系。然后按照硫化配方在混炼设备中将此荧光体系和橡胶混炼均匀，加入橡胶助剂，主要包括硫化剂、促进剂、活化剂、防老剂、增强剂等，混炼均匀出片。混炼胶经高温硫化成型得到荧光橡胶成品。 

本发明所述的有机荧光物质主要为4位氮取代的1,8-萘酰亚胺的衍生物,结构满足下化学式要求。其制备可以以4-溴-1,8-萘酸酐或4-硝基-1,8-萘酸酐为原料，先与仲胺或伯胺发生酰亚胺取代发应，然后与仲胺或伯胺发生碳4位氮取代反应。酰亚胺取代发应可以选择在乙醇溶剂中，回流情况下滴加醇或仲胺或伯胺或它们的乙醇溶液，回流10~30分钟至固体全部溶解，继 续回流1~2小时逐渐有大量固体析出，体系冷却后过滤，以乙醇洗涤数次，自然晾干。4位氮取代反应可以选择乙腈、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜等极性溶剂，加入三乙胺、碳酸氢钠、碳酸氢钾等作为附酸剂，与被取代生成的溴化氢发生中和反应促进取代反应速率，70~130℃下回流反应3~5小时，冷却后在水中沉淀得到粗产物，经过硅胶层析分离得到荧光物质。