[发明专利]多晶型光敏性TiOPc纳米粒子的制备方法及其在有机光导体中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及多晶型光敏性TiOPc纳米粒子的制备方法及其在有机光导体中的应用。 

背景技术

自从1938年C.F.Carlson发明了电子照相技术以来，用于黑白及彩色复印、打印等电子照相技术得到长足发展。作为光导体的核心部件—电荷产生层材料，已由最早的无机材料，如Se、ZnO、CdS等，逐步被有机光导材料取代，这是因为有机材料相对于无机材料而言有几大优势：加工成型性能优良；品种多；透光性好；无公害污染；开发周期短等。目前常用的电荷产生材料主要有酞菁化合物、苝类化合物、方酸类化合物、偶氮类化合物等，其中应用最多的是酞菁类化合物。 

在诸多的酞菁化合物中，应用最广泛的是酞菁氧钛（TiOPc）。这是因为TiOPc具有低毒、热稳定性和光稳定性好，特别是在近红外光范围内有良好的光谱响应（Law,K.Y.,Chem.Rev.,1993,93,499;Weiss,D.S.;Abkowitz,M.,Chem.Rev.,2010.110,479）。然而，目前各种晶型TiOPc的制备方法，如α-TiOPc、β-TiOPc和Y-TiOPc，操作工艺包括提纯、洗涤、分液、过滤、转型、洗涤等步骤，较为冗长，并且提纯过程中要控制温度在5℃以下，不适合工业化制备，如CN1594330A，CN1117821C，CN1519656A，WO2012/119485A1等专利中有相关描述。TiOPc粒子粒径大小是影响光导器件性能的关键因素，在提纯和转型的过程中，沉淀颗粒彼此相互接触，因此在干燥和转型这两个关键步骤中晶体颗粒间容易发生界面分子重排，形成粒子间的刚性连接或硬团聚，从而使TiOPc粒子粒径变大，在后期制备光导体的过程中使TiOPc颗粒在涂布液中分散稳定性变差，最终使TiOPc粒子在电荷产生层中分布不均，影响光导体的性能。 

本发明人曾经报道了一种微米级Y晶型酞菁氧钛的制备方法（王世荣，谢建宇，李祥高，中国发明专利CN1594330A）和在混合晶型调节剂中制备多晶型酞菁氧钛的方法（李祥高，王文保，王世荣，侯薇，中国发明专利CN1594329A），采用该方法只可以制备粒径为200nm～300nm的微米级Y-TiOPc纳米粒子，并且不能只通过控制加料温度就可以制备出α-TiOPc，β-TiOPc。综上所述，目前还没 有关于通过将提纯和转型合为一步来制备α-TiOPc、β-TiOPc和Y-TiOPc纳米粒子的报道。简化酞菁氧钛转型工艺，制备分散稳定性好且器件性能优良的α-TiOPc、β-TiOPc和Y-TiOPc纳米粒子具有重要的实际应用意义和工业应用价值。 

发明内容

本发明的目的是提供一种多晶型光敏性TiOPc纳米粒子的制备方法及其在有机光导体中的应用。制备多晶型为α-TiOPc、β-TiOPc和Y-TiOPc纳米粒子。 

具体技术方案如下： 

一种多晶型光敏性TiOPc纳米粒子的的制备方法，包括以下过程：将酞菁氧钛粗品溶于-5℃～5℃的浓硫酸中，然后将其以一定速度滴加到不断搅拌的转型溶剂中，温度为加料温度；滴加完毕后，调节保温温度，继续搅拌1～72h，得蓝色乳浊液，静置，向其中加入低碳醇，待分层后分液，用去离子水反复萃取直至水相呈中性，分出有机相；再向其中加入沉淀剂，静置，使TiOPc纳米粒子沉降；将上层清液倾去，抽滤，用甲醇洗涤滤饼，然后用去离子水打浆、冷冻干燥得加料温度对应的晶型的酞菁氧钛纳米粒子。 

转型溶剂为水、低碳醇、表面活性剂及其组合分别和氯代烃的混合溶剂。 

转型溶剂水、低碳醇、低碳醇的水溶液及含表面活性剂的溶液与氯代烃的体积比为100:1～1:100。 

低碳醇为甲醇、乙醇、乙二醇、丙醇、丙二醇、丙三醇、正丁醇和异丁醇中的一种或多种组合。 

加料温度中温度是指： 

在-15℃～5℃滴加及保温得到α-TiOPc； 

在6℃～55℃滴加及保温得到Y-TiOPc； 

在56℃～100℃滴加及保温得到β-TiOPc。 

酞菁氧钛的浓硫酸溶液的体积与转型溶剂的体积比为1:1～1:100。 

沉淀剂为甲醇、乙醇、乙二醇、乙二醇单甲醚、乙二醇二甲醚、丙酮、丁酮、戊酮和环己酮等。 

氯代烃为氯苯、对氯甲苯、邻氯甲苯、间氯甲苯、邻二氯苯、对二氯苯、间二氯苯、1,2-二氯乙烷、偏二氯乙烷、1,1,2-三氯乙烷、三氯甲烷中的一种或多种组合。 

表面活性剂为硬脂酸类，脂肪酸甘油脂，聚山梨酯等类型表面活性剂。