[发明专利]一种基于机械力响应的荧光防伪材料

说明书

本发明公开了一种基于机械力响应的荧光防伪材料，是以结构通式（I）表示的，以N‑取代的9,9‑二甲基吖啶为取代基、螺[芴‑9,9'‑氧杂蒽]为核的微晶态有机染料，该荧光防伪材料在机械力作用下能够由微晶态转换为非晶态，实现荧光由淬灭到启亮的转变。式中，R为9,9‑二甲基吖啶。

技术领域

本发明涉及一种响应型有机染料。本发明的有机染料经机械力研磨作用后，可由荧光淬灭转变为荧光启亮。

技术背景

受到光、电、力等外界刺激时，可以发生荧光强度或颜色改变的材料，在信息、防伪技术领域具有很好的应用前景。特别是荧光强度发生明显变化的行为，例如由淬灭到启亮的行为，可以对信号的检测提供更高的对比度，尤其在防伪方面更具有潜在的前景。

其中，相对于光、电等外界刺激，力刺激在防伪实际应用中具有更好的实施性。

然而，要提高这类材料在实际防伪应用中荧光信号改变前后的对比度，则要求机械力作用前后，荧光强度发生由弱到强的明显变化，特别是希望这类材料在机械力作用前后的荧光能够发生由淬灭到启亮的转变行为。

在发展聚集态或固态下高效荧光材料的过程中，已经发现有很多聚集诱导荧光增强材料在机械力作用下可以发生二色荧光转变或发生荧光由亮到暗的转变。但是，要得到机械力作用下荧光由淬灭到启亮的转变，则相对困难。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于机械力响应的荧光防伪材料，本发明的荧光防伪材料在机械力作用下的荧光可以发生由淬灭到启亮的转变。

具体地，本发明提供的作为荧光防伪材料的有机染料在原始状态时，紫外灯照射下发出极弱的深蓝色荧光，绝对荧光量子产率小于1%，为荧光“淬灭”状态；经过机械力作用后，材料由晶态转变为非晶态，伴随蓝色荧光增强，绝对荧光量子产率高于50%，为荧光“启亮”状态。

在防伪应用时，可以利用硬物在其表面通过力的作用写入数字、字母等信息，并可以在紫外灯下读出写入的信息。并且，所写入的信息在自然状态下不会返回到原荧光淬灭状态，具有很好的信息保存性。

本发明所述的基于机械力响应的荧光防伪材料是一类具有以N-取代的9,9-二甲基吖啶为取代基、螺[芴-9,9'-氧杂蒽]为核的分子结构特征的微晶态有机染料，以下述结构通式（I）表示：

式中，R为9,9-二甲基吖啶。

优选地，本发明所述的基于机械力响应的荧光防伪材料可以是微晶态的2,2',7,7'-四(9,9-二甲基吖啶)-螺[芴-9,9'-氧杂蒽]或2,3',6',7-四(9,9-二甲基吖啶)-螺[芴-9,9'-氧杂蒽]。

具体地，本发明所述的基于机械力响应的荧光防伪材料是将结构通式（I）表示的有机染料溶解在有机溶剂二氯甲烷中，旋转蒸发除去溶剂后得到的微晶态的白色粉末。

进而，本发明所述结构通式（I）表示的有机染料至少可以采用下述方法制备得到：在惰性气体保护下的甲苯溶液中，溴取代的螺[芴-9,9'-氧杂蒽]与9,9-二甲基吖啶在三(二亚苄基丙酮)二钯和三叔丁基膦四氟硼酸盐的催化作用下进行反应，以得到通式（I）所示的有机染料。

进一步地，上述反应的反应液冷却后析出结晶，过滤得到粗产物，再将所述粗产物溶解在二氯甲烷中，重结晶后可以得到纯化的有机染料粉末状样品。

上述制备方法的反应方程式如下：

上述制备方法中，优选所述9,9-二甲基吖啶与溴取代的螺[芴-9,9'-氧杂蒽]的摩尔用量比为1∶4～7。

进一步地，所述反应优选在120℃下进行。