[发明专利]一种全彩有机长余辉材料的制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种全彩有机长余辉材料的制备方法和应用，该方法以聚乙烯醇和磷光体芘甲酸衍生物为原料，在超声条件下混合即可，成分简单，制备方法简单易控，具有生产成本低、原料来源广等优势，为简易、高效产业化生产全彩超长有机磷光材料提供新的理论指导及技术支持，也丰富了全彩超长有机磷光材料的制备方法。制备的全彩有机长余辉材料具有较强的磷光发射和延迟磷光发射，由于其具有激发光依赖的特点，使得这种材料能够实现从蓝光到红光的全色域发光。可规模化地在包装盒，票据以及商标上面打印，从而实现更高级别的防伪功能。

技术领域

本发明涉及磷光材料技术领域，特别的涉及一种全彩有机长余辉材料的制备方法和应用。

背景技术

长余辉发光(Long Persistent Luminescence,LPL)材料又被称为蓄光型发光材料，俗称夜光粉或长余辉粉。其发光原理属光致发光，即当受到光源激发时在激发态存储激发能，当激发停止后，再将能量以光的形式缓慢释放出来。1996年Matsuzawa等发表了铕(Eu)和镝(Dy)掺杂的铝酸锶(SrAl₂O₄)体系，余辉衰减时间可长达10小时并具有很高的耐久性。随后这种稀土激活的铝酸盐长余辉材料就成为发光涂料的基础，获得了商业界的青睐，广泛应用在仪表显示、光电子器件、夜间应急指示以及国防军事等领域。然而这种基于无机体系的LPL材料不仅需要昂贵的稀有元素，而且制造温度高达1000℃以上，能耗较高。另外，从不溶的铝酸盐到涂料的成品需要很多步骤，比如化合物要研磨成微米级别的粉末才能浸润到溶剂或者基质中。此外，粉末的光散射还限制了LPL涂料的透明度。为了解决这些问题，很多目光又集中在基于有机体系的LPL材料之上。

纯有机磷光材料是一类从三线态通过辐射跃迁到基态而发光的化合物，由于其具有长寿命和高的量子效率，使得磷光材料在有机发光二极管(OLEDs)，传感，信息存储以及数据加密等方面有潜在的应用。然而，由于从单线态到三线态跃迁的自旋轨道禁阻，并且三线态激子通过分子的振动、转动和热扰动等非辐射跃迁途径失活，使得纯有机磷光材料的发光在室温下很难用肉眼观察到。

近几年，很多增强室温磷光的策略与机理不断被提出，并且实现了室温超长有机发射，使得移除光源后能持续发光数秒甚至几十秒。目前实现室温磷光的策略主要基于以下两个方面，一是通过向分子体系引入重原子(如Cl，Br，I)和杂原子(如N，O，S)来提高系间窜越速率，另一个是抑制三线态激子的非辐射跃迁，例如通过构建晶体工程，主客体掺杂，掺入聚合物中和H型聚集等刚性环境。然而，目前的研究主要集中于提高磷光发射的量子效率和寿命，很少有研究调控磷光的发光颜色，尤其是单组份的全彩纯有机磷光材料。

到目前为止，大多数的全彩发光材料主要是无机物，例如量子点(QDs)和碳点(CDs)，纯有机化合物还很稀少。相比于无机化合物，有机材料有很多优点，例如毒性低、价格便宜以及很好的合成与调控性，因此有机磷光材料在全彩发光应用方面具有更大的吸引力。但目前有机分子中全彩的发光都局限于荧光发射，关于全彩聚合物磷光发射的相关报道较少。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供了一种全彩有机长余辉材料的制备方法，解决现有发光材料存在成本高、发光颜色单一和磷光发射的量子效率低等问题，为全彩有机磷光材料的制备方法提供了更多的选择。

本发明还提供了上述全彩长余辉材料在实现数据加密和和防伪上的应用。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：一种全彩有机长余辉材料的制备方法，包括以下步骤：

1)将聚乙烯醇加入去离子水中充分溶解，得到聚乙烯醇溶液；

2)将磷光体芘甲酸衍生物加入到步骤1)得到的聚乙烯醇溶液中，搅拌并超声分散得到混合溶液，再将所述混合溶液涂饰在基体材料上烘干成膜，即得到全彩有机长余辉材料。

进一步，所述磷光体芘甲酸衍生物含有以下结构：