[发明专利]高热稳定性与耐迁移有机发光材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种高热稳定性与耐迁移有机发光材料及其制备方法和应用，其中，高热稳定性与耐迁移有机发光材料，结构为[X(M)₄]^‑A⁺；M为具有刚性结构的配体分子，X为稀土离子，A⁺为带有金刚烷基团的阳离子有机物。本发明所述的高热稳定性与耐迁移有机发光材料，以具有刚性结构配体为原料，选用带有金刚烷基团的分子作为抗衡阳离子，将其通过离子键的方式与稀土离子形成配合物，该配合物可以大大提高其在高分子基底材料内的抗迁移性。

技术领域

本发明属于材料技术领域，尤其是涉及一种高热稳定性与耐迁移有机发光材料及其制备方法和应用。

背景技术

由于其独特的电子层结构，稀土材料被广泛的用于制备稀土发光材料，其在照明，显示成像，医学检测，太阳能电池等领域具有重要的应用前景。稀土发光材料主要分为无机稀土发光材料与有机配合物发光材料。无机稀土发光材料具有较好的热稳定性，但由于其在4f电子层存在禁戒跃迁，这使得摩尔消光系数较低，发光性能较差，且其在使用时颗粒易于团聚，难于分散，这都限制了其应用。相比于无机材料，稀土有机配合物发光材料可以均匀的溶解在各种基底材料内，且有机配体可以通过“天线效应”敏化稀土离子，并极大地提升其吸光系数和发光性能。因此，受到了国内外学者的广泛关注。然而，这类小分子稀土有机配合物材料的热稳定性和抗迁移性较差。一方面，在高温下(如280℃以上)材料容易分解氧化。另一方面，作为一种发光颜料，小分子的稀土有机配合物容易从高分子基底材料中迁移出来，出现如脱色，沾色，起霜等现象。而在高温环境下，由于基底材料中分子链运动加剧，链间隙增大，这大大加剧了发光材料的迁移性，这限制了其在诸如太阳能电池和OLED等领域的应用。

在先前的研究中，卞祖强等人设计出了一类具有刚性共轭结构的配体材料，该材料通过离子键的形式与稀土离子形成配合物后，具有良好的热稳定性(CN201510130379.2)。用该配体制备的Na[Eu(8mCND)₄]材料，可在280℃以上环境中稳定存在，但该材料中，Na离子与基底高分子材料间的相互作用较差，抗迁移能力较差，在加热条件下，这可能会导致析出和团聚等结果，并影响材料的稳定性。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种高热稳定性与耐迁移有机发光材料，以具有刚性结构配体为原料，选用带有金刚烷基团的分子作为抗衡阳离子，将其通过离子键的方式与稀土离子形成配合物，该配合物可以大大提高其在高分子基底材料内的抗迁移性。

众所周知，金刚烷是一种由10个碳原子和16个氢原子组成的具有高度对称的笼状饱和烷烃，其分子结构类似于金刚石的结构单元，因此，得名于金刚烷。这种高度对称的稳定结构使其自身及其衍生物具有独特的物理和化学性质，如高熔点，高热稳定性，高光稳定性，抗迁移性好，亲油亲脂性好等。

因此，为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

高热稳定性与耐迁移有机发光材料，结构为[X(M)₄]^-A⁺；

其中，M为具有刚性结构的配体分子，X为稀土离子，A为带有金刚烷基团的阳离子有机物。

优选的，具有刚性分子结构的配体为4-苯甲酰苯甲酸(p-BBA)、二(二苯基氧磷基)胺(tpip)、3-氰基-1,5-萘啶(CND)、2,8-二甲基-1,5-萘啶(2m8mND)、3-氰基-8-甲基-1,5-萘啶(8mCND)中的一种，其中4-苯甲酰苯甲酸(p-BBA)的结构如式d所示，二(二苯基氧磷基)胺(tpip)的结构式如式e所示，3-氰基-1,5-萘啶的结构式如式f所示，2,8-二甲基-1,5-萘啶(2m8mND)的结构式如式g所示，3-氰基-8-甲基-1,5-萘啶(8mCND)的结构式如式h所示：

优选的，稀土离子为铕、铽、镧、镝、钐的一种或几种离子。