[发明专利]聚醚醚酮发光材料的制备

说明书

本发明涉及一种高分子稀土发光材料的制备方法。

高分子稀土发光材料是将稀土离子(Eu³⁺、Tb³⁺)的受能发光特性同高分子的优良材料性能结合在一起的新型发光材料。由于在工农业生产及日常生活中有广泛的应用，日益受到人们所重视。目前，根据这类材料的组成和结构可归纳成两类：一类是将已经合成的小分子稀土有机发光配合物分散到高分子材料中，或将稀土离子、小分子敏化剂和高分子混合在一起而制得高分子稀土发光材料；另一类是将Eu³⁺或Tb³⁺直接同含羧酸基、磺酸基或其他能同稀土离子配位基团的高分子反应，制得高分子稀土配合物。第一类材料虽然合成较简单，一般发光也较强，但小分子光敏剂(大多数为含氟β二酮化合物)——稀土配合物，易受光照分解，热稳定性差，如将它们置于240℃左右恒温半小时便分解为稀土氧化物。第二类材料一般耐辐照性比第一类好，但荧光强度较弱。由于目前所使用的高分子基体均有光辐照老化的问题，其稀土发光材料的辐照稳定性不好，不能在一般的辐照条件下(如日光)长期使用或强辐照条件下(如强的紫外线、各种射线)短期使用，也不能在较高的温度下处理、使用。

本发明采用性能优异的热塑性高分子聚醚醚酮(简称PEEK，下同)作为基体，磺化后作为稀土离子配体，合成出磺化聚醚醚酮高分子发光材料(简称PEEK-Tb发光材料)，具体制备过程如下：

a.将PEEK进行磺化处理：把PEEK粉未投到浓硫酸中，搅拌反应，PEEK在浓硫酸中浓度为0.8～5％(克/毫升)，然后倒进蒸馏水中沉淀，沉淀物经过滤并用蒸馏水冲洗后，干燥得磺化PEEK；

b.将磺化PEEK以0.1～0.5％(克/毫升)的浓度溶于无水乙醇或二甲基甲酰胺中得磺化PEEK溶液；

c.用浓盐酸溶解一定量的Tb₄O₇，使其变成TbCl₃，并将剩余盐酸赶尽，然后加入无水乙醇或二甲基甲酰胺，制得TbCl₃溶液；

d.搅拌过程中将TbCl₃溶液和磺化PEEK溶液混合，反应得到白色沉淀物；

e.将沉淀物过滤并用无水乙醇或二甲基甲酰胺洗涤干燥得PEEK-Tb发光材料。

本材料的制备方法较简单，无特殊设备要求，反应条件易于满足和控制，材料的稳定性也很好。由于采用耐辐照、耐高温的高分子PEEK作为基材，制得发光材料也具有耐辐照、耐高温、发光强度较强的优点，如在高压汞灯下长期辐照及在350℃温度下处理5小时后，材料仍保留其发光特性。另外，由于该材料可以溶液形式制成膜，可制成粉粒，故使用起来也较为方便。

下面通过具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例一：

a.用2克经60目筛过筛的PEEK粉未(颗粒直径小于1.29mm)于100ml浓硫酸中(95～98％H₂SO₄∶发烟H₂SO₄＝9∶1)，在室温下搅拌反应10小时，然后在8倍(体积比)的蒸馏水中沉淀，沉淀物经过滤并用蒸馏水多次冲洗后，在100～180℃温度烘干干燥后得磺化PEEK；

b.用0.5克磺化PEEK(溶解于250ml无水乙醇中)与0.255克TbCl₃(将0.18克Tb₄O₇加热溶于5ml浓盐酸中，赶尽剩余盐酸，再用25ml无水乙醇溶解)于60℃温度下搅拌反应30分钟，得白色沉淀物；

c.将白色沉淀物过滤并用乙醇洗涤后于100～200℃真空干燥24小时便可得PEEK-Tb发光材料。

实施例二：

a.用2克经80目筛过筛的PEEK粉未(颗粒直径小于1.11mm)于100ml浓硫酸中(95～98％H₂SO₄∶发烟H₂SO₄＝10∶0)，在室温下搅拌反应8小时，然后在5倍(体积比)的蒸馏水中水沉淀，沉淀物经过滤并用蒸馏水多次冲洗后，在150℃温度下干燥15小时可得磺化PEEK材料；

b.用0.5克磺化PEEK(溶解于300ml无水乙醇中)与0.199克TbCl₃(将0.14克Tb₄O₇加热溶于5ml浓盐酸中，赶尽剩余盐酸，再用25ml无水乙醇溶解)于30℃温度下搅拌反应30分钟，得白色沉淀物；