有机磷光体官能化纳米颗粒及包含其的组合物的制作方法_2

文档序号:9731504阅读:来源:国知局
核中的无机材料的非限制性实例包括如下材料,该材料包 括金属或半金属(包括半导体)化合物,其具有氧(氧化物)、氮(氮化物)、碳(碳化物)、硫(硫 化物)、氯(氯化物)和磷(磷化物)中的任意一种或更多种。
[0041 ]在一些实施方案中,无机纳米颗粒核包含III-N(第III族氮化物)化合物和/或金 属氧化物。"ΠΙ-Ν化合物"是包含一种或更多种元素周期表第III族元素(例如,B、Al、Ga、 Ιη、Τ1)及元素氮(N)的化合物。
[0042] 在一些实施方案中,无机纳米颗粒核包含金属氧化物。例如,在一些实施方案中, 无机纳米颗粒包含选自二氧化钛(Ti02)、铟锡氧化物(ΙΤ0)和二氧化锆(Zr0 2)中的金属氧化 物。在一个特定的实施方案中,无机纳米颗粒核包含Zr〇2。
[0043] 在一些实施方案中,无机纳米颗粒核的折射率大于1.90。例如,在一些实施方案 中,折射率为 1.95或更大(例如,1·95、2·00、2·05、2·10、2·15、2·20、2·25、2·30、2·35、2·40、 2.45、2.50、2.55、2.60、2.65、2.70、2.75、2.80、2.85、2.90、2.95或3.00,包括其中的任何和 所有范围及子范围)。在一些实施方案中,无机纳米颗粒核的折射率为2.00至3.00。在一些 实施方案中,无机纳米颗粒核的折射率为1.95至2.85。
[0044] 为了本公开的目的,术语"纳米颗粒"以广义使用,但是仅仅是为了说明目的,适用 于本发明的纳米颗粒的一些典型属性是粒径为1纳米至100纳米,包括其任何和所有子范 围;并且关于颗粒形状,长径比为1至1000,包括其中的任何和所有子范围(例如,1至10)。
[0045] 本发明的磷光体官能化纳米颗粒包含表面聚合物刷,所述表面聚合物刷为键合到 所述纳米颗粒的表面的聚合物。本发明的磷光体官能化纳米颗粒是至少双峰的,意味着表 面聚合物刷有至少两种不同的长度。表面聚合物刷至少包含键合到无机纳米颗粒核表面的 多个长链聚合物以及键合到无机纳米颗粒核表面的多个短链聚合物。长链聚合物各自的分 子量大于500,并且短链聚合物各自的分子量小于长链聚合物平均分子量的0.5倍。
[0046] 在一些实施方案中,长链聚合物各自的分子量为600至100,000。例如,在一些实施 方案中,长链聚合物的分子量为600、700、800、900、1,000、1,100、1,200、1,300、1,400、1, 500、1,600、1,700、1,800、1,900、2,000、2,100、2,200、2,300、2,400、2,500、2,600、2,700、 2,800、2,900、3,000、4,000、5,000、6,000、7,000、8,000、9,000、10,000、11,000、12,000、 13.000、 14,000、15,000、16,000、17,000、18,000、19,000、20,000、21,000、22,000、23,000、 24.000、 25,000、50,000、75,000或100,000,包括其中的任何和所有范围及子范围(例如,1, 500至30,000、600至2,500、800至1,600等)。
[0047] 在一些实施方案中,短链聚合物的分子量为150至1,000,例如,150、200、250、300、 350、400、450、500、550、600、650、700、750、800、850、900、950、1,000、2,000、3,000、4,000、 5.000、 6,000、7,000、8,000、9,000或10,000,包括其任何和所有范围及子范围(例如,150至 600、150至3,500等)。
[0048]如上所述,本发明的磷光体官能化纳米颗粒至少是双峰的,即其至少包含长链聚 合物和短链聚合物(其也可以称为长链聚合物刷和短链聚合物刷)。使用本领域任意可接受 的技术可将聚合物刷接枝(键合)到所述无机纳米颗粒核上。例如,聚合物链可使用受控"接 枝自(grafting-from)"聚合技术,如ATRP(原子转移自由基聚合)、ΝΜΡ(氮氧稳定自由基聚 合)或RAFT(可逆原子断裂转移聚合)键合到所述核上。RAFT聚合是最近开发的受控快速聚 合(CRP)技术,其可用于制备具有预定分子量、受控多分散性和先进结构的聚合物材料。 [00 49] -种替代方法为至少两步"接枝到(graf ting-to)"方法,其中在第一 "接枝到"步 骤中附接较长的刷(由此产生无机纳米颗粒核表面上长链聚合物的接枝密度,〇lc),然后在 另外的"接枝到"步骤中将较短的刷以较高的接枝密度(〇sc)填充在颗粒表面的剩余空间中。 [0050]如本文所使用的"接枝"需要将聚合物链键合到纳米颗粒核上。对于聚合物表面 刷,长聚合物链和短聚合物链从纳米颗粒核向远端延伸,因此聚合物链的中间部分(即,包 含聚合物重复单元的部分)和与接枝到纳米颗粒核的末端相对的端基不与纳米颗粒核接 触。因此,本发明纳米颗粒的聚合物表面刷不同于传统聚合物涂层,在传统聚合物涂层中, 聚合物链的所有部分或大部分可与核接触。
[0051] 在一些实施方案中,使短刷(即,短链聚合物)以相对较高的接枝密度(〇sc)接枝,并 且通过焓掩蔽颗粒核-核吸引而使长刷稀疏地接枝。这样的实施方案可例如抑制高分子量 市售基体(例如,有机娃基体)的熵反润湿(entropic dewetting)。
[0052] 在一些实施方案中,短链聚合物接枝密度(〇sc)大于长链聚合物接枝密度((^c)的 2、 3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20倍。
[0053]在一些实施方案中,聚合物表面刷(例如,长链聚合物和/或短链聚合物)在聚合物 基体中是透明的。在一些实施方案中,本发明的磷光体官能化纳米颗粒在分散在聚合物基 体(例如,一些或全部表面刷在其中相容的基体)中时,构成了聚合物基体组合物的一部分, 所述组合物在0.5_厚度时在整个可见光波长范围的透光率为至少80%。
[0054] 在一些实施方案中,聚合物表面刷(例如,长链聚合物和/或短链聚合物、和/或如 果存在的其他聚合物表面刷)包含来自聚合物的单元,所述聚合物使用包括甲基丙烯酸酯、 苯乙烯和/或丙烯酸酯的单体合成。
[0055] 在一些实施方案中,聚合物表面刷(例如,长链聚合物和/或短链聚合物,和/或如 果存在的其他聚合物表面刷)包含聚(甲基丙烯酸缩水甘油酯)单元、聚二甲基硅氧烷单元、 聚(二甲基硅氧烷-co-二苯基硅氧烷)单元、聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)单元、脂环族聚合 物单元、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)单元、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)单元和/或聚(甲基 苯基硅氧烷)单元。如本文所用的术语"单元"是指聚合物的重复单元。重复单元是聚合物的 一部分,通过沿着链连续地将重复单元连接在一起、所述重复单元的重复可产生完整的聚 合物链(除端基之外)。
[0056] 在一些实施方案中,长链聚合物和/或短链聚合物包含聚(甲基丙烯酸缩水甘油 酯)单元、聚二甲基硅氧烷单元和/或聚(二甲基硅氧烷-co-二苯基硅氧烷)单元。
[0057] 在一些实施方案中,聚合物表面刷(例如,一个或更多个长链聚合物和/或短链聚 合物、或如果存在的其他聚合物表面刷)为包含来自至少两种不同单体的单元的共聚物。 [0058]在本发明的一些实施方案中,短链聚合物的平均长度为3至20个单元(mer),例如 3、 4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20个单元,包括其中任何和所有范围 及子范围(例如,3至15个单元、5至10个单元等)。
[0059]在本发明的一些实施方案中,长链聚合物的平均长度为8至80个单元,例如,8、10、 15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75或80个单元,包括其中任何和所有范围及子范 围(例如,8至60个单体单元、10至50个单元等)。
[0060] 在一些实施方案中,聚合物刷(例如,长链聚合物和/或短链聚合物)与预期的基体 相容。例如,在一些实施方案中,刷(例如,长链聚合物和/或短链聚合物)是环氧树脂相容的 或有机硅相容的。
[0061] 如本文所用的术语"相容"是指聚合物(例如,聚合物刷,如长链聚合物或短链聚合 物)与聚合物基体在化学上足够相似,
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