柔性摩擦发光复合薄膜的制备方法与流程

文档序号:13929250阅读:149来源:国知局

本发明属于薄膜材料技术领域,具体涉及柔性摩擦发光复合薄膜的制备方法。



背景技术:

摩擦发光(triboluminescence,tl)即指通过将机械压力作用于某些固体而导致其发光。从广义讲,也可以称为机械发光。在此过程中,这类固体材料将机械能转化为光能。具有摩擦发光性能的材料可以用来制备压力感应发光材料,并且可以配套光检测器来制备形式多样的压力探测传感器以及其它科研装置中的显示单元等,甚至可以用到超精密加工装置等技术领域。近几年来,一些具有独特的荧光性质、已被用于制造各类荧光材料的配合物又被发现具有摩擦发光性能,它们越来越受到人们的重视。但并不是所有具有良好荧光特性的材料都具有优良的摩擦发光性质,只有某些含有特定的配位体并具有特定的晶体结构的荧光物质才会有摩擦发光特性。一些人试图从晶体结构的角度以及摩擦激发空气来解释并揭示摩擦发光机理,但是至今科学界对此尚无定论。由于摩擦发光的机理至今尚不清楚,所以人们一方面致力于实际应用的开发研究;另一方面努力探索摩擦发光的机理及其动力学过程。因此,研究摩擦发光究竟与哪些因素有关,如何选择最合适的实验条件,有目标地合成出摩擦发光体,具有重要的理论和实际意义。闫旺等选用热稳定性好的sio2为包覆物,采用溶胶-凝胶法,以正硅酸乙酯为硅源,对商用磷光粉sral2o4:eu2+,dy3+表面进行包覆,以解决磷光粉在高温下制备复合材料过程中因与金属粒子接触以及高温氧化产生猝灭的问题。实验通过热压烧结制备块体铜基磷光复合材料,考评包覆工艺对高温下制备的复合材料发光及摩擦性能的影响。通过x射线衍射、扫描电镜、荧光分光仪等设备对包覆前后磷光粉的表面形貌和发光性能进行分析和表征,采用摩擦试验机对包覆前后磷光粉与高铝青铜粉末混合制备复合材料烧结试样的摩擦性能进行研究。结果表明磷光粉表面包覆可有效避免其在高温下氧化猝灭和接触猝灭,包覆后磷光粉应用于铜基复合材料中可有效降低复合材料的磨损量,提高材料的耐磨性,当包覆比为10%时复合材料的发光性能、耐磨损性能最佳(材料导报b:研究篇,2016,30:26-31)。梅增霞等报道了zns:mn具有良好摩擦发光性能。研究了zns:mn发光中心mn2+及其含量以及样品的灼烧温度、灼烧时间等条件对样品发光特性的影响。优化浓度配比和制备条件制备出了较高摩擦发光效率的zns:mn摩擦发光材料。摩擦发光机理可能是由于机械能使zns:mn的电子从基态激发到激发态所致,而具有较高的摩擦发光效率可能来源于zns:mn具有较宽的激发能量范围(光谱学与光谱分析,2001,21:766-768)。

从文献可以看出,摩擦发光的研究还处于初始阶段,相关理论和实验尚未成熟,属于待开发的领域。

与现有文件相比,本发明要解决的技术问题是如何通过组份及结构的协同关系,获得高亮度的摩擦发光薄膜,提升柔性摩擦发光复合薄膜可靠性,从而使摩擦发光薄膜得以实际应用。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种柔性摩擦发光复合薄膜的制备方法。

本发明提出的柔性摩擦发光复合薄膜的制备方法,具体步骤如下:

将厚度为0.2mm、面积为25cm2的聚对苯二甲酸乙二醇酯基板依次用丙酮、乙醇及去离子水洗涤1次,晾干,放置于真空镀膜机中,在真空度为2×10-3pa下,依次蒸镀40nm厚的n2,n7-二(1-萘基)-n2,n7-二苯基噻蒽-2,7-二胺层、30nm厚的酞菁铜层、5nm厚的氟化锂层、75nm厚的三(4-(n-苯基-n-(1-萘基)胺基)苯基膦层,得复合薄膜;在氮气气氛中,将承载复合薄膜的聚对苯二甲酸乙二醇酯基板放入塑封机中,用0.1mm厚的乙烯-醋酸乙烯共聚物塑料塑封,得柔性摩擦发光复合薄膜;在暗室中,用摩擦试验机摩擦柔性摩擦发光复合薄膜,用光强计检测初始摩擦发光亮度为90cd/m2,摩擦5万次后的摩擦发光亮度为81cd/m2,用波长检测仪检测摩擦发光波长为430nm,为蓝光,用弯折试验机检测柔性摩擦发光复合薄膜的弯折次数为33780次。

如果不使用n2,n7-二(1-萘基)-n2,n7-二苯基噻蒽-2,7-二胺层,本发明还提供如下技术方案作为对比:

将厚度为0.2mm、面积为25cm2的聚对苯二甲酸乙二醇酯基板依次用丙酮、乙醇及去离子水洗涤1次,晾干,放置于真空镀膜机中,在真空度为2×10-3pa下,依次蒸镀30nm厚的酞菁铜层、5nm厚的氟化锂层、75nm厚的三(4-(n-苯基-n-(1-萘基)胺基)苯基膦层,得复合薄膜;在氮气气氛中,将承载复合薄膜的聚对苯二甲酸乙二醇酯放入塑封机中,用0.1mm厚的乙烯-醋酸乙烯共聚物塑料塑封,得复合结构薄膜;在暗室中,用摩擦试验机摩擦复合结构薄膜,用光强计检测初始摩擦发光亮度为0cd/m2

如果不使用酞菁铜层,本发明还提供如下技术方案作为对比:

将厚度为0.2mm、面积为25cm2的聚对苯二甲酸乙二醇酯基板依次用丙酮、乙醇及去离子水洗涤1次,晾干,放置于真空镀膜机中,在真空度为2×10-3pa下,依次蒸镀40nm厚的n2,n7-二(1-萘基)-n2,n7-二苯基噻蒽-2,7-二胺层、5nm厚的氟化锂层、75nm厚的三(4-(n-苯基-n-(1-萘基)胺基)苯基膦层,得复合薄膜;在氮气气氛中,将承载复合薄膜的聚对苯二甲酸乙二醇酯放入塑封机中,用0.1mm厚的乙烯-醋酸乙烯共聚物塑料塑封,得复合结构薄膜;在暗室中,用摩擦试验机摩擦复合结构薄膜,用光强计检测初始摩擦发光亮度为0cd/m2

如果不使用氟化锂层,本发明还提供如下技术方案作为对比:

将厚度为0.2mm、面积为25cm2的聚对苯二甲酸乙二醇酯基板依次用丙酮、乙醇及去离子水洗涤1次,晾干,放置于真空镀膜机中,在真空度为2×10-3pa下,依次蒸镀40nm厚的n2,n7-二(1-萘基)-n2,n7-二苯基噻蒽-2,7-二胺层、30nm厚的酞菁铜层、75nm厚的三(4-(n-苯基-n-(1-萘基)胺基)苯基膦层,得复合薄膜;在氮气气氛中,将承载复合薄膜的聚对苯二甲酸乙二醇酯放入塑封机中,用0.1mm厚的乙烯-醋酸乙烯共聚物塑料塑封,得复合结构薄膜;在暗室中,用摩擦试验机摩擦复合结构薄膜,用光强计检测初始摩擦发光亮度为0cd/m2

如果不使用三(4-(n-苯基-n-(1-萘基)胺基)苯基膦层,本发明还提供如下技术方案作为对比:

将厚度为0.2mm、面积为25cm2的聚对苯二甲酸乙二醇酯基板依次用丙酮、乙醇及去离子水洗涤1次,晾干,放置于真空镀膜机中,在真空度为2×10-3pa下,依次蒸镀40nm厚的n2,n7-二(1-萘基)-n2,n7-二苯基噻蒽-2,7-二胺层、30nm厚的酞菁铜层、5nm厚的氟化锂层,得复合薄膜;在氮气气氛中,将承载复合薄膜的聚对苯二甲酸乙二醇酯放入塑封机中,用0.1mm厚的乙烯-醋酸乙烯共聚物塑料塑封,得复合结构薄膜;在暗室中,用摩擦试验机摩擦复合结构薄膜,用光强计检测初始摩擦发光亮度为0cd/m2

如果调换n2,n7-二(1-萘基)-n2,n7-二苯基噻蒽-2,7-二胺层与三(4-(n-苯基-n-(1-萘基)胺基)苯基膦层的蒸镀顺序,本发明还提供如下技术方案作为对比:

将厚度为0.2mm、面积为25cm2的聚对苯二甲酸乙二醇酯基板依次用丙酮、乙醇及去离子水洗涤1次,晾干,放置于真空镀膜机中,在真空度为2×10-3pa下,依次蒸镀40nm厚的三(4-(n-苯基-n-(1-萘基)胺基)苯基膦层、30nm厚的酞菁铜层、5nm厚的氟化锂层、75nm厚的n2,n7-二(1-萘基)-n2,n7-二苯基噻蒽-2,7-二胺层,得复合薄膜;在氮气气氛中,将承载复合薄膜的聚对苯二甲酸乙二醇酯放入塑封机中,用0.1mm厚的乙烯-醋酸乙烯共聚物塑料塑封,得复合结构薄膜;在暗室中,用摩擦试验机摩擦复合结构薄膜,用光强计检测初始摩擦发光亮度为0cd/m2

由上述对比技术方案可知,当柔性摩擦发光复合薄膜中组分或结构改变,则摩擦发光效应消失,说明本发明的技术效果是所有组分特定协同作用的结果,不能简单增减。不仅如此,本发明制备的摩擦发光薄膜的初始摩擦发光亮度达90cd/m2,是目前所有柔性摩擦发光复合薄膜中最高的;经反复摩擦5万次,摩擦发光亮度仅下降10%,可折叠次数高达33780次,是目前所有柔性摩擦发光复合薄膜中可靠性最好的;本发明将单独不具备摩擦发光的材料制成复合膜,利用各组分间的协同效应,获得摩擦发光性能,产生了意想不到的技术效果,具有创造性。

具体实施方式

下面通过实例进一步描述本发明。

实施例1

将厚度为0.2mm、面积为25cm2的聚对苯二甲酸乙二醇酯基板依次用丙酮、乙醇及去离子水洗涤1次,晾干,放置于真空镀膜机中,在真空度为2×10-3pa下,依次蒸镀40nm厚的n2,n7-二(1-萘基)-n2,n7-二苯基噻蒽-2,7-二胺层、30nm厚的酞菁铜层、5nm厚的氟化锂层、75nm厚的三(4-(n-苯基-n-(1-萘基)胺基)苯基膦层,各镀层沉积速率均为0.08nm/s,得复合薄膜;在氮气气氛中,将承载复合薄膜的聚对苯二甲酸乙二醇酯放入塑封机中,用0.1mm厚的乙烯-醋酸乙烯共聚物塑料于100℃塑封,得柔性摩擦发光复合薄膜;在暗室中,用摩擦试验机摩擦柔性摩擦发光复合薄膜,摩擦力为0.2n,用光强计检测初始摩擦发光亮度为90cd/m2,摩擦5万次后的摩擦发光亮度为81cd/m2,用波长检测仪检测摩擦发光波长为430nm,为蓝光,用弯折试验机检测柔性摩擦发光复合薄膜的弯折次数为33780次。

实施例2

将厚度为0.2mm、面积为25cm2的聚对苯二甲酸乙二醇酯基板依次用丙酮、乙醇及去离子水洗涤1次,晾干,放置于真空镀膜机中,在真空度为2×10-3pa下,依次蒸镀30nm厚的酞菁铜层、5nm厚的氟化锂层、75nm厚的三(4-(n-苯基-n-(1-萘基)胺基)苯基膦层,各镀层沉积速率均为0.08nm/s,得复合薄膜;在氮气气氛中,将承载复合薄膜的聚对苯二甲酸乙二醇酯放入塑封机中,用0.1mm厚的乙烯-醋酸乙烯共聚物塑料于100℃塑封,得复合结构薄膜;在暗室中,用摩擦试验机摩擦复合结构薄膜,摩擦力为0.2n,用光强计检测初始摩擦发光亮度为0cd/m2

实施例3

将厚度为0.2mm、面积为25cm2的聚对苯二甲酸乙二醇酯基板依次用丙酮、乙醇及去离子水洗涤1次,晾干,放置于真空镀膜机中,在真空度为2×10-3pa下,依次蒸镀40nm厚的n2,n7-二(1-萘基)-n2,n7-二苯基噻蒽-2,7-二胺层、5nm厚的氟化锂层、75nm厚的三(4-(n-苯基-n-(1-萘基)胺基)苯基膦层,各镀层沉积速率均为0.08nm/s,得复合薄膜;在氮气气氛中,将承载复合薄膜的聚对苯二甲酸乙二醇酯放入塑封机中,用0.1mm厚的乙烯-醋酸乙烯共聚物塑料于100℃塑封,得复合结构薄膜;在暗室中,用摩擦试验机摩擦复合结构薄膜,摩擦力为0.2n,用光强计检测初始摩擦发光亮度为0cd/m2

实施例4

将厚度为0.2mm、面积为25cm2的聚对苯二甲酸乙二醇酯基板依次用丙酮、乙醇及去离子水洗涤1次,晾干,放置于真空镀膜机中,在真空度为2×10-3pa下,依次蒸镀40nm厚的n2,n7-二(1-萘基)-n2,n7-二苯基噻蒽-2,7-二胺层、30nm厚的酞菁铜层、75nm厚的三(4-(n-苯基-n-(1-萘基)胺基)苯基膦层,各镀层沉积速率均为0.08nm/s,得复合薄膜;在氮气气氛中,将承载复合薄膜的聚对苯二甲酸乙二醇酯放入塑封机中,用0.1mm厚的乙烯-醋酸乙烯共聚物塑料于100℃塑封,得复合结构薄膜;在暗室中,用摩擦试验机摩擦复合结构薄膜,摩擦力为0.2n,用光强计检测初始摩擦发光亮度为0cd/m2

实施例5

将厚度为0.2mm、面积为25cm2的聚对苯二甲酸乙二醇酯基板依次用丙酮、乙醇及去离子水洗涤1次,晾干,放置于真空镀膜机中,在真空度为2×10-3pa下,依次蒸镀40nm厚的n2,n7-二(1-萘基)-n2,n7-二苯基噻蒽-2,7-二胺层、30nm厚的酞菁铜层、5nm厚的氟化锂层,各镀层沉积速率均为0.08nm/s,得复合薄膜;在氮气气氛中,将承载复合薄膜的聚对苯二甲酸乙二醇酯放入塑封机中,用0.1mm厚的乙烯-醋酸乙烯共聚物塑料于100℃塑封,得复合结构薄膜;在暗室中,用摩擦试验机摩擦复合结构薄膜,摩擦力为0.2n,用光强计检测初始摩擦发光亮度为0cd/m2

实施例6

将厚度为0.2mm、面积为25cm2的聚对苯二甲酸乙二醇酯基板依次用丙酮、乙醇及去离子水洗涤1次,晾干,放置于真空镀膜机中,在真空度为2×10-3pa下,依次蒸镀40nm厚的三(4-(n-苯基-n-(1-萘基)胺基)苯基膦层、30nm厚的酞菁铜层、5nm厚的氟化锂层、75nm厚的n2,n7-二(1-萘基)-n2,n7-二苯基噻蒽-2,7-二胺层,各镀层沉积速率均为0.08nm/s,得复合薄膜;在氮气气氛中,将承载复合薄膜的聚对苯二甲酸乙二醇酯放入塑封机中,用0.1mm厚的乙烯-醋酸乙烯共聚物塑料于100℃塑封,得复合结构薄膜;在暗室中,用摩擦试验机摩擦复合结构薄膜,摩擦力为0.2n,用光强计检测初始摩擦发光亮度为0cd/m2

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