一种聚合物材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开一种聚合物材料及其制备方法和应用，其中，所述制备方法包括：提供颗粒，所述颗粒包括量子点和包覆于所述量子点表面的水氧阻隔材料；采用烷氧基硅烷偶联剂对所述颗粒表面进行表面修饰，得到表面烷氧基硅烷偶联剂修饰的颗粒，其中烷氧基硅烷偶联剂的碳链末端的取代基团为含有碳碳双键的取代基、巯基取代基或胺基取代基；将所述表面烷氧基硅烷偶联剂修饰的颗粒、引发剂和含乙烯基的单体混合，使所述含乙烯基的单体与颗粒表面的烷氧基硅烷偶联剂结合并使所述含乙烯基的单体之间发生聚合反应，制备得到所述聚合物。本发明专利技术解决了现有量子点薄聚合物无水氧阻隔性，需要在量子点膜两侧设置额外的水氧阻隔层，导致无机材料使用量大、表面有缺陷易失效的问题。

A Polymer Material and Its Preparation Method and Application

The invention discloses a polymer material and its preparation method and application, in which the preparation method includes: providing a particle, the particle includes a quantum dot and a water-oxygen barrier material coated on the surface of the quantum dot; surface modification of the particle surface by using an alkoxysilane coupling agent to obtain a particle modified by an alkoxysilane coupling agent on the surface, in which an alkoxysilane is included. The substituents at the end of the carbon chain of the coupling agent are substituents containing carbon-carbon double bonds, mercapto substituents or amino substituents; the particles modified by the surface alkoxysilane coupling agent, the initiator and the vinyl monomer are mixed to bind the vinyl-containing monomer with the alkoxysilane coupling agent on the surface of the particle and cause the polymerization reaction between the vinyl-containing monomer. The polymer is prepared. The invention solves the problem of the anhydrous oxygen barrier of the existing quantum dot thin polymer, requiring an additional water oxygen barrier layer on both sides of the quantum dot film, resulting in large usage of inorganic materials and easy failure of surface defects.

【技术实现步骤摘要】
一种聚合物材料及其制备方法和应用
本专利技术涉及量子点
，尤其涉及一种聚合物材料及其制备方法和应用。
技术介绍
量子点在高色域方面能够发挥重要作用，因此在液晶显示技术方面具有潜在的应用价值。由于聚合物材料具有高度柔软性、优异的加工性和广泛的选择性，量子点目前都是直接分散在聚合物基体中并以量子点聚合物的形式加以应用，但是量子点是纳米尺寸级别的颗粒，在长期使用过程中，一部分量子点会迁移到量子点聚合物的表面，在氧气和水气环境中，量子点表面捕获电荷，导致非辐射复合的概率大大增加；同时，一部分量子点由于内部迁移导致团聚，引起荧光猝灭，最终大大地降低了器件的外量子产率。从另一方面来说，量子点聚合物所使用的聚合物基体一般对水汽和氧气没有很好的阻隔性，因此，量子点聚合物在现有应用中，往往需要在量子点聚合物表面设置额外的水氧阻隔材料。水氧阻隔材料一般是表面涂覆有二氧化硅、氧化铝、二氧化钛、碳化硅等无机材料薄膜。这种方法虽然能够阻隔水氧，但是也存在着无机材料使用量大、表面有缺陷易失效等问题，同时还需要用胶来将它贴合在量子点聚合物表面，因此，使用成本较高，据测算，水氧阻隔层占量子点膜成本的30-50%。因此，现有技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种聚合物材料及其制备方法和应用，旨在解决现有量子点聚合物无水氧阻隔性，需要聚合物表面设置额外的无机水氧阻隔材料，导致无机材料使用量大、表面有缺陷易失效的问题。本专利技术的技术方案如下：一种聚合物材料的制备方法，其中，包括步骤：提供颗粒，所述颗粒包括量子点和包覆于所述量子点表面的水氧阻隔材料；采用烷氧基硅烷偶联剂对所述颗粒表面进行表面修饰，得到表面烷氧基硅烷偶联剂修饰的颗粒，其中烷氧基硅烷偶联剂的非烷氧基碳链末端的取代基团为含有碳碳双键的取代基、巯基取代基或胺基取代基；将所述表面烷氧基硅烷偶联剂修饰的颗粒、引发剂和含乙烯基的单体混合，使所述含乙烯基的单体与颗粒表面的烷氧基硅烷偶联剂结合并使所述含乙烯基的单体之间发生聚合反应，制备得到所述聚合物。所述的聚合物的制备方法，其中，所述水氧阻隔层材料选自二氧化硅、二氧化钛、氧化铝和碳化硅中的一种。所述的聚合物的制备方法，其中，所述烷氧基硅烷偶联剂选自γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、γ-巯基丙基三甲氧基硅烷、γ-巯基丙基三乙氧基硅烷、γ-胺基丙基三甲氧基硅烷和γ-胺基丙基三乙氧基硅烷中的一种或几种。所述的聚合物薄膜的制备方法，其中，所述采用烷氧基硅烷偶联剂对所述量子点表面进行表面修饰具体包括：将所述颗粒、去离子水及烷氧基硅烷偶联剂分散于有机溶剂中，得到混合液，在酸性条件下，加热得到烷氧基硅烷偶联剂修饰的量子点。所述的聚合物材料的制备方法，其中，所述有机溶剂选自乙醇、四氢呋喃、丙酮、乙酸乙酯、甲苯和氯仿中的一种或几种。所述的聚合物材料的制备方法，其中，按去离子水、所述颗粒、所述烷氧基硅烷偶联剂与有机溶剂的质量比为1-20:1-20:1-20:5-20，配置得到所述混合溶液。所述的聚合物材料的制备方法，其中，含乙烯基的单体为单乙烯基单体。所述的聚合物材料的制备方法，其中，含乙烯基的单体为单乙烯基单体和多乙烯基交联单体的混合物。所述的聚合物材料的制备方法，其中，所述引发剂选自对偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰和叔丁基过氧化氢中的一种或多种。有益效果：本专利技术提供的聚合物材料，本专利技术的颗粒，由于在量子点表面包覆有无机氧化物材料，避免了在后期薄膜制备过程中需要额外使用水氧阻隔层，降低了后期器件制作和应用的成本，同时，使用烷氧基硅烷偶联剂对其表面进行修饰，烷氧基硅烷偶联剂非烷氧基碳链末端的取代基为含有碳碳双键的取代基、巯基取代基或胺基取代基，烷氧基硅烷偶联剂中的碳碳双键、巯基取代基或胺基能与含乙烯基的单体反应，并且发生单体间发生也会发生聚合反应形成聚合物基体，颗粒被锚定在聚合物基体中，从而有效地提高了量子点与聚合物的相容性，大大地增加了量子点与聚合物的相互作用力，从而显著地减少量子点在聚合物基体中的迁移和团聚，赋予了所述聚合物材料高稳定性，保证了其发光效率不会降低，延长使用寿命，解决现有量子点聚合物材料表面有缺陷易失效的问题。附图说明图1为本专利技术所述聚合物材料制备方法的较佳实施例的流程图。具体实施方式本专利技术提供了一种聚合物材料及其制备方法和应用，为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。因为现有的量子点自身无水氧阻隔性能，导致其形成的量子点薄膜也无水氧阻隔性能，在实际应用时，需要在量子点薄膜的两侧设置额外的水氧阻隔层以隔绝水及氧气对量子点的影响，否则会导致无机材料使用量大、表面有缺陷易失效等问题，并且，在长期使用过程中，一部分量子点会迁移到量子点聚合物的表面，在氧气和水气环境中，量子点表面捕获电荷，导致非辐射复合的概率大大增加；同时，一部分量子点由于内部迁移导致团聚，引起荧光猝灭，最终大大地降低了器件的外量子产率。为解决上述问题，本实施方式提供了一种聚合物材料的制备方法，如图1所示，包括步骤：S1、提供颗粒，所述颗粒包括量子点和包覆于所述量子点的水氧阻隔材料；S2、采用烷氧基硅烷偶联剂对所述颗粒表面进行表面修饰，得到表面烷氧基硅烷偶联剂修饰的颗粒，其中烷氧基硅烷偶联剂的非烷氧基碳链末端的取代基团为含有碳碳双键的取代基、巯基取代基或胺基取代基；S3、将所述表面烷氧基硅烷偶联剂修饰的颗粒、引发剂和含乙烯基的单体混合，使所述含乙烯基的单体与颗粒表面的烷氧基硅烷偶联剂结合并使所述含乙烯基的单体之间发生聚合反应，制备得到所述聚合物。本专利技术的颗粒在量子点外包覆水氧阻隔层，使得所述颗粒自身具有水氧阻隔性能，其在后续制作成聚合物进行实际应用时，无需再额外设置水氧阻隔材料，从而减少了无机材料用量，节约了成本。具体地，所述步骤S1中，所述水氧阻隔层材料选自二氧化硅、二氧化钛、氧化铝和碳化硅中的一种。在其中一种实施方式中，所述步骤S1中，所述颗粒可以通过如下方法制备得到：将量子点分散在溶剂中，加入碱液，滴加水氧阻隔层的前躯体，混合得到表面包覆有水氧阻隔材料的量子点。具体的，所述溶剂选自甲醇、乙醇、四氢呋喃、丙酮、乙酸乙酯、甲苯和苯中的一种或多种。具体的，加入碱液，调节溶液呈碱性，优选的，碱性条件为pH=10-12，然后滴加水氧阻隔的前躯体，使其发生水解反应生，所述量子点外表面包覆水氧阻隔材料，干燥即得所述颗粒。具体的，水氧阻隔层的前躯体以液体形式滴加到分散有量子点的碱性溶剂中，并且控制滴加的速率，使得水氧阻隔层的前躯体在水解成无机化合物的同时，形成的无机化合物能够均匀且充分地将量子点包覆住，形成均一的表面包覆有水氧阻隔材料的量子点。具体的，所述水氧阻隔层的前躯体选自正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、正硅酸丁酯、氯化铝、硝酸铝、硫酸铝中、三氯化钛、四氯化钛、硫酸钛和钛酸丁脂中一种或多种。所述碱液用于促进水氧阻隔层的前躯体发生水解反应，以生成相应的无机氧化物。所述碱液可以为强碱溶液，也可以为弱碱溶液，具体地，所述碱液可以为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、碳酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚合物材料的制备方法，其特征在于，包括步骤：提供颗粒，所述颗粒包括量子点和包覆于所述量子点表面的水氧阻隔材料；采用烷氧基硅烷偶联剂对所述颗粒表面进行表面修饰，得到表面烷氧基硅烷偶联剂修饰的颗粒，其中烷氧基硅烷偶联剂的非烷氧基碳链末端的取代基团为含有碳碳双键的取代基、巯基取代基或胺基取代基；将所述表面烷氧基硅烷偶联剂修饰的颗粒、引发剂和含乙烯基的单体混合，使所述含乙烯基的单体与颗粒表面的烷氧基硅烷偶联剂结合并使所述含乙烯基的单体之间发生聚合反应，制备得到所述聚合物材料。

【技术特征摘要】
1.一种聚合物材料的制备方法，其特征在于，包括步骤：提供颗粒，所述颗粒包括量子点和包覆于所述量子点表面的水氧阻隔材料；采用烷氧基硅烷偶联剂对所述颗粒表面进行表面修饰，得到表面烷氧基硅烷偶联剂修饰的颗粒，其中烷氧基硅烷偶联剂的非烷氧基碳链末端的取代基团为含有碳碳双键的取代基、巯基取代基或胺基取代基；将所述表面烷氧基硅烷偶联剂修饰的颗粒、引发剂和含乙烯基的单体混合，使所述含乙烯基的单体与颗粒表面的烷氧基硅烷偶联剂结合并使所述含乙烯基的单体之间发生聚合反应，制备得到所述聚合物材料。2.根据权利要求1所述的聚合物材料的制备方法，其特征在于，所述水氧阻隔层材料选自二氧化硅、二氧化钛、氧化铝和碳化硅中的一种。3.根据权利要求1所述的聚合物材料的制备方法，其特征在于，所述烷氧基硅烷偶联剂选自γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、γ-巯基丙基三甲氧基硅烷、γ-巯基丙基三乙氧基硅烷、γ-胺基丙基三甲氧基硅烷和γ-胺基丙基三乙氧基硅烷中的一种。4.根据权利要求1所述的聚合物材料的制备方法，其特征在于，所述采用烷氧基硅烷偶联剂对所述量子点表面进行表面修饰具体包括：将所述颗粒、去离子水及烷氧基硅烷偶联剂分散到有机溶剂中得到混合液，在酸性条件下和惰性气体气氛中，加热反应后干燥即得到烷氧基硅烷偶联剂修饰的颗粒。5.根据权利要求4所述的聚合物材料的制备方法，其特征在于，按去离子水、所述颗粒、所述烷氧基硅烷偶联剂与有机溶剂的质量比为1-20:1-20:1-20:5-20，将所述颗粒、去离子水及烷氧基硅烷偶联剂分散到有机溶剂中得到混合液。6.根据权利要求1所述的聚合物材料的制备方法，其特征在于，将所述表面烷氧基硅烷偶联剂修饰的颗粒、引发剂和含乙烯基的单体混合的步骤中，所述含乙烯基的单体为单乙烯基单体。7.根据权利要求6所述的聚合物材料的制备方法，其特征在于，按烷偶联剂修饰的颗粒、单乙烯基单体和引发剂的质量比为(0.01~0.5):1:(0.05~0.1),将所述表面烷氧基硅烷偶联剂修饰的颗粒、引发剂和含乙烯基的单体混合。8.根据权利要求1所述的聚合物材料的制备方法，其特征在于，将所述表面烷氧基硅烷偶联剂修饰的颗粒、引发剂和含乙烯基的单体混合的步骤中，所述含乙烯基的单体包括单乙烯基单体和多乙烯基交联单体。9.根据权利要求8所述的聚合物材料的制备方法，其特征在于，按烷偶联剂修饰的颗粒、乙烯基单体、多乙烯基交联单体和引发剂的质量比为(0.01~0.5):1:(0.05~0.1):(0.005~0.01)，将烷氧基硅烷偶联剂修饰的颗粒、乙烯基单体、多乙烯基交联单体和引发剂混合。10.根据权利要求1所述的聚合物材料的制备方法，其特征在于，将所述表面烷氧基硅烷偶联剂修饰的颗粒、引发剂和含乙烯基的单体混合，在无氧条件下加热反应，使所述含乙烯基的单体与颗粒表面的烷氧基硅烷偶联剂结合并使...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨成玉，杨一行，
申请(专利权)人：TCL集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44