一种发光聚合物及其制备方法与应用技术

一种基于氮羟/氨基的聚脲氨酯，所述基于氮羟/氨基的聚脲氨酯由至少一种氮羟/氨基化合物、至少一种脂肪族多异氰酸酯和至少一种脂肪族多元胺反应制备。所述基于氮羟/氨基的聚脲氨酯分子结构为脂肪族链，相对于现有的发光聚合物，改善了刚性。此外，采用本发明专利技术的聚合物制备的薄膜透明性好；聚合物具有光致发光性能，荧光量子产率为40‑60％。使用所述聚合物制备的薄膜可以有效地阻隔450nm以下的光线，并在其他波长具有与玻璃相当的透过性。这说明这种薄膜具有作为高透光性抗紫外线涂层的潜力。最后，本发明专利技术的聚合物还具有热可逆性能，在加热条件下，聚合物可以可逆地分解，得到原料。

【技术实现步骤摘要】
一种发光聚合物及其制备方法与应用
本专利技术属于高分子材料制备
，具体涉及发光聚合物及其制备方法与应用。
技术介绍
光电功能高分子是高分子科学研究领域一个充满活力的重要分支。其中，发光高分子材料在LED光扩散材料、白光LED材料、防伪材料、荧光油墨、荧光染料、太阳能电池转光膜、生物检测等诸多领域具有应用价值。按照有机化合物的结构和发光特点，可将上述发光高分子材料分为聚集荧光猝灭(ACQ)及聚集诱导发光(AIE)两类。传统的有机荧光化合物和典型的AIE有机荧光化合物的分子中均含有芳环或芳杂环等大的共轭结构，且这些共轭结构是其具有荧光发射的必要条件。然而这类荧光化合物难以宏量制备、材料透明性差、材料刚性大等缺点，光学性能差限制了这类材料在诸多领域的应用。
技术实现思路
为了改善现有技术中的问题，本专利技术提供一种基于氮羟/氨基的聚脲氨酯，所述基于氮羟/氨基的聚脲氨酯由至少一种氮羟/氨基化合物、至少一种脂肪族多异氰酸酯和至少一种脂肪族多元胺反应制备。根据本专利技术的实施方案，所述氮羟/氨基化合物选自如下化合物：根据本专利技术的实施方案，所述脂肪族多异氰酸酯具有如式I所示的结构：其中，A表示脂肪族多异氰酸酯核心部分，选自取代或未取代C1～12的亚烷基、取代或未取代的C3-20亚环烷基、所述取代为惰性取代；y为2～10之间的整数。优选地，y为2～8之间的整数；还优选地，y为2～6之间的整数。优选地，A选自下述基团：取代或未取代的C1～10的亚烷基、取代或未取代的C3～12亚环烷基；所述取代为惰性取代。更优选地，所述脂肪族多异氰酸酯选自1,6-己二异氰酸酯、三甲基-1,6-六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、1,4-环己烷二异氰酸酯、环己烷二亚甲基二异氰酸酯、降冰片烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯三聚体、异佛尔酮二异氰酸酯三聚体中的至少一种。根据本专利技术的实施方案，所述脂肪族多元胺选自双官能团和/或三官能团有机胺。根据本专利技术的实施方案，双官能团有机胺选自乙二胺、二胺基二环己基甲烷、1,4-丁二胺、二甲硫基二胺或双官能团聚醚胺。根据本专利技术的实施方案，所述双官能团聚醚胺的分子量为50-20000，例如500-15000、1000-10000、1200-8000、3000-5000。优选地，所述双官能团聚醚胺选自聚醚胺D230、聚醚胺D400、聚醚胺D2000中的至少一种。根据本专利技术的实施方案，三官能团有机胺选自胺基封端的三官能团聚醚D230、胺基封端的三官能团聚醚D400、胺基封端的三官能团聚醚D1000、胺基封端的三官能团聚醚D2000。本专利技术所述基于氮羟/氨基的聚脲氨酯具有热可逆性，其在室温下较为稳定，当温度升至90℃以上时，可自发地解离成原料。根据本专利技术的实施方案，所述氮羟/氨基化合物、脂肪族多异氰酸酯和脂肪族多元胺三者的摩尔比为1：(8-12)：(0.1～9)，优选为1：(9-11)：(0.1～9)。根据本专利技术的实施方案，所述基于氮羟/氨基的聚脲氨酯的固含量为10～50wt％，优选20～40wt％。根据本专利技术的实施方案，所述基于氮羟/氨基的聚脲氨酯的数均分子量为1×104-5×106g/mol，优选为2×104-1×105g/mol。优选地，所述基于氮羟/氨基的聚脲氨酯是无规共聚物或嵌段共聚物。优选地，所述基于氮羟/氨基的聚脲氨酯是由聚醚胺(例如聚醚胺D230、聚醚胺D400、聚醚胺D2000、三官能团聚醚D230中的至少一种)、4-ANOP及IPDI通过聚合反应制备的聚合物。优选地，所述基于氮羟/氨基的聚脲氨酯为热塑性或热固性的聚脲氨酯。根据本专利技术的实施方案，所述基于氮羟/氨基的聚脲氨酯具有光致发光的特性。进一步地，本专利技术所述基于氮羟/氨基的聚脲氨酯的溶液及固体均具有光致发光特性。进一步地，本专利技术所述基于氮羟/氨基的聚脲氨酯的溶液及固体荧光量子产率为40-60％。本专利技术还提供上述基于氮羟/氨基的聚脲氨酯的制备方法，包括如下步骤：将至少一种氮羟/氨基化合物、至少一种脂肪族多异氰酸酯和至少一种脂肪族多元胺在溶剂中混合进行聚合反应。根据本专利技术的实施方案，所述氮羟/氨基化合物、脂肪族多异氰酸酯和脂肪族多元胺三者的摩尔比为1：(8-12)：(0.1～9)，优选为1：(9-11)：(0.1～9)。根据本专利技术优选的实施方案，采用如下方法制备聚合物：将一种多异氰酸酯、一种氮羟/氨基化合物、一种二元胺化合物和/或一种三元胺化合物均匀分散在有机溶剂中，搅拌均匀，充分反应后得到聚合物溶液。作为实例，将摩尔比为1:9:10、3:7:10、5:5:10、7:3:10或9:1:10的4-ANOP、二元聚醚胺(聚醚胺D230、或聚醚胺D400、或聚醚胺D2000)、及IPDI均匀分散在有机溶剂DMAc中，搅拌均匀，充分反应后得到聚合物溶液。作为实例，将摩尔比为180:3:15.7:180、172:4.5:15.7:172、164:14.75:15.7:164、360:5.75:20:100、320:11.7:20:100、280:17.5:20:100的二元聚醚胺(聚醚胺D230、或聚醚胺D400、或聚醚胺D2000)、三端氨基醚、4-ANOP及IPDI均匀分散在有机溶剂DMAc中，搅拌均匀，充分反应后得到聚合物溶液。作为实例，将三端氨基醚(胺基封端的三官能团聚醚D230、胺基封端的三官能团聚醚D400、胺基封端的三官能团聚醚D1000、胺基封端的三官能团聚醚D2000)、4-ANOP及IPDI均匀分散在有机溶剂DMAc中，搅拌均匀，充分反应后得到聚合物溶液。根据本专利技术的实施方案，上述反应使用的溶剂选自醇类溶剂、卤代烷烃类溶剂、酮类溶剂、酯类溶剂、醚类溶剂、酰胺类溶剂、砜类溶剂、芳烃类溶剂或含硫的溶剂；例如所述溶剂选自甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、正戊醇、正辛醇、丙酮、丁酮、氯仿、二氯甲烷、乙醚、丁醚、二硫化碳、1-甲基-2-吡咯烷酮、N,N'-二甲基甲酰胺、N,N'-二甲基乙酰胺、DMAc、二甲基亚砜、四氢呋喃、乙酸乙酯、二氧六环、乙腈、苯、甲苯、或二甲苯中的一种、两种或多种。根据本专利技术的实施方案，所述反应的温度为0～80℃。根据本专利技术的实施方案，所述反应的时间为10分钟～24小时。进一步地，本专利技术还提供一种上述基于氮羟/氨基的热固性聚脲氨酯实现回收重复利用的方法，包括：将所述基于氮羟/氨基的热固性聚脲氨酯进行破碎，加热分解得到制备聚合物的原料。根据本专利技术的实施方案，破碎的方法可以为将聚脲氨酯切成碎块。根据本专利技术的实施方案，加热的温度为80℃以上，例如为80℃～120℃，如90℃。根据本专利技术的实施方案，可以在加热的同时进行加压，加压的压力为1～20MPa，例如为1～10MPa，如5MPa。本专利技术还提供如上所述方法制备得到的基于氮羟/氨基的聚脲氨酯。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于氮羟/氨基的聚脲氨酯，其特征在于，所述基于氮羟/氨基的聚脲氨酯由至少一种氮羟/氨基化合物、至少一种脂肪族多异氰酸酯和至少一种脂肪族多元胺反应制备。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于氮羟/氨基的聚脲氨酯，其特征在于，所述基于氮羟/氨基的聚脲氨酯由至少一种氮羟/氨基化合物、至少一种脂肪族多异氰酸酯和至少一种脂肪族多元胺反应制备。


2.根据权利要求1所述的基于氮羟/氨基的聚脲氨酯，其特征在于，所述氮羟/氨基化合物选自如下化合物：



优选地，所述脂肪族多异氰酸酯具有如式I所示的结构：



其中，A表示脂肪族多异氰酸酯核心部分，选自取代或未取代C1～12的亚烷基、取代或未取代的C3-20亚环烷基、所述取代为惰性取代；y为2～10之间的整数；
更优选地，所述脂肪族多异氰酸酯选自1,6-己二异氰酸酯、三甲基-1,6-六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、1,4-环己烷二异氰酸酯、环己烷二亚甲基二异氰酸酯、降冰片烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯三聚体、异佛尔酮二异氰酸酯三聚体中的至少一种。


3.根据权利要求1或2所述的基于氮羟/氨基的聚脲氨酯，其特征在于，所述脂肪族多元胺选自双官能团和/或三官能团有机胺；
优选地，双官能团有机胺选自乙二胺、二胺基二环己基甲烷、1,4-丁二胺、二甲硫基二胺或双官能团聚醚胺；
优选地，所述双官能团聚醚胺的分子量为50-20000，例如500-15000、1000-10000、1200-8000、3000-5000；
优选地，所述双官能团聚醚胺选自聚醚胺D230、聚醚胺D400、聚醚胺D2000中的至少一种；
优选地，三官能团有机胺选自胺基封端的三官能团聚醚D230、胺基封端的三官能团聚醚D400、胺基封端的三官能团聚醚D1000、胺基封端的三官能团聚醚D2000。


4.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐坚，阳珠生，乔志，赵宁，
申请(专利权)人：中国科学院化学研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11