一种多层包覆结构的复合粉体以及制备方法、应用技术

本申请公开了一种多层包覆结构的复合粉体及其制备方法、应用。所述复合粉体包括微球基质、量子点材料以及包覆层；所述量子点材料埋附在所述微球基质上，形成量子点/微球基质；所述包覆层包覆在所述量子点/微球基质上；其中，所述包覆层包括至少一层有机聚合物层。保持了高的量子点发光效率，且具有耐候性好的优点，尤其在高温高湿的环境下，是一种优异的荧光转换型材料。

【技术实现步骤摘要】
一种多层包覆结构的复合粉体以及制备方法、应用
本申请涉及一种多层包覆结构的复合粉体以及制备方法、应用，属于照明材料

技术介绍
量子点由于具有发光峰位连续可调(紫外至红外)、半峰宽窄(<4eV)等光学性质，量子点材料可有效提高显示色域，这一优势刺激了量子点在显示领域的发展，此时，阻碍量子点应用的最大问题是量子点的稳定性问题，尽可能减少量子点与氧气和水分的接触，最大可能保持量子点初始的光学性质。现有技术中，使用无机氧化物以量子点为单元进行包覆的微观包覆策略，和将量子点埋入基质块体的宏观包覆策略。宏观包覆策略往往存在量子点团聚引起的自吸收、光谱红移和发光效率下降，量子点块体的使用领域受限等问题，块体裂纹易引起量子点稳定性下降等问题。相较而言，微观包覆策略以每个量子点为单元，避免了量子点团聚，易制备得到发光效率高的粉体，粉体的使用领域更广泛，稳定性保持度更高。但是，量子点微观包覆的粉体荧光量子点产率低，并且在高温高湿的环境下效果荧光强度较低，仍需要有更好微观封装结构来提高量子点的化学稳定性。
技术实现思路
根据本申请的一个方面，提供了一种多层包覆结构的复合粉体，该复合粉体保持了高的量子点发光效率，且在高温度、高湿度条件下具有良好稳定性的优点，是一种优异的荧光转换型材料。一种多层包覆结构的复合粉体，所述复合粉体包括微球基质、量子点材料以及包覆层；所述量子点材料吸附在所述微球基质内，形成量子点/微球基质；所述包覆层包覆在所述微球基质表面；其中，所述包覆层包括至少一层有机聚合物层。可选地，所述包覆层为一层有机聚合物层。可选地，所述包覆层为两层有机聚合物层。具体地，在本申请中，优选地，两层有机聚合物层为不同的有机聚合物。可选地，所述包覆层为一层有机聚合物层和一层无机氧化物层；其中，延微球基质表面向外延伸依次为有机聚合物层、无机氧化物层；所述无机氧化物层选自二氧化硅、氧化铝、氧化钛中的任一种。具体地，有机聚合物层为内层，直接包覆量子点/微球基质，无机氧化物层为外层，包覆在有机聚合物层外。无机氧化物层选自氧化物：二氧化硅(SiO2)，氧化铝(Al2O3)，氧化钛(TiO2)中的至少一种。可选地，所述微球基质选自有机硅微球、二氧化硅微球、聚甲基丙烯酸甲酯微球、聚苯乙烯微球、三氧化二铁微球中的至少一种。具体地，所述微球基质尺寸为0.5-10微米。可选地，所述有机聚合物层选自聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醋酸乙烯酯、醋酸纤维素、聚酰胺、聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚乙烯醇、透明ABS塑料、聚丙烯腈、聚烯烃弹性体、热塑性聚氨酯、聚乙烯咔唑中的至少一种。具体地，有机聚合物层选自聚合物：聚氯乙烯(PVC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚醋酸乙烯酯(PVAc)、醋酸纤维素(CA)、聚酰胺(PA)、聚酰亚胺(PI)、聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)、聚偏二氯乙烯(PVDC)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚乙烯醇(PVA)、透明ABS塑料(ABS)、聚丙烯腈(PAN)、聚烯烃弹性体(POE)、热塑性聚氨酯(TPU)、聚乙烯咔唑(PVK)中的至少一种。可选地，所述量子点材料为量子点或者经有机物修饰的量子点；所述有机物选自6-巯基-1-己醇、2-巯基-3-丁醇、3-巯基-1-丙醇、2,3-二巯基丙醇、聚-十八烯-马来酸酐中的至少一种。其中，聚-十八烯-马来酸酐的分子量为xx～xx。可选地，所述量子点选自具有式Ⅰ所示化学式的物质Ⅰ、具有式Ⅱ所示化学式的物质Ⅱ、具有式Ⅲ所示化学式的物质Ⅲ中的至少一种；AM式ⅠEFQ2式ⅡGHX3式Ⅲ其中，A选自Cd、Zn、Pb、In中的至少一种；M和Q独立地选自S、Se、Te、P中的至少一种；E选自Cu、Ag、Zn中的至少一种；F选自Al、Ga、In中的至少一种；G选自CH3NH3、CH(NH)NH3、Cs中的至少一种；H选自Ag、Sb、Bi、Pb、In、Al中的至少一种；X选自卤素中的至少一种；所述量子点的尺寸为2～39nm。可选地，多层包覆结构的复合粉体的粒径为1-20微米。可选地，量子点材料在复合粉体中的固含量为2wt％～50wt％。根据本申请的又一方面，提供了一种制备上述多层包覆结构的复合粉体的方法，至少包括以下步骤：a)将含有量子点材料和微球基质的物料，加热，得到量子点/微球基质；b)将包覆层包覆在所述微球基质表面，即可得到所述复合粉体。具体地，在本申请中，量子点材料包括量子点、经有机物修饰的量子点中的任一种。本申请中，量子点的制备方法为本领域惯用的方法，本申请不做严格限定。经有机物修饰的量子点的制备方法，本申请也不做严格限定。下面介绍一种较好的制备方法，将量子点与有机物分散于有机溶剂中，120℃加热1h，固液分离后对其进行清洗和干燥，即可得到经有机物修饰的量子点。可选地，在步骤a)中，所述量子点材料与所述微球基质的质量比为1‰～10％。可选地，在步骤a)中，加热至50～70℃；直至物料中的溶剂完全蒸发。可选地，所述步骤b)包括：b-1)将含有量子点/微球基质与第一包覆层源的混合物a，固液分离后，得到量子点/微球基质/包覆层Ⅰ；b-2)将含有所述量子点/微球基质/包覆层Ⅰ与第二包覆层源的混合物b，固液分离后，得到量子点/微球基质/包覆层Ⅰ/包覆层Ⅱ；其中，所述第一包覆层源选自有机聚合物胶液、有机聚合物单体中的任一种；所述第二包覆层源选自有机聚合物胶液、有机聚合物单体、无机氧化物前驱体中的任一种。可选地，所述有机聚合物胶液选自聚氯乙烯胶液、聚甲基丙烯酸甲酯胶液、聚醋酸乙烯酯胶液、醋酸纤维素胶液、聚酰胺胶液、聚酰亚胺胶液、聚碳酸酯胶液、聚苯乙烯胶液、聚偏二氯乙烯胶液、聚偏氟乙烯胶液、聚乙烯醇胶液、透明ABS塑料胶液、聚丙烯腈胶液、聚烯烃弹性体胶液、热塑性聚氨酯胶液、聚乙烯咔唑胶液中的至少一种。具体地，聚氯乙烯胶液中的溶质为聚氯乙烯，溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、丙酮、四氢呋喃、乙酸乙酯中的任一种。同样地，对于其他有机聚合物胶液中的溶剂均可以选自N,N-二甲基甲酰胺、丙酮、四氢呋喃、乙酸乙酯中的任一种。可选地，有机聚合物单体选自聚氯乙烯单体、聚甲基丙烯酸甲酯单体、聚醋酸乙烯酯单体、醋酸纤维素单体、聚酰胺单体、聚酰亚胺单体、聚碳酸酯单体、聚苯乙烯单体、聚偏二氯乙烯单体、聚偏氟乙烯单体、聚乙烯醇单体、透明ABS塑料单体、聚丙烯腈单体、聚烯烃弹性体单体、热塑性聚氨酯单体、聚乙烯咔唑单体中的至少一种。可选地，无机氧化物前驱体选自正硅酸乙酯、异丙醇铝、钛酸四丁酯中的任一种。可选地，所述步骤b)包括：b-1)将含有量子点/微球基质与有机聚合物胶液的混合物a，固液分离后，得到量子点/微本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多层包覆结构的复合粉体，其特征在于，所述复合粉体包括微球基质、量子点材料以及包覆层；/n所述量子点材料吸附在所述微球基质内，形成量子点/微球基质；/n所述包覆层包覆在所述微球基质表面；/n其中，所述包覆层包括至少一层有机聚合物层。/n

【技术特征摘要】
1.一种多层包覆结构的复合粉体，其特征在于，所述复合粉体包括微球基质、量子点材料以及包覆层；
所述量子点材料吸附在所述微球基质内，形成量子点/微球基质；
所述包覆层包覆在所述微球基质表面；
其中，所述包覆层包括至少一层有机聚合物层。


2.根据权利要求1所述的复合粉体，其特征在于，所述包覆层为一层有机聚合物层；
优选地，所述包覆层为两层有机聚合物层；
优选地，所述包覆层为一层有机聚合物层和一层无机氧化物层；
其中，沿微球基质表面向外延伸依次为有机聚合物层、无机氧化物层；
所述无机氧化物层选自二氧化硅、氧化铝、氧化钛中的任一种。


3.根据权利要求1所述的复合粉体，其特征在于，所述微球基质选自有机硅微球、二氧化硅微球、聚甲基丙烯酸甲酯微球、聚苯乙烯微球、三氧化二铁微球中的至少一种；
优选地，有机聚合物选自聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醋酸乙烯酯、醋酸纤维素、聚酰胺、聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚乙烯醇、透明ABS塑料、聚丙烯腈、聚烯烃弹性体、热塑性聚氨酯、聚乙烯咔唑中的至少一种；
优选地，所述量子点材料为量子点或者经有机物修饰的量子点；
其中，所述有机物选自6-巯基-1-己醇、2-巯基-3-丁醇、3-巯基-1-丙醇、2,3-二巯基丙醇、聚-十八烯-马来酸酐中的至少一种；
优选地，所述量子点选自具有式Ⅰ所示化学式的物质Ⅰ、具有式Ⅱ所示化学式的物质Ⅱ、具有式Ⅲ所示化学式的物质Ⅲ中的至少一种；
AM式Ⅰ
EFQ2式Ⅱ
GHX3式Ⅲ
其中，A选自Cd、Zn、Pb、In中的至少一种；
M和Q独立地选自S、Se、Te、P中的至少一种；
E选自Cu、Ag、Zn中的至少一种；
F选自Al、Ga、In中的至少一种；
G选自CH3NH3、CH(NH)NH3、Cs中的至少一种；
H选自Ag、Sb、Bi、Pb、In、Al中的至少一种；
X选自卤素中的至少一种；
所述量子点的尺寸为2～39nm。


4.一种制备权利要求1所述的多层包覆结构的复合粉体的方法，其特征在于，至少包括以下步骤：
a)将含有量子点材料和微球基质的物料，加热，得到量子点/微球基质；
b)将包覆层包覆在所述微球基质表面，即可得到所述复合粉体。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟海政，汤加伦，
申请(专利权)人：致晶科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11