一种复合材料及其制备方法与应用技术

本申请公开了一种复合材料及其制备方法与应用。所述复合材料由粉末颗粒和氧化物薄膜组成；所述粉末颗粒为含有聚合物的粉末颗粒；所述氧化物薄膜通过原子层沉积包覆于所述粉末颗粒表面。所述复合材料通过使用ALD技术对含聚合物粉末的表面包覆致密金属氧化物薄膜得到，提高聚合物的抗溶剂腐蚀性能、阻水阻氧性能，提高聚合物基材的环境稳定性，提高量子点/聚合物复合材料的稳定性，扩展聚合物材料的应用范围。的应用范围。的应用范围。

【技术实现步骤摘要】
一种复合材料及其制备方法与应用


[0001]本申请涉及一种复合材料及其制备方法与应用，属于材料


技术介绍

[0002]量子点是指一类三维尺度在纳米级别的颗粒，一般为球形或类球形，其直径常在1～100nm之间。常见的量子点由IV、II
‑
VI，III
‑
V或其他组合元素组成，例如碳量子点、硫化镉量子点、硒化镉量子点、磷化铟量子点和钙钛矿量子点等。量子点由于其量子产率高、色纯度高的特点，可大幅提升显示器件的显示色域，此外，量子点材料在荧光示踪、荧光油墨、多重光学防伪等领域也有潜在的应用，因而受到了广泛关注。
[0003]在实际应用中，量子点的长期稳定性存在一定的问题，量子点稳定性差的最主要原因是实际环境中的水氧侵入导致量子点发生荧光淬灭，导致亮度衰减和色点变化。因此，通常还需要对量子点进行二次包覆，提高其环境稳定性，目前常用的方法之一是有机聚合物包覆量子点(例如CN 106753328 A、CN 110846028 A和CN 110373180 A)。虽然有机层包覆有一定效果，但是氧气和水蒸气仍会透过聚合物膜，导致量子点的降解。
[0004]ALD技术目前已广泛的应用于催化、微电子、光电子、能源、光学涂层、生物医用材料等领域，可以用ALD沉积的基体材料包括金属、氧化物、硫化物、卤化物、硅锗等半导体以及部分有机聚合物。目前已报道的聚合物表面ALD的聚合物基体是平面状的器件(例如CN 103215569 A和CN 106298411 A)。在专利CN 103215569 A中，通过ALD沉积在平面塑料基材沉积气体渗透阻挡层，降低气体渗透率，主要应用在平面聚合物发光器件、有机晶体管、发光聚合物电路等平面结构电子器件。在专利CN 106298411 A中，聚合物应用于等离子体发生室的垫圈，为了提高聚合物抗等离子体的性能，对聚合物沉积涂层，属于平面聚合物沉积。在粉末包覆方面，也有一些专利做出保护(如CN 103556129 A和CN 110343518 A)，但其是对无机粉末的包覆，并且包覆过程反应源气体一直吹扫，浪费反应源，提高成本；温度高，不利于粉末的稳定性，且浪费能源；包覆过程没有粉末分散方式，纳米及微米粉末易在ALD过程团聚，降低包覆效果，降低包覆薄膜的致密性，影响粉末包覆过程。

技术实现思路

[0005]根据本申请的一个方面，提供一种复合材料，所述复合材料通过使用ALD技术对含聚合物粉末的表面包覆致密金属氧化物薄膜得到，提高聚合物的抗溶剂腐蚀性能、阻水阻氧性能，提高聚合物基材的环境稳定性，提高量子点/聚合物复合材料的稳定性，扩展聚合物材料的应用范围。
[0006]一种复合材料，所述复合材料由粉末颗粒和氧化物薄膜组成；
[0007]所述粉末颗粒含有聚合物；
[0008]所述氧化物薄膜通过原子层沉积包覆于所述粉末颗粒表面。
[0009]可选地，所述氧化物薄膜中的氧化物包括金属氧化物中的至少一种。
[0010]可选地，所述金属氧化物选自Al2O3、TiO2、HfO2、ZrO2中的任一种。
[0011]可选地，所述氧化物薄膜的厚度为1～200nm。
[0012]可选地，所述粉末颗粒的形状包括球状、棒状、片状中的至少一种；
[0013]可选地，所述粉末颗粒的尺寸为0.1～200微米。
[0014]可选地，所述粉末颗粒的尺寸为0.1μm、0.2μm、0.5μm、1μm、2μm、5μm、10μm、15μm、20μm、30μm、40μm、50μm、80μm、100μm、120μm、150μm、170μm、190μm、200μm中的任意值或任意两者之间的范围值。
[0015]可选地，所述聚合物包括聚偏氟乙烯、偏氟乙烯和三氟乙烯共聚物、聚丙烯腈、聚醋酸乙烯酯、醋酸纤维素、氰基纤维素、聚砜、芳香聚酰胺、聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸月桂酯中的至少一种。
[0016]可选地，所述粉末颗粒还含有量子点材料。
[0017]可选地，所述量子点材料为IV、II
‑
VI，IV
‑
VI、III
‑
V族量子点和多元素量子点；
[0018]可选地，所述量子点材料包括碳量子点材料、硅量子点材料、锗量子点材料、硫化镉量子点材料、硒化镉量子点材料、碲化镉量子点材料、硒化锌量子点材料、硫化铅量子点材料、硒化铅量子点材料、磷化铟量子点材料、砷化铟量子点材料中的至少一种。
[0019]可选地，所述量子点材料包括钙钛矿量子点材料中的至少一种。
[0020]可选地，所述钙钛矿量子点材料选自无机钙钛矿量子点材料、有机
‑
无机杂化钙钛矿量子点材料中的任一种。
[0021]可选地，所述粉末颗粒为钙钛矿量子点/聚合物复合粉末材料；
[0022]所述钙钛矿量子点/聚合物复合粉末材料中的钙钛矿量子点具有结构式AMX3、A3M2X9、A2MX6、Q2A
m
‑1M
m
X
3m+1
中的至少一种；
[0023]其中，A为NH2CHNH
2+
(即FA)、CH3NH
3+
(即MA)、Cs
+
中的至少一种；
[0024]M为Pb
2+
、Cd
2+
、Mn
2+
、Zn
2+
、Sn
2+
、Ge
2+
、Bi
3+
中的至少一种；
[0025]X为卤素阴离子中的至少一种；
[0026]Q为芳香基或者碳原子数不小于3的烷基有机胺阳离子；
[0027]m为1到100之间的任意数值。
[0028]可选地，所述钙钛矿量子点在至少一个维度上的尺寸为2～50nm。
[0029]可选地，所述粉末颗粒中，所述钙钛矿量子点与所述聚合物的质量比为1：1～500。
[0030]所述粉末颗粒中，所述钙钛矿量子点与所述聚合物的质量比为1:1、1:2、1:5、1:8、1:10、1:12、1:15、1:20、1:30、1:50、1:100、1:150、1:200、1:250、1:300、1:400、1:500中的任意值或任意两者之间的范围值。
[0031]可选地，所述钙钛矿量子点/聚合物复合粉末材料通过以下步骤得到：
[0032]将钙钛矿量子点前驱体溶液雾化成小液滴，而后使雾化的小液滴干燥，生成钙钛矿量子点/聚合物复合粉末材料；
[0033]所述钙钛矿量子点前驱体溶液包括溶剂、钙钛矿量子点原料和聚合物。
[0034]可选地，所述溶剂选自N,N
‑
二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、三甲基磷酸酯、磷酸三乙酯、N
‑
甲基吡咯烷酮、二甲基乙酰胺中的至少一种。
[0035]可选地，所述钙钛矿量子点原料包括AX、QX本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合材料，其特征在于，所述复合材料由粉末颗粒和氧化物薄膜组成；所述粉末颗粒含有聚合物；所述氧化物薄膜通过原子层沉积包覆于所述粉末颗粒表面。2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述氧化物薄膜中的氧化物包括金属氧化物中的至少一种；优选地，所述金属氧化物选自Al2O3、TiO2、HfO2、ZrO2中的任一种；优选地，所述氧化物薄膜的厚度为1～200nm。3.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述粉末颗粒的形状包括球状、棒状、片状中的至少一种；优选地，所述粉末颗粒的尺寸为0.1～200微米。4.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述聚合物包括聚偏氟乙烯、偏氟乙烯和三氟乙烯共聚物、聚丙烯腈、聚醋酸乙烯酯、醋酸纤维素、氰基纤维素、聚砜、芳香聚酰胺、聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸月桂酯中的至少一种。5.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述粉末颗粒还含有量子点材料；优选地，所述量子点材料为IV、II
‑
VI，IV
‑
VI、III
‑
V族量子点和多元素量子点；优选地，所述量子点材料包括碳量子点材料、硅量子点材料、锗量子点材料、硫化镉量子点材料、硒化镉量子点材料、碲化镉量子点材料、硒化锌量子点材料、硫化铅量子点材料、硒化铅量子点材料、磷化铟量子点材料、砷化铟量子点材料中的至少一种；优选地，所述量子点材料包括钙钛矿量子点材料中的至少一种；优选地，所述钙钛矿量子点材料选自无机钙钛矿量子点材料、有机
‑
无机杂化钙钛矿量子点材料中的任一种。6.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述粉末颗粒为钙钛矿量子点/聚合物复合粉末材料；所述钙钛矿量子点/聚合物复合粉末材料中的钙钛矿量子点具有结构式AMX3、A3M2X9、A2MX6、Q2A
m
‑1M
m
X
3m+1
中的至少一种；其中，A为NH2CHNH
2+
、CH3NH
3+
、Cs
+
中的至少一种；M为Pb
2+
、Cd
2+
、Mn
2+
、Zn
2+
、Sn
2+
、Ge
2+
、Bi
3+
中的至少一种；X为卤素阴离子中的至少一种；Q为芳香基或者碳原子数不小...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩登宝，景宇宇，李飞，钟海政，
申请(专利权)人：致晶科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：