供制取发荧光和选择吸收光线的材料的聚合物组分制造技术

本发明专利技术涉及高分子化合物化学。供制取以液体单体为基的发荧光和选择吸收光线的材料的聚合物组分，含有至少一种卤代低脂肪羧酸的稀土盐，其量为保证它在单体中的浓度等于５×１０＋［－５］—１摩尔／升。本发明专利技术可用于例如照明技术，家用无线电电子工业。（*该技术在2009年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高分子化合物化学，更确切地是涉及供制取发荧光和选择吸收光线的材料的聚合物组分。通过滤波或用荧光方法改变光学波段光线的材料，可用于光电子学和微电子学作为目测光线或增强相干光线的元件。这些材料也可用于照明技术作为荧光屏，荧光面层;用于太阳能利用技术以制造聚焦元件;用于家用无线电电子学以提高电视屏幕的彩色对比度;用于农业和生物工艺学以制造将太阳光中的紫外线转变成红色波段光线的复盖层，以及用于改变光线光学波段的其它装置。用于改变光学波段光线的材料应满足以下基本要求-在光谱的可见区具有高透光度;-具有宽广的富集活性离子的波段，包括活性最高的离子的波段;-具有高度的光稳定性，即在长时间的使用过程中保持自身的功能。目前已知的是，可以使用各种光学玻璃作为改变光学波段光线的材料，这些玻璃具有高的透光度并具有高的光稳定性。当用钕或钇的离子将它们活化时，在近红外区能获得足够强的荧光，但是在玻璃中得到可见区的强荧光是非常困难的。玻璃还具有高密度，这导致了玻璃制品的质量较大，而光学玻璃的高脆性需要很长的时间对其进行处理。制取玻璃本身及其制品的工艺非常困难并且耗能。玻璃光学仪器在“色散系数-折射率”曲线中占有的区域不被聚合物材料的区域所重叠。因而，当前正在研究用稀土元素活化光学用途的聚合物材料。已知有含镧系元素的荧光聚合物，该聚合物能将紫外线转化成可见波段的光线。它们是用荧光化合物活化的聚丙烯酸甲酯或聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸、它们的共聚物、聚烯烃、聚氯乙烯和聚碳酸酯类型的聚合物。在对紫外线进行光激发时，将0.1～10.0%苯酰丙酮酸铕(或按照铕为0.025～2.5%)的甲基丙烯酸甲酯溶液进行聚合，从而制取荧光粉的方法是已知的。所制得的聚合物-荧光粉的特点是在580～650毫微米区域具有窄的发射光束，并且建议用作形成590～630毫微米波长区域的光子发生器。上述聚合物具有低浓度金属和低螯合发色团的光解稳定性(SU，A，160181)。用作以聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯为基的玻璃温室覆盖层的，广泛种类的聚合物材料也是已知的，这些聚合物材料用铕、铽、钐、镝或铀的β-二酮，以及铕的苯甲酰苯甲酸盐、硝酸盐或氯化物的加合物的三烷基-或氧化三芳基膦、磷酸三烷基酯、二烷基亚砜、菲若啉或α，α-二吡啶的加合物所活化，这些聚合物材料是在混合器中将制成颗粒状的聚合物与荧光添加剂混合，随后在挤压机中将其加工成厚度为0.16～0.15毫米的薄膜而制得(PCT/SU83/00041)。上述聚合物材料具有低透光度，在薄膜厚度为0.10～0.15毫米时，透光度为75%。只有在加入的添加剂浓度非常低时，该浓度就如实际上不含添加剂一样可以表征聚合物的性质，透光度接近纯聚合物的透光度。在增加薄膜厚度时，透光度将大大降低。就在该申请的说明书中，描述了一种聚合物材料，这些材料是聚合含有0.001～2.0%(重量)的上述荧光添加剂或铽的苯邻酮盐的甲基聚甲基丙烯酸酯、苯乙烯或其混合物所制得的。所制得的聚合物也具有低透光度的特性。光敏添加剂的浓度提高至2%(重量)时，透光度降至77～78%。铕离子与聚合物链碎片β-二酮酯基团相结合的聚合物也是已知的(JournalofappliedPolymerScience，Vol.25，1980，I.Veba，E.BanksandI.Okamoto“InvestigationontheSynthesisandChoracterizationofRareEarth-MetalContainingPolymers”P.2007-2017)。此时，β-二酮酯碎片能进入基本聚合物链(聚芳基-β-二酮)或进入聚合物链的侧基(聚-n-苯甲酰乙酰苯乙烯)。在铕的浓度等于1%(重量)时，上述聚合物的荧光性质达到饱和。在进一步提高活化剂的浓度时，荧光强度不会增长。在更高浓度时，鉴于在粉末上进行的研究，也不可能得到透光的薄膜。用作彩色图象显象管滤色镜的含钕透光聚合物也是已知的。将由聚合物和有机羧酸(碳原子数6～21)和/或它们的钕盐组成的溶液热聚合可制得这一聚合物。可以使用烷基聚甲基丙烯酸酯(烷基的碳原子数为1-4)和/或苯乙烯和/或其结合;以及丙烯酸或甲基丙烯酸和/或它们的钕盐作为共聚物。同时，组合物中的钕Nd3+含量为0.3～20.0%(重量)(较好为0.3～15%(重量))(EP，B，0100519)。含钕的透光聚合物在厚度为3毫米时总透光度小于85%，通常为80～82%，即这种聚合物的试样强烈地使光线漫射;随着稀土离子浓度的增长，聚合物的光学质量急剧恶化，例如对于含钕11%(重量)的组分，当聚合物厚度为2毫米时的总透光度为72%，而对厚度为3毫米的试样则已为61%，此外，由于在OH-链谐波上的聚集和抑制，上述组合物具有低荧光强度的特性。例如对于按EP，B，0100519所制备的，并含有浓度为11%(重量)Eu3+离子而不是Nd3+离子的试样，得到的聚合物所具有的相对荧光强度为7%。本专利技术的任务是，通过使其组分的分子分布成均质系统的方法，构成这样的聚合物组分它可用于制取具有高透光度、强热的发荧光能力、并具有高度光稳定性的发荧光和选择吸收光线的材料。上述任务通过以下方式得到解决，按照本专利技术，供制取以含稀土的羧酸盐液体单体为基的，发荧光和选择吸收光线的材料的聚合物组分，至少含有一种卤代低脂肪族羧酸的稀土盐作为稀土的羧酸盐，其结合量为保证其在单体中的浓度等于5×10-5～1摩尔/升。由于本专利技术，保证了制取具有总透光度为92%的聚合物(当稀土金属在聚合物组分中的浓度为15%(重量)时)。在聚合所建议的含有三氟乙酸铕组分时得到的聚合物，具有相对荧光强度为74%，超过在使用已知材料时所达到的指标10倍。按本专利技术所得到的聚合物的光稳定性大大高于EP，B，0100519中所述的聚合物。例如在用高压汞灯的紫外线照射已知的聚合物材料时，经过二小时就观察到聚合物的荧光强度下降。而根据所建议的聚合物组分得到的聚合物材料，只有在照射10小时之后才显示出类似的荧光强度下降。按照本专利技术较佳的是，作为卤代低脂肪族羧酸的稀土盐类，聚合物组分含有氟-和/或氯-和/或溴-和/或碘取代的脂肪族羧酸的钇和/或镧和/或镧系元素的盐类，使得在单体中得到高浓度的稀土元素溶液，该溶液易于用已知的一种方法聚合，形成高透光度的聚合物(透光度92%)。在使用未全卤代烷基羧酸盐制取荧光材料时，按照本专利技术较好的是，使聚合物组分含有卤代低脂肪族羧酸，该羧酸至少具有一个取代氢原子的氘原子。为了形成含有最大浓度稀土金属的材料，按照本专利技术较好的是，使聚合物组分含有稀土元素的卤代乙酸盐作为卤代低脂肪族羧酸的盐类。为使荧光敏化，按照本专利技术较好的是，使聚合物组分补充含有光敏添加剂-含有氧和氮杂原子的有机化合物。按照本专利技术较好的是，使聚合物组分含有杂环化合物和/或含 0或＝0基的化合物作为光敏添加剂。此外，按照本专利技术较好的是，使聚合物组分含有至少一个取代氢原子的氘原子的有机化合物作为光敏添加剂。按照本专利技术较好的是，使聚合物组分含光敏添加剂的量为保证其在单体中的浓度等于5×10-5～2摩尔/升。为了能进行所提出组分的热聚合，按照本专利技术较好的是，使其含有基团聚合的引发剂。为了能使所提出的聚合物本文档来自技高网...

【技术保护点】
供制取以液体单体为基的发荧光和选择吸收光线的材料的聚合物组分，含有稀土羧酸盐，其特征在于，它至少含有一种卤代低脂肪族羧酸的稀土盐作为稀土的羧酸盐，其量为保证在单体中的浓度等于５ｘ１０↑［－５］－１摩尔／升。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特阿列山得罗维奇麦尔，乌拉迪米尔彼得罗维奇斯麦金，基那迪米哈伊罗维奇莫柯罗索夫，莱沙安德列夫那乔帕奇那，基那迪彼得罗维奇斯奇乌考，尼古拉帕夫罗维奇古斯奇，阿列克山得勒彼得罗维奇埃乌道奇莫夫，阿列克山得勒彼得罗维奇巴特罗夫阿列克，仑迪诺维奇考斯泰沙，
申请(专利权)人：托木斯克丹弗弗古比雪夫国立大学，
类型：发明
国别省市：SU[苏联]