一种量子点在3D打印中的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种量子点在3D打印中的应用，属于纳米发光材料技术领域，所述量子点发光复合物由85‑120质量份的高分子胶体、10‑80质量份的无机物、1‑3质量份的交联剂和20‑80质量份的油溶性量子点制备而成。相比于现有技术，本发明专利技术将油溶性量子点、高分子胶体、交联剂和无机物(纳米二氧化钛或纳米二氧化硅)相混合，因油溶性量子点的三个维度上的尺寸通常小于10nm，相对于荧光粉，油溶性量子点所发生的散射很小，在用该量子点发光复合物打印后，所打印的发光体中的量子点没有发生团聚，因此油溶性量子点在高分子胶体内没有发生沉淀。

The application of a quantum dot in 3D printing

The invention discloses an application of a quantum dot in 3D printing, which belongs to the field of nanometer luminescent material technology. The quantum dot luminescent complex is prepared by an oil soluble quantum dot consisting of a polymer colloid with 85 portions of 120 parts, an inorganic substance of 10 portions of mass 80 parts, a crosslinking agent for the 1 quality 3 parts and 20 quality 80 parts. Compared with the existing technology, the invention combines the oil soluble quantum dots, polymer colloids, crosslinker and inorganic substances (nano titanium dioxide or nano silica), because the size of the three dimensions of the oil soluble quantum dots is usually less than 10nm, and the scattering of the oil soluble quantum dots is very small compared with the fluorescent powder. After the dot luminescence complex is printed, the quantum dots in the printed luminescent bodies do not reunite, so the oil soluble quantum dots do not precipitate in the polymer colloids.

【技术实现步骤摘要】
一种量子点在3D打印中的应用本专利技术申请是母案申请“用于3D打印的量子点发光复合物及其制备方法”的分案申请，母案申请的申请号为2015110336649，申请日为2015年12月30日。
本专利技术属于纳米发光材料
，具体来说涉及一种量子点在3D打印中的应用。
技术介绍
3D打印技术是一种广泛应用的无余量材料快速成型技术，已经应用于金属、树脂、陶瓷等材料复杂零件的制备，不需要传统的刀具、机床、夹具，便可快速而精密地制造出任意复杂形状的新产品样件。白光LED是一种新型半导体全固态照明光源，商业化的白光LED主流技术是以蓝光芯片+黄色荧光粉而制成，目前，有一些公开专利将荧光粉与高分子胶体按一定比例混合，制成掺杂有荧光粉的高分子胶体，通过喷头用掺杂有荧光粉的高分子胶体进行打印。然而，掺杂有荧光粉的高分子胶体存在以下问题：1)荧光粉颗粒较大，荧光粉与高分子胶体在混合时很容易发生沉淀并引起团聚，导致荧光粉在高分子胶体中分布不均匀；2)由于荧光粉和高分子胶体的折射率差别较大，在其接触表面上会形成很强的光散射效应。3)掺杂有荧光粉的高分子胶体内的有机物与无机荧光粉发生化学反应，致使荧光粉的发射光谱发生变化。因此，荧光粉胶在3D打印领域的发展受到限制。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种量子点在3D打印中的应用。本专利技术的目的是通过下述技术方案予以实现的：一种用于3D打印的量子点发光复合物，由85-120质量份的高分子胶体、10-80质量份的无机物、1-3质量份的交联剂和20-80质量份的油溶性量子点组成，其中，所述无机物为纳米二氧化钛或纳米二氧化硅,所述高分子胶体为ABS树脂、PLA树脂或ABS树脂和PLA树脂的混合物，按质量计，所述ABS树脂和PLA树脂的混合物中ABS树脂和PLA树脂的比为(0.2-5)：1；所述交联剂为过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯、过氧化二碳酸酯、二-(叔丁基过氧化异丙基)苯或2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷。在上述技术方案中，所述油溶性量子点为CdZnS/ZnS、CdSeS、CdSe/ZnS、CdS或CdTe。在上述技术方案中，所述高分子胶体为95-110质量份，无机物为40-70质量份，交联剂为1.5-2.5质量份，油溶性量子点为40-50质量份，所述纳米二氧化硅的粒径30-100纳米，所述纳米二氧化钛的粒径为50-120纳米。在上述技术方案中，在所述ABS树脂和PLA树脂的混合物中，ABS树脂和PLA树脂的比为(1-3)：1。一种量子点发光复合物的制备方法，按照下属步骤进行：1)将无机物、乙醇和油溶性量子点均匀混合，混合后在50-100℃干燥1-12小时至乙醇完全挥发，其中，油溶性量子点为20-80质量份，无机物为10-80质量份，乙醇为过量以致使无机物和油溶性量子点混合均匀，其中，所述无机物为纳米二氧化钛或纳米二氧化硅；2)将高分子胶体、1)所得混合物和交联剂依次放入双螺杆挤出机进行熔融，均匀混合后挤出，自然冷却，造粒，即得到用于3D打印的量子点发光复合物，其中，挤出温度为182-198℃，螺杆转速为220-400转/分钟，高分子胶体的质量份为85-120质量份，交联剂为1-3质量份，所述高分子胶体为ABS树脂、PLA树脂或ABS树脂和PLA树脂的混合物，按质量计，所述ABS树脂和PLA树脂的混合物中ABS树脂和PLA树脂的比为(0.2-5)：1；所述交联剂为过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯、过氧化二碳酸酯、二-(叔丁基过氧化异丙基)苯或2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷。在上述技术方案中，所述油溶性量子点为CdZnS/ZnS、CdSeS、CdSe/ZnS、CdS或CdTe。在上述技术方案中，所述高分子胶体为95-110质量份，无机物为40-70质量份，交联剂为1.5-2.5质量份，油溶性量子点为40-50质量份，所述纳米二氧化硅的粒径30-100纳米，所述纳米二氧化钛的粒径为50-120纳米。在上述技术方案中，挤出温度为185-195℃，螺杆转速为300-360转/分钟，在上述技术方案中，在所述ABS树脂和PLA树脂的混合物中，ABS树脂和PLA树脂的比为(1-3)：1。量子点在3D打印中的应用，将上述量子点发光复合物放入3D打印机的送丝机构中，送丝机构将该量子点发光复合物熔融并从喷头挤出，挤出后自然冷却至降温20-25℃，配合激发光源得到不同形状和结构的发光体。相比于现有技术，本专利技术将油溶性量子点、高分子胶体、交联剂和无机物(纳米二氧化钛或纳米二氧化硅)相混合，因油溶性量子点的三个维度上的尺寸通常小于10nm，相对于荧光粉，油溶性量子点所发生的散射很小，在用该油溶性量子点发光复合物打印后，所打印的发光体中的油溶性量子点没有发生团聚，因此油溶性量子点在高分子胶体内没有发生沉淀；混合后的油溶性量子点在高分子胶体内的发射波长没有改变。本专利技术通过引入无机物(纳米二氧化钛或纳米二氧化硅)加强油溶性量子点发光复合物的发光强度。将本专利技术的油溶性量子点发光复合物放入3D打印机中的送丝机构，送丝机构将该油溶性量子点发光复合物熔融并从喷头挤出，可打印成不同形状的发光体，配合激发光源的使用，可制造出不同形状与功能的发光体。附图说明图1为用CdZnS/ZnS量子点制备的3D打印的量子点发光复合物的发射光谱；图2为用CdZnS/ZnS量子点制备的3D打印的量子点发光复合物的透射电子显微镜照片；图3为用CdSeS量子点量子点制备的3D打印的量子点发光复合物的发射光谱；图4为用CdSe/ZnS量子点量子点制备的3D打印的量子点发光复合物的发射光谱；图5为用CdTe量子点制备的3D打印的量子点发光复合物的发射光谱。具体实施方式本实施例中的PLA树脂购买自美国NatureWorks公司，ABS树脂购买自镇江奇美化工有限公司，过氧化二碳酸酯购买自上海阿拉丁生化科技股份有限司，过氧化苯甲酰购买自东营市海京化工有限公司，过氧化二异丙苯购买自淄博胜赢化工有限公司，购买自百灵威科技有限公司，2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷购买自湖北巨胜科技有限公司，纳米二氧化钛和纳米二氧化硅均购买自上海阿拉丁生化科技股份有限司，其中，纳米二氧化钛的粒径为100纳米，纳米二氧化硅的粒径为50纳米。下述实施例中的油溶性量子点均为油溶性量子点粉末且购买自北京北达聚科技有限公司。ABS树脂为丙烯腈(Acrylonitrile)、1,3-丁二烯(Butadiene)、苯乙烯(Styrene)三种单体的接枝共聚物，其中，按重复单元摩尔百分数计，丙烯腈占15％～35％，丁二烯占5％～30％，苯乙烯占40％～60％，在本实施例中，丙烯腈：1,3-丁二烯：苯乙烯＝20:30:50，ABS树脂的重均相对分子质量为80,000-150,000g/mol，所述的ABS树脂中橡胶含量为11％-60％。PLA树脂的重均相对分子质量为80,000-300,000g/mol。测试方法：将量子点发光复合物放入3D打印机中的送丝机构，送丝机构将该量子点发光复合物熔融并从喷头挤出，打印成直径为1.5厘米，厚度为0.1厘米的圆片，将该圆片放入EX-1000荧光粉激发光谱与热猝灭分析系统(杭州远方光电信息股份有限公司)中进行激发测试。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种量子点在3D打印中的应用，其特征在于，将量子点发光复合物放入3D打印机的送丝机构中，送丝机构将该量子点发光复合物熔融并从喷头挤出，挤出后自然冷却至室温20‑25℃，配合激发光源得到不同形状和结构的发光体；其中，量子点发光复合物由85‑120质量份的高分子胶体、10‑80质量份的无机物、1‑3质量份的交联剂和20‑80质量份的油溶性量子点组成，其中，所述无机物为纳米二氧化钛或纳米二氧化硅,所述高分子胶体为ABS树脂、PLA树脂或ABS树脂和PLA树脂的混合物，按质量计，所述ABS树脂和PLA树脂的混合物中ABS树脂和PLA树脂的比为(0.2‑5)：1；所述交联剂为过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯、过氧化二碳酸酯、二‑(叔丁基过氧化异丙基)苯或2,5‑二甲基‑2,5二叔丁基过氧化己烷。

【技术特征摘要】
1.一种量子点在3D打印中的应用，其特征在于，将量子点发光复合物放入3D打印机的送丝机构中，送丝机构将该量子点发光复合物熔融并从喷头挤出，挤出后自然冷却至室温20-25℃，配合激发光源得到不同形状和结构的发光体；其中，量子点发光复合物由85-120质量份的高分子胶体、10-80质量份的无机物、1-3质量份的交联剂和20-80质量份的油溶性量子点组成，其中，所述无机物为纳米二氧化钛或纳米二氧化硅,所述高分子胶体为ABS树脂、PLA树脂或ABS树脂和PLA树脂的混合物，按质量计，所述ABS树脂和PLA树脂的混合物中ABS树脂和PLA树脂的比为(0.2-5)：1；所述交联剂为过氧化苯甲酰、过氧化二...

【专利技术属性】
技术研发人员：李蕊，王延泽，宋维伟，王中恺，
申请(专利权)人：量子光电科技天津有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12