[发明专利]一种聚硅氧烷-苯并噁嗪基发光薄膜及其在UV-LED灯上的应用

说明书

本发明公开了一种聚硅氧烷‑苯并噁嗪发光薄膜及其在UV‑LED灯上的应用。该薄膜基体为硅氧烷和苯并噁嗪的共聚产物，其基体聚合物化学结构通式如下所示：在基体上引入罗丹明‑B作为物理交联位点，经“一锅法”合成获得该薄膜。本发明的发光薄膜易于制备，成本低廉。该薄膜在不同的波长的荧光激发下可以发射两个波段的荧光，能够通过改变不同的激发波长实现对发射波段的调控，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种聚硅氧烷-苯并噁嗪基发光薄膜及其在UV-LED灯上的应用，属于高分子材料化学技术领域。

背景技术

有机硅材料具有耐高低温、耐候、耐辐照、电绝缘、生理惰性等特点，性能独特，用途广泛，为其他的有机高分子材料所不能比拟和替代。有机硅的发展历史不太长，但在全球范围内正飞速发展。有机硅材料已被国家列为七大高新技术领域的新材料产业之一，是国家科技规划重点发展的战略新兴产业关键材料，是航空航天、电子电气、轻工、化工、纺织、机械、建筑、交通运输、医疗卫生、农业、人们日常生活等国民经济各个领域不可或缺的新型材料，得到了广泛应用，在高新技术领域发挥了重要作用。

目前，有机硅材料主要分为三种，硅油，硅橡胶，以及硅树脂，近年来，随着科技及经济的不断发展，人们对材料的性能有了更多更深层次的要求。通过新型的简洁而高效的“一锅法”反应将功能基团引入聚硅氧烷材料体系，并赋予有机硅材料优良的荧光性质能提升材料的性能多样性，进而扩大其应用范围。

将苯并噁嗪官能团引入聚硅氧烷体系，一方面能够保持聚硅氧烷材料优越的物理化学性能；另一方面又能赋予聚硅氧烷所不具备的性质比如优异的耐热性及阻燃性等。尽管目前已经报道了主链含苯并噁嗪的聚硅氧烷的制备，但是其制备方式比较复杂，采用硅氢加成方法制备，然而这种方式需要使用重金属催化剂，且反应物转化率较低，所得聚合物分子量较低。因此，设计更简洁的反应方式制备聚硅氧烷-苯并噁嗪材料，并调控材料荧光性质具有重要的科研和实用价值。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明要解决的问题是提供一种聚硅氧烷-苯并噁嗪发光薄膜及其在UV-LED灯上的应用。

本发明采用以下技术方案：

一种聚硅氧烷-苯并噁嗪基发光薄膜，它是由下述方法制备得到的：

1)基体聚合物P1的制备：将氨丙基二硅氧烷、双酚A、多聚甲醛、无水乙醇和甲苯加入到单口烧瓶中，110℃下回流搅拌48小时，悬蒸除去溶剂，得到基体聚合物P1；所述聚合物P1的化学结构式如下所示：

2)聚硅氧烷-苯并噁嗪基发光薄膜的制备：取步骤1)制备的P1溶于甲苯中得到P1的甲苯溶液，取罗丹明-B加入到P1的甲苯溶液中，悬蒸除去4/5的溶剂，得到粘稠的混合物，将混合物滴入聚四氟乙烯模具中，常温下挥发剩余溶剂，最后将模具置于120℃的烘箱中加热20min，脱模，即得到发光薄膜。

所述步骤1)中所述氨丙基二硅氧烷、双酚A、多聚甲醛的摩尔比为1：0.8～1.2：4。

所述步骤1)中无水乙醇和甲苯为溶剂，无水乙醇、甲苯与氨丙基二硅氧烷的质量体积比为5ml：10ml：1g。

所述基体聚合物P1的数均分子量为2800～7700。

所述步骤2)中基体P1与罗丹明-B的质量比为2000：1。

所述的聚硅氧烷-苯并噁嗪基发光薄膜的应用，将所述发光薄膜涂覆于UV-LED灯上，使 UV-LED灯在关闭状态时，可见光下显红色，开灯状态时，发出紫色荧光。

本发明所述的聚硅氧烷-苯并噁嗪发光薄膜为氨丙基二硅氧烷和双酚A的共聚物作为聚合物基体并引入罗丹明-B作为物理交联位点，合成所述基体聚合物P1的反应通式如式(I) 所示：

Mannich poly-condensation：