CN102775983A - 一种用有机物作填充剂的固态化学发光组合物 - Google Patents
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Abstract
一种用有机物作填充剂的固态化学发光组合物，它由“草酸酯组分”和“活化剂组分”以及荧光剂、溶剂和填充剂构成，其特征在于所用的填充剂为有机填充物或者有机填充物与无机填充物的混合物。本发明的优越性在于：1、由于选用的有机填充剂为合成化工产品，同无机天然矿物相比，杂质的种类、数量和稳定性均容易控制，从而使组合物的发光反应得以控制；2、无机填充剂的密度比有机填充剂的密度大，因此在使用含有有机填充物的填充剂时，可以获得更大的发光面积或发光体积；3、有机填充剂不具备深层吸附功能，所有化学发光反应的有效物质均是沾附在填充剂表面，使所有化学发光反应的有效物质可以充分接触反应，使光输出最大化。
Description
(一)发明领域：
本发明涉及化学发光组合物领域，尤其涉及一种用有机物作填充剂的固态化学发光组合物。
(二)发明背景：
草酸酯-氧化剂-染料化学发光体系的组合物为人们熟悉和利用。例如在美国专利3816326，4313843和5122306中所描述的氧化化学发光组合物。它们都是液态并典型地具有50mPa·s或更小的粘度，需要一容器盛装以供使用。这就限制了其应用范围。当需要进行面积照明或标示时，会受到容器本身的影响。
中国专利申请200610130440.4描述了一种固态化学发光组合物，它使用时可以应用或不应用容器，可以简易地均匀散播到需要的区域进行面积照明或标示，并易于清除，不造成或只造成很少的沾染。
对已知的固态化学发光组合物而言，保持组合物固态性状的主要因素是填充物，这就要求填充物具有以下特性：1.对化学发光反应无影响；2.在要求的粒度范围内有尽可能大的表面积重量比；3.不具备或尽可能小的深层吸附性能。
在已公开描述的固态化学发光组合物中，包括中国专利申请200610130440.4，所使用的均为无机填充物，尽管它们均可以用于固态化学发光组合物中，但都有一些性能上的欠缺：石英砂、硅藻土和高岭土均为天然矿物，不可避免地会带有各种各样的杂质，这对于化学发光反应有可能会产生影响；硅胶则具有很强的吸附力；所有这些无机填充物均有相对较大的密度。
(三)发明内容：
本发明的目的在于提供一种用有机物作填充剂的固态化学发光组合物，它具有优良的化学发光性能。
本发明的技术方案：一种用有机物作填充剂的固态化学发光组合物，它由包含草酸酯的“草酸酯组分”和包含氧化剂的“活化剂组分”以及荧光剂、溶剂和填充剂构成，其中草酸酯在化学发光组合物中含量为1％-30％，氧化剂在化学发光组合物中的含量为1％-40％，荧光剂在化学发光组合物中的含量为0.01％-1％，溶剂在化学发光组合物中的含量为0.3％-30％，填充剂在化学发光组合物中的含量为15％-90％，其特征在于所用的填充剂为有机填充物或者有机填充物与无机填充物的混合物。
上述所说的活化剂组分包含氧化剂、一种或一种以上的溶剂、填充剂和/或荧光剂、螯合剂、催化剂；活化剂组分中可以含有也可以不含有水的增稠剂。
上述所说的草酸酯组分可以是单一的草酸酯，也可以是草酸酯与荧光剂和/或催化剂的混合物；可以是草酸酯或草酸酯与荧光剂和/或催化剂同填充剂的混合物，在此混合物中可以加入也可以不加入除水之外的其它溶剂和/或非水增稠剂。
上述所说的草酸酯组分中的草酸酯包括双(2，4，5-三氯-6-羰戊氧苯基)草酸酯、双(2，4，5-三氯苯基)草酸酯、双(2，4，5-三溴-6-羰己氧苯基)草酸酯、双(2，-硝基苯基)草酸酯、双(2，4-二硝基苯基)草酸酯、双(2，6-二氯-4-硝基苯基)草酸酯、双(2，4，6-三氯苯基)草酸酯、双(3-三氟甲基-4-硝基苯基)草酸酯、双(1，2-二甲基-4，6-二硝基苯基)草酸酯、双(2，4-二氯苯基)草酸酯、双(2，4-二硝基苯基)草酸酯、双(2，5-二硝基苯基)草酸酯、双(2-甲酰-4-硝基苯基)草酸酯、双(五氯苯基)草酸酯、双(1，2-二氢-2-氧代-1-吡啶基)乙二醛、双(2，4-二硝基-6-甲基苯基)草酸酯；所述草酸酯优选包括双(2，4，5-三氯-6-羰戊氧苯基)草酸酯(称为“CPPO”)或双(2，4，5-三氯苯基)草酸酯(称为“TCPO”)。
上述所说的活化剂组分中的氧化剂包括过氧化氢、过氧化钠、过氧化焦磷酸钠、过氧化脲、高硼酸钠、过氧化组氨酸、叔丁基过氧化氢和过氧化苯甲酸；优选的氧化剂是过氧化氢和过氧化脲。
上述所说的催化剂可存在于草酸酯组分和/或活化剂组分中，包括水杨酸钠、水杨酸钾、水杨酸锂、5-氯水杨酸钠、5-氯水杨酸锂、三氟乙酸钠、五氯酚钾、水杨酸四丁基铵、苯甲酸四丁基铵、高氯酸四丁基铵、苄基三乙基氯化铵、四丁基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基硫酸钠、三乙醇胺、硅酸钠；优选的催化剂是水杨酸钠；所说的催化剂在化学发光组合物中的含量为0.001％-5％。
上述所说的螯合剂包括乙二胺四乙酸及其一钠、二钠、三钠、四钠盐；优选的螯合剂是乙二胺四乙酸二钠；所说的螯合剂在化学发光组合物中的含量为0.02％-2％。
上述所说的荧光剂一般具有330nm-1000nm范围的光谱发射，它可存在于草酸酯组分和/或活化剂组分中，适用的荧光剂包括美国专利3729426，3948797，4017415和5122306中所述的荧光剂，诸如9，10-二苯基蒽、9，10-二苯乙炔基蒽、1，8-二氯-9，10-二苯乙炔基蒽、2-乙基-9，10-二苯乙炔基蒽、1，6，7，12-四苯氧基-N，N’-双(2，5二异丙基苯基)-3，4，9，10-苝二甲酰亚胺等；优选的荧光剂是9，10-二苯乙炔基蒽和1，8-二氯-9，10-二苯乙炔基蒽。
上述所说的溶剂可存在于草酸酯组分和/或活化剂组分中，包括乙酸乙酯、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二丁酯、苯甲酸丁酯、苯甲酸乙酯、叔丁醇和水；优选的溶剂是邻苯二甲酸二甲酯、苯甲酸丁酯和水。
上述所说的有机填充物可存在于活化剂组分或草酸酯和活化剂两组分中，适用的有机填充物包括聚乙烯粉、聚丙烯粉和聚酯粉；优选的有机填充物是聚丙烯粉。
上述所说的无机填充物可存在于草酸酯组分和/或活化剂组分中，包括石英砂、石英玻璃、硅胶、硅藻土、高岭土和氧化铝；优选的无机填充物是石英砂和氧化铝。
上述所说的非水增稠剂包括石蜡基物质、聚氧化乙烯和聚乙二醇；优选的非水增稠剂是聚乙二醇；所说的非水增稠剂在化学发光组合物中的含量为0.1％-20％；。
上述所说的水的增稠剂是水溶性高分子，适用的水的增稠剂包括玉米淀粉、刺槐豆胶、瓜尔豆胶、黄原胶、明胶、羧甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素、聚丙烯酸、聚丙烯酸衍生物、聚乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮；优选的水的增稠剂是黄原胶和聚乙烯吡咯烷酮；所说的水的增稠剂在化学发光组合物中的含量为0.1％-15％。
本发明的优越性在于：该固态化学发光组合物使用了含有有机物的填充剂，同已知固态化学发光组合物使用无机填充剂相比：1、由于选用的有机填充剂为合成化工产品，同无机天然矿物相比，杂质的种类、数量和稳定性均容易控制，从而使组合物的化学发光反应得以控制；2、无机填充剂的密度在2g/cm3-4g/cm3，而有机填充剂的密度均在1g/cm3以下，因此在使用含有有机填充物的填充剂时，可以获得更大的发光面积或发光体积；3、有机填充剂不具备深层吸附功能，所有化学发光反应的有效物质均是沾附在填充剂表面，这就使得所有化学发光反应的有效物质可以充分接触反应，从而使光输出最大化。
(四)具体实施方式：
实施例1
表1实施例1成分列表
| 成分 | 含量 | |
| 草酸酯组分 | ||
| 聚丙烯粉 | 9.10％ | |
| CPPO | 9.10％ | |
| 9，10-二苯乙炔基蒽 | 0.36％ | |
| 邻苯二甲酸二甲酯 | 7.28％ | |
| 活化剂组分 | ||
| 聚丙烯粉 | 54.60％ | |
| 过氧化脲 | 9.10％ | |
| 水杨酸钠 | 1.36％ | |
| 水 | 9.10％ | |
| 总计 | 100％ |
按表1所列向有机填充物聚丙烯粉中加入CPPO、9，10-二苯乙炔基蒽和邻苯二甲酸二甲酯，混合均匀即为“草酸酯组分”。
向有机填充物聚丙烯粉中加入水、过氧化脲和水杨酸钠，混合均匀即为“活化剂组分”。
将上述“草酸酯组分”同“活化剂组分”混合，产生绿色化学发光。
实施例2
表2实施例2成分列表
| 成分 | 含量 | |
| 草酸酯组分 | ||
| 聚乙烯粉 | 8.45％ | |
| 氧化铝 | 25.34％ | |
| CPPO | 2.54％ | |
| 1，8-二氯-9，10-二苯乙炔基蒽 | 0.08％ | |
| 邻苯二甲酸二甲酯 | 1.69％ | |
| 活化剂组分 | ||
| 聚乙烯粉 | 50.68％ | |
| 过氧化脲 | 5.91％ | |
| 水杨酸钠 | 0.84％ | |
| 水 | 4.22％ | |
| 乙二胺四乙酸二钠 | 0.08％ | |
| 黄原胶 | 0.17％ | |
| 总计 | 100％ |
按表2所列向有机填充物聚乙烯粉中加入无机填充物氧化铝及各种添加剂CPPO、1，8-二氯-9，10-二苯乙炔基蒽和邻苯二甲酸二甲酯，混合均匀即为“草酸酯组分”。
向有机填充物聚乙烯粉中加入水、过氧化脲、乙二胺四乙酸二钠、水杨酸钠和黄原胶，混合均匀即为“活化剂组分”。
将上述“草酸酯组分”同“活化剂组分”混合，产生黄色化学发光。
实施例3
表3实施例3成分列表
| 成分 | 含量 | |
| 草酸酯组分 | ||
| 聚丙烯粉 | 3.45％ |
| CPPO | 20.72％ | |
| 1，8-二氯-9，10-二苯乙炔基蒽 | 0.55％ | |
| 邻苯二甲酸二甲酯 | 3.45％ | |
| 聚乙二醇-4000 | 10.36％ | |
| 活化剂组分 | ||
| 聚丙烯粉 | 13.81％ | |
| 过氧化脲 | 27.61％ | |
| 水杨酸钠 | 2.07％ | |
| 水 | 6.91％ | |
| 乙二胺四乙酸二钠 | 0.69％ | |
| 聚乙烯吡咯烷酮 | 6.91％ | |
| 邻苯二甲酸二甲酯 | 3.45％ | |
| 总计 | 100％ |
按表3所列向有机填充物聚丙烯粉中加入CPPO、1，8-二氯-9，10-二苯乙炔基蒽、邻苯二甲酸二甲酯和聚乙二醇-4000，混合均匀即为“草酸酯组分”。
向有机填充物聚丙烯粉中加入水、过氧化脲、乙二胺四乙酸二钠、水杨酸钠、聚乙烯吡咯烷酮和邻苯二甲酸二甲酯，混合均匀即为“活化剂组分”。
将上述“草酸酯组分”同“活化剂组分”混合，产生黄色化学发光。
比较例：
样品1#的数据为现有技术数据，样品2#的数据为按照本发明技术方案选取的相关数据，为说明本发明的技术效果，特以样品1#的数据与样品2#的数据进行对比。
2.1g氧化铝中加入1.5gCPPO、0.06g9，10-二苯乙炔基蒽和0.85g邻苯二甲酸二甲酯，混合均匀为“草酸酯组分”1#。
21g石英砂中加入1.7g过氧化脲、0.2g水杨酸钠和1.4g水，混合均匀为“活化剂组分”1#。
0.8g聚丙烯粉中加入1.5gCPPO、0.06g9，10-二苯乙炔基蒽和0.7g邻苯二甲酸二甲酯，混合均匀为“草酸酯组分”2#。
“草酸酯组分”2#共3.06g，“草酸酯组分”1#共4.51g，两者体积相同。
7.5g有机填充物聚丙烯粉中加入1g过氧化脲、0.2g水杨酸钠、1g水、0.015g 乙二胺四乙酸二钠、0.3g邻苯二甲酸二甲酯和0.1g黄原胶，混合均匀为“活化剂组分”2#。
“活化剂组分”2#共10.115g，“活化剂组分”1#共34.415g，两者体积相同。
将“草酸酯组分”1#同“活化剂组分”1#混合为样品1#。将“草酸酯组分”2#同“活化剂组分”2#混合为样品2#。
样品1#共38.925g，样品2#共13.175g，两者发光体积相同。用照度计测量样品1#和2#的发光强度，强度值见表4。从表4的检测数据可以看出本发明所示的样品2#发光性能优于现有技术的样品1#。
表4样品1#和2#发光强度值(单位：LUX)
| 5分钟 | 15分钟 | 30分钟 | 60分钟 | 120分钟 | 180分钟 | 240分钟 | |
| 样品1# | 47.0 | 16.0 | 8.82 | 3.13 | 1.06 | 0.64 | 0.57 |
| 样品2# | 60.8 | 23.2 | 14.6 | 6.35 | 1.59 | 0.85 | 0.55 |
Claims (13)
1.一种用有机物作填充剂的固态化学发光组合物，它由包含草酸酯的“草酸酯组分”和包含氧化剂的“活化剂组分”以及荧光剂、溶剂和填充剂构成，其中草酸酯在化学发光组合物中含量为1％-30％，氧化剂在化学发光组合物中的含量为1％-40％，荧光剂在化学发光组合物中的含量为0.01％-1％，溶剂在化学发光组合物中的含量为0.3％-30％，填充剂在化学发光组合物中的含量为15％-90％，其特征在于所用的填充剂为有机填充物或者有机填充物与无机填充物的混合物。
2.根据权利要求1所说的一种用有机物作填充剂的固态化学发光组合物，其特征在于所说的活化剂组分包含氧化剂、一种或一种以上的溶剂、填充剂和/或荧光剂、螯合剂、催化剂；活化剂组分中可以含有也可以不含有水的增稠剂。
3.根据权利要求1所说的一种用有机物作填充剂的固态化学发光组合物，其特征在于所说的草酸酯组分可以是单一的草酸酯，也可以是草酸酯与荧光剂和/或催化剂的混合物；可以是草酸酯或草酸酯与荧光剂和/或催化剂同填充剂的混合物，在此混合物中可以加入也可以不加入除水之外的其它溶剂和/或非水增稠剂。
4.根据权利要求1所说的一种用有机物作填充剂的固态化学发光组合物，其特征在于所说的草酸酯组分中的草酸酯包括双(2，4，5-三氯-6-羰戊氧苯基)草酸酯、双(2，4，5-三氯苯基)草酸酯、双(2，4，5-三溴-6-羰己氧苯基)草酸酯、双(2，-硝基苯基)草酸酯、双(2，4-二硝基苯基)草酸酯、双(2，6-二氯-4-硝基苯基)草酸酯、双(2，4，6-三氯苯基)草酸酯、双(3-三氟甲基-4-硝基苯基)草酸酯、双(1，2-二甲基-4，6-二硝基苯基)草酸酯、双(2，4-二氯苯基)草酸酯、双(2，4-二硝基苯基)草酸酯、双(2，5-二硝基苯基)草酸酯、双(2-甲酰-4-硝基苯基)草酸酯、双(五氯苯基)草酸酯、双(1，2-二氢-2-氧代-1-吡啶基)乙二醛、双(2，4-二硝基-6-甲基苯基)草酸酯；所述草酸酯优选包括双(2，4，5-三氯-6-羰戊氧苯基)草酸酯(称为“CPPO”)或双(2，4，5-三氯苯基)草酸酯(称为“TCPO”)。
5.根据权利要求1所说的一种用有机物作填充剂的固态化学发 光组合物，其特征在于所说的活化剂组分中的氧化剂包括过氧化氢、过氧化钠、过氧化焦磷酸钠、过氧化脲、高硼酸钠、过氧化组氨酸、叔丁基过氧化氢和过氧化苯甲酸；优选的氧化剂是过氧化氢和过氧化脲。
6.根据权利要求2所说的一种用有机物作填充剂的固态化学发光组合物，其特征在于所说的催化剂可存在于草酸酯组分和/或活化剂组分中，包括水杨酸钠、水杨酸钾、水杨酸锂、5-氯水杨酸钠、5-氯水杨酸锂、三氟乙酸钠、五氯酚钾、水杨酸四丁基铵、苯甲酸四丁基铵、高氯酸四丁基铵、苄基三乙基氯化铵、四丁基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基硫酸钠、三乙醇胺、硅酸钠；优选的催化剂是水杨酸钠；所说的催化剂在化学发光组合物中的含量为0.001％-5％。
7.根据权利要求2所说的一种用有机物作填充剂的固态化学发光组合物，其特征在于所说的螯合剂包括乙二胺四乙酸及其一钠、二钠、三钠、四钠盐；优选的螯合剂是乙二胺四乙酸二钠；所说的螯合剂在化学发光组合物中的含量为0.02％-2％。
8.根据权利要求1所说的一种用有机物作填充剂的固态化学发光组合物，其特征在于所说的荧光剂一般具有330nm-1000nm范围的光谱发射，它可存在于草酸酯组分和/或活化剂组分中，适用的荧光剂包括美国专利3729426，3948797，4017415和5122306中所述的荧光剂，诸如9，10-二苯基蒽、9，10-二苯乙炔基蒽、1，8-二氯-9，10-二苯乙炔基蒽、2-乙基-9，10-二苯乙炔基蒽、1，6，7，12-四苯氧基-N，N’-双(2，5二异丙基苯基)-3，4，9，10-苝二甲酰亚胺等；优选的荧光剂是9，10-二苯乙炔基蒽和1，8-二氯-9，10-二苯乙炔基蒽。
9.根据权利要求1所说的一种用有机物作填充剂的固态化学发光组合物，其特征在于所说的溶剂可存在于草酸酯组分和/或活化剂组分中，包括乙酸乙酯、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二丁酯、苯甲酸丁酯、苯甲酸乙酯、叔丁醇和水；优选的溶剂是邻苯二甲酸二甲酯、苯甲酸丁酯和水。
10.根据权利要求1所说的一种用有机物作填充剂的固态化学发光组合物，其特征在于所说的有机填充物可存在于活化剂组分或草酸 酯和活化剂两组分中，适用的有机填充物包括聚乙烯粉、聚丙烯粉和聚酯粉；优选的有机填充物是聚丙烯粉。
11.根据权利要求1所说的一种用有机物作填充剂的固态化学发光组合物，其特征在于所说的无机填充物可存在于草酸酯组分和/或活化剂组分中，包括石英砂、石英玻璃、硅胶、硅藻土、高岭土和氧化铝；优选的无机填充物是石英砂和氧化铝。
12.根据权利要求3所说的一种用有机物作填充剂的固态化学发光组合物，其特征在于所说的非水增稠剂包括石蜡基物质、聚氧化乙烯和聚乙二醇；优选的非水增稠剂是聚乙二醇；所说的非水增稠剂在化学发光组合物中的含量为0.1％-20％。
13.根据权利要求2所说的一种用有机物作填充剂的固态化学发光组合物，其特征在于所说的水的增稠剂是水溶性高分子，适用的水的增稠剂包括玉米淀粉、刺槐豆胶、瓜尔豆胶、黄原胶、明胶、羧甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素、聚丙烯酸、聚丙烯酸衍生物、聚乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮；优选的水的增稠剂是黄原胶和聚乙烯吡咯烷酮；所说的水的增稠剂在化学发光组合物中的含量为0.1％-15％。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C53 | Correction of patent of invention or patent application | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 300400 Beichen District, Beijing, Tianjin Road, Liu East Road, South Lane, No. 2 Applicant after: Tianjin Yue long Technology Co., Ltd. Address before: 300400 Beichen District, Beijing, Tianjin Road, Liu East Road, South Lane, No. 2 Applicant before: Tianjin Tianlong Chemiluminescent Tube Co., Ltd. |
|
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: APPLICANT; FROM: TIANJIN TIANLONG CHEMILUMINESCENT TUBE CO., LTD. TO: TIANJIN YUELONG TECHNOLOGY CO., LTD. |
|
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20121114 |