CN108930952A - 一种高荧光冷光蜡烛 - Google Patents

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张钰婷
张庚怀
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Abstract

本发明涉及光电技术领域，尤其涉及一种荧光冷光蜡烛。本发明提供的一种高荧光冷光蜡烛，使用述包覆型羧基化SiO2荧光纳米球为荧光材料，涂覆在材料涂覆在玻璃基片上，封装在塑料管内，形成冷光蜡烛。包覆型羧基化SiO2荧光纳米球的制备方法是以具有双键的烯丙基荧光探针、甲基丙烯酸与硅烷偶联剂KH151为原料，聚合反应得到荧光聚合物，过高温脱水缩合法，将该荧光聚合物经‑Si‑O‑Si‑键化学键和在SiO2纳米球表面，得到包覆型羧基化SiO2荧光纳米球。所述的烯丙基荧光探针是烯丙基‑4‑甲基香豆素、烯丙基荧光素、烯丙基罗丹明B、烯丙基咔唑中的任意一种。本发明采用包覆型羧基化SiO2荧光纳米球为荧光材料作为荧光材料，微球整体发光效率更高，材料稳定性更强，制成的冷风蜡烛荧光强度更高，时间更长。

Description

一种高荧光冷光蜡烛
技术领域
本发明涉及光电技术领域，尤其涉及一种荧光冷光蜡烛。
背景技术
在交通运输中，车辆在行驶过程中遇到碰撞、车辆损坏等异常情况时，驾驶人员首先想到的是查看原因。当驾驶人员下车查看车辆状况时，会在潜意识中忽略掉身边的危险。此时车辆后方和两侧仍有车辆行驶，当与事故车辆距离过近时，很难在有限的时间内做出反应。尤其是在傍晚、夜间、隧道里等地方，光线昏暗，司机的视野下降，更难发现前方的事故车辆，很容易造成在交通事故中发生二次事故，二次事故有时候会带来更大的危害。
而在一般事故中事故车主会选择报警，由交通警察来接手后续的工作。交通警察到达现场后，通常采用在事故车辆后方放置三角标志或者雪糕筒等来作为警示标志，达到引导附近和后续车辆避开事故区域的目的。但是三角标志和雪糕筒等体积大、重量重、交通警察携带量有限、需要人员进行搬运放置等原因，警示标志一般与事故区域之间的距离非常近。当后续车辆发现该警示标志时，预留给驾驶人员的处理时间很短，极易发生二次交通事故。尤其是在夜间等光线较暗的时间段，放置在地面上的警示标志更难被发现。而使用冷光蜡烛，在200米以外的地面放置“冷光蜡烛”，可以形成一定长度的荧光斜线保护带，有效警示后方来车减速避让，保障过往车辆以及事故中心现场救援人员的安全。
发明内容
本发明提供一种高荧光冷光蜡烛，可以有效提高冷光蜡烛的发光强度，发光时间，警示效果更佳。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种高荧光冷光蜡烛，使用述包覆型羧基化SiO2荧光纳米球为荧光材料，涂覆在材料涂覆在玻璃基片上，封装在塑料管内，形成冷光蜡烛。
包覆型羧基化SiO2荧光纳米球的制备方法是以具有双键的烯丙基荧光探针、甲基丙烯酸与硅烷偶联剂KH151为原料，聚合反应得到荧光聚合物，过高温脱水缩合法，将该荧光聚合物经-Si-O-Si-键化学键和在SiO2纳米球表面，得到包覆型羧基化SiO2荧光纳米球。
所述的烯丙基荧光探针是烯丙基-4-甲基香豆素、烯丙基荧光素、烯丙基罗丹明B、烯丙基咔唑中的任意一种。
有益技术效果：
本发明采用包覆型羧基化SiO2荧光纳米球为荧光材料作为荧光材料，微球整体发光效率更高，材料稳定性更强，制成的冷风蜡烛荧光强度更高，时间更长。在采用的烯丙基荧光染料中，烯丙基咔唑是近紫外或深蓝色光荧光材料，烯丙基荧光素和烯丙基香豆素是发绿光的荧光材料，烯丙基罗丹明B是近红外或发红光的荧光材料，由此能够制备获得具有蓝色、绿色和红色荧光的荧光材料，冷风蜡烛的颜色多样化。
具体实施方式
一种高荧光冷光蜡烛，使用述包覆型羧基化SiO2荧光纳米球为荧光材料，涂覆在材料涂覆在玻璃基片上，封装在塑料管内，形成冷光蜡烛。
包覆型羧基化SiO2荧光纳米球的制备方法是以具有双键的烯丙基荧光探针、甲基丙烯酸与硅烷偶联剂KH151为原料，聚合反应得到荧光聚合物，过高温脱水缩合法，将该荧光聚合物经-Si-O-Si-键化学键和在SiO2纳米球表面，得到包覆型羧基化SiO2荧光纳米球。
所述的烯丙基荧光探针是烯丙基-4-甲基香豆素、烯丙基荧光素、烯丙基罗丹明B、烯丙基咔唑中的任意一种。
包覆型羧基化SiO2荧光纳米球的制备方法为：
1)、取水、无水乙醇和氨水混和均匀，加入正硅酸乙酯，室温下进行搅拌反应，反应产物以水和无水乙醇洗涤、干燥，得到SiO2纳米球。
2)、将烯丙基荧光探针、硅烷偶联剂KH151、甲基丙烯酸和偶氮二异丁腈加入无水甲醇中，惰性保护下进行加热回流反应，蒸除溶剂甲醇后得到羧基化的烯丙基荧光探针-KH151聚合物。
3)、在无水甲苯中加入SiO2纳米球和羧基化的烯丙基荧光探针-KH151聚合物，惰性保护下进行加热回流反应，制备得到包覆型羧基化SiO2荧光纳米球。
本发明上述制备方法中，本发明所述步骤1)中SiO2纳米球的制备中，所述水、无水乙醇、氨水与正硅酸乙酯的体积比为6～7∶15～16.5∶1.6～1.8∶1。
进而，是将所述原料混合后，在室温下搅拌反应0.5～3h。
本发明所述步骤2)中羧基化的烯丙基荧光探针-KH151聚合物的制备中，所述硅烷偶联剂KH151、偶氮二异丁腈、烯丙基荧光探针、甲基丙烯酸的质量比为1∶0.4～0.7∶0.8～1.8∶1～2。
进而，是将所述原料在65～70℃下回流反应6～8h。
本发明所述步骤3)中，优选将过量的羧基化的烯丙基荧光探针-KH151聚合物与SiO2纳米球在105～115℃下回流反应20～24h。
实施例1
在100mL三口瓶中加入蒸馏水28mL、无水乙醇65mL、氨水7mL，混和均匀，再加入正硅酸乙酯(TEOS)4mL，室温下磁力搅拌反应1.5h。产物离心分离，以水和无水乙醇交替反复洗涤，50℃下真空干燥，得到SiO2纳米球。
称取间苯二酚3.3g(30mmol)，常温下缓慢加入浓硫酸60mL至间苯二酚完全溶解，置于冰水浴中，缓慢滴加乙酰乙酸乙酯3.9mL(1.95mmol)，滴加完毕后，继续反应1h。然后升温至室温，继续反应24h，将反应液倒入约300mL的冰水中并剧烈搅拌，出现灰白色沉淀，抽滤，无水乙醇重结晶，获得灰白色固体，50℃真空干燥箱中干燥，得到4-甲基-7-羟基香豆素。
称取4-甲基-7-羟基香豆素2 0 0m g(0.4m m o l)、四丁基溴化铵(T B AB)0.28g(0.8mmol)，用三氯甲烷30mL溶解，加入无水碳酸钠0.2g、少量碘化钾及去离子水30mL，室温下搅拌15min，缓慢滴加3-溴丙烯0.11mL，30～40℃下搅拌约4h，以分液漏斗分出有机相，水相用三氯甲烷萃取，合并有机相，经无水硫酸钠干燥，旋蒸后获得黄绿色固体，柱层析，得到4-甲基-7-O-烯丙基香豆素。
称取4-甲基-7-O-烯丙基香豆素0.030g、乙烯基三乙氧基硅烷(KH151)0.0337g、甲基丙烯酸(MAA)0.0337g、偶氮二异丁腈(AIBN)0.0138g和无水甲醇10mL，加入100mL三口瓶中，氮气保护下搅拌加热至70℃回流反应7h。反应产物在真空条件下蒸干溶剂甲醇，得到羧基化的4-甲基-7-O-烯丙基香豆素-KH151聚合物，充入氮气封存。
称取SiO2纳米球0.1g，用无水甲苯10mL将羧基化的4-甲基-7-O-烯丙基香豆素-KH151聚合物转移至三口瓶中，氮气保护下回流反应24h。反应结束后，将产物用乙醇和水反复洗涤，直至上清液没有荧光为止，真空干燥，得到包覆型羧基化SiO2荧光纳米球。
实施例2
在100mL三口瓶中加入蒸馏水21mL、无水乙醇48.75mL、氨水5.25mL，混和均匀，再加入正硅酸乙酯(TEOS)3mL，室温下磁力搅拌反应2.5h。产物离心分离，以水和无水乙醇反复洗涤，50℃下真空干燥，得到SiO2纳米球。
将荧光素2.00g，3-溴丙烯2.42g和无水碳酸钾4.97g投入反应瓶中，加入溶剂DMF50mL，催化剂碘痕量，阻聚剂对苯二酚痕量，在无水无氧条件下，71℃反应25h，得烯丙基荧光素黄色粗品，氯仿重结晶，柱色谱得烯丙基荧光素纯品。
称取烯丙基荧光素0.0468g、KH151 0.0425g、MAA 0.0526g、AIBN 0.0186g和无水甲醇10mL，加入100mL三口瓶中，氮气保护下搅拌加热至70℃回流反应7h。反应产物在真空条件下蒸干溶剂甲醇，得到羧基化的烯丙基荧光素-KH151聚合物，充入氮气封存。
称取SiO2纳米球0.1g，用无水甲苯10mL将羧基化的烯丙基荧光素-KH151聚合物转移至三口瓶中，氮气保护下回流反应24h。反应结束后，将产物用乙醇和水反复洗涤，直至上清液没有荧光为止，真空干燥，得到包覆型羧基化SiO2荧光纳米球。
实施例3。
在100mL三口瓶中加入蒸馏水14mL、无水乙醇32.5mL、氨水3.5mL，混和均匀，再加入正硅酸乙酯(TEOS)2mL，室温下磁力搅拌反应3h。产物离心分离，以水和无水乙醇交替反复洗涤，50℃下真空干燥，得到SiO2纳米球。
将罗丹明B 240g，碳酸钾0.73g，3-溴丙烯2.65g投入反应瓶中，加入溶剂DMF50mL，催化剂碘痕量，阻聚剂对苯二酚痕量，在无水无氧条件下，71℃反应25h，合成烯丙基罗丹明B粗品，经柱色谱得烯丙基罗丹明B纯品。
称取烯丙基罗丹明B 0.0555g、KH151 0.0486g、MAA 0.0676g、AIBN 0.023g和无水甲醇10mL，加入100mL三口瓶中，氮气保护下搅拌加热至70℃回流反应7h。反应产物在真空条件下蒸干溶剂甲醇，得到羧基化的烯丙基罗丹明-KH151聚合物，充入氮气封存。
称取SiO2纳米球0.1g，用无水甲苯10mL将羧基化的烯丙基罗丹明-KH151聚合物转移至三口瓶中，氮气保护下回流反应24h。反应结束后，将产物用乙醇和水反复洗涤，直至上清液没有荧光为止，真空干燥，得到包覆型羧基化SiO2荧光纳米球。
实施例4。
在100mL三口瓶中加入蒸馏水35mL、无水乙醇81.25mL、氨水8.75mL，混和均匀，再加入正硅酸乙酯(TEOS)5mL，室温下磁力搅拌反应2h。产物离心分离，以水和无水乙醇交替反复洗涤，50℃下真空干燥，得到SiO2纳米球。
将咔唑、氢氧化钾和3-溴丙烯投入反应瓶中，加入溶剂、催化剂和阻聚剂，在无水无氧和一定温度下反应，粗产品经柱色谱即得N-烯丙基咔唑纯品。
称取N-烯丙基咔唑0.0528g、KH151 0.0561g、MAA 0.0612g、AIBN 0.0216g和无水甲醇10mL，加入100mL三口瓶中，氮气保护下搅拌加热至70℃回流反应7h。反应产物在真空条件下蒸干溶剂甲醇，得到羧基化的烯丙基咔唑-KH151聚合物，充入氮气封存。
称取SiO2纳米球0.1g，用无水甲苯10mL将羧基化的烯丙基咔唑-KH151聚合物转移至三口瓶中，氮气保护下回流反应24h。反应结束后，将产物用乙醇和水反复洗涤，直至上清液没有荧光为止，真空干燥，得到包覆型羧基化SiO2荧光纳米球。

Claims (3)

1.一种高荧光冷光蜡烛，使用述包覆型羧基化SiO2荧光纳米球为荧光材料，涂覆在材料涂覆在玻璃基片上，封装在塑料管内，形成冷光蜡烛。
2.根据权利要求1所述的一种高荧光冷光蜡烛，包覆型羧基化SiO2荧光纳米球的制备方法是以具有双键的烯丙基荧光探针、甲基丙烯酸与硅烷偶联剂KH151为原料，聚合反应得到荧光聚合物，过高温脱水缩合法，将该荧光聚合物经-Si-O-Si-键化学键和在SiO2纳米球表面，得到包覆型羧基化SiO2荧光纳米球。
3.根据权利要求2所述的一种高荧光冷光蜡烛，所述的烯丙基荧光探针是烯丙基-4-甲基香豆素、烯丙基荧光素、烯丙基罗丹明B、烯丙基咔唑中的任意一种。
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