CN115161014A - 一种掺杂型室温磷光水性聚合物防伪材料的制备方法及其应用 - Google Patents

一种掺杂型室温磷光水性聚合物防伪材料的制备方法及其应用 Download PDF

Info

Publication number
CN115161014A
CN115161014A CN202210647402.5A CN202210647402A CN115161014A CN 115161014 A CN115161014 A CN 115161014A CN 202210647402 A CN202210647402 A CN 202210647402A CN 115161014 A CN115161014 A CN 115161014A
Authority
CN
China
Prior art keywords
room temperature
counterfeiting
preparation
counterfeiting material
temperature phosphorescent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202210647402.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115161014B (zh
Inventor
周为
张佳美
曲雯雯
姚姨媚
李开衍
熊淏
文官彬
鲁太平
窦明松
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kunming University of Science and Technology
Original Assignee
Kunming University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kunming University of Science and Technology filed Critical Kunming University of Science and Technology
Priority to CN202210647402.5A priority Critical patent/CN115161014B/zh
Publication of CN115161014A publication Critical patent/CN115161014A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115161014B publication Critical patent/CN115161014B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/06Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09FDISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F3/00Labels, tag tickets, or similar identification or indication means; Seals; Postage or like stamps
    • G09F3/02Forms or constructions
    • G09F3/0291Labels or tickets undergoing a change under particular conditions, e.g. heat, radiation, passage of time
    • G09F3/0294Labels or tickets undergoing a change under particular conditions, e.g. heat, radiation, passage of time where the change is not permanent, e.g. labels only readable under a special light, temperature indicating labels and the like
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1029Heterocyclic compounds characterised by ligands containing one nitrogen atom as the heteroatom
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1059Heterocyclic compounds characterised by ligands containing three nitrogen atoms as heteroatoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1088Heterocyclic compounds characterised by ligands containing oxygen as the only heteroatom
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Inks, Pencil-Leads, Or Crayons (AREA)

Abstract

本发明公开一种掺杂型室温磷光水性聚合物防伪材料的制备方法及其应用,属于磷光防伪材料领域。本发明通过氨基芳杂环化合物与羧基芳杂环化合物反应得到二者质子化产物,并将其作为客体分子和亲水聚合物主体复合得到基于氢键作用的掺杂型室温磷光水性聚合物材料。利用手机、紫外分析仪及稳态磷光光谱仪等手段对复合体系的室温磷光寿命和量子产率进行测定和分析,发现在紫外光和可见白光激发条件下,该体系可发射出室温磷光;本发明可以通过水性丝网印刷工艺制备出具有时间分辨的防伪标签,并可通过白光激发实现一次性开封后的时效性室温磷光防伪,从而有效拓展该防伪材料的应用范围;本发明制备方法简单且无污染,具有工业化生产的前景。

Description

一种掺杂型室温磷光水性聚合物防伪材料的制备方法及其 应用
技术领域
本发明涉及一种掺杂型室温磷光水性聚合物防伪材料的制备方法及其应用,属于磷光防伪材料领域。
背景技术
光学防伪具有易认证、难复制等优点,是目前银行票据、贵重商品和重要文件使用最广泛的防伪方法之一。光学防伪时通过发光功能材料产生荧光或磷光实现加密信息调控。磷光发光材料所特有的长寿命三重激发态可以消除短寿命背景荧光的影响,因此与荧光材料相比具有更优异的时间分辨特性。到目前为止,室温磷光材料主要包括金属配合物和纯有机化合物,它们具有成本高、毒性大、制备过程复杂等缺点。
由于聚合物长链刚性结构可屏蔽空气中氧气和水分引起的猝灭效应,且兼具来源广泛和易加工等特性,因而在室温磷光领域受到广大科研工作者的关注。当前已经有一些聚合物室温磷光防伪材料的报道,例如专利202010230200.1提供一种具有时效性的水性室温磷光聚合物防伪材料制备方法、专利202110362829.6提供的激发波长依赖的超长室温磷光聚合物材料,但这些材料均为激发波长均为紫外光,它们在紫外区的激发光谱不便于某些应用,这导致聚合物防伪材料在实际应用时受到极大限制。由于紫外光产生需特定装置和设备,而白光产生用普通手机和照明灯即可实现,并且白光的光毒性更小、穿透力更强、更易于实际应用。因此采用白光激发产生室温磷光具有更大的应用价值。由此可知,目前亟需一种兼具可由白光激发、成本低、易解密、易加工和环保的室温磷光水性聚合物防伪材料。
发明内容
本发明针对室温磷光材料激发波长受限的问题,提供一种可由白光激发的室温磷光水性聚合物防伪材料的制备方法。该方法具有可由白光激发、成本低、易解密、易加工和环保的特点,具有工业化生产的前景。
本发明上述目的通过以下技术方案实现,具体包括以下步骤:
(1)按氨基芳杂环化合物与羧基芳杂环化合物的摩尔比为1:1~1:3的比例将氨基芳杂环化合物及羧基芳杂环化合物溶解在无水乙醇与水的混合溶剂中得到溶液A,在20-80℃反应0.1-2h(反应过程中进行搅拌),冷却到室温后重结晶,抽滤干燥得到质子化产物。
(2)将质子化产物作为客体,亲水聚合物作为主体,将主体分子物溶于无水乙醇与水的混合溶剂中,然后加入质子化产物进行搅拌复合,通过主客体分子复合得到由白光激发的时效性掺杂型室温磷光水性聚合物防伪材料。
优选的,本发明所述氨基芳杂环化合物包括氨基吖啶及其衍生物、氨基咔唑及其衍生物、氨基香豆素及其衍生物、氨基三嗪及其衍生物,例如吖啶-9-胺、3,6-二氨基吖啶、3,6-二氨基咔唑、3-氨基-7-羟基香豆素、7-氨基-4-甲基香豆素、氨基甲氧基三嗪等。
优选的,本发明所述羧基芳杂环化合物包括羧基吲哚及其衍生物、羧基喹啉及其衍生物、羧基咔唑及其衍生物、羧基香豆素及其衍生物、羧基吡嗪及其衍生物、苯甲酸及其衍生物,例如吲哚-2-羧酸、吲哚-3-羧酸、吲哚-5-羧酸、吲哚-2,5-二羧酸、喹啉-2-羧酸、2-2-二喹啉-4-4-二羧酸、9H-咔唑-3-羧酸、9H-咔唑-2,7-二羧酸、7-羟基-3-羧基香豆素、6,7-二羟基香豆素-3-羧酸、2,5-吡嗪二羧酸、2-吡嗪羧酸、对苯二甲酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、苯甲酸等。
优选的,本发明步骤(1)所述无水乙醇与水的混合溶剂中无水乙醇和水的体积比为1:1-10:1。
优选的,本发明所述亲水聚合物为聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚乙烯吡咯烷酮、环氧树脂、海藻酸钠、聚乙二醇中的一种或几种按任意比例混合得到的混合物。
经过研究发现,本发明步骤(2)中客体分子和主体分子的质量比优选为1:100~1:5000时,复合物的发光效率较佳,而且可以由白光激发发射室温磷光。
优选的,本发明步骤(2)所述无水乙醇与水的混合溶剂中无水乙醇和水的体积比为1:1:~ 1:10。
优选的,本发明步骤(2)中搅拌复合时间为0.1-3h。
本发明的另一目的在于提供所述方法制得的可由白光激发的时效性掺杂型室温磷光水性聚合物防伪材料。
本发明的另一目的在于提供所述方法制得的可由白光激发的时效性掺杂型室温磷光水性聚合物防伪材料在作为包装密封条式的防伪材料或出厂时间指示中的应用。
在本发明较佳的实施例中,所述氨基芳杂环化合物为3,6-二氨基吖啶,所述的羧基芳杂环化合物为吲哚-5-羧酸。
在本发明较佳的实施例中,所述亲水聚合物选自聚乙烯醇。
在本发明较佳的实施例中,质子化过程所述溶剂为体积比为乙醇:水=10:1的混合溶剂。
基于具有良好可见光激发荧光响应的氨基芳杂环化合物以及兼具氢键和多重n轨道的羧基芳杂环化合物的优势,本发明将二者反应生成质子化产物作为客体分子以及聚合物作为主体分子进行复合,得到了掺杂型水性室温磷光水性聚合物防伪材料。相对于单一的氨基芳杂环化合物和羧基芳杂环化合物掺杂体系,质子化产物共轭结构的有效增加使得掺杂型聚合物体系的最大激发波长红移,实现了该防伪材料在白光范围有效激发响应。同时,由于质子化产物兼具杂原子和羧基有效增强了n-π和π-π共轭的协同作用,促进了该体系自旋轨道耦合增强以及S1到Tn系间窜越效率的提升,因此该掺杂型防伪材料相对单一掺杂体系的室温磷光得到有效增强。并且,该掺杂体系的聚合物的刚性结构以及氢键作用减少了客体分子的振动,从而有效地减少了非辐射跃迁;因此,该体系可以由白光激发且平均室温磷光寿命和量子效率分别为0.5s和4.3%。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
(1)利用手机、紫外分析仪及稳态磷光光谱仪等手段对复合体系的室温磷光寿命和量子产率进行测定和分析,发现在紫外光和可见白光激发条件下,该体系可发射出室温磷光;本发明可以通过水性丝网印刷工艺制备出具有时间分辨的防伪标签,并可通过白光激发实现一次性开封后的时效性室温磷光防伪,从而有效拓展该防伪材料的应用范围;本发明制备方法简单且无污染,具有工业化生产的前景。
(2)本发明所述室温磷光材料原料来源广、价格低廉、制备简单,并且该材料在烘干后可在白光激发下产生室温磷光,解决了一般室温磷光材料激发受限于紫外光的问题。同时该防伪材料在接触空气后逐渐吸收水分而发生磷光失活,可实现商品是否拆封的甄别性防伪。该室温磷光材料可通过水性丝网印刷获得防伪图案,因此具有低成本、易加工和绿色环保的特点,故有望实现工厂大批量生产,为其在防伪和发光器件中实现广泛的应用打下基础。
附图说明
图1为实施例1制备的可由白光激发的时效性掺杂型室温磷光水性聚合物防伪材料的效果展示(a)为254nm紫外光激发效果图;(b)为365nm紫外光激发效果图;(c)为白光激发效果图。
图2为实施例1所述磷光试剂通过纸质印刷后所得图案在紫外光、白光激发的室温磷光图;(a)为254nm紫外光激发效果图;(b)为365nm紫外光激发效果图;(c)为白光激发效果图。
图3为实施例2中所述磷光试剂通过书写所得图案在紫外灯、白光激发后的学校简称室温磷光图片(a)为254nm紫外光激发效果图;(b)为365nm紫外光激发效果图;(c)为白光激发效果图。
图4为实施例3中所述磷光试剂通过纸质印刷后所得图案在紫外灯、白光激发后的室温磷光图片;(a)为254nm紫外光激发效果图;(b)为365nm紫外光激发效果图;(c)为白光激发效果图。
图5为对比案例1中所述室温磷光材料效果图(a)为254nm紫外光激发效果图;(b)为365nm紫外光激发效果图;(c)为白光激发效果图。
图6为对比案例2中所述室温磷光材料效果图(a)为254nm紫外光激发效果图;(b)为365nm紫外光激发效果图;(c)为白光激发效果图。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体实施例来进一步说明本发明,但实施例不对本发明做任何形式的限定;除非特别说明,本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备;除非特别说明,以下实施例所用试剂和材料均为市购。
实施例1
一种可由白光激发的时效性掺杂型室温磷光水性聚合物防伪材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)称取3,6-二氨基吖啶和吲哚-5-羧酸的摩尔比为1:1的试样加入无水乙醇与水体积比为10:1的混合溶剂20ml,在60℃搅拌30分钟后,溶液置于烧杯中冷却至晶体析出,抽滤后在50℃真空烘干,得到质子化产物1。
(2)将1g聚乙烯醇溶于20ml无水乙醇:水的体积比为1:6的混合溶剂中,控制质子化产物1与聚乙烯醇的质量比为1:3000,将质子化产物加入到亲水聚合物中搅拌0.5h,取样烘干后可得到可由白光激发具有时效性的室温磷光防伪材料。
如图1所示,(a)为该室温磷光材料在254nm紫外光激发下的效果图;(b)为在365nm紫外光下激发的效果图,(c)为该室温磷光防伪材料在白光激发下出现出黄绿色的荧光,关灯后肉眼可见的长寿命的绿色磷光约为1.5秒,其平均寿命为0.5秒,量子效率为4.3%。该图案在室温条件下放置24h,在紫外灯或可见光的激发下无法再出现室温磷光,封装后的防伪标签达到对商品的真实出厂时间有效甄别的目的。(图2该磷光试剂通过纸质印刷后所得图案(a)为254nm激发(b)为365nm激发(c)为在白光激发后的发光状态)
实施例2
一种可由白光激发的时效性掺杂型室温磷光水性聚合物防伪材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)称取3,6-二氨基吖啶和9H-咔唑-2,7-二羧酸的摩尔比为1:1的试样加入无水乙醇与水体积比为10:1的混合溶剂20ml,在60℃搅拌30分钟后,溶液置于烧杯中冷却至晶体析出,抽滤后在50℃真空烘干,得到质子化产物2。
((2)将1g聚乙烯醇溶于20ml无水乙醇:水的体积比为1:5的混合溶剂中,控制质子化产物2与聚乙烯醇的质量比为1:1000,将质子化产物加入到亲水聚合物中搅拌 0.5h,取样烘干后可得到可由白光激发具有时效性的室温磷光防伪材料。
取该磷光试剂通过书写烘干如图3所示,(a)为该室温磷光材料在254nm紫外光激发下的效果图;(b)为在365nm紫外光下激发的效果图;(c)为该室温磷光防伪材料在白光激发下出现出黄绿色的荧光,关灯后肉眼可见的长寿命的绿色磷光约为0.9秒,其平均寿命为0.6秒,量子效率为3.2%。该图案在室温条件下放置24h,在紫外灯或白光激发下无法再出现室温磷光,从而可实现封装以后的防伪标签可达到对商品包装是否被开封过的甄别性防伪目的。
实施例3
一种可由白光激发的时效性掺杂型室温磷光水性聚合物防伪材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)称取3,6-二氨基吖啶和2,2-二喹啉-4,4-羧酸的摩尔比为1:1的试样加入无水乙醇与水体积比为10:1的混合溶剂20ml,在20℃搅拌120分钟后,溶液置于烧杯中冷却至晶体析出,抽滤后在50℃真空烘干得到质子化产物3。
(2)将1g聚丙烯酰胺溶于20ml无水乙醇:水的体积比为1:10的混合溶剂中,控制质子化产物3与聚丙烯酰胺的质量比为1:3000,将质子化产物加入到亲水聚合物中搅拌0.5h,取样烘干后可得到可由白光激发具有时效性的室温磷光防伪材料。
如图4为该磷光试剂通过纸质印刷后所得图案(a)是在254nm紫外光激发后的发光状态;(b)是在365nm 紫外光激发下的发光状态;(c)为在白光激发下的发光状态,在白光激发下出现出绿色的荧光,关灯后会出现绿色磷光为0.6秒,平均寿命为0.3秒,量子效率为3.7%。该图案在室温条件下放置48h,在紫外灯或白光的激发下均无法再发射处室温磷光,封装以后的防伪标签可达到对商品包装是否被开封过的甄别性防伪目的。
实施例4
一种可由白光激发的时效性掺杂型室温磷光水性聚合物防伪材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)称取3-氨基-7-羟基香豆素和9H-咔唑-3-羧酸的摩尔比为1:1的试样加入无水乙醇与水体积比为10:1的混合溶剂20ml,在80℃搅拌6分钟后,溶液置于烧杯中冷却至晶体析出,抽滤后在50℃真空烘干,得到质子化产物4。
(2)将1g聚乙烯醇溶于20ml无水乙醇:水的体积比为1:8的混合溶剂中,控制质子化产物4与聚乙烯醇的质量比为1:4000,将质子化产物加入到亲水聚合物中并搅拌0.5h,取样烘干后可得到可由白光激发具有时效性的室温磷光防伪材料。
该室温磷光防伪材料在白光激发下出现出黄绿色的荧光,关灯后会出现(平均寿命0.34s, 量子效率3.2%)的绿色磷光。该图案在室温条件下放置36h,在紫外灯或白光激发下均无法再发射室温磷光,从而可实现一次性开封后的时效性室温磷光防伪。
实施例5
可由白光激发的时效性掺杂型室温磷光水性聚合物防伪材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)称取7-氨基-4-甲基香豆素和喹啉-2-羧酸的摩尔比为1:3的试样加入无水乙醇与水体积比为10:1的混合溶剂20ml,在60℃搅拌30分钟后,溶液置于烧杯中冷却至晶体析出,抽滤后在50℃真空烘干,得到质子化产物5。
(2)将1g聚丙烯酰胺(离子型)溶于20ml无水乙醇:水的体积比为1:9的混合溶剂中,控制质子化产物5与聚丙烯酰胺的质量比为1:1000,将质子化产物加入到亲水聚合物中并搅拌2h,取样烘干后可得到可由白光激发具有时效性的室温磷光防伪材料。
该室温磷光防伪材料在白光下出现出黄绿色的荧光,关灯后会出现长寿命(平均寿命0.42s,量子效率4.3%)的绿色磷光,该图案在室温条件下放置36h,在紫外灯或白光的激发下均无法再出现室温磷光,从而可实现一次性开封后的时效性室温磷光防伪。
实施例6
一种可由白光激发的时效性掺杂型室温磷光水性聚合物防伪材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)称取氨基甲氧基三嗪和7-羟基-3-羧基香豆素的摩尔比为1:3的试样加入无水乙醇与水体积比为9:1的混合溶剂20ml,在60℃搅拌30分钟后,溶液置于烧杯中冷却至晶体析出,抽滤后在50℃真空烘干,得到质子化产物6。
(2)将1g聚乙烯醇在20ml无水乙醇:水的体积比为1:7的混合溶剂中,控制质子化产物与聚乙烯醇的质量比为1:2000,将质子化产物6加入到聚乙烯醇中搅拌0.5h,取样烘干后可得到可由白光的时效性的室温磷光防伪材料。
该室温磷光防伪材料在可见光下出现荧光,关灯后会出现(平均寿命0.37s, 量子效率3.3%)的绿色磷光,而且该室温磷光防伪材料暴露在空气中48小时后室温磷光失活,封装后的防伪标签可实现一次性开封后的时效性室温磷光防伪。
实施例7
一种可由白光激发的时效性掺杂型室温磷光水性聚合物防伪材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)称取3,6-二氨基咔唑与吲哚-2,5-二羧酸的摩尔比为1:2的试样加入无水乙醇与水体积比为8:1的混合溶剂20ml,在60℃搅拌40分钟后,溶液置于烧杯中冷却至晶体析出,抽滤,在50℃真空烘干,得到质子化产物7。
(2)将1g聚丙烯酸在20ml无水乙醇与水的体积比为1:10的混合溶剂中,控制质子化产物7与聚丙烯酸的质量比为1:3000,将质子化产物加入到聚丙烯酸中并搅拌3h,取样烘干后可得到可由白光激发具有时效性的室温磷光防伪材料。
该室温磷光防伪材料在白光下出现绿色荧光,关灯后会出现长寿命(平均寿命0.35s, 量子效率3.5%)的磷光,而且该室温磷光防伪材料暴露在空气中48小时后基本失活,因此封装后的防伪标签实现一次性开封后的时效性室温磷光防伪。
实施例8
一种可由白光激发的时效性掺杂型室温磷光水性聚合物防伪材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)称取3,6-二氨基咔唑与对苯二甲酸的摩尔为1:2的试样加入无水乙醇与水体积比为7:1的混合溶剂20ml,在60℃搅拌40分钟后,溶液置于烧杯中冷却至晶体析出,抽滤后在50℃真空烘干,得到质子化产物8。
(2)将1g主体分子亲水聚合物溶解于20ml无水乙醇:水的体积比为1:6的混合溶剂中,(聚乙烯醇与聚丙烯酸的质量比为1:2),控制质子化产物与主体分子的质量比为1:1000,将质子化产物8加入到亲水聚合物中并搅拌1.0h,取样烘干后可得到可由白光激发具有时效性的室温磷光防伪材料。
该室温磷光防伪材料在紫外灯下出现荧光,关灯后会出现长寿命(平均寿命0.45s, 量子效率3.9%)命绿色磷光,该图案在室温条件下放置36h,在紫外灯或白光激发下无法再出现室温磷光,从而可实现一次性开封后的时效性室温磷光防伪。
实施例9
一种可由白光激发的时效性掺杂型室温磷光水性聚合物防伪材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)称取3,6-二氨基咔唑与6,7-二羟基香豆素-3-羧酸的摩尔比为1:2的试样加入无水乙醇与水体积比为5:1的混合溶剂20ml,在60℃搅拌40分钟后,溶液置于烧杯中冷却至晶体析出,抽滤后在50℃真空烘干,得到质子化产物9。
(2)将1g主体分子亲水聚合物(聚乙烯醇和聚丙烯酸质量比为1:1)溶于20ml无水乙醇:水的体积比为1:5的混合溶剂中,控制质子化产物9和主体分子的质量比为1:5000,将质子化产物加入到主体分子亲水聚合物中搅拌0.5h,取样烘干后可得到可由白光激发具有时效性的室温磷光防伪材料。
该室温磷光防伪材料在白光下出现荧光,关灯后会出现(平均寿命0.38s, 量子效率2.9%)绿色磷光,该图案在室温条件下放置36h,在紫外灯或白光激发下无法再出现室温磷光,从而可实现一次性开封后的时效性室温磷光防伪。
对比例1
(1)将1g聚丙烯酰胺于20ml无水乙醇:水的体积比为1:10的混合溶剂中,控制羧基芳杂环化合物与聚乙烯醇的质量比为1:3000,将3,6-二氨基吖啶加入到聚乙烯醇中搅拌0.5h,取样烘干后室温磷光防伪材料;如图3所示,该室温磷光材料在254nm紫外灯激发下出现荧光,关灯后会出现(平均寿命0.53s, 量子效率3.3%)的绿色磷光,但是在365nm紫外光和白光激发时无法产生室温磷光。这是由于该体系的自旋轨道耦合较低,因此在白光激发时,无法产生室温磷光。
对比例2
(1)将1g聚乙烯醇溶解于20ml无水乙醇:水的体积比为1:7的混合溶剂中,控制羧基芳杂环化合物与聚乙烯醇的质量比为1:3000,将2,2-二喹啉-4,4-二羧酸加入到聚乙烯醇中搅拌0.5h,取样烘干后室温磷光防伪材料;如图4所示,该室温磷光材料在254nm紫外灯激发下出现荧光,关灯后会出现(平均寿命0.78s, 量子效率4.3%)的黄绿色磷光,但是在365nm紫外光和白光激发时无法产生室温磷光。这是由于该体系在可见光吸收范围窄,因此在白光激发时,无法产生室温磷光。
对比例3
(1)称取吖啶与9H-咔唑-3-羧酸的摩尔比为1:2的试样加入无水乙醇与水体积比为5:1的混合溶剂20ml,在60℃搅拌30分钟后,溶液置于烧杯中冷却至晶体析出,抽滤后在50℃真空烘干,得到产物10。
(2)将1g聚乙烯醇溶于20ml无水乙醇:水的体积比为1:5的混合溶剂中,控制产物10和主体分子的质量比为1:5000,将产物加入到主体分子亲水聚合物中搅拌0.5h,取样烘干后。该材料在紫外光下出现荧光,关灯后无磷光。是由于吖啶和9H-咔唑-3-羧酸无法发生质子化作用,其不能在紫外光或白光激发下产生室温磷光。
以上具体实施方式为便于理解本发明而说明的较佳实施例,但本发明并不局限于上述实施例,即不意味着本发明必须依赖上述实施案例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种掺杂型室温磷光水性聚合物防伪材料的制备方法,其特征在于:
(1)按氨基芳杂环化合物与羧基芳杂环化合物的摩尔比为1:1~1:3的比例将氨基芳杂环化合物及羧基芳杂环化合物溶解在无水乙醇与水的混合溶剂中得到溶液A,在20-80℃反应0.1-2h,冷却到室温后重结晶,抽滤干燥得到质子化产物;
(2)将质子化产物作为客体,亲水聚合物作为主体;将主体分子物溶于无水乙醇与水的混合溶剂中,然后加入质子化产物进行搅拌复合,通过主客体分子复合得到由白光激发的时效性掺杂型室温磷光水性聚合物防伪材料。
2.根据权利要求1掺杂型室温磷光水性聚合物防伪材料的制备方法,其特征在于:所述氨基芳杂环化合物包括氨基吖啶及其衍生物、氨基咔唑及其衍生物、氨基香豆素及其衍生物、氨基三嗪及其衍生物。
3.根据权利要求1掺杂型室温磷光水性聚合物防伪材料的制备方法,其特征在于:所述羧基芳杂环化合物包括羧基吲哚及其衍生物、羧基喹啉及其衍生物、羧基咔唑及其衍生物、羧基香豆素及其衍生物、羧基吡嗪及其衍生物、苯甲酸及其衍生物。
4.根据权利要求1~3任意一项所述掺杂型室温磷光水性聚合物防伪材料的制备方法,其特征在于:步骤(1)所述无水乙醇与水的混合溶剂中无水乙醇和水的体积比为1:1:~10:1。
5.根据权利要求4所述掺杂型室温磷光水性聚合物防伪材料的制备方法,其特征在于:所述亲水聚合物为聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚乙烯吡咯烷酮、环氧树脂、海藻酸钠、聚乙二醇中的一种或几种按任意比例混合得到的混合物。
6.根据权利要求5所述掺杂型室温磷光水性聚合物防伪材料的制备方法,其特征在于:步骤(2)中客体分子和主体分子的质量比为1:100~1:5000。
7.根据权利要求5所述掺杂型室温磷光水性聚合物防伪材料的制备方法,其特征在于:步骤(2)所述无水乙醇与水的混合溶剂中无水乙醇和水的体积比为1:1:~ 1:10。
8.根据权利要求5所述掺杂型室温磷光水性聚合物防伪材料的制备方法,其特征在于:步骤(2)中搅拌复合时间为0.1-3h。
9.权利要求1~8任意一项所述方法制得的可由白光激发的时效性掺杂型室温磷光水性聚合物防伪材料。
10.权利要求1~8任意一项所述方法制得的可由白光激发的时效性掺杂型室温磷光水性聚合物防伪材料在作为包装密封条式的防伪材料或出厂时间指示中的应用。
CN202210647402.5A 2022-06-09 2022-06-09 一种掺杂型室温磷光水性聚合物防伪材料的制备方法及其应用 Active CN115161014B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210647402.5A CN115161014B (zh) 2022-06-09 2022-06-09 一种掺杂型室温磷光水性聚合物防伪材料的制备方法及其应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210647402.5A CN115161014B (zh) 2022-06-09 2022-06-09 一种掺杂型室温磷光水性聚合物防伪材料的制备方法及其应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115161014A true CN115161014A (zh) 2022-10-11
CN115161014B CN115161014B (zh) 2023-04-07

Family

ID=83484422

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210647402.5A Active CN115161014B (zh) 2022-06-09 2022-06-09 一种掺杂型室温磷光水性聚合物防伪材料的制备方法及其应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115161014B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115662268A (zh) * 2022-10-19 2023-01-31 昆明理工大学 一种多重加密与多层加密防伪标签

Citations (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3518205A (en) * 1967-05-23 1970-06-30 Sherwin Williams Co Fluorescent pigment
WO2003092334A1 (en) * 2002-04-26 2003-11-06 Nippon Hoso Kyokai Phosphorescent polymer compound, light emitting material and organic electroluminescent (el) device using the compound
JP2004067658A (ja) * 2002-06-10 2004-03-04 Mitsubishi Chemicals Corp 有機金属錯体、およびこれを用いた有機電界発光素子
JP2007070620A (ja) * 2005-08-12 2007-03-22 Sumitomo Chemical Co Ltd 高分子化合物およびそれを用いた高分子発光素子
CN101309964A (zh) * 2005-09-14 2008-11-19 住友化学株式会社 高分子化合物、发光材料及发光元件
JP2009029902A (ja) * 2007-07-26 2009-02-12 Asahi Glass Co Ltd 撥油性共重合体およびその製造方法ならびに撥油性処理液
US20100032624A1 (en) * 2007-02-06 2010-02-11 Sumitomo Chemcial Company, Limited Indazole compound-containing composition and light-emitting device using the composition
US20130277617A1 (en) * 2010-12-23 2013-10-24 Merck Patent Gmbh Organic electroluminescent device
CN104945342A (zh) * 2015-06-03 2015-09-30 齐鲁工业大学 一种含氮杂环羧酸类配体及制备方法
CN110845479A (zh) * 2019-12-02 2020-02-28 华东理工大学 磷光发光材料的客体材料及可见光激发的纯有机室温磷光发光材料
CN111039925A (zh) * 2019-12-10 2020-04-21 浙江工业大学 一种基于吡啶的有机室温磷光化合物及其制备与应用
CN111205858A (zh) * 2020-02-24 2020-05-29 辽宁大学 亚胺掺杂的二元羧酸长余辉材料及其制备方法和应用
CN111253933A (zh) * 2020-03-27 2020-06-09 中山大学 一种具有时效性的室温磷光防伪材料及其制备方法和应用
CN112939881A (zh) * 2021-02-19 2021-06-11 南京邮电大学 一种双组分有机室温磷光材料及其制备方法
CN113024598A (zh) * 2020-11-03 2021-06-25 青岛大学 一类新型高效蓝色室温磷光材料及其制备方法
CN113461908A (zh) * 2021-06-16 2021-10-01 北京科技大学 一种动态共价键聚合物室温磷光材料及其制备方法
CN113637467A (zh) * 2021-07-02 2021-11-12 天津大学 π-共轭调控实现光刺激响应薄膜材料和制备方法及应用
CN113652227A (zh) * 2021-07-12 2021-11-16 深圳大学 一种基于聚乙烯醇掺杂的室温磷光聚合物及其制备方法及应用

Patent Citations (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3518205A (en) * 1967-05-23 1970-06-30 Sherwin Williams Co Fluorescent pigment
WO2003092334A1 (en) * 2002-04-26 2003-11-06 Nippon Hoso Kyokai Phosphorescent polymer compound, light emitting material and organic electroluminescent (el) device using the compound
JP2004067658A (ja) * 2002-06-10 2004-03-04 Mitsubishi Chemicals Corp 有機金属錯体、およびこれを用いた有機電界発光素子
JP2007070620A (ja) * 2005-08-12 2007-03-22 Sumitomo Chemical Co Ltd 高分子化合物およびそれを用いた高分子発光素子
CN101309964A (zh) * 2005-09-14 2008-11-19 住友化学株式会社 高分子化合物、发光材料及发光元件
US20100032624A1 (en) * 2007-02-06 2010-02-11 Sumitomo Chemcial Company, Limited Indazole compound-containing composition and light-emitting device using the composition
JP2009029902A (ja) * 2007-07-26 2009-02-12 Asahi Glass Co Ltd 撥油性共重合体およびその製造方法ならびに撥油性処理液
US20130277617A1 (en) * 2010-12-23 2013-10-24 Merck Patent Gmbh Organic electroluminescent device
CN104945342A (zh) * 2015-06-03 2015-09-30 齐鲁工业大学 一种含氮杂环羧酸类配体及制备方法
CN110845479A (zh) * 2019-12-02 2020-02-28 华东理工大学 磷光发光材料的客体材料及可见光激发的纯有机室温磷光发光材料
CN111039925A (zh) * 2019-12-10 2020-04-21 浙江工业大学 一种基于吡啶的有机室温磷光化合物及其制备与应用
CN111205858A (zh) * 2020-02-24 2020-05-29 辽宁大学 亚胺掺杂的二元羧酸长余辉材料及其制备方法和应用
CN111253933A (zh) * 2020-03-27 2020-06-09 中山大学 一种具有时效性的室温磷光防伪材料及其制备方法和应用
CN113024598A (zh) * 2020-11-03 2021-06-25 青岛大学 一类新型高效蓝色室温磷光材料及其制备方法
CN112939881A (zh) * 2021-02-19 2021-06-11 南京邮电大学 一种双组分有机室温磷光材料及其制备方法
CN113461908A (zh) * 2021-06-16 2021-10-01 北京科技大学 一种动态共价键聚合物室温磷光材料及其制备方法
CN113637467A (zh) * 2021-07-02 2021-11-12 天津大学 π-共轭调控实现光刺激响应薄膜材料和制备方法及应用
CN113652227A (zh) * 2021-07-12 2021-11-16 深圳大学 一种基于聚乙烯醇掺杂的室温磷光聚合物及其制备方法及应用

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
YUCHEN DENG: "Proton-Activated Amorphous Room-Temperature Phosphorescence for Humidity Sensing and High-Level Data Encryption", 《CHEMISTRY—AN ASIAN JOURNAL》 *
宋金明: "基于主客体掺杂体系的多级刺激响应性室温磷光" *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115662268A (zh) * 2022-10-19 2023-01-31 昆明理工大学 一种多重加密与多层加密防伪标签

Also Published As

Publication number Publication date
CN115161014B (zh) 2023-04-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wang et al. Amorphous Ionic Polymers with Color‐Tunable Ultralong Organic Phosphorescence
Shen et al. A novel fluorescence probe for sensing organic amine vapors from a Eu 3+ β-diketonate functionalized bio-MOF-1 hybrid system
Zheng et al. Nearly Unity Quantum Yield Persistent Room‐Temperature Phosphorescence from Heavy Atom‐Free Rigid Inorganic/Organic Hybrid Frameworks
Zhang et al. Zeolite-confined carbon dots: tuning thermally activated delayed fluorescence emission via energy transfer
CN110079301B (zh) 一种有机长余辉材料及其制备方法和应用
CN115161014B (zh) 一种掺杂型室温磷光水性聚合物防伪材料的制备方法及其应用
Dai et al. A highly efficient phosphorescence/fluorescence supramolecular switch based on a bromoisoquinoline cascaded assembly in aqueous solution
Ma et al. Converting molecular luminescence to ultralong room-temperature phosphorescence via the excited state modulation of sulfone-containing heteroaromatics
CN114621752B (zh) 一种室温磷光水性聚合物防伪材料及其制备方法和应用
Hu et al. Aggregation-induced-emission-active vinamidinium salts with tunable emissions, reversible mechanochromic response and the application in data-security protection
Aliprandi et al. Chiral Amplification by Self‐Assembly of Neutral Luminescent Platinum (II) Complexes
CN111205858B (zh) 亚胺掺杂的二元羧酸长余辉材料及其制备方法和应用
Xia et al. Self-assembly of an alkynylpyrene derivative for multi-responsive fluorescence behavior and photoswitching performance
CN111410953A (zh) 圆偏振发光超分子凝胶及其制备方法与应用
Gayen et al. A self‐assembled peptide‐appended naphthalene diimide: a fluorescent switch for sensing acid and base vapors
Sun et al. Purely Organic Blue Room‐Temperature Phosphorescence Activated by Acrylamide In Situ Photopolymerization
Yang et al. Encapsulation of AIEgens within Metal–Organic Framework toward High‐Performance White Light‐Emitting Diodes
Zhang et al. Molecular design to enhance binaphthyl-based chiroptics using organoboron chemistry in isomeric chiral scaffolds
Wang et al. Ultrasound accelerated sugar based gel for in situ construction of a Eu 3+-based metallogel via energy transfer in a supramolecular scaffold
Dong et al. Translating efficient fluorescence into persistent room-temperature phosphorescence by doping bipolar fluorophores into polar polymer matrix
CN112321531A (zh) 一种有机室温磷光材料及其制备方法和应用
Kumar Dixit et al. Bis (Acylhydrazone)‐Based Bolaamphiphiles: Effect of Spacer Length on Metalloorganogel Formation, Fluorescence, and Conductance Properties
CN112300793A (zh) 基于双咔唑吡啶衍生物的纯有机磷光材料的制备方法
Yin et al. New Phthalic Anhydride‐Based Room‐Temperature Phosphorescence Emitter with Lifetime Longer Than One Second
Simões et al. Boosting the optical properties of polylactic acid/lanthanide-based metal-organic framework composites

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant