Состав для получения люминесцентного материала

 

Сущность изобретения: состав для получения люминесцентного материала содержит метилметакрилат и трмметилсилилметакрилат при соотношении 1:1 и кремнийорганический красителЪ на основе родамина 6Ж в концентрации 1, 1,0 моль/л. Квантовый выход люминесцентного материала составляет 0,71-0,83 отн.ед 1 табл. ч Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 09 К 11/06, С 09 В 9/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР. 1. (ГОСПАТЕНТ СССР) Г. =," " -.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. (21) 4903607/05 (5 (22) 18.01.91 .,: . Н (46) 15.12.92. Бюл. N. 46 . (5 (71) Кубанский государственный универси-: и тет . . . : д (72) В.В.Попов, Н.B,Êîìàðîâ, Т,Н.Дыбова и . м

Н.Г.Московченко ..: . к (56) Степанов Б,И. и др. — Успехи физ.наук.— р

1968, т.95, М 1, с.45-74. 1

Басс М. и др,- Успехи физ,наук.- 1971, т. ц

105, М 3; с., 521 — 574.., о

Патент ЕПВ N 0206245, кл. С 09 К 11/06, опублик. 1985, М.Sldrach de Cardona and а1Ц.Gacue

Cutdoor eoaluation of luminescent colar

concentrator prototiges Applied Орт1es.ч.24,N 13, 1985, р.2028-2032.

Тзурута, Фурукава. — Химия и химическая технология полимеров. — 1964, т. 4, с.

120-124.

Изобретение относится к области люминесцентных материалов, содержащих органические вещества и выполняющих спектральную трансформацию света.

Заявляемый .люминесцентный материал может иметь разнообразное применение: для фототерапии, в сельском хозяйстве, в химических технологических процессах, использующих фотополимеризацию, в качестве сцинтилляторов, в копи ровальной технике.

Первые работы по применению спектрально-люминесцентных свойств оптических сред с органическими красителями были опубликованы в середине шестидесятых годов.

Известны единичные данные об использовании в качестве люминофоров кремнийорганических соединений. B качестве люминофора используется силан формулы

„„Я „„1781282 Al

2 .4) СОСТАВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНЙЯ ЛЮМИЕСЦЕНТНОГО МАТЕРИАЛА

7) Сущность изобретения: состав для олучения люмйнесцентного материала со-: ержит метилметакрйлат и триметилсилилетакрилат при соотношейии 1:1 и ремнийорганический краситель-на основе одамина 6Ж в концентрации 1,0 105— ,0 10 моль/л. Квантовый выход люминесентного материала составляет 0,71 — 0,83 тн.ед. 1 табл.

R)Si(ORzgX, где R) и Х вЂ” люмиАйесцентные группы, R2 — алкил или алкоксиалкил.

J.

Люминесцентный силан, входящий в состав кремнийорганического компаунда, наносят на поверхность какого-либо строительного материала (бетон, асфальт), также имеющегсг в своем составе кремний, и с целью придания его поверхности люминесцентных свойств и эстетического вида подвергают гидролизу, в результате чего компаунд образует на поверхности строй материала прочное химическое покрйтие, хорошо защищающее поверхность от внешних воздействий и долго сохраняющее люминесцентные свойства. Однако, компаунд содержит в своем составе радиоактивное вещество для возбуждения излучения люминофора и имеет ограниченное использование, т.к. он не сможет преобразовывать, 1781282 например, солнечную энергию в другие виды э нергии.

Кроме того, образующееся покрытие не обладает высокой оптической прозрачностью, что крайне важно, например, для on- 5 тических концентраторов света,, с используемых в гелиоэнергетике.

Наиболее близким.к заявляемому материалу является люминофор, представляю- К полученному реактиву Гриньяра из каий собой полимерную матрицу 10 пельной воронкй при интенсивном перемеполиметилметакрилат с внедрейным в нее шивании прибавляли 0, 0 (, ) о" амином 6Ж. Материал об- родамина 6Жв 25мл абсолютноготетрагидладает большим Стоксовым сдвигом, хоро- рофурана. Реакция сопровождается небольшей стойкостью к фотохимическим шим разогреванием и выделением газа. воздействиям и квантовым выходом люми- 15 Выдержка -1 час. несценции позволяющими использовать с1н5

Егс-в канеотве лкгнннесцентного соанекно- В,с 4 с внес,н, +cIcitccc3lccccHs- в,сг го консентаатооа (ЛСК). " .. - - г г -та

Люминесцентный квантовый выход из- ., соос2н,с! вестного материала равен 0,66 относитель- 20

СН5 ных единиц (см,таблицу), что свидетельствует о недостаточной эффектив- (" с „ „ . ннс2н, ности преобразования в полимерной актив, СООС2Н5С! ной среде светового потока возбуждающего света. Одной из причин невысокого кванто- 25 (В! ваго выхода прототипа является неоднородность полимерной матрицы. К полученному магнийорганическому

Согласно настоящему изобретению лю- производному родамина 6Ж по каплям приминесцентный материал содержит метил- бавляли 3,33 г (0,02 моль) диметилбутоксихметакрилат и триметилсилилметакрилат 30 лорсилана, Выдержка — 1 час. Осадок при соотношении компонентов 1 1 и крем- . отфильтровывали. Органический слой упанииорганическ ганический краситель — этиловый ривали под вакуумом. Перекристаллизацию ф 3-атил-3-(диметилбутоксисилил)-6- красителя Б проводили из смеси абсолютноэтилфл орана гидрохлорид в концентрации го бензола и гексана (1;1) в боксе в е ток

1,0 10 — 1,0 10 моль/л. 35 высушеннбго инертного газа.

Триметилсилилметакрилат известен, Т,пл, 285 С (с разложением). Выход как полупродукт органического синтеза и в 5,8 r (50%). Индивидуальность проверялась качестве мономера для получения стерео- методом тонкослойной хроматографии, специфических полимеров.. (ТСХ), Синтез впервые полученного кремний- 40 Вычислено, %. С 64,08; Н 7,06; Si 4,82 органичесКогб "крйсйтеля этилового эфира Сз Н41М204Я!С!

3-атил-3-(диметилбутоксилил)-6-этилфлуор Найдено, %: С 63,15; Н 6,83; Si 4,52. ана гидрохлорида проводился следующим Состав полученного этилового. эфира 3о разом: б азом: этил-(диметилбутоксисилил)-5-атил-флуора

А) получение реактива Гриньяра 45 на гидрохлорида (Б) подтвержден данными элементного анализа, колебательная струкС НВВг+ Mg СгНВМц Вг тура УФ-спектра не изменялись, что говорит

В тр!ехгорлую колбу„снабжейную меха- о сохранении основной цепи сопряжения в нической мейалкой, обратным холодильнй- молекуле. ком и капельной воронкой, помещали 0,48 г 50 Получение кремнийорганического пол(0,02 моль) мелкой стружки магния в 25 мл имерного материала проводили путем смеабсолютного тетрагидрофурана и малень- шивания метилметакрилата кий кристаллик иода. Из капельной воронки триметилсилилметакрилата с добавлением при.интес йсивнном тперемешивании медлен- красителя Б в интервале концентраций его .но добавляли 2,18 г (0,02 моль) бромистого 55 от2,10 до0,5 10 моль/л, Полимеризацию этила. Реакцию проводили в течение 40 мин проводили в массе в присутствии 0,02% педо полного растворения магния. рекиси бензоила в стеклянных ампулах при б) получение магйийоргтайичкеского про- температуре 60-65 С в течение 50-60 часов. йзводного родамина 6Ж {A) Температура инициирования 85 С (в течение 1 часа).

--= 1

С2Н5

Щ В М9Н О 2НС2Н5

МНС Н

2 5 r

I е е

+ С2Н5 9Вг "С2НЬ СООС С!

2Н5

ООС2Н5С! . (A!

1781282

В таблице приведены составы люми- поглощения всех исследованйых люминесес ентных материалов, полученных опи- центных материалов (N. 1-9, табл. ) не просанным выше способом и их изошло. Фотостабильность прототи а . спектрально-люминесцентные характери- полученных люминесцентных материалов стики. 5 была одинакова, о чем свидетельствуют неСпектры люминесценции регистриро- значйтельные (в пределах ошибок измеревались на спектральной установке, включа-. ний) и примерно одинаковые изменения ющей монохроматор ДМР-4, относительного коэффициента поглощения фотоэлектронный умножитель ФЭУ-69, уси-: (ЬК/К) всех исследуемых образцов. литель постоянного тока Е6-3 и графопост- 10 . Соотношение метилметакрилата и трироитель Н. - 306. Возбуждение метилсилилметакрилата в полимерной матлюминесценции осуществлялось ртутной . рице 1:1 наиболее ой грмально. При лампой СВД-120А через светофильтр УФС- большем содержании триметйлсилилметак1 перпендикулярно, направлению регистра-: рилата ухудшаются мехайические свойства ции излучения, Спектральная ширина 15 полимерной матрицы (образцы раскалываизображения в фокальной плоскости выход- .: ются). При меньшем содержании триметилного коллиматора не превышала 7 нмlмм, . силилметакрилата не достигается

Образцы люминофоров имели одинако- - равномерного распределения красителя Б в вую форму и размеры и закреплялись в де- оптической среде и максимум люминесценржателе в строго . фиксированных 20 ции понижается до уровня прототийа (приположениях относительно источника воэ- мер 7). буждения, конденсатора и входной щели - При оптимальном соотношении метилмонохроматора. Специальными контроль- метакрилата, триметилсилилметакрилата и ными измерениями проверялись одинако- красителя Б квантовый выход люминесценвость условий регистрации спектров .25 ции повышается в 1,5 раз rio сравйению с люминесценции различных образцов и ли- прототипом при сохранении всех других ханейность отклика на излучение электронной . рактеристик, присущих люминесцентным материалам (фотостабильности, Стоксова и л

Спектры люминесценции записаны на сдвига, Л и л ). диаграммной ленте в пропорциональной 30 Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я шкале произвольных единиц, Для удобст- Состав для получения люминесцентнова сравнения все спектры были пронорми- го материала, содержащий метилметакрированы по наиболее яркому люминофору, лат и ксантеновый краситель, о т л и ч а юИспользованная методика регистрации и шийся тем, что, с целью увеличения квананализа спектров люминесценции близка к 35 тового выхода люминесценции материала, методике (6.Казанкин О.Н„Марковский он дополнительно содержит триметилсиЛ;Я., Миронов И.А, и др. Неорганические лилметакрилат при соотношении метилмелюминофоры, Л„1975).: такрилата и триметилсилилметакрилата 1:1, Для исследования фотостабильности а в качестве ксантенового красителя — кремприготовлялись образцы люминесцентных 40 нийорганическое соединение формулы материалов в виде цилиндров диаметром

10 мм, длиной 15 мм, Образцы облучались С 4 нефильтрованным светом ртутной лампы HgC

ДРШ-250. Контролировалось относительное изменение коэффициента поглощения 45

5 2

ЛК/К в максимуме полосы йоглощения исследуемого материала; Спектры поглощения ООС2Н5О регистрировались спектрофотометром

"Яресогб М-40", За 52 часа воздействия УФ- в количестве 1,0 10 — 1,0. 10 моль/л. светом существенных изменений спектров 50

1781282

7 8

Спектрально-люминесцентные характерйстики полученных люминесцентных материалов

Фотостабильность

hK/К**

Максимум поглощения Ян", нм

Максимум люминесценции Ям", нм

Стоксов сдвиг, нм

Квантовый выход лю минесценции (относит. е ..

Соотношение метилметакрйлат

: триметилсилилметакилат

Концентрация красителя Б, моль/л

517

557

0,013

0;23

1,0 10

* Прототип представляет собой самый яркий образец органического люминофора. родамина СЖ в полиметилметакрилате.

** К/К вЂ” относительное"изменение коэффициента поглощения в максимуме nonocû поглощейия исследуемого люмийесцентного материала.

Составитель Т, Калинина

Редактор В, Трубченко Твхред М.Моргентал Корректор Л. Ливринц

Заказ 4255 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101

1:1

1;1

1;1

1:1

° 1;1

1:1

1:0,5 .

Метилме такрилат (прототип+)

Метилметакрилат

0.5 10

1.0 fO

1;0 10

1,0 10

1,5 10

2,0 102

1:0 10»

1,0.10 2 родамин

6Ж

0,56

1,01

0,83

0,71

0;59.

0,42

0.61

0,66

0,013

0,011

0,012

0,012

0,010, 0,014

0,011

0,0.15

542

538

534

521

531

527

588

562

581

572 .

571

570

46

42

43

41

42

44