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一种聚氨基甲酸硼酯荧光材料及制备方法
成果类型：: 发明专利
发布时间: 2026-06-05 09:54:27
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：成果发布人| 徐景新 | 2026-06-05 09:54:27
本发明公开了一种聚氨基甲酸硼酯荧光材料的制备方法，具体为：在N2保护下，将不同种类的硼酸三烷基酯与二异氰酸酯单体采用简单的“一锅法”通过聚合反应制得，即先将反应原料混合均匀，随后在50～220℃温度范围内阶梯升温进行反应，反应结束后冷却至室温即得到聚氨基甲酸硼酯，之后再对其进行透析提纯得到分子量和纯度较高的聚氨基甲酸硼酯荧光材料。所合成的含B、N原子的聚氨基甲酸硼酯具有优异的荧光性能，在树脂荧光标识及金属离子检测等领域具有非常广阔的应用前景。此外，该合成方法具有工艺简单、原子利用率高、环境友好且有利于工业化生产等优点。
本发明首次采用硼酸三烷基酯与二异氰酸酯单体，通过无催化剂、无溶剂的“一锅法”阶梯升温聚合，成功合成本征型聚氨基甲酸硼酯荧光材料。该合成路线原子利用率高，反应过程在氮气保护下于50至220摄氏度范围内梯度升温完成，无需中间分离步骤，后处理仅需透析提纯即可获得高分子量、高纯度的产物。与传统的荧光材料需外加荧光染料或重金属量子点不同，该材料依靠分子内B、N原子的协同作用形成给体-受体结构，激发有效的电荷转移与电子离域，从而表现出优异的固态荧光性能，且无重金属毒性、无荧光剂迁移风险。该方法工艺简单、重复性好、环境友好，为高性能本征荧光聚合物的绿色制备提供了全新路径。
该荧光材料凭借其优异的荧光特性和结构可调性，在多个领域具有广阔的应用前景。在树脂荧光标识方面，可将其作为聚合物基体的荧光示踪剂或防伪标记，用于涂料、胶黏剂、工程塑料及高端包装材料中，实现快速可视化检测与真伪识别。在金属离子检测方面，利用硼氮结构对特定金属离子如铁离子、铜离子的选择性荧光响应，可开发高灵敏度、快速响应的离子探针或便携式检测试纸，用于环境水样、工业废水及生物样品中的重金属离子现场筛查。此外，该材料还有望拓展至生物成像、有机发光二极管、智能传感标签等高附加值光电器件领域，推动环保型荧光功能材料的实用化发展。
西安理工大学 陈争艳 , 张茂宇 , 郭铮铮 , 任鹏刚
该成果的实施将带来显著的经济、社会与环境效益。从经济效益看，合成原料硼酸三烷基酯和二异氰酸酯均为大宗工业化学品，来源广泛且成本低廉，“一锅法”工艺无需昂贵催化剂和复杂设备，大大降低了生产成本，易于规模化生产，可为企业创造较高利润空间。从社会效益看，该荧光材料可替代含重金属或有毒有机染料的传统荧光产品，降低生产和使用过程中对操作人员及消费者的健康风险，同时在金属离子检测领域可助力水质安全监控，保障公共健康。从环境效益看，整个合成过程无有害副产物排放，产物可降解性优于传统荧光材料，符合绿色化学与循环经济要求，有助于推动功能材料行业的可持续发展。
技术转让，许可，合作所需资金需双方协商，此项技术想尽快落地，希望具备此项技术研发的技术方，能够尽快承接此项目。
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