耐候性转光夜光高光能农用薄膜及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种耐候性转光夜光高光能农用薄膜及其制造方法。所述的农用薄膜含有：（ａ）基体树脂；（ｂ）加入基体树脂中的以下成分：（ｂ１）至少一种可见光激发长余辉转光剂Ａ；（ｂ２）至少一种红光转光剂Ｂ；（ｂ３）至少一种蓝光转光剂Ｃ；（ｂ４）与（ｂ１）、（ｂ２）和（ｂ３）的转光剂相容的抗老化剂Ｄ；本发明专利技术的农用薄膜具有光转换和夜间发光的特性，且持久稳定可使植物更长时间、更有效地利用太阳能。可实现促进作物增产、早熟和减少病虫害的光生态功效，并降低了生产成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及农用材料领域，更具体地涉及一种具有光转换和夜间发光特性的农用塑料薄膜及其制造方法。
技术介绍
农用塑料薄膜按其功能及发展大致分为三类(1)普通塑料农膜；(2)功能性塑料农膜(包括防老化、防雾滴、保温、防尘等)；(3)控制功能塑料农膜(包括光谱选择、光谱转换、功能控制等)。随着农作物栽培技术水平的提高，普通农用塑料薄膜已不再适应农业保护性栽培发展的需求。近年来依据光生态学原理，把日光光能转换技术应用到农用薄膜中，进行新型转光薄膜的研究已十分活跃，并已成为农用薄膜功能化技术的重要发展方向，是人工环境温室发展的需要，现代农业的需要。因此，近年来相继开发了耐老化、无滴防尘和保温等功能性薄膜，或组合形成多功能塑料薄膜。早在1967年，日本“农业用光线选择利用技术研究协会”就已开展关于温室农业光能利用技术的综合研究。1983年前苏联科学院的L.Nolodkava，A.F.Lepaev等人明确提出“农用调光膜”的概念，并1988年在日本东京“国际园艺设施高技术研讨会”被推荐为“最有前途的功能性农膜”。进入90年代，日本三井东亚化学株式会社和BASF株式会社研制生产出Rodi_antpink和Irradiant 660红光薄膜，虽能发出红光，但作用效果不是很理想。日本曹达株式会社在专利技术专利CN1072945A中公开的农业用波长转换材料，使得透过该薄膜的太阳光中的近紫外光和绿光减少而蓝色和红色光增加。苏联学者在荷兰专利No189794中报导，应用多种稀土离子鳌合物作为添加剂作温室覆盖用高分子材料在农业方面的应用，取得良好效果。中国科学院长春物理研究所等单位利用稀土-有机配位化合物“天线效应”研制出可促进农作物光合作用的光能转换膜，能发出强烈的红光，吸收365nm的紫外光，发射612nm的红光。上海师范大学化学系采用在普通农用薄膜生产过程中，添加一种荧光稀土配合物制成农用薄膜--UTR稀土配合物农用转光膜，在紫外-可见-红外所有光波段的照射下，新型膜的光量子强度透过率大于普通农膜，尤其在230～860nm的范围光照透过率总的增大幅度为4％～18％，显示了在阳光照射下能更好地发挥光温效应。国内外研究开发高光效塑料农膜概括起来分为两大类第一类主要采用添加助剂(如添加稀土材料或有机荧光材料)的方法；第二类是根据不同聚合物对光谱吸收的差异，设计生产多层复合膜(如PE/EVA/PE，PE/PVC/PE)。然而，目前的高光效塑料农膜具有以下缺点有机荧光转光材料光稳定性能差，稀土有机配位化合物生产成本高，以及两者所共有的只能转紫外光、转光衰减快、转光效率低、转光光谱窄等缺点。因此，本领域迫切需要开发新的转光效率高、转光光谱宽、和性能/价格比高的高光效塑料农膜。
技术实现思路
本专利技术的目的就是提供一种转光效率高、转光光谱宽、和性能/价格比高的高光效塑料农膜及其制法和用途。在本专利技术的第一方面，提供了一种耐候性转光夜光高光能农用薄膜，它包括(a)基体树脂；(b)加入基体树脂中的以下成分(b1)至少一种可见光激发长余辉转光剂A，所述转光剂A可将波长为250～380nm的紫外线转变为波长大于420nm的蓝紫光和黄橙光；(b2)至少一种红光转光剂B，所述转光剂B可将紫外光及绿光转变为635±10nm的红橙光； (b3)至少一种蓝光转光剂C，所述转光剂C可将紫外光和绿光转变为425±10nm的蓝光；和(b4)与可见光激发长余辉转光剂A、红光转光剂B和蓝光转光剂C相配伍的抗老化剂D；其中，可见光激发长余辉转光剂A的加入量为基体树脂重量的0.01～2％；红光转光剂B的加入量为基体树脂重量的0.01～1％；蓝光转光剂C的加入量为基体树脂重量的0.01～1％；抗老化剂D的加入量为基体树脂重量的0.1～2％。在另一优选例中，所述的可见光激发长余辉转光剂A选自下组(i)下式所示的稀土掺杂的铝酸盐Sr4Al14O25:Eu2+，Dy3+；或(ii)下式所示的稀土掺杂的硫氧化钇Y2O2S:Mg2+，Ti4+，Eu3+；(iii)(i)和(ii)的混合物。在另一优选例中，所述的红光转光剂B是Eu3+的有机配合物，其中有机配体为苯甲酸及其衍生物。更佳地，所述的红光转光剂B具有下式 在另一优选例中，所述的蓝光转光剂C是下式所示的Eu2+的金属硫化物ZnS:Eu2+。在另一优选例中，所述的抗老化剂D选自下组(i)二苯甲酮类、苯并三唑类或三嗪类紫外线吸收剂；(ii)受阻胺类自由基捕捉剂；(iii)由(i)二苯甲酮类、苯并三唑类或三嗪类紫外线吸收剂或(ii)受阻胺类自由基捕捉剂经非还原化或氧化氮还原化处理后的抗老化剂；(iv)上述各抗老化剂的混合物。在另一优选例中，可见光激发长余辉转光剂A的用量为基体树脂重量的0.05～1.5％；或红光转光剂B的用量为基体树脂重量的0.05～0.5％；或蓝光转光剂C的用量为基体树脂重量的0.05～0.5％；或抗老化剂D的用量为基体树脂重量的0.2～1.5％。在本专利技术的第二方面，提供了一种农用薄膜的制造方法，包括步骤(a)将0.01～2重量份的可见光激发长余辉转光剂A、0.01～1重量份的红光转光剂B、0.01～1重量份的蓝光转光剂C和0.1～2重量份的抗老化剂D混合在一起，形成混合物；(b)将步骤(a)中的混合物与80-100重量份的基体树脂混合，并制成薄膜。在另一优选例中，在所述步骤(a)中，混合是将各组分加入有机溶剂溶解，然后再干燥，获得干燥的混合物。在另一优选例中，步骤(b)是如下进行的将步骤(a)中的混合物加入6～11重量份的基体树脂中，经高速搅拌后用双螺杆挤出机造粒，得到母料，再将母料与69-94重量份的基体树脂混合均匀后，然后用吹塑机吹塑成平均厚度为0.12±0.02mm的薄膜。在另一优选例中，所述的薄膜是单层薄膜，或2-5层共挤的薄膜。在本专利技术的第三方面，提供了一种组合物，它含有(b1)0.01～2重量份的可见光激发长余辉转光剂A；(b2)0.01～1重量份的红光转光剂B；(b3)0.01～1重量份的蓝光转光剂C；和(b4)0.1～2重量份的抗老化剂D。在另一优选例中，所述的组合物还含有5-20重量份的基体树脂。在本专利技术的第四方面，提供了一种本专利技术上述组合物的用途，它被用于制备耐候性且具有光转换和夜间发光特性的农用塑料薄膜。附图说明图1显示了本专利技术一个实例中制备的农用薄膜的照片。具体实施例方式本专利技术人经过广泛而深入的研究，通过大量筛选，首次将可见光激发长余辉转光剂A、至少一种红光转光剂B、至少一种蓝光转光剂C与相容的抗老化剂D有效地结合在一起，从而制得了转光效率高、转光光谱宽、和成本低的农用薄膜。本专利技术提供一种农用薄膜(包括现代农业调光屏)及其制造方法。本专利技术的农用薄膜在其基体树脂内加入至少一种可见光激发长余辉转光剂A、至少一种红光转光剂B、至少一种蓝光转光剂C和与可见光激发长余辉转光剂A、红光转光剂B和蓝光转光剂C相容的抗老化剂D；加入量为基体树脂重量0.01～2％的可见光激发长余辉转光剂A是一种稀土掺杂的铝酸盐；加入量为基体树脂重量0.01～1％的转光剂B是一种Eu3+的有机配合物，有机配体为苯甲酸及其衍生物，其分子式为 加入量为基体树脂重量0.01～1％的转光剂C是一种Eu2+的碱土金属硫化物；加本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐候性转光夜光高光能农用薄膜，其特征在于，它包括：（ａ）基体树脂；（ｂ）加入基体树脂中的以下成分：（ｂ１）至少一种可见光激发长余辉转光剂Ａ，所述转光剂Ａ可将波长为２５０～３８０ｎｍ的紫外线转变为波长大于４２０ｎｍ的蓝紫光和黄橙光；（ｂ２）至少一种红光转光剂Ｂ，所述转光剂Ｂ可将紫外光及绿光转变为６３５±１０ｎｍ的红橙光；（ｂ３）至少一种蓝光转光剂Ｃ，所述转光剂Ｃ可将紫外光和绿光转变为４２５±１０ｎｍ的蓝光；和（ｂ４）与可见光激发长余辉转光剂Ａ、红光转光剂Ｂ和蓝光转光剂Ｃ相配伍的抗老化剂Ｄ；其中，可见光激发长余辉转光剂Ａ的加入量为基体树脂重量的０．０１～２％；红光转光剂Ｂ的加入量为基体树脂重量的０．０１～１％；蓝光转光剂Ｃ的加入量为基体树脂重量的０．０１～１％；抗老化剂Ｄ的加入量为基体树脂重量的０．１～２％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：彭子飞，江炜，
申请(专利权)人：上海师范大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]