纳米仿生态稀土转光剂是将三价铕的硝酸盐或盐酸盐，掺杂镧、钐、钆、钇、铈的硝酸盐或盐酸盐、有机芳香羧酸、长链有机配体所形成的稳定配合物和黏土进行插层反应所形成的转光剂：Ｍ↓［１－ｘ］Ｅｕ↓［ｘ］Ｌ↓［ｍ］Ｎ↓［ｎ］／ｃｌａｙ，Ｍ为镧、钐、钆、钇、铈；Ｌ为有机芳香羧酸类配体；Ｎ是结构为［（ＲＯ）↓［３］Ｓｉ］↓［ｙ］Ｒ↑［１］Ｎ↑［＋］Ｒ↑［２］Ｒ↑［３］Ｒ↑［４］Ｘ↑［－］长链有机配体；Ｃｌａｙ为层状硅酸盐；由该转光剂制备的转光农膜为：聚烯烃１００；纳米仿生态稀土转光剂０．００５～５。本发明专利技术将紫外光转换成光和作用最强的红橙光和蓝紫光及青光以及可提高棚温的红外光，以适应不同作物的生长需求。本发明专利技术的转光膜发光强度提高１００％以上，最高可增强１２９％。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种农用高分子聚烯烃薄膜及其所用的转光剂体系，以及这种转光农膜的制备方法，特别是一种将紫外光转换成蓝红波段以及红外光的纳米仿生态稀土转光剂体系以及由这种这种转光剂制备的纳米仿生态稀土转光农膜及其制备方法。
技术介绍
农业关系到国计民生，是国民经济的基础，我国农业三大生产资料之一的农用塑料薄膜是国家重点发展的行业。2000年度我国农用薄膜的应用量约为93万吨，预计到2010年农用薄膜将超过200万吨，市场前景十分广阔。农膜光转换设计原则是依据光生态学原理，在农用薄膜中引入转光剂以实现光能转换，转光农膜可将太阳光中大部分紫外光转化成具有仿生态特征的有利于农作物生长的红橙光(600-640-710nm)和蓝紫光及青光(480-450-400-380nm)，以达到改善塑棚温室透过的光质、提高光能综合利用率、有利于作物的生长、促进作物早熟增产的目的。稀土Eu(III)有机配位化合物是一类光能转换材料，也是目前国内外研究最多的一类。国内外有关转光膜的报道，例如CN1105040A、CN1338500A、CN1491973A、CN1483786A号专利申请，指出含转光剂Eu(III)配合物的稀土转光农膜可增强作物光合作用，使植株发育健壮，改善品质和增产。如番茄、黄瓜、草莓增产约14％。投入产出比为1∶2~12，但这类转光膜存在以下几方面的问题稀土配合物转光剂仅产生单一光(如红光)，因此不具有完全的仿生态特征；在紫外线的作用下，转光膜的光稳定性较差，转光衰减快；目前稀土转光剂和聚合物作用时，大多是将转光剂粉体掺杂到聚合物里，形成“掺杂型稀土高分子”，转光剂在高分子基质中存在分散不均匀、易流失等缺点，某些光转换剂甚至与农膜的某些助剂之间存在不良作用，对农膜的某些物理机械性能会有一定的影响；农用转光膜存在红光效应，由于大气散射的作用，太阳光到达塑棚温室时蓝紫光的损耗明显高于红橙光，而目前大多农用转光膜都是将紫外光转换为红橙光，只增加红橙光对植物的光合作用和生长发育的促进作用不十分理想，而且如果红橙光过强，会产生热积累效应，使棚内温度过高，妨碍作物生长，甚至会把作物烧坏枯死。
技术实现思路
为了克服已有技术中存在的问题，本专利技术提供了一类纳米仿生态稀土转光剂；以及由这种转光剂制备的纳米仿生态稀土转光农膜，该纳米仿生态稀土转光农膜可将太阳光中紫外光转化成具有仿生态特征的有利于农作物生长的红橙光(600-650-710nm)和蓝紫光及青光(480-450-400-380nm)以及可提高棚温的红外光(720～800nm)。本专利技术的纳米仿生态稀土转光剂(体系)，该转光剂是一种有机/无机复合型的转光剂(体系)，是将三价铕的硝酸盐或盐酸盐，掺杂镧、钐、钆、钇、铈的硝酸盐或盐酸盐、有机芳香羧酸、长链有机配体所形成的稳定配合物和黏土进行插层反应所形成的转光剂(体系)，其特征在于，组分构成为M1-xEuxLmNn/clay，其中0＜X＜1，m＝2-10，n＝1-3；M为镧La、钐Sm、钆Gd、钇Y、铈Ce以及它们中的一个或两个或三个成分的任意比例组合；L为有机芳香羧酸类配体，是C1-C18烷基苯甲酸、氨基苯甲酸、邻羟基苯甲酸或苯二甲酸或肉桂酸或萘甲酸之一种或两种或三种成分组合；N是结构为yR1N+R2R3R4X-长链有机配体，y＝0-1；Clay为层状硅酸盐。本专利技术所适用的长链有机配体是结构为yR1N+R2R3R4X-长链有机配体。其中R是CH3或C2H5；R1为-CH2-或CH3或-C3H6-或C3H7；R2为CH3或C2H5或-CH2CH2OH；R3为CH3或C2H5或-CH2CH2OH；R4可以是长链烷基，如十二烷基、十六烷基、十八烷基；也可以是脂肪族丙烯酸及其酯类衍生物，如CH2＝CHCOOC2H4-或CH2＝C(CH3)COOC2H4-；X为Cl或Br。本专利技术所适用的黏土是一类具有层状结构的无机物-层状硅酸盐，其阳离子交换总容量为70～120meq/100g。本专利技术的含有纳米仿生态稀土转光剂的聚合物转光膜(纳米仿生态稀土转光农膜)，其原料组分和重量份含量如下聚烯烃 100纳米仿生态稀土转光剂(体系) 0.005～5本专利技术可以通过以下要求达到本专利技术所适用的聚烯烃是聚氯乙烯(PVC)或聚乙烯(PE)或乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)。本专利技术将转光剂M1-xEuxLmNn作为一种新型插层剂，插入层状硅酸盐的片层间形成一类功能型有机黏土复合物；再将聚合物插入纳米仿生态稀土转光剂进行反应，使带有转光剂的分散相剥离为纳米级的单层黏土片层，均匀填充在聚合物基体中，从而增强了粉体的分散性和荧光强度而且聚合物的力学性能也得到了改善。上述仿生态稀土转光农膜不仅可高效地将不同波段的紫外光转换成光和作用最强的红橙光和蓝紫光及青光以及可提高棚温的红外光，而且通过转光体系的调节和变化，可以得到不同蓝红强度比的转光材料，以适应不同作物的生长需求(发射波段与植物叶绿素吸收基本光谱一致)并可解决农用转光膜存在的稳定性差、转光衰减快以及红光效应。本专利技术纳米仿生态稀土转光农膜的制备方法的步骤如下将三价铕的硝酸盐或盐酸盐，掺杂镧、钐、钆、钇、铈的硝酸盐或盐酸盐、有机芳香羧酸、长链有机配体，按摩尔比(0.01～0.9)∶(0.1～0.99)∶(2～10)∶(1～3)在20～200℃反应3～6小时，得到一类新型的稀土转光剂；将稀土转光剂0.5～100份和阳离子交换容量为70～120meq/100g的黏土0.5～100份，在20～2000份的分散介质存在下高速搅拌，形成均匀的物料，在20～200℃反应3～6小时，将所得的产物经洗涤、干燥、粉碎后，得到功能型有机黏土复合物(纳米仿生态稀土转光剂)；将上述纳米仿生态稀土转光剂0.005～5份分散于100份聚烯烃(聚氯乙烯或聚乙烯或乙烯-醋酸乙烯共聚物)中经吹塑或流延成型后便得到纳米仿生态稀土转光农膜。本专利技术的有益效果是本专利技术采用的稀土有机配合物转光剂不仅能提高转光剂的发光效率，而且还可以作为一种新型插层剂，插入层状硅酸盐的片层间，形成纳米仿生态稀土转光体系；在材料的成型加工中使带有转光剂的分散相剥离为纳米级的单层黏土片层，均匀填充在聚合物基体中，从而增强了粉体的分散性、荧光强度和荧光寿命，所合成的纳米仿生态稀土转光膜的发光强度比相应的纳米仿生态稀土转光剂的发光强度提高100％以上，经过一茬的大田实验(5个月)，转光农膜荧光强度仍保持100％，更令人惊奇的是由于光催化效应以及特殊的纳米尺寸效应，转光农膜荧光强度随时间的延长逐渐增强，最高可增强129％，以后荧光强度又逐渐下降，但扣棚结束时转光农膜荧光强度和刚扣棚时的荧光强度相当。本专利技术的纳米仿生态稀土转光剂与农膜的助剂具有良好的匹配性，不仅能用于普通农膜制得转光农膜，还可以广泛用于无滴、耐侯农膜；并且农膜的力学性能还可以得到改善，从而使转光膜的使用寿命得以延长。本专利技术采用的纳米仿生态稀土转光剂可高效地将不同波段的紫外光转换成光和作用最强的红橙光和蓝紫光及青光以及可提高棚温的红外光。而且通过转光体系的调节和变化，可以得到不同蓝红强度比的转光材料，以适应不同作物的生长需求。本专利技术由于采用了纳米插层技术，很好的解决了转光剂如何进行纳米分散以及转光剂耐光性差、转光衰减本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种纳米仿生态稀土转光剂，该转光剂是一种有机／无机复合型的转光剂，是将三价铕的硝酸盐或盐酸盐，掺杂镧、钐、钆、钇、铈的硝酸盐或盐酸盐、有机芳香羧酸、长链有机配体所形成的稳定配合物和黏土进行插层反应所形成的转光剂，其特征在于，其原料组分和重量份含量如下： Ｍ↓［１－ｘ］Ｅｕ↓［ｘ］Ｌ↓［ｍ］Ｎ↓［ｎ］／ｃｌａｙ，其中０＜Ｘ＜１，ｍ＝２－１０，ｎ＝１－３；Ｍ为镧、钐、钆、钇、铈以及它们中的一个或两个或三个成分的任意比例组合；Ｌ为有机芳香羧酸类配体，是Ｃ↓［１］－Ｃ↓［１８ ］烷基苯甲酸、氨基苯甲酸、邻羟基苯甲酸或苯二甲酸或肉桂酸或萘甲酸之一种或两种或三种成分的组合；Ｎ是结构为［（ＲＯ）↓［３］Ｓｉ］↓［ｙ］Ｒ↑［１］Ｎ↑［＋］Ｒ↑［２］Ｒ↑［３］Ｒ↑［４］Ｘ↑［－］长链有机配体，ｙ＝０－１；Ｃｌａｙ为层状硅酸盐；所述的长链有机配体是结构为［（ＲＯ）↓［３］Ｓｉ］↓［ｙ］Ｒ↑［１］Ｎ↑［＋］Ｒ↑［２］Ｒ↑［３］Ｒ↑［４］Ｘ↑［－］长链有机配体，其中：Ｒ是ＣＨ↓［３］或Ｃ↓［２］Ｈ↓［５］；Ｒ↑［１］为－ＣＨ↓［２］－或ＣＨ↓［３］或－Ｃ↓ ［３］Ｈ↓［６］－或Ｃ↓［３］Ｈ↓［７］；Ｒ↑［２］为ＣＨ↓［３］或Ｃ↓［２］Ｈ↓［５］或－ＣＨ↓［２］ＣＨ↓［２］ＯＨ；Ｒ↑［３］为ＣＨ↓［３］或Ｃ↓［２］Ｈ↓［５］或－ＣＨ↓［２］ＣＨ↓［２］ＯＨ；Ｒ↑［４］是长链烷基；或是脂肪族丙烯酸及其酯类衍生物；所述的黏土是具有层状结构的无机物一层状硅酸盐。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：华佳捷，周宁琳，
申请(专利权)人：南京师范大学，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]
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