下转换转光剂及其制备方法和下转换蓝色转光膜及其制备方法技术

本发明专利技术属于转光剂和转光膜领域。下转换转光剂，化学组成为：Sr4‑xMgSi2O9:xEu

Down conversion light transfer agent and its preparation method and down conversion blue light film and its preparation method

The invention belongs to the field of light transfer agent and light transfer film. Under the light conversion agent, chemical composition: Sr4 xMgSi2O9:xEu

【技术实现步骤摘要】
下转换转光剂及其制备方法和下转换蓝色转光膜及其制备方法
本专利技术属于转光剂和转光膜领域。
技术介绍
研究发现，植物对小于400nm的紫外线吸收很少，而对410nm的紫光吸收虽然较少，但是它能影响光周期效应，阻止茎的伸长；430～440nm的蓝紫光则会减速短日植物发育，并促进蛋白质和无机酸的分解；而短波的蓝紫光和紫外线能抑制茎节间伸长，促进多发侧枝和芽的分化，且有助于花样素和维生素的分解；叶绿素与类胡萝卜素对460～470nm的蓝光吸收比例最大，对光合作用影响也最大。色素对520～530nm的绿光的吸收率不高，可以协助植物睡眠；叶绿素对630～660nm的红光吸收率低，但对光合作用与光周期效应有明显影响，红光不只有利于植物碳水化合物的分解，还能减速长日植物的发育。植物对850nm的红外光吸收率低，但能安慰细胞延伸，影响开花与种子发芽。农用转光膜可以根据植物的生长需求，将太阳光中对植物生长没用的光谱成分转换为对植物有用的光，可以极大地提高植物对太阳光的利用率，越来越受到世界各国的重视。其中起到转光作用的是一类光致发光材料，即转光剂。经过多年的快速发展，目前可用于农用转光膜的转光剂种类较多，其中发光效率较高的是有机配合物转光剂和无机盐转光剂：(1)有机配合物转光剂主要以Eu3+作为激活剂，但是该类转光剂的发射主峰均位于610nm左右，与植物的吸收光谱范围400～480nm和620～690nm有较大的差距，对太阳光的吸收与转换效率不高，匹配性差，同时存在使用寿命短、制膜透光性差等缺陷。在扣棚初期，光转换性能比较好，但很快其光转换功能会很快下降，导致其不能与膜的寿命同步。(2)无机盐转光剂主要包括CaS:Eu2+、Sr2Si5N8:Eu2+、Ca2Si5N8:Eu2+、CaAlSiN3:Eu2+、CaAl12O19:Mn4+、3.5MgO·0.05MgF2·GeO2:Mn4+、Y2O3:Eu3+、Gd2Mo3O9:Eu3+、YV04:Eu3+和Y2O2S:Eu3+等，其中硫化物转光剂在空气中易潮解，光照下易氧化，稳定性差。纯氮化物转光剂和氟锗酸镁：锰等的制备成本较高，超出市场所能承受的价格范围，阻碍其在转光膜上的应用。更为重要的是，无机盐转光剂与高分子树脂不易相容的问题对转光剂的实际应用制造了难题。另外，蓝光可以增强叶绿体的活动，帮助植物长茎生叶，促进植物干物质形成，对根茎的生长有明显作用，对植物化学成分有强烈影响，能促进蛋白质和脂肪的合成和数量的增加，比较适合多肉植物，茎叶类，适于植物小苗育苗，铁皮石斛等植物使用。但是现有文献对于紫外转红光的转光剂报道较多，对紫外转蓝光的转光剂报道较少，特别是对用于农用转光膜的蓝色转光剂仅有少数的一些报道。
技术实现思路
为了克服上述现有技术中转光剂和蓝色转光膜光转换效率低、与高分子树脂不易相容的不足，本专利技术的一个目的是提供一种化学稳定性好、光转换效率高、使用寿命长的下转换转光剂及其制备方法；专利技术的另一个目的是提供一种使用上述下转换转光剂的下转换蓝色转光膜及其制备方法。为解决上述现有技术的不足，本专利技术所采用的技术方案如下：下转换转光剂，化学组成为：Sr4-xMgSi2O9:xEu2+，其中x的取值范围为0.01≤x≤0.2。下转换转光剂的制备方法，包括以下步骤：(1)以SrCO3、MgCO3、SiO2和Eu2O3为原料，按照化学式Sr4-xMgSi2O9:xEu2+的化学计量比称取各原料，并加入质量百分比为0.05～5％的NH4F作为助熔剂，其中x的取值范围为0.01≤x≤0.2；(2)将步骤(1)获得的原料充分研磨后混合均匀；(3)将步骤(2)获得的混合物放入刚玉坩埚中，然后将刚玉坩埚和混合物一起进行灼烧，灼烧温度为1300～1400℃，灼烧时间为4～6小时，灼烧完成后样品随炉降温至室温，取出获得烧结体；(4)将步骤(3)获得的烧结体进行粉碎，然后用洗涤烘干，即得所述转光剂。作为优选，步骤(3)中烧结气氛为5％的氢气和95％的氮气混合气。作为优选，步骤(4)中获得的烧结体通过球磨粉碎，然后用蒸馏水洗涤烘干。下转换蓝色转光膜，包括薄膜基体、强化剂和权利要求1所述的转光剂。作为优选，所述薄膜基体成分为低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯树脂、聚氯乙烯中的一种或几种。作为优选，所述强化剂为磷酸三甲酚和三[2，4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯。下转换蓝色转光膜的制备方法，包括以下步骤：(1)转光剂表面包覆，在甲苯中加入硬脂酸甘油酯，加热使硬脂酸甘油酯完全溶解；然后加入转光剂，用超声波分散使转光剂颗粒分散均匀；再将上述混合溶液放入振荡器中进行振荡；经过抽滤和洗涤，在真空干燥箱中干燥，获得表面经过有机包覆改性的转光剂粉末；(2)转光膜制备，称取薄膜基体、转光剂和强化剂，在混料机中搅拌混合均匀，在150～200℃的条件下，利用吹膜机挤出吹制成薄膜。下转换蓝色转光膜的制备方法，包括以下步骤：(1)转光剂表面包覆，首先，在甲苯中加入硬脂酸甘油酯，加热到60～80℃，使硬脂酸甘油酯完全溶解；然后加入转光剂，用超声波分散使转光剂颗粒分散均匀；再将上述混合溶液放入振荡器中，常温下振荡；最后经过抽滤，并用无水乙醇洗涤，在40～60℃的真空干燥箱中干燥，获得表面经过有机包覆改性的转光剂粉末；(2)转光膜制备，按重量百分比称取薄膜基体99.0～97.8％，转光剂0.1～3％，磷酸三甲酚为1～3％，三[2，4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯为1～3％，将其在混料机中搅拌混合均匀，在150～200℃的条件下，利用吹膜机挤出吹制成薄膜，膜层厚度为0.1～0.2mm。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术的下转换转光剂化学稳定性好、光转换效率高、使用寿命长，可用于生产农用蓝光膜；(2)本专利技术的下转换蓝色转光膜对300～400nm的近紫外光具有很强的吸收作用，在400～500nm的蓝光范围内具有很强的荧光发射，发射峰位于460nm左右，有利于叶绿素a和叶绿素b的吸收，特别适用于多肉植物和茎叶类植物的培育；(3)通过转光剂的表面包覆作用，可以有效解决转光剂与薄膜基体不易相容的问题；(4)制备方法可以使得所用的稀土无机盐转光剂均匀地分散在有机薄膜载体中，避免转光剂在有机薄膜中出现团聚和分布不均匀的现象。附图说明图1为本专利技术实施例的转光剂激发光谱和发射光谱。具体实施方式下面结合说明书附图1和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。实施例下转换转光剂，化学组成为：Sr4-xMgSi2O9:xEu2+，其中x的取值范围为0.01≤x≤0.2。下转换转光剂制备方法，包括以下步骤：(1)以高纯的SrCO3、MgCO3、SiO2和Eu2O3为原料，按照化学式Sr4-xMgSi2O9:xEu2+的化学计量比称取各原料，x是0.05，并加入质量百分比为0.05～5％的NH4F(99.0％)作为助熔剂，其中x的取值范围为0.01≤x≤0.2；(2)将步骤(1)获得的原料在玛瑙研钵中充分研磨后混合均匀；(3)将步骤(2)获得的混合物放入刚玉坩埚中，然后将刚玉坩埚和混合物一起放入高温管式炉中进行灼烧，灼烧温度为1300～1400℃，灼烧时间为4～6小时，烧结气氛为5％的氢气和95％的氮气混合气，灼烧完成后样品随本文档来自技高网...

【技术保护点】
下转换转光剂，其特征在于化学组成为：Sr4‑xMgSi2O9:xEu

【技术特征摘要】
1.下转换转光剂，其特征在于化学组成为：Sr4-xMgSi2O9:xEu2+，其中x的取值范围为0.01≤x≤0.2。2.下转换转光剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)以SrCO3、MgCO3、SiO2和Eu2O3为原料，按照化学式Sr4-xMgSi2O9:xEu2+的化学计量比称取各原料，并加入质量百分比为0.05～5％的NH4F作为助熔剂，其中x的取值范围为0.01≤x≤0.2；(2)将步骤(1)获得的原料充分研磨后混合均匀；(3)将步骤(2)获得的混合物放入刚玉坩埚中，然后将刚玉坩埚和混合物一起进行灼烧，灼烧温度为1300～1400℃，灼烧时间为4～6小时，灼烧完成后样品随炉降温至室温，取出获得烧结体；(4)将步骤(3)获得的烧结体进行粉碎，然后用洗涤烘干，即得所述转光剂。3.根据权利要求1所述的下转换转光剂的制备方法，其特征在于步骤(3)中烧结气氛为5％的氢气和95％的氮气混合气。4.根据权利要求1所述的下转换转光剂的制备方法，其特征在于步骤(4)中获得的烧结体通过球磨粉碎，然后用蒸馏水洗涤烘干。5.下转换蓝色转光膜，其特征在于包括薄膜基体、强化剂和权利要求1所述的转光剂。6.根据权利要求5所述的下转换蓝色转光膜，其特征在于：所述薄膜基体成分为低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯树脂、聚氯乙烯中的一种或几种。7.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：楼坚，
申请(专利权)人：浙江转喆科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33