用于温室应用的Eu制造技术

本公开描述了一种发光层，其包含Eu

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于温室应用的Eu
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掺杂的无机发光纳米颗粒以及用于温室的包含此类纳米颗粒的板结构和涂层
专利

[0001]本专利技术涉及用于温室应用的Eu
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发光无机纳米颗粒，并且特别地(但非排他地)涉及用于温室涂层的Eu
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发光无机纳米颗粒、包含Eu
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发光无机纳米颗粒的分散体、包含此类颗粒的透明板结构，和包含此类纳米颗粒涂层的玻璃窗结构，以及合成Eu
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发光无机纳米颗粒的方法。
[0002]专利技术背景
[0003]温室为有效种植植物和作物提供了可控的气候环境。为了控制和优化进入温室的太阳光，已经开发了不同类型的涂层，涂层可用于涂覆作为温室一部分的玻璃窗结构或塑料透明板。具有不同光学性质的不同颜料涂层，例如光选择涂层、反射涂层或漫射涂层，可用于控制进入温室的光。通常，这些涂层是喷涂的，并且可被去除，使得根据季节和/或种植的植物类型，可以使用不同的涂层。WO2018/169404中描述了此类涂层的一个示例，其描述了用于温室的可去除涂层，包含诸如白垩或氧化钛的颜料。基于这种颜料分散体，如果植物对高水平的红外辐射敏感，在夏季期间，可使温室的玻璃喷涂红外辐射反射涂层。类似地，漫射涂层可用于去除遮蔽效应，并使温室中的植物均匀暴露在太阳光下。
[0004]在现有技术中，已建议基于发光材料进一步改善光与温室的耦合。通常，这些材料包括包含发光颗粒的透明塑料板。这些材料可以优化为将电磁光谱中的一部分(或多部分)辐射转换为不同的波长，以便更有效地利用辐射。例如，作为发光涂层应用在温室玻璃窗结构上的发光光谱下转换层(a luminescent spectral down conversion layer)可以通过将通常对作物有害的UV光(100nm
–
400nm)转换为光合有效辐射(PAR)区域(400nm
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700nm)内的刺激作物生长的光来减少太阳光谱和作物的PAR区域之间的光谱不匹配，从而促进作物生长。对于温室中的各种果实蔬菜，PAR区域内1％的光的增加将使植物产量增加约1％。因此，这种发光材料可具有巨大的经济潜力。
[0005]US20170288080中描述了用于温室的发光材料的示例。该现有技术文献描述了温室用发光涂层的示例，其包含带有荧光有机颜料的聚合物层，例如Lumogen 305，以吸收部分太阳光谱，并利用吸收光子的能量发射波长在600至690nm之间的光子。发光涂层还吸收植物生长和开花所需的大部分太阳光谱(400至～640nm)。NL1017077和NL2002577中描述了用于温室的发光材料的其他示例，其描述了温室塑料箔，包括无机磷光体，特别是基于Y2O3的磷光体，其能够将部分UV或IR转换为可见光。
[0006]然而，目前市场上还没有这种用于大规模温室应用的发光材料。这主要是因为发光材料在PAR区域具有重叠的吸收和发射光谱。更普遍地，用于温室应用的已知发光磷光体，特别是染料，由于激发和发射光谱的重叠，仍然具有大量的光子损失，从而使得这些材料不适合大规模商业应用。对于此类应用，涂层不仅应能够有效地将部分UV光谱转换为可见光，还应满足低毒性、化学稳定、环保、廉价和适合大规模生产等其他特性。上述发光颗粒如Lumogen 305或基于Y2O3的磷光体不符合这些要求。最后，材料还应具有有利的光学特性，例如PAR区域内的低的背散射/抗反射特性。
[0007]因此，综上所述，现有技术中需要用于温室的改进的基于发光无机颗粒的涂层。特别地，需要改进的基于发光的无机颗粒的涂层，其呈现宽带UV吸收和在整个PAR区域上的发光发射(其中吸收和发射光谱不重叠)，在PAR区域内是透明的(非吸收的)，表现出高的发光量子效率(即，发射和吸收光子之比)。此外，需要用于温室的改进的基于无机颗粒基的涂层，其具有适用于温室应用的光学和结构特性，包括耐久性、硬度、颜色稳定性和光学散射特性。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是减少或消除现有技术中已知的至少一个缺点。在第一个方面，本专利技术涉及一种用于涂覆温室玻璃窗结构的发光纳米颗粒的分散体，包括：有机或水性介质；和，发光纳米颗粒，其中所述纳米颗粒包含Eu
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掺杂的SiAlON，或基本上由其组成；选择Si浓度在0至33at.％之间，Al浓度在0至40at.％之间，O浓度在50至66at.％之间，N浓度在0至10at.％之间且Eu
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在0.0001至5at.％之间。
[0009]在一个实施方案中，可选择Si浓度在15至33at.％之间，Al浓度在0.001至12at.％之间，选择O浓度在50至66at.％之间，N浓度在0.1至5at.％之间且Eu
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浓度在0.0001至3at.％之间。
[0010]在另一个实施方案中，可选择Si浓度在30至33at.％之间，Al浓度在0.01至2at.％之间，选择O浓度在50至66at.％之间，N浓度在0.1至1at.％之间且Eu
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浓度在0.0005至1at.％之间。
[0011]在一个实施方案中，纳米颗粒的平均尺寸为1至1000nm，优选10至800nm，更优选20至600nm。
[0012]在一个实施方案中，分散体包含1％至80wt％的纳米颗粒，优选5％至50wt％的纳米颗粒，更优选15％至35wt％的纳米颗粒。
[0013]在一个实施方案中，有机介质包括有机溶剂(例如己烷、乙醇、庚烷、甲苯、氯仿、二氯甲烷)，其包含0.5％至10wt％的聚合物添加剂。
[0014]在一个实施方案中，水性介质包括碱水溶液，例如铵溶液或氢氧化钠溶液，所述碱水溶液包含1％至10wt％的水性聚合物添加剂。
[0015]在一个实施方案中，纳米颗粒的表面可通过一种或多种配体进行改性，所述配体例如是硬脂酸、油酸、辛酸、油胺、辛胺、辛硫醇、三辛基膦，优选改性包括纳米颗粒的超声处理。
[0016]在一个实施方案中，纳米颗粒的表面通过化学键的形成进行改性，例如硅烷化或酯化，以将纳米颗粒与一个或多个碳链长度在8至18之间的长的有机侧链偶联。
[0017]在一个实施方案中，分散体还包含无机多孔纳米颗粒，优选多孔氧化硅纳米颗粒。
[0018]在另一方面，本专利技术还涉及一种用于温室的透明塑料板，包括：
[0019]透明的聚合物材料；分散在聚合物材料中的Eu
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掺杂的无机发光纳米颗粒，
[0020]其中所述纳米颗粒包含Eu
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掺杂的SiAlON，或基本上由其组成；选择Si浓度在0至33at.％之间，Al浓度在0至40at.％之间，O浓度在50至66at.％之间，N浓度在0至10at.％之间且Eu
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在0.0001至5at.％之间。
[0021]在一个实施方案中，选择Si浓度在15至33at.％之间，Al浓度在0.001至12at.％之
间，O浓度在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于涂覆温室玻璃窗结构的发光纳米颗粒的分散体，其包括：有机或水性介质；和，发光纳米颗粒，其中所述纳米颗粒包含Eu
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掺杂的SiAlON，或基本上由其组成；选择Si浓度在0至33at.％之间，Al浓度在0至40at.％之间，O浓度在50至66at.％之间，N浓度在0至10at.％之间且Eu
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在0.0001至5at.％之间。2.根据权利要求1所述的分散体，其中选择Si浓度在15至33at.％之间，Al浓度在0.001至12at.％之间，O浓度在50至66at.％之间，N浓度在0.1至5at.％之间且Eu
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浓度在0.0001至3at.％之间；或，优选地，其中选择Si浓度在30至33at.％之间，Al浓度在0.01至2at.％之间，O浓度在50至66at.％之间，N浓度在0.1至1at.％之间且Eu
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浓度在0.0005至1at.％之间。3.根据权利要求1或2所述的分散体，其中所述纳米颗粒的平均尺寸为1至1000nm，优选10至800nm，更优选20至600nm。4.根据权利要求1
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3中任一项所述的分散体，其中所述分散体包含1％至80wt％的纳米颗粒，优选5％至50wt％的纳米颗粒，更优选15％至35wt％的纳米颗粒。5.根据权利要求1
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4中任一项所述的分散体，其中有机介质包括有机溶剂(例如己烷、乙醇、庚烷、甲苯、氯仿、二氯甲烷)，其包含0.5％至10wt％的聚合物添加剂。6.根据权利要求1
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4中任一项所述的分散体，其中所述水性介质包括碱水溶液，例如铵溶液或氢氧化钠溶液，所述碱水溶液包含1％至10wt％的水性聚合物添加剂。7.根据权利要求1
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6中任一项所述的分散体，其中所述纳米颗粒的表面通过一种或多种配体进行改性，所述配体例如是硬脂酸、油酸、辛酸、油胺、辛胺、辛硫醇、三辛基膦，优选所述改性包括纳米颗粒的超声处理。8.根据权利要求1
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6中任一项所述的分散体，其中所述纳米颗粒的表面通过形成化学键进行改性，例如硅烷化或酯化，以将纳米颗粒与一个或多个碳链长度在8至18之间的长的有机侧链偶联。9.根据权利要求1
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8中任一项所述的分散体，其中所述分散体还包含无机多孔纳米颗粒，优选多孔氧化硅纳米颗粒。10.一种用于温室的透明塑料板，包括：透明的聚合物材料；分散在所述聚合物材料中...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：飞视集团有限公司，
类型：发明
国别省市：