[发明专利]一种转光剂及其制备方法和绿光转红光大棚薄膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于转光剂和大棚薄膜领域，特别是涉及一种转光剂和使用该转光剂的绿光转红光大棚薄膜。

背景技术

植物生理学研究表明，光合作用是植物进行生命活动和生长所需能量的最主要来源。对绿色植物而言，其光合作用主要是由叶绿素来完成的。科学研究表明，叶绿素的吸收光谱为400nm～480nm的蓝紫光区和600nm～680nm的红橙光区，也就是说，对光合作用有意义的是蓝紫光和红橙光，其它光的作用并不明显，甚至有害。然而，地球表面所接收到的太阳光中，波长为300nm～750nm的光大约仅占整个太阳光谱的一半，也就是说太阳光谱中还存在大量对植物生长有害的光，并且有益于植物生长的蓝紫光和红橙光强度不足，影响植物光合作用的效率。

转光膜是一种新型的功能性大棚薄膜，通过近十几年的研究开发与推广应用，已逐渐被广大菜农接受。不同光质膜可作为物理手段来调控植物生长。实践证明，转光膜在增强植物的光合作用、提高有效光的利用率、促进作物早熟增产、改善果实品质等方面都有较显著的效果。转光膜之所以能够进行光转换，其核心技术是在薄膜基体中添加了少量的转光剂，但是目前市场上应用的转光剂或多或少都存在一定的问题。比如稀土无机化合物型转光剂光稳定性好，但耐潮解性差且在树脂中的分散性差；稀土有机配合物型转光剂发光效率高且与树脂有很好的相容性，但也存在荧光衰减快和光稳定性差的问题；有机荧光染料在树脂中的分散性好，但发光强度不高且与作物的光谱匹配性不好。并且目前研究报道的农用转光材料主要是Eu³⁺、Sm³⁺和Mn⁴⁺等离子在红光区域的的锐峰发射，其吸收光谱均主要位于紫光和近紫外光区域。实际上，紫外光在日光成分中仅占1～3％，很多样品测试时，在紫外灯下有较明显的转光效果，但实际扣棚效果却不明显，其原因就是可转紫外光源少和转成的红光锐峰发射对光合作用所需光谱成分不吻合。

发明内容

为了克服上述现有技术中转光剂存在耐潮解性差、不易分散、荧光衰减快、光稳定性差、发光强度不高且与作物的光谱匹配性不好等一系列问题，本发明的一个目的是提供一种不易潮解、化学及光稳定性好、发光效率高，易于与薄膜基体进行融合的转光剂及其制备方法。本发明的另一个目的是提供一种使用了上述转光剂的绿光转红光大棚薄膜。

为解决上述现有技术的不足，本发明所采用的技术方案是：一种转光剂，化学式为：Na_2+2yM_1-x-yZr₂O₆：xEu²⁺，其中M代表Mg、Ca、Sr、Ba元素中的一种或几种的组合，且所述x的取值范围为0.01≤x≤0.2，y的取值范围为-0.5≤y≤0.5。

一种转光剂的制备方法，制备方法包括以下步骤：(1)以NaCO₃、MgCO₃、CaCO₃、SrCO₃、BaCO₃、ZrO₂和Eu₂O₃为原料，按照化学式Na_2+2yM_1-x-yZr₂O₆：xEu²⁺的化学计量比称取各原料，其中x的取值范围为0.01≤x≤0.2，y的取值范围为-0.5≤y≤0.5；(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1000-1400℃，灼烧时间为3-6小时，灼烧完成后样品随炉降温至室温，最后取出获得烧结体；(4)将步骤(3)获得的烧结体进行球磨粉碎，然后用蒸馏水洗涤烘干，即得所述转光剂。

作为优选，烧结气氛为5％的氢气和95％的氮气混合气。

绿光转红光大棚薄膜，大棚薄膜由薄膜基体、转光剂和强化剂组成；按重量百分比计：转光剂为0.1-3.0％，强化剂为0.1％-5.0％，其余为薄膜基体；转光剂是权利要求1所述的转光剂。

作为优选，所述薄膜基体的成分为聚乙烯、聚氯乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚丙烯中的一种或几种。

作为优选，所述强化剂为流滴剂、光稳定剂、抗氧化剂、热稳定剂中的一种或几种组合。进一步的，所述流滴剂为硬脂酸甘油脂，光稳定剂为磷酸三甲酚，抗氧化剂为水杨酸苯酯、热稳定剂为硬脂酸锌。