CN101280070B - 一种转光剂组合物及其制备方法和制备转光农膜的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种转光剂组合物及其制备方法和和制备转光农膜的方法，转光剂组合物由铕Eu(III)—有机配体构成并涂敷在惰性无机载体上制得，组成通式为AxByCz，其中A为铕的化合物或它的螯合物；B为有机配体化合物；C为无机载体；x、y、z分别表示A、B、C的质量比，x：y：z从1：0.2：0.1到1：4.5：100。本发明转光剂组合物制备的农膜将太阳光谱中的紫外光转成红光，提高了农膜中红光发光强度，使红光区增大了10％—40％，因而有利于作物的光合作用，提高作物的产量，加快作物的开花、成熟和结果。
Description
技术领域
本发明属于高分子组合物相关领域，涉及农用高分子聚烯烃薄膜所用的一种转光剂组合物及其制备方法和制备转光农膜的方法。
背景技术
稀土铕Eu有机配体化合物，是目前研究最多的一类光能转换材料，先前一些厂家采用的是以稀土离子铕Eu(III)为发光中心，其它一些对Eu(III)能量传递效率高，光稳定性好的无机、有机酸作为反应协同配体试剂的农膜转光剂。其中荷兰专利No189794及CN1122814A指出含转光剂铕的稀土转光剂可使农膜透过光质得到改善，有利于提高大棚作物的光合作用，促进植株发育生长，改善品质和增产。但这种转光膜的缺陷是发光强度低，没有较长的耐侯性能即不能有效防止薄膜的老化及延长使用寿命，在使用条件下转光剂在该薄膜中转光衰减快；此外，将转光剂摻混到聚合物里，致使转光剂在聚合物中分散不均匀，易流失等不足；而且一些聚烯烃类薄膜的毒性会比较大，对农作物的危害性也比较明显。
发明内容
为了克服现有技术中存在的问题，本发明目的是提供一种转光剂组合物及其制备方法和制备转光农膜的方法，能够提高薄膜中转光剂发光强度以及使用寿命，并使转光剂在聚合物中分散均匀，不易流失。
为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：
所述的转光剂组合物，其由铕Eu(III)—有机配体构成并涂敷在惰性无机载体上制得，组成通式为AxByCz，其中A为铕的化合物或它的螯合物；B为有机配体化合物；C为无机载体，粒度为0.04～100微米，不溶于水，不吸收260～400nm的紫外辐射；x、y、z分别表示A、B、C的质量比，x：y：z从1：0.2：0.1到1：4.5：100。
所述的铕的化合物或螯合物，选自铕的硝酸盐、氯化物、高氯酸盐、磷酸盐、硫酸盐无机酸盐，或铕的由C1～C20一元脂肪酸、卤代脂肪酸盐，单、双、三环芳香酸盐有机酸盐，或由噻吩甲酰丙酮、六氟乙酰丙酮、苯酰基三氟丙酮、三苯酰基甲烷与铕的螯合物，上述化合物或螯合物溶于水或脂肪族醇、一元或多元脂类、二甲基甲酰胺、脂肪酮、多卤代烃、二甲亚砜、芳烃有机溶剂。
所述的有机配体化合物，选自邻菲罗啉、2，2′—联吡啶、三正辛基氧化膦、二已基亚砜、磷酸三丁酯、三苯基氧化膦。
所述的无机载体，选自氧化锌、磷酸钙、硫酸钙、氧化钛、氧化铝、碳酸钙、硫酸钡、氧化硅或它们的混合物，或基本成分是上述化合物的天然生成物。
所述的转光剂组合物的制备方法，其步骤为：将一定量铕的化合物或螯合物A，溶于水或其他合适的有机溶剂中，再加入无机载体C，搅拌混合物一小时，蒸出溶剂，使铕的化合物或螯合物涂敷于载体上；然后将上述载体加到甲苯中，得到悬浮液，在搅拌下加入有机配体化合物B的甲苯溶液，70℃下搅拌三小时，过滤，100℃下干燥，得到目标产物。
所述的转光剂组合物制备转光农膜的方法，其聚烯烃与转光剂组合物质量比如下：
聚烯烃：98.80％～99.99％
转光剂组合物：0.01％～1.20％
适用的聚烯烃是聚乙烯PE或乙烯一醋酸乙烯共聚物EVA；将聚烯烃的颗粒与转光剂组合物混合，吹塑法制膜，膜厚度0.05mm。
由于采用上述技术方案，本发明具有如下所述的优越性：
本发明转光剂组合物与聚烯烃制取的薄膜，同PE对比膜(A、B、C的质量比x：y：z从1：0.2：0到1：4.5：0)相比，发光强度均高于对比膜，在波长610—620nm，发光强度最大值为134％，纵向拉伸强度可达16.9MPa，横向拉伸强度可达14.9MPa，纵向断裂相对伸长率可达760％，横向断裂相对伸长率可达900％。
本发明转光剂组合物制备的农膜将太阳光谱中的紫外光转成红光，提高了农膜中红光发光强度，使红光区增大了10％—40％，导致透光性强，升温快，棚温也会提高，因而有利于作物的光合作用，提高作物的产量，加快作物的开花、成熟和结果，尤其是在弱光照(如阴、雨、雪天气)时更明显；另一方面这种农膜还可以使瓜果类作物早熟、增产、病害少。
附图说明
图1是x射线光谱分析；
图2是电子显微镜下的微粒照片；
图中：a—A：B：C按质量比1：1.1：1涂敷在二氧化硅凝胶上的硝酸铕—邻菲罗啉有机配体；b—铕(III)—邻菲罗啉有机配体；c—二氧化硅凝胶；d—二氧化硅凝胶(放大350倍)；e—铕(III)—邻菲罗啉有机配体(放大700倍)；f—A：B：C按质量比1：1.1：1涂敷在二氧化硅凝胶上的硝酸铕—邻菲罗啉有机配体(放大700倍)。
具体实施方式
实施方式一
转光剂组合物AxByCz，A选用硝酸铕，B选用邻菲罗啉，C选用二氧化硅凝胶，选择x：y：z为1：1.1：1；
将2.0克硝酸铕溶解于20毫升水中，加入含2.0克二氧化硅凝胶的水悬浮物，所得混合物搅拌一小时，蒸出溶剂；然后向得到的粉末中加入50毫升甲苯，搅拌下加入溶解于15毫升甲苯的2.2克邻菲罗啉溶液；在70℃温度下，将混和物搅拌3小时，过滤，在100℃温度干燥，得到转光剂组合物6克，收率97％。
将上述转光剂组合物与聚乙烯基料混合，制取薄膜，质量比：聚乙烯99.9705％，转光剂组合物0.0295％，吹塑制膜。
实施方式二
转光剂组合物AxByCz，A选用六氟乙酰丙酮铕，B选用邻菲罗啉，C选用CaCO3，选择x：y：z为1：0.5：7；
将1.0克六氟乙酰丙酮铕溶解于20毫升C2H5OH中，加入含7.0克CaCO3的水悬浮物，所得混合物搅拌一小时，蒸出溶剂；然后向得到的粉末中加入50毫升甲苯，搅拌下加入溶解于15毫升甲苯的0.5克邻菲罗啉溶液；在70℃温度下，将混和物搅拌3小时，过滤，在100℃温度干燥，得到转光剂组合物8.3克，收率98％。
将上述转光剂组合物与聚乙烯基料混合，制取薄膜，质量比：聚乙烯99.8448％，转光剂组合物0.1552％，吹塑制膜。
实施方式三
转光剂组合物AxByCz，A选用噻吩甲酰三氟丙酮铕，B选用2，2′—联吡啶，C选用Al2O3，选择x：y：z为1：1.4：10；
将1.0克噻吩甲酰三氟丙酮铕溶解于20毫升丙酮中，加入含10克Al2O3的水悬浮物，所得混合物搅拌一小时，蒸出溶剂；然后向得到的粉末中加入50毫升甲苯，搅拌下加入溶解于15毫升甲苯的1.4克2，2′—联吡啶溶液；在70℃温度下，将混和物搅拌3小时，过滤，在100℃温度干燥，得到转光剂组合物11.8克，收率95％。
将上述转光剂组合物与聚乙烯基料混合，制取薄膜，质量比：聚乙烯99.8558％，转光剂组合物0.1442％，吹塑制膜。
实施方式四
转光剂组合物AxByCz，A选用噻吩甲酰三氟丙酮铕，B选用2，2′—联吡啶，C选用混合物1：1的TiO、ZnO，选择x：y：z为1：1.4：1；
将1.0克噻吩甲酰三氟丙酮铕溶解于20毫升丙酮中，加入含1.0克混合物TiO、ZnO的水悬浮物，所得混合物搅拌一小时，蒸出溶剂；然后向得到的粉末中加入50毫升甲苯，搅拌下加入溶解于15毫升甲苯的1.4克2，2′—联吡啶溶液；在70℃温度下，将混和物搅拌3小时，过滤，在100℃温度干燥，得到转光剂组合物3.2克，收率94％。
将上述转光剂组合物与聚乙烯基料混合，制取薄膜，质量比：聚乙烯99.9605％，转光剂组合物0.0395％，吹塑制膜。
实施方式五
转光剂组合物AxByCz，A选用Eu(NO3)2，B选用磷酸三丁酯，C选用BaSO4，选择x：y：z为1：3.2：40；
将1.0克噻吩甲酰三氟丙酮铕溶解于20毫升水中，加入含40克BaSO4的水悬浮物，所得混合物搅拌一小时，蒸出溶剂；然后向得到的粉末中加入50毫升甲苯，搅拌下加入溶解于15毫升甲苯的3.2克磷酸三丁酯；在70℃温度下，将混和物搅拌3小时，过滤，在100℃温度干燥，得到转光剂组合物42.9克，收率97％。
将上述转光剂组合物与聚乙烯基料混合，制取薄膜，质量比：聚乙烯99.6132％，转光剂组合物0.3868％，吹塑制膜。
实施方式六
转光剂组合物AxByCz，A选用EuPO4，B选用邻菲罗啉，C选用Ca3(PO4)2，选择x：y：z为1：1.5：90；
将1.0克EuPO4溶解于20毫升水中，加入含90克Ca3(PO4)2的水悬浮物，所得混合物搅拌一小时，蒸出溶剂；然后向得到的粉末中加入50毫升甲苯，搅拌下加入溶解于15毫升甲苯的1.5克邻菲罗啉；在70℃温度下，将混和物搅拌3小时，过滤，在100℃温度干燥，得到转光剂组合物91.6克，收率99％。
将上述转光剂组合物与聚乙烯基料混合，制取薄膜，质量比：聚乙烯99.3565％，转光剂组合物0.6435％，吹塑制膜。
实施方式七
转光剂组合物AxByCz，A选用三氟乙酸铕，B选用2，2′—联吡啶，C选用TiO2，选择x：y：z为1：0.4：100；
将2.0克三氟乙酸铕溶解于20毫升CHCl3中，加入含200克TiO2的水悬浮物，所得混合物搅拌一小时，蒸出溶剂；然后向得到的粉末中加入50毫升甲苯，搅拌下加入溶解于15毫升己烷的0.8克2，2′—联吡啶；在70℃温度下，将混和物搅拌3小时，过滤，在100℃温度干燥，得到转光剂组合物200.1克，收率99％。
将上述转光剂组合物与乙烯一醋酸乙烯共聚物基料混合，制取薄膜，质量比：乙烯一醋酸乙烯共聚物99.6573％，转光剂组合物0.3427％，吹塑制膜。
Claims (8)
1.一种转光剂组合物的制备方法，转光剂组合物由铕Eu(III)-有机配体构成并涂敷在惰性无机载体上制得，组成通式为AxByCz，其中A为铕的化合物或它的螯合物；B为有机配体化合物；C为无机载体；x、y、z分别表示A、B、C的质量比，x∶y∶z从1∶0.2∶0.1到1∶4.5∶100；其特征在于：其步骤为：将一定量铕的化合物或螯合物A，溶于水或其他合适的有机溶剂中，再加入无机载体C，搅拌混合物一小时，蒸出溶剂，使铕化合物或螯合物涂敷于载体上；然后将上述载体加到甲苯中，得到悬浮液，在搅拌下加入有机配体化合物B的甲苯溶液，70℃下搅拌三小时，过滤，100℃下干燥，得到目标产物。
2.如权利要求1所述的转光剂组合物的制备方法，其特征在于：所述的铕的化合物或螯合物，选自铕的硝酸盐、氯化物、高氯酸盐、磷酸盐、硫酸盐无机酸盐，或铕的由C1～C20一元脂肪酸、卤代脂肪酸盐，单、双、三环芳香酸盐有机酸盐，或由噻吩甲酰丙酮、六氟乙酰丙酮、苯酰基三氟丙酮、三苯酰基甲烷与铕的螯合物，上述化合物或螯合物溶于水或脂肪族醇、一元或多元脂类、二甲基甲酰胺、脂肪酮、多卤代烃、二甲亚砜、芳烃有机溶剂。
3.如权利要求1所述的转光剂组合物的制备方法，其特征在于：所述的有机配体化合物，选自邻菲罗啉、2，2′-联吡啶、三正辛基氧化膦、二己基亚砜、磷酸三丁酯、三苯基氧化膦。
4.如权利要求1所述的转光剂组合物的制备方法，其特征在于：所述的无机载体，选自氧化锌、磷酸钙、硫酸钙、氧化钛、氧化铝、碳酸钙、硫酸钡、氧化硅或它们的混合物，或基本成分是上述化合物的天然生成物。
5.如权利要求1或4所述的转光剂组合物的制备方法，其特征在于：所述的无机载体，其粒度为0.04～100微米，不溶于水，不吸收260～400nm的紫外辐射。
6.根据权利要求1所述的转光剂组合物的制备方法获得的转光剂组合物用来制备转光农膜的方法，其特征在于：其聚烯烃与转光剂组合物质量比如下：
聚烯烃：98.80％～99.99％
转光剂组合物：0.01％～1.20％
适用的聚烯烃是聚乙烯PE或乙烯一醋酸乙烯共聚物EVA；将聚烯烃的颗粒与转光剂组合物混合，吹塑法制膜。
7.如权利要求1所述的转光剂组合物的制备方法，其特征在于：转光剂组合物中，A选用EuPO4，B选用邻菲罗啉，C选用Ca3(PO4)2，选择x∶y∶z为1∶1.5∶90。
8.如权利要求1所述的转光剂组合物的制备方法，其特征在于：转光剂组合物中，A选用三氟乙酸铕，B选用2，2′-联吡啶，C选用TiO2，选择x∶y∶z为1∶0.4∶100。
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