CN107474353A - 一种转光膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于转光膜领域。一种转光膜，转光膜包括薄膜基体、下转换转光剂、上转换转光剂和强化剂，转光膜具有同时吸收近紫外光和近红外光并将其转换为蓝光和红光的作用。本发明的有益效果是、转光膜能够同时吸收近紫外光和近红外光并将其转换为蓝光和红光，对太阳光的利用率高，可以有效提高植物光合作用的效率。

Description

一种转光膜及其制备方法
技术领域
本发明属于转光膜领域。
背景技术
植物对光能的要求，除光强和光周期外，光质是十分重要的因素，植物对不同波长的光具有固定的选择性吸收。从叶绿素a和b的吸收光谱来看，主要有两个峰区：(1)蓝紫区400～480nm，其中425nm为叶绿素a吸收峰，440～460nm为叶绿素b、叶黄素及α-胡萝卜素吸收峰；(2)红橙区600～680nm，其中643nm为叶绿素b吸收峰，660nm为叶绿素a的吸收峰。因此，400～480nm的蓝紫区及600～680nm的红橙光更有利于植物的光合作用，而日光中丰富的近紫外光和近红外光被作物茎叶大量反射掉，造成了太阳光能的浪费。为了提高作物对太阳光的的利用率，前苏联科学院的L.N.Golodkava和A.F.Lepaev等人于1983年提出了一种农用转光膜的概念，并于1988年在日本东京“国际园艺设施高技术研讨会上”被推荐为“最有前途的功能性农膜”。它的基本原理是在具有保温防寒避风挡雨作用的聚乙烯、聚氯乙烯等棚膜的基础上，通过添加光能转换剂来增加转光功能，以改善棚膜透过光质，促进大棚作物的光合作用。
我国对转光膜的研究始于20世纪90年代初，至今经历了十余年的发展，2002年生产经营的转光农膜已有近10kt规模。大量的农田应用试验和实地扣棚应用表明，转光膜能改善作物品质，实现增产。农田应用试验结果表明，与普通聚乙烯薄膜相比，稀土转光膜可以提高光温效应，透光率可提高9％左右，棚温增加1℃左右，并能增强植物光合作用能力，生物效应明显，可使作物产量增加，品质改善，其中番茄、黄瓜、草毒增产14％，茄子增产5.67％，产品中Vc及糖的含量有所提高。
在转光薄膜的技术研究与开发中，其技术关键是寻找一种合适的转光剂加入到薄膜基体中，使阳光透过薄膜时，光质发生有利于植物光合作用的变化。从目前转光膜的制备与应用研究状况来看，用于农膜的转光剂种类越来越多，主要可以分为三大类：(1)有机染料类转光剂；(2)无机盐类转光剂；(3)有机金属配合物转光剂。
有机转光剂多为具有较好荧光发射性能的染料化合物，如还原红、荧光增白剂、蒽酮、罗丹明等，它们的共同特点是具有大的共轭π键和刚性平面结构，如多苯环或稠环结构。有机转光剂属于有机物，其最大特点是与棚膜基础树脂的相容性较好，以其制造的转光膜具有浓度可控，分散均匀，加工方便的特点，同时，该类转光剂用于塑料薄膜时不影响薄膜的自身强度及其他理化性质，这使得有机转光剂在农膜应用中具有很好的使用效果。并不是所有的有机染料都可以作为转光剂使用，考虑到成本和环保的要求，罗丹明类、蒽酮类和部分含氮杂环化合物的应用较为常见。有机转光剂的主要缺陷是有机染料在长时间光照下易发生氧化分解，使用寿命较短。另外，转光强度较低、成本高及自身的颜色等缺陷也都限制了该类转光剂的应用。除这些化学因素之外，由于荧光染料多数具有苯环或稠环，在使用后的降解过程中存在潜在的危害，因此，目前实际应用中多采取与其他转光剂共用的方式，单纯使用有机染料转光膜的产量和使用量呈下降趋势。
相比于有机化合物，无机盐价格低廉，易于制备和储存，且耐高温性能好，无机盐类转光剂的应用较为广泛。常见的无机转光剂多为稀土离子或重金属离子掺杂的碱土铝酸盐、氧化物、硫化物、钨酸盐和硅酸盐等。其中，无机化合物形成了规整的晶格，而引入的稀土离子或重金属离子于晶格之中，起到激活剂的作用，利用这些金属中心与晶格的相互作用而发光。，目前，所研制的纯无机稀土光转换剂尽管提高了转光强度和使用寿命，但仍存在一些缺陷，如光稳定性差，转光衰减快以及随时间的延长透光率降低等问题，而且，由于无机物的结晶度较高，与薄膜树脂的相容性较差、难于分散，使得普通无机盐在高分子薄膜中的分散性不好，形成的薄膜均匀性较差，不仅影响产品的外观光洁度，更会导致稀土团聚引起荧光猝灭，造成薄膜透光率及转光效率下降，加工性能变差。
稀土有机配合物转光剂是利用有机配体络合稀土元素的配合物，该类配合物的发光与稀土无机盐的发光情况类似，都是利用稀土金属离子进行转光，具有发光亮度高、光色单一性好、光热稳定性强、不易老化、易于分散于各种溶剂和有机材料中等优点，稀土有机配合物兼具无机离子的强发光性能和有机配体的高相容性特点，克服了单纯使用有机或无机转光剂的缺点，其研究越来越受到重视。然而，由于稀土离子具有丰富的d或f空轨道，配位数较高(6～12)，金属含量高时容易形成离子簇，往往会出现荧光淬灭现象，因而要制得高荧光强度的稀土高分子功能材料比较困难。
在已公开的转光薄膜技术中，所采用的有机染料、无机盐、有机金属配合物等转光剂均为下转换发光材料，即将波长较短的紫光或近紫外光转换为波长较长的蓝光或红光。然而，短波长的紫光和近紫外光在太阳光成分中仅占1～3％左右，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，其中一个最主要的原因就是可被转换的紫光和近紫外光源太少，而太阳光成分中大量的720nm以上的近红外光却被白白浪费掉。本发明的目的是在一种农用转光膜中同时引入下转换和上转换转光剂，利用转光剂的斯托克斯位移和反斯托克斯位移发光技术，充分利用太阳光中的近紫外光和近红外光，将其转换为有利于植物光合作用的蓝光或红光，提高植物对太阳光的利用率。
发明内容
为了克服上述现有技术中转光薄膜的太阳光利用率低、无机盐转光剂与薄膜树脂的相容性较差、难于分散等缺点，本发明提供了一种太阳光的利用率高，可以有效提高植物光合作用的效率的转光膜及其制备方法。
为解决上述现有技术的不足，本发明所采用的技术方案如下：一种转光膜，转光膜包括薄膜基体、下转换转光剂、上转换转光剂和强化剂，转光膜具有同时吸收近紫外光和近红外光并将其转换为蓝光和红光的作用。
作为优选，所述下转换转光剂的化学组成为Sr4-xMgSi2O9:xEu2+，其中x的取值范围为0.01≤x≤0.2；所述上转换转光剂的化学组成为La2O2F2:Er3+,Yb3+。
作为优选，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，上转换转光剂的制备方法包括以下步骤：(1)分别称取La(NO3)3·6H2O、ErF3、YbF3和NaF原料，并分别加入去离子水，然后搅拌至完全溶解，配置的溶液浓度为0.5～3mol/L；(2)取ErF3和YbF3水溶液，将其加到La(NO3)3水溶液中，搅拌使其混合均匀；(3)在步骤(2)所获得的溶液中再加入NaF水溶液，搅拌均匀后将其转移至高压反应釜中，(4)将高压反应釜放入干燥箱内进行反应；(5)待反应釜冷却至室温后取出反应产物，洗涤后再放入干燥箱内干燥，获得前驱体粉末；(6)将干燥后的前驱体粉末在700～900℃温度下烧结，冷却至室温后取出研磨粉碎，即可得到上转换转光剂。
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。
作为优选，按重量百分比计，所述薄膜基体为99.0～97.8％，下转换转光剂为0.1～3％，上转换转光剂为0.1～3％，强化剂为1～6％。
一种转光膜的制备方法，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；然后加入下转换转光剂和上转换转光剂，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、下转换转光剂、上转换转光剂和强化剂，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。
作为优选，下转换转光剂的化学组成为Sr4-xMgSi2O9:xEu2+，其中x的取值范围为0.01≤x≤0.2；上转换转光剂的化学组成为La2O2F2:Er3+,Yb3+；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；然后加入下转换转光剂和上转换转光剂，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％，下转换转光剂0.1～3％，上转换转光剂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，本发明的有益效果是：(1)转光膜能够同时吸收近紫外光和近红外光并将其转换为蓝光和红光，对太阳光的利用率高，可以有效提高植物光合作用的效率；(2)对无机盐转光剂颗粒表面进行有效的有机包覆，可以使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，获得的产品外观光洁，易于加工，转光效率高。(3)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为本发明实施例1的下转换转光剂激发光谱和发射光谱。
图2为本发明实施例1的上转换转光剂发射光谱。
图3为本发明实施例1的上转换转光剂吸收光谱。
具体实施方式
下面结合说明书附图1-3和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1
一种转光膜，转光膜包括薄膜基体、下转换转光剂、上转换转光剂和强化剂，转光膜具有同时吸收近紫外光和近红外光并将其转换为蓝光和红光的作用。
下转换转光剂的化学组成为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，并加入质量百分比为0.05～5％的NH4F(99.0％)作为助熔剂，其中x为0.1；(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。
上转换转光剂的化学组成为La2O2F2:Er3+,Yb3+。上转换转光剂La3O2F5:Er3+,Yb3+的制备方法包括以下步骤：(1)分别在四个烧杯中称取一定质量的La(NO3)3·6H2O(分析纯)、ErF3(分析纯)、YbF3(分析纯)和NaF(分析纯)原料，并分别加入一定量的去离子水，然后用磁力搅拌器搅拌至完全溶解，配置的溶液浓度为0.5～3mol/L；(2)用滴管吸取数毫升的ErF3和YbF3水溶液，并将其缓慢滴加到La(NO3)3水溶液中，搅拌数10～30min分钟使其混合均匀；(3)在步骤(2)所获得的溶液中再加入一定量的NaF水溶液，搅拌均匀后将其转移至高压反应釜中，釜内溶液总体积达到反应釜容积的70～80％；(4)将高压反应釜放入电热鼓风干燥箱内进行加入反应，使其中的反应物在200℃下反应10～16h；(5)待反应釜冷却至室温后取出反应产物，用去离子水和无水乙醇交替离心洗涤2～3次，再放入电热鼓风干燥箱内在80℃下干燥12h，获得前驱体粉末；(6)将干燥后的前驱体粉末在700～900℃温度下烧结2h左右，自然冷却至室温后取出研磨粉碎，即可得到上转换转光剂。
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。强化剂为磷酸三甲酚和三[2，4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯。
一种转光膜的制备方法，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300ml甲苯中加入1g硬脂酸甘油酯，加热到60℃，使硬脂酸甘油酯完全溶解；然后分别加入10g的下转换转光剂和10g的上转换转光剂，用超声波分散1小时，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5小时；最后经过抽滤，并用无水乙醇洗涤3次，在50℃的真空干燥箱中干燥3小时，获得表面经过硬脂酸甘油酯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％，经过硬脂酸甘油酯包覆处理的上转换和下转换转光剂混合粉末1.0％，再加入磷酸三甲酚1％，三[2，4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯1％，将其在混料机中搅拌混合均匀，在160℃的条件下，利用吹膜机挤出吹制成薄膜，膜层厚度为0.1mm。
图1中虚线是实施例1的下转换转光剂激发光谱，实线是发射光谱，图2是上转换转光剂发射光谱，980nm激发。
不使用膜种植的生菜A、使用市售膜种植的生菜B和使用本实施例制备的转光膜种植的生菜C进行生菜生长指标试验。生菜生长指标动态测定说明：随机选取20株样本参数接近的生菜，重复3次，测量生菜株高、株幅、叶长、叶宽。取样后先称量地上和地下部的鲜重，然后在60℃烘箱中烘至恒重后测其干重；叶绿素和类胡萝卜素含量测定采用分光光度法；粗蛋白含量测定采用考马斯亮蓝G-250染色法；Vc含量测定采用分光光度法；可溶性糖含量测定采用蒽酮比色法；硝酸盐含量测定采用紫外分光光度法。试验是单因素实验设计方案，意味除了膜的不同或者有无膜，别的条件基本一致，所以这些指标如果有显著差异，都是由膜的不同所造成的，天数是播种后40天，试验数据下表1。
表1：
生菜A 生菜B 生菜C
光合速率[μmol/(m2*s)] 7.66±0.23 8.77±0.17 9.62±0.11
蒸腾速率[mol/(m2*s)] 3.96±0.21 4.17±0.1 4.71±0.11
维生素(mg/kg) 238.33±4.41 279.67±3.18 317.43±12.12
硝酸盐(g/kg) 535.67±28.75 442.33±10.84 439.82±13.26
总糖(mg/g) 22.33±0.88 25.67±0.88 28.95±1.11
地上部分鲜重(g) 105.67±4.1 112±2.52 117.8±3.20
根鲜重(g) 7.65±0.13 8.3±0.12 8.98±0.21
地上部分干重(g) 4.33±0.03 4.76±0.04 4.98±0.12
根干重(g) 0.589±0.0072 0.556±0.0084 0.53±0.0088
叶片数(片) 9.9±0.15 10.1±0.23 10.67±0.17
叶面积(cm2) 194±2.89 201.67±3.38 216.8±4.17
叶宽(mm) 152±2.89 163.67±2.85 168.7±2.02
叶长(mm) 177±3.61 177.67±2.33 181.3±3.28
株高(mm) 15.8±2.89 16.87±3.38 18.1±4.12
株幅 172.33±3.18 174.33±3.18 185.77±1.31
不使用膜种植的黄瓜A、使用市售膜种植的黄瓜B和使用本实施例制备的转光膜种植的黄瓜C进行黄瓜生长指标试验。生菜生长指标动态测定说明：随机选取20株样本参数接近的生菜，重复3次。育苗后12天，试验数据下表2。
表2：
黄瓜A 黄瓜B 黄瓜C
光合速率[μmol/(m2*s)] 2.53±0.11 3.18±0.13 3.86±0.1
蒸腾速率[mol/(m2*s)] 2.73±0.14 3.2±0.14 3.85±0.25
叶面积(cm2) 37.47±0.29 41.1±0.81 44.93±1.52
根长(cm) 19.33±2.14 18.76±2.88 19.57±2.21
株高(cm) 11.27±0.54 7.81±0.09 6.94±0.12
可见，在小苗期，黄瓜C的苗光合作用比较强，蒸腾作用同样也比较强。由于黄瓜A光照得不到利用，小苗有一定徒长。
上述不使用膜种植的黄瓜A、使用市售膜种植的黄瓜B和使用本实施例制备的转光膜种植的黄瓜C进行黄瓜生长指标试验，育苗后65天，试验数据下表3。
表3：
黄瓜A 黄瓜B 黄瓜C
总产量(kg/pot) 0.77±0.0208 0.82±0.0208 0.91±0.005
单果重(g) 90.23±1.1 93.5±1.18 98.27±1.11
直径(mm) 27.07±0.88 27.97±0.24 29.89±0.54
瓜长(cm) 16.3±0.52 17.47±0.35 17.97±0.51
含水率(％) 95.82±0.14 96.11±0.52 95.96±0.22
维生素(mg/kg) 134.33±7.01 137.23±3.17 129.82±6.31
硝酸盐(mg/kg) 227.59±9.24 186.32±5.29 180.24±2.3
可溶性糖(mg/g) 8.64±0.06 9.26±0.09 9.81±0.05
有机酸(mg/g) 7.6±0.32 8.1±0.17 7.82±0.12
实施例2
一种转光膜，转光膜包括薄膜基体、下转换转光剂、上转换转光剂和强化剂，转光膜具有同时吸收近紫外光和近红外光并将其转换为蓝光和红光的作用。下转换转光剂的化学组成为Sr4-xMgSi2O9:xEu2+，其中x为0.01，制备方法与实施例1相同。
转光剂表面包覆：首先，在300ml甲苯中加入1g硬脂酸甘油酯，加热到60℃，使硬脂酸甘油酯完全溶解；然后分别加入10g的下转换转光剂和8g的上转换转光剂，用超声波分散1小时，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5小时；最后经过抽滤，并用无水乙醇洗涤3次，在50℃的真空干燥箱中干燥3小时，获得表面经过硬脂酸甘油酯包覆改性的转光剂粉末。转光膜制备：按重量百分比称取薄膜基体98.0％，经过硬脂酸甘油酯包覆处理的上转换和下转换转光剂混合粉末2.0％，再加入磷酸三甲酚1％，三[2，4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯3％，将其在混料机中搅拌混合均匀，在150℃的条件下，利用吹膜机挤出吹制成薄膜，膜层厚度为0.2mm。
实施例3
一种转光膜，转光膜包括薄膜基体、下转换转光剂、上转换转光剂和强化剂，转光膜具有同时吸收近紫外光和近红外光并将其转换为蓝光和红光的作用。上转换转光剂的化学组成为La2O2F2:Er3+,Yb3+，制备方法与实施例1相同。
转光剂表面包覆：首先，在300ml甲苯中加入1g硬脂酸甘油酯，加热到70℃，使硬脂酸甘油酯完全溶解；然后分别加入10g的下转换转光剂和6g的上转换转光剂，用超声波分散1小时，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4小时；最后经过抽滤，并用无水乙醇洗涤3次，在40℃的真空干燥箱中干燥4小时，获得表面经过硬脂酸甘油酯包覆改性的转光剂粉末。
转光膜制备：按重量百分比称取薄膜基体97.0％，经过硬脂酸甘油酯包覆处理的上转换和下转换转光剂混合粉末3.0％，再加入磷酸三甲酚2％，三[2，4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯2％，将其在混料机中搅拌混合均匀，在170℃的条件下，利用吹膜机挤出吹制成薄膜，膜层厚度为0.15mm。
实施例4
一种转光膜，转光膜包括薄膜基体、下转换转光剂、上转换转光剂和强化剂，转光膜具有同时吸收近紫外光和近红外光并将其转换为蓝光和红光的作用。下转换转光剂的化学组成为Sr4-xMgSi2O9:xEu2+，其中x为0.2，上转换转光剂的化学组成为La2O2F2:Er3+,Yb3+。
转光剂表面包覆：首先，在300ml甲苯中加入1g硬脂酸甘油酯，加热到70℃，使硬脂酸甘油酯完全溶解；然后分别加入8g的下转换转光剂和10g的上转换转光剂，用超声波分散1小时，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4小时；最后经过抽滤，并用无水乙醇洗涤3次，在40℃的真空干燥箱中干燥4小时，获得表面经过硬脂酸甘油酯包覆改性的转光剂粉末。
转光膜制备：按重量百分比称取薄膜基体97.8％，经过硬脂酸甘油酯包覆处理的上转换和下转换转光剂混合粉末2.2％，再加入磷酸三甲酚2％，三[2，4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯3％，将其在混料机中搅拌混合均匀，在180℃的条件下，利用吹膜机挤出吹制成薄膜，膜层厚度为0.15mm。
实施例5
一种转光膜，转光膜包括薄膜基体、下转换转光剂、上转换转光剂和强化剂，转光膜具有同时吸收近紫外光和近红外光并将其转换为蓝光和红光的作用。下转换转光剂的化学组成为Sr4-xMgSi2O9:xEu2+，其中x为0.05，上转换转光剂的化学组成为La2O2F2:Er3+,Yb3+。
转光剂表面包覆：首先，在300ml甲苯中加入1g硬脂酸甘油酯，加热到80℃，使硬脂酸甘油酯完全溶解；然后分别加入6g的下转换转光剂和10g的上转换转光剂，用超声波分散1小时，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3小时；最后经过抽滤，并用无水乙醇洗涤3次，在60℃的真空干燥箱中干燥3小时，获得表面经过硬脂酸甘油酯包覆改性的转光剂粉末。
转光膜制备：按重量百分比称取薄膜基体98.5％，经过硬脂酸甘油酯包覆处理的上转换和下转换转光剂混合粉末1.5％，再加入磷酸三甲酚3％，三[2，4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯1％，将其在混料机中搅拌混合均匀，在200℃的条件下，利用吹膜机挤出吹制成薄膜，膜层厚度为0.1mm。
实施例6
一种转光膜，转光膜包括薄膜基体、下转换转光剂、上转换转光剂和强化剂，转光膜具有同时吸收近紫外光和近红外光并将其转换为蓝光和红光的作用。
转光剂表面包覆：首先，在300ml甲苯中加入1g硬脂酸甘油酯，加热到80℃，使硬脂酸甘油酯完全溶解；然后分别加入6g的下转换转光剂和6g的上转换转光剂，用超声波分散1小时，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3小时；最后经过抽滤，并用无水乙醇洗涤3次，在60℃的真空干燥箱中干燥3小时，获得表面经过硬脂酸甘油酯包覆改性的转光剂粉末。
转光膜制备：按重量百分比称取薄膜基体99.9％，经过硬脂酸甘油酯包覆处理的上转换和下转换转光剂混合粉末0.1％，再加入磷酸三甲酚3％，三[2，4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯3％，将其在混料机中搅拌混合均匀，在190℃的条件下，利用吹膜机挤出吹制成薄膜，膜层厚度为0.1mm。

Claims (9)

1.一种转光膜，其特征在于转光膜包括薄膜基体、下转换转光剂、上转换转光剂和强化剂，转光膜具有同时吸收近紫外光和近红外光并将其转换为蓝光和红光的作用。
2.根据权利要求1所述的一种转光膜，其特征在于所述下转换转光剂的化学组成为Sr4-xMgSi2O9:xEu2+，其中x的取值范围为0.01≤x≤0.2；所述上转换转光剂的化学组成为La2O2F2:Er3+,Yb3+。
3.根据权利要求2所述的一种转光膜，其特征在于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。
4.根据权利要求2所述的一种转光膜，其特征在于上转换转光剂的制备方法包括以下步骤：(1)分别称取La(NO3)3·6H2O、ErF3、YbF3和NaF原料，并分别加入去离子水，然后搅拌至完全溶解，配置的溶液浓度为0.5～3mol/L；(2)取ErF3和YbF3水溶液，将其加到La(NO3)3水溶液中，搅拌使其混合均匀；(3)在步骤(2)所获得的溶液中再加入NaF水溶液，搅拌均匀后将其转移至高压反应釜中，(4)将高压反应釜放入干燥箱内进行反应；(5)待反应釜冷却至室温后取出反应产物，洗涤后再放入干燥箱内干燥，获得前驱体粉末；(6)将干燥后的前驱体粉末在700～900℃温度下烧结，冷却至室温后取出研磨粉碎，即可得到上转换转光剂。
5.根据权利要求1所述的一种转光膜，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。
6.根据权利要求1所述的一种转光膜及其制备方法，其特征在于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。
7.根据权利要求1所述的一种转光膜及其制备方法，其特征在于按重量百分比计，所述薄膜基体为99.0～97.8％，下转换转光剂为0.1～3％，上转换转光剂为0.1～3％，强化剂为1～6％。
8.一种转光膜的制备方法，其特征在于转光膜如权利要求1所述，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；然后加入下转换转光剂和上转换转光剂，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、下转换转光剂、上转换转光剂和强化剂，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。
9.根据权利要求6所述的一种转光膜的制备方法，其特征在于下转换转光剂的化学组成为Sr4-xMgSi2O9:xEu2+，其中x的取值范围为0.01≤x≤0.2；上转换转光剂的化学组成为La2O2F2:Er3+,Yb3+；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；然后加入下转换转光剂和上转换转光剂，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％，下转换转光剂0.1～3％，上转换转光剂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。
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