CN108997636A - 一种含稀土发光离子的有机转光剂的遮阳网及其制备方法 - Google Patents

一种含稀土发光离子的有机转光剂的遮阳网及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种含稀土发光离子的有机转光剂的遮阳网及其制备方法，所述遮阳网由以下原料制备而成：40‑45份聚乙烯、5‑10份的聚乳酸、1‑2份交联剂、3‑5份发泡剂和1‑5份稀土有机转光剂；所述稀土有机转光剂由重量份为5‑10份的聚氨酯预聚体、0.4‑2份的环氧树脂、2‑5份的乙基纤维素、1‑2份脲醛树脂、2‑3份明胶及5份0.1mol/L的EuCl3水溶液制备而成。本发明用胶体体系交联稀土有机转光剂，使其与体系牢固结合，且该胶体体系中的组分作为稀土元素的配体，保证转光效率的同时，使得稀土元素维持稳定的转光效率长达10个月以上，适合大棚栽培使用。

Description

一种含稀土发光离子的有机转光剂的遮阳网及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种遮阳网的制备方法，特别涉及一种含稀土发光离子的有机转光剂的遮阳网的制备方法。
背景技术
目前，在植物种植领域，“光肥”一个新的发展领域，如利用光能转化膜增加植物的光合作用，可见遮阳网除了具有普通遮阳网的功能外,可特定地改变辐射光谱以提高作物的光合特性,并且增加散射光而改善作物的光照条件，从而调节植物的生长，此外由于昆虫对特定的颜色具有趋避性，因此，彩色遮阳网理论上也具有一定的防虫功能。
稀土有机转光剂是一类铕及杂核稀土元素的有机配合物，能吸收紫外光发射出可见光的光致发光材料，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，制成的转光膜能将太阳光中的紫外光转化成红色波长光波，具有“天线效应”，转化的光波正好是植物光合作用必须的光谱成份，特别适用于早稻农膜育秧和大棚蔬菜种植，被称为“光肥”，是光能转化膜发展的趋势。
《含稀土发光离子的有机转光剂研究的进展》中表明了稀土离子在使用时，通常会加入第二配体，增加其发光亮度，另外是防止荧光的猝灭。但是现有的光转换剂的寿命较短，无法满足大棚栽培的需要。
发明内容
发明目的：本发明提供了一种含稀土发光离子的有机转光剂的遮阳网的制备方法，
技术方案：本发明所述的一种含稀土发光离子的有机转光剂的遮阳网，按重量份计，所述遮阳网由以下原料制备而成：40-45份聚乙烯、5-10份的聚乳酸、1-2份交联剂、3-5份发泡剂和1-5份稀土有机转光剂；所述稀土有机转光剂由重量份为5-10份的聚氨酯预聚体、0.4-2份的环氧树脂、2-5份的乙基纤维素、1-2份脲醛树脂、2-3份明胶及5份0.1mol/L的EuCl3水溶液制备而成。
本发明中，聚氨酯预聚体为多异氰酸酯和聚醚/聚酯多元醇反应所形成的高分子聚合物，可很好地与体系混合。
乙基纤维素具有粘合、填充、成膜等作用，在纺织品中常作为整理剂使用，在本发明中乙基纤维素与聚氨酯预聚体相配合，共同完成与体系的融合。
本发明中的脲醛树脂易固化，固化时放出低分子物、耐光性优良，长时间使用后不变色，成型时受热固化亦不变色，能耐矿物油，脲醛树脂与乙基纤维素在本发明中的基础作用相似，与聚氨酯预聚体交联，完成与体系的融合，但是脲醛树脂可以增加稀土元素铕离子的光谱增强程度，但是脲醛树脂在体系中的防水性能较差，故通过环氧树脂改善脲醛树脂防水性能差的缺点，此外，本发明中环氧树脂在后续预聚体交联时，可很好地与体系融合，解决了环氧树脂的相容性和分散性的问题。
优选地，按重量份计，所述遮阳网由以下原料制备而成：42份聚乙烯、6份的聚乳酸、1.5份交联剂、4份发泡剂和3份稀土有机转光剂；所述稀土有机转光剂由重量份为7份的聚氨酯预聚体、1份的环氧树脂、3份的乙基纤维素、1.5份脲醛树脂、2份明胶及5份0.1mol/L的EuCl3水溶液制备而成。
优选地，所述发泡剂为偶氮二甲酰胺；本发明中加入发泡剂可以稀土有机转光剂均匀分散于体系中。
优选地，所述交联剂为过氧化二异丙苯。
优选地，所述遮阳网包括1-2份硬脂酸。本发明中硬脂酸具有很好的润滑性和较好的光、热稳定作用，改善体系的力学性能的均一性，此外，硬脂酸是脲醛树脂的协同配位剂，提高红色光谱的透过效率，而且也最大限度地满足了金属离子的配位数，并使配合物更加稳定。
上述含稀土发光离子的有机转光剂的遮阳网的制备方法，包含以下步骤：
(1)将EuCl3溶于水溶液中，溶液中Eu3+浓度为0.1mol/L；
(2)将重量份为5-10份的聚氨酯预聚体、0.4-2份的环氧树脂、2-5份的乙基纤维素、1-2份脲醛树脂、2-3份的明胶混合后，在160-200℃温度下搅拌，熔融，逐滴加入5份步骤(1)中制备的EuCl3水溶液，得到稀土有机转光剂；
(3)取1-5份步骤(2)中制备的稀土有机转光剂、40-45份聚乙烯、5-10份的聚乳酸、1-2份交联剂、3-5份发泡剂混合，在180℃-200℃温度下，熔融发泡5-10min；
(4)将步骤(3)中所得的混合物，放入挤出机，挤出，得到母粒；
(5)将得到的母粒拉丝，得到遮阳网。
优选地，步骤(3)中，所述发泡剂为偶氮二甲酰胺。
优选地，步骤(3)中，所述交联剂为过氧化二异丙苯。
优选地，步骤(2)中，所述稀土有机转光剂中还包括1-2份硬脂酸。
有益效果：本发明用胶体体系交联稀土有机转光剂，使其与体系牢固结合，且该胶体体系中的组分作为稀土元素的配体，保证转光效率的同时，使得稀土元素维持稳定的转光效率长达10个月以上，适合大棚栽培使用。
具体实施方式
一、原料来源
环氧树脂牌号为604；
其余材料均为市售所得。
二、样品制备
2.1稀土有机转光剂的制备
将重量份为7份的聚氨酯预聚体、1份的环氧树脂、3份的乙基纤维素、1.5份脲醛树脂、2份的明胶混合后，在180℃温度下搅拌，熔融，逐滴加入5份0.1mol/L的EuCl3水溶液，在700rmp转速下交联2h，得到稀土有机转光剂。
2.2遮阳网制备
实施例1：取1份2.1部分制备的稀土有机转光剂、40份聚乙烯、5份的聚乳酸、1份交联剂过氧化二异丙苯、3份发泡剂偶氮二甲酰胺混合，在190℃±10℃温度下，熔融发泡10min，放入挤出机，挤出，得到母粒，将得到的母粒拉丝，得到遮阳网。
实施例2：取5份2.1部分制备的稀土有机转光剂、45份聚乙烯、10份的聚乳酸、2份交联剂过氧化二异丙苯、5份发泡剂偶氮二甲酰胺混合，在190℃±10℃温度下，熔融发泡5min，放入挤出机，挤出，得到母粒，将得到的母粒拉丝，得到遮阳网。
实施例3：取3份2.1部分制备的稀土有机转光剂、42份聚乙烯、6份的聚乳酸、1.5份交联剂过氧化二异丙苯、4份发泡剂偶氮二甲酰胺混合，在190℃±10℃温度下，熔融发泡7min，放入挤出机，挤出，得到母粒，将得到的母粒拉丝，得到遮阳网。
实施例4：取1份2.1部分制备的稀土有机转光剂、40份聚乙烯、5份的聚乳酸、1份硬脂酸、1份交联剂过氧化二异丙苯、3份发泡剂偶氮二甲酰胺混合，在190℃±10℃温度下，熔融发泡10min，放入挤出机，挤出，得到母粒，将得到的母粒拉丝，得到遮阳网。
实施例5：取5份2.1部分制备的稀土有机转光剂、45份聚乙烯、10份的聚乳酸、2份硬脂酸、2份交联剂过氧化二异丙苯、5份发泡剂偶氮二甲酰胺混合，在190℃±10℃温度下，熔融发泡5min，放入挤出机，挤出，得到母粒，将得到的母粒拉丝，得到遮阳网。
实施例6：取3份2.1部分制备的稀土有机转光剂、42份聚乙烯、6份的聚乳酸、1.5份硬脂酸、1.5份交联剂过氧化二异丙苯、4份发泡剂偶氮二甲酰胺混合，在190℃±10℃温度下，熔融发泡7min，放入挤出机，挤出，得到母粒，将得到的母粒拉丝，得到遮阳网。
对比例1：将重量份为7份的聚氨酯预聚体、3份的乙基纤维素、1.5份脲醛树脂、2份的明胶混合后，在180℃温度下搅拌，熔融，逐滴加入5份0.1mol/L的EuCl3水溶液，在700rmp转速下交联2h，得到稀土有机转光剂，取3份稀土有机转光剂、42份聚乙烯、6份的聚乳酸、1.5份硬脂酸、1.5份交联剂过氧化二异丙苯、4份发泡剂偶氮二甲酰胺混合，在190℃±10℃温度下，熔融发泡7min，放入挤出机，挤出，得到母粒，将得到的母粒拉丝，得到遮阳网。
对比例2：将重量份为7份的聚氨酯预聚体、1份的环氧树脂、3份的乙基纤维素、2份的明胶混合后，在180℃温度下搅拌，熔融，逐滴加入5份0.1mol/L的EuCl3水溶液，在700rmp转速下交联2h，得到稀土有机转光剂，取3份稀土有机转光剂、42份聚乙烯、6份的聚乳酸、1.5份硬脂酸、1.5份交联剂过氧化二异丙苯、4份发泡剂偶氮二甲酰胺混合，在190℃±10℃温度下，熔融发泡7min，放入挤出机，挤出，得到母粒，将得到的母粒拉丝，得到遮阳网。
三、应用效果
3.1水洗处理
水洗步骤：将制备的遮阳网放入水中，在25KHZ频率下，超声2秒，停3秒作为一个超声循环，将制备的遮阳网进行水洗50个循环，将经过水洗后的遮阳网晾干，备用。
3.2室内试验
将经过3.1部分处理的样品，进行室内试验，仪器为光照培养箱，选青椒为培养对象，采用盆栽方式进行光照培养箱中培养，培养条件相同，不同的秧盘覆盖不同的遮阳网，做三组平行试验，调查实验前后水稻秧苗的生长状况。培养条件为：光照时温度为25±2)℃、夜温为20+2℃、相对湿度85％、光暗时间12h/12h，光照时间共30d，分别随机选取相同处理中测定青椒的形态及指标。
表1未水洗的遮阳网对青椒生长的影响
不同处理 株高/cm 叶绿素含量/mg·g-1 韧性/MPa
实施例1 18.3 2.93 73.6
实施例2 16.1 2.80 74.4
实施例3 19.8 3.01 76.1
实施例4 20.2 3.04 78.0
实施例5 19.7 2.94 79.5
实施例6 22.6 3.24 80.4
对比例1 17.8 2.78 70.1
对比例2 15.3 2.43 70.7
表2水洗的遮阳网对青椒生长的影响
不同处理 株高/cm 叶绿素含量/mg·g-1 韧性/MPa
实施例1 18.1 2.84 71.9
实施例2 17.1 2.65 74.1
实施例3 19.2 2.76 75.3
实施例4 19.7 2.98 77.4
实施例5 18.9 2.81 79.5
实施例6 21.7 3.18 79.9
对比例1 14.8 2.18 61.1
对比例2 13.3 2.03 63.3
从表1和表2的结果可以看出，硬脂酸具有很好的润滑性和较好的光、热稳定作用，改善体系的力学性能的均一性，此外，硬脂酸是脲醛树脂的协同配位剂，提高红色光谱的透过效率。脲醛树脂可以增加稀土元素铕离子的光谱增强程度，环氧树脂可很好地与体系融合，解决了环氧树脂的相容性和分散性的问题。

Claims (9)

1.一种含稀土发光离子的有机转光剂的遮阳网，其特征在于，按重量份计，所述遮阳网由以下原料制备而成：40-45份聚乙烯、5-10份的聚乳酸、1-2份交联剂、3-5份发泡剂和1-5份稀土有机转光剂；所述稀土有机转光剂由重量份为5-10份的聚氨酯预聚体、0.4-2份的环氧树脂、2-5份的乙基纤维素、1-2份脲醛树脂、2-3份明胶及5份0.1mol/L的EuCl3水溶液制备而成。
2.根据权利要求1所述的含稀土发光离子的有机转光剂的遮阳网，其特征在于，按重量份计，所述遮阳网由以下原料制备而成：42份聚乙烯、6份的聚乳酸、1.5份交联剂、4份发泡剂和3份稀土有机转光剂；所述稀土有机转光剂由重量份为7份的聚氨酯预聚体、1份的环氧树脂、3份的乙基纤维素、1.5份脲醛树脂、2份明胶及5份0.1mol/L的EuCl3水溶液制备而成。
3.根据权利要求1所述的含稀土发光离子的有机转光剂的遮阳网，其特征在于，所述发泡剂为偶氮二甲酰胺。
4.根据权利要求1所述的含稀土发光离子的有机转光剂的遮阳网，其特征在于，所述交联剂为过氧化二异丙苯。
5.根据权利要求1所述的含稀土发光离子的有机转光剂的遮阳网，其特征在于，所述遮阳网包括1-2份硬脂酸。
6.一种含稀土发光离子的有机转光剂的遮阳网的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：
(1)将EuCl3溶于水溶液中，溶液中Eu3+浓度为0.1mol/L；
(2)将重量份为5-10份的聚氨酯预聚体、0.4-2份的环氧树脂、2-5份的乙基纤维素、1-2份脲醛树脂、2-3份的明胶混合后，在160-200℃温度下搅拌，熔融，逐滴加入5份步骤(1)中制备的EuCl3水溶液，得到稀土有机转光剂；
(3)取1-5份步骤(2)中制备的稀土有机转光剂、40-45份聚乙烯、5-10份的聚乳酸、1-2份交联剂、3-5份发泡剂混合，在180℃-200℃温度下，熔融发泡5-10min；
(4)将步骤(3)中所得的混合物，放入挤出机，挤出，得到母粒；
(5)将得到的母粒拉丝，得到遮阳网。
7.根据权利要求6所述的含稀土发光离子的有机转光剂的遮阳网的制备方法，其特征在于步骤(3)中，所述发泡剂为偶氮二甲酰胺。
8.根据权利要求6所述的含稀土发光离子的有机转光剂的遮阳网的制备方法，其特征在于步骤(3)中，所述交联剂为过氧化二异丙苯。
9.根据权利要求6所述的含稀土发光离子的有机转光剂的遮阳网的制备方法，其特征在于步骤(2)中，所述稀土有机转光剂中还包括1-2份硬脂酸。
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