一种转光复合透光罩及其应用的植物灯的制作方法

本发明涉及一种转光复合透光罩及其应用的植物灯。

背景技术：

近年来，植物工厂由于能实现作物高效连续生长、无停歇种植的特点而备受瞩目。其中，属于关键技术之一的光照系统更加受到重视。最初，植物灯一般为荧光灯或者高压钠灯，其光质固定和能耗高光效底的缺点在很长一段时间内阻碍了植物工厂发展。随着发光二极管(led)的发明且应用于植物灯中，植物工厂的光照系统得到了较大的提升。由于植物的光合作用需要的光主要集中于蓝光和红光，led植物灯可以根据需要调节蓝\红光比例，使两者的光谱更加吻合，从而起到促进植物生长的效果。led植物灯可以分为以下两种类型：1)蓝光led与红光led组合型；2)紫外/蓝光led与荧光粉组合型。相比于前者，后者有着制备简单，成本低的优点，已经在植物工厂得到普及。然而，在紫外/蓝光led与荧光粉组合型植物光源中，调控光的成分需要改变不同荧光粉之间的比例，为实际使用带来了诸多不便。

整体上，为了使光照系统的效率提高和成本降低，主要可以从led植物光源和搭建方式两部分进行优化。首先，光源部分主要集中于对单一基质多色发光荧光粉的研发，减少多种荧光粉之间的影响，但是使用在芯片上封装的荧光粉都是一次性，不可循环利用；其次，人们还提出了各种各样的搭建方式来研究不同光对植物的作用，但探索过程中容易造成搭建成本的浪费。

目前市场上的led灯具都需要配备透光罩起到保护灯源以及使发光均匀的作用。同时，在透光罩中掺入yag黄色荧光粉作为二次光转换也已有报道。由此可见，通过对透光罩进行相应的改性可以使led实现新的功能，譬如led植物灯。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种转光复合透光罩及其应用的植物灯。

本发明所采取的技术方案是：

一种转光复合透光罩，是由高分子塑料、光扩散剂与氮化物荧光粉组成的。

所述的高分子塑料、光扩散剂与氮化物荧光粉的质量比为(88.0～88.9)：(10.5～11.5)：(0.1～1.0)。

所述的高分子塑料为碳酸酯，所述的光扩散剂为有机硅树脂。

所述的氮化物荧光粉为caalsin3:eu²⁺。

所述的氮化物荧光粉平均粒径为1.0～5.0μm。

所述的氮化物荧光粉是采用高温固相法于1500～1650℃下烧结制备，粗产品经气流粉碎，过筛后而得。

所述的一种转光复合透光罩的制备方法，是按配比称取各原料后混合，挤出造粒，再干燥后压塑成型。

所述的挤出温度为250～260℃，干燥温度为100℃。

一种植物灯，包括所述的转光复合透光罩和白光led裸灯管。

所述的白光led裸灯管为t8型。

本发明的有益效果是：

本发明的透光罩由于掺杂了红色氮化物荧光粉可起到二次转光的效果，与t8型白光led灯管可以快速组装成led植物灯，满足植物光合作用的需要。

具体如下：

(1)本发明采用氮化物caalsin3:eu²⁺荧光粉用量少，热稳定性好，减少制备过程中由于高温而产生的发光强度损失；

(2)本发明所述的pc/氮化物荧光粉复合透光罩工艺简单，节约成本，有利于批量生产的需求，拥有广阔的应用前景；

(3)本发明所述植物灯制备方法简单，只需把普通灯罩更换成上述pc/氮化物荧光粉复合透光罩即可得到；同时，通过更换不同掺杂氮化物caalsin3:eu²⁺荧光粉浓度的透光罩，可以快速起到调控植物灯光质的效果，便于针对不同作物的种植。

附图说明

图1为实施例1～6的pc/氮化物荧光粉复合透光罩制备流程图；

图2为实施例6所制备的pc/氮化物荧光粉复合透光罩与氮化物caalsin3:eu²⁺荧光粉xrd对比图；

图3为实施例1～6所制备同浓度的pc/氮化物荧光粉复合透光罩的激发光谱图(a)和发射光谱图(b)；

图4为实施例1～6配备pc/氮化物荧光粉复合透光罩的t8型白光led灯管的el图。

具体实施方式

一种转光复合透光罩，是由高分子塑料、光扩散剂与氮化物荧光粉组成的。

优选的，所述的高分子塑料、光扩散剂与氮化物荧光粉的质量比为(88.0～88.9)：(10.5～11.5)：(0.1～1.0)；进一步优选的，所述的高分子塑料、光扩散剂与氮化物荧光粉的质量比为(88.0～88.9)：11：(0.1～1.0)。

优选的，所述的高分子塑料为碳酸酯，所述的光扩散剂为有机硅树脂。

优选的，所述的氮化物荧光粉为caalsin3:eu²⁺。

优选的，所述的氮化物荧光粉平均粒径为1.0～5.0μm。

优选的，所述的氮化物荧光粉是采用高温固相法于1500～1650℃下烧结制备，粗产品经气流粉碎，过筛后而得。

所述的一种转光复合透光罩的制备方法，是按配比称取各原料后混合，挤出造粒，再干燥后压塑成型。

优选的，所述的挤出温度为250～260℃，干燥温度为100℃。

进一步的，所述的混合在拌色机中混合，挤出在双螺旋挤出机中挤出，压塑在开炼机中压塑。

一种植物灯，包括所述的转光复合透光罩和白光led裸灯管。

优选的，所述的白光led裸灯管为t8型。

进一步的，所述植物灯是直接将转光复合透光罩安装到t8型白光led裸灯管上部所构成的。

进一步的，所述的t8型白光led裸灯管含有100颗白光led贴片，其贴片由蓝光芯片和y3al5o12:ce³⁺荧光粉组成；所述的白光led裸灯管功率为18w。

本发明的机理进一步说明如下：

本发明将氮化物caalsin3:eu²⁺荧光粉通过高温熔融造粒的方式掺杂到pc材料基质中，经压塑成型得到转光pc/氮化物荧光粉复合透光罩。利用caalsin3:eu²⁺荧光粉可以高效将蓝光和黄光转换成红光的特点，使得传统led的白光能经过该透光罩后，增强其红光部分从而转变成植物灯。

以下通过具体的实施例对本发明的内容作进一步详细的说明。

实施例1：

根据各原料在pc/氮化物荧光粉复合透光罩中的重量百分含量，按88.9％的pc、11％的有机挂树脂和0.1％的氮化物caalsin3:eu²⁺荧光粉的配比于拌色机中混合均匀，然后置于双螺杆挤出机中255℃高温熔融造粒，得到用于制备透光罩的转光母粒。将所得母粒放入100℃干燥器2小时去除水分后，在开炼机中经压塑制备出转光pc透光罩。再将转光pc透光罩安装到t8型白光led裸灯管上部得到led植物灯。

实施例2：

根据各原料在转光pc透光罩中的重量百分含量，按88.8％的pc、11％的有机挂树脂和0.2％的氮化物caalsin3:eu²⁺荧光粉的配比于拌色机中混合均匀，然后置于双螺杆挤出机中255℃高温熔融造粒，得到用于制备透光罩的转光母粒。将所得母粒放入100℃干燥器去除水分后，在开炼机中经压塑制备出转光pc透光罩。再将转光pc透光罩安装到t8型白光led裸灯管上部得到led植物灯。

实施例3：

根据各原料在转光pc透光罩中的重量百分含量，按88.6％的pc、11％的有机挂树脂和0.4％的氮化物caalsin3:eu²⁺荧光粉的配比于拌色机中混合均匀，然后置于双螺杆挤出机中255℃高温熔融造粒，得到用于制备透光罩的转光母粒。将所得母粒放入100℃干燥器去除水分后，在开炼机中经压塑制备出转光pc透光罩。再将转光pc透光罩安装到t8型白光led裸灯管上部得到led植物灯。

实施例4：

根据各原料在转光pc透光罩中的重量百分含量，按88.4％的pc、11％的有机挂树脂和0.6％的氮化物caalsin3:eu²⁺荧光粉的配比于拌色机中混合均匀，然后置于双螺杆挤出机中255℃高温熔融造粒，得到用于制备透光罩的转光母粒。将所得母粒放入100℃干燥器去除水分后，在开炼机中经压塑制备出转光pc透光罩。再将转光pc透光罩安装到t8型白光led裸灯管上部得到led植物灯。

实施例5：

根据各原料在转光pc透光罩中的重量百分含量，按88.2％的pc、11％的有机挂树脂和0.8％的氮化物caalsin3:eu²⁺荧光粉的配比于拌色机中混合均匀，然后置于双螺杆挤出机中255℃高温熔融造粒，得到用于制备透光罩的转光母粒。将所得母粒放入100℃干燥器去除水分后，在开炼机中经压塑制备出转光pc透光罩。再将转光pc透光罩安装到t8型白光led裸灯管上部得到led植物灯。

实施例6：

根据各原料在转光pc透光罩中的重量百分含量，按88％的pc、11％的有机挂树脂和1％的氮化物caalsin3:eu²⁺荧光粉的配比于拌色机中混合均匀，然后置于双螺杆挤出机中255℃高温熔融造粒，得到用于制备透光罩的转光母粒。将所得母粒放入100℃干燥器去除水分后，在开炼机中经压塑制备出转光pc透光罩。再将转光pc透光罩安装到t8型白光led裸灯管上部得到led植物灯。

实施例1～6的转光pc透光罩制备流程如附图1所示，从图1可以看出制备转光pc透光罩的过程十分简单快捷，适合批量生产。

实施例6所制备的转光pc透光罩与氮化物caalsin3:eu²⁺荧光粉xrd对比图如附图2所示，图2中可以说明氮化物caalsin3:eu²⁺荧光粉在掺杂到pc材料的前后过程中并没有发生分解或者其他额外反应，保持良好的光学性能。

实施例1～6所制备不同浓度的荧光pc透光罩激发(a)和发射(b)光谱如附图3所示，图3中可以看出透光罩的吸光范围广泛，能够高效地把蓝黄光部分转化为红光，有利于植物的光合作用。

实施例1～6配备透光罩的t8型白光led灯管的el图如附图4所示，图4可以说明：1)当荧光pc透光罩的荧光粉掺杂浓度较低时，由灯管发出的白光转化效率低，透过的白光含量高，从而光效较高；2)当荧光pc透光罩的荧光粉掺杂浓度较高时，由于荧光粉的排列密集导致白光穿透艰难，虽然红光覆盖范围有所增大，但是整体的光效降低。

实施例1～6中配备不同透光罩的t8型白光led灯管的光学性能数据如下表1所示：

表1配备不同透光罩的t8型白光led灯管光学参数

由上述表1可以得到，实施例1～6中配备不同透光罩的t8型白光led灯管，发光颜色可以实现从冷白光向暖白光的变换，并且可以得到不同种类的色温，满足不同情况的需要。