本发明属于农用薄膜技术领域，具体涉及一种高转光率的转光膜及其制备方法。
背景技术：
转光膜是一种通过添加转光剂来实现光转换的薄膜，它能将对农作物生长有害的紫外光转换成对农作物有用的蓝紫光及红橙光，或将农作物不吸收的绿光和黄绿光转换成红光，即通过改变透过转光膜的光质，促进植物对氮、磷、钾、锌等营养元素的吸收，提高叶片中的光合作用产物含量升高，促进作物生长，同时起到减少病虫害的作用。
经过近20年的高速发展，转光剂已发展成了两大体系：有机配合物转光剂和无机转光剂。其中有机配合物转光剂主要是eu3+作为激活剂的一类稀土发光材料，常见的稀土有机配合物主要是β-二酮与稀土eu3+离子配合形成的配合物，或是稀土eu3+离子与芳香羧酸(如苯甲醛、水杨酸等)形成的配合物。
现有转光剂形成转光膜的方式一般是采用内添加的方式，将转光剂添加到基体材料中，但是在使用过程中不可避免的会出现转光剂向薄膜表面迁移并流失，因此逐渐丧失转光能力；如申请号为“cn201210361548.x”、发明名称为“一种涂覆型转光膜及其制备方法”的中国发明专利，其提出的转光膜包括内层、中层、次外层和外层四层结构，其中，内层和次外层包括7.5～12.5％长寿多功能母料，中层包括7.5～12.5％含有高强度纳米多波段转光剂的高光效转光长寿母料，基料为87.5～92.5％，外层为薄膜涂覆层，该转光膜具有高强度、高抗冲击性及高抗撕裂性，且具有光转化、高保温、高透光以及和农膜使用寿命相当的流滴消雾性能。但是该转光膜的结构过于复杂，制备方法也较繁琐。
技术实现要素：
针对现有技术中的问题，本发明的目的之一在于提供一种结构简单，转光效率高的转光膜。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：一种高转光率的转光膜，包括主层及设置在主层两侧的辅层；
所述的主层包括掺杂有转光剂的基体树脂，具体包括以下重量份的物质：基体树脂72-80份、转光剂3～8份、光稳定剂0.2～2份、抗氧剂0.1～0.9份；
所述的辅层包括以下重量份的物质：热塑性聚酯树脂92～98份、开口剂0.5～3份、抗静电剂0.3～1份；
所述主层与辅层的厚度比为1：(0.04～0.125)。
为了解决负载在基体材料中的转光剂出现迁移、流失的问题，本发明将掺杂有转光剂的基体树脂，即主层的两侧设置辅层，通过辅层的包覆作用避免转光剂的迁移、流失，确保转光剂长久的发挥作用；同时，本发明中该转光膜的结构，提高了整体的强度，防止转光膜在田地的野外环境下使用时出现的破损问题。
所述主层中的基体树脂的作用主要为负载转光剂，该基体树脂为低密度聚乙烯(ldpe)或茂金属线性低密度聚乙烯(mlldpe)。
转光剂的作用在于将对农作物生长有害的紫外光转换成对农作物有用的蓝紫光及红橙光，或将农作物不吸收的绿光和黄绿光转换成红光。所述的转光剂包括有机配合物转光剂和无机转光剂，具体的，所述的有机配合物转光剂主要是eu3+作为激活剂的一类稀土发光材料，常见的稀土有机配合物主要是β-二酮与稀土eu3+离子配合形成的配合物，或是稀土eu3+离子与芳香羧酸(如苯甲醛、水杨酸等)形成的配合物；所述的无机转光剂为稀土无机转光剂。
辅层的作用在于保护主层同时提高转光膜的机械强度，所述的热塑性聚酯树脂包括聚酯、聚烯烃、或聚苯乙烯，从兼具机械特性和热稳定性的观点考虑，所述热塑性聚酯优选为聚酯。所述的热塑性树脂可以是由二元羧酸成分和二元醇成分形成的聚酯，进一步的，可以列举出例如对苯二甲酸、间苯二甲酸、2,6-萘二甲酸、4,4’-联苯二甲酸、己二酸、葵二酸的二元羧酸成分。作为二元醇成分，可以举出例如乙二醇、1,4-丁二醇、1,4-环己烷二甲醇、1,6-己二醇。进一步的，所述热塑性聚酯优选芳香族聚酯，特别优选为聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)。
开口剂的作用在于薄膜收卷时防止相邻的薄膜之间粘连，所述的开口剂一般为添加有二氧化硅的基体树脂材料制备得到的母粒，所述的二氧化硅的粒径一般为5～20μm，二氧化硅在基体树脂材料中的添加量一般为3～5％。
进一步的，根据本发明，所述的主层包括以下重量份的物质：基体树脂78份、转光剂5份、光稳定剂1份、抗氧剂0.5份。
进一步的，根据本发明，所述主层包括以下重量份的物质：基体树脂75份、转光剂6份、光稳定剂1.2份、抗氧剂0.5份。
根据本发明，所述主层与辅层的厚度对于转光膜的转光效率具有非常重要的作用，虽然辅层是热塑性聚酯树脂，但是其厚度的增加会引起透光率的降低，其次，基于成本及整体转光膜的重量考虑，辅层的厚度不能太厚；而辅层的厚度太薄时，对于转光膜整体机械性能的影响也很大，所述的转光膜无法确保其高强度的性能。本发明中所述的主层与辅层的厚度比为1：(0.04～0.125)，进一步优选的，所述的主层与辅层的厚度比为1：(0.08～0.1)。
进一步的，根据本发明，本发明所述的转光膜的厚度为250～300μm。
进一步的，根据本发明，所述的光稳定剂为受阻胺类光稳定剂；所述的抗静电剂为乙氧基化烷基胺。具体的，所述的受阻胺类光稳定剂为聚(1-羟乙基-2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶)丁二酸酯，聚﹛[6-[(1,1,3,3-四甲基丁基)-胺基]1,3,5-三嗪-2,4-二基][(2,2,6,6-四甲基哌啶基)-亚胺基]-1,6-己烷二基-(,2,6,6-四甲基哌啶基)-亚胺基﹜(商品名称为ch944，由巴斯夫公司生产)，或双(1-辛氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶基)癸二酸酯，或其中至少两种的组合。
根据本发明，上述的抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1076中的一种，或其组合物。
本发明还提供了一种上述高转光率的转光膜的制备方法，包括以下步骤：将主层、辅层的原材料按配方称量，分别经干燥、混料装置混合后经挤出机熔融混合、在模头处主层和辅层共同流延挤出，冷却铸片，再经过纵向拉伸、横向拉伸、热定型处理得到所述的转光膜。
进一步的，上述方法的步骤包括：
(1)将主层的基体树脂干燥，然后与转光剂、光稳定剂、抗氧剂经混料后通过双螺杆挤出机熔融混合、熔体泵加压；
(2)将辅层原料：热塑性聚酯树脂、开口剂、抗静电剂经干燥、混料装置后经双螺杆挤出机熔融混合、熔体泵加压，与步骤(1)中的熔体在模头处混合共同流延挤出，冷却铸片；
(3)将步骤(2)中的厚片先进行纵向拉伸、后横向拉伸、热定型处理，制得所述的转光膜。
进一步的，上述用于辅层的双螺杆挤出机加工各温度区域的温度范围为220～290℃，主机转速为400～800rpm，过滤器的孔径为15～40μm，铸片冷却温度为15～25℃。
上述用于主层的双螺杆挤出机的加工各温度区域的温度范围为140～260℃，主机转速为300～900rpm，过滤器的孔径为15～40μm。
进一步的，上述转光膜的热定型温度为115～120℃，定型时间为3～5s。在该热定型工艺处理后，转光膜的热收缩性能优异，可确保其在100℃处理后热收缩率低于5％。
与现有技术相比，本发明提供的转光膜，通过辅层的保护，其转光剂的作用时间更持久，并且具有更为优异的机械性能。该转光膜重复用于农作物表面的覆盖，提高农作物对太阳光的利用率，促进农作物的生长。
附图说明
图1为本发明提供的转光膜的示意图；
图中标号说明：10-主层，11-转光剂，20-辅层。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示及实施例，进一步阐明本发明。
如图1所示的高转光率的转光膜，包括主层10及设置在主层10两侧的辅层20，所述的主层10包括掺杂有转光剂11的基体树脂。
实施例1
本发明提供的转光膜，包括主层及设置在主层两侧的辅层，所述的主层包括以下重量份的物质：低密度聚乙烯78份、转光剂5份、受阻胺类光稳定剂(聚﹛[6-[(1,1,3,3-四甲基丁基)-胺基]1,3,5-三嗪-2,4-二基][(2,2,6,6-四甲基哌啶基)-亚胺基]-1,6-己烷二基-(,2,6,6-四甲基哌啶基)-亚胺基﹜(商品名称为ch944，由巴斯夫公司生产))1份、抗氧剂10100.5份；
所述的辅层包括以下重量份的物质：pet(中国仪征化纤有限公司生产的pet膜级切片，商品牌号为fg620)95份、开口剂1.5份、抗静电剂(众腾化工有限公司生产的塑料抗静电剂006)0.6份；
将主层、辅层的原材料按配方称量，分别经干燥、混料装置混合后经挤出机熔融混合、在模头处主层和辅层共同流延挤出，冷却铸片，再经过纵向拉伸、横向拉伸、热定型处理得到所述的转光膜。
控制挤出机转速及拉伸比，使转光膜的总厚度为300μm，其中主层与辅层的厚度比为1：0.06。
实施例2
本发明提供的转光膜，包括主层及设置在主层两侧的辅层，所述的主层包括以下重量份的物质：低密度聚乙烯75份、转光剂6份、聚(1-羟乙基-2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶)丁二酸酯聚(1-羟乙基-2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶)丁二酸酯1.2份、抗氧剂1680.5份；
所述的辅层包括以下重量份的物质：pet(中国仪征化纤有限公司生产的pet膜级切片，商品牌号为fg620)95份、开口剂1.5份、抗静电剂(众腾化工有限公司生产的塑料抗静电剂006)0.6份；
将主层、辅层的原材料按配方称量，分别经干燥、混料装置混合后经挤出机熔融混合、在模头处主层和辅层共同流延挤出，冷却铸片，再经过纵向拉伸、横向拉伸、热定型处理得到所述的转光膜。
控制挤出机转速及拉伸比，使转光膜的总厚度为300μm，其中主层与辅层的厚度比为1：0.06。
实施例3
本实施例与实施例1的转光膜的结构一致，各层的组成相同，不同的是，控制挤出机转速及拉伸比，使转光膜的总厚度为300μm，其中主层与辅层的厚度比为1：0.04。
实施例4
本实施例与实施例1的转光膜的结构一致，各层的组成相同，不同的是，控制挤出机转速及拉伸比，使转光膜的总厚度为300μm，其中主层与辅层的厚度比为1：0.125。
实施例5
本实施例与实施例2的转光膜的结构一致，各层的组成相同，不同的是，控制挤出机转速及拉伸比，使转光膜的总厚度为300μm，其中主层与辅层的厚度比为1：0.08。
实施例6
本实施例与实施例2的转光膜的结构一致，各层的组成相同，不同的是，控制挤出机转速及拉伸比，使转光膜的总厚度为300μm，其中主层与辅层的厚度比为1：0.1。
实施例7
本实施例与实施例1的转光膜的结构一致，各层的组成相同，不同的是，控制挤出机转速及拉伸比，使转光膜的总厚度为250μm，其中主层与辅层的厚度比为1：0.07。
实施例8
本实施例与实施例2的转光膜的结构一致，各层的组成相同，不同的是，控制挤出机转速及拉伸比，使转光膜的总厚度为350μm，其中主层与辅层的厚度比为1：0.06。
实施例9
本发明提供的转光膜，包括主层及设置在主层两侧的辅层，所述的主层包括以下重量份的物质：低密度聚乙烯72份、转光剂3份、受阻胺类光稳定剂(聚﹛[6-[(1,1,3,3-四甲基丁基)-胺基]1,3,5-三嗪-2,4-二基][(2,2,6,6-四甲基哌啶基)-亚胺基]-1,6-己烷二基-(,2,6,6-四甲基哌啶基)-亚胺基﹜(商品名称为ch944，由巴斯夫公司生产))0.2份、抗氧剂10100.1份；
所述的辅层包括以下重量份的物质：pet(中国仪征化纤有限公司生产的pet膜级切片，商品牌号为fg620)92份、开口剂0.5份、抗静电剂(众腾化工有限公司生产的塑料抗静电剂006)0.3份；
将主层、辅层的原材料按配方称量，分别经干燥、混料装置混合后经挤出机熔融混合、在模头处主层和辅层共同流延挤出，冷却铸片，再经过纵向拉伸、横向拉伸、热定型处理得到所述的转光膜。
控制挤出机转速及拉伸比，使转光膜的总厚度为300μm，其中主层与辅层的厚度比为1：0.06。
实施例10
本发明提供的转光膜，包括主层及设置在主层两侧的辅层，所述的主层包括以下重量份的物质：低密度聚乙烯80份、转光剂8份、受阻胺类光稳定剂(聚﹛[6-[(1,1,3,3-四甲基丁基)-胺基]1,3,5-三嗪-2,4-二基][(2,2,6,6-四甲基哌啶基)-亚胺基]-1,6-己烷二基-(,2,6,6-四甲基哌啶基)-亚胺基﹜(商品名称为ch944，由巴斯夫公司生产))2份、抗氧剂1680.9份；
所述的辅层包括以下重量份的物质：pet(中国仪征化纤有限公司生产的pet膜级切片，商品牌号为fg620)98份、开口剂3份、抗静电剂(众腾化工有限公司生产的塑料抗静电剂006)1份；
将主层、辅层的原材料按配方称量，分别经干燥、混料装置混合后经挤出机熔融混合、在模头处主层和辅层共同流延挤出，冷却铸片，再经过纵向拉伸、横向拉伸、热定型处理得到所述的转光膜。
控制挤出机转速及拉伸比，使转光膜的总厚度为300μm，其中主层与辅层的厚度比为1：0.06。
对照组1
本实施例与实施例1的基础上去掉转光剂，即制备得到不含有转光剂的薄膜。
对照组2
本实施例为将实施例1中的转光剂的含量降低至1份，其余不变，制备得到所述的转光膜。
对照组3
本实施例为将实施例1中的转光剂的含量提高至12份，其余不变，制备转光膜。
对照组4
本实施例为在实施例2的基础上，控制挤出机转速及拉伸比，使转光膜的总厚度为100μm，其中主层与辅层的厚度比为1：0.04。
对照组5
本实施例为在实施例2的基础上，控制挤出机转速及拉伸比，使转光膜的总厚度为400μm，其中主层与辅层的厚度比为1：0.04。
本发明提供的转光膜，利用下述方法检测相关性能：
1、各层的厚度
使用日本日立制作所制的s-4700型电场反射型扫描电子显微镜，以倍率500倍观察膜的剖面，以测定5点的平均值来求出反射片的各层的厚度，测试结果统计于表1中。
2、成膜性能
实施例中的转光膜，制膜时观察能否稳定的进行制膜，基于以下几点基准进行评价。
○：可稳定地制膜2小时以上
△：可稳定地制膜1小时以上且小于2小时
×：小于1小时时产生破膜，不能稳定的制膜。
3、转光膜的抗拉强度及断裂伸长率按照gb/t1040.3-2006进行测试，测试结果统计于表1中，应予说明，纵向(md)为膜的连续制膜方向，横向(td)为与之垂直的方向。
4、以上述实施例制备得到的转光膜进行实地使用比较，取实施例中的转光膜覆盖在大棚上方，三个大棚同时用于小白菜的种植，播撒及日常管理一致，相关对比对比数据如表2所示。
表1：
表2：
由上述实验数据可以看出，本发明提供的转光膜具有优异的机械性能，同时，转光效率高，能有效促进农作物的生长。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的特点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。