专利名称：一种农膜专用纳米蓝光转光剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种农膜专用纳米蓝光转光剂及其制备方法。
背景技术：
转光农膜是第三代功能型农膜，对于促进现代农业的发展具有重要作用，对于该领域的 研究，国外以北京俄罗斯、日本研究最多；国内北京瑞得来公司、中科院长舂物理研究所、 上海师范大学、南京师范大学及本单位等很多高校和研究所自90年代以来在借鉴国外研究的 基础上开展了转光剂的合成及其方法、转光母粒和转光农膜的生产方法及光谱表征手段、转 光农膜种植实验等大量的研究，在蔬菜、水果、棉花、水稻、大豆种植等方面已得到广泛应 用。
转光农膜的核心技术是转光剂的研制。众所周知，植物对光能的需求，除了光强度和光 周期之外，光质是很重要的因素，太阳光中只有红光和蓝光与植物的光合作用直接相关，其 它颜色的光主要转化为提高温度的热能。光质不仅影响农作物的光合效率，而且可以调控作 物的营养成分的含量。转光剂能够吸收太阳光中颇具破坏性的近紫外光，发射出叶绿素光合 作用进程中最需要的蓝紫光或红橙光。从化学组成的角度看，转光剂主要分为三类(1)有 机荧光色素类，如酞菁蓝、酞菁绿、荧光黄、还原红等。(2)无机稀土荧光化合物。利用某 些稀土元素的荧光特性而制成的稀土无机化合物。(3)金属有机配合物。其中以第三类金属 有机配合物因其具有较高的发光强度、良好的光稳定性及树脂兼容性而研究较多。农用薄膜 厚度通常小于0. lmm，所添加光能转换材料的粒径与转光薄膜的光学性能和物理机械性能密 切相关，如果粒径较大不仅不利于均匀分散到高分子树脂中，使发光效能得不到充分利用， 而且添加到树脂中会导致薄膜物理机械性能下降，影响了薄膜的透光性。通过制备光能转换 材料的纳米颗粒可以有效改善其在树脂中的分散性和相容性。纳米技术的快速发展，为这一 问题的解决提供了一个有效方法，将转光剂纳米化处理受到了人们的关注，本单位在前期 ZL200410036424.X亦开展了这方面的工作，发现纳米粒子在树脂中具有良好的分散性，并且 转光剂在纳米化处理后发光性能往往得到很大的提高。
影响植物生长的另外一个重要因素是温度，在农膜生产中， 一般通过在树脂中添加无机 粉末作为保温剂提高薄膜的保温性能，但是保温剂的添加也影响了薄膜的透光性，特别是如 果保温剂的颗粒较大，会导致因分散不好大大降低薄膜的透光性，保温剂的纳米化将也会增 加其分散性，提高透光率，更加起到保温的效果。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种农膜专用纳米蓝光转光剂及其制备方法。 本发明通过将前期研究开发出的蓝光转光剂负载到纳米保温剂上，制得核壳型纳米蓝光转光 剂。这种核壳型纳米转光剂在薄膜中分散性好，同时也提高了保温剂与树脂的兼容性，提高 了薄膜的透光率，制得的农膜具有转光和保温的双重功能。
所述的转光剂为一核壳结构纳米复合物，其结构可表示为R@MLn，其中ML为壳层结构， R为核层结构。所述的壳层结构ML为一配合物，其中M为A广、Ga3+、 In3+、 Sc:'+、 Cd2+、 Be2+、 Zn2+、 Zr2+、 Mn2+中的任意一种，L为水杨醛水杨酰腙类、水杨醛苯甲酰腙类、水杨醛呋喃酰腙 类化合物中的任意一种，1《n《3:所述的核层结构R为Ca、 Mg、 Ba碱土金属元素的氧化物、氢氧化物及A120:,、 Si02、 CuA， Zn0农用薄膜用无机保温材料中的任意一种，其粒径大小为 10nm—200nm这些纳米材料皆为市售商品。
本发明采用重沉淀法，制得核壳型复合纳米材料，其具体步骤如下-
(1) 取适量蓝光转光剂ML，溶于适当溶剂S,，得溶液A;取适量纳米粒子R，超声分散 于适当溶剂S2，调节体系pH值为8. 0-12. 0的弱碱性，得纳米分散体系B。
(2) 搅拌状态下，将溶液A逐滴加到纳米分散体系B中，继续搅拌，逐渐得到黄色混浊， 静置30-90分钟，离心分离得到亮黄绿色固体粉末。所用溶剂S,包括二甲基亚砜、N, N-二甲 基甲酰胺、丙酮中的任意一种或一种以上任意比例混合物；所用的溶剂S2包括乙醇、甲苯、 四氢呋喃、正丙醇、石油醚中的任意一种或一种以上任意比例混合物。
上述方法制得的核壳结构纳米蓝光转光剂，按照一定的比例添加到生产农膜常用的树脂 中，即可得到新型纳米蓝光转光膜。
该新型核壳结构纳米转光剂与现有转光剂相比具有以下优点
1、 由该新型转光剂生产的转光膜，具有转光和保温的双重功能。
2、 配合物包覆在无机粉末保温剂表面，使无机粉末表面"有机化"，提高了其与树脂的兼 容好，易于分散，透光性大大增强。
3、 转光剂包覆在纳米保温剂表面后，提高了其在树脂中分散性，减少了添加量，降低了 成本，收到更好的转光效果。
具体实施例方式
为更清楚说明本发明，列举以下实施例，但对本发明实施范围无影响。 实施例1
取A1-水杨酸苯甲酰腙O. lg，溶于50ml丙酮，得饱和溶液A;取0.2g纳米Si(U20nm〉， 超声分散于正丙醇，调节体系pH值为8. 0-12. 0的弱碱性，得纳米分散体系B。 (2)搅拌状 态下，将溶液A逐滴加到纳米分散体系B中，继续搅拌，逐渐得到黄色混浊，静置30-90分 钟，离心分离得到亮黄绿色固体粉末。
实施例2
取过量Al-水杨醛呋喃酰腙0.3g,溶于50ml二甲亚砜，得饱和溶液A;取0. 2g纳米MgO (20nm)，超声分散于乙醇，调节体系pH值为8.0-12.0的弱碱性，得纳米分散体系B。 (2) 搅拌状态下，将溶液A逐滴加到纳米分散体系B中，继续搅拌，逐渐得到黄色混浊，静置30-90 分钟，离心分离得到亮黄绿色固体粉末。
实施例3
取过量A1-水杨醛苯甲酰腙0.5g，溶于50mlN, N-二甲基甲酰胺，得饱和溶液A;取0. 2g 纳米A1A (20nm)，超声分散于乙醇，调节体系pH值为7. 0-9. 0的弱碱性，得纳米分散体系 B。 (2)搅拌状态下，将溶液A逐滴加到纳米分散体系B中，继续搅拌，逐渐得到黄色混浊， 静置30-90分钟，离心分离得到亮黄绿色固体粉末。
实施例4
同实施例l，但有如下改变所用核层纳米材料为Cu202。 实施例5
同实施例2，但有如下改变所用核层纳米材料为Mg(0H)2。
本发明制得的纳米颗粒壳层厚度，可通过纳米粒子与配合物的物质的量比和沉积时间来
4来控制，通过上述实施例制得的核壳型纳米转光剂壳层部分厚度为2nm-20nm。
权利要求
1. 一种农膜专用纳米蓝光转光剂，其特征在于所述的转光剂为一核壳结构纳米复合物，其结构可表示为R@MLn。
2. 如权利要求1所述一种农膜专用纳米蓝光转光剂，其特征在于ML。为壳层结构，R为核层 结构，其中M为Al'+、 Ga3+、 In3'、 Sc3+、 Cd2+、 Be2'、 Zn2+、 Zr2+、 Mr/'、 Cu2+、 F,中的任意一种， L为水杨醛水杨酰腙类、水杨醛苯甲酰腙类、杨醛呋喃酰腙类化合物中的任意一种，1《n《3; 所述的核层结构R为Ca、 Mg、 Ba碱土金属元素的氧化物、氢氧化物及A1203、 Si02、 Cu20农用 薄膜用无机保温材料中的任意一种，其粒径大小为10nm~200nm。
3. 如权利要求1所述一种农膜专用纳米蓝光转光剂的制备方法，其特征在于具体步骤如下 取适量蓝光转光剂MLn,溶于适当溶剂S"得溶液A;取适量纳米粒子R，超声分散于适当溶 剂S2，根据所选纳米粒子的不同，调节体系pH值为8.0-12.0弱碱性，得纳米分散体系B; 搅拌状态下，将溶液A逐滴加到纳米分散体系B中，继续搅拌，逐渐得到黄色混浊，静置30-90 分钟，离心分离得到亮黄绿色固体粉末。
4. 如权利要求3所述一种农膜专用纳米蓝光转光剂的制备方法，其特征在于所用溶剂S,包括 二甲基亚砜、N, N-二甲基甲酰胺、丙酮中的任意一种或一种以上任意比例混合物所用的溶 剂S2包括乙醇、甲苯、四氢呋喃、正丙醇、石油醚中的任意一种或一种以上任意比例的混合 物。
全文摘要
本发明公开了一种农膜专用纳米蓝光转光剂及其制备方法。该转光剂为一核壳结构纳米复合物，其结构可表示为蓝光转光剂R@ML<sub>n</sub>，其中ML<sub>n</sub>为壳层结构，R为核层结构。制备方法是取适量蓝光转光剂ML<sub>n</sub>，溶于适当溶剂S<sub>1</sub>，得溶液A；取适量纳米粒子R，超声分散于适当溶剂S<sub>2</sub>，根据所选纳米粒子的不同，调节体系pH值为8.0-12.0弱碱性，得纳米分散体系B；搅拌状态下，将溶液A逐滴加到纳米分散体系B中，继续搅拌，逐渐得到黄色混浊，静置30-90分钟，离心分离并干燥得到产品。
文档编号C08K9/00GK101434715SQ20081023829
公开日2009年5月20日 申请日期2008年12月12日 优先权日2008年12月12日
发明者波 唐, 崔官伟, 张国英, 王茂龙, 石锡峰, 董玉明, 陈德展 申请人:山东师范大学