[发明专利]一种稀土钐有机配合物转光剂及其应用

说明书

本发明公开了一种稀土钐有机配合物转光剂及其在红光转光农膜方面的应用，属于农用转光膜技术领域。该红光转光膜由钐有机配合物转光剂[Sm(2‑HBI)(phen)₃]Cl₃、分散剂、混合有机溶剂和低密度聚乙烯(LDPE)按一定重量百分比组成的原料制备。该红光转光膜制备方法是先将一定量的[Sm(2‑HBI)(phen)₃]Cl₃用混合有机溶剂浸润后连同一定量的分散剂加入到低密度聚乙烯颗粒中掺混均匀，热熔混炼，最后按一定的吹胀比吹塑成膜而制得。本发明的红光转光膜，配方简单，制备方法简便，操作安全，光能利用率高，是一种成本低廉环境友好的红光转光膜。

技术领域

本发明属于农用转光膜技术领域，具体涉及一种稀土钐有机配合物转光剂及其在制备红光转光膜方面的应用。

背景技术

光合作用是包括农作物在内的绝大多数植物生长的基础，太阳光是植物进行光合作用的直接能量来源。对于农作物来讲，叶片是植物进行光合作用的器官，实际上植物进行光合作用主要靠叶片中叶绿素吸收太阳光能来完成的。光生态学研究表明，在太阳光谱中叶绿素α及叶绿素β吸收波段集中于蓝紫光(400～480nm)及红橙光(600～700nm)，因此蓝紫光及红橙光对植物的光合作用最为重要，而日光中紫外波段光线对农作物生长有不利影响，也会造成普通农用塑料薄膜的老化减损其使用寿命；特别地，在600～680nm波段的红橙光区，其中645nm处为叶绿素β的最强吸收峰，660nm处为叶绿素α的最强吸收峰。通过增加对植物的红橙光辐照程度，可以显著促进植物根系发达、茎叶生长，达到增产丰收的目的。太阳光中200nm～280nm的短波段紫外线(UVC波段)，在经过地球表面同温层时会被臭氧层吸收。能将日光中280～380nm的紫外光转换成蓝紫光及红橙光的农膜，不仅可以避免日光紫外线对植物带来的不利，更重要的是以改善光质，有效提高作物的光能利用率有益于作物生长并促进作物的早熟和增产。这类能够将日光紫外线转化成蓝紫光或红橙光的物质称为转光剂，加有转光剂的农膜即是具有转光功能的农用转光膜。现代高科技农业生产中，具有转光功能的农膜发挥着越来越重要的作用。目前，转光农膜已成为功能性农用薄膜的主要发展品种，具有巨大发展空间。

聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)等常规农膜，不能吸收紫外光更不能将日光紫外光转换成对作物生长有利的篮紫光或者红橙光。转光农膜一般是在PE、EVA、PVC等普通农膜基础塑料中添加转光剂制备而得，因此转光剂成为开发功能性转光农膜的技术关键。含有稀土元素的无机或者无机-有机复合转光剂是转光剂的主要类型，转光剂按材料分主要有稀土无机红光转光剂、稀土无机蓝紫光转光剂，稀土有机红光转光剂以及有机荧光染料复配转光剂等，按所起的转光功能可以分为单一蓝紫光剂、单一红橙光转光剂、蓝紫及红橙光复合转光剂等。目前含稀土转光剂的转光农膜是采用掺杂稀土离子的金属氧化物型或者无机盐型无机荧光粉的形式来发挥稀土因素的转光功能。申请号为200710021047.6和201310079940.X的专利分别公开了以含铕配合物为转光剂的转光农膜，其中前者为聚氯乙烯基蓝光转光膜具有良好的蓝光转光效果，后者为聚乙烯基红光转光膜，不仅转光膜均匀透明而且转光剂与聚乙烯基材相容性也较好。申请号201010182539.5公开了基于铕有机配合物的蓝红光转光剂，测试了转光剂晶体粉末的固体荧光发射情况，说明其具有比较好的蓝紫及红橙光复合转光效果。但是总体上稀土有机配合物类转光膜品种相对还是较少，而且铕配合物是稀土配合物型转光剂的主要品种，基于钐有机配合物转光剂的转光膜比较少见。

基于传统转光农膜所使用的稀土转光剂往往是其氧化物或无机盐等无机荧光粉型转光剂，其分散性及与高分子基材相容性较差，转光膜制备工艺复杂，稀土元素容易从塑料基质中离析出来存在重金属环境污染风险，转光谱带一般也都是窄隙光谱很难覆盖植物光合作用的光谱带宽。另外，不管是采用稀土无机转光剂还是稀土有机配合物型转光剂，目前的转光膜大多只吸收日光紫外区中较窄谱带，也不利于光能利用。因此已有稀土转光膜在环境友好、制备工艺简便、光能的高效利用以及价格低廉等方面还存在不足。

发明内容