[發明專利]一種大棚用調光轉換功能膜的制備方法

在審

• 申請號: 201811088941.X
• 申請日: 2018-09-18
• 公開（公告）號: CN109320821A
• 公開（公告）日: 2019-02-12
• 發明（設計）人: 饒品華;張延風;王潤鍇;嚴麗麗;江振林;陸杰;張文啟;王錦成;孫彥剛
• 申請（專利權）人: 上海工程技術大學
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;C08L23/12;C08L27/06;C08K3/30;C08K3/22;C08K3/16;C08K5/10;C08K5/06;C08K13/02;C08J5/18;A01G9/14
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 陳亮

本發明涉及一種大棚用調光轉換功能膜的制備方法，利用制備得到的上轉換熒光蓄光功能粉體制備儲能調光材料，然后采用熔融擠壓吹塑成膜的方法，以樹脂，儲能調光材料，加工助劑為原料，經雙螺桿擠出機在進行吹塑成膜制備得到大棚用調光轉換功能膜。與現有技術相比，本發明具有紅光利用率大，儲能性能優異，且具有夜間發射熒光的作用，在農業用地膜、大棚用保溫薄膜等領域具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明涉及農業生產技術領域，尤其是涉及一種大棚用調光轉換功能膜的制備方法。

背景技術

我國設施農業已成為世界上面積最大的太陽能利用工程，技術水平越來越接近世界先進水平，設施農業的發展極大地緩解了我國人多地少的矛盾，其中大棚塑料薄膜是促進農作物生長、增產及增收的關鍵。然而，目前大棚中的作物光利用率低、大棚過度加熱等問題嚴重制約設施農業的進一步發展，特別是太陽光經過大棚薄膜后，紅外光比例增加而可見光、紫外光比例減小，直接影響蔬菜育苗、花瓣著色等農業生產過程，進而影響蔬菜品質。利用上轉換光學材料將長波長的紅外光轉變為可見光，是解決大棚塑料薄膜過度加熱、提高光利用率的有效途徑。因此，開發對太陽光具有高的選擇性透過、有效轉換紅外光為可見光、緩解大棚溫度過高的新型大棚塑料薄膜具有重要意義。

上轉換材料(up-conversion material)是指吸收多個低能級的長波光，經多光子加和轉換，再輻射出高能的短波光的材料，如可將人眼看不見的紅外光轉變為可見光。近年來，伴隨著納米技術等諸多學科的發展，上轉換材料在光動力、顯示技術、防偽技術等領域都大放異彩，日本、美國、歐洲一些國家已有將上轉換調光材料應用于農業、建筑領域的實際案例，有效實現了節能。我國也有開展上轉換調光薄膜材料的研究，但由于起步較晚，相關研究和產業化方面與國外差距較大，國內亟需開發環境友好、光譜可調的設施大棚薄膜材料，并開展其在大棚種植中的應用。

目前的上轉換光學材料主要是從材料的制備方面，但對于材料的應用尤其是用于農業膜領域的報道較少。專利波長轉換膜、農業用膜、結構物及涂膜形成用組合物(CN200880011302.1)，提供了一種與以往的波長轉換膜相比可長時間維持光波長轉換功能的波長轉換膜。波長轉換膜(10)包含無機類紫外線阻斷材料和波長轉換材料,由1層或2層以上構成,其中的至少1層是包含熱塑性樹脂的基材膜層(12)。

中國專利一種新型紅色轉光膜及其制備方法與應用(ZL201510177689.X)，新型紅色轉光膜包括轉光劑和載體；選用紅色熒光粉作為轉光劑，選用纖維素作為載體；纖維素是地球上儲量最豐富的天然高分子，具有安全無毒和可再生的優點，其合成材料不僅力學性能優良，又可生物降解。轉光膜在200～600nm之間存在高效激發，可以將紫外光和一部分可見光轉換成對植物生長有用的紅光，提高光能利用率；可作為農業棚膜和地膜，應用于作物種植和育苗等方面。

中國專利用于農業的紅光納米熒光粉及其制備方法(CN200710107205.X)，一種用于農業的紅光納米熒光粉，其包括被銪激活的稀土族元素硫氧化物熒光粉，其特征在于：該熒光粉粉末中添加氧化鑭，此時納米尺寸及納米孔隙的熒光粉粉末具有片狀-橢圓形態，其粉末表面覆蓋不透光的孔隙，使該粉末比面積與孔隙比面積的比值可為適當的值。但對于具有多功能的光學轉化材料，尤其是能夠進行晝夜轉化以及保溫效果的報道，僅有中國專利晝夜光轉換農業薄膜及其制備方法(CN200610075947.4)，涉及一種晝夜光轉換農業薄膜組合物及其制備方法，組合物包括0.05％-1％無機熒光粉；0.1％-0.3％有機光穩定劑，98.7％-99.85％有機聚合物，其中無機熒光粉包括藍光熒光粉和紅光熒光粉二者的比例可以是1∶3-2∶1。該制備方法包括下列步驟：透過給料口向高壓聚乙烯顆粒料中加入藍光熒光粉和紅光熒光粉的添加劑；任選地向聚乙烯給料口中另外加入阻熱分解之物質；加入有機光穩定劑；將所有的組份和任選的防氧化劑和紫外減低劑混合,以液態浸泡并煮沸；以及將該組合物送入擠壓機中，加熱至適當溫度，以制備均質之農業薄膜產品。但并沒有提供僅有優異的夜光溫度保護，以及日光高溫過程的散熱保護的報道。因此本申請以具有上轉化調光性能，熒光蓄光性能和儲能保溫散熱功能的多功能的農用大棚膜并無報道。