ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЙ НАПОЛНИТЕЛЬ ДЛЯ ПАРНИКОВОЙ ПОЛИЭТИЛЕНОВОЙ ПЛЕНКИ Российский патент 1994 года по МПК C09K11/08 

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано в производстве люминесцентных составов, преобразующих солнечное облучение и применяющихся в качестве наполнителей в полиэтиленовых пленках для парников и теплиц.

В пределах физиологической радиации, благоприятной для роста растений области оптического излучения 480-1200 нм, наиболее эффективной является область фотосинтетически активной радиации 480-710 нм. УФ-излучение 200-480 нм подавляет фотосинтез и опасно для хлорофильных зерен зеленого листа.

Введение люминисцирующего наполнителя, преобразующего солнечное излучение в области 480-710 нм и поглощающего жесткое излучение в области 230-380 нм, в полиэтиленовую пленку позволяет использовать ее как средство защиты растений от вредного воздействия окружающей среды и создания благоприятных условий роста.

Известен состав люминесцирующего наполнителя, содержащего европий, а именно комплексные соединения теноилтрифторацетоната европия с 1,10 - фенантролином [1] .

Введение этого соединения в пленку позволяет преобразовать солнечное излучение в области 580-760 нм и поглощать жесткое излучение в области 250-380 нм. Однако использование этого наполнителя в массовом производстве нецелесообразно из-за его дороговизны и дефицитности, а также по причине ядовитости. Кроме того, этот наполнитель не обеспечивает достаточной области фотосинтетически активной радиации 480-710 нм.

Известен неорганический люминесцентный состав, содержащий европий в качестве активатора в люминофоре на основе оксида иттрия, а также галафосфат кальция, активированный сурьмой, галофосфат кальция, активированный сурьмой и марганцем с цветовой температурой 4500 К и титанатфосфат бария [2] . Данный состав применяется для изготовления ламп дневного света. Однако использование его для изготовления полиэтиленовых пленок неизвестно.

Прототипом изобретения является люминесцентный наполнитель для парниковой полиэтиленовой пленки, включающий комплексные соединения теноилтрифторацетоната европия с 1,10-фенантролином, тринитрата европия с 1,10-фенантролином и бензоилбензоата европия с 4,4-диниридилом [3] .

Недостатком прототипа является недостаточная эффективность трансформации солнечного излучения в области фотосинтетически активной радиации 480-710 нм и неполное поглощение УФ-излучения 200-480 нм, подавляющего фотосинтез. Указанный недостаток обусловлен тем, что состав наполнителя по прототипу позволяет поглощать солнечное излучение в области 220-380 нм на 75-79% трансформировать его в область 580-760 нм. Соединения, используемые в качестве наполнителя, являются дефицитными, дорогими, токсичными, что не дает возможности реализовать массовое производство наполнителя и обеспечить безопасность работ при изготовлении пленки и уничтожения отходов.

Цель изобретения - повышение эффективности трансформации солнечного излучения, снижение стоимости продукта за счет уменьшения содержания соединений европия, обеспечение безопасности работ при изготовлении пленки и уничтожении отходов.

Эффективность трансформации солнечного излучения характеризуется прозрачностью в области 500-700 мн, величиной трансформации поглощенного УФ-света и области красной составляющей, полнотой трансформации в области физиологически активной радиации, поглощением радиации в области 200-480 нм.

Поставленная цель достигается тем, что люминесцентный наполнитель для парниковой полиэтиленовой пленки представляет собой смесь люминофоров из оксида иттрия, активированного европием, галофосфата, активированного сурьмой и марганцем, с цветовой температурой 3500 К и фторгерманата магния, активированного марганцем, при соотношении компонентов, мас. % :
Оксид иттрия, активирова-
нный европием 22-30
Галофосфат иттрия, акти-
вированный сурьмой и мар-
ганцем 3500 К 36-44
Фторгерманат магния, акти-
вированный марганцем 26-34.

Использование в составе данного наполнителя для парниковой полиэтиленовой пленки в качестве соединения, содержащего европий, люминофора на основе оксида иттрия, активированного европием с максимумом излучения 610 нм, обеспечивает эффективную трансформацию солнечного облучения в красной области спектра. Дополнительное введение в состав наполнителя люминофора на основе фторгерманата магния, активированного марганцем, с максимумом излучения 640 нм обеспечивает также трансформацию солнечного излучения в красной области спектра. Кроме того, свойства фторгерманатных люминофоров возбуждаться в широкой области спектра от 200 до 480 нм обеспечивает поглощение смесью в области 200-480) нм. Дополнительное введение люминофора на основе галофосфата кальция, активированного сурьмой и марганцем, обеспечивает трансформацию солнечного излучения в области 480-580 нм.

Совокупность составляющих наполнителя в указанных количествах обеспечивает трансформацию солнечного излучения в областях 500-700 нм и поглощение в жесткой области УФ-излучения 200-480 нм, а также повышение эффективности трансформирования, характеризующейся прозрачностью и величиной трансформации поглощенного УФ-света в области красной составляющей.

В данном составе уменьшено по сравнению с известным содержание дорогостоящего европия, компоненты не токсичны.

П р и м е р 1. Смешивают 50 г (25 мас. % ) оксида иттрия, активированного европием, 82 г (41 мас. % ) галофосфата кальция, активированного сурьмой и марганцем, 68 г (34 мас. % ) фторгерманата магния, активированного марганцем. Смесь тщательно перемешивают в шаровой мельнице до однородного состояния.

Спектр излучения смеси в области 500-700 нм с прозрачностью 95% Величина поглощения в области 200-480 нм 100% , величина трансформации поглощенного УФ-света в область красной составляющей составляет 90% .

Примеры 2-6 выполняются аналогично примеру 1, спектральные характеристики в зависимости от количества компонентов состава приведены в таблице.

Выбор граничных значений количества компонентов в наполнителе обусловлен тем, что при снижении содержания оксида иттрия, активированного европием ниже 25 мас. % происходит уменьшение составляющей, уменьшение количества галофосфатного люминофора менее 30 мас. % приводит к снижению области фотосинтетически активной радиации при трансформации солнечного излучения, уменьшение доли фторгерманатного люминофора в смеси ниже 26 мас. % приводит к снижению поглощения в жесткой УФ-области 200-480 нм.

Увеличение содержания компонента выше предельных значений нецелесообразно, так как не повышает эффективность.

Согласно данным проведенных экспериментов изобретение может быть использовано в народном хозяйстве и в сравнении с прототипом обладает следующими преимуществами: позволяет переместить область трансформации солнечного излучения в область фотосинтетически активной радиации с 580-760 нм в 500-700 нм, расширить область поглощения и неблагоприятной для растений УФ-области с 220-380 нм до 200-480 нм, увеличить прозрачность в области 500-700 нм с 78-92% до 93-100% , увеличить степень трансформации поглощенного УФ-света в область красной составляющей с 75-79% до 90-96% .

Изобретение представляет важное значение для народного хозяйства, так как его использование позволит организовать промышленный выпуск наполнителя для полиэтиленовых парниковых пленок, более дешевых, чем известные за счет снижения расхода соединений с европием на 60-78% , обеспечить безопасность работ при изготовлении пленки и уничтожении отходов, повысить эффективность трансформации солнечного излучения.

Сущность изобретения: компоненты наполнителя, в мас. % : оксид иттрия, активированный европием - 22 - 30, галофосфат кальция, активированный сурьмой и марганцем с цветовой температурой 3500К - 36 - 44, фторгерманат магния, активированный марганцем - 26 - 34. Компоненты смешиваются до однородного состояния в шаровой мельнице. Спектр излучения - 500 - 700 нм с прозрачностью 93 - 100% , поглощение в области 200 - 480 нм 100% трансформация поглощенного УФ-света в область красной составляющей 90 - 96% . 1 табл.

ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЙ НАПОЛНИТЕЛЬ ДЛЯ ПАРНИКОВОЙ ПОЛИЭТИЛЕНОВОЙ ПЛЕНКИ, включающий европийсодержащее соединение, отличающийся тем, что он содержит в качестве европийсодержащего соединения люминофор из оксида иттрия, активированного европием, и дополнительно галофосфаткальция, активированный сурьмой и марганцем с цветовой температурой 3500 К, и фторгерманат магния, активированный марганцем, при следующем соотношении компонентов:
Оксид иттрия, активированный европием 22 - 30
Галофосфат кальция, активированный сурьмой и марганцем с цветовой температурой 3500 К 36 - 44
Фторгерманат магния, активированный марганцем 26 - 34