本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)光復(fù)合透光罩及其應(yīng)用的植物燈。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，植物工廠由于能實(shí)現(xiàn)作物高效連續(xù)生長(zhǎng)、無(wú)停歇種植的特點(diǎn)而備受矚目。其中，屬于關(guān)鍵技術(shù)之一的光照系統(tǒng)更加受到重視。最初，植物燈一般為熒光燈或者高壓鈉燈，其光質(zhì)固定和能耗高光效底的缺點(diǎn)在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)阻礙了植物工廠發(fā)展。隨著發(fā)光二極管(led)的發(fā)明且應(yīng)用于植物燈中，植物工廠的光照系統(tǒng)得到了較大的提升。由于植物的光合作用需要的光主要集中于藍(lán)光和紅光，led植物燈可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)藍(lán)\紅光比例，使兩者的光譜更加吻合，從而起到促進(jìn)植物生長(zhǎng)的效果。led植物燈可以分為以下兩種類型：1)藍(lán)光led與紅光led組合型；2)紫外/藍(lán)光led與熒光粉組合型。相比于前者，后者有著制備簡(jiǎn)單，成本低的優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)在植物工廠得到普及。然而，在紫外/藍(lán)光led與熒光粉組合型植物光源中，調(diào)控光的成分需要改變不同熒光粉之間的比例，為實(shí)際使用帶來(lái)了諸多不便。

整體上，為了使光照系統(tǒng)的效率提高和成本降低，主要可以從led植物光源和搭建方式兩部分進(jìn)行優(yōu)化。首先，光源部分主要集中于對(duì)單一基質(zhì)多色發(fā)光熒光粉的研發(fā)，減少多種熒光粉之間的影響，但是使用在芯片上封裝的熒光粉都是一次性，不可循環(huán)利用；其次，人們還提出了各種各樣的搭建方式來(lái)研究不同光對(duì)植物的作用，但探索過(guò)程中容易造成搭建成本的浪費(fèi)。

目前市場(chǎng)上的led燈具都需要配備透光罩起到保護(hù)燈源以及使發(fā)光均勻的作用。同時(shí)，在透光罩中摻入yag黃色熒光粉作為二次光轉(zhuǎn)換也已有報(bào)道。由此可見，通過(guò)對(duì)透光罩進(jìn)行相應(yīng)的改性可以使led實(shí)現(xiàn)新的功能，譬如led植物燈。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種轉(zhuǎn)光復(fù)合透光罩及其應(yīng)用的植物燈。

本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：

一種轉(zhuǎn)光復(fù)合透光罩，是由高分子塑料、光擴(kuò)散劑與氮化物熒光粉組成的。

所述的高分子塑料、光擴(kuò)散劑與氮化物熒光粉的質(zhì)量比為(88.0～88.9)：(10.5～11.5)：(0.1～1.0)。

所述的高分子塑料為碳酸酯，所述的光擴(kuò)散劑為有機(jī)硅樹脂。

所述的氮化物熒光粉為caalsin3:eu²⁺。

所述的氮化物熒光粉平均粒徑為1.0～5.0μm。

所述的氮化物熒光粉是采用高溫固相法于1500～1650℃下燒結(jié)制備，粗產(chǎn)品經(jīng)氣流粉碎，過(guò)篩后而得。

所述的一種轉(zhuǎn)光復(fù)合透光罩的制備方法，是按配比稱取各原料后混合，擠出造粒，再干燥后壓塑成型。

所述的擠出溫度為250～260℃，干燥溫度為100℃。

一種植物燈，包括所述的轉(zhuǎn)光復(fù)合透光罩和白光led裸燈管。

所述的白光led裸燈管為t8型。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明的透光罩由于摻雜了紅色氮化物熒光粉可起到二次轉(zhuǎn)光的效果，與t8型白光led燈管可以快速組裝成led植物燈，滿足植物光合作用的需要。

具體如下：

(1)本發(fā)明采用氮化物caalsin3:eu²⁺熒光粉用量少，熱穩(wěn)定性好，減少制備過(guò)程中由于高溫而產(chǎn)生的發(fā)光強(qiáng)度損失；

(2)本發(fā)明所述的pc/氮化物熒光粉復(fù)合透光罩工藝簡(jiǎn)單，節(jié)約成本，有利于批量生產(chǎn)的需求，擁有廣闊的應(yīng)用前景；

(3)本發(fā)明所述植物燈制備方法簡(jiǎn)單，只需把普通燈罩更換成上述pc/氮化物熒光粉復(fù)合透光罩即可得到；同時(shí)，通過(guò)更換不同摻雜氮化物caalsin3:eu²⁺熒光粉濃度的透光罩，可以快速起到調(diào)控植物燈光質(zhì)的效果，便于針對(duì)不同作物的種植。

附圖說(shuō)明

圖1為實(shí)施例1～6的pc/氮化物熒光粉復(fù)合透光罩制備流程圖；

圖2為實(shí)施例6所制備的pc/氮化物熒光粉復(fù)合透光罩與氮化物caalsin3:eu²⁺熒光粉xrd對(duì)比圖；

圖3為實(shí)施例1～6所制備同濃度的pc/氮化物熒光粉復(fù)合透光罩的激發(fā)光譜圖(a)和發(fā)射光譜圖(b)；

圖4為實(shí)施例1～6配備pc/氮化物熒光粉復(fù)合透光罩的t8型白光led燈管的el圖。

具體實(shí)施方式

一種轉(zhuǎn)光復(fù)合透光罩，是由高分子塑料、光擴(kuò)散劑與氮化物熒光粉組成的。

優(yōu)選的，所述的高分子塑料、光擴(kuò)散劑與氮化物熒光粉的質(zhì)量比為(88.0～88.9)：(10.5～11.5)：(0.1～1.0)；進(jìn)一步優(yōu)選的，所述的高分子塑料、光擴(kuò)散劑與氮化物熒光粉的質(zhì)量比為(88.0～88.9)：11：(0.1～1.0)。

優(yōu)選的，所述的高分子塑料為碳酸酯，所述的光擴(kuò)散劑為有機(jī)硅樹脂。

優(yōu)選的，所述的氮化物熒光粉為caalsin3:eu²⁺。

優(yōu)選的，所述的氮化物熒光粉平均粒徑為1.0～5.0μm。

優(yōu)選的，所述的氮化物熒光粉是采用高溫固相法于1500～1650℃下燒結(jié)制備，粗產(chǎn)品經(jīng)氣流粉碎，過(guò)篩后而得。

所述的一種轉(zhuǎn)光復(fù)合透光罩的制備方法，是按配比稱取各原料后混合，擠出造粒，再干燥后壓塑成型。

優(yōu)選的，所述的擠出溫度為250～260℃，干燥溫度為100℃。

進(jìn)一步的，所述的混合在拌色機(jī)中混合，擠出在雙螺旋擠出機(jī)中擠出，壓塑在開煉機(jī)中壓塑。

一種植物燈，包括所述的轉(zhuǎn)光復(fù)合透光罩和白光led裸燈管。

優(yōu)選的，所述的白光led裸燈管為t8型。

進(jìn)一步的，所述植物燈是直接將轉(zhuǎn)光復(fù)合透光罩安裝到t8型白光led裸燈管上部所構(gòu)成的。

進(jìn)一步的，所述的t8型白光led裸燈管含有100顆白光led貼片，其貼片由藍(lán)光芯片和y3al5o12:ce³⁺熒光粉組成；所述的白光led裸燈管功率為18w。

本發(fā)明的機(jī)理進(jìn)一步說(shuō)明如下：

本發(fā)明將氮化物caalsin3:eu²⁺熒光粉通過(guò)高溫熔融造粒的方式摻雜到pc材料基質(zhì)中，經(jīng)壓塑成型得到轉(zhuǎn)光pc/氮化物熒光粉復(fù)合透光罩。利用caalsin3:eu²⁺熒光粉可以高效將藍(lán)光和黃光轉(zhuǎn)換成紅光的特點(diǎn)，使得傳統(tǒng)led的白光能經(jīng)過(guò)該透光罩后，增強(qiáng)其紅光部分從而轉(zhuǎn)變成植物燈。

以下通過(guò)具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

實(shí)施例1：

根據(jù)各原料在pc/氮化物熒光粉復(fù)合透光罩中的重量百分含量，按88.9％的pc、11％的有機(jī)掛樹脂和0.1％的氮化物caalsin3:eu²⁺熒光粉的配比于拌色機(jī)中混合均勻，然后置于雙螺桿擠出機(jī)中255℃高溫熔融造粒，得到用于制備透光罩的轉(zhuǎn)光母粒。將所得母粒放入100℃干燥器2小時(shí)去除水分后，在開煉機(jī)中經(jīng)壓塑制備出轉(zhuǎn)光pc透光罩。再將轉(zhuǎn)光pc透光罩安裝到t8型白光led裸燈管上部得到led植物燈。

實(shí)施例2：

根據(jù)各原料在轉(zhuǎn)光pc透光罩中的重量百分含量，按88.8％的pc、11％的有機(jī)掛樹脂和0.2％的氮化物caalsin3:eu²⁺熒光粉的配比于拌色機(jī)中混合均勻，然后置于雙螺桿擠出機(jī)中255℃高溫熔融造粒，得到用于制備透光罩的轉(zhuǎn)光母粒。將所得母粒放入100℃干燥器去除水分后，在開煉機(jī)中經(jīng)壓塑制備出轉(zhuǎn)光pc透光罩。再將轉(zhuǎn)光pc透光罩安裝到t8型白光led裸燈管上部得到led植物燈。

實(shí)施例3：

根據(jù)各原料在轉(zhuǎn)光pc透光罩中的重量百分含量，按88.6％的pc、11％的有機(jī)掛樹脂和0.4％的氮化物caalsin3:eu²⁺熒光粉的配比于拌色機(jī)中混合均勻，然后置于雙螺桿擠出機(jī)中255℃高溫熔融造粒，得到用于制備透光罩的轉(zhuǎn)光母粒。將所得母粒放入100℃干燥器去除水分后，在開煉機(jī)中經(jīng)壓塑制備出轉(zhuǎn)光pc透光罩。再將轉(zhuǎn)光pc透光罩安裝到t8型白光led裸燈管上部得到led植物燈。

實(shí)施例4：

根據(jù)各原料在轉(zhuǎn)光pc透光罩中的重量百分含量，按88.4％的pc、11％的有機(jī)掛樹脂和0.6％的氮化物caalsin3:eu²⁺熒光粉的配比于拌色機(jī)中混合均勻，然后置于雙螺桿擠出機(jī)中255℃高溫熔融造粒，得到用于制備透光罩的轉(zhuǎn)光母粒。將所得母粒放入100℃干燥器去除水分后，在開煉機(jī)中經(jīng)壓塑制備出轉(zhuǎn)光pc透光罩。再將轉(zhuǎn)光pc透光罩安裝到t8型白光led裸燈管上部得到led植物燈。

實(shí)施例5：

根據(jù)各原料在轉(zhuǎn)光pc透光罩中的重量百分含量，按88.2％的pc、11％的有機(jī)掛樹脂和0.8％的氮化物caalsin3:eu²⁺熒光粉的配比于拌色機(jī)中混合均勻，然后置于雙螺桿擠出機(jī)中255℃高溫熔融造粒，得到用于制備透光罩的轉(zhuǎn)光母粒。將所得母粒放入100℃干燥器去除水分后，在開煉機(jī)中經(jīng)壓塑制備出轉(zhuǎn)光pc透光罩。再將轉(zhuǎn)光pc透光罩安裝到t8型白光led裸燈管上部得到led植物燈。

實(shí)施例6：

根據(jù)各原料在轉(zhuǎn)光pc透光罩中的重量百分含量，按88％的pc、11％的有機(jī)掛樹脂和1％的氮化物caalsin3:eu²⁺熒光粉的配比于拌色機(jī)中混合均勻，然后置于雙螺桿擠出機(jī)中255℃高溫熔融造粒，得到用于制備透光罩的轉(zhuǎn)光母粒。將所得母粒放入100℃干燥器去除水分后，在開煉機(jī)中經(jīng)壓塑制備出轉(zhuǎn)光pc透光罩。再將轉(zhuǎn)光pc透光罩安裝到t8型白光led裸燈管上部得到led植物燈。

實(shí)施例1～6的轉(zhuǎn)光pc透光罩制備流程如附圖1所示，從圖1可以看出制備轉(zhuǎn)光pc透光罩的過(guò)程十分簡(jiǎn)單快捷，適合批量生產(chǎn)。

實(shí)施例6所制備的轉(zhuǎn)光pc透光罩與氮化物caalsin3:eu²⁺熒光粉xrd對(duì)比圖如附圖2所示，圖2中可以說(shuō)明氮化物caalsin3:eu²⁺熒光粉在摻雜到pc材料的前后過(guò)程中并沒(méi)有發(fā)生分解或者其他額外反應(yīng)，保持良好的光學(xué)性能。

實(shí)施例1～6所制備不同濃度的熒光pc透光罩激發(fā)(a)和發(fā)射(b)光譜如附圖3所示，圖3中可以看出透光罩的吸光范圍廣泛，能夠高效地把藍(lán)黃光部分轉(zhuǎn)化為紅光，有利于植物的光合作用。

實(shí)施例1～6配備透光罩的t8型白光led燈管的el圖如附圖4所示，圖4可以說(shuō)明：1)當(dāng)熒光pc透光罩的熒光粉摻雜濃度較低時(shí)，由燈管發(fā)出的白光轉(zhuǎn)化效率低，透過(guò)的白光含量高，從而光效較高；2)當(dāng)熒光pc透光罩的熒光粉摻雜濃度較高時(shí)，由于熒光粉的排列密集導(dǎo)致白光穿透艱難，雖然紅光覆蓋范圍有所增大，但是整體的光效降低。

實(shí)施例1～6中配備不同透光罩的t8型白光led燈管的光學(xué)性能數(shù)據(jù)如下表1所示：

表1配備不同透光罩的t8型白光led燈管光學(xué)參數(shù)

由上述表1可以得到，實(shí)施例1～6中配備不同透光罩的t8型白光led燈管，發(fā)光顏色可以實(shí)現(xiàn)從冷白光向暖白光的變換，并且可以得到不同種類的色溫，滿足不同情況的需要。