Полимерная композиция для получения пленок

 

Изобретение относится к новым полимерным композициям на основе (со)полимера этилена для получения селективно поглощающих свет и люминесцирующих пленок, преобразующих УФ-составляющую солнечного или других источников света в излучение красной области спектра, и может быть использовано в различных областях, например в сельском хозяйстве. Описывается полимерная композиция для получения пленок на основе (со)полимера этилена, включающая активную добавку, отличающаяся тем, что в качестве активной добавки она содержит трехкомпонентную смесь А-В-С, где А - оксид, органическая или неорганическая соль европия; В - соединение из класса β-дикетонов; С - соединение из класса бидентатных азотистых гетероциклов или из ряда триалкил(фенил)замещенных фосфиноксидов, при массовом соотношении А:В:Ч, определяемом алгоритмом: на один атом европия в компоненте А приходится три молекулы компонента В и одна молекула бидентатного азотистого гетероцикла или две молекулы триалкил или трифенил замещенного фосфиноксида компонента С, при следующем соотношении полимера и активной добавки, мас.%: указанная трехкомпонентная активная добавка 0,05 - 1,0, (со)полимер этилена остальное. Пленки, полученные из предложенной композиции, поглощают не менее 90% УФ составляющей падающего света, преобразуя его в свет красной области спектра. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к полимерным композициям на основе (со)полимера этилена для получения селективно поглощающих свет и люминесцирующих пленок, преобразующих УФ-составляющую солнечного или других источников света в излучение красной области спектра, и может быть использовано в различных областях, например, в сельском хозяйстве.

Известна полимерная композиция на основе поликарбоната, содержащего в качестве активной добавки соединение из ряда пиразинов, наносимая на силикатные стекла и преобразующая энергию УФ-составлящей падающего на нее света в излучение синего диапазона спектра (Патент Японии N 06-199814, кл. C 07 B 241/26, 1994 г.).

Недостатком указанной композиции является ограниченная область ее применения, в частности, в сельском хозяйстве ее использовать нецелесообразно, так как излучение синей области спектра недостаточно эффективно стимулирует рост и урожайность сельскохозяйственных культур по сравнению со светом красной области спектра.

Наиболее близкой к заявленному изобретению является известная полимерная композиция для получения пленок на основе (со)полимера этилена, содержащего в качестве активной добавки одно из комплексных соединений Eu, в частности комплексы следующей структуры: Eu(K)₃ГЦ, где K - β-дикетон, ГЦ - бидентатное азотистое соединение, например, 1,10 - фенантролин (Авт. свид. СССР N 1381128, кл. C 08 K 5/07, 5/32, 5/41,5/45, 1981 г.).

Указанная полимерная композиция имеет следующие недостатки: первый - наличие стадии синтеза активной добавки, что требует определенных затрат сил и средств. Второй - комплексные соединения Eu, указанного строения, как и большинство других комплексных соединений Eu, разлагаются при температурах более низких или равных температуре их плавления. В силу этого, их нельзя ввести в пленки из полиэтилена по общепринятой схеме на стадии получении пленки или полимерного концентрата при экструзии. Следствием этого явилось появление еще одной дополнительной и абсолютно неприемлемой при многотоннажном производстве стадии пропитки гранул полиэтилена раствором активной добавки в ацетоне с последующим испарением растворителя. И третий - как указывают сами авторы изобретения, с увеличением концентрации активной добавки увеличивается светорассеяние пленок (уменьшается светопрозрачность), что приводит к снижению эффективности их применения.

Задачей заявляемого изобретения является создание такой полимерной композиции для получения пленок, которая позволила бы уменьшить потери в интенсивности излучения, проникающего через пленку, обеспечивала бы высокую эффективность преобразования УФ - света в свет красного диапазона спектра и, кроме того, отличалась бы высокой технологичностью и простотой изготовления.

Решение поставленной задачи достигается тем, что предлагаемая композиция для получения пленок на основе (со)полимера этилена, включающая активную добавку, в качестве последней содержит A, B, C, где A - оксид, органическая или неорганическая соль европия: B - одно или несколько соединений из класса β-дикетонов; C - соединение из класса бидентатных азотистых гетероциков или из ряда триалкил(арил)фосфиноксидов, в следующем соотношении: на один атом Eu в компоненте A приходятся три молекулы компонента B и одна молекула C в случае бидентатного азотистого гетероцикла или две молекулы C в случае триалкил(арил)фосфиноксида и при следующем соотношении полимера и активной добавки, мас.%: Указанная трехкомпонентная активная добавка - 0,05 - 1,0 (со)Полимер этилена - Остальное В качестве неорганической соли европия полимерная композиция может содержать нитрат или галогенид европия, гидратированный или безводный.

В качестве органической соли европия полимерная композиция может содержать соединение из ряда солей европия с муравьиной кислотой или ее гомологами до C₁₈ включительно, трифторуксусной кислотой и ее перфторированными гомологами до C₄ включительно, трихлоруксусной кислотой, бензойной кислотой и ее замещенными производными, содержащими от одного до пяти атомов галогена и/или от одной до пяти алкильных или алкоксильных групп от C₁ до C₁₈ включительно, фенильную или бензоильную группу, с фенилуксусной, пиколиновой, никотиновой, изоникотиновой или хинальдиновой кислотами.

В качестве одного или нескольких соединений из класса β-дикетонов полимерная композиция может содержать одно или несколько соединений с общей формулой: R¹C(O)CH₂C(O)R², где R¹ и R² - различные или одинаковые остатки, представляющие собой нормальный или разветвленный алкил от C₁ до C₁₈ включительно, перфторалкил от C₁ до C₄ включительно, незамещенный фенил или содержащий от одного до пяти атомов галогена и/или от одной до пяти алкильных или алкоксильных групп от C₁ до C₁₈ или перфторалкильную группу от C₁ до C₄ включительно, 1- или 2-нафтил, 9-антраценил, 9-фенантренил, 2-теноил, незамещенные или частично или полностью замещенные перечисленными выше остатками.

В качестве одного или одного из нескольких соединений из класса β-дикетонов полимерная композиция может содержать 4- бензоил- 3-метил-1-фенил-2-пиразолин-5-он.

В качестве соединения из класса бидентатных азотистых гетероциклов полимерная композиция может содержать 2,2'-дипиридин, 2,2'-дихинолин, 1,10-фенантролин, батофенантролин, неокупроин или батокупроин.

В качестве триалкил(арил)фосфиноксида полимерная композиция может содержать триалкилфосфиноксид, где алкил от C₁ до C₈ и/или триарилфосфиноксид, где арил - фенил, 2-, 3- или 4-толил, 2-, 3- или 4-метоксифенил или пентафторфенил.

Предлагаемую полимерную композицию готовят следующим образом.

Соединения A, B и C механически перемешивают с гранулами (со)полимера этилена, например, полиэтилена марки 15313-003, и перерабатывают в полимерную пленку известными методами экструзии из расплава (например, в соответствии с ГОСТ 10354-82).

Изобретение иллюстрируется следующими примерами: Пример 1.

Компоненты активной добавки: оксид европия (соединение A), теноилтрифторацетон (соединение B) и 2,2'-дипиридин (соединение C), взятые в соотношении массовых долей 1:3,78:0,89, механически перемешивают с гранулами полиэтилена марки 15313-003 в суммарной концентрации 0,3% от веса полимера. Полученный состав перерабатывают методом экструзии в пленку по ГОСТ 10354-82.

Пример 2.

Компоненты активной добавки: теноилтрифторацетон (соединение B) и 1,10- фенантролин (соединение C), взятые в соотношении массовых долей 1:0,27, механически перемешивают с гранулами полиэтилена марки 15313-003 в суммарной концентрации 10% от веса полимера. Полученный состав перерабатывают методом экструзии в гранулы (концентрат 1). Нитрат европия гексагидрат (соединение A) механически перемешивают с гранулами концентрата 1 и гранулами исходного полимера. Соотношение массовых долей концентрата 1 и исходного полимера 1: 30. Соотношение массовых долей в полученном составе нитрата европия и теноилтрифторацетона 0,67:1. Полученный состав перерабатывают методом экструзии в пленку по ГОСТ 10354-82.

Пример 3.

Компоненты активной добавки: ацетат европия (соединение A), 4-бензоил-3-метил-1-фенил-2-пиразолин-5-он (соединение B) и триоктилфосфиноксид (соединение C), взятые в соотношении массовых долей 1:2,53:2,35, механически перемешивают с гранулами полиэтилена марки 15313-003 в суммарной концентрации 0,3% от веса полимера. Полученный состав перерабатывают методом экструзии в пленку по ГОСТ 10354-82.

Полученные таким образом пленки по своим механическим характеристикам и светорассеянию (светопрозрачности) не отличаются от пленок, полученных из исходного полимера, не содержащего активной добавки. Поглощают не менее 90% УФ-составляющей солнечного или других источников света, трансформируя энергию этого излучения в свет красной области спектра. В качестве иллюстрации на чертеже приведены: 1 - оптическая плотность, 2 - пропускание в УФ-области спектра и 3 - спектр испускания пленки, полученной по технологии, описанной в примере 2, а также 4 - спектр солнечного света в УФ-области спектра (июнь, Москва). Пленки, получаемые с другими комбинациями вводимых соединений (примеры 1 и 3), по этим параметрам принципиально не отличаются от данных, приведенных на рисунке. Пленки на основе предлагаемой полимерной композиции могут быть использованы в различных областях, когда требуется без существенных потерь в интенсивности проникающего сквозь них излучения изменить его спектральный состав, подавив УФ-составляющую этого излучения и усилив его красную составляющую.

Формула изобретения

1. Полимерная композиция для получения пленок на основе (со)полимера этилена, включающая активную добавку, отличающаяся тем, что в качестве активной добавки она содержит А, В, С, где А - оксид, органическая или неорганическая соль европия; В - одно или несколько соединений из класса β- дикетонов; С - соединение из класса бидентатных азотистых гетероциклов или из ряда триалкил(арил)фосфиноксидов, в следующем соотношении: на один атом Eu в компоненте А приходится три молекулы компонента В и одна молекула С в случае бидентатного азотистого гетероцикла или две молекулы С в случае триалкил(арил)фосфиноксида при следующем соотношении полимера и активной добавки, мас.%: Указанная трехкомпонентная активная добавка - 0,05 - 1,0 (Со)полимер этилена - Остальное 2. Полимерная композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве неорганической соли европия она содержит нитрат или галогенид европия, гидратированный или безводный.

3. Полимерная композиция по п.1 или 2, отличающаяся тем, что в качестве органической соли европия она содержит соединение из ряда солей европия с муравьиной кислотой или ее гомологами до С₁₈ включительно, трифторуксусной кислотой и ее перфторированными гомологами до С₄ включительно, трихлоруксусной кислотой, бензойной кислотой и ее замещенными производными, содержащими от одного до пяти атомов галогена и/или от одной до пяти алкильных или алкоксильных групп от С₁ до С₁₈ включительно, фенильную или бензоильную группу, с фенилуксусной, пиколиновой, никотиновой, изоникотиновой или хинальдиновой кислотами.

4. Полимерная композиция по любому из пп.1 - 3, отличающаяся тем, что в качестве β- дикетона она содержит одно или несколько соединений с общей формулой R¹C(O)CH₂C(O)R²,
где R¹ и R² - различные или одинаковые остатки, представляющие собой нормальный или разветвленный аклил от С₁ до С₁₈ включительно, перфторалкил от С₁ до С₄ включительно, незамещенный фенил или содержащий от одного до пяти атомов галогена и/или от одной до пяти алкильных или алкоксильных групп от С₁ до С₁₈ включительно, или перфторалкильную группу от С₁ до С₄ включительно, 1- или 2-нафтил, 9-антраценил, 9-фенантренил, 2-теноил, незамещенные или частично или полностью замещенные в ароматическое ядро перечисленными выше остатками.

5. Полимерная композиция по любому из пп.1 - 4, отличающаяся тем, что в качестве одного или одного из нескольких соединений из класса β-дикетонов она содержит 4-бензоил-3-метил-1-фенил-2-пиразолин-5-он.

6. Полимерная композиция по любому из пп.1 - 5, отличающаяся тем, что в качестве соединения из класса бидентатных азотистых гетероциклов она содержит 2,2-дипиридин, 2,2-дихинолин, 1,10-фенантролин, батофенантролин, неокупроин или батокупроин.

7. Полимерная композиция по любому из пп.1 - 6, отличающаяся тем, что в качестве триалкил(арил) фосфиноксида она содержит триалкилфосфиноксид, где аклил от С₁ до С₈ включительно и/или триарилфосфиноксид, где арил - фенил, 2-, 3- или 4-толил, 2-, 3- или 4-метоксифенил или пентафторфенил.

РИСУНКИ

Рисунок 1