ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ Российский патент 2001 года по МПК C08L27/06 C09K11/08 

Изобретение относится к полимерным композициям на основе поливинилхлорида, предназначенным для изготовления материалов, обладающих светящимся эффектом, например пленок, обувного пластиката, искусственной кожи, линолеума, конструкционных материалов, приборных панелей, шнуров для окантовки дверей, деталей автомобилей, вспененных отделочных материалов, игрушек.

Известны полимерные композиции с люминесцирующим эффектом на основе полиэтилена и органических люминесцентных составляющих (а.с. SU 1159330, кл. C 09 K 11/06, 1993; а.с. SU 1420937, кл. C 09 K 11/06, 1993; Красовицкий Б.М., Болотин Б.М. Органические люминофоры. -М.: Химия, 1987 г, 338 стр.; Барашков Н. Н. , Гундер О.А. Флуоресцирующие полимеры.-М.: Химия, 1987 г. - 224 стр.; Сальвицкая Л.Н., Панасенко Е.Н. и др. - Миграционноустойчивые дневные флуоресцентные пигменты МТСФ - полимера. Журнал "Пластические массы", N 1, 1991 г, с. 47-48; а.с. SU 1552616, кл. C 08 L 27/06, 1996; пат. России 2091421, кл. C 09 L 11/08, 1997).

К недостаткам таких композиций следует отнести их нетехнологичность - окрашивание полиэтилена проводят опудриванием, что приводит к нерациональному использованию сырьевых материалов и загрязнению окружающей среды, а также малое время послесвечения (доли секунды). Кроме того, все органические люминофоры по своей природе светятся, как правило, в присутствии источника возбуждения и почти не имеют послесвечения после окончания возбуждения (доли секунды), что важно, например, для изготовляемой из полимерной композиции приборной панели автомобиля при его эксплуатации в темное время суток.

Известны полимерные композиции на основе термопластичных полимеров, содержащих в своем составе в качестве неорганических светотрансформирующих добавок металлы или оксиды металлов (заявка Великобритании (GB 2165547 A, C 08 K 3/00 1986). Изготовляемые из этих композиций материалы не обладают эффектом послесвечения, поскольку светотрансформирующие добавки являются отражающими или поглощающими свет веществами, а не люминофорами.

Известен светосостав для люминесцентного покрытия, включающий неорганический фотолюминофор и неорганическую добавку (пат. России 2091421, C 09 K 11/08, 1997). Такой состав имеет ограниченную область применения - создание покрытий с добавлением клеевых связующих. Кроме того, используемые в данном составе фотолюминофоры в ПВХ на основе оксидов металлов, активизированных редкоземельными металлами типа Y₂O₃ Eu, или их отечественные аналоги V₂O₃ Eu (ФК-1 и ФК-3, ФК-8) являются дефицитными и дорогостоящими.

Наиболее близкой по составу и достигаемому техническому результату является полимерная композиция, содержащая суспензионный поливинилхлорид, светотрансформирующую добавку, стабилизатор, пластификатор, смазку. В качестве светотрансформирующей добавки используют соединения формулы (TTA)₃ фен, где TTA - теноилтрифторацетон, фен - 1,10 - фенантролин, или Eu(TФФА)₃ 2 TФФО, где ТФАА - гексафторацетилацетон, ТФФО - трифенилфосфиноксид или их смесь. В качестве пластификатора используют эпоксидированное соевое масло, дифенилолпропан, их смесь и др. В качестве стабилизатора используют соосажденный стеарат бария и кадмия, в качестве смазки - ионол (а.с. SU 1552616, C 08 L 27/06, 1996).

Полимерная композиция содержит указанные компоненты в следующем соотношении, мас.%:
соединения европия - 0,10 - 0,50
соосажденный стеарат бария и кадмий или ацетат свинца - 0,20 - 1,40
ионол - 0,10 - 0,70
трифенилфосфиноксид - 0,05-1,00
пластификатор - 22,00 - 35,00
суспензионный поливинилхлорид - остальное
Недостатком указанной композиции являются низкие ее эксплуатационные свойства при переработке в изделия и незначительный светящийся эффект - малое время послесвечения (доли секунды).

Пленки, полученные на основе указанной композиции имеют относительное удлинение при разрыве 180-200%, разрушающее напряжение при растяжении пленки 100-130 кг/см², интенсивность люминесценции при трехчасовом облучении лампой ДРТ-250-27-35%, недостаточно широкий диапазон эксплуатационных характеристик изделий из этой композиции из-за отсутствия в ее составе модификатора и других добавок, их улучшающих.

Задачей изобретения является повышение эксплуатационных свойств изделий, получаемых из полимерной композиции при одновременном обеспечении эффекта послесвечения, а также создание возможности для изготовления изделий многофункционального назначения в широком диапазоне эксплуатационных требований.

Поставленная задача решается тем, что полимерная композиция, содержащая поливинилхлорид, пластификатор, стабилизатор, смазку, светотрансформирующую добавку, в качестве последней она содержит, по крайней мере, один минеральный фотолюминофор из группы, включающей ZnS Cu; ZnS Cu Co; SrS Bi Cu и дополнительно включает пигмент и наполнитель, при следующем содержании компонентов в мас.ч на 10 мас.ч. пиливинилхлорида:
пластификатор - 30-100
стабилизатор - 1,0 - 6,0
смазка - 0,3 - 1,5
пигмент - 0,5 - 12
наполнитель - 10,0 - 70
минеральный фотолюминофор - 05 - 20
В качестве минерального фотолюминофора используют ZnS, Cu, промышленная марка ФКП-03 (время послесвечения 1 час); ZnS, Cu, Co, промышленные марки ФКП-04, ФКП-05 (время послесвечения 3 и 5 часов соответственно); SrS, Bi, Cu, промышленная марка ФКП-06 (время послесвечения 10 часов) и др. или их смеси.

Для получения вспененных пластмасс в композицию можно вводить вспенивающий агент в количестве мас.ч 0,5 - 1,0 в частности порофор ЧХЗ-21.

В композицию для повышения прочности таких изделий как трубы, оконные рамы, тара могут быть введены модификаторы (акрилаты, бутадиен).

В качестве поливинилхлорида используют следующие марки: ПВХ-70 суспензионный (ГОСТ 14332-78); М-64 (обувные); МС 6602С (ТУ 6-01-2-533-80); Е-62; С-7058, С-7059 (кабельные); С-7059 М (медицинский) и др.

В качестве пластификатора могут быть использованы дибутилфталат, диоктилфталат (ГОСТ 8728-77), дифенилпропан, эпоксидные смолы, эпоксидированное масло, трикрезилфосфат и др.

В качестве стабилизатора могут быть использованы стеараты кальция, бария, кадмия, цинка (ТУ 6-14-722-76), трехосновный сульфат свинца (ТООС) ТУ 6-09-4098-75 и др.

В качестве смазки могут быть использованы стеарин (ГОСТ 9419-78), парафин (ГОСТ 23683-89), полиэтиленовый воск ПВ-200 (ТУ 6-05-1516-77), ионол (ОСТ 38.01420-87) (в медицинских изделиях) и др.

В качестве пигмента могут быть использованы диоксид титана крон желтый железо-окисный и др.

В качестве наполнителя - каолин (для повышения негорючести), мел (кабель, обувь), диоксид кремния и др.

Полимерную композицию получают следующим образом: в течение 1,5 - 2 часов в шаровой мельнице размалывают ПВХ, люминофор, пигмент, наполнитель, получая пигментную пасту, остальные компоненты полимерной композиции в жидком виде загружают в смеситель, в который из шаровой мельницы добавляют приготовленную пигментную пасту, полученную смесь нагревают до 100^oC и при этой температуре перемешивают, а затем перерабатывают в изделия по соответствующей этим изделиям технологии.

Полученные изделия (пленка, линолеум, искусственная кожа и др.) облучают лампой ДРТ-250 в течение трех часов на расстоянии 40-50 см от их поверхности.

В табл. 1 приведены рецептуры поливинилхлоридных композиций, в табл. 2 - свойства изделий, получаемых из приведенных в табл. 1 составов полимерных композиций.

Данные табл. 1 показывают, что использование минеральных фотолюминофоров в ПВХ-композициях позволяет создавать пленки, а также конструкционно-прочные изделия с повышенными эксплуатационными свойствами (так, относительное удлинение пленки при разрыве 240-255%, разрушающее напряжение - 130-150 кг/см²) и длительным сроком послесвечения (1-5 часов).

Предлагаемая композиция позволяет получить новый технический результат, поскольку обеспечивает длительное послесвечение (после прекращения облучения от внешнего источника света: солнца, лампы накаливания и др.) при большом ресурсе работы в широком диапазоне эксплуатационных требований.

Описывается полимерная композиция, содержащая поливинилхлорид, пластификатор, стабилизатор, смазку и светотрансформирующую добавку. Она отличается тем, что в качестве светотрансформирующей добавки, содержит, по крайней мере, один минеральный фотолюминофор из группы, включающей ZnS·Cu; ZnS·Cu·Co; SrS·Bi·Cu и дополнительно включает пигмент и наполнитель при следующем содержании компонентов, мас.ч. на 1000 мас.ч. поливинилхлорида: пластификатор 30 - 100, стабилизатор 1,0 - 6,0, смазка 0,3 - 1,5, пигмент 0,5 - 12,0, наполнитель 10,0 - 70,0, минеральный фотолюминофор 0,5 - 20,0. Технический результат - повышение эксплуатационных свойств изделий, получаемых из полимерной композиции при одновременном обеспечении эффекта после свечения. Композиция предназначена для изготовления пленок, обувного пластиката, искусственной кожи, линолеума, приборных панелей, шнуров для окантовки дверей, вспененных отделочных материалов, обладающих светящимся эффектом. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Полимерная композиция, содержащая поливинилхлорид, пластификатор, стабилизатор, смазку и светотрансформирующую добавку, отличающаяся тем, что в качестве светотрансформирующей добавки она содержит, по крайней мере, один минеральный фотолюминофор из группы, включающей ZnS · Cu, ZnS · Cu · Co, SrS · Bi · Cu, и дополнительно включает пигмент и наполнитель при следующем содержании компонентов, мас.ч на 100 мас.ч поливинилхлорида:
Пластификатор - 30 - 100
Стабилизатор - 1,0 - 6,0
Смазка - 0,3 - 1,5
Пигмент - 0,5 - 12,0
Наполнитель - 10,0 - 70,0
Минеральный фотолюминофор - 0,5 - 20,0
2. Полимерная композиция по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит вспенивающий агент в количестве 0,5 - 1,0 мас.ч. 3. Полимерная композиция по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит модификатор в виде акрилатов или бутадиена в количестве 0 - 12,0 мас.ч.