Настоящее изобретение относится к полимерным материалам и, в частности, но не исключительно, изобретение относится к пленкам из фторполимера, например, этилен-тетрафторэтилена (англ. ethylene tetrafluoroethylene, сокращенно ETFE).
Как известно, пленки из ETFE, благодаря их высокой прочности и способности к самоочищению, применяют в строительной практике (например, при изготовлении крыш, стен или окон зданий). Однако, если их применяют в строительстве зданий в регионах с жарким климатом, то внутренние части здания могут сильно нагреваться в результате пропускания пленкой из ETFE инфракрасного излучения (IR). Эта проблема может быть решена посредством установки в помещениях здания устройств для кондиционирования воздуха, которые охлаждают воздух в помещении. Альтернативный вариант может включать попытки ослабления ИК излучения и/или снижения его пропускания пленками из ETFE. Однако желательно, чтобы средства, применяемые для ослабления ИК излучения, не оказывали значительного влияния на пропускание видимого света. Это требование выдвигается, поскольку желательно, чтобы в здание, содержащее такие пленки, проникало как можно больше естественного света. Кроме того, любые средства ослабления излучения не должны оказывать негативного влияния на физические свойства пленки или на ее низкую поверхностную энергию, которая определяет ее способность к самоочищению. Однако названные выше конкурирующие проблемы сложно решить экономичными и практичными средствами.
Задача настоящего изобретения состоит в устранении перечисленных выше проблем.
Задача настоящего изобретения состоит в предоставлении пленки, которая позволяет устранять перечисленные выше проблемы без значительного ухудшения других важных свойств пленки.
Первый аспект изобретения относится к пленке, включающей полимерный материал (А) и добавку, где полимерный материал (А) представляет собой фторполимер, и добавка выбрана из нитрида титана и оксида вольфрама.
Пленка предпочтительно включает один или более термопластичных полимерных материалов и добавку, где по меньшей мере один термопластичный полимерный материал, содержащийся в пленке, представляет собой полимерный материал (А). Отношение выраженной в массовых процентах (% масс.) доли полимерного материала (А), содержащегося в пленке, к выраженному в массовых процентах количеству всех содержащихся в пленке термопластичных полимерных материалов предпочтительно составляет по меньшей мере 0,5, предпочтительнее по меньшей мере 0,75, более предпочтительно по меньшей мере 0,9, особенно предпочтительно по меньшей мере 0,95.
Отношение выраженной в массовых процентах доли фторполимеров (например, имеющих повторяющееся звено, представленное Формулой I, приведенной ниже), содержащихся в пленке, к выраженному в массовых процентах количеству всех содержащихся в пленке термопластичных полимерных материалов предпочтительно составляет по меньшей мере 0,5, предпочтительнее по меньшей мере 0,75, более предпочтительно по меньшей мере 0,9, особенно предпочтительно по меньшей мере 0,95.
Частицы добавки предпочтительно не выступают за пределы матрицы, ограниченной, по меньшей мере частично, полимерным материалом (А).
Пленка предпочтительно включает по меньшей мере 50% масс., предпочтительнее по меньшей мере 75% масс., более предпочтительно по меньшей мере 90% масс., особенно предпочтительно по меньшей мере 95% масс. полимерного материала (А). Пленка может включать от 80 до 120 массовых частей (масс. частей) полимерного материала (А) и от 0,2 до 5 масс. частей добавки. Отношение выраженного в массовых процентах содержания полимерного материала (А) к выраженному в массовых процентах содержанию добавки в пленке может находиться в диапазоне от 10 до 1110, предпочтительно в диапазоне от 20 до 700.
Пленка может включать по меньшей мере 0,1% масс., предпочтительно по меньшей мере 0,2% масс. добавки. Она может включать менее 3% масс. или менее 2% масс. добавки.
Толщина пленки может составлять по меньшей мере 10 мкм, предпочтительно по меньшей мере 100 мкм или более предпочтительно по меньшей мере 150 мкм. Толщина может составлять менее 1000 мкм, предпочтительно менее 500 мкм, более предпочтительно менее 350 мкм.
Полимерный материал (А) предпочтительно представляет собой термопластичный полимер. Он предпочтительно представляет собой насыщенный полимер. Полимерный материал (А) предпочтительно включает повторяющееся звено (XI), которое включает фрагмент
Предпочтительно, повторяющееся звено (XI) представляет собой этиленовое повторяющееся звено.
Полимерный материал (А) предпочтительно включает повторяющееся звено (XII), которое включает фрагмент
Повторяющееся звено (XI) может быть частью повторяющегося звена (XII).
Полимерный материал (А) предпочтительно включает повторяющееся звено (XIII), которое включает фрагмент
где X представляет собой атом галогена, предпочтительно выбранный из атома хлора и атома фтора. Предпочтительно X представляет собой атом фтора.
Полимерный материал (А) предпочтительно включает повторяющееся звено (XIV), которое включает фрагмент
где значение X соответствует описанному выше. Предпочтительно X представляет собой атом фтора.
Полимерный материал (А) предпочтительно представляет собой сополимер, который включает повторяющееся звено, имеющее формулу I, и повторяющееся звено, имеющее формулу III.
В полимерном материале (А) отношение выраженного в молярных процентах содержания фрагментов III к выраженному в молярных процентах содержанию фрагментов I предпочтительно составляет от 0,25 до 4, предпочтительно от 0,6 до 1,5, более предпочтительно от 0,9 до 1,1.
Полимерный материал (А) может включать по меньшей мере 60% масс. фрагментов, имеющих формулу III; и он может включать менее 90% масс. фрагментов, имеющих формулу III.
Полимерный материал (А) может включать по меньшей мере 10% масс. фрагментов, имеющих формулу I; и он может включать менее 40% масс. фрагментов, имеющих формулу I.
Полимерный материал (А) может включать по меньшей мере 60% масс., предпочтительно по меньшей мере 80% масс., более предпочтительно по меньшей мере 95% масс., особенно предпочтительно по меньшей мере 99% масс. фрагментов, имеющих формулу IV.
Полимерный материал (А) может представлять собой сополимер этилена и хлортрифторэтилена (англ. ethylene chlorotrifluoroethylene, сокращенно ECTFE) или сополимер этилена и тетрафторэтилена (ETFE).
Плотность (удельная масса, англ. specific gravity) полимерного материала (А, определяемая в соответствии со стандартом DIN EN ISO 12086, может составлять от 1,5 до 1,9 г/см3.
Показатель текучести расплава (297°С/5 кг) полимерного материала (А), определяемый в соответствии со стандартом DIN EN ISO 1133, может составлять от 7 до 13 г/10 минут.
Температура плавления полимерного материала (А), определяемая в соответствии со стандартом DIN EN ISO 12086, может составлять по меньшей мере 220°С, предпочтительно по меньшей мере 240°С, более предпочтительно по меньшей мере 260°С. Температура плавления может составлять менее 300°С, предпочтительно менее 280°С.
Предел прочности при растяжении (23°С) полимерного материала (А), определяемый в соответствии со стандартом DIN EN ISO 527-1, может составлять по меньшей мере 40 МПа, предпочтительно по меньшей мере 47 МПа. Он может составлять менее 70 МПа.
Удлинение при разрыве (23°С) полимерного материала (А), определяемое в соответствии со стандартом DIN EN ISO 527-1, может составлять по меньшей мере 350%, предпочтительно по меньшей мере 430%. Оно может составлять менее 600%.
Модуль упругости при растяжении полимерного материала (А), определяемый в соответствии со стандартом DIN EN ISO 527-1, может составлять по меньшей мере 900 МПа, предпочтительно по меньшей мере 1100 МПа. Он может составлять менее 1500 МПа.
Сопротивление распространению надрыва полимерного материала (А), определяемое в соответствии со стандартом DIN 53363, может составлять по меньшей мере 350 Н/мм, предпочтительно по меньшей мере 450 Н/мм. Оно может составлять менее 700 Н/мм.
Светопроницаемость (светопропускание) при 550 нм полимерного материала (A), измеренное для пленки из чистого полимерного материала (А) толщиной 100 мкм, может составлять по меньшей мере 85%, предпочтительно по меньшей мере 90%.
Пленка может включать полимерный материал (В), который предпочтительно представляет собой фторполимер. Полимерный материал (В) предпочтительно представляет собой термопластичный полимер. Он предпочтительно представляет собой насыщенный полимер. Полимерный материал (В) может обладать любым признаком рассмотренного полимерного материала (А). Таким образом, он может включать фрагмент I, фрагмент II, фрагмент III и/или фрагмент IV; он предпочтительно представляет собой сополимер этилена и тетрафторэтилена (ETFE). Предпочтительно, полимерные материалы (А) и (В) включают повторяющиеся звенья одинакового типа. В полимерном материале (В) отношение выраженного в молярных процентах содержания фрагментов III к выраженному в молярных процентах содержанию фрагментов I предпочтительно составляет от 0,25 до 4, предпочтительно от 0,6 до 1,5, более предпочтительно - от 0,9 до 1,1. Полимерный материал (В) может включать по меньшей мере 60% масс. фрагментов, имеющих формулу III; и он может включать менее 90% масс. фрагментов, имеющих формулу III. Полимерный материал (B) может включать по меньшей мере 10% масс. фрагментов, имеющих формулу I; и он может включать менее 40% масс. фрагментов, имеющих формулу I. Полимерный материал (В) может включать по меньшей мере 60% масс., предпочтительно по меньшей мере 80% масс., более предпочтительно по меньшей мере 95% масс., особенно предпочтительно по меньшей мере 99% масс. фрагментов, имеющих формулу IV.
Полимерный материал (В) предпочтительно имеет плотность, показатель текучести расплава, температуру плавления, прочность при растяжении, модуль упругости при растяжении, сопротивление распространению надрыва и светопроницаемость, указанные при рассмотрении свойств полимерного материала (А). Таким образом, полимерные материалы (А) и (В) предпочтительно представляют собой одинаковые или весьма сходные полимерные материалы.
Предпочтительно полимерный материал (А) составляет по меньшей мере 60% масс., более предпочтительно по меньшей мере 80% масс., особенно предпочтительно по меньшей мере 85% масс. от общей массы содержащихся в пленке термопластичных полимерных материалов. В одном из примеров осуществления полимерный материал (А) составляет 90 до 100% масс., предпочтительно 95 до 100% масс. от общей массы содержащихся в пленке термопластичных полимерных материалов. В другом примере осуществления общее процентное (масс. %) содержание в пленке термопластичных полимерных материалов может включать от 5 до 15% масс. полимерного материала (В). Таким образом, предпочтительно, общее количество содержащихся в пленке термопластичных полимерных материалов включает от 80 до 100% масс. полимерного материала (А) и от 0 до 20% масс. полимерного материала (В). Один из примеров включения полимерного материала (В) представляет собой использование полимерного материала С88АХМВ, рассмотренное в Примере 4.
Суммарное процентное содержание (% масс.) всех термопластичных полимерных материалов, содержащихся в пленке, и добавки предпочтительно составляет по меньшей мере 95% масс., предпочтительнее по меньшей мере 97% масс., более предпочтительно по меньшей мере 99% масс.
Суммарное процентное содержание (% масс.) всех термопластичных полимерных материалов, нитрида титана и оксида вольфрама в пленке предпочтительно составляет по меньшей мере 95% масс., предпочтительнее по меньшей мере 97% масс., более предпочтительно по меньшей мере 99% масс.
Суммарное процентное содержание (% масс.) полимерного материала (А) и добавки предпочтительно составляет по меньшей мере 80% масс., более предпочтительно по меньшей мере 90% масс.
Суммарное процентное содержание (% масс.) полимерного материала (А), полимерного материала (В) и добавки предпочтительно составляет по меньшей мере 95% масс., предпочтительнее по меньшей мере 97% масс., более предпочтительно по меньшей мере 99% масс.
Пленка может включать по меньшей мере 50 частей на миллион, например, по меньшей мере 85 частей на миллион добавки. Пленка может включать менее 5000 частей на миллион или менее 3000 частей на миллион добавки.
В первом примере осуществления, в котором добавка представляет собой нитрид титана, суммарное процентное содержание (% масс.) полимерного материала (А) и нитрида титана предпочтительно составляет по меньшей мере 80% масс., более предпочтительно по меньшей мере 90% масс. Суммарное процентное содержание (% масс.) полимерного материала (А), полимерного материала (В) и нитрида титана предпочтительно составляет по меньшей мере 95% масс., предпочтительнее по меньшей мере 97% масс., более предпочтительно по меньшей мере 99% масс.
Если добавка представляет собой нитрид титана, то пленка может включать по меньшей мере 50 частей на миллион, например, по меньшей мере 85 частей на миллион нитрида титана. Пленка может включать менее 500 частей на миллион или менее 350 частей на миллион нитрида титана.
Согласно второму примеру осуществления, в котором добавка представляет собой оксид вольфрама, суммарное процентное содержание (% масс.) полимерного материала (А) и оксида вольфрама предпочтительно составляет по меньшей мере 80% масс., более предпочтительно по меньшей мере 90% масс. Суммарное процентное содержание (% масс.) полимерного материала (А), полимерного материала (В) и оксида вольфрама предпочтительно составляет по меньшей мере 95% масс., предпочтительнее по меньшей мере 97% масс., более предпочтительно по меньшей мере 99% масс.
Если добавка представляет собой оксид вольфрама, то пленка может включать по меньшей мере 250 частей на миллион, предпочтительно по меньшей мере 500 частей на миллион оксида вольфрама. Она может включать менее 5000 частей на миллион или менее 3000 частей на миллион оксида вольфрама.
Предпочтительно добавка диспергирована в пленке. Добавка предпочтительно диспергирована во всей пленке. Пленка предпочтительно включает (в частности, по существу состоит из) гомогенную смесь рассматриваемого термопластичного полимерного материала (которая включает полимерный материал (А) и добавку).
Добавка предпочтительно находится в виде частиц, которые диспергированы во всей пленке и/или в полимерном материале (А). Предпочтительно величина d50 частиц добавки, находящейся в пленке, составляет менее 50 мкм, предпочтительно менее 25 мкм, более предпочтительно менее 10 мкм и особенно предпочтительно 5 мкм или менее. В некоторых примерах осуществления величина d50 частиц может составлять менее 2 мкм. Величина d50 частиц может превышать 10 нм, например, составлять более 20 нм. Величина d50 может быть определена способом лазерной дифракции, рассмотренным в настоящем описании.
Предпочтительно, менее 5% об., менее 3% об. или менее 1% об. частиц имеют размер частиц, измеряемый в соответствии со способом, рассмотренным в настоящем описании, который составляет более 100 мкм или более 5 мкм. Предпочтительно менее 5% об. частиц имеют размер частиц, составляющий более 5 мкм. Предпочтительно более 5% об., предпочтительнее более 25% об., более предпочтительно более 50% об., особенно предпочтительно - более 75% об. частиц имеют размер частиц, составляющий более 20 нм.
Распределение размеров частиц может быть выражено в виде "диапазона (разброса) (S от англ. "Span")", где S вычисляют в соответствии со следующим уравнением:
S=(d90-d10)/d50
где d90 представляет собой размер частиц, в которых 90% объема составляют частицы, диаметр которых меньше установленного диаметра d90; и d10 представляет собой размер частиц, в которых 10% объема составляют частицы, диаметр которых меньше установленного диаметра d10; и d50 представляет собой размер частиц, в которых 50% объема составляют частицы, диаметр которых больше установленного значения d50, и 50% объема составляют частицы диаметр, которых меньше установленного значения d50.
Предпочтительным может быть распределение размеров частиц, в котором диапазон (S) составляет от 0,01 до 10 или от 0,01 до 5, или, например, от 0,1 до 3.
Размерное отношение (SR от англ. "size-ratio") может быть определено следующим образом:
SR предпочтительно составляет по меньшей мере 5, предпочтительнее составляет по меньшей мере 7, более предпочтительно составляет по меньшей мере 8 и особенно предпочтительно составляет по меньшей мере 9. Эта величина может составлять менее 100 или менее 40.
Оксид вольфрама может иметь обобщенную формулу WOx, где 2,2≤х≤2,999, например, 2,65≤x≤2,95. Оксид вольфрама может иметь обобщенную формулу MxWyOz, где М представляет собой один или более элементов, выбранных из Н, Не, щелочных металлов, щелочноземельных металлов, редкоземельных элементов, Мg, Zr, Cr, Mn, Fe, Ru, Со, Rh, Ir, Ni, Pd, Pt, Си, Ag, Au, Zn, Cd, Al, Ga, In, Tl, Si, Ge, Sn, Pb, Sb, B, F, P, S, Se, Br, Те, Ti, Nb, V, Mo, Та, Re, Be, Hf, Os, Bi и I; W представляет собой вольфрам; О представляет собой кислород; 0,001≤х/у≤1, например, 0,001≤х/у≤0,1, и 2,2≤z/y≤2,999, например, 2,65≤z/y≤2,95. В некоторых примерах осуществления, в которых вольфрам имеет обобщенную формулу MxWyOz, z/y составляет 2,72 или 2,9. Упоминание 2,9 включает 2,90 и 2,92.
Предпочтительно, оксид вольфрама имеет формулу WOx, где 2,2≤x≤2,999, например, 2,65≤x≤2,95 Было обнаружено, что такой оксид вольфрама имеет чрезвычайно полезные свойства.
Оксид вольфрама предпочтительно включает по меньшей мере 70% масс., по меньшей мере 80% масс., по меньшей мере 90% масс., по меньшей мере 95% масс., по меньшей мере 99% масс. или, в частности, приблизительно 100% масс. WOx, где 2,2≤x≤2,999, например, 2,65≤x≤2,95. Оксид вольфрама предпочтительно включает по меньшей мере 70% масс., по меньшей мере 80% масс., по меньшей мере 90% масс., по меньшей мере 95% масс., по меньшей мере 99% масс. или, в частности, приблизительно 100% масс. WOx, где 2,70≤х≤2,90.
Известно, что стехиометрическая формула нитрида титана может варьироваться в диапазоне от TiN0,42 До TiN1,16, но обычно соотношение количества атомов титана к количеству нитридных атомов азота составляет один к одному. Если добавка представляет собой нитрид титана, то содержащийся в пленке нитрид титана предпочтительно включает по меньшей мере 74% масс., предпочтительно по меньшей мере 77% масс. фрагментов, содержащих титан. Содержащийся в пленке нитрид титана предпочтительно включает менее 90% масс., предпочтительно менее 80% масс. фрагментов, содержащих титан. Содержащийся в пленке нитрид титана предпочтительно включает по меньшей мере 10% масс., более предпочтительно по меньшей мере 20% масс. фрагментов, содержащих азот. Содержащийся в пленке нитрид титана предпочтительно включает 26% масс. или менее, более предпочтительно 23% масс. или менее фрагментов, содержащих азот. Предпочтительно, содержащийся в пленке нитрид титана включает от 75 до 79% масс. (в частности, от 76 до 78% масс.) фрагментов, содержащих титан, и от 21 до 25% масс. (в частности, от 22 до 24% масс.) фрагментов, содержащих азот.
Пленка может составлять часть здания. Площадь пленки может составлять по меньшей мере 1 м2, предпочтительно по меньшей мере 5 м2. Предпочтительно пленка составляет часть крыши, стены или окна здания.
Второй аспект изобретения относится к способу получения пленки согласно первому аспекту, где способ включает:
(i) выбор композиции (А) включающей добавку, выбранную из нитрида титана и оксида вольфрама;
(ii) контакт композиции (А) с полимерным материалом (А), который представляет собой фторполимер; и
(iii) обработку композиции (А) и полимерного материала (А) в расплаве с целью получения пленки.
Полимерный материал (А) согласно второму аспекту может обладать любым признаком полимерного материала (А) согласно первому аспекту.
Пленка согласно второму аспекту может обладать любым признаком пленки согласно первому аспекту.
Добавка согласно второму аспекту может обладать любым признаком добавки согласно первому аспекту.
Композиция (А), выбранная в этапе (i), может представлять собой жидкую композицию или твердую композицию, например, маточную смесь (также называемую наполненной каучуковой смесью).
Композиция (А) предпочтительно представляет собой твердую маточную смесь.
Композиция (А) согласно второму аспекту может включать по меньшей мере 1000 частей на миллион или по меньшей мере 2000 частей на миллион добавки. Она может включать менее 20000 частей на миллион добавки.
Предпочтительно процентное содержание (% масс.) добавки в композиции (А) превышает процентное содержание (% масс.) добавки в пленке, получаемой рассматриваемым способом. В этом случае композиция (А) может включать по меньшей мере 0,05% масс., предпочтительно по меньшей мере 0,10% масс., особенно предпочтительно по меньшей мере 0,15% масс. добавки. Она может включать менее 2% масс. добавки. Композиция (А) предпочтительно представляет собой твердую маточную смесь. Композиция (А) подходящим образом включает термопластичный полимерный материал. Композиция (А) предпочтительно включает по меньшей мере 90% масс., предпочтительнее по меньшей мере 95% масс., особенно предпочтительно по меньшей мере 98% масс. термопластичного полимера. Композиция (А) предпочтительно включает полимерный материал (С), который представляет собой фторполимер.
Полимерный материал (С) предпочтительно представляет собой термопластичный полимер. Этот полимер предпочтительно представляет собой насыщенный полимер. Полимерный материал (С) предпочтительно включает повторяющееся звено (XI), которое включает фрагмент
Предпочтительно, повторяющееся звено (XI) представляет собой этиленовое повторяющееся звено.
Полимерный материал (С) предпочтительно включает повторяющееся звено (XII), которое включает фрагмент
Повторяющееся звено (XI) может быть частью повторяющегося звена (XII).
Полимерный материал (С) предпочтительно включает повторяющееся звено (XIII), которое включает фрагмент
где X представляет собой атом галогена, предпочтительно выбранный из атома хлора и атома фтора. Предпочтительно, X представляет собой атом фтора.
Полимерный материал (С) предпочтительно включает повторяющееся звено (XIV), которое включает фрагмент
где значение X соответствует описанному выше. Предпочтительно, X представляет собой атом фтора.
Полимерный материал (С) предпочтительно представляет собой сополимер, который включает повторяющееся звено, имеющее формулу I, и повторяющееся звено, имеющее формулу III.
Отношение выраженного в молярных процентах содержания фрагментов III к выраженному в молярных процентах содержанию фрагментов I в полимерном материале (С) предпочтительно составляет от 0,25 до 4, предпочтительно от 0,6 до 1,5, более предпочтительно от 0,9 до 1,1.
Полимерный материал (С) может включать по меньшей мере 60% масс. фрагментов, имеющих формулу III; и он может включать менее 90% масс. фрагментов, имеющих формулу III.
Полимерный материал (С) может включать по меньшей мере 10% масс. фрагментов, имеющих формулу I; и он может включать менее 40% масс, фрагментов, имеющих формулу I.
Полимерный материал (С) может включать по меньшей мере 60% масс., предпочтительно по меньшей мере 80% масс., более предпочтительно по меньшей мере 95% масс., особенно предпочтительно по меньшей мере 99% масс. фрагментов, имеющих формулу IV.
Полимерный материал полимер (С) может представлять собой этилен-хлортрифторэтилен (ECTFE) или сополимер этилена и тетрафторэтилена (ETFE).
Полимерный материал (С) предпочтительно имеет величины плотности, показателя текучести расплава, температуры плавления, прочности при растяжении, модуля упругости при растяжении, сопротивления распространению надрыва и светопроницаемости, указанные при рассмотрении полимерного материала (А). Предпочтительно, полимерные материалы (А) и (С) идентичны. Предпочтительно они являются одним и тем же полимерным материалом.
При проведении этапа (iii) способа, обработку в расплаве предпочтительно выполняют в экструдере, и пленку получают с помощью стандартных методик.
Третий аспект изобретения относится к способу получения композиции (А) согласно второму аспекту, где способ включает:
(i) выбор жидкой композиции (В), включающей носитель и добавку, выбранную из нитрида титана и оксида вольфрама;
(ii) контакт жидкой композиции (В) с полимерным материалом (С), который представляет собой фторполимер; и
(iii) обработку жидкой композиции с полимерным материалом (С) в расплаве.
Полимерный материал (С) согласно третьему аспекту может обладать любым признаком полимерного материала (С) согласно второму аспекту.
Добавка согласно третьему аспекту может обладать любым признаком добавки согласно первому и/или второму аспектам. Предпочтительно по меньшей мере 90% масс. частиц добавки присутствуют в жидкой композиции (В) в виде первичных частиц, т.е. обычно частицы добавки не находятся в виде агломератов.
Жидкая композиция (В) может включать по меньшей мере 10% масс., предпочтительно по меньшей мере 14% масс. добавки; она может включать менее 50% масс. добавки.
Жидкая композиция (В) может включать до 90% масс., например, до 86% масс. носителя; она предпочтительно включает по меньшей мере 50% масс. носителя. Носитель предпочтительно представляет собой жидкость (при 25°С и атмосферном давлении); он может представлять собой растительное или минеральное масло или гликоль. Особенно предпочтительным гликолем является этиленгликоль.
Носитель может иметь температуру кипения, которая ниже максимальной температуры обработки полимерного материала (С) в этапе (iii) способа. Температура кипения носителя может быть по меньшей мере на 10°С ниже максимальной температуры обработки полимерного материала (С) в этапе (iii) способа.
Температура кипения носителя может составлять менее 330°С, предпочтительно менее 320°С, более предпочтительно менее 310°С, особенно предпочтительно менее 250°С.
При проведении этапа (ii) может быть осуществлен контакт жидкой композиции (В) и полимерного материала (С), во время которого оба компонента находятся при температуре, составляющей менее 50°С, например, при обычной температуре. Этап (ii) предпочтительно включает смешивание жидкой композиции (В) и полимерного материала (С).
При проведении этапа (iii) обработка в расплаве может быть проведена в экструдере. Максимальная температура, до которой нагревают жидкую композицию (В) и полимерный материал (С) в экструдере, может составлять менее 330°С, например, менее 320°С. Максимальная температура может быть ниже (например, по меньшей мере на 10°С или по меньшей мере на 20°С) максимальной температуры, достигаемой при проведении экструзии в этапе (iii) способа согласно второму аспекту.
При проведении способа согласно третьему аспекту носитель может быть удален из полимерного материала при проведении этапа (iii) или после этого. Например, носитель может быть выпущен (стравлен) во время проведения обработки в расплаве.
Способ предпочтительно включает получение (и композиция (А) предпочтительно включает) твердого, например, в виде гранул, материала, включающего полимерный материал (С) и добавку. Получаемый твердый материал предпочтительно включает менее 5% масс., например, менее 1% масс. носителя. По завершении этого способа композиция (А) может представлять собой композицию, согласно второму аспекту изобретения.
Четвертый аспект изобретения относится к композиции (А) согласно второму и/или третьему аспектам. Композиция предпочтительно включает полимерный материал (С), который представляет собой фторполимер, и добавку, выбранную из нитрида титана и оксида вольфрама.
Полимерный материал (С) предпочтительно представляет собой материал, рассмотренный согласно второму аспекту. Добавка, нитрид титана и оксид вольфрама предпочтительно представляют собой материалы, рассмотренные согласно первому, второму и/или третьему аспектам.
В одном из предпочтительных примеров осуществления композиция (А) находится в твердом состоянии (например, в виде гранул) и включает частицы добавки, включающей нитрид титана или оксид вольфрама, диспергированные в полимерном материале (С). Полимерный материал (С) предпочтительно представляет собой материал, рассмотренный выше, и более предпочтительно включает структуру, имеющую формулу IV. Он предпочтительно представляет собой сополимер этилена и тетрафторэтилена (т.е. предпочтительно ETFE). Композиция (А) предпочтительно включает по меньшей мере 0,05% масс., особенно предпочтительно по меньшей мере 0,15% масс. добавки, и может включать менее 2% масс. добавки. Композиция (А) предпочтительно включает по меньшей мере 90% масс., более предпочтительно по меньшей мере 95% масс., особенно предпочтительно по меньшей мере 98% масс. полимерного материала (С). Она может включать менее 99% масс. полимерного материала (С).
Пятый аспект относится к способу строительства здания, где способ включает следующие этапы:
(i) выбор пленки согласно первому аспекту;
(ii) фиксацию пленки между по меньшей мере двумя опорными конструкциями для создания части здания. Часть здания может представлять собой крышу, стену или окно здания.
Изобретение включает применение пленки согласно первому аспекту в или на здании для снижения количества ИК излучения, проникающего в здание.
Ниже представлены конкретные, но не ограничивающие примеры осуществления изобретения.
В примерах упоминаются следующие материалы:
Нитрид титана означает нитрид титана, в котором средний размер первичных частиц составляет порядка нанометра.
Оксид вольфрама означает порошкообразный WO2,72 с размером частиц менее 2 мкм.
ETFE 6235 представляет собой ETFE Dyneon (товарный знак), который представляет собой частично фторированный сополимер, включающий тетрафторэтилен и этилен, предназначенный для экструзии пленок. Его температура плавления составляет 266°С (DIN ES ISO 12086), а показатель текучести расплава составляет 10 г/10 минут (DIN EN ISO 1133).
С88АХМР представляет собой ETFE в гранулированной форме, поставляемый AGC Chemicals.
Если не сказано иное, указанные в настоящем описании размеры частиц были определены с помощью лазерного дифракционного анализатора размера частиц Beckman Coulter LS230, снабженного микрообъемным модулем (Micro Volume Module), заполненным дихлорметаном. Перед вводом в модуль образцы разбавляли минеральным маслом.
Ниже в Примерах 1 и 2 рассмотрено приготовление жидких композиций, которые использовали для получения твердых маточных смесей; в Примерах 3 и 4 рассмотрено приготовление твердых маточных смесей; в Примерах 5-10 рассмотрено получение пленок с использованием маточных смесей; и в Примере 11 рассмотрен анализ параметров пленок.
Пример 1
Получение жидкой композиции, включающей нитрид титана
Рассмотренный нитрид титана (15% масс.) медленно добавляли при постоянном перемешивании к этиленгликолю (85% масс.). После добавления твердого нитрида титана увеличивали скорость смесителя до образования гладкой воронки, после чего скорость смесителя поддерживали на этом повышенном уровне до полного диспергирования твердых веществ. Затем дисперсию переносили в шаровую мельницу и размалывали до достижения требуемого размера частиц нитрида титана и разрушения агломератов.
Размер частиц, определенный способом трансмиссионной электронной микроскопии (ТЭМ), составлял 20 нм.
Пример 2
Получение жидкой композиции, включающей оксид вольфрама
Размолотый оксид вольфрама (40% масс.), размер частиц которого, как указано, составлял менее 2 мкм, медленно добавляли при постоянном перемешивании, как указано в Примере 1, в этиленгликоль (60% масс.), после чего производили полное диспергирование твердых веществ, как указано в Примере 1. Размер частиц, измеренный способом лазерной дифракции, составил <2 мкм.
Пример 3
Получение маточной смеси, включающей нитрид титана
Полученную согласно Примеру 1 жидкую композицию (1,28% масс.) смешивали со смесью, состоящей из сухих гранул полимера ETFE 6235 и порошка С88АХМВ, получая предварительную смесь из полимера/жидкого поглотителя ИК излучения.
Смешанную композицию подавали в двухшнековый экструдер для расплавления ETFE полимера и диспергирования частиц нитрида титана в полимерной матрице. Кроме того, при обработке в экструдере производили выпуск этиленгликоля. На выходе из экструдера композицию охлаждали и гранулировали.
Гранулированная смесь была охарактеризована с помощью цветовых величин MFI и Lab*, и результаты представлены в Таблице 1. Для сравнения в Таблице 1 приведен Пример С1, в котором смесь включала ETFE6235 и не включала нитрида титана.
Из приведенных цветовых данных понятно, что добавление в маточную смесь нитрида титана делает цвет маточной смеси намного темнее цвета первоначального полимера. В случае MFI он практически не изменяется при добавлении жидкого поглотителя ИК, что указывает на то, что жидкий носитель не действует как пластификатор и не влияет на реологию полимера, то есть подтверждает успешное удаление жидкого компонента.
Пример 4
Получение маточной смеси, включающей оксид вольфрама
В общем, следовали процедуре Примера 3, т.е. смешивали ETFE6235 (87,27% масс.), гранулы С88АХМВ Ashai (9,18% масс.) и жидкую композицию Примера 2 (3,55% масс.). Продукт, выпускаемый из экструдера, гранулировали, и гранулированную смесь анализировали, как указано в Примере 3. Результаты представлены в Таблице 1. Так, оксид, содержащийся в маточной смеси Примера 3, делает маточную смесь темнее по сравнению с первоначальным полимером, но при этом по существу не влияет на MFI, что указывают на то, что жидкий носитель не является пластификатором для полимера и не влияет иным образом на его реологические свойства.
Примеры 5-10
Получение пленок, включающих маточные смеси Примеров 3 и 4
Маточные смеси Примеров 3 и 4 смешивали с полимером ETFE6235 в различных соотношениях и экструдировали с помощью одношнекового экструдера, снабженного головкой для экструзии пленки, получая пленки толщиной 200 мкм.
Содержание компонентов, используемых для получения пленок, представлено в Таблице 2. Все представленные в Таблице количества выражены в массовых процентах.
Пример 11
Оценка параметров пленок
Полученные пленки (Примеры 5-10) исследовали, измеряя пропускание с помощью спектрофотометра для измерений в УФ, видимой и ближней ИК областях (англ. UV-VIS-NIR), и определяя процент ослабления пропускания ИК излучения, измеренного при 700, 800, 900 и 1000 нм, который показывает ослабление (%) пропускания ИК излучения (т.е. поглощение ИК излучения). Также определяли цвета полученных пленок, которые выражали в виде величин Lab* (L*, а*, b* и ΔЕ* в сравнении с Примером С1). Результаты представлены в Таблице 3.
*н.о. - не определяли
При сравнении с немодифицированными полимерными материалами (Пример С5) очевидно, что добавление повышенных количеств маточной смеси Примера 3 (т.е. в Примерах 5-7) приводит к ослаблению пропускания ИК при означенных длинах волн, и что такое поглощение ИК излучения повышается при повышении добавляемого количества маточной смеси Примера 3. Соответственно, при повышении эффекта поглощения ИК излучения материал становится темнее, но при этом прозрачность пленки сохраняется. Примеры 8-10 базировались на добавлении Примеров 5-7 за исключением того, что эффект поглощения ИК излучения повышался. Пленки Примеров 8-10 действительно становились темнее по мере повышения добавляемой доли маточной смеси Примера 4, но при этом прозрачность материала сохранялась.
Таким образом, успешное применение рассмотренных маточных смесей позволяет получать пленки, которые, будучи размещены на внешней стороне зданий (например, в виде деталей крыш или стен), пропускают в здание значительное количество видимого света, но ограничивают проникновение в здание ИК излучения.
Изобретение не ограничено конкретными приведенными примерами осуществления. Изобретение включает любые новые признаки или любую новую комбинацию признаков, рассмотренных в приведенном описании (включая пункты формулы изобретения, реферат и сопроводительные графические изображения) или любые новые этапы или любую новую комбинацию этапов любого способа, рассмотренного в приведенном описании.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| ТЕРМОПЛАСТИЧНЫЕ ПОЛИМЕРЫ | 2014 |
|
RU2664938C2 |
| ТЕРМОПЛАСТИЧНЫЕ ПОЛИМЕРЫ | 2014 |
|
RU2660021C2 |
| КОМПОНЕНТ ТУРБОМАШИНЫ С МЕТАЛЛИЧЕСКИМ ПОКРЫТИЕМ | 2020 |
|
RU2776388C1 |
| ПОЛИМЕРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ | 2012 |
|
RU2609798C2 |
| ПОЛИМЕРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ДОБАВКИ К НИМ | 2005 |
|
RU2397999C2 |
| ПОЛИМЕРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ | 2014 |
|
RU2664935C2 |
| ИЗДЕЛИЕ, СОДЕРЖАЩЕЕ ЭЛЕМЕНТЫ РЕЛЬЕФА НА СВОЕЙ ПОВЕРХНОСТИ (ВАРИАНТЫ) | 2011 |
|
RU2566841C2 |
| ПИГМЕНТЫ И КОМПОЗИЦИИ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В ЛАЗЕРНОЙ МАРКИРОВКЕ | 2001 |
|
RU2268904C2 |
| АНТИПРИГАРНОЕ ПОВЕРХНОСТНОЕ ПОКРЫТИЕ | 2007 |
|
RU2439100C2 |
| КИСЛОРОДОПОГЛОЩАЮЩИЕ СМОЛЫ И КОНТЕЙНЕРЫ, ИМЕЮЩИЕ МИНИМАЛЬНОЕ ОКРАШИВАНИЕ | 2002 |
|
RU2307846C2 |
Изобретение относится к пленке для применения в строительной практике, являющейся частью здания, например крыши, стен или окон зданий. Пленка включает полимерный материал и добавку, где полимерный материал представляет собой фторполимер, и добавка выбрана из нитрида титана и оксида вольфрама. Предпочтительные полимерные материалы могут представлять собой сополимер этилена и хлортрифторэтилена (ECTFE) или сополимер этилена и тетрафторэтилена (ETFE). Пленка характеризуется толщиной по меньшей мере 10 мкм и менее 500 мкм. При этом, если добавка представляет собой нитрид титана, то пленка включает по меньшей мере 50 частей на миллион и менее 500 частей на миллион нитрида титана. Если добавка представляет собой оксид вольфрама, то пленка включает по меньшей мере 250 частей на миллион и менее 3000 частей на миллион оксида вольфрама, где оксид вольфрама имеет формулу WOx, где 2,65≤ х ≤ 2,95. Описаны также способ получения пленки, способ получения композиции, используемой для получения пленки, и композиция для получения пленки. Технический результат – обеспечение пленок, которые, будучи размещенными на внешней стороне здания, пропускают в здание значительное количество видимого света, но ограничивают проникновение ИК-излучения при сохранении прозрачности пленки. 4 н. и 30 з.п. ф-лы, 3 табл., 11 пр.
1. Пленка, включающая полимерный материал (А) и добавку, где полимерный материал (А) представляет собой фторполимер, а добавка выбрана из нитрида титана и оксида вольфрама, причем:
пленка составляет часть здания;
полимерный материал (А) включает структуру
где X представляет собой атом галогена;
пленка имеет толщину по меньшей мере 10 мкм и менее 500 мкм; при этом:
если добавка представляет собой нитрид титана, то пленка включает по меньшей мере 50 частей на миллион и менее 500 частей на миллион нитрида титана; и
если добавка представляет собой оксид вольфрама, то пленка включает по меньшей мере 250 частей на миллион, и менее 3000 частей на миллион оксида вольфрама;
причем оксид вольфрама имеет формулу WOx, где 2,65≤х≤2,95.
2. Пленка по п. 1, в которой отношение выраженной в массовых процентах доли полимерного материала (А), содержащегося в пленке, к выраженному в массовых процентах количеству всех содержащихся в пленке термопластичных полимерных материалов составляет по меньшей мере 0,5.
3. Пленка по п. 1 или 2, в которой отношение выраженной в массовых процентах доли фторполимеров, содержащихся в пленке, к выраженному в массовых процентах количеству всех содержащихся в пленке термопластичных полимерных материалов составляет по меньшей мере 0,95.
4. Пленка по любому из предшествующих пунктов, в которой полимерный материал (А) включает повторяющееся звено (XIII), которое включает фрагмент
где X представляет собой атом фтора.
5. Пленка по п. 4, в которой полимерный материал (А) включает структуру
где X представляет собой атом фтора.
6. Пленка по любому из предшествующих пунктов, в которой полимерный материал (А) представляет собой сополимер этилена и тетрафторэтилена.
7. Пленка по любому из предшествующих пунктов, в которой полимерный материал (А) составляет по меньшей мере 60 мас.%, от общей массы содержащихся в пленке термопластичных полимерных материалов.
8. Пленка по любому из предшествующих пунктов, в которой суммарное процентное содержание (мас.%.) всех термопластичных полимерных материалов, нитрида титана и оксида вольфрама в пленке составляет по меньшей мере 99 мас.%.
9. Пленка по любому из предшествующих пунктов, в которой добавка представляет собой нитрид титана, и суммарное процентное содержание (мас.%) полимерного материала (А) и нитрида титана в пленке составляет по меньшей мере 80 мас.%.
10. Пленка по любому из пп. 1-8, в которой добавка представляет собой оксид вольфрама, и суммарное процентное содержание (мас.%) полимерного материала (А) и оксида вольфрама составляет по меньшей мере 80 мас.%.
11. Пленка по любому из предшествующих пунктов, в которой добавка находится в виде частиц, диспергированных во всей пленке и/или в полимерном материале (А), и частицы добавки в пленке имеют d50, определяемый способом лазерной дифракции, который составляет менее 50 мкм.
12. Пленка по любому из предшествующих пунктов, в которой размерное отношение (SR) определяют следующим образом:
где SR составляет по меньшей мере 5 и составляет менее 100.
13. Пленка по любому из предшествующих пунктов, в которой добавка представляет собой оксид вольфрама.
14. Пленка по любому из предшествующих пунктов, в которой добавка представляет собой нитрид титана и нитрид титана в пленке включает по меньшей мере 77 мас.%, фрагментов, содержащих титан; и включает по меньшей мере 20 мас.%, фрагментов, содержащих азот.
15. Способ получения пленки по любому из пп. 1-14, который включает:
(i) выбор композиции (А), включающей добавку, выбранную из нитрида титана и оксида вольфрама;
(ii) приведение в контакт композиции (А) с полимерным материалом (А), который представляет собой фторполимер; и
(iii) обработку композиции (А) и полимерного материала (А) в расплаве с целью получения пленки.
16. Способ по п. 15, в котором полимерный материал (А) обладает любым из признаков полимерного материала (А) по любому из пп. 1-14, и/или пленка обладает любым из признаков пленки по любому из пп. 1-14, и/или добавка обладает любым из признаков добавки по любому из пп. 1-14.
17. Способ по п. 15 или 16, в котором композиция (А) представляет собой твердую маточную смесь.
18. Способ по любому из пп. 15-17, в котором композиция (А) включает по меньшей мере 1000 частей на миллион и менее 20000 частей на миллион добавки.
19. Способ по любому из пп. 15-18, в котором композиция (А) включает полимерный материал (С), который представляет собой фторполимер.
20. Способ по п. 19, в котором полимерный материал (С) включает повторяющееся звено (XIII), которое включает фрагмент
где X представляет собой атом фтора.
21. Способ по п. 19 или 20, в котором полимерный материал (С) включает повторяющееся звено (XI), которое включает фрагмент
22. Способ по любому из пп. 19-21, в котором полимерный материал (С) включает структуру
где X представляет собой атом галогена, предпочтительно атом фтора.
23. Способ по п. 20 или 21, в котором полимерный материал (С) включает по меньшей мере 60 мас.%, фрагментов, имеющих формулу III; и включает менее 90 мас.%, фрагментов, имеющих формулу III; и необязательно полимерный материал (С) включает по меньшей мере 10 мас.%, фрагментов, имеющих формулу I; и включает менее 40 мас.%, фрагментов, имеющих формулу I.
24. Способ по любому из пп. 15-23, в котором полимерный материал (С) представляет собой сополимер этилена и тетрафторэтилена.
25. Способ получения композиции (А) по любому из пп. 15-24, который включает:
(i) выбор жидкой композиции (В), включающей носитель и добавку, выбранную из нитрида титана и оксида вольфрама;
(ii) контакт жидкой композиции (В) с полимерным материалом (С), который представляет собой фторполимер;
(iii) обработку жидкой композиции (В) с полимерным материалом (С) в расплаве.
26. Способ по п. 25, в котором жидкая композиция (В) включает по меньшей мере 10 мас.%, добавки; и включает менее 50 мас.%, добавки.
27. Способ по п. 25 или 26, в котором жидкая композиция (В) включает до 90 мас.%, носителя.
28. Способ по любому из пп. 25-27, в котором носитель имеет температуру кипения, составляющую менее 330°С.
29. Способ по любому из пп. 25-28, в котором носитель выпускают во время проведения обработки в расплаве.
30. Способ по любому из пп. 25-29, отличающийся тем, что способ включает получение гранул, включающих полимерный материал (С) и указанную добавку.
31. Композиция (А), полученная способом по любому из пп. 25-30, отличающаяся тем, что композиция (А) включает полимерный материал (С), который представляет собой фторполимер, и добавку, выбранную из нитрида титана и оксида вольфрама.
32. Композиция (А) по п. 31, отличающаяся тем, что композиция (А) находится в твердой форме и включает частицы добавки, включающей нитрид титана или оксид вольфрама, диспергированные в полимерном материале (С).
33. Композиция (А) по п. 31 или 32, в которой полимерный материал (С) представляет собой сополимер этилена и тетрафторэтилена.
34. Композиция по любому из пп. 31-33, отличающаяся тем, что композиция (А) включает по меньшей мере 0,05 мас.%, добавки и включает менее 2 мас.%, добавки; и композиция (А) включает по меньшей мере 90 мас.%, полимерного материала (С).
