DE4433018C1

DE4433018C1 - Polymere Zusammensetzung, Verfahren zu ihrer Herstellung und eine Verwendung

Info

Publication number: DE4433018C1
Application number: DE19944433018
Authority: DE
Inventors: Marcel Janssens
Original assignee: A Schulman Plastics NV
Current assignee: A Schulman Plastics NV
Priority date: 1994-09-16
Filing date: 1994-09-16
Publication date: 1996-04-25
Anticipated expiration: 2014-09-17
Also published as: WO1996009348A2; EP0729489A1; WO1996009348A3

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine polymere Zusammensetzung mit pestizidresistenten und lichtstabilen Eigenschaften, ein Verfahren zu ihrer Herstellung sowie eine Verwendung als Folie für Gewächshäuser. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Folie, die aus der polymeren Zusammen setzung hergestellt wird.

Folien, die in Gewächshäusern verwendet werden, müssen im allgemeinen gut geschützt sein gegen Licht- und UV-Ein strahlung sowie gegen die Einwirkungen von in den Ge wächshäusern verwendeten Pestiziden. Daher werden im all gemeinen derartige Folien durch das Hinzufügen von alky lierten Aminverbindungen insbesondere sogenannten HALS- Verbindungen (HALS = Hindred Amin Light Stabilizers) in Kombination mit UV-Licht absorbierenden Substanzen, wie Benzophenon oder Benzotriazol behandelt. Als Basisharz für derartige Folien werden im allgemeinen Polyethylen niedri ger Dichte (LDPE), Ethylen-Vinylacetat-Copolymere allein oder in Kombination mit Polyethylen niedriger Dichte oder linearem Polyethylen niedriger Dichte (LLDPE) verwendet. Die Folien für Gewächshäuser können als Einschicht- oder koextrudierte Mehrschichtfolien hergestellt werden.

Aus dem Stand der Technik ist bekannt, daß Folien, die mit alkylierten Aminverbindungen gegen UV- und Lichteinwirkung geschützt werden, den Nachteil aufweisen, daß sich all mählich diese Schutzwirkung verringert. Es ist vermutet worden, daß dieser Effekt dadurch auftritt, daß die alky lierten Amine mit den in den Gewächshäusern verwendeten Pestiziden reagieren und so ihren UV-stabilisierenden Ef fekt verlieren, was eine beschleunigte Zersetzung der Fo lien zur Folge hat.

Aus Rubber Chemistry and Technology Seiten 1347-1357 ist bekannt, daß Zinkoxid und Titandioxid einen positiven Effekt auf die Hitze- und Lichtstabilität von Ethylen-Propylen-Terpolymeren haben.

Es ist weiterhin bekannt, daß auch Zinkoxid mit einem Teilchendurchmesser von 1 bis 3 µm einen UV-absorbierenden Effekt besitzt, dadurch daß es UV-Strahlung nicht durch läßt. Es ist weiterhin auch bekannt, daß Zinkoxid bei der Herstellung von Polyolefinen als Neutralisator für halo genhaltige Katalysatoren verwendet wird. Trotz dieser po sitiven Eigenschaften wurde Zinkoxid bisher nicht in transparenten Folien für Treibhäuser verwendet, weil man davon ausgegangen ist, daß das Hinzufügen von Zinkoxid die Folien lichtundurchlässig macht, so daß sie für den Ein satz in Gewächshäusern nicht mehr geeignet sind.

Die technische Aufgabe der Erfindung liegt daher darin, eine Zusammensetzung zur Verfügung zu stellen, die trotz ihres Gehaltes an Zinkoxid die Herstellung einer trans parenten Folie ermöglicht und bei der die Zersetzung der alkylierten Amine durch Pestizide nicht möglich ist.

Diese Aufgabe wird durch eine polymere Zusammensetzung mit pestizidresistenten und lichtstabilen Eigenschaften ge löst, die neben dem üblicherweise verwendeten Polyethylen harz und/oder Ethylen-Vinylacetat-Copolymer und dem alky lierten Amin als Lichtstabilisierungsmittel mikronisierte Zinkoxidpartikel mit einem Teilchendurchmesser von 10 bis 200 nm enthält.

Überraschenderweise wurde nämlich gefunden, daß bei Ver wendung von mikronisierten Zinkoxidpartikeln mit einem Teilchendurchmesser von 10 und 200 nm transparente Folien hergestellt werden können, die sich von denen, die kein Zinkoxid enthalten, in ihrer Transparenz fast nicht unter scheiden lassen. In der polymeren Zusammensetzung wirkt das Zinkoxid dieser Korngröße trotz des geringen Durch messers noch ausreichend als Barriere für UV-Licht bis zu einer Wellenlänge von 390 nm und ist andererseits ein her vorragendes Stabilisierungsmittel gegen Pestizide, die Halogen enthalten. Durch diese Maßnahmen wird eine Zerset zung der alkylierten Amine verhindert. Aufgrund der Teil chendurchmesser des mikronisierten Zinkoxids bleiben die aus der erfindungsgemäßen polymeren Zusammensetzung her gestellten Folien weiterhin transparent.

In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die polymere Zusammensetzung ein Ethylen-Vinylacetat-Copolymer in Kom bination mit Polyethylen niedriger Dichte oder linearem Polyethylen niedriger Dichte. Als Lichtstabilisierungs mittel wird bevorzugt ein alkyliertes Amin der Formeln I oder II verwendet. Es handelt sich dabei um sogenannte HALS (Hindred Amin Light Stabilizers).

wobei R gleich

Die mikronisierten Zinkoxidpartikel besitzen besonders bevorzugt einen Teilchendurchmesser von 20 bis 60 nm und können in Mengen von 0,01 bis 1 Gew.-% eingesetzt werden. Die alkylierten Amine werden in Mengen von 0,1 bis 2 Gew.-% eingesetzt. Die polymere Zusammensetzung gemäß der Erfin dung kann weiterhin übliche Antioxidanzien, Antiblock mittel, anorganische, infrarotabschirmende Füllstoffe und Antitaumittel enthalten. Die Antioxidanzien werden hin zugefügt, um die thermische Stabilität des Polymeres zu verbessern. Die Antiblockmittel werden hinzugefügt, um das Auffalten der gefalteten Folie zu erleichtern. Die infrarotabschirmenden Füllstoffe sollen einen Wärmever lust während der Nacht in den Gewächshäusern verringern. Hierfür werden im allgemeinen natürliche Kaoline oder natürliche Siliciumoxide verwendet. Antitaumittel werden hinzugefügt, um die Feuchtigkeitskondensation zu verrin gern, die die Lichtdurchlässigkeit dieser transparenten Filme vermindert. Im allgemeinen werden hierfür hochmole kulare Fettsäureester eingesetzt.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung der polymeren Zusammensetzung, wobei die einzelnen Komponenten gemischt, erhitzt, geschmolzen und nach dem Abkühlen granuliert werden. So können die poly meren Zusammensetzungen gemäß der Erfindung beispiels weise auch in hochkonzentrierter Form als granuliertes Masterbatch hergestellt werden, das dann unter Hinzufü gung weiterer polymerer Grundmaterialien verarbeitet wird.

Mit den aus der erfindungsgemäßen Polymerzusammensetzun g in üblicher Weise hergestellte Folien können Rosenkulti vierungen in Treibhäusern verbessert werden, da die Pflanzen besser vor der Rosenkrankheit "Botrytis" ge schützt werden können. Das Wachstum der diese Krankheit verursachenden Schädlinge wird durch UV-Licht einer Wel lenlänge von 370 nm stimuliert. Gerade das UV-Licht die ser Wellenlänge wird jedoch durch die Zinkoxidpartikel in der erfindungsgemäßen Folie absorbiert.

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläu tern.

Beispiele Beispiele 1 bis 3, Vergleichsbeispiele 1 bis 4

Es wurde eine einschichtige Folie mit einem Durchmesser von 180 µm aus Polyethylen niedriger Dichte mit einem Schmelzindex von 0,3 und verschiedenen Anteilen an mikro nisiertem Zinkoxid mit einem Durchmesser von 60 nm und alkylierten Aminen hergestellt. Als Amine wurden die Han delsprodukte der Fa. Ciba-Geigy Chimassorb 944 (Formel I) und Chimassorb 119 (Formel II) verwendet. Die Resistenz gegen Pestizide wurde gemessen, indem einmal pro Monat das bekannte Pestizid "Permethrin" auf die Proben ge sprüht wurde. Die Proben wurden dann einem Xenotest 1200 (2) (UV-Prüfgerät der Fa. Hanau) ausgesetzt. Hierbei han delt es sich um einen Test, bei dem die Proben innerhalb kurzer Zeit der jährlichen UV-Strahlung ausgesetzt wer den. Damit läßt sich der Alterungsprozeß der Folie in kurzer Zeit simulieren.

Die Restreißdehnung wurde dann als Maß für den Alterungs grad der Folie ermittelt. Die Ergebnisse werden angegeben in kLy (kiloLangley) bis zu 50%iger restlicher Ausdeh nung. Die mit "Permethrin" besprühten und unbesprühten Proben wurden in einer getrennten Vorrichtung behandelt, um eine Kontamination zu verhindern. Es wurde eine 1%ige Emulsion von "Permethrin" in Ethanol/Hexan (Verhältnis 9 : 1) verwendet. Der Xenotest wurde auf 70°C Betriebstem peratur im Gerät (black panel temperature) und eine rela tiven Luftfeuchtigkeit von 60% eingestellt. Die Proben wurden auf Plexiglas fixiert. Tabelle 1 zeigt die Zusam mensetzung der hergestellten Folien, Tabelle 2 zeigt die Ergebnisse der Messungen bei den gemäß Tabelle 1 zusam mengesetzten Folien.

Tabelle 1

Tabelle 2

Aus den Tabellen ist ersichtlich, daß bei Folien, die mikronisiertes Zinkoxid enthalten, zwischen besprühten und nicht besprühten Proben nur ein geringer Unterschied bezüglich der Restreißdehnung besteht im Vergleich zu Folien, die kein mikronisiertes Zinkoxid enthalten. Hier zeigen die mit Pestizid behandelten Folien eine erheblich geringere Restreißdehnung als die unbehandelten Folien. Bei den Folien, die Zinkoxid des Teilchendurchmessers 60 nm enthalten, fällt weiterhin auf, daß diese eine gute Lichtdurchlässigkeit und eine gute Absorption für UV- Strahlung einer Wellenlänge von 370 nm besitzen und da durch der Folie für Gewächshäuser optimale Eigenschaften verleihen.

Beispiele 4 und 5, Vergleichsbeispiele 5 bis 8

Es wurden koextrudierte Mehrschichtfolien eines Durch messers von 180 µm hergestellt, die im wesentlichen be stehen aus Ethylen-Vinylacetat-Copolymer mit einer Schichtkonfiguration von A = 1 : 4, B = 2 : 4 und C = 1 : 4. In allen drei Schichten wird mikronisiertes Zinkoxid und das Lichtstabilisierungsmittel hinzugefügt. Die Schicht A ist ein Basisharz von Polyethylen niedriger Dichte, die Schicht B ist ein Basisharz von Ethylen-Vinylacetat-Co polymer mit einem Anteil an Vinylacetat von 12 Gew.-%. Die Schicht C ist identisch zur Schicht B. Weiterhin werden hinzugefügt Antitaumittel und infrarot absorbierende Ad ditive wie folgt (alle Angaben in Gew.-%):
Schicht A Antitaumittel 0,5%
IR-absorbierendes Mittel 1%
Schicht B Antitaumitel 3,0%
IR-absorbierendes Mittel 5%
Schicht C Antitaumittel 1,0%
IR-absorbierendes Mittel 2%.

Aus Tabelle 3 ist die Zusammensetzung der einzelnen Fo lien zu entnehmen. Tabelle 4 zeigt die Eigenschaften.

Tabelle 3

Tabelle 4

Aus den Tabellen 3 und 4 kann ersehen werden, daß ins besondere die Folien, die mikronisiertes Zinkoxid eines Durchmessers von 60 nm besitzen, hervorragende Eigen schaften bezüglich der Lichtdurchlässigkeit besitzen und darüber hinaus auch bei Behandlung mit Pestiziden ihre Stabilität behalten. Sie sind dadurch solchen Folien, die Zinkoxid eines Durchmessers von 1 µm enthalten, überlegen und ebenfalls solchen, die gar kein Zinkoxid enthalten.

Claims

1. Polymere Zusammensetzung mit pestizidresistenten und lichtstabilen Eigenschaften enthaltend ein Polyethy lenharz und/oder eine Ethylen-Vinylacetat-Copolymer, ein alkyliertes Amin als Lichtstabilisierungsmittel und mikronisierte Zinkoxidpartikel mit einem Teil chendurchmesser von 10 bis 200 nm.

2. Polymere Zusammensetzung nach Anspruch 1 dadurch ge kennzeichnet, daß die mikronisierten Zinkoxidpartikel einen Teilchendurchmesser von 20 bis 60 nm besitzen.

3. Polymere Zusammensetzung nach Ansprüchen 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß ein Ethylen-Vinylacetat- Copolymer in Kombination mit einem Polyethylen nied riger Dichte oder einem linearen Polyethylen niedri ger Dichte enthalten ist.

4. Polymere Zusammensetzung gemäß den Ansprüchen 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß als Lichtstabilisierungs mittel ein alkyliertes Amin der Formel I oder II ent halten ist. wobei R gleich

5. Polymere Zusammensetzung nach Ansprüchen 1 bis 4 da durch gekennzeichnet, daß sie in konzentrierter und granulierter Form als Masterbatch vorliegt.

6. Polymere Zusammensetzung nach den Ansprüchen 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration an Zinkoxid 0,01 bis 1 Gew.-% beträgt.

7. Polymere Zusammensetzung nach den Ansprüchen 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, daß Antioxidanzien, Anti blockmittel, anorganische Infrarot abschirmende Füll stoffe und Antitaumittel enthalten sind.

8. Polymere Zusammensetzung nach den Ansprüchen 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, daß alkylierte Amine in einer Menge von 0,1 bis 2 Gew.-% enthalten sind.

9. Verfahren zur Herstellung der polymeren Zusammenset zung gemäß Ansprüchen 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten gemischt, erhitzt, geschmolzen und nach dem Abkühlen granuliert werden.

10. Verwendung der polymeren Zusammensetzung gemäß An sprüchen 1 bis 8 für Gewächshausfolien.