О п йпгж w4t изобретения
406849
ОП ЙИ Е
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Со)оэ Советских
Социалисти)4еских
Республик
Зависимое от авт. свидетельства М
М. Кл. С 08f 29/00
С 091< 3/16
Заявлено 15Л1.1972 (№ 1748327/23-5) с присоединением заявки №вЂ”
Приоритет—
Опубликовано 21.Х1.1973. Бюллетень № 46
Дата опубликования описания 1 3 111.1974
Государственный комитет
Совета Министрое СССР по делам изооретений и открытий
УДК 678.073.04(088.8) Авторы изобретения
Ю. И. Василенок, Б. А. Коноплев, В. Н. Лагунова, А. М. Симонов, А. Ф. Пожарский и В. Г. Полудненко
Заявитель
СПОСОБ ДИЭЛЕКТРИЗАЦИИ ТЕРМОПЛАСТИЧНЫХ ПОЛИМЕРОВ
ОН или
N !
ВВ
Изобретение относится к способу понижения электризуемости полимеров путем нанесения на них или введения в массу солей имидазолина.
Известен способ понижения электризуемости полиэтилена с помощью солей, полученных взаимодействием 1-гидроксиэтил-2-гептадецил2-имидазолина с соляной, серной или стеариновой кислотой.
Однако полимерные образцы, получаемые известным способом, обладают относительно невысокими антистатическими свойствами: удельное поверхностное сопротивление р, составляет 1,6 10) — 6,7 10)з ом при температуре 20 С и относительной влажности 65%.
Предлагается способ понижения электризуемости полимеров (например, полиэтилена, полипропилена, полистирола, полиметилметакрилата) путем нанесения на поверхность или введения в массу имидазолиновых соединений в качестве которых используют соли общей формулы где R) — — — СН СН2ОН;
R2 — — алкильный радикал С8 — С),.
Ra — группа СН2СООМ!/„, где M=Na, К, Са, Mg, Ва, Cu, Zn, Cd, Са(ОН), Ва(ОН), Mg (OH), Cu (OH) или Zn (OH), n — валентность металла;
К4 — — Н или алкильный радикал C) — С5, А С1 Вг $04 С1О4 СНз$04
NO з, или (СНВ) gPO4 .
Образцы полиэтилена низкой и высокой плотности, полученные при введении в массу полимера солей бензимидазолия согласно предлагаемому способу, обладают р; 1,0.10 —
1,5 10" ом при температуре 20+3 C и относительной влажности 65+5% и имеют предел текучести при растяжении (о,) 103—
246 кгс/см, предел прочности при растяжении (ор) 118 — 160 кгс/см и относительное удлинение при разрыве (е) 106 — 650%.
При поверхностном нанесении солей бензимидазолия согласно предлагаемому способу на полимеры р, образцов составляет 8,2 10 —
3,1 10 о ом при температуре 20+3 Ñ и относительной влажности 65 5%.
Применяемые согласно предлагаемому способу соли бензимидазолия обладают повышенной водостойкостью (не растворяются в воде) и проявляют более высокий антистатиче30 ский эффект при введении в массу полиэти406849 лена низкой и высокой плотности по сравнению с наиболее эффективными промышленными антистатиками типа алкамонов, которые растворимы в воде или смешиваются с ней.
Соли бензимидазолия наносятся на поверхность полимеров из растворов концентрации
0,5 — 3,0 вес. о/О (предпочтительно 1,0—
2,0 вес.о/о) или вводятся внутрь полимеров в количестве 0,5 — 6,0 вес. о/О (предпочтительно
1 — 4 вес. /о). 10
Введение солей оензимидазолия в расплав полимеров возможно обычными способами: на вальцах, в пластосмесителе типа «Бенбери» или в экструдере.
Пример 1. Диски диаметром 50 мм и тол- 15 щиной 1 мм из полиэтилена низкой плотности погружают на 20 сек в 1 /о-ный раствор гидробромида 1-додецил-4,5,6,7-тетрагидробензимидазолия в этиловом спирте и сушат при комнатной температуре под углом 45 в течение 20 одних суток. р, обработанных таким способом образцов составляет 3,4 10 ом при температуре 20 -3 С и относительной влажности 65+
+5 /о .
П р имер 2. Диски диаметром 50 мм и тол- 25 шиной 1 мм из полиэтилена высокой плотности погружают на 20 сек в 1 /о-ный раствор гндробромида 1-додецил-4,5,6,7-тетрагидробензимидазолия в этиловом спирте и сушат при комнатной температуре под углом 45 в 50 течение одних суток. р.- обработанных таким способом образцов составляет 5,3 10 ом при температуре 20+-3 С и относительной влажности 65+ 5O/þ.
Пр и мер 3. Диски диаметром 58 мм и тол- 35 щиной 2 мм из полистирола погружают на
20 сек в 1 /о-ный раствор гидробромида 1-додецил-4,5,6,7-тетрагидробензимидазолия в этиловом спирте и сушат при комнатной температуре под углом 45 в течение одних суток. рв 40 обработанных таким способом образцов составляет 5,3 109 ом при температуре 20+-3 С и относительной влажности 65+5 /о.
Пример 4. Диски диаметром 58 мм и толщиной 2 мм из полиметилметакрилата погру- 45 жают на 20 сек в 1 /о-ный раствор гидробромида 1-додецил-4,5,6,7-тетрагидробензимидазолия в этиловом спирте и сушат при комнатной температуре под углом 45 в течение одних суток. р, обработанных таким способом образ- 50 цов составляет 5,7 109 ом при температуре
20+3 С и относительной влажности 65+-5 /о.
Пример 5. Диски диаметром 50 мм и толщиной 2 мм из полипропилена погружают на
20 се«в 1 /,-ный раствор гидробромида 1-додецил-4,5,6,7-тетрагидробензимидазолия в этиловом спирте и сушат при комнатной температуре под углом 45 в течение одних суток. р, обработанных таким способом образцов составляет 7,1 109 ом при температуре 20+-3 С и относительной влажности 65 -5 /о.
Пример ы 6 — 20. Наносят соли бензимидазолия на полиэтилен низкой плотности так же, как в примере 1.
Пример ы 21 — 26, Соли бензимидазолия наносят на полиэтилен высокой плотности, как в примере 2.
Пример ы 27 — 29. Наносят соли бензимидазолия на полипропилен, как в примере 5.
Пример ы 30 — 34. Соли бензимидазолия наносят на полистирол, как в примере 3.
Пример ы 35 — 40. Наносят соли бензимидазолия на полиметилметакрилат, как в примере 4.
В таблице приведены р, образцов примеров
6 — 40.
Пример 41. Полиэтилен низкой плотности смешивают с 4,0 вес. /о гидробромида 1-пентадецил-4,5,6,7-тетрагидробензимидазолия на вальцах при температуре 135+-5 С в течение
7 мин. Полученные образцы обладают р; 1,0
10 ом при температуре 20+-3 С и относительной влажности 65+5О/о и имеют о„ор и в соответственно 112 кгс/см, 118 кгс/см и 600/О.
Пример 42. Полиэтилен высокой плотности смешивают с 4,0 вес. /, гидробромида 1т етрадецил-4,5,6,7 - тетрагидробензимидазолия на вальцах при тсмпсратуре 155+-5 C в течение 7 мин. Полученные образцы обладают р, 1,5 10" ом при температуре 20+3 C и относительной влажности 65+-5 /о и имеют o„o„ и в соответственно 246 кгс/см, 130 кгс/см и
106 о/о, Пример 43. Полипропилен смешивают с
4,0 вес. /, гидроокиси 1 Р-оксиэтил-2-тридецилЗ-кальцийкарбоксиметил-4,5,6,7 — тетрагидробензимидазолия ца вальцах при температуре
175+-5 С в течение 7 мин. Полученные образцы обладают р, 3,4 10" ом при температуре
20+3 С и относительной влажности 65+-5 /о.
406849
Удельное поверхностное сопротивление полимеров при нанесении солей бензимидазолия на поверхность полимеров
Бензимидазолиновое соединение
Полимер
Пример
2,0
Полиэтилен низкой плотности
4,2 10
Гидрохлорид 1-додецил-4,5,6,7-тетрагидробензимидазол ия
1,0
То же
3,0 10в
Гидрохлорид 1-гептадецил-4,5,6,7-тетрагидробензимидазолия
1,0
8,5 10
Сульфат 1-октил-4,5,6,7-тетрагидробензимидазолия
2,0
9,0.10
2,0
1,2 10"
2,0
9,0 10
Метасульфат 1-октил-3-метил-4,5,6,7тетрагидробензимидазолия
2,0
9,3.10
2,0
2,1 10
Нитрат 1-октил-4,5,6,7-тетрагидробензимидазолия
2,0
2,1 10
2,0
7,0 10в
2,0
Полиэтилен низкой плотности
2,0 10
2,0
8,2.10в
То же
2,0
4,0.10
2,0
8,0 10
2,0
3,0 10
21 Полиэтилен высокой плотно
1,0
4,0 10 сти
2,0
2,0 10
Сульфат 1-гептадецил-4,5,6,7-тетрагидробензимидазолия
То же
3,0
6,1-10
Перхлорат 1-октил-4,5,6,7-тетрагидробензимидазолия
24
2,0
9,7 10
2,0
1,7 10
2,0
1,9 10
Гидрохлорид 1-октил-4,5,6,7-тетрагидробензимидазолия
Гидробромид 1-пентадецил-4,5,6,7, -тетрагидробензимидазолия
Перхлорат 1-тридецил-3-метил-4,5,6,7тетрагидробензимидазолия
Диметафосфат 1-гептадецил-3-пентил4,5,6,7-тетрагидробензимидазолия
Гидроокись 1- -оксиэтил-2-тридецил3-кальцийгидроокиськарбоксиметил-4,5, С,7-тетрагидробензимидазолия
Гидроокись 1- 3 -оксиэтил-2-октил-3натрийкарбоксиметил- 4,5,6,7-тетрагидробензимидазолия
Гидроокись 1- 3 -оксиэтил-2-гептадецил-3-магнийгидроокиськарбоксиметил4,5,6,7-тетрагидробензимидазолия
Гидроокись 1- 3 -оксиэтил-2-гептадецил-3-барийгидроокиськарбоксиметил-4, 5,6,7-тетрагидробензимидазолия
Гидроокись 1- 3 -оксиэтил-2-октил-3купрумкарбоксиметил-4,5,6,7-тетрагидробензимидазолия
Гидроокись 1- -оксиэтил-2-додецилЗ-цинккарбоксиметил-4,5,6,7-тетрагидробензимидазолия
Гидрохлорид 1-додецил-4,5,6,7, -тетрагидробензимидазолия
Диметафосфат 1-додецил-3-метил-4,5, 6, 7- те тра гидробенз имидазол ия
Метасульфат 1-гептадецил-4,5,6,7-тетрагидробензимидазолия
Гидроокись 1- t3 -оксиэтил-2-децил-3калийкарбоксиметил-4,5,6,7-тетрагидробензимидазолия
Концентрация раствора веществ, вес.,I
406849
Продолжение
Концентрация раствора веществ, вес %
Бензимидазолиновое соединение
Полимер р„ ом
Пример
2,0
Гидрохлорид 1-додецил-4,5,6,7-тетрагидробензимидазолия
1,0 108
Полипропилен
2,0
4,3 10
Нитрат 1-гептадецил-3-пентил-4,5,6,7тетрагидробензимидазолия
То же
2,0
1,2 1010
Гидроокись 1- р -оксиэтил-2-гептадецил-3-кадмийкарбоксиметил-4,5,6,7-тетрагидробензимидазолия
0,5
Гидрохлорид 1-децил-3-метил-4,5,6,7тетрагидробензимидазолия
6,0 10>
2,0
Сульфат 1-додецил-4,5,6,7-тетрагидробензимидазолия
7,0 108
2,0
Нитрат 1-додгцил-4,5,6,7-тетрагидробензимидазоли я
2,0 109
3,0
Гидроокись 1- 3 -оксиэтил-2-додецил3-купрумгидроокиськарбоксиметил -4,5, 6,7-тетрагидробензимидазолия
5,3 10
2,0
Гидроокись 1- р -оксиэтил-2-гептадецил-3-цинкгидроокиськарбоксиметил-4,5, 6,7-тетрагидробензимидазолия
7,0 10
2,0
Гидрохлорид 1-додецил-4,5,6,7-тетрагидробензимидазолия
8,2 107
Полиметилметакрилат
2,0
Сульфат 1-додейил-4,5,6,7-тетрагидробензимидазолия
То же
9,4 10
2,0
Диметафосфат 1-октил-4,5,6,7-тетрагидробензимидазолия
3,1. 10"
2,0
Гидроокись 1- -оксиэтил-2-додецил3-кальцийкарбоксиметил - 4,5,6,7-тетрагидробензимидазолия
5,7 108
2,0
Гидроокись 1- р -оксиэтил-2-гептадецил3-барийкарбоксиметил -4,5,6,7-тетрагидробензимидазолия
3,0 108
2,0
Гидроокись 1- -оксиэтил-2-октил-3натрийкарбоксиметил-4,5,6,7-тетрагидробензпмидазолия
8,9 108
)(А
R5
1 4
Изд. № 1194
Подписное
Тираж 539
Заказ 2201 2
Типография, пр. Сапунова, 2
Предмет изобретени я
Способ дезлектризации термопластичных полимеров путем нанесения на поверхность или введения в массу имидазолиновых соединений, отличающийся тем, что, с целью улучшения антистатических свойств. полимеров, в качестве имидазолиновых соединений применяют соли общей формулы где RI — — — СН СН2ОН;
К =алкильный радикал Сз — С17,.
Кз = группа СН2СООМ1/„, где M = Na, К, Са, Mg, Ва, Cu, Zn, Cd, Са(ОН)., Ва(ОН), Mg(OH), Cu(OH) или Zn(OH), и — валентность металла;
R4=H или алкильный радикал С1 — Сз, А =С1, Вг, SO4 С104 > CHзSO4 (СНз) зРО,—, или NO,—.
