Патент ссср 411099

 

Союз Советских

Республик

4II099

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 15.(t.1972 (¹ 1749016/23-5) М. Кл, С 08f 29/00

С 09k 3/16 с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 15.1.1974. Бюллетень ¹ 2

Дата опуоликования описания 24Х.1974

Государственный комитет

Совета Министров СССР па делам изаоретений и открытий

УДК 678.073.04(088 8) Авторы изобретения

K). И. Василенок, Б. А, Коноплев, В. Н. Лагунова, В. И. Исагулянц и В. И. Фролов

Заявитель

lid÷", Lp i ii,, СПОСОБ ДЕЭЛЕКТРИЗАЦИИ ТЕРМОПЛАСТИЧНЫХ

ПОЛ ИМ ЕРОВ

Д"

3, Н2 СН.i.

Предлагаемое изобретение относится к спо собу понижения электризации полимеров путем нанесения на них илн введения в массу имидазолиновых соединений.

Известен способ понижения электризации полиэтилена низкой плотности с помощью солей, полученных взаимодействием 1-гидроксиэтил-2-гептгдецил-2-имидазолина с соляной, серной или стеариновой кислотой. Однако полимерные образцы, получаемые по указанному выше известному способу, обладают относительно невысокими антистатическими свойствами (удельное поверхностное сопротивление р s составляет 1,6 10"- — 6,7.10" ом при температуре 20 С и относительной влажности

65%).

Предлагают способ понижения электризации полимеров (например, полиэтилена, полистирола, полиметилметакрилата, полиакрилонитрилбутадиенстирола) * путем нанесения на поверхность или введения в массу имидазолиповых соединений, заключающийся в том, что, с целью улучшения антистатических свойств полимеров, в качестве имидазолиновых соединений применяют соединение общей формулы гд» R — ялкильный радикал Св — Сд, К вЂ” группы — CN или COOR", где Р" — алкильный радикал C> — Се.

Полученные образцы полиэтилена низкой и высокой плотности по предлагаемому способу при введении в массу полимера 1-цианэтил-2ялкил-2-имидазолипов и 1-алкилкарбоксиэтил2-алкил-2-имидазолинов обладают ps 5,9 10е—

4,5 10" ом при температуре 20+3 Ñ и относи10 тельной влажности 65!-5% и полупериодом утечки заряда (т) 0,5 — 18 сек при температуре 20-+3 С и относительной влажности 50—

60% и имеют предел текучести при растяжении (от) 27 — 264 кг/см-", предел прочности

15 при растяжении (т ) 117 — 139 кг/см и относительное удлинение при разрыве (в)

70 — 670%.

При поверхностном нанесении 1-цианэтил-220 алкил-2-имидазолинов и 1-алкилкарбоксиэтил2-алкил-2-имидазолинов по предлагаемому способу на полиэтилен, полистирол, полиметилметакрилат, полиакрилонитрилбутадиенстирол о s образцов составляет 2,0. 10 с—

25 3,6 !0 ом при температуре 20+-3 С и относителыюй влажности 65+-5% и т 2,0 — 5,5 сек при температуре 20+3 С и относительной влажности 50 — 60%.

Антистатики, используемые по предлагаеЗО мо.,:у способу понижения электризации полимеров, не растворяются в воде, а поэтому обладают повышенной водостойкостью по срав411099 нению с наиболее эффективными промышленными антистатиками типа алкамонов, растворимыми или смешивающимися. Кроме того, образцы полиэтиленов, полученные по предлагаемому способу при введении антистатиков в массу полимера, обладают более высокими антистатическими свойствами по сравнению с полимерными образцами, в которые введены промышленные антистатики типа алкамонов.

Таким образом, предлагаемый способ понижения электризации полимеров обеспечивает получение образцов с хорошим и отличным антистатическим эффектом.

Пример 1. Диски диаметром 58 мм и толщиной 2 мм из полиакрилонитрилбутадиенстирола погружают на 20 сек в 2 /о-ный раствор

1-цианэтил-2-пентил-2-имидазолина в этиловом спирте и затем сушат при комнатной температуре в течение 1 суток под углом 45 .

p s обработанных таким способом образцов составляет 2,0 10" ом при температуре

20 -3 С и относительной влажности 65+-5%.

Пример 2. Диски диаметром 58 мм и толщиной 2 мм из полиметилметакрилата погружают на 20 сек в 2 -ный раствор 1-цианэтил2-гептил-2-имидазолина в этиловом спирте и затем сушат при комнатной температуре в течение 1 суток .под углом 45 . ps обработанных таким образом образцов составляет 3,3.10" ом при температуре 20 +3 С и относительной влажности 65<-5 /о.

Пример 3. Диски диаметром 58 мм и толщиной 2 мм из полиметилметакрилата погружают на 20 сек в 2О/о-ный раствор 1-цианэтил2-октил-2-имидазолина в этиловом спирте и затем сушат при комнатной температуре в течение 1 суток под углом 45 . ps обработанных таким способом образцов составляет

3,6.10" ом при температуре 20+-3 С и относительной влажности 65+5О/о и т 2,7 сек при температуре 20+-3 С и относительной влажности 50 — 60 /о.

Пример 4. Дискц диаметром 58 мм и толщиной 2 мм из полистирола погружают па

20 сек в 2О/о-ный раствор 1-цианэтил-2-нонил2-имидазолина в этиловом спирте и затем c) шат при комнатной температуре в течение

1 суток под углом 45 . ps обработанных таким способом образцов составляет 1,9 10" ом при температуре 20!-3 С и относительной влажности 65-1-5 /о.

Пример 5. Диски диаметром 58 мм и толщиной 2 мм из полиметилметакрилата погружают на 20 сек в 2 -ный раствор 1-цианэтил2-нонил-2-имидазолина в этиловом спирте и затем сушат при комнатной температуре под углом 45 в течение 1 суток. ps обработанных таким способом образцов составляет 1,6.

° 10" ом при температуре 20+-3 С и относительной влажности 65+5 /о.

Пример 6. Диски диаметром 50 мм и толщиной 1 мм из йолиэтилена низкой плотности погружают на 20 сек в 2 /о-ный раствор 1-цианэтил-2-нонил-2-имидазолипа в этиловом

65 спирте и затем сушат при комнатной температуре под углом 45 в течение 1 суток. о s обработанных таким способом образцов составляет 2,3 10" ом при температуре 20+-3 С и относительной влажности 65+-5 /О и т 5,5 сек при температуре 20+-3 С » относительной влажности 50 — 60%.

Пример 7. Диски диаметром 50 мм и толщиной 1 мм из полиэтилена высокой плотности погружают на 20 сек в 2 /о-ный раствор

1-цианэтил-2-попил-2-имидазолина в э. иловом спирте и затем сушат при компактной температуре под углом 45 в ечение 1 суток. о sобработанных таки,м образом образцов составляет 2,5 10" ом при температуре 20+-3 С и относительной влажности 65+5о и т

4,8 сек при температуре 20+-3 C и относительной влажности 50 — 60 /о.

Пример 8. Диски диаметром 58 мм и толщиной 2 мм из полиакрилонитрилбутадиенс ирола погружают на 20 сек в 2 -ный раствор

1-цианэтил-2-гептадецил-2-имидазолина в э иловом спирте и зачем сушат при комнатной температуре под углом 45 в чечение 1 суток.

ps обработанных таким образом образцов составляет 2,6 10" ом при температуре 20+-3 С и относительной влажности 65+5 " .

Пример 9. Диски диаметром 58 мм и толщиной 2 мм из полиметилметакрила.а погружают на 20 сек в 2 /о-ный раствор 1-ме" илкарбоксиэтил-2-пептил-2-имидазолина в этиловом спирте и затем сушат при комнатной температуре под углом 45 в течение 1 суток. р s обработанных таким способом образцов составляет 1,2 10" ом при температуре 20-I+3 С и относительной влажности 65+5 .

Пример 10. Диски диаметром 58 мм и толщиной 2 мм из полистирола погружают на

20 сек в 2 /о -ный раствор 1-метилкарбоксиэтил-2-гептил-2-имидазолипа в этилово I спирте и затем сушат при комнатной температуре под углом 45 в течение 1 суток. р ь обработанных таким способом образцов составляет

1,1 10" ом при температуре 20+3 С и относительной влажности 65+5О/о.

Г1 р и м е р 11. Диски диаметром 58 мм и толщиной 2 мм из полистирола погружают на

20 сек в 2о -ный раствор 1-метилкарбоксиэтил-2-октил-2-имидазолина в этиловом спирте и затем сушат при комнатной температуре под углом 45 в течение 1 суток. ps обработанных таким способом образцов составляет

8,3 10" ом при температуре 20+-3 С и относительной влажности 65+-5%.

П р и и е р 12. Диски диаметром 58 мм и толщиной 2 мм из полиметилметакрилата Iloгружают на 20 сек в 2 /о-ный раствор 7-метилкарбоксиэтил-2-Hонил-2-имидазолина в этиловом спирте и затем сушат при комна"пой температуре под углом 45 в гечение суток. о s обработанных таким способом образц.ь составляет 2,0-10" ом при температуре 20->

+-3 С и î íîñèòåëüíîé влажности 6553 .

П р и и е р 13. Диски диаметром 50 мм и толщиной 1 мм из полиэтилена низкой пло;5 ности погружают на 20 сек в 2%-ный раствор

1-метилкарбоксиэтил-2-нонил-2-имидазолина в этиловом спирте и затем сушат при комнатной температуре под углом 45 в течение 1 суток, p s обработанных таким способом образцов сост,.вляет 1,3 10" ом при температуре

20+-3 С н о носительной влажности 65+5% и полупериод утечки заряда (т) 2 сек при температуре 20+-З=С и относительной влажности 50 — 60%.

Пример 14. Диски диаметром 50 мм и толщиной 1 мм из полиэтилена высокой плотН0сТН погружают а 20 сек в 2%-ный раствор

1-метилкарбоксиэтпл-2-нонил-2-имидазолина в этиловом спирте и затем сушат при комнатной температуре под углом 45 в течение 1 суток. ps обработанных таким способом образцов составляет 1,3 10" ом при температуре

20+3 С и относительной влажности 65+5% и т 2,7 сек при температуре 20+-3 С и относительной влажности 50 — 60%.

Пример 15. Диски диаметром 58 мм и толщиной 2 мм из полиакрилонитрилбутадиенстирола погружают на 20 сек в 2%-ный раствор 1-нонилкарбоксиэтил-2-пептил-2-имидазолина в этиловом спирте и затем сушат при комнатной температуре под углом 45 в течение 1 суток. ps обработанных таким способом образцов составляет 2,6 10" ом при температуре 20+ 3% и относительной влажности

65 5%.

Пример 16. Диски диаметром 58 мм и толщиной 2 мм из полиакрилонитрилбутадиенстирола погружают на 20 сск в 2%-ный раствор 1-нонилкарбоксиэтил-2-гептадецил-2-имидазолина в этиловом спирте и затем сушат при комнатной температуре под углом 45 в течение 1 суток. ps обработанных таким способом образцов составляет 7,0 10 о ом при температуре 20+3 С и относительной влажности 65+5%.

Пример 17. Полиэтилен низкой плотности смешивают с 2,0 вес. % 1-цианэтил-2-гепчил-2-имидазолина на вальцах при чемпературе 135 5 С в течение 7 мин. Полученные образцы обладают ps 4,1.10" ом при температуре 20 3 С и относительной влажности 65++5% и т 7 сек при температуре 20+3 С и относительной влажности 50 — 60 р и имеют от, ор и а соответственно 130 кг/см, 129 кг/см и

630%.

П р и и е р 18. Полиэтилен низкой плотности смешивают с 2,0 вес. % 1-цианэтил-2-октил-2имидазолина на вальцах при температуре

135+5 С в течение 7 мин. Полученные образцы обладают ps 3 10" ом при температуре

20+3 С и относительной влажности 65+-5% и т 4,3 сек при температуре 20+3 С и отпосичельной влажности 50 — 60% и име.от от, о и е соответственно 139 кг/см, 132 кг/см-" и

329%.

Пример 19. Полиэтилен высокой глотности смешивают с 2,0 вес. % 1-циапэтил-2-октил-2-имидазолина на вальцах при темпераТуре 155+-5 С в течение 7 мин, Полученные

411099

120 кг/см- и 152%.

65 образцы обладают о s 4,5 10" ом при температуре 20+-3 С и относительной влажности

65+5% и т 18 сек при температуре 20+.3 С и относительной влажности 50 — 60 и имеют от, ор и в соответственно 254 кг/см-, 124 кг/см

110%.

Пример 20. Полиэтилен низкой плотности смешивают с 2,0 вес.,/о 1-цианэтил-2-нонил-2-имидазолина на вальцах при темпера10 туре 135+5 Ñ в течение 7 мин. Полученные образцы обладают о s 2,2 10" ом при температуре 20 -3 С и относительной влажности

65 5% и т 1,6 сек при температуре 20 3 С и относительной влажности 50 — 60% и имеют

15 Gz, G и е соответственно 127 кг/см, 126 кг/см- и 578%.

Пример 21. Полиэтилен высокой плотности смешивают с 2,0 вес.,/о 1-цианэтил-2-нонил-2-имидазолина на вальцах при температу20 ре 155+-5 С в течение 7 мип, Полученные образцы обладают ps 2,8.10" ом при температуре 20+3 С и относительной влажности

65+-5% и т 12,3 се«при температуре 20+-3 С и относительной влажности 50 — 60% и имеют

25 cia и е соответственно 248 кг/см- "и 70%.

Пример 22. Полиэтилен низкой плотности смешивают с 2,0 вес. % 1-метилкарбоксиэтил-2-гептил-2-имидазолипа на вальцах при температуре 135+-5 С в течение 7 мин. Полузо ченные образцы обладают î s 2,1.10 о ом при . смпературе 20+-3 С и относительной влажности 65+-5% и т 1,0 сек при температуре

20+-3 С и оч носительной влажности 50 — 60% и имеют от, ор и в соответственно 129 кг/см-, 130 кг/см- и 660%.

Пример 23. Полиэтилен высокой плотности смешиваюч с 2,0 вес. % 1-метилкарбокспэ ил-2-гептил-2-имидазолина па вальцах при температуре 155+5 С в течение 7 мин, Полу40 ченные образцы обладают ps 1,9 10" ом при чемпературе 20-+3 C H OTHOLHTe. bHO I Bëàæности 65 -5% и t 5,7 сек при температуре

20+-3 С и относительной влажности 50 — 60% и имеют от, ор и в соответствешю 253 кг/см -, 45 123 кг/см - и 207%.

Пример 24. Полиэтилен низкой плотпосчи смешивают с 2,0 вес. % 1-метилкарбокспэтил2-октил-2-имидазолина на вальцах при 135+5 С в течение 7 мин. Полученные образцы

50 обладают рs 5,9-10 ом при температуре

20+-3 С и относительной влажности 65 -5% и ч 0,5 сек при чемпературе 20+-3 С и относительной влажности 50 — 60% и имеют ог, ор и е соответственно 130 кг/см, 132 кг/см-" и

55 585% .

Пример 25. Полиэтилен высокой плочцости смешивают с 2,0 вес. % 1-метплкарбоксиэтил-2-окгпл-2-имидазолина па вальцах при чемпературе 155+-5 С в течение 7 ми . Полу60 чеппые образцы обладают ps 2,3.10" ом при чемпературе 20+-3 С и отпоси ечьцой влажности 65+ 5% и т 17 сек при темпер":òóðå

20+3"С и относительной влажности 50 — 60, и имеют от, ор и е соответственно 258 кг/см-, 411099

Предмет изобретения

20

N К

--

Составитель Л, Кулакова

Редактор Л. Новожилова

Техред Е. Борисова

Корректор Т. Гревцова

Заказ lll4/iO Изд. Хо l196 Тираж 565 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Пример 26. Полиэтилен низкой плотности смешивают с 2,0 вес. /ю 1-метилкарбоксиэтил-

2-нонил-2-имидазолина на вальцах при температуре 135 5 С в течение 7 мин. Полученные образцы обладают ps 2,7 10 ю при температуре 20+-3 С и относительной влажности 65+ 5 /ю и т 0,7 сек при температуре 20+-3 С и относительной влажности 50 — 60 /ю и имеют ат, ар и е соответственно 137 кг/см, 137 кг/см и 670 /ю.

П р и мер 27. Полиэтилен высокой плотности смешивают с 2,0 вес. 1-метилкарбоксиэтил-2-нонил-2-имидазолина на вальцах при температуре 155 5 Ñ в течение 7 мин. Полученные образцы обладают ps 1,2 10" ом при температуре 20+-3 С и относительной влажности 65 5 /o и т 10 сек при температуре

20&3 С и относительной влажности 50 — 60/0 и имеют от, ог и в соответственно 264 кг/см, 117 кг/см и 83 /ю,.

Исходные полимеры без антистатиков обладают р s)4,0.10" ом при температуре 20+3 С и относительной влажности 65+5 .

Полиэтилен низкой и высокой плотности без антистатика имеют т 6300 сек, 5500 сек соответственно.

Предлагаемые имидазолиновые соединения не вступают в химическое взаимодействие с полимерами.

Имидазолиновые соединения наносят на поверхность полимеров при концентрации

0,5 — 3,0 вес. /0 (предпочтительно 1,0—

2,0 вес. ю/ю) или вводят внутрь полимеров в количестве 0,5 — 6,0 вес. ю/ю (предпочтительно

1 4 вес ю/ю) Способ диэлектризации термопластичных полимеров путем нанесения на поверхность или введения в массу имидазолиновых соединений, отличающийся тем, что, с целью

15 улучшения антистатических свойств полимеров, в качестве имидазолиновых соединений применяют соединения общей формулы

25 где Я вЂ” алкильный радикал Сз — Сд, R — группы — CN или COOR", где R" — алкильный радикал С вЂ” Cg.