Способ придания антистатических свойств термопластичным полимерам

 

Р г у Г

В

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4 (ii) 44652l

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 16.03.73 (21) 1895892/23-5 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 15.10.74. Бюллетень № 38

Дата опубликования описания 05.08.75 (51) М. Кл. С 081 4?/22

С 08k 1/52

С 09k 3/16

Государственный комитет

Совета Министров СССР

lo делам изобретений и открытий (53) УДК 678.073.04 (088.8) (72) Авторы изобретения

Ю. И. Василенок, Б. А. Коноплев, В. Н. Лагунова, С. Ф. Наумова и М. И. Маковецкий (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПРИДАНИЯ АНТИСТАТИЧЕСКИХ СВОИСТВ

ТЕРМОПЛАСТИЧНЫМ ПОЛИМЕРАМ ип

Изобретение относится к способу придания антистатических свойств термопластичным полимерам путем нанесения на поверхность или введения в массу солей четвертичных соединений аммония.

Известна антистатическая обработка полистирола и полиэтилена водными растворами лаурилтриметиламмонийхлорида, стеарилтриметиламмонийхлорида, дилаурилдиметиламмонийхлорида, лаурилметилдиоксиэтиламмонийхлорида, лаурилметилдиоксипропиламмонийметилсульфата. В этом случае р, образцов полимеров при температуре 20 С и относительной влажности 65% равняется величине порядка 10 — 10" Ом.

Предлагается способ придания антистатических свойств термопластичным полимерам

5 (например, полиэтилену, полипропилену, полистиролу, полиметилметакрилату, ударопрочному полистпролу марки ПС-СУ ) путем нанесения на поверхность пли введения в массу солей четвертичных соединений аммония, за10 ключающийся в том, что, с целью улучшения антистатических свойств полимеров, в качестве солей четвертичных соединений аммония применяют полисолп аммония или полибиссоли аммония общей формулы

446521 где R — нафтенильный радикал (остаток нафтеновых кислот), алкильный радикал С вЂ” С18 или полиоксиэтильный радикал — (СН2СН20),Н;

Я вЂ” алкильный радикал С1 С4 или полиоксиэтильный радикал — (CHgCHgO) „Н;

Ra — алкильный радикал C> — С4 или полиоксиэтильный радикал — (CHgCHgO),Н)

x+y+z=1 — 30, n=20 — 40; т=

= 10 — 20;

А-= CI-, Br —, I, ХОа, СН,SO, (СН ) PO4 > С Н SO3 или ацильный радикал, -OCO(CHg) „CH3, в котором р=0 — 16.

Образцы полиэтилена низкой и высокой плотности, полученные согласно предлагаемому способу при введении в массу полимера полисолей или пол ибиссолей четвертичных соединений аммония, обладают р, 5,0 10 — — 2,5 10" Ом при температуре 20+-3 С и относительной влажности 65 6% и имеют предел текучести при растяжении (o,) 85 — 215 кгс/см, предел прочности при растяжении (ор)100— †1 кгс/см и относительное удлинение при разрыве (в) 70 — 490%.

При поверхностном нанесении полисолей или полибиссолей четвертичных соединений аммония согласно предлагаемому способу на полимеры р, образцов составляет 3,0 10 — — 3,0 10 Ом.

Здесь и далее значения р, приводятся при температуре 20 -3 С и относительной влажности 65+5%.

Применяемые согласно предлагаемому способу полисоли или полибиссоли четвертичных соединений аммония обладают повышенной водостойкостью, плохо растворяются в воде и проявляют более высокий антистатический эффект при обработке полиэтилена низкой и высокой плотности по сравнению с наиболее эффективными промышленными антистатиками типа алкамонов, которые растворимы в воде или смешиваются с ней (р,2,0 10 — 1,1

° 10" Ом при поверхностном нанесении;

3,3 10 Ом и более при введении в массу полимера).

Полисоли или полибиссоли четвертичных соединений аммония наносят на поверхность полимеров из растворов концентрации

0,1 — 3,0 вес. или вводят в массу полимеров в количестве 2,0 — 10,0 вес. %.

Введение полисолей или полибиссолей четвертичных соединений аммония в расплав полимеров возможно обычными способами на вальцах, в пластосмесителях типа «Бенбери» или в экструдерах.

Пример 1. Диски диаметром 50 и толщиной 1 мм из полиэтилена низкой плотности погружают на 20 с в 2%-ный раствор поли (винилбензилтриметиламмонийхлорида) в этиловом спирте и затем сушат при комнатной температуре в вертикальном положении в течение суток р, обработанных таким способом образцов составляет 5,4. 10: Ом.

П р им ер 2, Диски диаметром 50 и толщиной 1 мм из полиэтилена вь.сокой плотности погружают на 20 с в 2%-ный раствор поли (винилбензилтрнметиламмонийхлорида) в этиловом спирте и затем сушат при комнат

lð ной температуре в вертикальном положении в течение суток. р, обработанных таким способом образцов составляет 3,6 10 Ом.

Пример 3. Диски диаметром 50 и толщиной 1 мм из полипропилена погружают на

15 20 с в 2%-ный раствор поли(винилбензилтриметнламмонийхлорида) в этиловом спирте и затем сушат при комнатной температуре в вертикальном положении в течение суток. р. обработанных таким способом образцов составляет 5,9 10 Ом.

Пример 4. Диски диаметром 58 и толщиной 2 мм из полистирола погружают на

20 с в 2%-ный раствор поли(винилбензилтриметиламмонийхлорида) в этиловом спирте и затем сушат при комнатной температуре в вертикальном положении в течение суток. р. обработанных таким способом образцов составляет 1,4 10 Ом.

Пример 5. Диски диаметром 58 и толщиной 2 мм из полиметилметакрилата погружают на 20 с в 2%-ный раствор поли(винилбензилтриметиламмонийхлорида) в этиловом спирте и затем сушат при комнатной температуре в вертикальном положении в течение суток, р, обработанных таким способом образцов составляет 8,0 10 Ом.

Ti р и м е р 6. Диски диаметром 58 и толщиной 2 мм из ударопрочного полистирола

4р марки ПС-СУ погружают на 20 с в 2%-ный раствор поли(винилбензилтриметиламмонийхлорида) в этиловом спирте и затем сушат при комнатной температуре в вертикальном положении в течение суток. р, обработанных

45 таким способом образцов составляет

2,3 10 Ом.

Пример 7 — 38. Полисоли или полибиссоли четвертичных соединений аммония наносят на поверхность полимеров так же, как в примерах 1 — 6. Результаты приведены в табл. 1.

Пример 39. Полиэтилен низкой плотности смешивают с 6 вес. % поли(тетрагидронафтилметилептриметиламмонийхлорида) на вальцах при температуре 135+-5 С в течение

7 мин. Полученные образцы обладают о, 2,5.10" Ом и имеют о. 90 кгс/см, Ор

105 кгс/см2 и в 300%.

Пример 40. Полиэтилен низкой плотности смешивают с 6 вес. % поли(винилбензилтриметиламмонийхлорида) технического на вальцах при температуре 135+-5 С в течение

7 мин. Полученные образцы обладают р, 9,1 ° 10 Ом и имеют о, 95 кгс/см, ор 110 кгс/см

65 и з 320%.

446521

Таблица 1

Концентрация раствора соли, вес. "<

Пример р„ ом

2,0

2,0

2,0

0,5

0,1

2,0

2,0

2,0

2,0

0,1

3,3 10

6,8.10

1,0 10

8,7 10

1,O. 10

2,0

2,0

3,0

1,0

2,0

Полип ропилен

22 .

8,8 10

1,3.10

4,5.10

3,0.10

2,0

2,0

2,0

2,0

9,0 10

6,9 10

1,0 10

1,0

0,5

0,1

27

Полистирол

3,0 10

6,1 10

2,0

2,0

Полисоль или полибиссоль аммония

Полиэтилен низкой плотности

Поли (винилбензилтриметиламмонийхлорид) (технический продукт)

Поли (тетрагидронафтилметилентриметиламмонийхлорид)

Поли (винилбензилтетрагидронафтилметиленбис-(триметиламмонийхлорид))

Поли (винилбензилди-н-бутилоктадециламмонийхлорид)

Поли (винилбензилнафтенилметилоксиэтиламмонийхлорид)

Поли ((винилбензилтриполиоксиэтил (на

30 моль) аммонийхлорид)

Поли (тетрагидронафтилметилендиметилоктадециламмонийхлорид)

Поли (тетрагидронафтилметилеидиоксиэтилоктадецнламмонийхлорид)

Поли (винилбензилтетрагидронафтилметиленбис-(диоксиэтилнафтениламмонийхлорид))

Поли (винилбензилтетрагидронафтилметиленбис-триполиоксиэтил (на 30 моль) аммонийхлоРид)) Полиэтилен высокой плотности

Поли (винилбензилтриметиламмонийхлорпд) (технический продукт)

Поли (тетрагидронафтилметилендиметилоксиэтиламмонийбромид)

Поли (винилбензилдиоксиэтилоктадециламмониййодид)

Поли (винилбензилтетрагидронафтилметиленбис-(метил-н-бутилоксиэтиламмонийбромид))

Поли (винилбензилтетрагидронафтилметиленбио-октадецилдиполиоксиэтил (на 20 моль) аммонийнитрат) - ;Поли (винилбензилтриметиламмонийхлорид) (технический продукт)

Поли (тетрагидронафтилметилендиметилоксиэтиламмонийметилсульфат)

Поли (винилбензилдиоксиэтилоктадециламмонийметилсульфат)

Поли (винилбензилдиоксиэтилоктадециламмонийдиметилфосфат)

То же

Поли (винилбензилтриметиламмонийхлорид) (технический продукт)

Поли (тетрагидронафтилметилендиоксиэтилоктадециламмонийдиметафосфат) 5,9 10

4,1.10

2,4 10

9,0 10

4,0 10

9,6.10

8,0 10

3,4 10

8,0 10

2,1.10

446521

Продолжение табл. 1

Концентрация раствора соли, вес.,б

Полисоль или полибиссоль аммония

Пример

p„, ом

3,0 10

2,0

Поли (винилбензилтетрагидронафтилметиленбис-(диоксиэтилоктадециламмонийдиметилфосфат)) 31

Полиметилметакрилат

Поли (винилбензилтриметиламмонийхлорид) (технический продукт)

Поли (тетрагидронафтилметилендиметилоксиэтиламмонийбензосульфонат)

Поли (винилбензилдиоксиэтилоктадециламмо. нийбензосульфонат)

Поли (винилбензилдноксиэтилоктадециламмо-. нийдиметилфосфат) 2,0

2,0

2,0

2,0

Ударопрочный полистирол ПС-СУ

Поли (винилбензилтриметиламмонийхлорид) (технический продукт)

Поли (тетрагидронафтилметилендиметилоксиэтиламмонийацетат)

Поли (винилбензилдиоксиэтилнафтениламмонийбутират)

Поли (винилбензилтетрагидронафтилметиленбис-(диоксиэтил-н-бутиламмонийстеарат))

Поли (винилбензилдиоксиэтилоктадециламмонийдиметилфосфат) 2,0

2,0

2,0.

2,0

38

1,0

Таблица 2

Количество соли, введенной в полимер, вес. %

Полисоль или полибиссоль аммония

Пример е, % кгс ом кгс см см

Полиэтилен низкой плотности

100

1,5 10

7,0 10

5,0 10

85

490

2,0

130

115

120

4,0

110

Полиэтилен высокой плотности

10

2,0 IO>

8, 7. 10э

1,1 IO>

165

47

160

215

190

2IO

Пример 42. Полиэтилен высокой плотности смешивают с 8 вес. % поли(виннлбензнлтриметнламмонийхлорнда) технического на вальцах при температуре 155+-5 С в тече

5 ние 7 мин. Полученные образцы обладают р, 5,6 10 Ом и имеют о, 175 кгс/см и в 95%.:

Поли (винилбензилтриметиламмонийхлорид) (технический продукт)

Поли (винилбензилдиоксиэтилоктадециламмонийдиметилфосфат)

Поли (винилбензилтетрагидронафтилметиленбис (диоксиэтилнафтениламмонийхлоряд)) Поли (винилбензилтриметиламмонийхлорид) (технический продукт)

Поли (винилбензилдиоксиэтилнафтениламмонийбутират)

Поли (винилбензилтетрагидронафтилметиленбис-октадецилдиполиоксиэтил (на 20 моль) аммонийнитрат)) Пример 41. Полиэтилен высокой плотности смешивают с 8 вес. % поли(тетрагидронафтилметилентриметиламмоннйхлорнда) на вальцах при температуре 155+-5 С в течение

7 мин, Полученные образцы обладают р, 8,0 10 Ом и имеют о, 180 кгс/см и в 100%.

1,3 10

5 0,10в

1,4 IO

8,7-10

1,4 109

1,0 10

4,0.10

6,0 10

2,8-10

446521

Предмет изобретения

15

Составитель А. Кулакова

Техред Г. Дворина Корректор А. Степанова

Редактор Е. Хорина

Заказ 2149/7 Изд. № 1466 Тираж 565 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР ио делам изобретений и открытий

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4(5

Типография, пр. Сапунова, 2

Пример ы 43 — 45. Полисоли или полибиссоли четвертичных соединений аммония смешивают с полимером так me, как в примерах 39 — 40. Свойства полученных образцов приведены в табл. 2.

Пример ы 46 — 48. Полисоли или полибиссоли смешивают с полимером так же, как в примерах 41 — 42. Свойства полученных образцов приведены в табл. 2, где R — нафтенильный радикал, алкильный радикал C> — C» или полиоксиэтильный радикал — (СН СН О),Н;

R — алкильный радикал С вЂ” С4 или полиоксиэтильный радикал — (СН СН О) тН;

Кз — алкильный радикал CI — С4 или полиоксиэтильный радикал — (СН СН О),Н;

Способ придания антистатических свойсть термопластичным полимерам путем нанесе6 ния на поверхность или введения в массу со. лей четвертичных соединений аммония, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью улучшения антистатических свойств полимеров, в качестве солей четвертичных соединений аммония

1о применяют полисоли или полибиссоли аммония общей формулы х+у+г=1 — 30; п=20 — 40; гп=10 — 20;

А = Cl, Вг, 1, NOç, СН $04, (CHз)аPO4 С Н SO3 или ацильный радикал — ОСО (СН ) рСНз в котором р=0 — 16.