Способ уменьшения электризуемости термопластичных полимеров
О П И С A Н И E < 454223
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Соев Свветскик
Социалистических
Раслублик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 16.03.73 (21) 1895885/23-5 с присоединением заявки № (32) Приоритет
Опубликовано 25.12.74. Бюллетень № 47
Дата опубликования описания 14.02.75 (51) М. Кл. С 081 47/22
С 091< 3/16
Государственный комитет
Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 678.073.04 (088.8) (72) Авторы изобретения Ю. И. Василенок, Б. А. Коноплев, В. Н. Лагунова, Н. С. Козлов, В. А. Сержанина, Н. А. Крот, Т. П. Подобаева и К. H. Ковалевич (71) Заявитель (54) СПОСОБ УМЕНЬШЕНИЯ ЭЛЕКТРИЗУЕ
ТЕРМОПЛАСТИЧНЫХ ПОЛИМЕРОВ
К, 1
1<4 Х вЂ” К„
К!
A () 20 Н„ / C11F, алкилениминовый радикал — СН,СН,ХНСН,СН,— или полиоксиэтиленовый радикал — СН2(СНзО) СН2—
30 (где т = 5 — 20);
Предлагаемое изобретение относится к способу уменьшения электризуемости термопластичных полимеров путем нанесения на их поверхность:или введения в массу солей азотсодержащих соединений.
Известна антистатическая обработка полистирола и полиэтилена водными растворами лаурилтриметиламмонийхлорида, стеарилтриметиламмонийхлорида, дилаурилдиметиламмонийхлорида, лаурилметилдиоксиэтиламмонийхлорида, лаурилметилдиоксипропиламмонийметилсульфата. В этом случае удельное поверхностное электрическое сопротивление р. образцов полимеров при температуре 20 С и относительной влажности 65% равняется величине порядка 10 — 10" ом, Предлагается способ уменьшения электризуемости термопластичных полимеров (например, полиэтилена, полипропилена, полистирола, полибутадиенстирола, полиметилметакрилата, полиакрилонитрилбутадиенстирола) путем нанесения на поверхность или введения в массу солей четвертичных соединений аммония, сущность которого заключается в том, что для улучшения антистатических свойств полимеров в качестве солей четвертичных соединений аммония применяют бис-соли общей формулы где Ri — нафтенильный радикал (остаток нефтеновых кислот) или алкильный радикал
10 C8 С13, К вЂ” алкильный радикал Ci — С4 или полиоксиэтильный радикал — (СН2СН О).„Н;
Яз алкильный радикал С1 — С4 или полиоксиэтильный радикал — (СН2 — СН20) „Н (где х+у=1 — 30);
R4 — алкиленовые радикалы †СН вЂ СН вЂ, СН2 — СНз — СНе — СНее, — СН вЂ” СН2 — СНв— — СН2 — СН2 — СН2 —, 464223
А =2CI 2Br, 2I 2ХОо, 2С104
SO4--, 2СНзSO4 2 (СНЗ) аР04, 2СоНоЯОз или ацильный радикал 2 — ОСО(СН )СНз (где
n= l — 16).
Например, полученные образцы полиэтилена низкой и высокой плотности по предлагаемому способу при введении в массу полимера бис-солей четвертичных соединений аммония имеют р,9,7 10 — 7,0 10 ом при температуре
201 3 С и относительной влажности 65»-5 /о и имеют предел текучести при растяжении (a,) 105 — 245 кгс/см, предел прочности при растяжении (ор) 110 — 130 кгс/см и относительное удлинение при разрыве (в) 155—
600 о/о .
При поверхностном нанесении бис-солей четвертичных соединений аммония по предлагаемому способу на полимеры р, образцов составляет 8,9 10 — 6,0 10 ом при температуре 20»-3 С и относительной влажности
65:Е5 о/о
Применяемые по предлагаемому способу бис-соли четвертичных соединений аммония проявляют более высокий антистатический эффект при обработке полиэтилена низкой и высокой плотности по сравнению с наиболее эффективными промышленными антистатиками типа алкамонов (р,2,0 10 — 1,1 10" ом при поверхностном нанесении, 3,3.10" ом и более при введении в массу полимера). бис-Соли четвертичных соединений аммония наносятся на поверхность полимеров из растворов концентрации 0,1 — 3,0 вес. /о или вводятся в массу полимеров в количестве 0,5—
6,0 вес о/о
Введение бис-солей четвертичных соединений аммония в расплав полимеров возможно обычными способами: на вальцах, в пластосмесителях типа Бенбери или в экструдере.
Пример 1. Диски диаметром 50 мм и толщиной 1 мм из полиэтилена низкой плотности погружают на 20 сек в 0,5 /о-ный раствор этилен - бис-(диоксиэтилнафтениламмонийбромида) в этиловом спирте и затем сушат при комнатной температуре в вертикальном положении в течение 1 суток; р, обработанных таким способом образцов 1,2 10 ом при температуре 20»-3 Ñ и относительной влажности
65 1 5о/о
Пример 2, Диски диаметром 50 мм и толщиной 1 мм из полиэтилена высокой плотности погружают на 20 сек в 1,0/о-ныи раствор тетраметилен - бис — (метилоксиэтилнафтениламмонийхлорида) в этиловом спирте и затем сушат при комнатной температуре в вертикальном положении в течение 1 суток; р, обработанных таким способом образцов составляет 7,1 10 ом при температуре 20+3 С и относительной влажности 65+ 5 /о.
Пример 3. Диски диаметром 50 мм и толщиной 1 мм из полипропилена погружают на
20 сек в 2/о-ный раствор гексаметилен-бис(бутилоксиэтилнафтениламмонийхлорида) в этиловом спирте и затем сушат при комнат5
25
4 ной температуре в вертикальном положении в течение 1 суток; р, обработанных таким способом образцов составляет 4,3 10 ом при температуре 20=1=3 С и относительной влажности
65» 5о/о.
Пример 4. Диски диаметром 58 мм и толщиной 2 мм из полистирола погружают на
20 сек в 3 /о-ный раствор параксилен-бис- (полиоксиэтил (на 30 моль) нафтениламмонийиодида в этиловом спирте и затем сушат при комнатной температуре в вертикальном положении в течение 1 суток; р, обработанных таким способом образцов 1,0 10 ом при температуре 20=ЕЗ С и относительной влажности
65+ 5 o/î
Пример 5, Диски диаметром 58 мм и толщиной 2 мм из полиметилметакрилата погружают на 20 сек в 2 /о-ный раствор диэтиленимин - бис- (диметилоктадециламмонийбромида) в этиловом спирте и затем сушат при комнатной температуре в вертикальном положении в течение 1 суток; р, обработанных таким способом образцов 6,0 10 ом при температуре 20»-3 .С и относительной влажности
65» 5о/о
П р и м ер 6. Диски диаметром 58 мм и толщиной 2 мм .из полибутадиенстирола погружают на 20 сек в 2 /о-ный раствор полиоксиэтилен(на 5 моль) -бис- (метилбутилоктадециламмонийхлорида) в этиловом спирте и затем сушат при комнатной температуре в вертикальном положении в течение 1 суток; р, обработанных таким способом образцов 2,4.10 ом при температуре 20+-3 С и относительной влажности 65» 5 /о.
Пример 7. Диски диаметром 58 мм и толщиной 2 мм из полиакрилонитрилбутадиенстирола погружают на 20 сек в 2 /о-ный раствор полиоксиэтилен (на 20 моль) -бис- (диметилоктадециламмонийхлорида) в этиловом спирте и затем сушат при комнатной температуре в вертикальном положении в течение суток; р. обработанных таким способом образцов
1,7.10 ом при температуре 20:1=3 С и относительной влажности 65» 5о/о.
Пример ы 8 — 25. бис-Соли четвертичных соединений аммония наносят на поверхность полимеров так же, как в примерах 1 — 7. Результаты приведены в таблице.
Пример 26. Полиэтилен низкой плотности смешивают с 0,5 вес. /о диэтиленимин-бис-(диоксиэтилнафтениламмонийацетата) на вальцах при температуре 135» 5 С в течение 7 мин; р, полученных образцов 9,8 10 ом при температуре 20+-3 С и относительной влажности
65 5 /о, о, 120 кгс/см, ор 110 кгс/см, в 600 /о.
Пример 27. Полиэтилен низкой плотности смешивают с 1 вес. /о полиоксиэтилен(на 10 моль) - бис- (дибутилна фтениламмонийметилсульфата) на вальцах при температуре
135+-5 С в течение 7 мин; р, полученных образцов 2,0 10 ом при температуре 20»=3 С и относительной влажности 65 5 /о, о, 115 кгс/см, ор 125 кгс/см, е 550/о.
454223
Удельное поверхностное сопротивление полимеров при поверхностном нанесении бис-солей четвертичных соединений аммония
Концентрация раствора антистатика, вес. %
Полимер
Антистатик р„ ом
Полиэтилен низ кой плотпост
То же
Гексаметилен-бис- (диокснэтплоктплам мопийнитрат)
Диэтиленимин-бис-(полиоксиэтил(на 10 моль) октиламмонийнитрат)
Тетраметилен-бис-(диметилцетиламмонийперхлопат)
Пяраксилен-бис-(диокспэтнлнафтениламмонийперхлорат)
Гексаметилен-бис-(ли метилоктадецпламмоний) сульфат
Полиоксиэтилен(на 10 моль) -бис- (дибутилняфтсниламмонийметилсульфят)
Гекса метилен-бис- (диоксиэтилоктадециламмопийдиметилфосфат)
Диэтиленимин-бис- (диоксиэтилнафтениламмонийдиметилфосфят)
Тетраметилен-бис-(диметилцетиламмонийбензосульфонят)
Диэтиленимин-бис-(диоксиэтилнафтениламмонийацетат)
Гексаметилен-бис- (диокспэтилоктядепиламмонийбутират)
Гексаметилен-бис-(диметилоктиламмонийстеарат)
Ч иэтиленими -бис- (полиоксиэтиленГпз 10 поль)о"тиляммонийнитрят1 ! Полиоксиэтиле": (ня 10 моль) -бпс- (дибутилняфтеппламмоннйметилсульфат)
Диэтиленимин-бис-(диоксиэтилнафтепнля м монн йдим етилфосфат) 10
Полиэтилен высо кой плотности
То же
14
Полистирол
Пол истирол
16
Полиметилметакри.пат
То же
18
0,5
Полипропилен
То же
2,0
1,0
Полибутядиенсти рол
То же
2,0
0,1
Полиакt .кпонитрк.кстядиен стирол
То же
3,9 10
6,0 10
6,0.107
23
Тетраметилен-бис-(диоктилцетиламмонийбензосульфонат)
Диэтиленимин-бис-(диоксиэпглнафтениламмонийацетат)
То ice
0,1
25
П р и м ер 31. Полиэтилен высокой плотности смешивают с 6 вес.% гексаметилен-бис- (диметилоктиламмонийстеарата) на вальцах при температуре 155+ 5 С в течение 7 мин;
5 р, полученных образцов 7,0 1Оэ ом при температуре 20 3 C и относительной влажности
65+ 5%, о, 210 кгс/смз, е 155%.
Пример 32. Полиэтилен высокой плотности смешивают с 2 вес.% гексаметилен10 -бис- (диоксиэтилоктадециламмонийбутирата) на вальцах при температуре 1551-5 С в течение 7 мин; р, полученных образцов 7,0 10 ом при температуре 20 3 С и относительной влажности 65 5%, от 240 кгс/смз, ор
15 130 кгс/см-", е 230%.
Предмет изобретения
Способ уменьшения электризуемости термо20 пластичных полимеров путем нанесения на поверхность или введения в массу солей четвертичных соединений аммония, отличаюшийся тем, что, с целью улучшения антистаПример 28. Полиэтилен низкой плотности смешивают с 2 вес.% диэтиленимин-бис-(диметилоктадециламмонийбромида) на вальцах при температуре 135+5 Ñ в течение 7 мин; р. полученных образцов 9,7.107 ом при температуре 20+-3 С и относительной влажности
65 -5%, о, 105 кгс/см, ор 130 кгс/смз, е 520%.
П р и м ер 29. Полиэтилен высокой плотности смешивают с 1 вес.% гексаметилен-бис(диоксиэтилоктадециламмонийдиметилфосфата) на вальцах при температуре 155+-5 С в течение 7 мин; р, полученных образцов
2,6.10 ом при температуре 20+ 3 С и относительной влажности 65+5%, о, 245 кгс/см2, ор 130 кгс/см2, е 280%.
П р и мер 30. Полиэтилен высокой плотности смешивают с 4 вес.% гексаметилен- бис - (бутилоксиэтилнафтениламмонийхлорида) на вальцах при температуре 155!-5 С в течение 7 мин; р. полученных образцов
3,0 10 ом при температуре 20+-3 С и относительной влажности 65 5%, о, 220 кгс/см-, ор 115 кгс/см, е 185%.
8,0 10
1,7-10
1,0 109
9,6 108
7,1 10
5,9-10
4,0 10
1,8 10
2,6.10
8,9.10
7,0 10
6,0 10
4,0 10а
3,8 10
5,4.10
К
I+
1 2 !
К1 алкилениминовый радикал
1(4 — СН2 (СН20) mCH2—
15 (где m=5 — 20);
Составитель А. Кулакова
Редактор Т. Загребельная Техред Г. Дворина
Корректор Е. Рогайли а
Заказ 161/11 Изд. № 232 Тираж 565 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2 тическпх свойств полимеров, в качестве солей четвертичных соединений аммония применягот бис-соли общей формулы где Rl -- нафтенильный радикал или алкильныЙ радикал Сз — С1з, R2 — алкильный радикал с| — с4 или полиоксиэтильный радикал — (СН2СН20) „Н;
Кз — алкильный радикал Cl — С4 или полиоксиэтильный радикал — (СН2 — CH20) „Н (где х+у=,1 — 30);
R4 — алкиленовые радикалы — СН2 — СН2 —, — СН2 — СН2 — СН2 — СН2, — СН2 — СН2 — СН2— — СН,— СН,— СН,—, — СН,С 12iUHCH2CH2
16 или полиоксиэтиленовый радикал
А- =2СI, 2Вг, 2I 2ИОз, 2С104, S04 — —, 2СНзЬ04 —, 2 (СНз) 2Р04-, 2Cr,HgS03— или анильный радикал 2 ОСО(СН2)„СНз
20 (где n = 1 — 16) .
