Способ антистатической обработки термопластичных полимеров

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сокэз Советскин

Социалистических

Республик (iii 789560

Ф ф„, (61) До11олнительное к авт. свкд-ву (22) Заявлено 09.01.79 (2l ) 2711122/23-05 (51)Ч. Кл .

С 09 К 3/16

С 08 К 5/16 с присоединением заявки №

Государстеенный комитет

СССР (28) Приоритет во делам изобретений н открытий

Опубликовано 23.12.80. Б1оллетень ¹ 47

fl,ата опубликования описания 23.12.80 (53) УДК 678.073..04 (088.8) Ю. И. Василенок, В. Н. Лагунова, В. П. Алания, И. Г. Потехин и Г И. Чечурова !

| (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ АНТИСТАТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

ТЕРМОПЛАСТИЧНЫХ ПОЛИМЕРОВ

Однако известный способ позволяет получать антистатические полимерные материалы, обладающие недостаточной устойчивостью антистатических свойств в условиях влажной обработки.

Удельное поверхностное электрическое сопротивление (p ) образцов после промывания водой составляет 10" — 10" Ом при 20+3 Ñ и относительной влажности 65+5%.

Известен также способ (21 антистатической обоаботкн термопластичных полимеров путем введения в массу полимера или поверхностной обработки полимерных изделий — производных амина — амидоаминов обшей формулы (Сн СН O)„H

% С М СН СН 1ЧН (СН СН О> Н, Il или

Изобретение относится к способу антистатической обработки термопластичных полимеров путем нанесения на ннх или введения в массу производных амина.

Известен способ антистатической обработки термопластичных полимеров путем введения алкамонов в расплав полимера или нанесения:его на поверхность изделий из поли-, мера (1 j, Однако такой способ позволяет получать полимеры, обладающие удельным поверхностным сопротивлением (p ) A 33,3 ° 10 з Ом, что является недостаточным для защиты полимеров от статического электричества. я-С-NH-CHсн N, 2 2 ° (СН СН О1 Н

О (СН СН O) H, (СН СН О) H

<-<-НН-СН Сн к 2 (СН Сн O)„n„ где R — алкнльный или алкенильный радикал С7-С,о или нафтенильный радикал (остаток нафтеновых кислот);

R1,— HCI, HBr, HJ;

x t y = 2-50.

Цель настоящего изобретения — повышены устойчивости антистатических свойств теп789560

Ы-Сн СН 1ЧСН CH

21

СН

СН2

HN-R

И ИЛ

НСН2СН2М СН2СН2МСН2СНР СН2СН2

С,Н сн

2

К CH СООН

HR мопластичных полимеров или влажной обработке, Поставленная цель достигается тем, что в способе антистатической обработки термопластич-Н14-gH -аи -1i1.СН -CH

CH

СН2

H N-С-R, 1!

О гДе R — алкильный РаДикал Св — Сдв, илн 25 нафтенильный радикал (остаток нафтеновых кислот);

Я,— С1, Вг ип 3 и 20-50; m 10-25, которые вводят в расплав полимера или нано- 50 сят на поверхность изделия из него.

В качестве таких производных амина могут применяться бромгндратполиоктилполиэтиленимин, хлоргидратполиоктадецилполиэтиленимин, полиамидополиоктадецилполиэтиленимин и др. З5 (см. табл. 1). Такие соединения представляют собой парафинообразные или мазеобразные вещества от светло-желтого до оранжевого цвета.

При поверхностном нанесении 0,2-4,0%-ных растворов производных ПЭИ по предлагаемому,40 способу,р 5 образцов составляет 9,0 10

3,8 ° 10 о Ом при 20+3 С и относительной влажности 6Ы3%. После погружения данных образ. цов в дистиллированную воду на 20 с и сушки на воздухе в течение 2 ч,р полимеров равно 45 . 3,2 10 7,2-10 о Ом при 2013 С и относительнои влажности 65Ы%, т.е. образцы сохраняют хорошие антистатические свойства.

Образцы полимеров, полученные по предла50 гаемому способу, при введении антистатика в расплав полимера 0,5-8,0 масс.% производных

ПЭИ имеют,р 70 10в — 90 ° 10 @ Ом при

2013 С и относительной влажности 65+5%, предел текучести при растяжении (о ) 1082

Т 55

245 кгс/см, „, разрушающее напряжение при растяжении (Ü ) 115-130 кгс/см и относитель. ное удлинение при растяжении (e ) 200-550%.

После промывания данных образцов путем их

4 ных полимеров, включающем введение в массу полимера или поверхностную обработку полимерных изделий производными амина в качестве котовых применяют производные полиэтиленимина (ПЭИ) общей формулы: погружения в дистиллированную воду на 20 с и сушки на воздухе в течение 2 ч,р полимеров составляет,2,0 10 — 1,3 ° 10" Ом при 20 3 С и относительной влажности 65+5%,т.е. образцы сохраняют хорошие антистатические свойства.

Антистатики наносят на поверхность полимеров из растворов концентрации 0,2- 4,0 масс.% или вводят в массу полимеров в количестве

0,5 — 8,0 масс.%. Одновременно могут применяться целевые добавки — красители, стабилизаторы, пластификаторы и др.

Антистатики можно вводить в расплав полимеров обычными способами: на вальцах, в пластосмесителе тяжелого типа или в экструдере.

Пример 1. Диски диаметром 50 мм и толщиной 1 мм из полиэтилена низкой плотности (ПЭНП) погружают на 20 с в 0,2%-ный раствор бромгидратполиоктилполиэтиленимина (БГПОПЭИ) (n = 50) в этиловом спирте и затем сушат при комнатной температуре в вертикальном положении в течение 2 ч,р обработанных таким способом образцов составляет

1,0 .10 о Ом при 20+3 С и относительной влажности 65+5%. После промывания данных образцов путем их погружения в дистиллированную воду на 20 с и сушки на воздухе 2 ч,р полимера равно 2,6 ° 10 Ом при 2023 Ñ и относительной влажности 6515%, т.е. образцы сохраняют хорошие антистатические свойства.

Пример 2. Образцы из полипропилена (ПП) обрабатывают 0,2%-ным раствором (БГПОПЗИ) аналогично примеру 1, р обработанных таким способом образцов составляет

3,1 ° 10 Ом при 20+3 С и относительной влаж89560ставляет 3,8.10ю Ом при 2013 C и относительной влажности 65+5%. Затем проводят обработку полимера водой аналогично примеру 1. После такой обработки р. полимера равно

7 2 ° 10 0 Ом при 20+3 С и относительной влажности 6515%, т.е. образцы сохраняют хорошие антистатические свойства.

Пример ы 5 — 18. Производные ПЭ наносят на поверхность полимеров так же, как в примере 1. После промывания водой образцы сохраняют хорошие антистатические свойства.

Результаты приведены в табл. 1..Таб лица 1

5 при относительной лажности 6525%, Ом

При- Полимер мер, 1 о онценация

Антистатик створа нтистапосле промывания о промыания ка, асс.%

5 ПЭНП Бромгидратполиоктилполиэтиленимин (n = 50) 1,8.10 4,0 10

0,5

6 ПЭНП

Бромгидратполиоктилполиэтиленимин (n = 50) 80 10т

3,0 10

4,0

Хлоргидратполиоктадецилполнэтиленимин (n = 10) 7 ПСБ

1,0-106

3,2-10

7 0.10

9,0. 10

2,0

То же

4,0

8 То же

9 ПП

Полиамидополиоктадецилполиэтиленимин (n = 20) 2,0. 109 8,0 109

2,0

Полиамидополиоктадецилполи этиленимин (n = 40) 3,2 10 9,0 10

4,0

11 То же Полиамидополиоктадецилполиэтиленимин (и = 50) 56 10

5,0 10

2,0

12 ПММА Иодгидратполидодецилполиэтиленимин (n = 40) 2,0 10а

10 I07

4,0

13 То же Бромгидратполиоктадецилполикарбоксиполиэтиленимин (m=25) 1,0

2,4 10

1,0 10

1,0. 10

6,6 10

4,0

14 То же То же

5 7 ности 65+5%. Обработку таких образцов водой проводят аналогично примеру 1. р полимера равно 6,3 ° 10 0 Ом при 20 3 С и относительной влажности 65+5%, т.е. образцы сохраняют хорошие антистатические свойства.

Пример 3. Образцы из блочного полистирола (ПСБ) обрабатывают 0,2%-ным раствором (БГПОПЭИ) аналогично примеру 1. ,р обработанных таким способом образцов составляет 2,5 ° 10 0 Ом при 20+3 С и относительной влажности 65+5%. Затем проводят обработку полимера водой аналогично примеру 1.

После такой обработки р полимера равно

5,6 ° 10 0 Ом при 20+3 С и относительной влаж ности 65+5%, т.е. образцы сохраняют хорошие антистатические свойства.

Пример 4. Образцы из полиметилметакрилата (ПММА) обрабатывают 0,2%-ным раствором (БГПОПЭИ) аналогично примеру 1. ,0 обработанных таким способом образцов соIT р и м е р ы 19 — 28 (контрольные).

Амидоамины и алкамоны наносят на поверхность полимеров по известному способу так же как в примерах 1 — 4. После промывания образцов дистиллированной водой антистатические свойства полимеров практически утрачиваются. Ре20 зультаты. приведены в табл. 1.

789560Продолжение табл. (!

5 ПСБ

16 ПММА

Хлоргидратполинонилполикарбоксиполиэтиленимин (m = 10) 2,0

Иодгидратполиоктилполикарбоксиполиэтиленимин (m = 20)

Иодгидратполиоктилполикарбоксиполиэтиленимин (и = 20)

Бромгидратполинафтенилполиэтиленимин (и = 50) 0,5

Солянокислая соль N-стеароил1 I

-N,N-бис- (P-оксиэтилендиамина) 0,2

Ф

N-деканоил- N,N-бис- (P-OK сиэтил)-этилендиамин 2,0

Иодистоводородная соль N-олеоилI I

-N N-бис- (Д- (20) -оксиэтил) -этилендиамина 4,0

/ I

N-нонадеканоил-N,N-бис- (P-оксиэтил)

-этилендиамин 1,0

М

N-нафтеноил-N,N-бис- (P-оксиэтил)-этилендиамин 0,5

Алкамон ОС-2 (смесь бензолсульфонатов метилдиэтиламинометильных производных диэтиленгликолевых эфиров высших жирных сйиртов) 2,0

9 Р,107

8,3 10в

2,0 ° 10в

3,0 ° 109

2,0

17 То" же

1 6.10в 3 4. 10в

1,8-10

4,3 ° 10 3

8,0 10в

3,0-10 0

19 НЭНП

20 ПСБ

50.101е 80 1013

21 ПП

10Р 34 101г

22 ПММА

23 ПЭНП

24- ПСБ

30 ° 10 0 5 0 10 "

1013 7 1014

7,0 109 7,6-10 3

7,0 109 7,6-10 3

25к ПЭНП

26к То же

То же

2,0

Алкамон H (четвертичная аммониевая соль диэтиламинометильных производных диэтиленгликолевых эфиров насьпценных и ненасьпценных высших жирных спиртов с метилбензолсульфонатом) з,а 10"

6,0-10

2,0 10

2,0

1,0-10 4

8 0 ° 10гв

27к ПММА То же

2,0

14 1013

4,0

28к То же

Пример 29. Полиэтилен низкой плотности смешивают с 0,5 масс.% БГПОПЭИ 50 (n 50) на вальцах при 13515 C в течение

7 мин. (!олученные образцы обладают.р 6,0» ч!О Ом при 2013 С и относительной влажности 65+5% и имеют о 120кгс/см3, opl30Krc/ñì3 не 549Я, После промывания образцов путем их$$ погружения в дистиллированную воду на 20 с и сушки на воздухе 2 ч,р полимера равно

9,4 ° lp 0 Ом при 2013 С и относительной влажности 6545%, т.е. образцы сохраняют хорошие антистатические и физико-механические свойства, Пример 30. Полиэтилен высокой плотности смешивают с 4,0 масс.% полиамидополиоктадецилполиэтиленимина (n = 20) на вальцах при 15525 С в течение 7 мин, Получениь|е образцы обладают,р 8,0-10 О Ом при 2013 С и относительной влажности 6515% и имеют о, 245 кгс/см3, б 130 кгс/см и е 250%, После промывания данных образцов путем их погру789560! о

Пример ы 31 — 36. Производные полизтиленимина вводят в массу полимербв так же как в примерах 29-30. После промывания образцов дистиллированной водой антистатн5 ческие свойства полимеров практически утрачиваются. Результаты приведены в табл. 2. ження в дистиллированную воду на 20 с и сушки на воздухе 2 ч р полимера равно

9,6 ° 10 о Ом при 20+3 (. и относительной влажности 65+5%, т.е. образцы сохраняют хорошие антистатические и физико-механические свойства.,Таблице 2 T

При- Полнм носильное аэруша шее на ряжени при относиельной влажности 6515%,0м

Колиество нтитатика введенного в удлинение при растяжении, % ри расяжении к /смг

Антистатик осле до про мываромы ания олимер, ния асс.% l

31 ПЭНП Бромгндратполиоктилполиэтиленимнн (n = 50) 117

10 1,2 10 о 3,4 ° 10 115

550

32 То же Хлоргидратполиоктадецилполнэтиленнмин (и = 20) 4,0 7,0- 10о 2,0 ° 109 108

118

33 ПЭВП Бромгидратполноктадецилполикарбоксиполиэтиленимин (m = 25) 4,0 9,0 ° !О 1 010ii 230 125

34 То же Хлоргидратполнноиилполикарбокснполиэтиленимин (m = 10) 40 30.10 о 56 !Ого 240 130

270

40 89 10 о 13 !О" 235 120

8,0 8,0 ° 10 3 0 ° 10 210 1! 5

200

36 -" — То же

t ф

37 ПЭНП N-деканоил-й,й-бис- (P-оксиэтил) -этилендиамин

1,0 7,0 10 6,0. 10 з 115 130

40 34 19iO 28 101з 230 120

280

ПЭВП То же

i

N-нонадеканоил- N. >N-бис- (P-оксиэтил) -этилендиамнн

То же

39 ПЭНП

40 . ПЭВП

1 3 101а 115

10» 208

130 550

112 210

0,5 1,0. 10"

8,0 1,3. 10

Солянокислая соль N-сте1 ароил-N N-бис- (P-оксиэтил)-

У

-этиле ндиамина

ПЭНП

S 0 ° 1O9

3,0 10 г

3,0 10

5,8 ° 10 г 105

9,0 -1О

80 10

480

115

4,0

2,0

42 ПЭНП Алкамон OC-2

43 ПЭВП То же 2,0.большую точность измерений и надежность приборов в результате отсутствия накопления зарядов статического электричества.

Формула изобретения

Способ антистатической обработки термопластичных полимеров путем нанесения на их

35 — "- Полиамидополиоктадецилполиэтнленнмнн (n = 40) Предлагаемый способ улучшает водостойкость антистатических свойств термопластичных полимеров и Может найти применение для обработки пластмассовых деталей Измерительных приборов, радиотехнической аппаратуры, оптических деталей из органического стекла и др,, когда по условиям эксплуатации необходимо промывать и протирать изделия. Повышение качества антистатических покрытий обеспечивает

Предел текучести при растяжении, кгс/см

ll 789560 12 поверхность или введения в массу производных в условиях влажной обработки, в качестве амнамина, отличающийся тем,что, нопроиэводных применяют производные полис целью стабилизации антистатических свойств этиленимина обшей формулы и или

Н Сн СН 1чСН СН НСН СН ЙСН СИ

Я. 2 2. 2 2 2) 2 2.

СН2 H СH2

1 1 Н

СНД

2 т l

Ц СН СООН иу где 8 — «лкильный радщал Cs а или нафтенильный радикал (остаток нафтеновых кислот);

R, — CI, Вг или 3; и 20-50; m * 10-25.

Составитель А. Балтин

Техред.Н. Ковалева Корректор М. Коста

Редактор Н. Егорова

Тираж 725 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Заказ 8995/28

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

HN-СН -СН -N-СН -СН

2 2 2 2

СН

1 2

СН2

Нй С-R

И

HN СН -СН 1чСН -СН

21

СИ2

CH !

HN. R

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Справочник по пластическим массам. М., "Химия", 1969, т. 2, с. 445.

2. Авторское свидетельство СССР У 484238, кл. С 09 К 3/16, 04.07,74 (прототип).

Способ антистатической обработки термопластичных полимеров Способ антистатической обработки термопластичных полимеров Способ антистатической обработки термопластичных полимеров Способ антистатической обработки термопластичных полимеров Способ антистатической обработки термопластичных полимеров Способ антистатической обработки термопластичных полимеров 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к химической промышленности, в частности к технологии органических соединений
Наверх