Способ обработки термопластичных полимеров

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистическнх

- Расттублик

<п>854949 (61) Дояолиительиее к аят. свид-ву (51)M. Кл.

С 08 1 7/06

С 09 K 3/16

С 08 К 5/34 (22)Заявлено 09,01,79 (21) 27! 1133/23-05 с присоединением заявки М

3Ъсудерсте|ннай кемнтет

СССР ае лелем нзебретеннй и еткеатвй (23) Приоритет —

Опубликовано 15.08.81. бюллетень яв 30

Дата опубликования описания 15,08.8 1 (5З) д 678.073. .04 (088.8) 1

Ю.И,Василенок, В,Н.Лагунова, A.Ô.Öîæàðñêèé, А.M.Ñèìoíîâ и О.M.Áàãðîâà (72) Авторы изобретеиия (7!) Заявитель (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ТЕРИОПЛАСТИЧНЪ|Х

ПОЛИМЕРОВ

Изобретение относится к способу обработки полимеров путем нанесения на них или введения -в массу азотсодержащих циклических соединений для улучшения антистатических свойств.

Известен способ диэлектризации термопластичных. полимеров путем нанесения на поверхность или введения в их массу азотсодержащих цикЛических соединений бис-солей бензимидазо-1О лия, например дихлорид-i,4-ди (М -2—

I ундецил-3 — -оксиэтилбензимидазолий)-бутан и др. При введении в масс полимера таких соединений удельное поверхностное электрическое сопро,—

15 тивленне ()образцов составляет

2,0-109-1,0.10" Ом при 20ОС и относительной влажности 657, а при поверхностном нанесении P — 6,9.10 ю

2,3.10" Ом соответственно (I).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому .эффекту к предлагаемому изобретению является способ согласно которому азотсодержащие циклические соединения, например бис-соли пиперидиния, наносят на поверхность или вводят в массу полимера в качестве антистатика. При введении в массу полимера таких соединений удельное сопротивление { Pg ) составляет 4,1.10 -1,2.10 Ом при

1О

20 С и относительной влажности 65Х и при поверхностном нанесении

6,0.10" — 2,5.108 Ом соответственно (2! .

Однако по этому способу получают очень дорогую продукцию ввиду того, что процесс получения бис-солей довольно сложен и для их получения требуется дорогостоящее сырье 1,4дибромбутан.

Цель изобретения — удешевление продукции и понижение электризации термопластичных полимеров.

Цель достигается тем, что в способе обработки термопластичных полимеров путем нанесения на поверх854949 (())А. ность или введения в массу солей ниперидиния, в качестве последних применяют соединение общей формулы где Я,! — нафтенил ипи С вЂ” С!В ал 10 кил о«» (Сн2сн,о)„н, где и 1-30, группа

4Hg@Hg Π— бН

° II о

СН СН. О0 СНР3, t rye Ry — С4-С4В кил йли нафтвнил или С4-С -алкил

Д=И, Bt, 1, tIO,CKO4,CH 9O,СН С,Ц460, 20 (СН, ) РО@,С H 50 Иди сМи -ОСО(ЦЩМ3, (rAe rn= O-<Е).

При поверхностном нанесении 0,54,0 -ных растворов солей пиперидиния на полимеры удельное поверхностное электрическое сопротивление (ф образцов составляет 3,4.10 — 1,2.10 !оом при

+ o

20»3 С и относительной влажности 10

65т5%.

Образцы полиэтилена при внутреннем введении 0,5-4,0 мас.Х солей пиперидиния имеют 5 6,0. 10  — 4, 2. 10 Ом при 20+3 С и относительной влажнос35 ти 65+5Х, предел текучести при растяжении (Gy ) 105-248 кгс/см предел прочности при растяжении (бр ) !

1 2-139 кгс/см 2 и относительное удлинение при разрыве (с ) 250-684Х.

Полимерные образцы, получаемые по предлагаемому способу, обладают лучшими антистатическими свойствами по сравнению с образцами полимеров, обработанными антистатиками типа 45 алкамонов (Pg r 3,3.10 Ом при внуЫ трением введении) 1.3) и по сравнению . с известным (Я;>60.10 Ом) (2j

Антистатики согласно изобретению наносят на поверхность полимеров из

50 растворов концентрации 0,5-4,0 мас. .

Одновременно могут применяться целевые добавки — красители, стабилизаторы, пластификаторы и др.

S5

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

Пример I. Диски диаметром

50 мм и толщиной 1 мм из полиэтилена низкой плотности (ПЭйП) на 20 с в

4,0Х-ный раствор 1-оксиэтил-I-бутилпиперидиний бромида в этиловом спирте и затем сушат при комнатной температ. туре в вертикальном положении 2 ч. обработанных таким способом образцов с 1,5.10 Ом при 20 3 С и относительной влажности 65+57.

Пример 2, Диски диаметром

50 мм и толщиной 1 мм из ударопрочного полистирола (УП ) погружают на 20 с в 2,0Х-ный раствор===:1-окси-этил-1-октадецилпиперидиний бромида в этиловом спирте и затем сушат при комнатной температуре в вертикальном положении

2 ч, Р обработанных таким способом образцов 3,8.10 Ом при 20 Зс!". и относительной влажности 65 5Х.

Пример 3. Диски диаметром ,50 мм и толщиной %м из полиэтилена высокой плотности (ПЭВП) погружают на 20 с в 2,0Х-ный раствор

1-оксиэтил-1-нонилпиперидиний бромида в этиловом спирте и затем сушат при комнатной температуре в вертикальном положении 2 ч, 9> обработанных таким способом образцов составляет

1,4.!О Ом при 20 3 С -и относительной влажности 65<5Х.

Пример 4. Диски диаметром

50 мм и толщиной l мм из полистирола блочного (ПСБ) погружают на 20 с в 2,U .-иый раствор 1-оксиэтил-1-нонилпиперидиний бромида в этиловом спирте и затем сушат при комнатной температуре в вертикальном положении

2 ч, pq обработанных таким способом образцов 4,5,109 Ом при 20+3 С и относительной влажности 65+5Ж.

Пример 5. Диски диаметром

50 мм и толщиной I мм полиметилметакрилата (ПИМА) погружают на 20 с в

2,07 ный раствор 1--оксиэтил-I-íîíèëпиперидиний бромида в этиловом спирте и затем сушат при комнатной температуре в вертикальном положении

2 ч, Р обработанных таким способом .образцов 6,2.10 Ом при 20+3 С и относительной влажности 6545Х.

1! р и м е р 6. Диски диаметром

50 мм и толщиной 1 мм иэ сополимера стирола с метилметакрилатом (NC) погружают на 20 с в 2,07-ный раствор

1-оксиэтил-2-нонилпиперидиний бромида в этиловом спирте и затем сушат при комнатной температуре в вертикальТаблица

1,2.10

0 5

7 ПЭНП

Бромид Й-ундецил-NP †(циклогексилацетокси)-этил-пипери° диния

Бромид N-нонил-N- P(циклогексилацетокси)-этилпиперидиния

1О9

2,0

Бромид й-пентадецил-N ) - (циклогексилацетокси)-этилпиперидиния

3,5. IO о

0,5

5 854Ч4 ном положении 2 ч. р5 обработанных таким способом образцов 8,6.10 Ом при 20+3 С и относительной влажности

65 5Х.

Пример ы 7-25. Соли пипериди- ния наносят на поверхность полимеров так как. в примерах 1-6. Результаты приведены в табл. 1.

Пример 26. Полиэтилен низкой плотности смешивают с 1 мас.Х бромида ф

М-пентадецил-11-оксиэтилпиперидиния на вальцах при 135+5 в мин. P g o6разцов 3,2.10" Ом при 20З Зо С.и относительной влажности 65+5Х и Gy

119 KFc/см, бр 121 кгс/см и Е 1 и

684Х.

Пример 27. Полиэтилен низ-. кой плотности смешивают с 4 мас.X бромида N-пентадецил-N-оксиэтилпиперидиния на вальцах при 135+5о С 7 мин. zp образцов 1,4 ° 10 Ом при 20 3 С и относительной влажности 65+5Х и

)05 кгс/см2. бр112 кгс/ем и Е 422Х.

Пример 28. Полиэтилен высокой плотности смешивают с 4 мас.X 25 бромида 1 1 -пентадецил-М-оксиэтилпиперидиния на вапьцах при 155i5 C

7 мин. Ре образцов 1,4.10 100M при

20+3 С и относительной влажности

65+5Х и 0"Т 248 кгс/см, Gp 122 кгс/ем 3ц

2 и Я 120Х.

9. 6

Пример ы 29-34. Соли пнпери» диния смешивают с..полиэтилвном низкой плотности так, как в примерах

26-27. Свойства полученных образцов приведены в табл.2.

Пример ы 35-38. Соли пиперидиния смешивают с полиэтиленом высокой плотности так, как и в примере 28. Свойства полученных образцов приведены s табл.2.

Предлагаемое изобретение упрощает и удешевляет способ понижения электризации термопластичных полимеров и может найти применение для умень" шения электризации полиэтилена,полистирола и др. и изделий на их основе в виде листов, деталей измерительных и др. приборов, емкостей, предназначенных для эксплуатации в условиях, когда недопустимо накопление зарядов статического электричества.

Использование предлагаемого способа для указанных целей дает экономический эффект 200 р. в расчете на 1 кг антистатика за счет исключения дорогостоящего сырья 1,4-дибромбутана по сравнению с известным.

854949

Продолжение табл. 1

1 2

10 ПММА

1,9.10

2,0

11 ПЭНП

2,2.10

2,0

12 у"2,0

4,0

То же

8,2.!О

2,0

4,6.10

4,0

l 5 Полипропилен

ПП

То же

l 6 ПЭНП

4,0

То же

17 ПСБ

I8 ПИМА

3,4.10

Метасульфат й-уидецил-й-пентил-пиперипиния Диметафосфат N-нафтенил, -N-оксиэтил (10) пиперидиния

19 ПЭНП

7,0.10

2,0

20 ПСБ

2,0 . 4,0.10

21 ПЭНП Бензосульфонат й-нонил-N-оксиэтил (20) пиперидиния

2,4.10В

2,0

22 ПСБ Ацетат N-октадецил-й-оксиэтил-пиперидиния 2,0

2,0

То же

2,0

25 ПЭНП Стеарат й-октадецил-N- оксиэтилпиперидиния 2,0

8,2.10 13 ПСБ

14 ПИМА

23 ПИМА

24 ПП

Пара-толуолсульфонатй -метил-й- 1- (цикло-. гексилацетокси)-этилпиперидиния

Бромид й-нонил-й- пиперидил-этилового эфира нафтеновых кислот

Хлорид й-нафтенил-йоксиэтил-(30) пиперидиния

Иодид N-нафтенил-йпиперидилэтилового эфира уксусной кислоты

Нитрат N-нафтенил-йпиперидил-этилового эфира стеариновой кислоты 1,0

Перхлорат N -октадецил-й-метил-пиперидиния 4,0

3,0.10

7,0.10

9,4.10

8,1.10 е

9,0.10

7,0.10 б

1,4.10

854949

Таб лица

Ф

ПолиСоли пиперидиния

При мер

)Ц, Ом кгс

2. см мер мер, мас.Ж

29 Полиэтилен низкой

ПЛОТНОСТИ

Бромид N --нонилИ-оксиэтилпипери" диния . 4,0

520

30 То же

Броиид К -ундецил-11- Ь вЂ” (циклогек силацетокси)-этил-пиперидиния

566

4.,0

Бромид М -нонил-Я- Р (циклогексилацетокси) -этилпипериди» ния 1,0

580

Бромид N -нонил-К-пиперидилэтилового эфира нафта новых кислот

4,2.10 144

574

138

0,5 ю

Пара-толуолсульфо" нат-Н-метил-И- 1э— (циклогексилацетокси)- этилпиперидиния

7,6.10 !09

134

530

1,0

Хлорид l4 -нафтенил-N-оксиэтил (30) пиперидиния

9,0. 10 105

503

124

1,0

172

1,0

Нитрат й-нафтенил-N-пиперидилэтилового эфира стеариновой кислоты

36 То же

26О

4,0

Диметафосфат N-нафтенил-М-оксиэтил (10) -пиперидиния 4,0

Стеарат N-октаде-. цил-N-оксиэтилпиперидиния 4,0.

270

38 л

250

35 Полиэтилен Бромид Й-нонилвысокой " Р (rrznePe плотнос- лацетокси) этилти пиперидиния

Количество соли пиперидиния, введен ной в поли1,7.10 109 122

1,9.10 103 138

Ф

6,0.109 123 139

2,1.10 237 120

1,0.10 7 238 134

6,0.10 242 131

9,6.10 235 130

Формула изобретения

854949

А=се В Э,НО,Cto4,сизбо4, СН С Мд9О (Cs l PO4 С <Н 60

Составитель А. Кулакова

Р тор М. Ндолуе Техр.д М.Рейвес. Корртор Г. Решет

Заказ 6826/34 Тираж 530 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д, 4/5

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

Способ обработки термопластичных полимеров путем нанесения на поверхность или введения в массу солей пиФ перидиния, отличающийся тем, что,с целью снижения электризации, и удешевления продукции, в качестве солей ниперидиния применяют соединения общей фор

+ 2 где Й вЂ” нафтенил или С4-С18-алкил

-. оксиэтил (СЙ СН О)гН, где и 1-30), группа сн сн осснг- ), снгсгггсссгггРг

z г „2

rpe R С .- С16" алкил или нафтеннл или Су - -amcan

i4pat ацил-ОСО(СН ), СНу,где п1 = 0 16), Источники информации, чоч ятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

У 410047, кл. С 09к 3/16, 15.11.72.

2. Авторское свидетельство СССР

У 427961,кл. С 09к 3/16» 09,06,72 (прототип) .

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