СПОСОБ ПОНИЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЗАЦИИ ТЕРМОПЛАСТИЧНЫХ ПОЛИМЕРОВ Советский патент 1974 года по МПК C08J7/06 C08J3/20 

1

Изобретение относится к способу понижения электризации полимеров путем нанесения на них или введения в их массу солей азотсодержащих гетероциклов.

Известен способ понижения электризации полимеров путем нанесения на них или введения в массу нафтенилпиридинийпаратолуолсульфоната.

Удельное поверхностное сопротивление (QS) указанных дестатизированных полимеров составляет 8,4-10 ом при температуре 20±3°С и относительной влажности 65+5% для поверхностного нанесения и 5,2-10°-6,0-10 ом при внутреннем введении антистатиков.

Предлагается способ понижения электризации полимеров (например, полиэтилена, полистирола, полиметилметакрилата) путем нанесения на поверхность или введения в массу солей азотсодержащих гетероциклов, отличающийся тем, что с целью улучшения антистатических свойств в качестве солей азотсодержащих гетероциклов применяют соли морфолиния следующей формулы

R R

где R - алкильный радикал Cg-Cis или нафтенильный радикал (остаток нафтеновых кислот) ;

R - алкильный радикал Ci-Cs или оксиэтильный радикал -СН2СН2ОН;

А--CI-, Вг-, I-, S04-, CHsSpr, N03-, (СНз)2РО4-, 0164- или ацильный радикал -ОСО(СН2)пСНз, где п 0-16. При поверхностном нанесении солей морфолиния предлагаемым способом на полимеры

QS образцов составляет 5,7-10-3,6-10 ом

при температуре 20 + 3°С и относительной

влажности 65 ± 5%.

Полимерные образцы, в массу которых вводилнсь соли морфолиния, обладают QS 1,,9-101° ом при температуре 20 + ± 3°С и относительной влажности 65 ± 5% и имеют предел текучести при растяжении (сгт) 97-250 кгс/см, предел прочности при

растяжении (ар) 130-142 кгс/см и относительное удлинение при разрыве (е) 80- 630%.

Соли морфолиния, используемые согласно изобретению, обладают более высокой антистатической эффективностью по сравнению с наиболее эффективными промышленными антистатиками типа алкамонов. QS полимерных образцов при введении алкамонов в массу не менее 3,3-10 ом, а при поверхностном нанесении - 4,3-108-1,1-1011 пм.

Соли морфолиния наносят на поверхность поли1меров согласно предлагаемому способу из растворов 0,5-4,0%-ной концентрации в органических растворителях.

Соли морфолиния вводят в массу полимера в количестве 0,1-6,0 вес. %.

Пример 1. Диски диаметром 50 мм и толщиной 1 мм из полиэтилена низкой плотности погружают на 20 сек в 3%-ный раствор метилоктадецилморфолинийхлорида в этиловом спирте и затем сушат при комнатной температуре под углом 45° в течение суток. Qs обработанных таким способом образцов составляет 9,0-10 ом при температуре 20 ± 3°С и относительной влажности 65+5%.

Пример 2. Диски диаметром 50 мм и толщиной 1 мм из полиэтилена высокой плотности погружают на 20 сек в 4%-ный раствор метилоктилморфолинийбромида в этиловом спирте и затем сушат при комнатной температуре под углом 45° в течение суток. QS обработанных таким способом образцов составляет 3,6-10 ом при температуре 20 + С и относительной влажности 65 ± 5%.

Пример 3. Диски диаметром 50 мм и толщиной 1 мм из полипропилена погружают на 20 сек в 2%-ный раствор пентилоктадецилморфолинийсульфата в этиловом спирте и затем сушат при комнатной температуре под углом 45° в течение суток. QS обработанных таким способом образцов составляет 1,4-10 ом при температуре 20 + 3°С и относительной влажности 65 ± 5%.

Пример 4. Диски диаметром 58 мм и толщиной 2 мм из полистирола погружают на 20 сек в 0,5%-ный раствор нафтенилэтилморфолиниййодида в этиловом спирте и затем сушат при комнатной температуре под углом 45° в течение суток. QS обработанных таким способом образцов составляет 2,0-10 ом при температуре 20 + 3°С и относительной влажности 65 ± 5 7о

Пример 5. Диски диаметром 58 мм и толщиной 2 мм из полиметилметакрилата погружают на 20 сек в 1,0%-ный раствор нафтенилоксиэтилморфолинийметасульфата в этиловом спирте и затем сушат при комнатной температуре под углом 45° в течение суток. QS обработанных таким способом образцов составляет 5,7-10 ом при температуре 20 ± 3°С и относительной влажности 65 ± 5%.

Пример 6. Диски диаметром 58 мм и толщиной 2 мм из ударопрочного полистирола погружают на 20 сек в 3%-ный раствор этилоктилморфолинийдиметилфосфата в этиловом спирте и затем сушат при комнатной температуре под углом 45° в течение суток. QS обработанных таким способом образцов составляет 8,4-10 при температуре 20 ± 3°С и относительной влажности 65 + 5 %.

Пример 7. Диски диаметром 50 мм и толщиной 1 мм из полиэтилена низкой плотности погружают на 20 сек в 0,5%-ный раствор нафтенилэтилморфолинийхлорида в этиловом спирте и затем сущат при комнатной

температуре под углом 45° в течение суток. QS обработанных таким способом образцов составляет 7,0-10 ом при температуре 20 ± 3°С и относительной влажности 65 ± 5%: Пример 8. Диски диаметром 58 мм и толщиной 2 мм из полистирола погружают на 20 сек в 4%-ный раствор цетилоксиэтилморфолинийнитрата и затем сущат при комнатной температуре под углом 45° в течение суток. QS обработанных таким способом образцов составляет 1,0-10 ом при температуре 20 + 3°С и относительной влажности 65±5%Пример 9. Диски диаметром 58 мм и толщиной 2 мм из ударопрочного полистирола

погружают на 20 сек в 2%-ный раствор цетилэтилморфолинийперхлората и затем сушат при комнатной температуре под углом 45° в течение суток. QS обработанных таким способом образцов составляет 8,3-10 ом при температуре 20 ± и относительной влажности 65 ± 5%.

Пример 10. Диски диаметром 50 мм и толщиной 1 мм из полиэтилена высокой плотности погружают на 20 сек в 2%-ный раствор

нафтенилэтилморфолинийацетата в этиловом спирте и затем сушат при комнатной температуре под углом 45° в течение суток. QS обработанных таким способом образцов составляет 6,2-10 ом при температуре 20 ± 3°С и относительной влажности 65 + 5%.

Пример 11. Диски диаметром 58 мм и толщиной 2 мм из полиметилметакрилата погружают на 20 сек в 2%-ный раствор октилоксиэтилморфолинийстеарата в этиловом

спирте и затем сушат при комнатной температуре под углом 45° в течение суток. QS обработанных таким способом образцов составляет 1,3-10 ом при температуре 20 ± 3°С и относительной влажности 65 ± 5 %.

Пример 12. Диски диаметром 50 мм и толщиной 1 мм из полипропилена погружают на 20 сек в 2%-ный раствор пентилоктадецилморфолинийлаурата в этиловом спирте и затем сушат при комнатной температуре под углом 45° в течение суток. QS обработанных таким способом образцов составляет 9,7-10 ом при температуре 20 + 3°С и относительной влажности 65 ± 5%. Пример 13. Диски диаметром 50 мм и

толщиной 1 мм из полиэтилена низкой плотности погружают на 20 сек в 2%-ный раствор лаурилоксиэтилморфолинийбутирата в этиловом спирте и затем сушат при комнатной температуре под углом 45° в течение суток.

QS обработанных таким способом образцов составляет 6,4-10 ом при температуре 20 + 3°С и относительной влажности 65 ± 5%.

Пример 14. Полиэтилен низкой плотности смешивают с 0,5 вес. % этилцетилморфолинийхлорида на вальцах при температуре 135 ± 5°С в течение 7 мин. Полученные образцы обладают Q 9,3-10 ом при температуре 20 ± 3°С и относительной влажности 65 ±5% и имеют 0т 106 кгс/см Ор 135 кгс/см

ие530%П р и iM е р 15. Полиэтилен низкой плотности смешивают с 1,0 вес. % этилцетилморфолинийхлорида на вальцах при температуре 135 ± 5°С в течение 7 мин. Полученные образцы обладают QS 1,9-10з ом при температуре 20 ± 3°С и относительной влажности 65 + ±5% и имеют От 104 кгс/см, ор 138 кгс/см и 8 540%.

Пример 16. Полиэтилен высокой плотности смешивают с 4,0 вес. % этилцетилморфолинийхлорида на вальцах при температуре 155 + 5°С в течение 7 мин. Полученные образцы обладают QS 1,1-10 ом при температуре 20 ± 3°С и относительной влажности 65 + ±5% и имеют ат1 216 кгс/см и е 105%.

Пример 17. Полиэтилен низкой плотности смешивают с 1,0 вес. % этилцетилморфолинийбромида на вальцах при температуре 135 ± 5°С в течение 7 мин. Полученные образцы обладают QS 1,9-10 ом при температуре 20 + 3°С и относительной влажности 65±5% и имеют сгт 97 кгс/см, стр 136 кгс/см и 560%.

Пример 18. Полиэтилен высокой плотности смешивают с 4,0 вес. % этилцетилморфолинийбромида на вальцах при температуре 155 ± 5°С в течение 7 мин. Полученные образцы обладают QS 1, ом при температуре 20 ± 3°С и относительной влажности 65 + 5% и имеют о 212 кгс/см и е 86%.

Пример 19. Полиэтилен низкой плотности смешивают с 1,0 вес. % пентилоктадецилморфолинийсульфата на вальцах при температуре 135 ± 5°С в течение 7 мин. Полученные образцы обладают QS 3,0-10 ом при температуре 20 + 3°С и относительной влажности 65 ±5% и имеют ат 102 кгс/см, Ор 142кгс/см2и е490%.

Пример 20. Полиэтилен высокой плотности смешивают с 6,0 вес. % нафтенилэтилморфолиниййодида на вальцах при температуре 155 ± 5°С в течение 7 мин. Полученные образцы обладают QS 4,3-10 ом при температуре 20 + 3°С и относительной влажности 65 ±5% и имеют а 220 кгс/см и е 80%.

Пример 21. Полиэтилен низкой плотности смешивают с 0,1 вес. % нафтенилоксиэтилморфолинийметасульфата на вальцах при температуре 135 + 5°С в течение 7 мин. Полученные образцы обладают QS 9,9-10 ом при температуре 20 + 3°С и относительной влажности 65 ±5% и имеют ат 108 кгс/см, ар 130 КГС/СМ2 и е525%.

Пример 22. Полиэтилен низкой плотности смешивают с 2,0 вес. % этилоктилморфолинийдиметафосфата на вальцах при температуре 135 + 5°С в течение 7 мин. Полученные образцы обладают QS 1,3-10 ом при температуре 20 ± 3°С и относительной влажности 65 + 5% и имеют ат 100 кгс/см, ар 131 кгс/см и е 630%. Пример 23. Полиэтилен высокой плотности смешивают с 1,0 вес. % нафтенилэтилморфолинийхлорида на вальцах при температуре 155 ± 5°С в течение 7 мин. Полученные образцы обладают QS 1, ом при температуре 20 + 3°С и относительной влажности

65 ±5% и имеют ат 250 кгс/см, ар 130 кгс/см и s210%.

Пример 24. Полиэтилен высокой плотности смешивают с 4,0 вес. % цетилоксиэтилморфолинийнитрата на вальцах при температуре 155 ± 5°С в течение 7 мин. Полученные образцы обладают QS 7,4-10 ом при температуре 20 + 3°С и относительной влажности 65 ±5% и имеют ат 218 кгс/см и s 120%. Пример 25. Полиэтилен низкой плотности смешивают с 1,0 вес. % цетилэтилморфолинийперхлората на вальцах при температуре 135 + 5°С в течение 7 мин. Полученные образцы обладают Qg 4,1-10 ом при температуре 20 ± 3°С и относительно влажности 65 +

±5% и имеют ат 107 кгс/см, ар 138 кгс/см и е560%.

Пример 26. Полиэтилен низкой плотности смешивают с 2,0 вес. % нафтенилэтилморфолинийацетата на вальцах при температуре

135 + 5°С в течение 7 мин. Полученные образцы обладают QS 2,1-10 ом при температуре 20 ± 3°С и относительной влажности 65 + ±5% и имеют ат 102 кгс/см, ар 135 кгс/см и е600%.

П р и м е р 27. Полиэтилен высокой плотности смешивают с 4,0 вес. % октилоксиэтилморфолипийстеарата на вальцах при температуре 155 ± 5°С в течение 7 мин. Полученные образцы обладают QS 3,0-10 ом при температуре 20 + 3°С и относительной влажности 65 ± 5% и имеют ат 228 кгс/см и е 145%.

Пример 28. Полиэтилен высокой плотности смешивают с 4,0 вес. % пентилоктадецилморфолинийлаурата на вальцах при температуре 155 + 5°С в течение 7 мин. Полученные образцы обладают QS 9,8-10 ом при температуре 20±3°С и относительной влажности 65 ±5% и имеют ат 240 кгс/см, ср

141 кгс/см и 8 180%.

Пример 29. Полиэтилен высокой плотности смешивают с 4,0 вес. % лаурилоксиэтилморфолинийбутирата на вальцах при температуре 155 + 5°С в течение 7 мин. Полученные образцы обладают QS 4,6-10 ом при температуре 20 ± 3°С и относительной влажности 65 ±5% и имеют ат. 215 кгс/см и е 130%.

Предмет изобретения

Способ понижения электризации термопластичных полимеров путем нанесепия на поверхность или введения в массу солей азотсодержащих гетероциклов, отличающийс я тем, что, с целью улучшения антистатических свойств, в качестве солей азотсодержащих гетероциклов применяют соли морфолиния следующей формулы

R R

где R - алкильный радикал Cs-Сю или нафтенильный радикал (остаток нафтеновых кислот);

R - алкильный радикал Ci-Съ или оксиэтильный радикал -СН2СН20Н;

А--С1-, Вг-, I-, S04- CHsSOr, NOs(СНз)2Р04-, С1О4- или ацильный радикал -ОСО(СН2)„СНз, где п 0-16.