Способ понижения электризуемости термопластичных полимеров Советский патент 1974 года по МПК C08F47/22 C09K3/16 

Изобретение относится к способу понижения электризуемости термопластичных полимеров путем нанесения на их поверхность или введения в массу солей азотсодержащих соединений.

Известен способ понижения электризуемости полимерных .материалов путем введения в их объем лаурилтриметиламмопийхлорида, стеарилтриметиламмонийхлорида, дилаурилдиметиламмонийхлорида, дистеарилдиметиламмонийхлорида, лаурилметилдиоксиэтиламмонийхлорида, полиоксиэтилированного аммонийхлорида, стеарилметилдиоксиэтиламмонийхлорида, лаурилметилоксипропиламмонийметилсульфата. Однако полимерные образцы, получаемые по известному способу, обладают относительно невысокими антистатическими свойствами удельное поверхностное электрическое сопротивление (QS) составляет 10°- 10 ом при температуре 20°С и относительной влажности 65%.

Известно также об антистатической обработке полистирола и полиэтилена водными растворами лаурилтриметиламмонийхлорида, стеарилтриметиламмонийхлорида, дилаурилдиметиламмонийхлорида, лаурилметилдиоксиэтиламмонийхлорида, лаурилметилдиоксипропиламмонийметилсульфата. В этом случае QS образцов полимеров при температуре 20°С и

относительной влажности 65% составляет 10«-Ю ом.

Предлагается способ понижения электризуемости термопластичных полимеров (например полиэтилена, полипропилепа, полистирола, полиметилметакрилата, полиакрилонитрилбутадиенстирола) путем нанесения на поверхность или введения в массу солей четвертичных соединений аммония общей формулы

-Ь

Кг

А

К4 15

где RI - нафтенильный радикал (остаток нафтеновых кислот);

R2 - полиоксиэтильный радикал - (СН2СП2О)хН;

Кз - полиоксиэтилыный радикал - (СН2СН20)уН;

R.1 - алкильный радикал Ci-Сг,- -СНоСбНб илиполноксиэтильныйрадикал -

(CH2Cn20)zH,

(где x+y+z 2-50);

, J-, NOg-, (СНз)2РО4-,С104или CeHsSOF. Образцы полиэтилена «изкой и -высокой

плотности, например полученные по предлагаемол } способу при введе нии в массу полимера солей четвертичных соединений аммоппя, обладают ps5,0- 10®-8, 10 ом при температуре 20±:3°С и относительпой влажности 65±5% н имеют предел текучести при растяжении ((Тт) IOO--250 кгс/см, предел прочпостп при расткжеипи (сУр) 115-140 кгс/см2 п отпосительное удлинение при разрыве (к) 190- 600%.

При нанесеиии соле1 четвертичных соединений ам:мО|Пия по предлагаемо му способу па новерхность нолимер:ов образцы имеют PS 4,0-10-5,0- 109 0,,,, „рд температуре 20±3°С и отпосительной влажности 65±5%.

Применяемые по предлагаемому способу соли четвертичных соединений аммония проявляют более высокий антистатический эффект при обработке полиэт; лена иизкой п высокой илотности по сравнению с антистатическим эффектом промышленных антистатиков тина алкамонов (p.s2,,1-10 ом при поверхпостном нанесепии и 3,3-Ю ом и более нрИ введении в массу полномера).

Соли чет;вертнч-ных соедипений аммония папосят :На поверхность полимеров из растворов концентрапи.и 0,1-3,0 вес. % или вводят в массу полимеров в количестве 0,5-6,0 вес. %.

В расплав полнмеров соли четвертичных соединений ВММония можно вводить обыч.ными способами: на вальцах, в пластосмесителях тина «Бенберн или в экструдере.

Пример 1. Диски диаметром 50 мм и толщиной 1 мм из нолнэтилена .низкой плотности погружают на 20 сек в 2%-ный раствор нафтенил - N,N - диоксиэтиленметиламмонпйбромнда в этиловом спирте и затем сушат нри ко мнатной темцературе в вертикальном положении 1 сутки. PS обработанных таким снособо м образцов составляет 5,0-10 ом при температуре 20±3°С и относительной влажности 65+5%.

Пример 2. Диски диаметром 50 мм п толщиной 1 м:м нз полиэтилена низкой плотности погружают на 20 сек в 3%-ный раствор нафтенил-1 К,К-полиоксиэтнлен (на 50 молей) амл онийиодида в этиловол сггирте и затем сушат при комнатной температуре в вертикальном положении I сутки, ps обработанных способом образцов составляет 3,0-10 ом нри температуре 20dz3 C и относительиой влажности 65±5%.

Пример 3. Диски диаметрОМ 50 мм и толщиной 1 мм из полиэтилена высокой плотности ногружают на 20 сек в 2%-ный раствор Б;афтенил-Ы,Н-полиокснэтилен (на 20 молей) пентиламмонийнитрата в этиловом спирте и затем сушат прп комнатной температуре в вертикальном положении 1 сутки, ps обработанных такнм способом образцов составляет ,1-10 ом ири температуре 20±3°С и отпосптельной влажности 65±5%.

Пример 4. Диски диа-метрол 58 мм и толщиной 2 мм из полистирола ногружают ца 20 сек в 0,5%-ный раствор нафтенил-Н,К-диоксиэтиленбензиламмопийдиметилфосфата в этиловом спирте и затем cyniaT при комнатной 1емпературе в вертпкально: 1 в течение 1 суток. PS обработа ;;ых таким способом

образцов составляет 2,3-10 ом прп температуре 20+3С II отиосительпой влажпости 65±5%.

П р п мс р 5. Диски диаметром 58 мм н тол1ЦИИОЙ 2 мм из полистирола ногружают па

20 сек в 2%-ный раствор нaфтeнил-N.N-дноксиэтиленбензнламмонийдиметилфосфата в этиловом снирте и затем сушат прп комнатной температуре в вертикальном положении в 1ечение 1 суток, fjs обработанных таким снособом образцов составляет 4,0-10 ом нри температуре 20±3°С н относительно влаж1ности 65±5%.

П р 1И м е р 6. Диски диаметром 58 м п толщиной 2 л;м из 1олиметилметакр.-глата ногружают па 20 сек в 0,1%-ный раствор нафтенилN,N - диоксиэтиленбензиламмопнйдиметилфОСфата в этиловом спирте и затем сушат прп комнатной температуре в тече1 11е 1 суток. (Jd обработанных таким с 1особом образцов

составляет 4,0-10 ом при телГ} ературе

20if:3 C и относительной влажности 65Hz5%.

П р и м е р 7. Диски диаметром 50 мл1 и толnuiHoii 1 мм из полипропплепа погружают на

20 сек в 2%-а1ый раствор пaфтeПИЛ-N,N-нoлиокснэтилен (на 20 молей) метиламмоппйперхлората в этиловом и зате.м сушат при комиатной температуре в течепие 1 суток. PS обработаппых таким способом образцов составляет 8,6- 10 ом при темиературе 20±3°С и

от 1оситель юй влажности 65zn5%.

Пример 8. Диски диаметром 58 мм и тол цпной 2 мм из полиакрилоннтрилбутадненстирола погружают на 20 сек в 3%-ный раствор нафтеннл-К,К-.диоксиэтилеНМетиламмо И 1бензосульфоната в этиловом спирте затем сушат при ком 1атной темнературе в теченпе 1 суток. (Is обработанных таким С 1особом образцов составляет 7.0-Ш ом npii температуре 20±3°С относптельной влажности 65+5%.

П р и Л е р 9. Полиэтилен низкой плотности смешивают с 0.5 вес. % пафтенпл-Х,К-диокспэтиленбензиламмон1п 1днметилфосфата на прп температуре 135+5С в течение 7 мин. Полученные образцы обладают

ps8,l-10- ом прп тем 1ературе 20 + 3°С и отпосительно влажности 65+5% и а-г 115 КГС/СМ2, а,, J25 кгс/см2 i е 580%.

Пример 10. Полиэтилен низкой 1лотности смешивают с ,0 вес. % нафтенил-Х,Х-нолиокснэтилен (на 20 молей) иeнтилa мoний 1 Г1рата вальцах при тем 1ературе 135+5°С в тече1 ие 7 мин. По-тучснные образцы обладают ps6,0iO ом при температуре 20+3°С и о 1пос ггельпо( влажности 65+5% и имеют

Q.,. 120 КГС/СМ2, or,, 130 КГС/СМ2 н 8 600%.

П р и мер 11. Полиэтилен иизкой плотности

смешивают с 3,0 вес. % нафтенил-К,К-диоксиэтиле метиламмонийбромида на вальцах при

температуре 135+5°С в течение 7 мин. Полученпые образцы обладают ()s 9,0-10 ом при температуре 20±3°С и относительной ности 65±5% И имеют стт ЮТ кгс/ 115 кгс/см ие 540%. Пример 12. Полиэтилен высокой плотности смешивают с 2,0 вес. % 1нафтенил-К,Ы-диоксиэтиленбензиламмониндиметилфосфата на вальцах .при температуре 155±5°С в течение 7 мин. Полученные образцы обладают ps 4,0-10 ом при температуре 20±3°С и относительной 1влаж«ости б5±5% и имеют От 250 кгс/см2, ар 140 ,кгс/см2 и е 300%. Пример 13. Полиэтилен высокой плотности смешивают с 4 вес. % нафтбНИл-М,М-диоксиэтиленметилам;монийбензосульфоната -на вальцах при температуре 155±5°С в течение 7 мвн. Полученные образцы обладают ps 1,2-10 ом при температуре 20±3°С и относительной ;влажности 65±5% и имеют От 230 1КГС/СМ2, ар 130 кгс/см и s 250%. Пример 14. Полиэтилен высокой плотиости смешивают с 6 вес. % .нафтенил-М,М-полио-ксиэтилен (на 50 молей) ам.монийиодида на вальцах при температуре 155±5°С в течение 7 .мин. Полученные образцы обладают ps 5,0-Ю ом при температуре 20±3°С и относительной 1влажнасти 65±5% и имеют 0т 210 КГС/СМ2, рр 120 ,кгс/ом2 g IQO% 6 Предмет изобретения Способ понижения электризуемости термоластичиых полимеров напесения на оверхность или 1введения в массу солей четертич-ных соединений аммония, отличающийся тем, что, с целью улучшения антистатических свойств .полимеров, в качестве солей четвертичных соединений аммония применяют соли общей формулы Tl,-N-R3 где R. - йафтенильный радикал; Rs - полиоксиэтильный радикал (СН2СП2О)хН; Нз - полиоксиэтильный радикал (СП2СН2О)уН; R - алкильный радикал Ci-Cs, СН2СбН5 нли полиоксиэтильный радикал (СН2СН20)гН (где x-f y + ); А- Вг-, J-, NOa, (СНз)2РО4, СЮГ или С..