Способ антистатической обработки термопластичных полимеров Советский патент 1983 года по МПК C09K3/16 C08K5/34 

Изобретение относится к способу антистатической обработки термопла тичных полимеров путем нанесения н них или введения в массу производных пиридина. Известен l способ антистатиче кой обработки полимеров путем нане сения на них или введения в их мас су солей азотсодержащих гетероцикл соли морфолиния, не содержащих фто ра, например,, нафтенилэтилморфолиЛийацетат. Согласно этому способу l удель ное поверхностное электрическое соп ротивление (ps) при относительной влажности 65jb5% и температуре 20+ составляет 5,7-10 - 3, Ом (при поверхностном нанесении и 1,110 -1,910 Ом (при введении в массу). Однако при низкой (20-40%) относительной влажности воздуха, которая характерна для закрытых помещений в oтaпливae ttaй период, антистатические свойства ухудшаются. Ближайшим по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому, изобретению является способ описанный в источнике 2 . Согласно ему понижение электризу мости полимеров осуществляют путем нанесения на них или йведения в массу солей азотсодержащих гетероциклов -.бис-солей пиперидиния, не содержащих фтора (например, диоктилхлорид-1,4-ди-Н-пиперидилбутан и др.) . р5 полимеров при относительной влажности 65±5% и температуре 20+ 3°С составляет 6,0-10 - 2,5-108 ом (при поверхностном наносении) и 4,1-10 - 1, Ом(при внутреннем введении). Однако антистатические свойства полимеров при относительной влажно ти 20-40% ухудшаются до 7,0-10 8,3;iO Целью изобретения является улуч;Шение антистатических овойств уменьшение электризуемости полиме ров при относительной влажности воздуха 20-40%, Это достигается тем, что в способе уменьшения электризуемости термопластичных полимеров в качест ве солей пиперидиния применяют фтор содержащие соли пиперидиния общей формулы .RI BjJ где R - водород или С -С -алкил, R - CHjCH OH (только в случае фторСодержащего аниона), фторсодержащие группы формул (;Н2СН20(3{СР2) (где п 0-11), г m CH2(JH20C-/FV, CHgCHgOCCFg- o u/fu CH2CH20$02-f -OC9Fi7 , AS(Jr, Br.lTOjj ClO ,СНз$04,(СНз12РОл , CHjtioo-, , CHjCeHi Os (только в случае фторсодержащих групп в катионе, О-СРгСОО «ли OCO(CF2)CF5 ,( где m 0-11) . При поверхностном нанесении 0,24,0%-ных растворов фторсодержащих солей пиперидиния на полимеры удельнее поверхностное электрическое сопротивление Ре) образцов составляет 3,7109 -3,8 Ом и TjOlO® - 1,0-10 Ом при 20t3c и соответственно при относительной влажности воздуха 20 и 40%. Образцы полиэтилена при внутреннем введении 0,5-4,0 мас.% фторсодержащих солей пиперидиния по предлагаемому способу имеют р 4,,210. Ом и 1,6. - 7,0-10 00м при 20+3°С.и соответственно при относительной влажности воздуха 20 и 40%, предел текучести при растяжении (Gt) 87-220 кгс/см, разругаающее напряжение при растяжении (бр) 105-130 кгс/см и относительное удлинение при разрыве () 266-600%. Полимерные образцы, получаемые по предлагаемому способу, .Обладают повышенной водостойкостью антистатического покрытия и улчшими антиста-, тическими свойствами по сравнению с прототипом (контрольные примеры 22-29 и34-36) и с образцами полимеров, обработанных широко используемыми промыишенныг.ш антистатиками типа алкамонов ( pQ г 3,3 КГ Ом при внутрён-t нем введении). Антистатики согласно изобретению наносят на поверхность полимеров из растворов концентрации 0,4,0 мас,% или вводят в массу полимеров в количестве 0,5-4,0 мас.%. Одновременно могут применяться целевые добавки - красители, стабилизаторы, пластификаторы и др. Антистатики Можно вводить в расплав полимеров обычными способами на вальцах, в пластрсмесителе тяжелого типа или в экструдере.

Пример 1. Диски диаметром 50 мм и толи;иной 1 мм из полиэтилена низкой плотности (ПЭНП погружают на 20 с в 0,2%-ный раствор перфтортетрагидрофурил-оС-дифторацетат оксиэтилпиперидиния в этиловом спирте и затем сушат при комнатной температуре в вертикальнсзм положении в течение 2 ч. р обработанных таким способом образцов составляет 3,8-10 Ом и 1,3-10 Ом при 20+3°Су и соответственно относительной влажности 20i5 и 40±5%.

Пример 2. Диски диаметром 50 мм и толщиной 1 мн из полипрпилена (ПП) погружают на 20 с в 0,2%-ный раствор перфтортетрагидрофурил-й-дифторацетат 1-/3-оксиэтилпиперидиния в этиловом спирте и затем сушат при комнатной температуре в вертикальном положении .в течение 2 ч, PS обработанных таким способом образцов составляет 2.910 О и I.OIO Ом при 20±3°Си соответственно относительной влажности и 40+5%.

Пример 3. Диски диаметром 50 мм из блочного полистирола (ПСБ) погружают на 20 с в 0,2%-ный раствор перфтортетрагидрофурил-Л- : -дифторацетат 1- -оксиэтилпиперидиния в этиловом спирте и затем сушат при комнатной температуре в верти кальном положении в течение 2ч. PS обработанных таким способом образцов составляет 3 ,8-10 Ом и 1,210 Ом при и соответственно относительной влажности 20±5% и 40±5%.. . .

Пример 4. Диски диаметром 50 мм иэ полиметилметакрилата (.ПММА) погружают на 20 с в 0,2%-ный раствор перфтортетрагидрофурил-Й-дифторацетат 1-В-оксиэтилпиперидиния в этиловом спирте и затем сушат при комнатной температуре в вертикгшьном положении в течение 2ч. PS обработанных таким способом образцов составляет 1,010 Ом и 6,3«10 ом при 20+3С(И соответственно относительной влажности 20±.5% и 40+5%.

)2 П р и м е р ы 5-21. ОПЫТ прово|дят в условиях примера 1, но используют различные полимеры, фторсодержащие антистатики и варьируют их количества. Данные приведены в таблице. ,

. Примеры 22-29 (коМтрбЯбные). .Опыт проводят в условиях . примера 1, но используют различные полимерыи другие антистатики и варьируют их количества.

Полученные данные приведены в . таблице.

Пример 30. Полиэтилен низкой плотности смешивают с 1 мас.%

перфтортетрагидрофурил-оС-дифторацетат-1-|1-оксиэтилпипёридиния на валь цах при температуре 135+5°С в течение 7 мин. Полученные образцы обладают PS 1,2-10 Ом и 6,0. при . и соответственно относительной влажности 20+5% и 40+5% и имеют бт 101 кгс/см,бр 155 кгс/с и 590%.

Пример 31. Полиэтил.ен .низкой плотности смешивают.с 4 мас.% i перфторвалерата 1-В-оксиэтилпиперидиния на вальцах при температуре 135+. в течение 7 мин. Полученные образць обладают ps б, и 2,010° Ом при 20+3°С и соответственно отньсительной влажности 20+5% и 40+5% и имеют б т 94 кгс/см, dp 105 кгс/см и 500%.

П р и м-е р 32. Полиэтилен низкой плотности смешивают с 0,6 мас.% нитрата Н-бутил-К- р-(перфторлаурил.окси этил пиперидиния на.вальцах при- температуре 135+5°С в течение 7 мин. Полученные образцы обладают PS ГД-Ю Ом и 7, Ом при 20+3®С и соответственно относительной влажности 20+5% и 40±5% и имеют б г З кгс/см,jp 111 кгс/см2 и Е 600%. Л

Пример 33. Полиэтилен высокой плотности смешивают с 4,0 мас диметафосфата и-этйл-Н- л-(перфторвалерилокси)этил пиперидиния на валцах при температуре 155+5 С в течение 7 мин. Полученные образцы обладают PS 4,310 .Ом и 1,6-«10 Ом при и соответственно относительной влажности 20+5% и 40+5% и имеют d г 220 кгс/см бр 130 кгс/см и Б 266%.

Пример 34 (контрольный). Полиэтилен низкой плотности смешивают с 0,5 мас,% диоктадецилбромид-1,4-ди-Н-пиперидйдциэтилимина на вальцах при температуре 135+5с в течение 7 мин. Полученные образцы обладают Pg 6,1-10 Ом и 9, при 20+3°С и соответственно относительной влажности 20+5%. и 40.+5% и имеют бт 7 кгс/см, 135 кгс/см 2 и 600%.

П р и м е р 35 (контрольный), Полиэтилен низкой плотности смешивают с 4,0 мас.% диоктадецилбромид-1,4-ди-Н-пиперидилдиэтилимина на .вальцах при температуре С в течение 7 мин. Полученные образцы обладают PS 1,0-10 Ом и 9,1-10 Ом при 20+3С и соответственно относительной влажности 20+5% и 40+5% и имеют От 85 кгс/см, dp 124 кгс/см и е 540%.

Пример 36 (контрольный), Полиэтилен высокой плотности смешивают с 4,0 мас.% диоктадецилпер(ХЛОрат-1,4-ди-Н-пиперидилбутана на . Эальцах при температуре 155+.5°С

р течение 7 мин. Полученные образцы обладают Pg 9,0- и 1,0 Ом при 20+3, и соответственно относительной влажности 20+5 и 40+5% и Имеют 6 г 240 кгс/см, бр 136 кгс/см и е :325%.

Предлагаемое изобретение улучшает антистатические свойства термопластичных полимеров при низкой относительной влажности воздуха. Предпагаемьл способ может найти применение для уменьшения электризуемости пластмассовых деталей измерительных приборов, радиотехнической аппаратуры, оптических деталей и др., эксплуатируемых в закрытых

5 помещениях в условиях пониженной .относительной влажности воздуха. Это повысить точность измерений и ;надежность приборов в результате исключения влияния зарядов стати 0 ческого электричества.

СПОСОБ АНТИСТАТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ТЕРМОПЛАСТИЧНЫХ ПОЛИМЕРОВ путем, нанесения на поверхность или; введения в массу солей пиперидиния, о т.л и ч а ю щ и и с я тем. что, с целью улучшения антистатических свойств при низкой относительной влажности воздуха

ПММА

Перфтортетрагидрофу рил-of-дифторацетат 1(-оксиэтилпиперидиния4,0

Перфторвалерат 1ПЭНП

-р-оксиэтилпиперидиния1,0

ПММА

Бромид Н-этил-Н-1rt - (перфторвалерилоксй)этил/пиперидиния2,0

пев

Бромид К-этил-Н-(р-перфтортетрагидрофурил-й-дифторацетоксиэтил)пиперидиния3,0

ПЭНП

Бромид Н-этил-Н(.{ -перфторгексагидробензоилэтил)пиперидиния2,0

0 11 12

пп

То же2,0

ПММА ПЭНП

Гидрохлорид N-Я-(п-перфторноненилоксиферилсульфонил) , оксиэтилпиперидинйя 2,0

3 14 15

Нитрат Н-бутил-Кг

ПММА

tip-(перфторлаурилокси)этил пипериди

ния1,0 ПЭНП

Перхлорат Н-этил-К- р-(перфторацетилокси) этил пиперидиния i3,0 ПСБ

Метасульфат N-этил-N- р - (перфторвалерилокси) этил пиперидииия2,0

1,010

1,

1,710

2,7-10

3,4-10

4,610

М

40

0,5

1,0-10

5,0-10

10

.1П

2,5-10

1,3«10

7,0-10 2,4-109

5,0-10 8,710

1,610

9,0-10

Продолжение таблицы