Способ обработки термопластичных полимеров Советский патент 1981 года по МПК C08J7/06 C09K3/16 C08K5/34 

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 бензимидаз ЛИЯ, например дихлорид-1,4-ди (N -2 ундецил-3 - |Ь -оксиэтилбензимидазолий -бутан и др. При введении в мac полимера таких соединений удельное поверхностное электрическое сопро тивление ( рд )образцов составляет 2,,и. lO Ом при и относительной влажности 65%, а при поверхностном нанесении Рд - 6,9.10 2,3. Ом соответственно l. 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 введений в массу полимера таких соединени: уделбное сопротивление (Рд) составляет 4,1.,2.10° Ом при 20°С и относительной влажности 657„ и при поверхностном нанесении р 6,0.10- 2,5. 10 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 повррк38ность или введения в массу солей пиперидиния, в качестве последних применяет соединение общей формулы Ч 4- i .0 в/Чг ,где RJ - нафтенил или С пRj,- ОКСИЭТШ1 (СН2СН2 0), Н, где п « 1-30, группа dHjciHeOd -с1нг-/ у CH CHgOfi Я R - кил или аафтенил или -алкил А-се- БГ-, з; но;,сео;,сн,,9о-,снзС Н45о(сн,,),ро, или аи.ил-осо(сн2.да (где rn-o-ib. При поверхностном нанесении 0,54,0%-ных растворов солей пипериДиния на полимеры удельное поверхностное электрическое сопротивление (5/ обр цов составляет 3,4.10 -1 ,2.10°0м пр ZOistl и относительной влажности . Образцы полиэтилена при внутренн введении 0,5-4,0 мас.% солей пипери ния имеют р5 6,0.,2. Ом при 20±3°С и относительной влажноети , предел текучести при раст жении (т ) 105-248 кгс/сн пре-дел прочности при растяжении ( Gp ) 112-139 кгс/см и относительное удл нение при разрьше { ) 250-684%. Полимерные образцы, получаемые по предлагаемому способу, обладают лучшими антистатическими свойствами по сравнению с образцами полимеров, обработанными антистатиками типа алкамонов { PQ 3,3.10 Ом при вну треннем введении) СЗ и по сравнени с известным (. 10 Ом) 2. Антистатики согласно изобретению наносят на поверхность полимеров из растворов концентрации 0,5-4,0 мас. Одновременно могут применяться целе вые добавки - красители, стабилизат ры, пластификаторы и др Антистатики можно вводить в рас плав полимеров обычными способами: на валыЕхаХу в пластосмесителе тяжелого типа или в экструдере. Пример 1, Диски диаметром 50 мм и толщиной 1 мм изполиэтилена низкой плотности (ПЭнп) на 20 с в 4,0%-ный раствор 1-оксиэтил-1-бутилпиперидиний бромида в этиловом спирте и затем сушат при комнатной температ .туре в вертикальном положении 2 ч. PC обработанньк таким способом образцов с 1,5.10Ом при 20±3° С и относительной влажности 65t5%. И р и Ме р 2. Диски диаметром 50 мм и толщиной 1 мм из ударопрочного полистирола (УП ) погружают на 20 с в 2,0%-ный раствор 1-окси-этш1-1-октадецилпиперидиний бромида в этиловом спирте и затем сушат при комнатной температуре в вертикальном положении 2 ч, рдобработанных таким способом образцов 3,8.10 Ом при 20±3t и относительной влажности 65 5%. Пример 3. Диски диаметром .50 мм и толщиной 1 tiM из полиэтилена высокой плотности (ПЭВП) погружают на 20 с в 2,и%-ный раствор 1-оксиэтил-I-нонилпиперидиний бромида в этиловом спирте и затем сушат при комнатной температуре в вертикальном положении 2 ч. Рд обработанных таким способом образцов составляет 1,4.10 Ом при относительной влажности . Пример 4. Диски диаметром 5U мм и толщиной 1 мм из полистирола блочного (ПСБ) погружают на 20 с в 2,1)%-ный раствор 1-оксиэтил-1-нонилпиперидиний бромида в этиловом спирте и затем сушат при комнатной температуре в вертикальном положении 2 ч, р обработанных таким способом образцов 4,5.1и Ом при 20±3 С и относительной влажности 65±5%. Пример 5. Диски диаметром 50 мм и толщиной 1 мм полиметилметакрилата (ПММА) погружают на 20 с в 2,0%-ный раствор 1-оксиэтил-1-нонилпиперидиний б1)омида в этиловом спирте и затем сушат при комнатной температуре в вертикальном положении 2 ч, PJ обработанных таким способом образцов 6,2.10 Ом при и относительной влажности 65±5%. Пример 6. Диски диаметром 50 мм и толщиной 1 мм из сополимера стирола с метилметакрилатом (МС) погружают на 20 с в 2,0%-ный раствор 1 -оксиэтил-2-нонилпиперидиний бромида в этиловом спирте и затем сушат .при комнатной температуре в вертикальном положении 2ч. Рд обработанных таким способом образцов 8,6.10 Ом при и относительной влажности 65±5%. Примеры 7-25. Соли пнперидиния наносят на поверхноьть полимеров так, как.в примерах 1-6. Результаты приведены в табл.1. Пример 26. Полиэтилен низкой плотности смешивают с 1 мас.% бромид М-пентадецил-М-оксиэтилпиперидиния на вальцах при в мин. ps образцов 3,2.10° Ом при С.и относительной влажности и бт 119 кгс/см, р 121 кгс/см и 684%.. . П р и м е-р 27. Полиэтилен низ-. кой плотности смешивают с 4 мас.% бромида М-пентадецил-М-оксизтилпипе диния на вальцах при I35i5° С 7 мин. PC, образцов 1,4-10 Ом при 20±3С и относительной влажности 105 кгс/см2-, (Зр112 кгс/см -и 422% Пример 28. Полиэтилен высокой плотности смептвают с 4 мае.X бромида N -пентадецил- оксиэтшшиперидиния на вальцах при 7 мин. Рд образцов 1,4. при 20±3 с и относительной влажности 65+5% и (J- 248 кгс/см, СЗр 122 кгс/сми С 120%. 85

Таблица } 96 Примеры 29-34. Соли шшери- дияия О4ешивают с полиэтиленом низкой плотности так, как в примерах 26-27. Свойства полученных образцов прнведечь в табл.2, Примеры- 35-38. Соли пиперидиния смешивают с полиэтиленом высокой плотности так, как и в примере 28. Свойства полученных бразцов приведены в табл.2. Предлагаемое изобретение упрощает ;и удешевляет способ понижения электризации термопластичных полимеров И может найти применение для уменьшения 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.

Бромид М-ундецнл-М- 0,5

ЭНП (циклогексилацетокси)-этил-пиперидиния

Бромид Ы-нонил-Н- р11 (циклогекснлацетокси)-этилпиперидиния 2,0

Бромид М-пентадецил-Мр - (циклогексилацетокси)-этилпипер.ндиния0 5

10

1,2.10

5,7.10

10

3,5.10

Полиэтилен Бромид N-нонилнизкойN-оксиэтилпипери

плотиости диния, 4,0

То жеБромид Ы унде1щл- .

-N- р - (циклЬгек силацетокси)-этилпиперидиния4,0

Бромид N -нонил-Ц-р (циклогексилацетокси) -этилпиперидггНИН} ,0

Бромид N -нонил-Н пиперидилэтилового эфира нафте новых кислот 0,5

Пара-толуолсульфонатЧЧ-метилЧЧ- jb (циклогексилацетокси)- этилпиперндиния1,0

Хлорид N -нафтенил-М-оксиэтил(,30) пиперидиния

ПолиэтиленБромид N-нонилвысокой-N-р-(пиперидиплотнос-лацетокси) этилTijiпиперидиния

То же Нитрат N-нафтенил-М-пиперидилэтилового эфира стеариновой кислоты 4,0

Диметафосфат N-нафтeнил-N-oкcиэтил(Ш) -пиперидиния 4,0

Стеарат N-октаде-цил-N-ОКСИЭТИЛПИ-перидиния . 4,0

1,7.10 109 122

520

1,9.10° 103 138

566

6,0. 123 139

580

4,2.10 144 138

574

7,6.10 109 134

530

9,0.10 J05 124

503

2,1. 237 120

172

1,0.10 238 134

260

270

6,0.10 242 131

9,6.10 235 130

230 П изобретения Формула Способ обработки термопластичных полимеров путем нанесения на поверхность или введения в массу солей пиперидиния, отличающийся тем, что,с целью снижения электризац и удешевления продукции, в качестве солей пиперидиния применяют соедине ния общей фор, О R:XJ где И, - мафтенип или Сд-С З-алкил, или (, Кд оксиэтип 1-30), группа

CH CH occHj -Q, СНгйНгОбсн Кз

о 85

3. Справочник по пластическим массам. М. Химия, 1969, т.2, с.445. 12 где R - С.,- Cg- апкил или нафтенкл или GI- -алкил; А-сев ;а о;,сго;,сйз504, СНзСь д505,ССН,Р04 , С ьН-у вЬ, иди. ацил-ОСО(СН2)о1СН ,где m 0-16), Источники информации, доинчтые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 410047, кл. С 09к 3/16, 15.П.72. 2.Авторское свидетельство СССР 427961,кл. С 09к 3/16 09,06.72 (прототип).