Способ антистатической обработки термопластичных полимеров

Способ антистатической обработки термопластичных полимеров

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сокэз Советскин

Социалистических

Республик (iii 789560

Ф ф„, (61) До11олнительное к авт. свкд-ву (22) Заявлено 09.01.79 (2l ) 2711122/23-05 (51)Ч. Кл .

С 09 К 3/16

С 08 К 5/16 с присоединением заявки №

Государстеенный комитет

СССР (28) Приоритет во делам изобретений н открытий

Опубликовано 23.12.80. Б1оллетень ¹ 47

fl,ата опубликования описания 23.12.80 (53) УДК 678.073..04 (088.8) Ю. И. Василенок, В. Н. Лагунова, В. П. Алания, И. Г. Потехин и Г И. Чечурова !

| (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ АНТИСТАТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

ТЕРМОПЛАСТИЧНЫХ ПОЛИМЕРОВ

Однако известный способ позволяет получать антистатические полимерные материалы, обладающие недостаточной устойчивостью антистатических свойств в условиях влажной обработки.

Удельное поверхностное электрическое сопротивление (p ) образцов после промывания водой составляет 10" — 10" Ом при 20+3 Ñ и относительной влажности 65+5%.

Известен также способ (21 антистатической обоаботкн термопластичных полимеров путем введения в массу полимера или поверхностной обработки полимерных изделий — производных амина — амидоаминов обшей формулы (Сн СН O)„H

% С М СН СН 1ЧН (СН СН О> Н, Il или

Изобретение относится к способу антистатической обработки термопластичных полимеров путем нанесения на ннх или введения в массу производных амина.

Известен способ антистатической обработки термопластичных полимеров путем введения алкамонов в расплав полимера или нанесения:его на поверхность изделий из поли-, мера (1 j, Однако такой способ позволяет получать полимеры, обладающие удельным поверхностным сопротивлением (p ) A 33,3 ° 10 з Ом, что является недостаточным для защиты полимеров от статического электричества. я-С-NH-CHсн N, 2 2 ° (СН СН О1 Н

О (СН СН O) H, (СН СН О) H

<-<-НН-СН Сн к 2 (СН Сн O)„n„ где R — алкнльный или алкенильный радикал С7-С,о или нафтенильный радикал (остаток нафтеновых кислот);

R1,— HCI, HBr, HJ;

x t y = 2-50.

Цель настоящего изобретения — повышены устойчивости антистатических свойств теп789560

Ы-Сн СН 1ЧСН CH

21

СН

СН2

HN-R

И ИЛ

НСН2СН2М СН2СН2МСН2СНР СН2СН2

С,Н сн

2

К CH СООН

HR мопластичных полимеров или влажной обработке, Поставленная цель достигается тем, что в способе антистатической обработки термопластич-Н14-gH -аи -1i1.СН -CH

CH

СН2

H N-С-R, 1!

О гДе R — алкильный РаДикал Св — Сдв, илн 25 нафтенильный радикал (остаток нафтеновых кислот);

Я,— С1, Вг ип 3 и 20-50; m 10-25, которые вводят в расплав полимера или нано- 50 сят на поверхность изделия из него.

В качестве таких производных амина могут применяться бромгндратполиоктилполиэтиленимин, хлоргидратполиоктадецилполиэтиленимин, полиамидополиоктадецилполиэтиленимин и др. З5 (см. табл. 1). Такие соединения представляют собой парафинообразные или мазеобразные вещества от светло-желтого до оранжевого цвета.

При поверхностном нанесении 0,2-4,0%-ных растворов производных ПЭИ по предлагаемому,40 способу,р 5 образцов составляет 9,0 10

3,8 ° 10 о Ом при 20+3 С и относительной влажности 6Ы3%. После погружения данных образ. цов в дистиллированную воду на 20 с и сушки на воздухе в течение 2 ч,р полимеров равно 45 . 3,2 10 7,2-10 о Ом при 2013 С и относительнои влажности 65Ы%, т.е. образцы сохраняют хорошие антистатические свойства.

Образцы полимеров, полученные по предла50 гаемому способу, при введении антистатика в расплав полимера 0,5-8,0 масс.% производных

ПЭИ имеют,р 70 10в — 90 ° 10 @ Ом при

2013 С и относительной влажности 65+5%, предел текучести при растяжении (о ) 1082

Т 55

245 кгс/см, „, разрушающее напряжение при растяжении (Ü ) 115-130 кгс/см и относитель. ное удлинение при растяжении (e ) 200-550%.

После промывания данных образцов путем их

4 ных полимеров, включающем введение в массу полимера или поверхностную обработку полимерных изделий производными амина в качестве котовых применяют производные полиэтиленимина (ПЭИ) общей формулы: погружения в дистиллированную воду на 20 с и сушки на воздухе в течение 2 ч,р полимеров составляет,2,0 10 — 1,3 ° 10" Ом при 20 3 С и относительной влажности 65+5%,т.е. образцы сохраняют хорошие антистатические свойства.

Антистатики наносят на поверхность полимеров из растворов концентрации 0,2- 4,0 масс.% или вводят в массу полимеров в количестве

0,5 — 8,0 масс.%. Одновременно могут применяться целевые добавки — красители, стабилизаторы, пластификаторы и др.

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

Пример 1. Диски диаметром 50 мм и толщиной 1 мм из полиэтилена низкой плотности (ПЭНП) погружают на 20 с в 0,2%-ный раствор бромгидратполиоктилполиэтиленимина (БГПОПЭИ) (n = 50) в этиловом спирте и затем сушат при комнатной температуре в вертикальном положении в течение 2 ч,р обработанных таким способом образцов составляет

1,0 .10 о Ом при 20+3 С и относительной влажности 65+5%. После промывания данных образцов путем их погружения в дистиллированную воду на 20 с и сушки на воздухе 2 ч,р полимера равно 2,6 ° 10 Ом при 2023 Ñ и относительной влажности 6515%, т.е. образцы сохраняют хорошие антистатические свойства.

Пример 2. Образцы из полипропилена (ПП) обрабатывают 0,2%-ным раствором (БГПОПЗИ) аналогично примеру 1, р обработанных таким способом образцов составляет

3,1 ° 10 Ом при 20+3 С и относительной влаж89560ставляет 3,8.10ю Ом при 2013 C и относительной влажности 65+5%. Затем проводят обработку полимера водой аналогично примеру 1. После такой обработки р. полимера равно

7 2 ° 10 0 Ом при 20+3 С и относительной влажности 6515%, т.е. образцы сохраняют хорошие антистатические свойства.

Пример ы 5 — 18. Производные ПЭ наносят на поверхность полимеров так же, как в примере 1. После промывания водой образцы сохраняют хорошие антистатические свойства.

Результаты приведены в табл. 1..Таб лица 1

5 при относительной лажности 6525%, Ом

При- Полимер мер, 1 о онценация

Антистатик створа нтистапосле промывания о промыания ка, асс.%

5 ПЭНП Бромгидратполиоктилполиэтиленимин (n = 50) 1,8.10 4,0 10

0,5

6 ПЭНП

Бромгидратполиоктилполиэтиленимин (n = 50) 80 10т

3,0 10

4,0

Хлоргидратполиоктадецилполнэтиленимин (n = 10) 7 ПСБ

1,0-106

3,2-10

7 0.10

9,0. 10

2,0

То же

4,0

8 То же

9 ПП

Полиамидополиоктадецилполиэтиленимин (n = 20) 2,0. 109 8,0 109

2,0

Полиамидополиоктадецилполи этиленимин (n = 40) 3,2 10 9,0 10

4,0

11 То же Полиамидополиоктадецилполиэтиленимин (и = 50) 56 10

5,0 10

2,0

12 ПММА Иодгидратполидодецилполиэтиленимин (n = 40) 2,0 10а

10 I07

4,0

13 То же Бромгидратполиоктадецилполикарбоксиполиэтиленимин (m=25) 1,0

2,4 10

1,0 10

1,0. 10

6,6 10

4,0

14 То же То же

5 7 ности 65+5%. Обработку таких образцов водой проводят аналогично примеру 1. р полимера равно 6,3 ° 10 0 Ом при 20 3 С и относительной влажности 65+5%, т.е. образцы сохраняют хорошие антистатические свойства.

Пример 3. Образцы из блочного полистирола (ПСБ) обрабатывают 0,2%-ным раствором (БГПОПЭИ) аналогично примеру 1. ,р обработанных таким способом образцов составляет 2,5 ° 10 0 Ом при 20+3 С и относительной влажности 65+5%. Затем проводят обработку полимера водой аналогично примеру 1.

После такой обработки р полимера равно

5,6 ° 10 0 Ом при 20+3 С и относительной влаж ности 65+5%, т.е. образцы сохраняют хорошие антистатические свойства.

Пример 4. Образцы из полиметилметакрилата (ПММА) обрабатывают 0,2%-ным раствором (БГПОПЭИ) аналогично примеру 1. ,0 обработанных таким способом образцов соIT р и м е р ы 19 — 28 (контрольные).

Амидоамины и алкамоны наносят на поверхность полимеров по известному способу так же как в примерах 1 — 4. После промывания образцов дистиллированной водой антистатические свойства полимеров практически утрачиваются. Ре20 зультаты. приведены в табл. 1.

789560Продолжение табл. (!

5 ПСБ

16 ПММА

Хлоргидратполинонилполикарбоксиполиэтиленимин (m = 10) 2,0

Иодгидратполиоктилполикарбоксиполиэтиленимин (m = 20)

Иодгидратполиоктилполикарбоксиполиэтиленимин (и = 20)

Бромгидратполинафтенилполиэтиленимин (и = 50) 0,5

Солянокислая соль N-стеароил1 I

-N,N-бис- (P-оксиэтилендиамина) 0,2

Ф

N-деканоил- N,N-бис- (P-OK сиэтил)-этилендиамин 2,0

Иодистоводородная соль N-олеоилI I

-N N-бис- (Д- (20) -оксиэтил) -этилендиамина 4,0

/ I

N-нонадеканоил-N,N-бис- (P-оксиэтил)

-этилендиамин 1,0

М

N-нафтеноил-N,N-бис- (P-оксиэтил)-этилендиамин 0,5

Алкамон ОС-2 (смесь бензолсульфонатов метилдиэтиламинометильных производных диэтиленгликолевых эфиров высших жирных сйиртов) 2,0

9 Р,107

8,3 10в

2,0 ° 10в

3,0 ° 109

2,0

17 То" же

1 6.10в 3 4. 10в

1,8-10

4,3 ° 10 3

8,0 10в

3,0-10 0

19 НЭНП

20 ПСБ

50.101е 80 1013

21 ПП

10Р 34 101г

22 ПММА

23 ПЭНП

24- ПСБ

30 ° 10 0 5 0 10 "

1013 7 1014

7,0 109 7,6-10 3

7,0 109 7,6-10 3

25к ПЭНП

26к То же

То же

2,0

Алкамон H (четвертичная аммониевая соль диэтиламинометильных производных диэтиленгликолевых эфиров насьпценных и ненасьпценных высших жирных спиртов с метилбензолсульфонатом) з,а 10"

6,0-10

2,0 10

2,0

1,0-10 4

8 0 ° 10гв

27к ПММА То же

2,0

14 1013

4,0

28к То же

Пример 29. Полиэтилен низкой плотности смешивают с 0,5 масс.% БГПОПЭИ 50 (n 50) на вальцах при 13515 C в течение

7 мин. (!олученные образцы обладают.р 6,0» ч!О Ом при 2013 С и относительной влажности 65+5% и имеют о 120кгс/см3, opl30Krc/ñì3 не 549Я, После промывания образцов путем их$$ погружения в дистиллированную воду на 20 с и сушки на воздухе 2 ч,р полимера равно

9,4 ° lp 0 Ом при 2013 С и относительной влажности 6545%, т.е. образцы сохраняют хорошие антистатические и физико-механические свойства, Пример 30. Полиэтилен высокой плотности смешивают с 4,0 масс.% полиамидополиоктадецилполиэтиленимина (n = 20) на вальцах при 15525 С в течение 7 мин, Получениь|е образцы обладают,р 8,0-10 О Ом при 2013 С и относительной влажности 6515% и имеют о, 245 кгс/см3, б 130 кгс/см и е 250%, После промывания данных образцов путем их погру789560! о

Пример ы 31 — 36. Производные полизтиленимина вводят в массу полимербв так же как в примерах 29-30. После промывания образцов дистиллированной водой антистатн5 ческие свойства полимеров практически утрачиваются. Результаты приведены в табл. 2. ження в дистиллированную воду на 20 с и сушки на воздухе 2 ч р полимера равно

9,6 ° 10 о Ом при 20+3 (. и относительной влажности 65+5%, т.е. образцы сохраняют хорошие антистатические и физико-механические свойства.,Таблице 2 T

При- Полнм носильное аэруша шее на ряжени при относиельной влажности 6515%,0м

Колиество нтитатика введенного в удлинение при растяжении, % ри расяжении к /смг

Антистатик осле до про мываромы ания олимер, ния асс.% l

31 ПЭНП Бромгндратполиоктилполиэтиленимнн (n = 50) 117

10 1,2 10 о 3,4 ° 10 115

550

32 То же Хлоргидратполиоктадецилполнэтиленнмин (и = 20) 4,0 7,0- 10о 2,0 ° 109 108

118

33 ПЭВП Бромгидратполноктадецилполикарбоксиполиэтиленимин (m = 25) 4,0 9,0 ° !О 1 010ii 230 125

34 То же Хлоргидратполнноиилполикарбокснполиэтиленимин (m = 10) 40 30.10 о 56 !Ого 240 130

270

40 89 10 о 13 !О" 235 120

8,0 8,0 ° 10 3 0 ° 10 210 1! 5

200

36 -" — То же

t ф

37 ПЭНП N-деканоил-й,й-бис- (P-оксиэтил) -этилендиамин

1,0 7,0 10 6,0. 10 з 115 130

40 34 19iO 28 101з 230 120

280

ПЭВП То же

i

N-нонадеканоил- N. >N-бис- (P-оксиэтил) -этилендиамнн

То же

39 ПЭНП

40 . ПЭВП

1 3 101а 115

10» 208

130 550

112 210

0,5 1,0. 10"

8,0 1,3. 10

Солянокислая соль N-сте1 ароил-N N-бис- (P-оксиэтил)-

У

-этиле ндиамина

ПЭНП

S 0 ° 1O9

3,0 10 г

3,0 10

5,8 ° 10 г 105

9,0 -1О

80 10

480

115

4,0

2,0

42 ПЭНП Алкамон OC-2

43 ПЭВП То же 2,0.большую точность измерений и надежность приборов в результате отсутствия накопления зарядов статического электричества.

Формула изобретения

Способ антистатической обработки термопластичных полимеров путем нанесения на их

35 — "- Полиамидополиоктадецилполиэтнленнмнн (n = 40) Предлагаемый способ улучшает водостойкость антистатических свойств термопластичных полимеров и Может найти применение для обработки пластмассовых деталей Измерительных приборов, радиотехнической аппаратуры, оптических деталей из органического стекла и др,, когда по условиям эксплуатации необходимо промывать и протирать изделия. Повышение качества антистатических покрытий обеспечивает

Предел текучести при растяжении, кгс/см

ll 789560 12 поверхность или введения в массу производных в условиях влажной обработки, в качестве амнамина, отличающийся тем,что, нопроиэводных применяют производные полис целью стабилизации антистатических свойств этиленимина обшей формулы и или

Н Сн СН 1чСН СН НСН СН ЙСН СИ

Я. 2 2. 2 2 2) 2 2.

СН2 H СH2

1 1 Н

СНД

2 т l

Ц СН СООН иу где 8 — «лкильный радщал Cs а или нафтенильный радикал (остаток нафтеновых кислот);

R, — CI, Вг или 3; и 20-50; m * 10-25.

Составитель А. Балтин

Техред.Н. Ковалева Корректор М. Коста

Редактор Н. Егорова

Тираж 725 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Заказ 8995/28

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

HN-СН -СН -N-СН -СН

2 2 2 2

СН

1 2

СН2

Нй С-R

И

HN СН -СН 1чСН -СН

21

СИ2

CH !

HN. R

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

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

2. Авторское свидетельство СССР У 484238, кл. С 09 К 3/16, 04.07,74 (прототип).