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Verfahren zur antistatischen Ausrüstung organischer hochmolekularer Verbindungen
Die Erfindung bezieht sich auf die antistatische Ausrüstung hochmolekularer Verbindungen.
Formlinge jeder Art aus hochmolekularen Stoffen, beispielsweise Kunststoffen, neigen, besonders wenn der zur Fertigung eingesetzte Stoff sich durch sehr gute elektrische Eigenschaften auszeichnet, zu elektrostatischer Auftadung. Durch diese elektrostatische Aufladung zeigen die Formlinge im praktischen
Einsatz schon nach kurzer Zeit Staubablagerungen an ihrer Oberfläche, die bei starker Aufladung die all- gemein bekannte Form von Krähenfüssen bzw. Zickzackmustern zeigen. Durch starke elektrostatische
Ladung kann es darüber hinaus durch die grosse Potentialdifferenz zu Funkenbildung kommen.
Bei Fasern oder Geweben äussert sich die statische Aufladung durch schnelle und starke Verschmut- zung. Durch diese Nachteile der statischen Aufladung kann der Einsatz derartiger Polymerer in Frage gestellt werden.
Es sind zahlreiche Verfahren bekannt, nach denen die elektrostatische Aufladung verhindert oder zumindest vermindert werden soll. Es ist z. B. seit langem bekannt, Formlinge nach ihrer Herstellung zu konditionieren, d. h. sie der feuchten Luft auszusetzen. Antistatisch auszurüstende Spritzlinge oder Fasern, z. B. solche aus Polyamid, Celluloseacetat oder Viskose nehmen dadurch in gewissem Umfang Wasser auf, wodurch die elektrische Leitfähigkeit stark heraufgesetzt wird. Abgesehen davon, dass einige Kunststoffe, wie z. B.
Polyolefine, praktisch kein Wasser aufnehmen und eine antistatische Präparation bei Formlingen aus diesem Material in derartiger Weise nicht möglich ist, zeigt diese Methode auch den Nachteil, dass der Wassergehalt der Kunststoffgegenstände reversibel ist, d. h. bei Lagerung derartig behandelter Teile il1 trockener Atmosphäre geht die antistatische Wirkung verloren.
Da es zur Erreichung eines antistatischen Effektes in den meisten Fällen nicht ausreicht, die Formlinge feuchter Luft auszusetzen, wurden verschiedene Verfahren entwickelt, bei denen der Kunststoff bzw. die Oberfläche von daraus hergestellten Formteilen mit Hilfe antistatisch wirkender Agenzien so verändert wird, dass die statische Aufladung vermindert wird. Eine Reihe von Substanzen wurde für diesen Zweck vorgeschlagen. Diese Verbindungen können in die folgenden 5 Gruppen einklassifiziert werden :
1. Stickstoffhaltige Verbindungen wie Amine, Amide und quartemäre Ammoniumsalze.
2. Sulfonsäuren und Aryl- Alkyl-Sulfonate.
3. Phosphorsäuren und Aryl-Alkyl-Phosphate sowie Phosphorsäureesteramide.
4. Polyglykole und ihre Derivate einschliesslich Polyglykolester von Fettsäuren sowie Polyglykol- - aryl-alkyl-äther.
5. Polymere mehrwertiger Alkohole und deren Derivate.
Die antistatisch wirkenden Substanzen können je nach Art der Substanz entweder auf den KunststoffFormling durch Behandlung mit einer Lösung der Produkte aufgebracht oder auch inkorporiert werden durch Einmischung der entsprechenden Präparate in das Kunststoffpulver vor seiner Verarbeitung.
Auch die Einarbeitung von stark hygroskopischen anorganischen Salzen ist bereits bekannt, sie wird
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aber allgemein wegen der damit verbundenen Korrosionsgefahr für die Verarbeitungsmaschinen abgelehnt.
Die nachträgliche Behandlung von Kunststoff-Formlingen mit antistatisch wirksamen Lösungen hat schwerwiegende Nachteile :
Die antistatische Wirkung ist meist abhängig vom Wasserdampfgehalt der Luft. Die Haftfestigkeit der nachträglich aufgebrachten Substanzen ist bei den bisher bekannten Antistatika unzureichend, so dass ihre Wirkung durch Abrieb und bei täglichem Gebrauch nur von zeitlich begrenzter Dauer ist. Weiterhin besteht die Gefahr der Veränderung der Oberfläche des Materials. Einige der aufzubringenden antistatischen Substanzen sind ausserordentlich hygroskopisch, so dass sie unnötig viel Wasser anziehen. Sie sind darüber hinaus meistens physiologisch nicht unbedenklich.
Eine antistatische Präparation durch Inkorporierung der Antistatika hat den Vorteil, dass es jederzeit möglich ist, hochmolekulare Stoffe auch nach ihrer Polymerisation auf Anforderung antistatisch auszurüsten. Im allgemeinen müssen zur Erreichung eines genügend grossen antistatischen Effektes die bereits bekannten inkorporierbaren organischen Substanzen jedoch in Mengen zugesetzt werden, die eine Veränderung der charakteristischen Eigenschaften der Stoffe, z. B. eine Verminderung der für die Verarbeitung geeigneten Temperaturbereiche, der Härte, Steifigkeit, Wärmestandfestigkeit, eine Verschlechterung der Farbe usw. nach sich ziehen. Häufig handelt es sich auch um Substanzen, durch deren Inkorporierung der damit ausgerüstete hochmolekulare Stoff seine physiologische Unbedenklichkeit verliert.
Wirklich wirksame, technisch brauchbare Antistatika für die Inkorporierung in Kunststoffe sind bisher noch nicht bekanntgeworden.
Eine weitere Möglichkeit hochmolekulare Stoffe antistatisch auszurüsten, besteht darin, Additive während der Polymerisation einzubauen. Diese Methode hat den Nachteil, dass der hochmolekulare Stoff schon während seiner Herstellung antistatisch ausgerüstet wird, während oft erst kurz vor der endgültigen Verformung durch den Verarbeiter entschieden werden kann, ob für den gewünschten Verwendungszweck eine antistatische Ausrüstung erforderlich ist, oder ob die damit verbundene geringe Verschlechterung der elektrischen Eigenschaften unerwünscht ist. Durch Zugabe der bisher bekannten Additive während der Polymerisation werden darüber hinaus in vielen Fällen die charakteristischen Eigenschaften der Stoffe, wie z. B. Wasseraufnahme, chemische Beständigkeit, Zähigkeit und Härte verändert.
Es wurde nun gefunden, dass man zur antistatischen Ausrüstung von organischen hochmolekularen
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auch ungleich sein können, und X Sauerstoff oder Schwefel bedeuten.
Sofern R und R Kohlenwasserstoffreste darstellen, können sie auch substituiert sein. Als Substituenten kommen z. B. in Betracht : Halogen, Aminogruppen, substituierte Aminogruppen, Oxygruppen, Alkoxygruppen, Thioäther, Mercaptangruppen, Sulfonamidgruppen, Carboxyalkylgruppen, aromatische und heterocyclische Substituenten.
Die Konzentration der Phosphorverbindungen im Kunststoff kann vorteilhafterweise 0, l-7 Ge\ :.- , vorzugsweise 0, 5 - 4 Gew. -0/0 betragen. Es genügen also schon geringe Mengen.
Phosphoramide, in denen R und R aliphatische Reste oder H darstellen, haben im allgemeinen die beste antistatische Wirkung, vor allem dann, wenn 1\ eine Methylgruppe und R einen längeren Alkylrest wie z. B. den Stearyl- oder Dodecylrest bedeuten und X bzw. Y Alkylreste oder mit Alkylresten substituierte Amine sind. Als derartige Verbindung sei z. B. Phosphorsäure-N-Methylstearylamiddiamid genannt. Verbindungen mit aromatischen oder cycloaliphatischen Kohlenwasserstoffresten zeigen z. T. eine geringere Wirksamkeit. Wie Beispiel 8 zeigt, können aber auch Verbindungen mit aromatischen Substituenten ausgezeichnete Antistatika sein.
Ob die Wirksamkeit dieser Verbindungen darauf beruht, dass bei den hohen Verarbeitungstemperaturen eine Abspaltung der aromatischen Reste stattfindet und in dem Endprodukt dann ein Phosphoramid, welches frei von aromatischen Gruppen ist, als Antistatikum wirkt, oder
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ob die Verbindungen an sich wirksam sind, spielt dabei für den gewünschten Vergütungseffekt keine Rolle.
Als geeignete antistatisch wirksame Substanzen können z. B. folgende Verbindungen verwendet werden, ohne dass das Verfahren auf diese Verbindungen beschränkt sein soll : Phosphorsäure-N-methylstearylamid-diamid, Phosphorsäure- tri-N-dimethylamid, Phosphorsäure- tridodecylamid, Phosphorsäuretristearylamid, Phosphorsäure-dibutylamid-diamid, Phosphorsäuredodecyl-
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Nonylphosphonsäure-methylstearylamid-amid, Octylphosphonsäure-di-stearylamid,aus der grossen Anzahl der wirksamen Produkte je nach Bedarf Verbindungen, die speziell für einen be- stimmten Kunststoff bzw. ein besonderes Anwendungsgebiet geeignet sind, gewählt werden.
Ent- sprechend den besonderen Wünschen der Verarbeiter können Verbindungen ausgesucht werden, die infolge ihrer Löslichkeit in Wasser oder organischen Lösungsmitteln, bzw. im Kunststoff selbst, ihrer Farbe, Zer- setzungs- bzw. Schmelz- oder Siedetemperatur usw. Endprodukte mit optimalen Eigenschaften ergeben.
In vielen Fällen kann es auch vorteilhaft sein, Gemische von zwei oder mehreren der oben angeführten
Phosphoramide zu verwenden.
Für die technische Verwertbarkeit eines Produktes spielt der Herstellungsprozess und damit die Wirt- schaftlichkeit des Produktes eine grosse Rolle. Aus dem grossen Sortiment der möglichen antistatischen
Phosphoramide ist es leicht, Produkte zu entnehmen, die hinsichtlich ihrer Wirtschaftlichkeit den ge- stellten Anforderungen entsprechen.
In der deutschen Auslegeschrift Nr. 1091078 wird die nachträgliche antistatische Ausrüstung von Fä- den und Folien mit Lösungen von Phosphorsäureesteramiden beschrieben. Demgegenüber hat die vor- liegende Erfindung beträchtliche Vorteile. So ist die nachträgliche antistatische Ausrüstung mit Phos- phorsäureesteramiden mit den bereits oben angeführten Nachteilen behaftet.
Bei einer nachträglichen Aufbringung der Antistatika wird lediglich versucht, die Oberfläche der
Kunststoffteile so auszurüsten, dass durch Verminderung des Oberflächenwiderstandes die elektrostatische
Ladung abfliessen kann.
Bei der vorliegenden Erfindung wird dagegen durch die Inkorporierung der aufgeführten Substanzen der Durchgangswiderstand herabsetzt. Der Ladungstransport ist aber in wesentlich stärkerem Masse vom
Durchgangswiderstand abhängig, so dass auf diese Weise nicht nur eine statische Aufladung für dauernd vermieden wird, sondern auch die Aufladung nicht mehr in erster Ordnung vom Feuchtigkeitsgehalt der
Umgebung beeinflusst wird.
Schon durch geringe Zusätze der genannten Substanzen zu Kunststoffen erreicht man einen antista- tischen Effekt, so dass aus solchen Mischungen hergestellte Formlinge sich nicht mehr oberflächlich auf- laden und keine Neigung zur Anziehung von Staub mehr zeigen. Die mechanischen und thermischen
Eigenschaften, die Wärmestabilität sowie Farbe und Transparenz der Polymeren werden durch einen Zu- satz der genannten Substanzen praktisch nicht verändert, während die Uchtstabilität teilweise noch ver- bessert wird.
Die Verarbeitungsbedingungen und der Temperaturbereich, in dem sich die Kunststoffe thermopla- stisch verformen lassen, bleiben die gleichen. Weiterhin sind die Produkte zum grössten Teil geruchlos und mit allen Polymeren gut verträglich. Weiterhin ist der grösste Teil der beschriebenen Substanzen physiologisch unbedenklich, z. B. bei Phosphorsäure-N-methylstearylamid-diamid ergab die Prüfung auf akute Giftigkeit LD = 10 g/kg. Der erzielbare antistatische Effekt ist von der Feuchtigkeit der Umgebung unabhängig und von praktisch unbegrenzter Dauer. Die Oberfläche wird nicht hygroskopisch, sondern bleibt unverändert. Einige elektrische Eigenschaften der Polymeren werden durch den Zusatz der antistatisch wirksamen Substanzen beeinflusst, denn darauf beruht ja ihre antistatische Wirksamkeit.
Die Verschlechterung des spezifischen Durchgangs- und in einigen Fällen auch des Oberflächenwiderstandes sowie der dielektrischen Eigenschaften ist aber so geringfügig, dass sie selbst für die Anwendung der Polymeren im Elektrosektor in den allermeisten Fällen ohne Bedeutung ist.
Durch einen Zusatz von Substanzen der angegebenen Klasse lassen sich alle hochmolekularen Stoffe vergüten, die infolge ihrer elektrostatischen Aufladung zur Verschmutzung durch Anziehen von Staub neigen. Eine besonders gute Wirksamkeit zeigen diese Verbindungen z. B. in Polystyrol und den Mischpolymerisaten des Styrols mit Butadien und/oder Acrylnitril und/oder Vinylcarbazol, in Polyvinylchlorid und Vinylchloridmischpolymerisaten, Polyterephthalaten, Polyolefinen, wie den Polymeren und Copolymeren von Äthylen, Propylen, Buten - (1), Penten - (1), 4 -Methylpenten- (l), 5, 5-Dimethylhexen- (1), Hexen- (1), Octadecen - (1), 4 -Phenylbuten- (l) sowie Vinylcyclohexen, Polycarbonaten. Polyacrylnitril,
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Polyacrylsäureestern, Polymethacrylsäureestern, Polyamiden, Polyurethanen, Polyvinylestern, Polyacetalen,
Polymeren von Fluorolefinen, Cellulosederivaten und Polymerenmischungen, die obige Kunststoffe enthalten. Auch ungesättigte Polyester und basisch gehärtete Epoxyharze sowie Lackrohstoffe lassen sich vor oder während ihrer Verarbeitung durch einen Zusatz der genannten Verbindungen ohne Schwierigkeiten antistatisch ausrüsten. Bei Verarbeitung der Polyesterharze ist jedoch unter Umständen nach Zusatz der Antistatika mit andern Härte-/Beschleunigersystemen wie üblich zu arbeiten. Substanzen der genannten Verbindungsklasse können vor oder während der Polymerisation, wie auch später dem pulverförmigen Hochpolymeren als auch dem Granulat zugesetzt werden. Je nach der Natur der Kunststoffe kann das Einmischen in der Schmelze, in Lösung oder durch Aufziehen auf das pulverförmige oder granulierte Hochpolymere erfolgen.
Es wird am besten vor oder während der Verarbeitung durchgeführt. Es hat sich gezeigt, dass die Art der Einarbeitung nicht sehr wesentlich ist, dagegen ist es wichtig, dass die als Antistatika wirkenden Substanzen möglichst gut im Kunststoff verteilt sind. Ein. Aufziehen während der Polymerisation ist ebenfalls möglich.
Die mit den beschriebenen Verbindungen antistatisch ausgerüsteten Hochpolymeren lassen sich nach allen üblichen Verarbeitungsmethoden z. B. auf Pressen, Spritzgussmaschinen oder Extrudern verarbeiten. Es lassen sich demgemäss daraus beispielsweise Press-bzw. Spritzgusskörper, Halbzeug, Folien, geblasene
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versetzten Harze können als Lack- bzw. Giessharze oder in Kombination mit Glasfasern oder/und Füllstoffen auf die übliche Weise verarbeitet werden.
Die auf diese Weise ausgerüsteten Hochpolymeren sind auch besonders interessant für Verpackungszwecke (Emballagen, Kanister, Flaschen, Becher), Staubsaugerzubehör, Förderbänder, Ausstellungsstücke und Modelle, Gehäuseteile (z. B. für Rundfunk- und Fernsehgeräte, Staubsauger), elektrische Anlagen wie Beleuchtungskörper, Kabelisolationen, Stecker, Schalter oder Armaturen, Klima- und Belüftungsanla- gen, Plastikgeschirr, Küchenmaschinen, Fäden, Fasern, Gewebe, Folien, Lacke, d. h. überall dort, wo auf die antistatische Ausrüstung Wert gelegt wird.
Die antistatische Wirkung von anorganischen bzw. organischen Substanzen in hochmolekularen Stoffen lässt sich am einfachsten mittels Zigarettenasche bestimmen. Zur Prüfung werden Spritzguss-, Extru- der-oder Pressplatten mit einem Wolltuch kräftig zirka 15 sec gerieben und etwa 2 mm über eine Schicht von pulverförmiger Zigaretten-oder Zigarrenasche gehalten. Bei guter antistatischer Wirksamkeit der Kunststoffplatten wird keine Zigarettenasche angezogen.
Eine weitere Methode zur Bestimmung der elektrischen Aufladung besteht in der Messung des spezifischen Durchgangswiderstandes. Ein Anziehen von Zigarettenasche wurde etwa bei Durchgangswiderstandswerten 1013 Q. cm in keinem Fall mehr festgestellt. Es ist noch eine Reihe weiterer Methoden zur Bestimmung der elektrostatischen Aufladung bekannt, es wurde aber gefunden, dass lediglich die beiden aufgeführten Prüfmethoden echte, praxisnahe Werte liefern.
Beispiele : Einige antistatisch wirksame Verbindungen, die der in der Beschreibung erläuterten Summenformel entsprechen, wurden in verschiedene hochpolymere Stoffe eingearbeitet. Eine Zusammenstellung der in den Beispielen 1 - 13 verwendeten Antistatika, der zugesetzten Mengen und der Prüfergebnisse enthält Tabelle 1.
An den gespritzten Platten wurde nach DIN 53482 der spezifische Durchgangswiderstand gemessen, sowie die Neigung zur Anziehung von Zigarettenasche nach Reibung mit einem Wolltuch geprüft.
Die Einarbeitung der Antistatika wurde in folgender Weise durchgeführt :
Beispiel 1, 5,8 und 13 : Jeweils 10 kg des betreffenden Kunststoffes wurden mit den angegebenen Mengen der antistatisch wirksamen Substanzen auf einem Schnellmischer vermischt, anschlie- ssend zu Bändern extrudiert, granuliert und zu 1 mm starken Platten verspritzt.
Beispiel 2,3 und 10 : Auf 10 kg des angegebenen Kunststoffgranulates wurden die angegebe nen Mengen des Antistatikums nach dem Trockeneinfärbeverfahren als Pulver aufgezogen. Als Vorrichtung zum Aufziehen diente ein sogenanntes"Rollfass'. Das so behandelte Material wurde anschliessend extrudiert, granuliert und zu 1 mm starken Platten verspritzt.
Beispiel 4 : Polyäthylenglykolterephthalat wurde Octylphosphonsäure-di (stearylmethylamid) als 10% igue methanolische Lösung zugesetzt. Nach Verdampfen des Lösungsmittels und Trocknung der Mischung wurde das Material in der üblichen Weise versponnen.
Beispiel 6 : In 10 kg Niederdruckpolyäthylen-Pulver wurden in einem Mischer 75 g des flüssigen Phosphorsäuretri-N-dimethylamid eingedüst. Nach guter Homogenisierung erfolgte anschliessend die Granulierung und Verarbeitung des Granulates zu Spritzgussplatten.
Beispiel 7 : 10 kg Polypropylen-Pulver wurden in einem Mischer mit 750 g einer heissen 10% eigen
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Äthanol-Lösung von Phosphorsäuretriäthylamid vermischt. Nach Abdampfen des Lösungsmittels bei 90 C erfolgte die Granulierung und anschliessend die Verarbeitung des Materials zu Spritzgussplatten.
Beispiel 9 : 210 g Polyvinylchloridpulver wurden mit 90 g Dioctylphthalat und 3, 75 g Phosphorsäuretridodecylamid, das in 6 g Epoxystabilisator gelöst wurde, vermischt. Diese Mischung ist auf einer Walze plastifiziert und anschliessend auf einer Presse zu 1 mm starken Platten verpresst worden.
Beispiel 11 : 200 g eines handelsüblichen Epoxyharzes auf Basis 4, 4'-Diphenylolpropan + Epichlorhydrin mit einem Epoxydäquivalent von 190 wurden mit 16 g Diäthylentriamin und 7, 5 g einer zuigen Lösung von Thiophosphorsäuremethyloctylamid-di- (methylamid) in Dibutylphthalat gemischt und die Mischung zu einer Platte vergossen und bei Raumtemperatur gehärtet.
Beispiel 12 : 200g eines handelsüblichen ungesättigten Polyesterharzes, das durch Kondensation von 5 Mol Äthylenglykol mit 3 Mol Maleinsäureanhydrid und 2 Mol Phthalsäureanhydrid und anschliessendem Lösen das Kondensationsproduktes in 30 Gew. -0/0 Styrol erhalten worden war, wurde nach Zugabe von 27o Methyläthylketonperoxyd, 0, 1% Kobaltnaphthenat sowie 0, 5% Thiophosphorsäure-N-methylstearylamid-diamid zu Platten vergossen und bei Raumtemperatur unter Luftabschluss gehärtet.
In der Tabelle 1 sind die Ergebnisse der Untersuchung verzeichnet. Man kann erkennen, dass mit sämtlichen der angeführten Substanzen ein ausgezeichneter antistatischer Effekt erzielt wird.
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Tabelle 1
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Durchgangs-Aschean-Tabelle l (Fortsetzung)
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Thermo -Durchgangs-Zusatz Durchgangs-Aschean-Tabelle 1 (Fortsetzung)
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Durchgangs-Aschen-Tabelle l (Fortsetzung)
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- Durchgangs- Zusatz Durchgangs- Aschean-Tabelle 1 (Fortsetzung)
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Durchgangs-Aschean-* - = keine Ascheanziehung + = Ascheanziehung
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Beispiel 14 : Jeweils 10 kg isotaktischesPolypropylen (Dichte 0, 905) wurden mit verschieden gro- ssen Mengen Phosphorsäure-N-methylstearylamid-diamid auf einem Schnellmischer vermischt, anschlie- ssend zu Bändern extrudiert, granuliert und zu 1 mm starken Platten verspritzt.
An den gespritzten Platten wurde nach DIN 53 482 der spez. Durchgangswiderstand gemessen. Wie aus Tabelle 2 ersichtlich, ist die Grösse des antistatischen Effektes von der Menge des zugesetzten Phosphorsäure-N-methylstearylamid-diamid abhängig (vgl. die Werte des spez. Durchgangswiderstandes).
Tabelle 2
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<tb>
<tb> Zugabe <SEP> von <SEP> Phosphorsäure-N-me- <SEP> 0 <SEP> 0,25 <SEP> 0,5 <SEP> 0,75 <SEP> 1,0 <SEP> 1,5 <SEP> 4,0 <SEP> 10
<tb> thylstearylamid-
<tb> - <SEP> diamid <SEP> in <SEP> %
<tb> Spez. <SEP> Durchgangswiderstand <SEP> in <SEP> 10U <SEP> 1, <SEP> 2.1015 <SEP> 6,7.1013 <SEP> 1,1.1013 <SEP> 9,7.1012 <SEP> 4, <SEP> 8. <SEP> 101% <SEP> 4, <SEP> 5. <SEP> 10U <SEP> 4, <SEP> 5. <SEP> 1012 <SEP>
<tb> Q. <SEP> cm
<tb> (DIN <SEP> 53 <SEP> 482) <SEP>
<tb> Anziehung <SEP> von <SEP> Zigarettenasche <SEP> nach <SEP> stark <SEP> wenig <SEP> sehr <SEP> nicht <SEP> nicht <SEP> nicht <SEP> nicht <SEP> nicht
<tb> Reibung <SEP> mit <SEP> wenig
<tb> einem <SEP> Wolltuch
<tb>
Beis pi el 15 :
Pulverförmiges isotaktisches Polypropylen (Dichte 0,905) wurde auf einem Schnellrührer mit 0, 5% Phosphorsäure-N-methylstearylamid-diamid gemischt, anschliessend zu Bändern extrudiert, granuliert und zu 1 mm starken Platten verspritzt. Der spezifische Durchgangswiderstand der so hergestellten Platten betrug nach fünftägiger Lagerung an feuchter Luft (60% rel. Luftfeuchtigkeit bei 200C) wie auch nach fünftägiger Lagerung im Exsiccator 5 - 7. 1013 Q. cm. Wie dieser Versuch zeigt, ist die Grösse des antistatischen Effektes vom Feuchtigkeitsgehalt. der Umgebung unabhängig.
Beispiel 16 : Auf 10 kg Polystyrol-Granulat (Dichte 1,'05, Martenswert 690C, spezifischer Durchgangswiderstand 101C1 Q. cm) wurden 75 g Phosphorsäure - N - methylstearylamid - diamid (Schmelzpunkt 106-1080C) nach dem Trockeneinfärbeverfahren als Pulver aufgezogen. Als Vorrichtung zum Aufziehen diente ein sogenanntes "Rollfass". Das so behandelte Material wurde anschliessend extrudiert, granuliert und zu 1 mm starken Platten verspritzt.
Der spezifische Durchgangswiderstand der antistatisch ausgerüsteten Polystyrolplatten betrug 1013 2. cru. Die Platten zeigten nach intensiver Reibung mit einem Wolltuch kein Anziehen von Zigarettenasche.
Beispiel 17 : 10 kg Granulat eines Styrol-Acrylnitril-Mischpolymerisats (Dichte l, 08, Martenswert 75 C, spezifischer Durchgangswiderstand 1016 n. cm) wurden in der gleichen Art und Weise wie unter Beispiel 16 mit 75 g Phosphorsäure-N-methylstearylamid-diamid antistatisch ausgerüstet und zu Spritzgussplatten verarbeitet.
Die Platten zeigten nach ihrer Herstellung einen spezifischen Durchgangswiderstand von 1011 Q. cm und zogen nach intensiver Reibung mit einem Wolltuch keine Zigarettenasche an.
Beispiel 18 : 10 kg eines handelsüblichen Mischpolymerisats aus Styrol und Butadien (Dichte 1, 06, Martenswert 68 C, spezifischer Durchgangswiderstand 1016 Q. cm) wurden nach Beispiel 16 mit 75 g Phosphorsäure-N-methylstearylamid-diamid versetzt und zu Spritzgussplatten verarbeitet.
Die so hergestellten Platten besassen einen spezifischen Durchgangswiderstand von 1011 Q. cm. Nach intensiver Reibung der Platten mit einem Wolltuch war keine Anziehung von Zigarettenasche feststellbar.
Beispiel 19: 10 kg einer Granulatmischung von Styrol-Acrylnitril-Mischpolymerisat und Butadien-Acrylnitril-Mischpolymerisat (Dichte 1, 12, Martenswert 70 C, spezifischer Durchgangswiderstand 5. 1014. ss. cm) wurden nach der unter Beispiel 16 angegebenen Weise mit 75 g Phosphorsäure- - N-methylstearylamid-diamid antistatisch ausgerüstet und zu Spritzplatten verarbeitet.
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Die erhaltenen Spritzplatten zeigten einen spezifischen Widerstand von 1011 Q. cm. Ein Anziehen von Zigarettenasche war auch nach intensiver Reibung mit einem Wolltuch nicht feststellbar.
Beispiel 20: 200 g Polyvinylchloridpulver (K-Wert 69) wurden mit 4 g Dibutyl-Zinn-bis-(thioglycolsäureoctylester) und 2 g Phosphorsäure-N-methylstearylamid-diamid, das in 4 g Epoxystabilisator gelöst wurde, vermischt. Diese Mischung ist auf einer Walze plastifiziert und anschliessend auf einer Presse zu einer 1 mm starken Platte verpresst worden.
Während eine Vergleichsplatte ohne Phosphorsäure-N-methylstearylamid-diamid nach intensiver Reibung mit einem Wolltuch Zigarettenasche anzieht, zeigt die wie beschrieben hergestellte Platte keine Anziehung.
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als Stabilisator ist die Mischung auf einer Walze plastifiziert und anschliessend auf einer Presse zu einer 1 mm starken Platte verpresst worden.
Während eine Vergleichsplatte ohne Phosphorsäure-N-methylstearylamid-diamid nach intensiver Reibung mit einem Wolltuch Zigarettenasche anzieht, zeigt die mit Antistatikum versetzte Platte keine mit Zigarettenasche messbare Aufladung.
Beispiel 22 : In einer Versuchsanlage wurde eine Lösung von Polyacrylnitril (K-Wert 87) in Dimethylformamid mit einem Zusatz von 2% Phosphorsäure-N-methylstearylamid-diamid auf die üblich- Weise versponnen.
Auch nach starker Reibung der auf einer Spule aufgerollten Monofilamente ziehen diese keine Zigarettenasche an.
Beispiel 23 : Polyäthylenglycolterephthalat (spezifische Viskosität = 800) sind als zigue methanolische Lösung 1, 5% Phosphorsäure-N-methylstearylamid-diamid zugesetzt worden. Nach Verdampfung des Lösungsmittels und Trocknung der Mischung wurde das Material in der üblichen Weise versponnen.
Die so hergestellten Fasern zeigen keine mit Zigarettenasche feststellbare Aufladung.
Beispiel 24 : 10 kg Niederdruckpolyäthylen-Pulver (Dichte 0, 96, spezifischer Durchgangswiderstand z Q. cm) wurden nach Art des Beispiels 14 mit 75 g Phosphorsäure-N-methylstearylamid-
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erfolgte die Granulierung und anschliessend die Verarbeitung des Materials zu Spritzgussplatten. Der spezifische Durchgangswiderstand der erhaltenen Platten betrug 101% Q. cm. Nach Reibung der Platten mit einem Wolltuch war kein Anziehen von Zigarettenasche feststellbar.
Beispiel 26 : In 10 kg Niederdruckpolyäthylen-Pulver (Dichte 0,96, spezifischer Durchgangswiderstand 1018 SO. cm) wurden in einem Mischer 75 g bei 1100C aufgeschmolzenes Phosphorsäure- - N-methylstearylamid-diamid eingedüst.
Nach guter Homogenisierung erfolgte anschliessend die Granulierung und Verarbeitung des Granulates zu Spritzgussplatten. Der spezifische Durchgangswiderstand der erhaltenen Platten betrug 1012 Q. cm.
Nach intensiver Reibung der Platten mit einem Wolltuch zogen die so hergestellten Platten keine Zigarettenasche an.
Beispiel 27 : 10 kg Hochdruckpolyäthylen-Pulver mit einer Dichte von 0,918 und einem spezifischen Durchgangswiderstand von 1018 Q. cm wurden nach Art des Beispiels 14 mit 150 g Phosphorsäure-N-methylstearylamid-diamid antistatisch ausgerüstet. Die erhaltenen Spritzgussplatten zeigten einen Durchgangswiderstand von 101Z Q. cm. Die Platten zeigten nach intensiver Reibung mit einem Wolltuch kein Anziehen von Zigarettenasche.
Beis pi el 28 : 10 kg isotaktisches Polypropylen-Pulver (Dichte 0. 905, spezifischer Durchgangs- widerstand von 1018 Q. cm) wurden nach Art der Beispiele 14,15 und 16 mit 75 g Phosphorsäure- - N-methylstearylamid-diamid antistatisch ausgerüstet.
An den nach den drei Verfahren hergestellten Spritzgussplatten wurde ein spezifischer Durchgangswiderstand von 10tu 52 . cm gemessen. Nach intensiver Reibung mit einem Wolltuch konnte kein Anziehen von Zigarettenasche festgestellt werden.
Beispiel 29 : 10 kg Pulver eines nach dem Niederdruckverfahren hergestellten Mischpolymerisats
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aus 90% Äthylen und 100/0 Propylen (Dichte 0, 928, Kugeldruckhärte 230/205 kg/cm2, spezifischer Durchgangswiderstand 1016 Q. cm) wurden nach Beispiel 14 mit 75 g Phosphorsäure-N-methylstearyl- amid-diamid versetzt und zu Spritzgussplatten verarbeitet.
Die erhaltenen Spritzgussplatten zeigten einen spezifischen Durchgangswiderstand von 5. 1011 Q. cm.
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gen. Vor der Homogenisierung auf dem Extruder und anschliessender Verarbeitung des Granulates auf der
Spritzgussmaschine wurde das behandelte Material jeweils sorgfältig in einem Umlufttrockenschrank bei 1200C getrocknet. it
Der spezifische Durchgangswiderstand der so erhaltenen Spritzgussplatten betrug 101% Q. cm. Ein
Anziehen von Zigarettenasche nach intensiver Reibung der Platten mit einem Wolltuch war nicht fest- stellbar.
Beispiel 31 ; 10 kg des nach Beispiel 24 mit 75g Phosphorsäure-N-methylstearylamid-diamid antistatisch präparierten Niederdruckpolyäthylen-Granulates wurden auf einem Extruder mittels einer
Breitschlitzdüse zu Folien verarbeitet.
Der spezifische Durchgangswiderstand der so hergestellten Folie betrug 101% Q. cm. Ein Anziehen von Zigarettenasche nach intensiver Reibung der Folie mit einem Wolltuch war nicht feststellbar.
Beispiel 32 : 200 g eines handelsüblichen ungesättigten Polyesterharzes, das durch Kondensation von 5 Mol Äthylenglykol mit 3 Mol Maleinsäureanhydrid und 2 Mol Phthalsäureanhydrid und anschlie- ssendem Lösen des Kondensationsproduktes in 30 Gew. -0/0 Styrol erhalten worden war, wurde nach Zugabe von 2% Methyläthylketonperoxyd, 0,1% Kobaltnaphthenat sowie 0, 750/0 Phosphorsäure-N-methylstearyl- amid-diamid zu Platten vergossen und bei Raumtemperatur unter Luftabschluss gehärtet.
Die Platten zeigten nach intensiver Reibung mit einem Wolltuch kein Anziehen von Zigarettenasche.
Beispiel 33 : 200. g eines handelsüblichen Epoxydharzes auf Basis 4, 4'-Diphenylolpropan+Epi- chlorhydrin mit einem Epoxydäquivalent von 190 wurden mit 16 g Diäthylentriamin und 10 g einer 20% igen Lösung von Phosphorsäure-N-methylstearylamid-diamid in Dibutylphthalat gemischt und die Mi- schung zu einer Platte vergossen. Nach 3 h Temperierung bei 500C war das Harz-Härter-Gemisch gehär- tet.
Nach intensiver Reibung mit einem Wolltuch zeigten die Proben kein Anziehen von Zigarettenasche.
Beispiel 34 : Das nach Beispiel 33 hergestellte mit Phosphorsäure-N-methylstearylamid-diamid versetzte Harz-Härter-Gemisch wurde mittels eines Pinsels auf ein sandgestrahltes Blech gestrichen. Nach
Härtung des Harz-Härter-Gemisches wurde der Lacküberzug mit einem Wolltuch intensiv gerieben. Mit- tels Zigarettenasche war keine statische Aufladung feststellbar.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur antistatischen Ausrüstung organischer hochmolekularer Verbindungen durch Einver-
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auch ungleich sein können, und X Sauerstoff oder Schwefel bedeuten.