CS210364B1 - Polyolefinická zmes so zlepšenou elektrickou vodivostou - Google Patents

Abstract

Vynález sa týká plastických látok a výrobkov z plástev so zlepšenými vlastnostami. Rieši vylepšenie elektrickej vodivosti polyolefínov vplyvom přísad -sadzí a vazbových Činidiel. Podstatou vynálezu je polyolefinická zmes so zlepšenou elektrickou vodivostou, ktorá obsahuje vodivé sadze v množstve 3 až 35 % hmot. a vazbové činidla v množstve 0,1 až 5,0 % hmot. Ako vazbové činidla sa používajú látky připravené reakciou mastných kyselin, alkoholov, amínov, araidov, ako aj alkylfenolov s alkylénoxídmi, resp. róznych alkylénoxidov medzi sebou. Možno aplikovat tiež reakčné produkty mastných kyselin s amínoalkoholmi. Predmet vynálezu možno uplatnit pri výrobě takých výrobkov z plastov, ktoré nesmú byt elektricky nabité, ako napr. profily, rúry, fólie, výstreky, výlisky a iné, používané v strojárskom, elektrotechnickom, chemickom, potravínárskora a baňskom prieraysle .

Description

210364

Vynález sa týká polyolefinických zmesí so zlepšenou elektrickou vodivostou vplyvom vaz-bových Činidiel.

Polyolefíny a ich kopolyméry našli najšíršie praktické uplatnenie zo všetkých termoplas-tov. Vďaka svojim výborným e1ektroizolačným vlastnostiam sa přesadili v elektrotechnika. Tá-to vlastnosť však spósobuje, že sa na ich povrchu hromadí statická elektřina, vybitím ktorejmóže dójst k výbuchem a značným škodám v prostředí plynov, pár, prachov, hořlavin atď.

Tento nepriaznivý jav mošno odstranit zlepšením elektrickej vodivosti termop1astickejpolyolefinickej zmesí tak, že sa k prírodnému polyméru primiesajú buď antistatické, alebovodivé přísady, ako sú rožne druhy sadzí, anorganické soli, kovové prášky a pod.

Ako antistatické přísady sa používajú katiónaktívne, aniónaktívne a neiónové tenzidy,najma adukty etylénoxidu, propylénoxidu alebo alkylolamínov /patenty USA 3 720 652, 3 296 019,Jap. 28 607/68, 2 092/69, ZSSR 328 117/. Používajú sa tiez zlúčeniny fosforečné, sxrne, cí-niČité, imidazoIínové, křemičité a borité /ČSSR pat. 126 338, ZSSR 334 227 , NSR 2 053 489,

Jap. 2 972/70, 24 044/67, Rak. 290 003 a Franc. 2 025 541/. Najrozšírenejšie sú dusíkatézlúčeniny odvodené od mastných aminov a amidov /USA 3 369 435 , V. Brit. 1 1 25 248 ,· Franc. 2 054 369, NSR 1 669 480, ZSSR 360 350/. Použitím tenzidov o koncentrácii 0,1 až 5 % hmot.dosiahneme elektrický povrchový odpor najmenej 10θ Ohm, pričom vnútorný el. odpor sa měnínepatrné, je sice dostatočné na odstránenie elektri žácie, ale nestačí pre zvlášť nebezpečnéprostredie s možnosťou výbuchu a požiaru.

Preto sa používajú ďalsie vodivé přísady v relativné vysokom mnozstve, napr. sadzes velkostou Častíc pod 1 /im až v mnozstve 25 % hmot. /brit. pat. 1 114 133, USA 3 733 765/.

Ak sa podlá USA patentu 2 779 684 používajú sadze velkosti pod 54 /um, možno u polypropyléno-vých fólií dosiahnúú povrchový odpor 8,2.10^ Ohm.

Zmiešaním nizkomolekulového polyetylénu s 29 Z hmot. sadzí a laminováním vysokoraolekulo-vého polyetylénu touto zmasou sa podlá Juhoafrického patentu 75 00 033 vylepší vodivost azníži tvorba statickej elektřiny.

Sadze sa tiež kombinujú s inými přísadami a nosičmi. Tak podlá SRN patentu 1 469 877sa kombinujú sadze s po 1yety1énglyko1om, čím sa v koneČnom dosledku vylepší elektrická vo-divost . Přidáním práškového hliníka sa dosíahne vylepšenie elektrickej vodivosti, čo popisujefrancúzsky patent: 2 645 244. Možno přidat tiež iné přísady. V japonskom patente 78 47 440sa doporučuje aplikovat 15-35 % objemových práškového železa.

Najrozširenejšie je však použitie róznych druhov sadzí, ktoré zabezpečujú dobré vodí-vostné parametre zmesí, resp. výrobkov.

Sadzí však musíme přidávat značné množstvo /5-50 Z hmotových/, podlá ich druhu, čo saprejavuje zhoršením dalších úžítkových vlastností, ako sú pevnost, tažnost a rázuvzdornost.

Je teda žiadúce znížit ich množstvo v polymérí na optimálnu hranicu, pri súcasnom zabezpeče-ní lepších elektrických a dalších úžítkových, najmď mechanických vlastností.

Možno to dosiahnút u polyolefinickej zmesí so zlepšenou elektrickou vodivostou podlátohto vynálezu, ktorá pozostáva zo 40 až 96,9 % hmot. polyo1efínov, 3 až 35 £ hmot. sadzía 0,1 až 5,0 X hmot. tenzidov, ako vázbových činidiel nas1edujúceho zloženia: 210364 2 R-CO/O-ch2-CH/ -oh «1

R-C0-NH/0-CH2-CH/n0H

R-0/CH,-CH-0/nH

I R1 R-CO-N-|/O-CH2-CH/nOHj2

R-NH/O-CH2-CH/„OH

I R1 R-N-{/O-CH2-jH/n-Hj2R1 r/ch-ch2o/xch-ch2-oh

CH,-CH-0H R-COO-CH-CHo-N^ r, I \

D X

Ar-0/.CH2-CH-0/nH /r-coo-ch-ch2/2-n-ch2-ch-oh R, R,

/R-C00-CH-CH2/,-N I 2R1 kde R je alkyl s počtom C atomov 8 až 3-0, x = 1 až 5; n = 1 až. 30; = H, metyl,

Ar je nonylfenyl alebo dodecylfenyl.

Vdzbové činidla podlá tohto vynálezu posobia v polyo 1efinickej zmesi tak, že sprostred-kovávajú "vodivé mosty" medzi časticami sadzí, oddělenými nevodivým polymérom. Tu sa prejavisynergický efekt v tom, že elektrický odpor zmesi poklesne pod hodnoty dosahované čistýmipr ísadami.

Takto upravené polyolefinické zmesi možu nájst uplatneníe v nových aplikáciách, vyžadu-júcich si polymery so zvýšenou elektrickou vodivosťou. Příklad 1

Polyolefinické zmesi připravené kalandrovaním a lisováním vo formě doštičiek, obsahujúcenizkohustotný polyetylén s indexem toku taveniny IT = 2 g/10 min, vysokohustotný polyetylénIT = 5 g/10 min a polypropylén IT = 0,7 g/10 min. Přísada 0,1 až 5 % hmotových antistatíktypu: 0,1 % - A-1 r-o{cíi2-ch2-o)-6h, kde R Je c8-30 alkyl 1,5 7. - A-2 Ar-o{cH2-CH2o}gH, kde Ar' je nonylfenyl nebo dodecylfenyl 5 % - A-3 R-NH{O-C112CH2}7H, kde R íe c8-30 alkyl.

Uvedené upravené polyolefíny malí nasledujúce vlastnosti: 3 2 1 0364

Elektrický vnútorný odpor /Ohm . m/ P olymér Přísada A - 1 A - 2 A - 3 rPE 4,5 . 1015 3,2 . 10 1 5 7,8 . 1 0 1 3 1PE 3,5 . 1 θ’ 5 3,8 . 1 o’5 4,9 . 1 0 1 4 PP 5,8 . 10’ 5 4,2 . 1015 9,9 . 1013

Elektrický povrchový odpor /Ohm/ Polymer Přísada A - 1 A - 2 A - 3 rPE 1,7 . 1 o’ 1 2,2 . 1 0 1 0 9,6 . 1 o9 1PE 7,3 . 10’ 2 5,6 . 101 1 7,4 . 109 PP 8,2 . 1 0 1 2 7,8 . 1 0 1 2 5,3 . 1 o9 Příklad 2

Polyolefinická zmes připravená kalandrovaním a lisováním vo formě doštičiek, obsahujúcanizkohustotný polyetylén IT = 2 g/10.min v množstve 70-90 % hmot. a 10-30 % hmot. acetyléno-vých sadzí má nasledujúce elektrické parametre:

Obsah sadzí/7c hmotové/ Elektrický vnútorný odpor/Ohm . m/ Elektrický povrchový odpor/ Ohm/ 0 nad 1 0 1 5 nad 10^ 10 7 , 4 . 1 0 1 4 9,5 . 1θ” 20 7,0 . 1 0 1 4 9,1 . 10’1 30 2,4 . 1014 2,1 . 10’ 1 Příklad 3 Polyolefini ck.é zmesi akó v příklade 1 s prídavkom 1 % hmot. synergickej přísady nasle- dujúceho vzorca R-CON^-O-CgH^^^» kde R - alkyl s nasledujúcirai elektrickými parametrami: 0b sah sadzí ' /% hmotové/ Elektrický vnútorný odpor/Ohm . m/ Elektrický povrchový odpor/Ohm/ 10 5,5 . 1012 5,5 . 109 20 4,55 . 10’1 1 , ? . 109 30 5,2 . 106 1 , 1 . 1θ3 210364 4 P r í : l ·.* +

Fci ,uiefinická zmes, připravená kalandrovaním a lisováním vo formě doštičiek, obsahujúca85 5 % hmot. vy sokohus to t něho polyetylénu IT = 5 g/10 min a 5-15 % hmot. vodivých ret výcn sadzíjmá nasledujúce elektrické parametre:

Obsah s ad z í/% hmotové/ Elektrický vnútorný odpor Elektrický povrchový odpor/Ohm/ /Ohm . m/ 5 8 . 104 1 . Ί04 10 7 . 102 4 . 102 15 2 . 102 4 . 10’ Příklad 5

Polyolefinická zmes, ako v příklade 3 s prídavkom 0,8 7, hmotových synergickej zmesi/1:1/ typu: R-COO^O-C, kde R je C-,g_.|g alkyl a R-N^O-C2-H^y4H, kde R je C12-14 alkyl má nasledujúce elektrické parametre:

Ob s áh s ad z i/% hmotové/ Elektrický/ Ohm vnútorný odpor. m/ Elektrický povrchový odpor/Ohm/ 5 2 . 104 4 . 103 10 4 . 102 7 . 10’ 15 2 . 102 4 . 10’

Príklad6

Po lyo 1efinická zmes, připravená kalandrovaním a lisováním vo formě doštičiek, obsahujúcapolypropylén IT s 0,7 g/10 min v množstve 70-90 7» hmot. a acetylénové sadze v množstve 10-30 %hmot., má nasledujúce elektrické parametre:

Ob s ah s ad z i/% hmotové/ Elektrický/ Ohm vnútorný odpor. m/ Elektrický povrchový odpor/Ohm/ 10 6,5 . 1 0 1 5 8,2 . 1 0 1 4 20 7,2 . 1014 3 , 5 . 1014 30 6,7 . 1 0 1 3 7,2 . 10’2 Příklad 7

Polyolefinická zmes, ako v příklade 5 s obsahom 2,5 Z hmot. zmesi /1:1:1/ synergickýchpřísad nas1edujúceho zloženia: R-O{C2H4)-3H, kde R je Cj j-14 alkyl r-con{o-c2-H4}·2"h» kde R C16-18 alky1 ΑΓ-Ο·(θ2Η^-Ο^βΗ, kde Ar je nonylfenyl, má nasledujúce elektrické parametre: 5 210364

Obsah s ad z i/7c hmotové/ Elektrický/ Ohm vnútorný odpor. m/ Elektrický povrchový odpor/Ohm/ 10 6,8 . 10’ 2 7,7 . 1010 20 4,2 . 1 0 1 0 3,8 . 108 30 1,9 . 108 9,ó . 1 o6 Příklad 8

Polyo1efinická ames, ako v příklade 5, s obsahora 1,5 % hmot. synergických přísad zloze-nia 50 7, ch2-ch2-ooc-r

R-COO-CH2-CH2-N'/X

XXxCH2-CH2-0H

a 50 Z , R-COO-CH2-CH2-N{CH2-CH2OH}2, kde R je C,2-14 alkyl, má nasledujúce elektrické parametre:

Obsah sadz i/% hmotové/ Elektrický/ Ohm vnútorný odpor. m/ Elektrický povrchový odpor/ Ohm/ 10 7,5 . 10 1 1 θ»8 . 109 20 5,2 . 1 o9 7,3 . 107 30 3,5 . 1 o7 2,4 . ΙΟ4 Příklad 9

Polyolefinická zraes, ako v příklade 1 s prídavkom 2% synergickej přísady vzorca ,ch-ch2oh

R-COO-CHn-CH-N 2 i ch3 ch3 ,ch-ch2oh

CHO s nas1edujucimi elektrickými parametrami:

Obsah sadzí 17c hmotové/ Elektrický' / Ohm vnútorný odpor. m/ Elekt r i cký povrchový odpor/ Ohm/ 10 3,2 . 1012 5,3 . 109 20 4,2 . 1 0 1 1 9,7 . 108 30 3,8 .106 1,6 . 103

Claims (2)

1. 210364 Příklad 10 Polyolefinícká zmes, ako v příklade 4 s přísadou 4% synergíckej zmesí /1s1/ látok Vzorca: R-O-CH2CH2-0-7H kde R je C10_l2 alkyl CH-CHo-OOC-R R-COO-CH9-CH-N kde E je C24_26 CHo ' CH-CHo-OH ch3 má nasledujúce elektrické parametre: Obsah sadzí/% hmo tové/ Elektrický vnútorný odpor Elektrický povrchový odpor/Ohm/ / Ohm . in / 5 7 . 1 o4 8 . 103 10 3 . 102 2 102 15 1 . 102 3 .10' PREDMET VYNALEZU Polyolefinická zmes so zlepšenou elektrickou vodivostou, vyznačujúca sa tým, že pozostá-va zo 40 až 96,9 % hmot. polyolefínov, 3 až 35 Z hmot. sadzí a 0,1 až 5,0 % hmot, tenzidov,ako vazbových činidiel nas1edujúceho zloženía: R-C0{0-CH2-Cn}-n-0H R-CO -N-{{0-CH2-jH}n0Hj2 '1 R-o{cH2-CH-o)-nH R-NH{0-CH2-jH>nOH R1 R-N-{-(0-CH2-jH>n^H}2 R{CH-OH2o}-xCH2-CH2-OH R1 CH,-CH-0H / ’ r-coo-ch-ch2-n/ r. I \ R, CH,-CH-0H Ar-o{CH
2. 2-ClI-o)-nH |R-coo-cH-cH2j 2-n-ch2-ch-oh R-C0-NH{0-CH2-CH}n0H ^R-COO-CH-CH2j3N kde R je alkyl s poctom C atomov 8 až 30, x = 1 až 5; η = 1 až 30; R1 = vodík, metyl,Ar je non.ylfenyl alebo dodecylfenyl. Severografia, n. p., závod 7, Most