CS211137B1

CS211137B1 - A method for producing ABS polymers with improved antistatic properties

Info

Publication number: CS211137B1
Application number: CS262280A
Authority: CS
Inventors: Frantisek Vecerka; Miroslav Macka
Original assignee: Frantisek Vecerka; Miroslav Macka
Priority date: 1980-04-15
Filing date: 1980-04-15
Publication date: 1982-01-29

Abstract

Vynález se týká způsobu výroby ABS polymerů se zlepšenými antistatickými vlastnostmi vnášením antistatika do latexu. Antistatikum se dávkuje do latexu přímo nebo ve formě vodné emulze. Společně s antistatikem je možné dávkovat část nebo celé množství stabilizátoru polymeru. Přítomnost antistatika v koagulátu přecházejícího na sušení snižuje možnost elektrostatického nábgje v sušicím zařízení a příznivě ovlivňuje bezpečnost tohoto technologického procesu.The invention relates to a method for producing ABS polymers with improved antistatic properties by introducing an antistatic agent into the latex. The antistatic agent is dosed into the latex directly or in the form of an aqueous emulsion. Together with the antistatic agent, it is possible to dose part or the entire amount of the polymer stabilizer. The presence of an antistatic agent in the coagulum undergoing drying reduces the possibility of electrostatic charge in the drying device and positively affects the safety of this technological process.

Description

(54) Způsob výroby ABS polymerů se zlepšenými antistatickými vlastnostmi(54) A method for producing ABS polymers with improved antistatic properties

Vynález se týká způsobu výroby ABS polymerů se zlepšenými antistatickými vlastnostmi vnášením antistatika do latexu. Antistatikum se dávkuje do latexu přímo nebo ve formě vodné emulze. Společně s antistatikem je možné dávkovat část nebo celé množství stabilizátoru polymeru.The invention relates to a process for producing ABS polymers with improved antistatic properties by introducing antistatic agents into the latex. The antistatic agent is metered into the latex directly or in the form of an aqueous emulsion. Part or all of the polymer stabilizer may be dosed together with the antistatic agent.

Přítomnost antistatika v koagulátu přecházejícího na sušení snižuje možnost elektrostatického nábgje v sušicím zařízení a příznivě ovlivňuje bezpečnost tohoto technologického procesu.The presence of antistatic agents in the coagulum converting to drying reduces the possibility of electrostatic charging in the drying device and positively affects the safety of this technological process.

Vynález se týká výroby způsobu ABS polymerů se zlepšenými antistatickými vlastnostmi vnášením antistatického činidla.The invention relates to the production of a process for ABS polymers with improved antistatic properties by introducing an antistatic agent.

ABS polymery se rozumí plasty obsahující jako základní složku akrylonitrii, styren a elastomer, kterým je velmi šasto polybutadien, V některých případech obsahuje ABS polymery i jiné složky, jako je např. alfii-met¹—¹ s-.yren. ABS polymery patří k vícefázovým systémům. Diskontinuélní fáze je tvořena elastonerem, na němž jsou naroubovány styren a akrylonitril resp. další monomer, např, .slfa-metylstyren. Kontinuální fázi tvoří styren-akrylonitril, resp. kopolymer obsahující další komonomer jako např. methylmethakrylát, kyselinu methakrylovou, butylekrylát apod, ABS polymery je možno připravit emulzní nebo suspenzní polymerací.ABS polymers are understood plastics containing acrylonitrile as an essential component, and a styrene elastomer which is very Saxon polybutadiene, in some cases contains ABS polymers and other ingredients such as e.g. ALFI-meth ^{^1-1-with} .yren. ABS polymers belong to multiphase systems. The discontinuous phase consists of an elastoner on which styrene and acrylonitrile are grafted. another monomer, e.g., α1β-methylstyrene. The continuous phase consists of styrene-acrylonitrile, respectively. a copolymer containing another comonomer such as methyl methacrylate, methacrylic acid, butyl acrylate and the like, ABS polymers can be prepared by emulsion or suspension polymerization.

Je známo, že výroba ABS polymerů s antistatickými vlastnostmi je uskutečňované v podstatě dvěma způsoby:It is known that the production of ABS polymers with antistatic properties is essentially carried out in two ways:

- nositel antistatických vlastností je dávkován přímo do polymerační násady a je jeko komonomer zabudován do polymerního řetězce. Příkladem těchto komonomerů může být methylmethakrylát, akrylamid, maleinanhydrid apod.;the antistatic agent is dosed directly into the polymerization batch and is incorporated into the polymer chain as a comonomer. Examples of such comonomers are methyl methacrylate, acrylamide, maleic anhydride and the like;

- nositel antistatických vlastností je dávkován do polymerního substrátu.the antistatic agent is dosed into the polymer substrate.

Z důvodu jednoduchosti a ekonomické přístupnosti je v praxi preferována výroba druhým z uvedených způsobů.For reasons of simplicity and economic accessibility, in practice the production of the latter method is preferred.

Antistatických vlastností ABS polymerů je možno dosáhnout přídavkem povrchově aktivních látek, a to anionaktivních,kationaktivních, amfoterních nebo neionogenních. Příkladem anionaktivních látek jsou alkyl- nebo dialkyl- deriváty kyseliny fosforečné nebo jejich kovové soli. Typickým přestavitelem skupiny těchto látek je sodná sůl kyseliny alkylfenylpolyglykolether fosforečné.The antistatic properties of ABS polymers can be achieved by the addition of surfactants, either anionic, cationic, amphoteric or nonionic. Examples of anionic agents are alkyl or dialkyl derivatives of phosphoric acid or a metal salt thereof. A typical group of these is sodium alkylphenyl polyglycol ether phosphoric acid.

Z kationaktivních látek je možno k úpravě použít sloučenin vzniklých kondenzací vyšších mastných kyselin C,₂ “ CgO ^{s al}kylolaminy jako je např. diethanolamin, triethanolemin apod., nebo s alkyloxidem, jako např. ethylenoxidem, propylenoxidem apod., které se převedou na rozpustné látky reakcí se slabými organickými kyselinami, jako např. kyselina mravenčí, octová, dimethylsulfonová apod., nebo se silnými minerálními kyselinami jako je např. kyselina sírová apod.Among the cationic substances, compounds formed by the condensation of higher C, ₂ " CgO fatty acids ^with alkylolamines such as diethanolamine, triethanolemine or the like, or with an alkyloxide such as ethylene oxide, propylene oxide and the like can be used for treatment. substances by reaction with weak organic acids such as formic acid, acetic acid, dimethylsulfonic acid and the like, or with strong mineral acids such as sulfuric acid and the like.

Početnou skupinu kationaktivních látek uplatňovaných při výrobě antistatických ABS polymerů jsou kvartérní amoniové soli. Jde o sloučeniny, u kterých je minimálně jedna ze čtyř vazeb N-ii nahrazena vazbou N-'C. Připravují se kvarternizací vyšších, zejména mastných aminů alkylhalogenidy, alkylsulfáty, akrylhalogenidy nebo alkyloxidy v přítomnosti silných organických kyselin. Jako příklad je možno uvést: stearylamidopropyldimetyl-beta-hydroxyetyl-amoniuinnitrét, trialkylethylamoniummethylsulfát, di(stearylaminoethyl)-amonium octan, di(stearylaminoethyDmethylamoniummethylsulfát, lauryltrimethylamoniumchlorid.Quaternary ammonium salts are a large group of cationic agents used in the production of antistatic ABS polymers. These are compounds in which at least one of the four N-ii bonds is replaced by an N-C bond. They are prepared by quaternizing higher, especially fatty amines, with alkyl halides, alkyl sulfates, acrylic halides or alkyl oxides in the presence of strong organic acids. Examples which may be mentioned are: stearylamidopropyldimethyl-beta-hydroxyethyl-ammonium nitrate, trialkylethylammonium methyl sulfate, di (stearylaminoethyl) ammonium acetate, di (stearylaminoethylmethylammonium methyl sulfate, lauryltrimethylammonium chloride).

Amfoterni povrchově aktivní látky, které je možno použít při výrobě ABS se sníženou schopností k elektrizaci, je možné získat jednoduchou cestou z anionaktivních látek zavedením aminoskupiny do molekuly nebo z kationaktivních látek zavedením aniontové skupiny do molekuly. Neionogenní povrchově aktivní látky se obvykle získávají kondenzací organických látek obsahujících v molekule aktivní vodík s ethylenoxidem.Amphoteric surfactants which can be used in the manufacture of ABS with reduced electrification capability can be obtained in a simple way from anionic agents by introducing an amino group into the molecule or from cationic agents by introducing an anionic group into the molecule. Nonionic surfactants are usually obtained by condensing organic hydrogen containing active hydrogen molecules with ethylene oxide.

Při aplikaci antistatik do práškového ABS polymeru je rozhodujícím činitelem určujícím účinnost antistatika rovnoměrnost dispergace této komponenty v polymerním substrátu. Nedostatečná homogenita připravovaných směsí snižuje antistatický efekt, Nehomogenita bývá obzvláště výrazná, míchají-li se současně komponenty s rozdílnými specifickými hmotnostmi. Antistatikum aplikované do práškového polymeru neovlivňuje v pozitivním smyslu např. granulometrii vzniklého materiálu.When applying antistatic agents to the ABS polymer powder, the uniformity of dispersion of the component in the polymer substrate is a critical determinant of antistatic efficiency. Insufficient homogeneity of the prepared compositions reduces the antistatic effect. Inhomogeneity is particularly pronounced when components with different specific weights are mixed at the same time. The antistatic agent applied to the powdered polymer does not, for example, have a positive effect on the granulometry of the resulting material.

Tyto nevýhody odstraňuje způsob výroby ABS polymerů se zlepšenými antistatickými vlastnostmi založený na vnášení antistatického činidla s výhodou ztuženého živočišného tuku s teplotou tání 50 až 80 °C podle vynálezu, spočívající v tom, že antistatická činidlo se vnáší v množství 0,1 až 10,0 hmotnostních dílů na 100 hmotnostních dílů polymeru do latexů.These disadvantages are overcome by a process for producing ABS polymers with improved antistatic properties based on the introduction of an antistatic agent, preferably a hardened animal fat having a melting point of 50-80 ° C according to the invention, in that the antistatic agent is introduced in an amount of 0.1-10.0 parts by weight per 100 parts by weight of latex polymer.

Antistatikum může být vnášeno do latexu samotné i ve formě vodná emulze.The antistatic agent can be incorporated into the latex itself or in the form of an aqueous emulsion.

Rovněž je možné vnášet antistatikum do latexu současně se stabilizátorem polymeru proti stárnutí. Způsob výroby ABS polymerů s antistatickými vlastnostmi podle vynálezu umožňuje získání materiálu s optimálními vlastnostmi. Vnesením antistatika do latexu ABS se současně příznivě ovlivní průbčh technologických operací, kterým je latex vznikající koagulát a práškový polymer podrobován, Antistatikum může z části nebo zcela nahradit funkci mazadla v polymeru. Je-li antistatikum např. současně vnášeno s antioxidanty do latexu zvyšuje se využitelnost zařízení a je příznivě ovlivněna ekonomika procesu.It is also possible to introduce the antistatic agent into the latex together with the anti-aging polymer stabilizer. The process for producing ABS polymers with antistatic properties according to the invention allows obtaining a material with optimal properties. At the same time, the introduction of antistatic agents into the ABS latex will favorably influence the course of technological operations to which the latex-forming coagulate and powdered polymer are subjected. The antistatic agent may partially or completely replace the function of the lubricant in the polymer. If, for example, the antistatic agent is simultaneously introduced with antioxidants into the latex, the usability of the device increases and the economics of the process is favorably affected.

Přítomnost antistatika v koagulátu přicházejícím na sušení snižuje možnost tvorby elektrostatického náboje v sušicím zařízení a příznivě ovlivňuje bezpečnost tohoto technologického kroku. Rovněž ulpívání práškového kopolymerů na stěnách zařízení je minimální a je podstatně zlepšena transportovatelnost práškového materiálu.The presence of antistatic agents in the coagulate coming for drying reduces the possibility of electrostatic charging in the drying device and positively affects the safety of this process step. Also, the adherence of powder copolymers to the walls of the device is minimal and the transportability of the powder material is substantially improved.

Přidávání antistatického činidla ve formě vodné emulze usnadňuje proces smíchávání aditiva s latexem a zaručuje stejnoměrnost pokrytí částic polymeru antistatikem.The addition of an antistatic agent in the form of an aqueous emulsion facilitates the process of admixing the additive with the latex and ensures uniformity of antistatic coverage of the polymer particles.

Stabilizátory polymeru proti stárnutí jsou ve většině případů dobře rozpustné v antistatickém činidle. Proto je zvláště výhodné vnášet obě aditiva současně. Přitom odpadá operace rozpouštění stabilizátoru polymeru proti stárnutí např. ve styrenu a do polymerního latexu se nevnéší volný monomer.The anti-aging polymer stabilizers are in most cases well soluble in the antistatic agent. Therefore, it is particularly advantageous to introduce both additives simultaneously. Thereby, there is no need to dissolve the anti-aging polymer stabilizer, e.g. in styrene, and free monomer is not introduced into the polymer latex.

Velmi dobré vlastnosti polymeru připraveného podle vynálezu jsou demonstrovány na následujících příkladech.The very good properties of the polymer prepared according to the invention are demonstrated in the following examples.

Příklad 1Example 1

Do 100 hmotnostních dílů práškového ABS polymeru s 15$ obsahem nenasyceného elastomeru bylo přidáno 3,5 hmotnostních dílů produktu kondenzace diethenolaminu s mastnými kyselinami C|Q — Cgg s maximální teplotou tání 100 °C. Směs byla homogenizována na laboratorním rychlomísiči Henschel po dobu 3 minut při 1 800 otáčkách. Povrchový odpor materiálu stanovený podle ČSN 34 6460 se pohyboval v rozmezí 3,5 . ϊθ'' až 1,8 . 1θ’² ohmu. Z hlediska povrchového odporu se tento materiál jeví jako málo homogenní.To 100 parts by weight of an ABS polymer having a 15% unsaturated elastomer content was added 3.5 parts by weight of the condensation product of diethenolamine with C 10 -C 18 fatty acids with a maximum melting point of 100 ° C. The mixture was homogenized on a Henschel lab mixer for 3 minutes at 1800 rpm. The surface resistance of the material determined according to ČSN 34 6460 was in the range of 3.5. 'θ '' to 1,8. 1θ ' ² ohm. In terms of surface resistance, this material appears to be less homogeneous.

Příklad 2Example 2

K 10 1 ABS latexu stabilizovaného dodecylbenzensulfonanem sodným, s obsahem 15,5 $ polybutadienu s obsahem sušiny 25,8 $ byla před předehřátím přidána emulze ztuženého živočišného tuku (POLYNOL A) v množství 2,5 hmotnostních dílů na 100 hmotnostních dílů polymeru. Po desetiminutovém intenzívním míchání byl latex předehřát na 90 °C a provedena jeho koagulace roztokem chloridu vápenatého o koncentraci 15 g/1.To 10 liters of ABS latex stabilized with sodium dodecylbenzenesulfonate containing 15.5 $ polybutadiene with a dry matter content of 25.8 $ was added a solidified animal fat emulsion (POLYNOL A) at 2.5 parts by weight per 100 parts by weight of polymer before preheating. After vigorous stirring for 10 minutes, the latex was preheated to 90 ° C and coagulated with a 15 g / l calcium chloride solution.

Po dobu dalších deseti minut byla teplota zvyšována až na 98 °C a po pětiminutovém záhřevu byla disperze koagulátu odfiltrována a po odstředění na laboratorní odstředivce byl koagulát vysušen v horkovzdušné sušárně při relativní vlhkosti vzduchu 65 %. Získaný práškový polymer neulpíval na zařízení a nedocházelo k jeho víření proud, vzduchem. Z materiálu byla vylisována zkušební tělesa a podle ČSN byl změřen jejich povrchový odpor. Při hodnocení normovaným postupem byla hodnota povrchového odporu 1,2 až 2,0 . 10 ohmu.For another ten minutes the temperature was raised to 98 ° C and after heating for 5 minutes the coagulate dispersion was filtered off and after centrifugation on a laboratory centrifuge, the coagulate was dried in a hot air oven at 65% relative humidity. The powdered polymer obtained did not adhere to the apparatus and did not swirl through the air. Test specimens were pressed from the material and their surface resistance was measured according to ČSN. When evaluated by standard procedure, the surface resistance value was 1.2 to 2.0. 10 ohm.

Příklad 3Example 3

Koagulace ABS latexu byla provedena jako v příkladu 2 s tím rozdílem,žé k latexu před předehřátím byla přidána emulze 3 hmotnostních dílů produktu kondenzace diethanolaminu s mastnými kyselinami - Cgg 8 maximální teplotou tání 100 °C na 100 tootnostních dílů polymeru. Izolace polymerů byla rovněž provedena stejným způsobem. Povrchový odpor u takto připraveného materiálu byl zjiStěn 3,2 . 10^ ohmu.The coagulation of the ABS latex was performed as in Example 2 except that an emulsion of 3 parts by weight of the diethanolamine-fatty acid-Cgg 8 condensation product was added to the latex prior to preheating with a maximum melting point of 100 ° C per 100 parts of polymer. The polymers were also isolated in the same manner. The surface resistance of the material thus prepared was found to be 3.2. 10 ohm.

Příklad 4Example 4

Koagulace byla provedena jako v příkladu 2, s tlm rozdílem, že k latexu před předehřátlm byla přidána emulze ^r' ' hmotnostních dílů N,N-bis(2-hydroxyethyl)alkylaminu s C,q až C£2 na 100 hmotnostních dílů polymeru. Izolace polymeru byla provedena stejným způsobem jako u příkladu 2. Povrchový odpor u tohoto materiálu byl nalezen 1,4 . 10¹² obrnu.Coagulation was performed as in Example 2, except that an emulsion ^of 1 part by weight of N, N-bis (2-hydroxyethyl) alkylamine with C 1 to C 2 per 100 parts by weight of polymer was added to the latex before preheating. Isolation of the polymer was carried out in the same manner as Example 2. The surface resistance of this material was found to be 1.4. 10 ¹² polio.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

A process for the preparation of ABS polymers having improved antistatic properties by introducing an antistatic agent, preferably a hardened animal fat having a melting point of 50 to 80 ° C, characterized in that the antistatic agent is introduced in an amount of 0.1 to 10.0 parts by weight per 100 parts by weight parts of polymer into latex.

2. The method of claim 1 wherein the antistatic agent is metered into the latex in the form of an aqueous emulsion.

3. A method according to claim 1 or 2, characterized in that part or all of the anti-aging polymer stabilizer is dosed in the antistatic agent.