DE1034849B

DE1034849B - Verfahren zur Verminderung der elektrostatischen Aufladung von Oberflaechen verformter bzw. verarbeiteter, kohlehydratfreier, hochpolymerer Stoffe

Info

Publication number: DE1034849B
Application number: DED17091A
Authority: DE
Inventors: Dr Ernst Goette; Dr Konrad Hoepfner
Original assignee: DEHYDAG GmbH; Dehydag Deutsche Hydrierwerke GmbH
Current assignee: DEHYDAG GmbH; Dehydag Deutsche Hydrierwerke GmbH
Priority date: 1954-02-20
Filing date: 1954-02-20
Publication date: 1958-07-24
Also published as: GB793934A; FR1119431A

Description

DEUTSCHES

Es wurde gefunden, daß man die elektrostatische Aufladung von Oberflächen kohlehydratfreier, hochpolymerer Stoffe vermindern kann, wenn man sie mit organischen Elektroneutralsalzen behandelt, welche durch Umsetzung äquivalenter Mengen anionaktiver und kationaktiver Verbindungen erhalten werden. Unter hochpolymeren Stoffen dieser Art werden verstanden: Polyvinyl- und Polyacrylsäureverbindungen, Polystyrole, Polyamide, Polyester, Kautschuk, synthetische Kautschukarten oder Kautschukregenerate.

Die hochpolymeren Stoffe können in Form von Filmen, Folien, Platten, Blöcken oder daraus hergestellten Verarbeitungsprodukten oder als beliebige sonstige Verformungsprodukte vorliegen.

Die erfindungsgemäß verwendeten Elektroneutralsalze setzen sich einerseits zusammen aus bekannten kationaktiven Oniumverbindungen wie Ammonium-, Sulfonium, Phosphoniumverbindungen. Diese Oniumverbindungen sollen zweckmäßig wenigstens einen aliphatischen, cycloaliphatischen, aliphatisch-aromatischen oder cycloaliphatisch-aromatischen Rest mit wenigstens 6 bis etwa 20 Kohlenstoffatomen oder mehr besitzen, wobei die Kohlenwasserstoffreste dieser Verbindungen auch Heteroatome wie Sauerstoff, Schwefel oder Stickstoff bzw. sich davon ableitende Heteroatomgruppen bzw. entsprechende Substituenten wie Hydroxyl-, Merkapto-, Aminogruppen enthalten können.

Praktisches Interesse besitzen vor allem die bekannten Ammoniumverbindungen, die sich von Ammoniak oder von organischen Stickstoffbasen ableiten, also z. B. Trimethyl-octyl-ammoniumchlorid, Trimethyl-dodecyl-ammoniumchlorid, Trimethyl-octadecyl-ammoniummethosulfat, Dimethyl-dioctadecyl-ammoniumchlorid, Dimethyl-dodecyl-benzyl-ammoniumchlorid, Dimethyl-cyclohexyl-alkyl-ammoniumchloride mit Alkylresten C₁₀ bis C₂₂ bzw. entsprechende Gemische, Dodecylpyridiniumchlorid, Hexadecylpyridiniumbisulfat.

Anionaktive Verbindungen, die den Elektroneutralsalzen als weitere Komponenten zugrunde liegen, sind die bekannten Verbindungen der aliphatischen, cycloaliphatischen, aliphatisch-aromatischen oder cycloaliphatisch-aromatischen Reihe, welche im Molekül zweckmäßig wenigstens einen Rest mit wenigstens 6 bis 20 Kohlenstoffatomen oder mehr und wenigstens eine saure, salzbildende Gruppe enthalten, die durch anorganische oder organische, zur Bildung wasserlöslicher Salze befähigte Basen neutralisiert ist. Verbindungen dieser Art sind beispielsweise Alkylsulfate, Alkylphosphate, Alkylsulfonate, Alkylbenzolsulfonate, Salze von sulfonierten Ölen und Fetten, Salze von Dialkyl- bzw. Dialkylaryldisulfon- oder -sulfocarbonimiden, fettsaure Salze, harzsaure Salze, Salze der Kondensationsprodukte aus höheimolekularen Carbonsäure- oder Sulfonsäurehalogeniden mit Eiweißstoffen zu nennen, deren Kohlenwasserstoffreste auch durch be-

Verfahren zur Verminderung

der elektrostatischen Aufladung

von Oberflächen verformter bzw.

verarbeiteter, kohlehydratfreier,

hochpolymerer Stoffe

Anmelder:

DEHYDAG

Deutsche Hydrierwerke G. m. b. H.,
Düsseldorf, Henkelst:. 67

Dr. Konrad Höpfner und Dr. Ernst Götte, Düsseldorf,
sind als Erfinder genannt worden

kannte Heteroatome wie Sauerstoff, Schwefel oder Stickstoff bzw. durch Heteroatomgruppen wie Ester-, Carbohamid- oder Sulfonamidgruppen unterbrochen sein oder Substituenten wie Hydroxyl-, Merkapto- oder Aminogruppen enthalten können.

Anionaktive Verbindungen, die als Ausgangskomponenten für die Elektroneutralsalze in Betracht kommen, sind beispielsweise die wasserlöslichen Salze von höhermolekularen Fettsäuren mit wenigstens 6 Kohlenstoffatomen, Wachssäuien, Naphthensäuren, Harzsäuren, Octyloxyessigsäure, Hexadecylmerkaptoessigsäure, C-Alkylkresoxyessigsäuren (Alkylreste C₃ bis C₈), von anorganischen Säuregruppen enthaltenden Verbindungen, wie dem Dodecylschwefelsäureester, dem Schwefelsäureestergemisch eines aus Kokosöl durch katalytische Reduktion gewonnenen Fettalkoholgemisches, dem Oleylschwefelsäureester, dem Schwefelsäureester des Ätbylenglykohnonooctyläthers, dem Monc- oder Dischwefelsäureester des Glycerinmonostearinsäureesters, dem Phosphorsäureester des Decandiolmonoacetates, dem ω-Butyläther des Decylschwefelsäureesters, dem co-Hexylthioäther des Octylthioschwefelsäureesters, der N-Butyl-N-dodecylsulfaminsäure, dem Schwefelsäureester des /?-Oxy-y-(sec. Octylkresoxy)-propans, dem sec.-Octylphenoxyäthylschwefelsäureester, der N-Oleoyl-N-methylaminoäthanjß-sulfosäure, der Stearoyloxy-äthan-ß-sulfosäure, der N-Cetylsulfonsulfanilsäure, dem co-Cyclohexyläther der Decansulfonsäure, der sec-Octylphenylbenzyläther-4'-sulfosäure, von Alkylbenzolsulfosäuren mit Alkylresten von etwa 6 bis 18 Kohlenstoffatomen, dem Gemisch

~Λ 809 578/492

isomerer 2-Isoalkyl-kresoxy-benzoesäure-sulfosäuren-S (Alkylreste C₅ bis C₁₁), l-sea-Octylphenoxybenzol-2,5-disulf osäure, 1 - see. - Hexylphenoxy - 2 - (acetylamino)-benzol-4-sulfosäure, dem Sulfurierungsprodukt des sec-Octyl-1 -kresylbenzyläthers, dem Sulfurieningsprodukt des Kresoxyessigsäuredodecylamids.

Aus diesen Ausgangskomponenten entstehen die erfindungsgemäß verwendeten Elektroneutralsalze, beispielsweise durch Fällen äquivalenter Mengen der wäßrigen Lösungen der anionaktiven Komponenten mit den wäßrigen Lösungen der kationaktiven Komponenten. Die Kohlenwasserstoffreste der beiden Komponenten können gleichartig oder verschiedenartig sein. Die Fällungen können unmittelbar oder auch nach entsprechender Reinigung, Entfernung des Salzgehaltes und Trocknung für den erfindungsgemäßen Zweck verwendet werden. In geeigneten Fällen kann man an Stelle der Elektroneutralsalze auch Gemische äquivalenter Mengen ihrer Ausgangskomponenten verwenden.

Die organischen Elektroneutralsalze können sowohl in Substanz, z. B. in geschmolzener Form, als auch in Form von wäßrigen Lösungen oder Dispersionen oder in Form von Lösungen in organischen Lösungsmitteln angewendet werden. Die wäßrigen Lösungen bzw. Dispersionen lassen sich leicht dadurch herstellen, daß man eine der Komponenten im Überschuß von 5 bis 10°/₀ anwendet. Gute Löslichkeit wird ferner auch durch Auswaschen mit kochendem Wasser erreicht, die in den Elektroneutralsalzen enthaltenen anorganischen Salze werden so entfernt, und die salzfreien Produkte sind dann in kaltem Wasser quellbar und kolloid löslich.

Die Mengen, die zur Anwendung kommen, können in weiten Grenzen variieren. Sie liegen je nach dem angewendeten Verfahren und dem angestrebten Zweck zwischen 0,2 und 40 % oder mehr, auf Polymerprodukt berechnet. Die organischen Elektroneutralsalze oder ihre Lösungen bzw. Dispersionen können durch Aufnebeln, Aufsprühen, Aufstreichen, Aufwalzen oder Tauchen in die geschmolzenen Salze auf die Oberflächen aufgebracht werden. Die Aufnahme der Elektroneutralsalze kann durch Verwendung von Hilfslösungsmitteln, Netz- und Durchdringungsmitteln gefördert werden. Ferner kann in geeigneten Fällen auch unter Erwärmen gearbeitet werden. Vielfach genügt die bloße Adsorption der Elektroneutralsalze an der Oberfläche, um die gewünschten Effekte hervorzurufen. Man kann die Elektroneutralsalze sowohl auf die Fertigprodukte als auch auf geeignete Vorprodukte aufbringen, die dann anschließend den Arbeitsgängen zur Fertigstellung unterworfen werden.

Man hat bereits Polyglykoläther von alkylierten aromatischen Oxyverbindungen, wie das Kondensationsprodukt aus (2-Äthylhexyl)-phenol und 12 Mol Äthylenoxyd zur Behandlung der Oberflächen organischer thermoplastischer Materialien, wie Polyäthylen, zwecks Erzeugung antistatischer Eigenschaften verwendet. Ferner hat man auch schon in Polyvinylverbindungen zur Erreichung des gleichen Zweckes Fettalkoholschwefelsäureester oder deren Salze, z. B. das Natriumsalz des Laurylsulfats, eingearbeitet. Wie jedoch aus der nachstehenden Tabelle zu ersehen ist, erhält man mit den Produkten des Erfindungsgegenstandes wesentlich bessere Effekte als mit den obigen Produkten des Standes der Technik:

Präparat

Oberflächenwiderstände auf
Polyäthylenfilm Polyamidfilm

1. Elektroneutralsalz nach Beispiel 4

2. Kondensationsprodukt aus 1 Mol (2-Äthyl-hexyl)-phenol und 12 Mol Äthylenoxyd

3. Natriumsalz des Laurylsulfats

4. unbehandelt

Die Versuchsproben wurden in der Weise erhalten, daß das genannte Filmmaterial in 5°/^β alkoholischwäßiige Lösungen der Vergleichsstoffe eingetaucht, getrocknet und bei 55 % RF konditioniert wurde.

Beispiele

1. Ein Polykondensatfilm aus Hexamethylendiamin und Adipinsäure wird kontinuierlich durch ein wäßriges Bad geleitet, welches im Liter 10 bis 15 g des organischen Elektroneutralsalzes aus äquivalenten Mengen Dimethyloctyl-cyclohexyl-ammoniumchlorid und Natriumcaprinat mit einem 10⁰/„igen Überschuß der anionaktiven Komponente enthält. Anschließend wird der behandelte Film abgequetscht und getrocknet. Der imprägnierte Film läßt sich in üblicher Weise auf Gebrauchsgegenstände weiterverarbeiten. Er besitzt gute Oberflächenglätte und erhöhte mechanische Widerstandsfähigkeit.

2. Auf einen als Fußbodenbelag verwendbaren Polyvinylchloridfilm wird ein organisches Elektroneutralsalz aus äquivalenten Mengen Trimethyl-octadecyl-ammoniumchlorid und Natriumdidodecylphosphat in geschmolzenem Zustand warm in dünner Schicht aufgewalzt. Das erhaltene Material zeichnet sich nach dem Erkalten durch gute elektrische Isoliereigenschaften aus.

3. Kautschukkreppfolien für die Verarbeitung auf Schuhsohlen werden mit einer lO°/oigen Lösung eines organischen Elektroneutralsalzes aus Dimethyl-octadecylcyclohexyl-ammoniumchlorid und Natriumdialkylphos-0,8 · 10» Ohm

6 · 10⁸ Ohm

1 500 · 10» Ohm

> 10 000 · 10» Ohm

6 · 10» Ohm

17 · 10» Ohm

160 · 10» Ohm

> 10 000 · IO⁹ Ohm

phat (Alkylreste C₁₂ bis C₁₈) in einem organischen Lösungsmittel, wie Tetrachlorkohlenstoff oder Trichloräthylen, behandelt, indem man das Kautschukmaterial in Form von Bahnen durch die Lösung hindurchführt und das Lösungsmittel anschließend unter Rückgewinnung verdunsten läßt. Die Kautschukbahnen erhalten dadurch gute antistatische Eigenschaften und besitzen erhöhte Abriebfestigkeit.

4. Ein Polyäthylenfilm oder ein Polyamidfilm wird in ein Bad getaucht, welches aus einer 2%igen alkoholischen Lösung des organischen Elektroneutralsalzes aus äquivalenten Mengen Alkoxy-carbo-methyl-dimethyl-cyclohexyl-ammoniumchlorid (Alkylreste C_xe bis C₁₈) und dem Schwefelsäureester eines aus Kokosöl durch katalytische Reduktion gewonnenen Fettalkoholgemisches (C₁₈ bis C₁₈) besteht. Nach Verdunsten des Lösungsmittels erhält man Filme mit guten antistatischen Eigenschaften.

Während der Oberflächenwiderstand eines 1 cm breiten und 0,7 cm langen Stückes des Polyäthylenfilms oder des Polyamidfilms mehr als 10 000-10» Ohm beträgt, zeigen die in der oben beschriebenen Weise imprägnierten Stücke einen Widerstand von 5 · 10⁹ Ohm bzw.

6g 15 · 10» Ohm.

Widerstandswerte in dei gleichen Größenordnung werden erhalten, wenn z. B. folgende organische Elektroneutralsalze zum Imprägnieren von Polyäthylen- oder Polyamidfilmen verwendet werden: Elektroneutralsalz aus äquivalenten Mengen Alkoxy-carbo-methyl-dimethyl-

5 6

cyclohexyl-ammoniumchlorid (Alkylreste C₁₆ bis C₁₈) und dadurch gekennzeichnet, daß man die Oberflächen

geschwefeltem Natriumoleat, Elektroneutralsalz aus äqui- dieser Körper mit organischen Elektroneutralsalzen

valenten Mengen Alkoxy-carbo-methyl-dimethyl-cyclo- behandelt, die durch Umsetzung äquivalenter Mengen

hexyl-ammoniumchlorid und Natriumstearat. anionaktiver und kationaktiver Verbindungen erhalten

5 wurden.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Verminderung der elektrostatischen In Betracht gezogene Druckschriften:

Aufladung von Oberflächen verformter bzw. ver- Britische Patentschrift Nr. 700 356 ;

arbeiteter, kohlehydratfreier, hochpolymerer Stoffe, französische Patentschrift Nr. 1 050 523.

© 809 578/492 7.58