DE1292409B

DE1292409B - Antielektrostatischmachen von Polymeren

Info

Publication number: DE1292409B
Application number: DEP1769836.1-4A
Authority: DE
Inventors: Dr Konrad; Rombusch; Stumpf; Dr Walter
Original assignee: Chemische Werke Huels AG
Current assignee: Huels AG
Priority date: 1961-12-07
Filing date: 1961-12-07
Publication date: 1969-04-10

Description

meinen Aufbaues
R

-O-

-H

(C₂H₄O)_nworin η eine Zahl von 1 bis 20, R eine Alkylgruppe

Polyäthylen durch Aufbringen oder Einarbeiten bei- io meren anwendbar, die ausschließlich oder überwiespielsweise bestimmter Polyäthylenglykolmonoäther . gend aus Kohlenstoff und Wasserstoff aufgebaut sind, oder -monoester antielektrostatisch zu machen. So insbesondere Hochdruck- und Niederdruckpolybeschreiben die britischen Patentschriften 614594, äthylen, Polypropylen, Poly-a-butylen, Polybutadien, 731728, die USA.-Patentschrift 2525 691 und die Polystyrol sowie beliebige Gemische oder Copolybelgische Patentschrift 536 623 Monoäther des allge- 15 merisate daraus, beispielsweise Styrol-Butadien-Co-

polymerisate und Äthylen-Propylen-Copolymerisate. Cyclische Alkylreste sind beispielsweise der Cyclopropyl-, Cyclobutyl-, Cyclopentenyl-, Cyclopentyl-, Cyclohexyl-, Cycloheptyl-, Cyclooctyl-, Cyclododecyl-,

von 6 bis 32 Kohlenstoffatomen und auch eine Mi- ao Cyclododecenyl-, 4-Isopropyl-cyclohexyl-, (2,2,1)-Bischung aus gesättigten und ungesättigten Gruppen cyclohepten-(5)-yl-Rest.

sein kann. Diese Produkte sollen in Mengen von Die Verbindungen lassen sich aus den Alkoholen

0,01 bis 5,0 Gewichtsprozent eingesetzt werden. Sie wie üblich durch Reaktion mit Äthylen-, Propylenweisen den Nachteil auf, selbst in geringen Konzen- oder Butylenoxyd herstellen. Insbesondere lassen sich trationen auszuschwitzen, d. h., sich nach einigen 25 auch beliebige Gemische von Alkoholen mit Alkylen-Wochen als ölige Schicht auf der Oberfläche der oxyden umsetzen._:

Polyolefine abzuscheiden. R kann auch eine Alkyl- Solcherart hergestellte Verbindungen stellen Ge-

aryl- oder eine Cycloalkylarylgruppe sein, wobei η mische aus zahlreichen Komponenten dar. Dies ist mindestens 2, vorzugsweise 8 bis 14, ist. Auch diese besonders vorteilhaft, da sich gezeigt hat, daß eine Verbindungen, die ebenfalls gemischt anwendbar 30 einzige chemisch einheitliche Verbindung aus dieser sind, schwitzen deutlich aus, obwohl sie nur in Men- Klasse zwar eine ausgezeichnete antielektrostatische gen von 0,001 bis 0,2% eingesetzt werden. Ein wei- Wirksamkeit besitzt und in überraschend hohem terer Nachteil der Alkylarylpolyäthylenglykole be- Maße mit den Polymerisaten verträglich ist, ohne steht darin, daß sie nicht frei von störenden Poly- auszuschwitzen, daß aber die Mischung mehrerer äthylenglykolen und anderen niedrigsiedenden Be- 35 derartiger Verbindungen die Verträglichkeit noch standteilen erhalten werden, die als Vorlauf bis zusätzlich erhöht.

Da die Aufnahme des betreffenden Alkylenoxyds nicht gleichmäßig, sondern statisch erfolgt, gibt der Index« in der formehnäßigen Darstellung lediglich 40 den mittleren Polyadditionsgrad verschieden langer Alkylenglykolketten an.

Die Anzahl verschiedener Verbindungen wird durch die bei der nachfolgenden Behandlung mit Alkylenoxyd stattfindende Alkoxylierung weiter er-Montan-, Naphthen- oder Kokosnußölsäurerest ist; 45 höht, insbesondere auch dadurch, daß es möglich ist, diese Monoester werden dem Polyäthylen in Mengen auf die gewählten cyclischen Alkylreste nicht nur ein von 0,1 bis 5% zugesetzt. Auch diese Monoester, die einheitliches Alkylenoxyd, sondern ein Gemisch aus ebenso wie die Monoäther auch in Gegenwart von zwei oder den drei genannten Verbindungen einwirz. B. 1 % Pigment verwendet werden sollen, können ken zu lassen; schließlich kann man auch gewünschinfolge ihrer geringen Verträglichkeit mit den Poly- 50 tenfalls die Alkoxylierung periodisch mit verschiedeolefinen keinen eigentlichen Schutz gegen elektro- nen Alkylenoxyden vornehmen,
statische Aufladungen gewähren, sondern die Nei- Während die aus der Alkoxylierung einer einheit-

gung dazu lediglich im Maße ihrer Einsatzmenge liehen Verbindung entstehenden Produkte bereits fast vermindern. . .alle in Konzentrationen von lO°/o und mehr mit

Bisher fehlte es somit an Stoffen, die die elektro- 55 Polyolefinen verträglich sind und nur einzelne bei statische Aufladung von Polymeren sicher beseitigen Konzentrationen um 10°/& nach Monaten in sehr ge- und die sich einerseits durch hohe antielektrostatische ringem Maße auszuschwitzen beginnen, bleiben GeWirksamkeit, andererseits durch weitgehende Ver- mische ohne weiteres in Anteilen von mehr als 10 % träglichkeit mit den Polymeren auszeichnen. mit Polyolefinen verträglich und schwitzen selbst bei

Erfindungsgegenstand ist ein Verfahren zum Anti- 60 jahrelanger Lagerung auch nicht spurenweise aus.
elektrostatischmachen von ausschließlich oder über- Ein für alle praktischen Fälle völlig genügender

wiegend aus Kohlenstoff und Wasserstoff bestehenden antielektrostatischer Schutz wird bei Gehalten von Polymeren durch Oberflächenbehandlung mit oder 2 bis 5 % erzielt; daher läßt sich durch den Zusatz durch Einarbeiten von einem oder mehreren Alkylen- der Verbindungen eine sofort wirksame und unbeglykoläthern oder Polyalkylenglykoläthern der Formel 65 grenzt anhaltende Wirkung ohne Kleben der Oberin η er w rv» _w fläche erreichen.

•κ· ■" \yx*hixV)n «· _{Dies ist} b_eson(j_ers überraschend hinsichtlich der

worin R ein Kohlenwasserstofirest, χ die Zahl 2 und Lehre der britischen Patentschrift 731728, in welcher

130⁰C in aufwendiger Weise abgetrennt werden müssen. — Die ebenfalls bereits bekannten PoIyäthylenglykolmonocarbonsäureester haben den Aufbau

R—CO — O—(C₂H₄O)_n—H

worin η eine Zahl von 1 bis 20, R der Rest einer Fettsäure mit 10 bis 28 Kohlenstoffatomen oder ein

Zusätze von 0,001 bis 0,2% in der Arylgruppe alkyl- oder cycloalkylsubstituierter Arylpolyglykoläther zu Polyäthylen beschrieben sind. Diese Zusätze vermindern zwar die Neigung zur elektrostatischen Aufladung, können aber nicht in den dafür erforderliehen weit höheren Anteilen zugesetzt werden, ohne daß sie ausschwitzen. Für dieses Ausschwitzen spricht auch die hauptsächliche Bestimmung der Zusätze, die Oberfläche der Polyäthylenartikel zu verbessern und eine glattere Extrusion zu ermöglichen. Die Aryl- ίο polyglykoläther wirken also an der Oberfläche als Schmier- und Gleitmittel, ohne imstande zu sein, im Innern des Kunststoffes verteilt einen langsam nach außen diffundierenden Vorrat zu bilden.

Es war in keiner Weise zu erwarten, daß man allein gewissermaßen durch Entfernen der Arylgruppe zu hochwirksamen und in viel höherer Dosierung anwendbaren antielektrostatisch machenden Zusätzen für Polyolefine gelangen würde.

Alle hier beschriebenen Alkylen- und Polyalkylen- so glykoläther können nicht nur in beliebiger Weise miteinander, sondern auch mit anderen antielektrostatisch wirksamen Verbindungen gemischt werden. Beispielsweise sind sie vollständig mischbar mit einheitlichen oder gemischten Äthylen-, Propylen- oder Butylenglykolen oder deren Polyglykolen des PoIyadditionsgrades 1 bis 3000, wobei auch verschiedene Alkylenoxydeinheiten im selben Molekül enthalten sein können, ferner mit deren Monoäthern, Diäthern, Monoestern, Diestern oder Ätherestern sowie mit derartigen, aus zwei oder mehreren über Carbonsäure-, Hydroxycarbonsäure-, Kohlensäure-, Dicarbonsäure- oder Kohlenwasserstoffreste, mit Ausnahme gesättigter, aliphatischer Kohlenwasserstoffreste mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen verbundenen Alkylen- und Polyalkylenglykolketten bestehenden Verbindungen, deren endständige Wasserstoffatome ganz oder teilweise durch Kohlenwasserstoff- oder Acylreste ersetzt sein können. Derartige Gemische zeichnen sich durch eine große Vielfalt von Kombinationsmöglichkeiten aus, bei stets gewahrter hoher antielektrostatischer Wirksamkeit und ausgezeichneter Verträglichkeit mit diesen Polymeren.

Die antielektrostatischen Zusätze vertragen sich mit anderen, diesen Polymeren häufig beigegebenen Zusätzen, wie Stabilisatoren, Füllstoffen, Farbstoffen, Gleitmitteln, Weichmachern, Pigmenten, Extendern, Antioxydantien usw.; die antielektrostatische Wirkung wird durch derartige Zusätze nicht vermindert, sondern häufig noch erhöht.

Beispiel 1

3 g Cyclododecylpolyäthylenglykol-625 werden in einem Schnellmischer mit 97 g schlagfestem Polystyrol homogenisiert. Aus der Mischung werden Preßplatten hergestellt und an diesen die antielektrostatische Wirksamkeit geprüft. Nach dem Reiben mit einem Wollappen wird auf den Platten kein Staub angezogen. Auch bei einjähriger Lagerung ist kein Ausschwitzen festzustellen.

Die hier und in den nachstehenden Beispielen bei den Verbindungen angegebenen Zahlen bezeichnen das mittlere Molekulargewicht des vor der Zahl stehenden Teils der Verbindung.

Beispiel 2

1,5 g Cyclododecylpolypropylenglykol-lOSO und g Polyäthylenglykol-lOOO-mono-palmitat und 0,5 g Cetylpolyäthylenglykol-1125-capronat werden in einem Kneter mit 89 g des Mischpolymerisats aus Äthylen und Propylen, das noch Füllstoffe enthält, homogenisiert. Aus der Mischung werden Preßplatten hergestellt und an diesen die antielektrostatische Wirksamkeit geprüft. Nach dem Reiben mit einem Wollappen wird auf den Platten kein Staub angezogen. Auch bei einjähriger Lagerung ist kein Ausschwitzen festzustellen.

Auf gleiche Art und mit gleicher antielektrostatischer Wirksamkeit lassen sich andere Cycloalkylpolyalkylenglykole oder deren Mischungen mit anderen Polyalkylenglykolverbindungen einarbeiten, z. B. Cyclododecylpolyäthylenglykol-315,
Cyclododecylpolyäthylenglykol-450,
Cyclododecylpolyäthylenglykol-845,
Cyclododecylpolyäthylenglykol-lSOO,
Cyclohexylpolyäthylenglykol-760,
Cyclohexylpolypropylenglykol-970,
Cyclooctylpolyäthylenglykol-790,
Cyclooctylpolypropylenglykol-lOOO,
Cyclododecylpolypropylenglykol-lOSO,
2 °/o Cyclododecylpolyäthylenglykol-845 + 1% eines Gemisches aus tert.- und quart-Nonylpolyäthylenglykol-585 + 1 % eines Gemisches aus tert.- und quart.-Nonylphenylpolyäthylenglykol-530,

1,5 % Cyclohexylpolypropylenglykol-970
+ 0,5 °/o Cyclooctylpolyäthylenglykol-790
+ IVo Polyäthylenglykol-1000-di-cocosfett-

säureester
+ 0,5% Laurylpolyäthylenglykol-935-

caprylat.

An den Platten, die diese Substanzen enthalten, ist auch bei einjähriger Lagerung kein Ausschwitzen zu beobachten.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zum Antielektrostatischmachen von ausschließlich oder überwiegend aus Kohlenstoff und Wasserstoff bestehenden Polymeren durch Oberflächenbehandlung mit oder durch Einarbeiten von einem oder mehreren Alkylenglykoläthern oder Polyalkylenglykoläthern der Formel

worin R ein Kohlenwasserstoffrest, χ die Zahl 2 und η eine Zahl von 1 bis 3000 ist, dadurch gekennzeichnet, daß man Alkylenglykoläther oder Polyalkylenglykoläther, deren Kohlenwasserstoffrest R ein cyclischer Alkylrest ist und bei denen χ die Zahl 2, 3 oder 4 ist und im selben Molekül verschiedene Werte besitzen kann, in Mengen von 0,5 bis 10, vorzugsweise 2 bis 5 Gewichtsprozent, bezogen auf das Polymere, verwendet.