DE1569596B2 - Formmassen - Google Patents
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- DE1569596B2 DE1569596B2 DE1966A0053736 DEA0053736A DE1569596B2 DE 1569596 B2 DE1569596 B2 DE 1569596B2 DE 1966A0053736 DE1966A0053736 DE 1966A0053736 DE A0053736 A DEA0053736 A DE A0053736A DE 1569596 B2 DE1569596 B2 DE 1569596B2
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Description
worin R einen Alkylrest mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen, Ri die Gruppe
- CH2 - CH2 - (OCH2CH2)'„OH
'5
bedeutet, wobei η für O oder 1 steht, R2 ein
Wasserstoffatom ist oder dieselbe Bedeutung wie R] besitzt, oder der quaternären Ammoniumsalze
hiervon, wobei dieses antistatische Mittel in einer Menge von 0,05 bis 5%, bezogen auf das Gewicht
des Polymerisats, vorhanden ist.
2. Formmasse nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Gehalt an
N-(2-Hydroxy-3-dodecyloxypropyl)-
äthanolamin.oder
N-(3-Dodecyloxy-2-hydroxypropyl)-N,N-bis(2-hydroxyäthyl)-
N-methylammoniummethosulfat
als antistatisches Mittel.
35
Polymerisate, wie Homopolymerisate und Copolymerisate von Äthylen, Propylen und Butylen, neigen bei
Herstellung und anschließendem Gebrauch zu elektrostatischer Aufladung, was aus einer Anzahl von
Gründen äußerst nachteilig ist. Geladene Körper ziehen Staub an, und sie können gegebenenfalls auch andere
störende Effekte bewirken, wie elektrische Schläge an die Person, die das geladene Material berührt, oder
Radiointerferenzstörungen.
Es wurden bereits verschiedene Mittel zur Vermeidung oder Minimierung elektrostatischer Aufladungen
vorgeschlagen, wie Auftragung verschiedener Arten antistatischer Stoffe, beispielsweise quaternärer Ammoniumsalze,
auf die jeweiligen Oberflächen. Eine solche Oberflächenbehandlung stellt häufig jedoch nur ein
zeitweiliges Hilfsmittel dar. Ebenfalls wurde bereits das Aufbringen antistaticumhaltiger Überzugsmassen auf
solche Oberflächen vorgeschlagen. Solche Überzugsverfahren sind jedoch kostspielig und bringen zudem
keine dauernde Wirkung. Schließlich wurde auch schon die Einarbeitung antistatischer Mittel in die jeweilige
Kunststoffmasse während der Kompoundier-, Formgebungs- oder Fabrikationsstufen vorgeschlagen. Aus
praktischen Gründen muß ein antistatisches Mittel, das direkt in den Kunststoff eingearbeitet werden soll,
bestimmten Anfordernissen entsprechen. Es muß bei der Anwendung in vernünftigen Konzentrationen
ausreichend statisch aktiv sein und bei niedrigen Konzentrationen wirken, ohne daß sich dadurch die
Eigenschaften des Polymerisats verschlechtern. Das Material muß mit der Kunststoffmasse verträglich sein
und sich in diese während üblicher Kompoundier- und Mahlstufen leicht einarbeiten lassen. Die antistatischen
Eigenschaften des Mittels müssen praktisch permanent sein und auch hohe Temperaturen aushalten. Besonders
wichtig ist die Wärmestabilität für die Verwendung in Polypropylen, welches man zur Kompoundierung, zum
Vermählen und zur Formgebung auf hohe Temperaturen erhitzen muß.
Die bisher eingesetzten Stoffe erfüllten einige dieser Anforderungen in unterschiedlichem Ausmaß. Trotzdem
besteht ein ausgesprochener Bedarf für ein in der Praxis anwendbares antistatisches Mittel, das bei .
niedrigen Konzentrationen wirksam ist und über eine gute Wärmestabilität verfügt, so daß seine Wirkung
nicht während der Verarbeitungsstufen zerstört wird. Dieser Bedarf wird erfindungsgemäß nun befriedigt.
Die erfindungsgemäßen Formmassen aus einem Polymerisat und einem antistatischen Mittel sind
gekennzeichnet durch den Gehalt einer Verbindung der Formel
OH R1
R-OCH2-CH- CH2- N
worin R einen Alkylrest mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen,
Ri die Gruppe,
- CH2 - CH2 - (OCH2CH2)„OH
bedeutet, wobei η für O oder 1 steht, R2 ein
Wasserstoffatom ist oder dieselbe Bedeutung wie Ri
besitzt, oder der quaternären Ammoniumsalze hiervon, wobei dieses antistatische Mittel in einer Menge von
0,05 bis 5%, bezogen auf das Gewicht des Polymerisats, vorhanden ist.
Als antistatisches Mittel enthalten die erfindungsgemäßen Formmassen vorzugsweise
N-(2-Hydroxy-3-dodecyloxypropyl)-. äthanolamin, oder . . ;..
N-(3-Dodecyloxy-2-hydroxypropyl)-N,N-bis(2-hydroxyäthyl)N-methylammoniummethosulfat.
Bei normalen Anwendungsgebieten wird das Antistaticum
in Konzentrationen von 0,3% bis 2,0% verwendet. Die erfindungsgemäß eingesetzten antistatischen Mittel
sind gegenüber den bisher verwendeten Antistaticen ungewöhnlich hoch thermisch stabil, wie vorstehend
bereits ausgeführt, was eine wesentliche Notwendigkeit für brauchbare antistatische Mittel für Kunststoffe ist.
Diese Eigenschaft läßt sich auf verschiedene Weise zeigen, beispielsweise durch Beurteilung der Verfärbung oder Zersetzung einer Kunststoffmasse, die die
antistatischen Verbindungen enthält. In einigen Fällen beschleunigt das antistatische Mittel sogar die Zersetzung des Kunststoffes, wenn die das antistatische Mittel
enthaltende Masse fortschreitend erhöhten Temperaturen ausgesetzt wird. Bei den erfindungsgemäß eingesetzten
Mitteln wird jedoch diese Wirkung ganz wesentlich vermindert.
Es stehen einige Verfahren zur Bewertung der erfindungsgemäß eingesetzten Verbindungen als antistatische
Mittel zur Verfügung. Geformte oder extrudierte Ansätze von Polymerisaten, die eine bekannte
Menge der antistatischen Mittel enthielten, wurden hergestellt und diese dann auf Wärmebeständigkeit und
Oberflächenwiderstand untersucht.
Die erfindungsgemäß verwendeten antistatischen Mittel lassen sich bestellen, indem man einen Alkohol··:
geeigneter Kettenlänge mit Epichlorhydrin unter Bildung eines 2-Hydroxy-3-chlorpropyläthers umsetzt,
dieses Produkt mit Natriumhydroxyd unter Bildung des Glycidyläthers behandelt und diesen Äther dann mit
einem Alkanolamin unter Bildung des tertiären Dihydroxyäthylamins umsetzt, das anschließend gewünschtenfalls
zu quaternären Salzen quaternisiert wird.
Der hierzu verwendete Alkohol, der eine geeignete Menge eines Lewis-Säurekatalysators, wie Zinn-(IV)-chlorid,
Aluminiumchlorid, Zinkchlorid oder ähnliche Verbindungen, vorzugsweise jedoch Zinn(IV)-chlorid
enthält, wobei die Menge zwischen etwa 0,1 und etwa 1,0%, vorzugsweise 0,25 und 0,75%, bezogen auf das
Gewicht des Ausgangsalkohols, beträgt, wird bei Raumtemperatur unter langsamer Zugabe von Epichlorhydrin,
während eines Zeitraumes von etwa 2 Stunden gerührt. Die Temperatur und die Geschwindigkeit
der Epichlorhydrinzugabe kann innerhalb weiter Grenzen variieren, jedoch ergibt sich bei den angegebenen
Bedingungen eine minimale Farbbildung, Nebenproduktbildung, Verflüchtigung der Ausgangsstoffe,
sowie optimale Reaktionsregelung. Das theoretisch erforderliche Molarverhältnis von Alkohol zu Epichlorhydrin
beträgt 1 :1. Um jedoch die Möglichkeit der Umsetzung von mehr als einem Mol Epichlorhydrin mit
dem gleichen Alkoholmolekül auf einem Minimum zu halten, wird es jedoch bevorzugt, den Alkohol in einem
Überschuß von etwa 5 bis 50 Mol-%, vorzugsweise in einem Überschuß von 10 bis 35 Mol-% anzuwenden.
Nach beendeter Zugabe des Epichlorhydrins zu dem Ausgangsalkohol, wie vorstehend beschrieben, wird das
Reaktfonsgemisch auf etwa 70 bis 15O0C, vorzugsweise
90 bis 1100C, während etwa 1 bis 4 Stunden,
vorzugsweise 2 bis 3 Stunden, erhitzt und anschließend abgekühlt. Dabei wird ein praktisch farbloses Öl
erhalten.
Das hierbei erhaltene Produkt wird ohne Reinigung oder gegebenenfalls nach einer Reinigung, da es
überschüssigen Alkohol enthält, mit Natriumhydroxyd in einem geeigneten organischen Lösungsmittel behandelt,
wobei; die angewandte Menge des Alkalis äquivalent zu der Menge des angewandten Epichlorhydrins
ist. Zu geeigneten inerten organischen Lösungsmitteln gehören Erdölkohlenwasserstoffe, Äther, Benzol, Toluol, Xylol, Ketone und ähnliche. Das inerte
Lösungsmittel sollte einen Siedepunkt oberhalb von etwa 80° C haben. Di-n-butyläther (Siedepunkt 1420C)
wurde mit großem Erfolg verwendet. Die vorhandene Menge des Lösungsmittels kann in weitem Umfang von
etwa 100 bis etwa 200%, bezogen auf das Gewicht des bei der; l.iVerfahrensstufe erhaltenen Reaktionsgemisches,
variieren. Das Reaktionsgemisch wird auf eine Temperatur zwischen etwa 70 und 13O0C, vorzugsweise
80 bis ; 1100C,: während;;- etwa- 2 ,bis 4 ' Stunden,
vorzugsweise 2,5 bis 3,5; Stunden erhitzt. Dann wird das
Gemisch abgekühlt, filtriert, mit Wasser gewaschen und über ,wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet, i Das
Gemisch wird dann zum Verdampfen des Lösungsmittels erhitzt, worauf der Rückstand bei vermindertem
Druck destilliert wird. Die Fraktion mit einem geeigneten Siedebereich bei dem angewandten Druck
wird gesammelt und abgekühlt. Das Produkt, das im allgemeinen ein farbloses leichtes Öl darstellt, besteht
aus dem Glyzidyläther.
Der so erhaltene Glyzidyläther wird unter Rühren mit
einem Alkanolamin in etwa gleichen molaren Anteilen umgesetzt. Wenn die exotherme Reaktion nachgelassen
hat, wird das Gemisch abgekühlt. Das Produkt, im allgemeinen ein viskoses farbloses öl, stellt den mit
einem tertiären Amin substituierten Äther dar.
Brauchbare Amine zur Herstellung der vorstehenden, mit Amin substituierten Äther sind Di-(/?-hydroxyalkyl)amine,
deren Alkylgruppen 1 bis 6 Kohlenstoffatome enthalten. Besonders wertvoll sind sekundäre Amine
entweder mit Hydroxyäthyl- oder Hydroxypropylsubstituenten. :
Der hierbei erhaltene aminsubstituierte Äther wird jetzt, falls ein Alkylenoxydaddukt gewünscht wird, mit
Äthylen- oder Propylenoxyd unter den zur Herstellung von Alkylenoxydadukkten üblichen Bedingungen umgesetzt. Etwa 2 bis 20 Mol des Alkylenoxyds werden je
Mol Äther umgesetzt. ■ ν
Der auf die vorstehend beschriebene Weise erhaltene tertiäre Aminäther kann mit einem geeigneten Mittel,
beispielsweise Methylchlorid, Äthylchlorid, Dimethylsulfat,
Diäthylsulfat und: dergleichen, quaternisiert werden. Die Menge des Quaternisiermittels ist im
allgemeinen äquimolar zu der Menge des vorhandenen tertiären Aminäthers,. jedoch kann ein geringer
Unterschuß dieses Mittels verwendet werden, um die Anwesenheit von nichtumgesetztem Quaternisierungsmittel
in dem Endprodukt zu vermeiden. Die Quaternisierung wird in Gegenwart eines geeigneten inerten
organischen Lösungsmittels, wie sie vorstehend beschrieben sind, beispielsweise Aceton, durchgeführt. Bei
Verwendung von Aceton als Lösungsmittel reicht ein Erhitzen auf Rückflußtemperatur für diese Umsetzung
aus. Das Lösungsmittel wird dann entfernt, wobei der gewünschte quaternäre Hydroxyalkylammoniumäther
im allgemeinen als weißer wachsartiger Stoff erhalten wird.
Das bevorzugte Quaternisierungsmittel besteht aus Dimethylsulfat. Die bevorzugten Anionen der quaternären
Verbindungen sind Methosulfat und Fluorborat. Die erstere Art von Anionen wird direkt erhalten, wenn
Dimethylsulfat als Quaternisierungsmittel verwendet wird, die letztere Art wird durch Anionenaustausch
unter Verwendung eines geeigneten Salzes der gewünschten
Säure oder durch Umsetzung der quaternären Verbindung mit Alkali zur Herstellung der freien
Base und anschließende Ansäuerung mit der geeigneten Säure erhalten. ? ν : >: : ;. - ν '
Herstellung von N-(Dodecyloxy-2-hydroxypropyl)-N,N-bis(2-hydroxyäthyl)-
N-methylämmoniummethosulfat :
■-■■■ ■■-■■' ':---■' ■ ■
N-methylämmoniummethosulfat :
■-■■■ ■■-■■' ':---■' ■ ■
Ein Gemisch von 276 g 1-Dodecanol und 1,0 g
Zinn(IV)-chlorid wurde in einem geeigneten, bei 25° C
gehaltenen Reaktionsgefäß gerührt, während 92,5 g Epichlorhydrin im Verlauf von 2 Stunden zugegeben
wurden. Nach beendeter Zugabe wurde das Reaktionsgemisch auf 1000C erwärmt, bei dieser Temperatur
während 2 Stunden gehalten und dann abgekühlt. Es wurde praktisch farbloses öl erhaltend .;
Das vorstehende Gemisch wurde mit 50 g gepulvertem Natriumhydroxyd in 500 ecm Di-n-butyläther
behandelt. Das Gemisch wurde auf 90° C erhitzt, bei dieser Temperatur während" 3 Stunden gehalten,
abgekühlt und filtriert Das Filtrat wurde mit Wasser
gewaschen und über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet.
Das getrocknete Filtrat wurde in ein zur Vacuumdestillation ausgestattetes Reaktionsgefäß gebracht und
dann erhitzt. ι
Das Lösungsmittel wurde entfernt und dann die bei 140 bis 145°C bei einem 0,15 mm Quecksilber
entsprechenden Druck siedende Fraktion gesammelt. Das Produkt bestand aus einem farblosen leichten Öl.
Ein Gemisch aus 282 g des hierbei erhaltenen Produktes und 105 g Diäthanolamin wurde unter
Erhitzen auf einem Dampfbad gerührt. Es erfolgte eine exotherme Reaktion, wodurch die Temperatur auf
135° C anstieg. Nachdem die exotherme Reaktion aufgehört hatte, wurde das Produkt abgekühlt, wobei
ein farbloses viskoses öl erhalten wurde.
Zu 193 g des vorstehenden Produktes wurden 63,0 g Dimethylsulfat in 500 ecm Aceton zugegeben. Die
Lösung wurde zum Rückfluß erhitzt und unmittelbar abgekühlt. Das Lösungsmittel wurde durch Erhitzen auf
einem Dampfbad entfernt. Das Produkt bestand aus einem weißen wachsärtigen Stoff.
Das entsprechende Äthylenoxydaddukt mit 10 Mol des Oxydes wurde aus einem Mol N-(3-Dodecyloxy-2-hydroxypropyl)-N,N-bis(2-hydroxyäthyl)-N-methyIammoniummethosulfat
hergestellt indem etwa 12,5 Mol des Oxydes unter geringfügig erhöhtem Druck eingeblasen
wurden. Die Geschwindigkeit der Zugabe ist so, daß das Reaktionsgemisch bei mäßiger Rückflußtemperatur
verbleibt.
Herstellung von
N-(2-HydrÖxy-3-dodecyloxypropyl)äthanolamin Mittel A
C12H25OCH2CHCH2NHCH2CH2Oh
OH
In ein geeignetes Gefäß wurden 242 Teile (1,0 Mol) 2,3-Epoxypropyl-n-dodecyläther und 61 Teile (1,0MoI)
2-Aminoäthanol gegeben. Das Gemisch wurde auf dem Dampfbad während 2,5 Stunden erhitzt. Das Produkt
wurde dann abgekühlt und aus Hexan umkristallisiert. Das Produkt schied sich als weißer plattenartiger
Feststoff mit einem Schmelzpunkt von 59 bis 60° C ab.
Weitere Verbindungen wurden unter Anwendung des gleichen Verfahrens, jedoch unter Verwendung anderer
2,3-Epoxypropyläther und anderer Äthanolamine hergestellt,
wie sich aus den folgenden Beispielen ergibt:
N-(2-Hydroxy-3-dodecyloxypropyl)diäthanolamin Mittel B
Hergestellt durch Umsetzung von 2,3-Epoxypropyln-dodecyläther
mit Diäthanolamin. Das Produkt wurde als Flüssigkeit mit einem Siedepunkt von 213 bis 2180C
bei einem 0,2 mm Quecksilber entsprechenden Druck erhalten.;,;:;, .... ; ., ■
Herstellung von N-(2-Hydröxy-3-dodecyloxypropyl)-2-(2'-hydroxyäthoxy)-äthylamin
'■'■■"."■ ■■ ■.- · MittelC :-,:<:- ::■. ·· ; ■ "
erhaltene Produkt war eine Flüssigkeit mit einem Siedepunkt von 212 bis 215CC bei einem 0,3 mm
Quecksilber entsprechenden Druck.
Die Äthylenoxydaddukte der Mittel A, B und C wurden durch die entsprechenden Umsetzungen der
Verbindungen A, B oder C mit 6 Mol Äthylenoxyd in Gegenwart von Natriummethoxyd bei einer Temperatur
von etwa 125°C und einem Druck von 1,76 atü hergestellt.
Versuchsproben wurden durch Vermischen und
Vermählen der Zusätze gemäß der Erfindung in
verschiedene Polymere hergestellt und anschließend einer Strangverpressung unterzogen. Es wurden folgende
antistatische Mittel verwendet:
Mittel A:
N-(2-Hydroxy-3-dodecyloxypropyl)-
äthanolamin. ■.-.-·■
Mittel B: -
N-(2-Hydroxy-3-dodecyloxypropyl)-
diäthanolamin.
Mittel C: ; ■ -
Mittel C: ; ■ -
N-(2-Hydroxy-3-dodecyloxypropyl)-2-(2'-hydroxyäthoxy)äthylamin.
Mittel D:
N-(2-Hydroxy-3-octyloxypropyl)äthanolamin.
Mittel E:
Mittel E:
N-(2-Hydroxy-3-octyloxypropyl)-2-(2'-hydroxyäthoxy)äthylamin.
Mittel X: .
handelsübliches Äthylenoxydaddukt
eines langkettigen Alkohols.
Bewertungsverfahren und Ergebnisse
Hergestellt durch Umsetzung von 2,3-Epoxypropyln-dodecyläther mit 2-(2'-Aminoäthoxy)äthanol. Das
Die Verbindungen wurden für ihre Eignung als.
antistatische Mittel für verschiedene Polymerisate
durch die nachfolgend beschriebenen Versuchsverfahren untersucht: Die Versuchsproben wurden während
24 Stunden bei 50% relativer Feuchtigkeit konditioniert: Die antistatische Aktivität wurde dann auf folgende
Weise bestimmt:
1. Bestimmung des Oberflächenwiderstandes,
2. Zigarettenaschenversuch, wobei die Probe 20mal mit einem Wolltuch gerieben und der Abstand in
cm, über den der Film eine Anziehung für
Zigarettenasche zeigt, bestimmt wird. Keine Aschenaufnahme bis zu 2,5 cm zeigt gute antistatische
Eigenschaften an. '
3. Elektrostatischer Sucherversuch, wobei die Probe ' 20mal mit einem Wolltuch gerieben wird und
2,5 cm von der Sonde des Instruments entfernt '■■· angebracht wird. Das Instrument mißt die Ladungsgröße auf der Oberfläche des Kunststoffes.
Niedrigere Werte zeigen gute antistatische Eigen-' ■■■■-.■ schaftenan. - "·' ■-■ -' ;- ■·'■' '·-·""'· ·'■"'■■■'■
Die Ergebnisse der Versuche sind in der folgenden TabelleIzusammengefaßt. · " . :■
Antistatische Eigenschaften verschiedener stranggepreßter Filme
Nr. | Polymerisat ■?, | Antistatisches Mittel | Antistatische | Versuche « | Elektro |
Oberfiächen- | Ascheversuch | statischer | |||
widerstand | Taster | ||||
(%) | (Megaohm) | (cm) | 500 | ||
1 | Polyäthylen | ohne | 50 · 107 | 12,7 | 75 |
hohe Dichte | Mittel A (0,5) | 15 · 103 | 0,6 | 250 | |
Mittel B (2,0) | 90 ■ 102 | 1,27 | 100 | ||
Mittel C (2,0) | 35 · 102 | 0 | 0 | ||
Mittel D (0,5) | 60 · 102 | 0 | 5 | ||
Mittel E (0,5) | 65 · 102 | 0,6 | 300 | ||
Mittel X (0,5) | 25 · ΙΟ6 | 7,6 | 600 | ||
2 | Polyäthylen | ohne | 15 · 107 | 7,6 | 25 |
niedrige Dichte | Mittel A (0,3) | 22 · 103 | 1,27 | 0 | |
Mittel B (0,5) | 25 · 103 | 0 | 600 | ||
3; | Polypropylen | ohne | 50 · 107 | 11,4 | 0 |
Mittel A (2,0) | 30 · 103 | 0 | 50 | ||
Mittel C (2,0) | 21 · ΙΟ4 | 2,5 | 400 | ||
Mittel X (2,0) : | 50-105 | 5,1 | 700 | ||
4 | Polystrol | ohne | 15 · 107 | 10,2 | 50 |
Mittel A (1,5) | 25 · 103 | 1,27 | 60 | ||
Mittel B (2,0) | 30 ■ 103 | 1,27 | 350 | ||
5 | Polystrol | ohne | 20 · 107 | 10,2 | 25 |
Butadien-Copolymerisat | Mittel A (2,0) | 14· ΙΟ4 | 0,6 | 500 | |
6 | Acrylnitril-Butadien- | ohne | — | 5,1 | 100 |
Polymerisat | Mittel C (2,0) | 55- 104 | 1,9 | — | |
7 | Polyvinylchlorid (Steif) | ohne | 50 · 107 | — | — |
Mittel B (3,0) | 11 · 103 | — . . | — | ||
Mittel C (2,0) | 11 · 104 | — | |||
:■-.■ '. Beispiel 2 ... . V. ",..
Die Zusätze wurden in bestimmte Polymerisate auf mäßigen bis schweren Rauchbildung begleitet ist, wurde
der Mühle einverleibt. Das vermahlene Material wurde keine Abscheidung der erfindungsgemäß eingesetzten
granuliert und bei 175 bis 260° C im Fall von Polyäthylen 45 Verbindungen auf den Aufnahmewalzen beobachtet,
niedriger Dichte und bei 200 bis 290° C bei Polyäthylen hoher Dichte und Polypropylen extrudiert. Im Fall des
Polyäthylens hoher Dichte wurden 0,5% Titandioxyd zu dem Polymerisat während des Kompoundierens züge:
setzt, um dessen Einfluß auf die
Eigenschaften zu bestimmen. : :. Während des Extrudierverfahrens, das. von einer
Eigenschaften zu bestimmen. : :. Während des Extrudierverfahrens, das. von einer
Tabellen ' <™r;/';■■?*'■■'-: -: ■■ l -
. . : :■■■■-■ ■'-■■■■''-
Antistatische Eigenschaften von extrudierten Filmen, sowie von TiO2 pigmentierten Polymerisaten
(Konzentration 0,5%), γΟ!;:. , . -/j'.·-·'· ^ ■:■''■■■ - '■
(Konzentration 0,5%), γΟ!;:. , . -/j'.·-·'· ^ ■:■''■■■ - '■
wie es der Fall bei vielen bisher bekannten antistatischen Mitteln ist.
Die antistatischen Eigenschaften wurden auf die
vorstehend angegebene Weise bestimmt; die Ergebnisantistatischen 50 se. sind in der nachfolgenden Tabelle II zusammengefaßt.
■■ '■ ■■-■''■ ;
Nr. | Polymerisatart | Antistatisches Mittel | Konzentration' -■•■•,iivy-r. rr-J: ·.''.'. --υ1'?!:··.-.''-- ;- |
Antistatische Oberflächen widerstand |
Versuche . .Äscheversuch .,.:V(cm)·;;-,^'^:.^· |
. Elektro-... .. statischer Taster |
1 | Polyäthylen (niedrige Dichte) |
..'. .ohne ;.;· ; . Mittel A Mittel B Mittel X ^ |
0,25 ; 0,25 0,50 |
; 50 · ίο6 ■' 15 ■ ΙΟ2 25 · 102 12-104 |
••.:.::-i5f2 ^r,,-:-, ' ο..:...;";, ;.. Ρ,.··..-:. ■ 0 ■■:.--:.:. |
850 ; .50. .... 150 .0 . .-■■ 609 553/406 |
Polymerisatart | 9 | 15 | 69 596 | Antistatische | 10 | Elektro | 0 | |
Oberflächen | statischer | 0 | ||||||
widerstand | Versuche | Taster | 700 | |||||
Antistatisches Mittel | Konzentration | Ascheversuch | ||||||
Fortsetzung | 750 | |||||||
Nr. | Polyäthylen | 30 · 106 | 20 | |||||
(hohe Dichte) | 15 · 102 | (cm) | 20 | |||||
(%) | 20 · 102 | 15,2 | 15 | |||||
ohne | __ | 16 · 102 | 0 | 400 | ||||
Mittel A | 0,3 | 19· 104 | 0 | - | ||||
2 | Polypropylen | Mittel B | 0,3 | 50 ■ 107 | 0 | |||
Mittel C | 0,3 | 30 · 102 | 7,6 | |||||
Mittel X | 0,5 | 20 · 103 | — | |||||
ohne | — | — | 0 | |||||
Mittel A | 0,75 | 0 | ||||||
3 | Mittel C | 0,75 | 20,3 | |||||
Mittel X | 0,75 | |||||||
Aus diesen Werten ergibt sich, daß die erfindungsgemäß eingesetzten Verbindungen wertvolle antistatische
Mittel unter Extrudierbedingungen sind, daß sie wärmestabil sind und ihre Aktivität durch die Anwesenheit
von T1O2 nicht verschlechtert werden und verstärkt wirksam als ein handelsübliches antistatisches Mittel
sind.
Beispiel 3
•Wärmestabilitätsversuche
•Wärmestabilitätsversuche
N-(2-Hydroxy-3-dodecyloxypropyl)äthanolamin wurde der thermischen Differenzialanalyse sowie einer
thermogravimetrischen Analyse unterzogen. Die Ergebnisse des 1. Versuches zeigen, daß diese Verbindung
bis zu 300° C wärmestabil ist. Bei dem 2. Versuch zeigte sich, daß eine Verflüchtigung der Verbindung bis zum
Ausmaß von 10% der ursprünglich vorhandenen Menge erfolgte, wenn die Temperatur allmählich auf 261° C
gesteigert wurde. Zusammen mit dem ersteren Ergebnis zeigt dieses Ergebnis an, daß sich die Verbindung ohne
Zersetzung innerhalb des untersuchten Temperaturbereiches verflüchtigt.
Weiterhin zeigte eine Probe von Polyäthylen von hoher Dichte, die 0,5% dieses Zusatzes enthielt, eine
ausgezeichnete Wärmestabilität, während eines Zeitraumes von 30 Minuten bei 230° G in einem Gerät zur
Bestimmung des Schmelzindex. Die auftretende Verfärbung war nicht erwähnenswert.
Gemäß der Erfindung wurden. Zusätze in ein
Copolymerisat aus 80% Vinylchlorid und 20% Vinylacetat in verschiedenen Konzentrationen durch Vermählen
auf einer Zwei-Walzen-Laboratoriumsmühle bei 1750C
während 5 Minuten einverleibt. Die erhaltenen gemahlenen Bogen wurden bei 170 bis 175° C und einem Druck
von 24 t zu Platten von 5 χ 6,3 χ 0,127 cm preßverformt.
Die antistatischen Eigenschaften wurden bei einer relativen Feuchtigkeit von 50, 40 und 20% (R.H.)
durch Bestimmung des Oberflächenwiderstandes ermittelt und sind in Tabelle III aufgeführt. Zu Vergleichszwecken
wurden Proben ohne Zusatz (Kontrolle) und mit einer gleichen Konzentration von Lauramidopropyldirnethyl-jS-hydroxyäthyl-ammoniummethosulfat,
einem handelsüblichen antistatischen Mittel, ebenfalls untersucht. Die thermische Stabilität wurde durch das
Ausmaß der Verfärbung des Polymerisats bestimmt, die während des Vermahlens und der Alterung im Ofen bei
175°C beobachtet wurde und ist in den Tabellen IV und
V im Vergleich mit dem gleichen handelsüblichen antistatischen.Mittel aufgeführt.
Zusatz
Konzen- Oberflächenwiderstand (Megaohm) tration
(%) 50% R. H. 40% R. H. 20% R.H.
Beispiel 1 | 1,5 | 40 · 10 | N. | U. | N. U. |
0,5 | 17 · 102 | 60 | •102 | 30 · 103 | |
0,3 | 58 · 102 | 11 | •103 | 60 · 103 | |
Handels | 1,5 | 40 -10 | N. | U. | RU. |
übliches | 0,5 | 20· 107 | N. | W. | RW. : |
antistatisches | 0,3 | - N.W. | N. | W. | RW. |
Mittel |
»N. U.« bedeutet »nicht untersucht«.
»N.W.« bedeutet »nicht wirksam«.
»N.W.« bedeutet »nicht wirksam«.
Tabelle IV ... ;,
Thermische Stabilität bei 175°C'v
Alterung auf der Mühle bei 175°C
1,5% antistatisches Mittel
Alterung auf der Mühle bei 175°C
1,5% antistatisches Mittel
Mahlzeit | Verfärbung | "Handelsübliches Mittel |
(Min.) | R = Q2H2J | ,: kaum gelb |
5 | kaum gelb ' | ' sehr schwachgelb |
10 | sehr schwachgelb ; | hellgelb |
15 | hellgelb | dünkelgelb |
20 | gelb | stark dünkel- |
23 | nicht untersucht | gelböränge |
nicht untersucht | ||
25 | gelborange | nicht untersucht |
30 | dunkelorange | |
11 12
Verbindung Alterung im Ofen bei 175°C VYNS (Ansatz wie oben)
'': Verfärbung nach folgender Anzahl von Minuten
6 12 18 24
R =' C12H25— hellgelb gelb gelborange dunkelrot
Handelsübliches Mittel hellgelb dunkelorange schwarz nicht untersucht
Wenn der Zusatz nach Beispiel 1 in steifem Polyvinylchlorid nach dem Verfahren von Beispiel 6 untersucht
wurde, wurden folgende Ergebnisse erhalten:
0,3% Zusatz Vergilbungsindex 50% R. H. ' 40% R. H. 30% R. H. ' 20% R. H.
R = C12H25 3 15 · 102 34 - 102 16 ■ 103 13-104
B e i s ρ i e 1 6
Mit 5,0% TiO2 pigmentiertes steifes Polyvinylchlorid wurde nach dem Verfahren von Beispiel 6 unter
Verwendung des Zusatzes nach Beispiel 1 untersucht. Dabei wurden folgende Ergebnisse erhalten:
0,5% antistatische Mittel Vergilbungsindex Widerstand (Megaohm) '
50% R. H. 40% R. H. 20% R. H.
R = C12H25 ' 1 12 · 102 10 ■ 103 36 ■ 104
Claims (1)
1. Formmassen aus einem Polymerisat und einem antistatischen Mittel, gekennzeichηe t durch
den Gehalt einer Verbindung der Formel
OH R1
R-OCH7-CH-CH2-N
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