DE1669653A1

DE1669653A1 - Verfahren zur Verminderung der elektrostatischen Aufladung von Polyvinylchlorid

Info

Publication number: DE1669653A1
Application number: DE19661669653
Authority: DE
Inventors: Harry Dr Distler; Alfred Dr Hauss; Heinz Dr Pohlemann; Bernd Dr Stanger
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1966-06-29
Filing date: 1966-06-29
Publication date: 1971-05-06
Also published as: NL153247B; US3537884A; BE700680A; DE1669653C3; DE1669653B2; NL6708878A

Description

BADISCHE ANILIN« & SODA-FABRIK AG

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Unser Zeicheng Q.Z« 24 31²I- Wd/Hk/Wa Ludwigshafen am Rhein, 28.6.1966

Verfahren zur Verminderung der elektrostatischen Aufladung von.

Polyvinylchlorid

Polyvinylchlorid, insbesondere das in wäßriger Suspension hergestellte Polyvinylchlorid, neigt dazu, sich aufgrund seiner dielektrischen Eigenschaften beim Reiben elektrostatisch aufzuladen. Die elektrischen Ladungen führen zu einer verstärkten Neigung der Vinylchlorid-Polymerisate zur Verschmutzung.,-Auch bei der Verarbeitung beispielsweise von pulverfö'rmigen Vinylchlorid-Polymerisaten können durch die elektrostatische Aufladung unliebsame Störungen auftreten, z.B, beim Füllen und Entleeren von Säcken oder beim Zuführen pulverförmigen Polyvinylchlorids zu Verarbeitungsmaschinen.

Zur Vermeidung dieser Nachteile hat man die Oberfläche der Vinylchlorid-Polymerisate schon mit antistatisch wirkenden Stoffen behandelt, beispielsweise durch Tauchen von geformten Gebilden aus Polyvinylchlorid in Lösungen der Antistatika. Als Antistatika werden nach dem aus der deutschen Auslegeschrifte 1 Oj54 849 bekannten Verfahren zur Verminderung der elektrostatischen Aufladung hochpolymerer Stoffe organische Oniumverbindungen, wie Ammonium-, SuI-54/66 fonium- und PhosphonIumverbindungen_Ä verwendet. Für dieses bekann- /

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te Verfahren kommen vor allemorganische Ammoniumverbindungen, wie ' Triraethyl-oc-tyl-ammöniumchlorid, Dirnethyl-dioctadeoyl-ammoniumchlorid und Dodecyl-pyridiniumchlorid,' in Frage. Durch die Behandlung von Oberflächen geformter Gebilde aus Polyvinylchlorid, besonders vom Suspensions-Polyvinylchlorid-Pulver, mit organischen Ammoniumsalzen oder Phosphoniumsalzen wird jedoch der spezifische elektrische Widerstand und die thermische Stabilität des Polyvinylchlorids sehr stark vermindert»

Es wurde nun gefunden* daß man die elektrostatische Aufladung von Polyvinylchlorid durch Behandeln des Polyvinylchlorids mit organischen Oniumsalzen vorteilhaft vermindern kann, wenn man als Oniumsalze Alkylsulfoniumsalze verwendet, die gegebenenfalls durch Hydroxylgruppen substituiert sind« Derartige Sulfoniumsalze können in üblicher Weise, z.B. nach den Angaben der deutschen Auslegeschrift 1 174 312 hergestellt sein- Bei dem neuen Verfahren ist es nicht erforderlich, chemisch einheitliche Sulfoniumsalze zu verwenden. Vielmehr sind auch Gemische von Alkylsulfoniumsalzen geeignet, wie sie bei der Anlagerung von Hydroxyalkylmercaptanen an

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oc-Olefingemische, insbesondere von Monoolefinen mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen., erhalten werden. ·

Die geeigneten Alkylsulfoniumsalze haben im allgemeinen Alkylgruppen mit 1 bis 40 Kohlenstoffatomen, die durch Hydroxylgruppen substituiert sein können. Die Alkylgruppen können cyclisch, geradkettig oder verzweigt sein. Besonders geeignet sind Alkylsulfoniumsalze, die mindestens eine Alkylgruppe jnit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen aufweisen und von denen vorzugsweise mindestens eine Alkyl--

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gruppe durch eine Hydroxylgruppe substituiert ist. Gut geeignet sind z.B* Sulfoniumsalze, die drei Alkylgruppen mit jeweils 6 bis 22 Kohlenstoffatomen aufweisen, von denen zwei Alkylgruppen durch jeweils eine Hydroxylgruppe substituiert sind. Dabei haben geradkettige Alkylgruppen, die gegebenenfalls eine endständige Hydroxylgruppe aufweisen, im Hinblick auf die Zugänglichkeit der Sulfoniumsalze besondere Bedeutung«

Die zu den Sulfoniumsalzen gehörenden Anionen sind im allgemeinen von untergeordneter Bedeutung, doch sind Sulfoniumsalze, die mehrwertige Anionen haben, besonders gut geeignet. Geeignete Anionen sind z.B. Halogenionen., z.B. Chlorionen,der zweiwertige Rest der Schwefelsäure, der dreiwertige Rest der Phosphorsäure, Acetationen, Tosylationen oder das Anion der Methylschwefelsäure.

Beispiele für sehr gut geeignete Alkylsulfoniumsalze sind Cycloocten-4-yl-dihydroxyäthyl-sulfoniumsulfat, Cycloocten-4-yl-dihydroxyäthyl-sulfoniumacetat, Cycloocten-4-yl-dihydroxyäthyl-sulfoniumtosylat, n-Nonanyl-dihydroxyäthyl-sulfoniumsulfat, n-Undecanyldihydroxyäthyl-sulfoniumsulfat, n-Undecanyl-dihydroxyäthyl-sulfonlumtosylat, n-Nonanyl-dihydroxyäthyl-sulfoniummethylat und n-Nonanyldihydroxyäthyl-sulfonium-nonanylsulfonat sowie Gemische von Sulfoniumsalzen dieser Art.

Die Alkylsulfoniumsalze können auf die Vinylchlorid-Polymerisate in an sich üblicher Weise aufgebracht werden. Beispielsweise können geformte Gebilde aus den Vinylchlorid-Polymerisaten In Lösungen"der Alkylsulfoniumsalze getaucht oder mit derartigen Lösungen besprüht

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werden. Soweit die Vinylchlorid-Polymerisate pulverförmig Vorlie-. gen, können sie auch.in'den Lösungen der Alkylsulfoniumsalze suspendiert und anschließend wieder davon abgetrennt werden. Anschlies· send an das Behandeln des Polyvinylchlorids mit Lösungen der Alkylsulfoniumsalze können die Polymerisate in üblicher Weise, insbesondere unter vermindertem Druck und gegebenenfalls bei erhöhten Temperaturen, getrocknet werden,, Als Lösungsmittel für die Alkylsulfoniumsalze eignet sich besonders Wasser. Ferner eignen sich z.B. leichtflüchtige Alkohole, wie Methanol und Äthanol-,

Wenn die Alkylsulfoniumsalze in Form ihrer Lösungen verwendet werden, kann ihre Konzentration in dem Lösungsmittel in weitem Bereich variiert werden. Gute Ergebnisse wurden z.B. mit 0,001- bis lO^igen wäßrigen Lösungen erzielt, doch können in besonderen Fällen auch Lösungen, die mehr als 10 % der Alkylsulfoniumsalze enthalten, verwendet werden. Besonders bewährt haben sich Lösungen, die 1 bis 5 Gewichtsprozent Alkylsulfoniumsalze, bezogen auf die Lösung, enthalten. Bei pulverförmigen Vinylchlorid-Polymerisaten, z.B. mit Durchmessern bis 0,1 mm, besonders mit 10 bis 500 /U, können besonders gute Ergebnisse erzielt werden, wenn die Pulver nach einer Behandlung mit Lösungen der Alkylsulfoniumsalze 0,005 bis 0,5, insbesondere 0,01 bis 0,1, Gewichtsprozent der Alkylsulfoniumsalze, bezogen auf die Menge des behandelten Vinylchlorid—-' Polymerisates, enthalten.

Erfindungsgemäß behandeltes Polyvinylchlorid weist eine praktisch gleich stark verminderte Neigung zur elektrostatischen Aufladung auf wie Polyvinylchlorid, das unter vergleichbaren Bedingungen mit

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organischen Ammoniumsalzen behandelt ist. Sein spezifischer elektrischer Widerstand ist jedoch wesentlich weniger vermindert als dies bei Polyvinylchlorid, das mit organischen Ammoniumsalzen behandelt wurde, der Fall ist. Außerdem weist erfindungsgemäß behandeltes Polyvinylchlorid eine im Vergleich zu unbehandeltem Polyvinylchlorid erhöhte thermische Stabilität, z.B. bei der Verarbeitung, auf, während Polyvinylchlorid, das in bekannter Weise mit organischen Ammoniumsalzen oder Phosphoniumsalzen behandelt wurde, im Vergleich zu unbehandeltem Polyvinylchlorid eine verminderte thermische Stabilität besitzt. Die Effekte der genannten Art treten bei pulverförmigen Vinylchlorid-Polymerisaten, die durch Suspensions-Polymerisation hergestellt sind, besonders deutlich in Erscheinung.

Die in den folgenden Beispielen genannten Teile und Prozente sind Gewichtseinheiten»

Beispiel 1

Suspensions-PVC-Pulver der Korngrößenverteilung 40 bis 150 /u wird mit einem Zusatz von 0,05, 0,02 und 0,005 Gewichtsprozent n-Nonanyl-dihydroxyiäthyl-sulfoniumsulfat folgender Behandlung unterworfen ι Das Gemisch wird in einer Porzellankugelmühle bei 45 Upm zuerst 1 Minute und dann 10 Minuten lang gewalzt. Die Rieselfähigkeit des Pulvers vor der Behandlung, nach 1 Minute und nach 10 Minuten wird im Fordbecher (6 mm Düse) bestimmt. Die in Klammer aufgeführten Zahlen bedeuten die Schuttgewichte (in g/100 cnr) der Proben nach dem Rieselversuch.

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Rieselfähigkeit iii g/sec.

Zusätze	nicht gewalzt	1' Kugelmühle	10' Kugelmühle
0,05 # 0,02 % 0,005 %	2,2 [49,3] 2,0 \|49,3]	2,2 \|49,3] 2,0 &9,l] 1,4 §8,6]	2,2 [49,3\| 2,0 [49,ΐ] 1,4 (47,9\|

Das. Suspension-PVC-Pulver hat ohne Zusatz eines Sulfoniumsalzes eine Rieselfähigkeit von 1,5 g/sec. und rieselt schon nach einminutenlangem Mahlen nicht mehr aus dem Fordbecher (Schuttgewicht 49,3 g/100 cm⁵).

Beispiel 2

a) Suspensions-PVC wird mit 0,05 Gewichtsprozent n-Nonanyl-di(hy·- droxyäthyl)-sulfoniumsulfat und einem handelsüblichen Blei- bzw. Barium-/Cadmium-Stabilisator vermischt und Proben der erhaltenen Formmassen zur Prüfung der Wärmestabilität im Wärmeschrank auf 170⁰C erhitzt. Die Proben zeigten erst nach 120 bzw. 100 Minuten Zersetzungserscheinungen.

b) Verwendet man anstelle des Sulfoniumsalzes dieselbe Menge n-Lauroylamidopropyl-trimethylammonium-tosylat bzw. Methyl-triphenylphosphonium-tosylat zusätzlich zu den handelsüblichen Stabilisatoren, so treten unter sonst gleichen Bedingungen Zersetzungserscheinungen schon naoh 40 bis 60 Minuten auf.Bei Suspensions-PVC,das nur die handelsüblichen Stabilisatoren aber keine Oniumverbindungen enthält, treten die Zersetzungserscheinungen unter sonst glei-

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chen Bedingungen nach 80 Minuten auf.

c)Wird das die unter a) aufgeführten Zusätze enthaltende Suspensions -PVC zusätzlich in üblicher Weise weichgemacht, so beträgt sein spezifischer elektrischer Widerstand bei 25°C 3,3 . 10^{15 1}TT Dagegen beträgt der spezifische elektrische Widerstand von in üblicher Weise weichgemachtem Suspens i ons-PVC, das die unter b) genannten Stoffe enthält, 2,7 . 10 */£ (Ammoniumverbindung) bzw. 8,7.. ΙΟ¹¹ Ίΐ (Phosphoniumverbindung).

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Claims

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Verfahren zur Verminderung der elektrostatischen Aufladung von Polyvinylchlorid durch Behandeln des Polyvinylchlorids mit orga-•nischen Oniumsalzen* dadurch gekennzeichnet, daß man als Oniumsalze Alkylsulfoniumsalze verwendet^ die gegebenenfalls durch Hydroxylgruppen substituiert sind»

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