DE1669709A1 - Polystyrene molding compounds with antistatic properties - Google Patents
Polystyrene molding compounds with antistatic propertiesInfo
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Description
Badische Anilin- & Soda-Fabrik AG 1669709Badische Anilin- & Soda-Fabrik AG 1669709
Unser Zeichen: O.Z. 24 966 Fri/HkOur reference: O.Z. 24 966 Fri / Hk
Ludwigshafen/Rhein, den 10.7.1967 Antistatisch ausgerüstete PolystyrolformmassenLudwigshafen / Rhein, July 10, 1967 Antistatic polystyrene molding compounds
Die vorliegende Erfindung betrifft antistatisch ausgerüstete Polystyrolformmassen.The present invention relates to antistatic equipment Polystyrene molding compounds.
Styrolpolynerisate und Formteile, die aus diesen dur.ch thermoplastische Verformung hergestellt v/erden, neigen wegen ihres unpolaren Charakters sehr stark zur elektrostatischen Aufladung. Sie setzen daher Staub an und erhalten ein unansehnliches Aussehen, wodurch der Gebrauchswert von Polystyrolformkörpern erheblich beeinträchtigt werden kann.Styrene polymers and molded parts made from these dur.ch thermoplastic Due to their non-polar character, they have a very strong tendency towards electrostatic charging. They therefore collect dust and have an unsightly appearance, which reduces the utility value of polystyrene moldings can be significantly affected.
Han ist deshalb schon seit langem bemüht, durch Zusätze das elektrostatische Aufladen von Polystyrolformmassen zu verhindern oder wenigstens zeitweise einen antistatischen Effekt zu bewirken. Man hat für diesen Zweck entweder den Polystyrolformmassen antistatisch machende Substanzen untergemischt oder die fertigen Formteile oberflächlich mit Antistatika behandelt. Alle diese Methoden haben jedoch in der Praxis noch nicht zu befriedigenden Ergebnissen geführt. Bei der oberflächlichen Ausrüstung von Formteilen aus Styrolpolymerisaten wird das aufgebrachte Antistatikum durch einfachen Abwischen nach kurzer Zeit wieder entfernt, so daß der antistatische Effekt dann nicht mehr vorhanaen ist. FJoIm Hinarbeiten der Antistatika in die Polystyrol-Han has therefore endeavored for a long time to add the To prevent electrostatic charging of polystyrene molding compounds or at least temporarily to bring about an antistatic effect. For this purpose, either the polystyrene molding compositions or the antistatic substances have been mixed in Finished molded parts are treated superficially with antistatic agents. However, none of these methods have yet to be satisfactory in practice Results. With the superficial equipment Molded parts made from styrene polymers can quickly restore the applied antistatic agent by simply wiping them off removed so that the antistatic effect no longer exists is. FJoIn the work of antistatic agents in the polystyrene
-2--407/67 - _^-»-2--407 / 67 - _ ^ - »
10 9813/1714 ;φ 10 9813/1714; φ
- 2 :- ;' O.Z. 21» 966- 2 : -; ' OZ 21 »966
formmassen wurden bisher spezielle Amine oder quaternäre Ammoniumverbindungen verwendet. Abgesehen davon, daß diese Verbindungen die Gebrauchseigenschaften von Formkörpern aus Styrolpolymerisaten negativ beeinflussen und oftmals zu Verfärbungen neigen, sind die erzielten antistatischen Effekte auch nur verhältnismäßig gering.So far, molding compounds have been special amines or quaternary ammonium compounds used. Apart from the fact that these compounds reduce the performance properties of moldings made from styrene polymers have a negative impact and often tend to discolour, the antistatic effects achieved are also only relatively small.
In der deutschen Auslegeschrift 1 215 925 werden langkettige Alkylsulfonate mit 10 bis 20 C-Atomen im Alkylrest als Antistatika vorgeschlagen. In den bekanntgemachten Unterlagen der belgischen Patentanmeldung 658 964 werden neben Alkylsulfonaten auch Mischungen derselben mit Alkylarylsulfonaten beschrieben. Von den Alkyl- bzw. Alkylarylsulfonaten sind jedoch zur genügenden antistatischen Ausrüstung von Polystyrolformmassen mindestens 2 bis 8 Gew.£, bezogen auf die Kunststoffmasse, einzusetzen. Beim Unterschreiten dieser Menge ist eine ausreichende antistatische Ausrüstung nicht mehr gegeben.In the German Auslegeschrift 1 215 925, long-chain Alkyl sulfonates with 10 to 20 carbon atoms in the alkyl radical as antistatic agents suggested. In the published documents of Belgian patent application 658 964, not only alkyl sulfonates but also mixtures the same described with alkylarylsulfonates. From the alkyl However, in order to provide polystyrene molding compositions with sufficient antistatic properties, at least 2 to 8% by weight are based on alkylarylsulfonates on the plastic compound. If this amount is not reached, there is insufficient antistatic equipment given more.
Derartige Sulfonate sind bekanntlich stark hydrophil, so daß damit ausgerüstete Polystyrolformmassen eine verhältnismäßig hohe Viasseraufnahmefähigkeit besitzen. Hierdurch kann ein zusätzlicher Trokkenprozeß vor der thermoplastischen Verarbeitung der Styrolpqlymerisate erforderlich sein. .Such sulfonates are known to be highly hydrophilic, so that with it equipped polystyrene molding compounds have a relatively high water absorption capacity own. This allows an additional drying process before the thermoplastic processing of the styrene polymers to be required. .
Eine weitere technische Schwierigkeit besteht darin, die genahnten Sulfpna,te au.sreic.hend gle^ehmäßlg ,in die P.Qlystyrolfprmmassen einzuarbeiten. Wegen der meist wachsartiir^n^^pder, schrnieri^en Beschaffenheit dieser als Antistatika verw,qndet.e,n^S.ubstanzeii sind die gebräuchlichen Dosiereinrichtungen besonders störanfällig.Another technical difficulty is that of the above Sulphpna, is also sufficient to incorporate into the P.Qlystyrolfprmmassen. Because of the mostly wax-like, pearled texture these used as antistatic agents are the common ones Dosing devices particularly prone to failure.
1098 13/17U1098 13/17 U
- 3 - O.Z. 2k 966- 3 - OZ 2k 966
Es wurde nun gefunden, daß man diese Machteile vermeiden und Polystyrolformmassen auf einfache Weise antistatisch ausrüsten kann, wenn man in sie vor ihrer thermoplastischen Verformung ein Zweistoffgemisch einarbeitet, das aus 1 Gewichtsteil einer Substanz A mit der allgemeinen FormelIt has now been found that one can avoid this handicap and Finishing polystyrene molding compounds antistatic in a simple way can if you enter into them prior to their thermoplastic deformation Incorporates two-substance mixture, which consists of 1 part by weight of a substance A with the general formula
(R-SCUl -Me(R-SCUl -Me
und 1 bis 5 Gewicht stell en einer Substanz B bestellt, dem Monoester eines zwei- oder, höherwertigen aliphatischen Alkohols, dessen Anzahl an Kohlenstoffatomen, 2 bis 5 beträgt,, mit einer gesättigten oder ungesättigten Carbonsäure, die 10 bis 20feMen st off atome im Molekül enthält. R in der allgemeinen Formel dea? Substanz A ist hierbei· ein geradkettiger oder verzweigter Alkylrest mit 10 bis 18 C-Atomen und Me - Lithium, Natrium, Kalium, Magnesium, Calcium, Barium, Zink; X bedeutet 1 oder 2, je nachdem, ob Me. ein ein- oder zweiwertiges Metall ist.and 1 to 5 weight places of a substance B ordered, the monoester of a di- or higher-valent aliphatic alcohol, its Number of carbon atoms that is 2 to 5, with a saturated or unsaturated carboxylic acid containing 10 to 20 atoms of atoms in the Contains molecule. R in the general formula dea? Substance A is here · a straight-chain or branched alkyl radical with 10 to 18 carbon atoms and Me - lithium, sodium, potassium, magnesium, calcium, Barium, zinc; X means 1 or 2, depending on whether Me. A one or is divalent metal.
Als Substanz B sind die leicht zugänglichen Monoester des Glycerins mit gesättigten oder ungesättigten Fettsäuren besonders geeignet, z.B. Glycerinmonostearat, Glyeerlnmonopalmitat, Glycerlnmonooleat, Glyeerinmonoricinolat usw.Substance B is the easily accessible monoester of glycerine with saturated or unsaturated fatty acids particularly suitable, e.g. glycerine monostearate, glycerine monopalmitate, glycerine monooleate, Glycerin monoricinolate, etc.
Der Gehalt an Substanz A in der antistatisch ausgerüsteten Polystyrolformmasse beträgt mindestens 0,5 und höchstens 1,5 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmasse.The content of substance A in the antistatic polystyrene molding compound is at least 0.5 and at most 1.5 percent by weight, based on the total mass.
Polystyrolformmassen, die erfindungsgemäß antistatisch ausgerüstet werden können, sind Polystyrol oder dessen Mischpolymerisate, die überwiegende Mengen Styrol elnpolymerisiert enthalten, z.B. Mlsch-Polystyrene molding compositions which, according to the invention, have an antistatic finish are polystyrene or its copolymers, the contain predominant amounts of polymerized styrene, e.g. Mlsch-
T0S8T3/1714T0S8T3 / 1714
- *J ■- ο.ζ. zk - * J ■ - ο.ζ. zk
polymerisate mit Acrylnitril,. οί-Methylstyrol oder Halogenstyrolen sowie sogenannte schlagfesteStyrolpolymerisate, die 5 bis 30 Gewichtsprozent einer Weichkomponente auf der Basis von Butadien und/oder Acrylsäureestern enthalten. Auch sogenannte ABS-Polymerisate, die überwiegende Mengen Styrol und daneben Acrylnitril in polymerisierter-Form und eine kautschukartige, butadienhaltige Komponente enthalten, können erfindungsgemäß antistatisch ausgerüstet ν* er den.polymers with acrylonitrile ,. οί-methylstyrene or halostyrenes as well as so-called impact-resistant styrene polymers, the 5 to 30 Contain percent by weight of a soft component based on butadiene and / or acrylic acid esters. Also so-called ABS polymers, the predominant amounts of styrene and also acrylonitrile in polymerized form and a rubber-like, butadiene-containing one Containing components can be given an antistatic finish according to the invention ν * he the.
Wie schon erwähnt, ist es schwierig, Sulfonate vom Typ A für sich allein hinreichend genau zu dosieren, während die erfindungsgemäßen Gemische'aus Substanzen vom Typ A und B bei den in der Technik üblichen Temperaturen so dünnflüssig sind, daß sie mit handelsüblichen Dosiereinrichtungen leicht und gleichmäßig in die PolystyrOlformmassen eingebracht werden können. Die mechanischen Eigenschaften der Styrolpolymerisate, insbesondere die Wasseraufnahmefähigkeit, werden durch Zusätze gemäß der Erfindung nicht merklich verändert.As mentioned earlier, it is difficult to get Type A sulfonates on their own alone to dose with sufficient accuracy, while the mixtures according to the invention of substances of type A and B in the Technology usual temperatures are so thin that they with commercially available dosing devices easily and evenly into the Polystyrene molding compounds can be introduced. The mechanical Properties of the styrene polymers, in particular the water absorbency, are not affected by additives according to the invention noticeably changed.
Es ist überraschend, daß bereits 0,5 bis 1,5 Gew.$ eines Sulfonate der allgemeinen Formel A in Verbindung mit der offenbar synergistisch wirkenden Substanz B in Polystyrolformmassen einen deut- liehen antistatischen Effekt bewirken, der durch die Verwendung gleicher Mengen eines Sulfonats mit der allgemeinen Formel A für sich allein nicht erzielbar ist.It is surprising that already 0.5 to 1.5 wt. $ Of a sulfonate of the general formula A in connection with the apparently synergistic substance B in polystyrene molding compounds a significant borrowed antistatic effect by using equal amounts of a sulfonate with the general formula A for is not achievable on its own.
Gemäß der Erfindung enthalten die antistatisch ausgerüsteten PolystyrolformmoEsen Sulfonate mit der allgemeinen Formel A ir.According to the invention contain the antistatic Polystyrene molds sulfonates with the general formula A ir.
1098 13/ 17 1 Λ1098 13/17 1 Λ
- 5 - O.Z, 24 966- 5 - O.Z, 24 966
einer Menge von 0,5 bis 1,5 Gew.^, vorzugsweise von 0,8 bis 1,3 Gew.%y bezogen auf die Gesamtmasse. Die Menge der verwendeten Antistatika richtet sich dabei einerseits nach dem erwünschten antistatischen Effekt und andererseits nach den speziellen Eigenschaften der antistatisch auszurüstenden Polystyrolformmassen.an amount of 0.5 to 1.5 wt. ^, preferably from 0.8 to 1.3 wt.% y based on the total mass. The amount of antistatic agents used depends on the one hand on the desired antistatic effect and on the other hand on the special properties of the polystyrene molding compositions to be antistatic.
Das Einarbeiten der Antistatika wird zweckmäßig in den üblichen Vorrichtungen vorgenommen, z.B. in Extrudern oder Knetern. Das Einarbeiten kann zusammen mit den bei der Konfektionierung von Styrolpolymerisaten üblichen Substanzen, also mit Stabilisatoren, ä Gleitmitteln und Pigmenten, vorgenommen werden. In diesen Fällen ist dann ein gesonderter Arbeitsgang nicht erforderlich. Bei kontinuierlichen Polymerisationsverfahren, wie sie beispielsweise bei der Herstellung von schlagfesten kautschukhaltlgen Styrolpolymerisaten angewendet werden, gibt man die Antistatika zweckmäßig schon der aus der Polymer!sationsanlage erhaltenen Schmelze vor der Entgasung zu.The incorporation of the antistatic agents is expedient in the usual Devices made, e.g. in extruders or kneaders. That It can be incorporated together with the substances customary in the manufacture of styrene polymers, i.e. with stabilizers, the like Lubricants and pigments. In these cases a separate operation is then not required. In continuous polymerization processes, such as those for example are used in the production of impact-resistant, rubber-containing styrene polymers, it is appropriate to give the antistatic agents the melt obtained from the polymerisation plant before degassing.
Die antistatischen Eigenschaften der erfindungsgemäß antistatisch ausgerüsteten Styrolpolymerisate v/erden ermittelt durch Messung M des Oberflächenwiderstandes nach DIN 53 ^82. Die in den folgenden Beispielen genannten Teile sind Gewichtsteile. Die angegebenen Prozente sind Gewichtsprozente,.The antistatic properties of the styrene polymers with an antistatic finish according to the invention are determined by measuring M of the surface resistance according to DIN 53 ^ 82. The parts mentioned in the following examples are parts by weight. The percentages given are percentages by weight.
100 Teile eines handelsüblichen Mischpolymerisates aus 75 Teilen Styrol und 25 Teilen Acrylnitril werden mit 1 Teil kogasinsulfonsaurem Natrium mit 13 bis 17 C-Atomen Im Alkylrest (Substanz A)100 parts of a commercially available copolymer composed of 75 parts Styrene and 25 parts of acrylonitrile are mixed with 1 part of kogasinsulfonsaurem Sodium with 13 to 17 carbon atoms in the alkyl radical (substance A)
109813/1714109813/1714
- 6 - O.Z. 24 966- 6 - O.Z. 24 966
und 2,5 Teilen Glycerinmonostearat (Substanz B)auf einer Mischschnecke innig vermischt und anschließend über einen Extruder in Granulatform übergeführt.and 2.5 parts of glycerol monostearate (substance B) on a mixing screw intimately mixed and then converted into granulate form via an extruder.
Aus diesem Granulat gepreßte Plätten besitzen folgende Heßwerte:Plates pressed from this granulate have the following heat values:
OberflächenwiderstandSurface resistance
ohne Zusatz 101 without addition 10 1
ι ^a + 2,5 % β ■■;■■; ' ίο8 ι ^ a + 2.5 % β ■■; ■■; 'ίο 8
100 Teile,eines Styrolhomopolymerisats (Standardpolystyrol), welches 2 % Titandioxyd als Farbpigment enthält, werden mit 1,5 Teilen kogasinsulfonsaurem Kalium (Substanz A) und 3»0 Teilen Glycerinmonooleat (Substanz B) in einer Mischschnecke innig vermischt und über einen Extruder in Granulatform Übergeführt. . .100 parts of a styrene homopolymer (standard polystyrene), which contains 2 % titanium dioxide as a color pigment, are intimately mixed with 1.5 parts of potassium kogasinsulfonate (substance A) and 3 »0 parts of glycerol monooleate (substance B) in a mixing screw and then in granulate form via an extruder Convicted. . .
Die Prüfung daraus analog hergestellter Preßplatten ergibt folgende Werte des Oberflächenwiderstandes: ·The test of press plates produced analogously therefrom results in the following Surface resistance values:
■ -."".■'■' Oberflächenwiderstand■ -. "". ■ '■' Surface resistance
ohne Zusatz 10 ^without addition 10 ^
1,5 % A + 3,0 % B ΙΟ7 1.5 % A + 3.0 % B ΙΟ 7
100 Teile eines schlaßfesten Polystyrols, das als Weichkomponente 8 % Butadienkautachuk enthitlt, v/erden mit 1,25 Teilen kogasin- : ■...■:■■■ ' ■■. . ' ■. ■ ' ::■■■■■ ■ ' ■■■.. -7-100 parts of a sleep-resistant polystyrene, which contains 8 % butadiene rubber as a soft component, v / ground with 1.25 parts of kogasin- : ■ ... ■: ■■■ '■■. . '■. ■ ':: ■■■■■ ■' ■■■ .. -7-
T09813/1714T09813 / 1714
■- 7 - O.Z. Zk 966■ - 7 - OZ Zk 966
sulfonsäuren! Natrium mit 13 bis 17 C-Atomen im Alkylrest (Substanz A) und 2,5 Teilen Glycerinmonostearat (Substanz B) in der Schnecke vermischt und dann über einen Extruder granuliert. Aus dem Granulat werden Testkästchen der Abmessung 5 x 5 x 10 cm spritzgegossen und in einem normal klimatisierteil Raum aufgestellt. Die gleichen Formkörper werden aus nicht präpariertem Material hergestellt. Weiter werden zum Vergleich Kästchen aus einem Material hergestellt, das 2 % eines handelsüblichen Antistatikums, des Stearylamidopropyl-dimethylhydroxyäthylnitrats (Z ^ enthält.sulfonic acids! Sodium with 13 to 17 carbon atoms in the alkyl radical (substance A) and 2.5 parts of glycerol monostearate (substance B) are mixed in the screw and then granulated through an extruder. Test boxes measuring 5 x 5 x 10 cm are injection molded from the granulate and set up in a normal air-conditioned room. The same moldings are made from unprepared material. For comparison, boxes are also made of a material which contains 2 % of a commercially available antistatic, stearylamidopropyl-dimethylhydroxyethyl nitrate (Z ^.
Beurteilt wurden Verfärbungen des Formteils nach dem Spritzgießen und die Verstaubung nach dreiwöchigem Stehen im normal klimatisierten Raum. Die Formgebung im Spritzguß fand bei möglichst niedrigen Massetemperaturen statt.Discoloration of the molded part after injection molding was assessed and the dust after standing for three weeks in a normally air-conditioned room Space. Injection molding took place at the lowest possible melt temperatures.
Die Prüfung hatte folgendes Ergebnis: schlagfestes Polystyrol VerfärbungThe test had the following results: impact-resistant polystyrene discoloration
VerstaubungDustiness
ohne Zusatzwithout addition
1,25 % A + 2,5 % B
2 % (Z)1.25 % A + 2.5 % B
2 % (Z)
keineno
keineno
brauns chwarze Schlieren am Angußbrown black streaks on the sprue
starke Staubmusterbildung strong dust pattern formation
keineno
keineno
1 0 9 8 1 3 / 1 7 U1 0 9 8 1 3/1 7 U
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BHN | Withdrawal |