DE1669980B2

DE1669980B2 - Verwendung antistatischer Mittel in Polymerisaten

Info

Publication number: DE1669980B2
Application number: DE1669980A
Authority: DE
Inventors: Thomas Ellis Glamorgan Davies; Hubert Brian Swansea Glamorgan Wales Hopkins
Original assignee: DISTRENE Ltd LONDON
Current assignee: DISTRENE Ltd LONDON
Priority date: 1966-10-19
Filing date: 1967-09-26
Publication date: 1975-11-27
Also published as: NL6713652A; US3639518A; GB1137929A; DE1669980A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Verwendung antistatischer Miltel in Polymerisaten. ^M

Bekanntlich wird die Neigung von Polyolefinen, statische Elektrizität aufzuladen, dadurch verringert, indem man dem Polyolefin 0.01 bis 5 Gewichtsprozent, bezogen auf das Polyolefin, eines antistatischen Mittelsaus

1. einem N-(liydroxyalkylierten) Fettsäureamid.

2. einem Alkylenoxidkondensat eines Fettsäureumids,

3. einem Alkylenoxidkondensat eines N-(hydroalkylierten) Fettsäureamids oder

4. einer Mischung aus zwei oder mehreren Verbindungen, die unter 1. bis 3. genannt sind

einverleibt, wobei das Fettsäureamid 6 bis 22 Kohlenstoffatome enthält. Es ist weiterhin bekannt, die Neigung von Polyäthylen zum Akkumulieren elektrostatischer Ladungen durch Einverleibung eines Äthanolamids der Laurinsäure zu verringern.

So offenbart z. B. die britische Patentschrift 9 06 174 die Verwendung von Laurindiäthanolamid als antistatisches Zusatzmittel für Polyäthylen. Diese Patentschrifl gibt jedoch keinen Hinweis, daß Laurindiäthanolamid als antistatisches Mittel für andere polymere Materialien verwendet werden kann, oder daß bei der Verwendung dieser Verbindung Probleme wegen einer Verfärbung auftreten und wie diese Probleme zu lösen sind.

Die britische Patentschrift 7 81 171 beschreibt die Verwendung von antistatischen Mitteln mit einer Dielektrizitätskonstanten, die größer als 25 ist, in Verbindung mit einem feinverteilien absorbierenden Material. Die als antistatischen Mittel genannten Stoffe sind hochpolare Stoffe, die keine langkettigen Alkylgruppen aufweisen sollen.

Als Verfärbungsunu-rdrücker sind die genannten Mittel unwirksam.

Es wurde festgestellt, daß antistatische Mittel, wie Laurindiäthanolamid, in Polystyrol eine Verfärbung bewirken, nachdem dieses bei hohen Temperaturen verarbeitet wurde. In nichtpigmentiertem Polystyrol, das bei einer Temperatur von etwa 250°C oder mehr verarbeitet wurde, tritt eine unbefriedigende Vergilbung des Polystyrols auf, und in weißem Polystyrol, das normalerweise eine geringe Menge eines blauen Pigmen- &° tes enthält, erfolgt unter denselben Bedingungen eine unerwünschte, leicht grüne Färbung. Weiterhin wurde festgestellt, daß bei Spritzgußverfahren, wo die Temperatur des geschmolzenen Polymerisats etwa 300⁰C erreichen kann, eine schwere Verfärbung des erhaltenen Gußstückes erfolgt, insbesondere, wo das geschmolzene Polymerisat längere Zeit im Zylinder der Verformungsvorrichtung gehalten wird.

Ziel der Erfindung ist es. antistatische Präparate zu schaffen, durch deren Verwendung die Nachteile der oben erwähnten antistatischen Mitte! überwunden werden.

Die vorliegende Erfindung betrifft nun die Verwendung von Alkanolamiden organischer Säuren und Oxide. Hydroxide, Carbonate, Bicarbonate oder Carboxylate von Ammonium oder einem Metall der Gruppe Ia oder HA des periodischen Systems als Verfärbungsunterdrücker in antistatischen Präparaten für Polymerisate, wobei der Verfärbungsunterdrücker und Alkanolamid in einem Gewichtsverhältnis zwischen 1:10 und 1 : 50 und der Verfärbungsunterdrücker in einer Menge von 0,005 bis 1.0 Gewichtsprozent, bezogen auf das Polymerisat, verwendet wird.

Das verwendete antistatische Präparat enthüll ein Alkanolamid einer organischen Säure, die aliphatisch oder aromatisch sein kann. Sie ist vorzugsweise eine aliphatische Säure mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen. /. B. Laurinsäure. Das Alkariolamid kann ein Mono- oder Dialkaonolamid sein und ist zweckmäßig ein Μοηυ- oder Diäthanolamid. Laurindiäthanolamid wird als Alkanolamid bevorzugt.

Das verwendete antistatische Präparat enthält auch als Verfärbungsunterdrücker ein Oxid, Hydroxid. Carbonat, Bicarbonat oder Carboxylat von Ammonium oder einem Metall der Gruppe IA oder HA, z. B. Nairium. Kalium. Magnesium oder Calcium. Das Carboxylat kann von einer aliphatischen oder aromatischen Säure hergeleitet sein und z. B. ein Acetat, Propionat, Stearat oder Benzoat sein. Die Ammoniumverbindungen werden weniger bevorzugt auf Grund ihrer Neigung, sich während der Behandlung oder Verarbeitung eines Polymerisats, init dem das antistatische Präparat verwendet werden kann, in Ammoniak zu zersetzen. Derartiger Ammoniak kann für die Arbeiter beim Verfahren in der näheren Umgebung eine Reizatmosphäre schaffen. Verfärbungsunterdrücker sind z. B. die Hydroxide, Carbonate, Bicarbonate und Stearate von Natrium, Kalium, Magnesium und Calcium (wie z. B. Kaliumhydroxid. Calciumhydroxid), Natriumstearat, Natriumbicarbonat und Magnesiumcarbonat.

Die verwendeten antistatischen Präparate bestehen oft aus einer Lösung oder Dispersion des W ; färbungsunterdrückers in Alkanolamid. Die KorrDonenien derselben können jedoch dem Polymerisat, mit dem sie verwendet werden sollen, getrennt zugefügt und das antistatische Präparat kann somit in situ gebildet werden.

Die erfindungsgemäß verwendeten antistatischen Präparate werden zweckmäßig mit thermoplastischen Polymerisaten angewandt, wie sie z. B. durch Additionspolynierisaiion und Mischpolymerisation von Verbindungen, die älhylenisch ungesättigte Bindungen enthalten, ei halten werden. Solche Polymerisate sind z. B. die Polyolefine, wie die Homopolymerisate von Äthylen und Propylen und die Mischpolymerisate von Äthylen und Propylen mit einander oder mit höheren aliphatischen ^-Olefinen und die von aromatischen Vinylverbindungen hergeleiteten Polymerisate. Bei Verwendung mit den letztgenannten Polymerisaten sind die antistatischen Präparate besonders wertvoll. Aromatische Vinylpolymerisate sind z. B. Polystyrol und Mischpolymerisate aus Styrol mit Methylmethacrylat oder Acrylnitril einschließlich solcher Polymerisate, die in Anwesenheit von Kautschukverstärkungsmaterialien, wie Polybutadien und kautschukartige Butadien/Styrol-Mischpolymerisate, hergestellt oder anschließend da-

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mit gemischt wurden.

!η den erfindungsgemäß bevorzugt verwendeten antistatischen Präparaten liegt das Gewichtsverhältnis von Verfärbungsunterdrücker zum Alkanolamid zwischen 1 : 10 bis 1 : 50.

Das Alkanolamid im verwendeten antistatischen Präparat kann im thermoplastischen Polymerisat im Konzentrationsbereich anwesend sein; vorzugsweise ist es jedoch in einer Konzentration zwischen 0.005 und 5 Gewichtspro/ent des Polymerisats, mit dem das Präparat verwendet werden soll, vorhanden. Für Polyäthylen liegt ein besonders bevorzugter Bereich zwischen 0,02 und 0,5 Gewichtsprozent, während er für Polystyrol zwischen 0,5 und 2,5 Gewichtsprozent liegt.

Die Konzentration des Verfärbungsunterdrückers kann über den beanspruchten Bereich variieren. Eine unnötig hohe Beladung mit dem Verfärbungsunterdrücker sollte vermieden werden, da andernfalls die Wirksamkeit des Alkanolamids als antistatischer Zusatz beeinträchtigt werde" kann.

Das mit dem erfindungsgemäß verwendeten antistatischen Präparat gemischte Polymerisat kann auch alle üblichen anderen Poiymerisatzusätze enthalten, wie Schmiermittel, Oxydationsschutzmittel, Pigmente und Farbstoffe.

Die Einverleibung des antistatisch verwendeten Präparats in ein thermoplastisches Polymerisat erfolgt zweckmäßig, indem man das antistatische Mittel dem Polymerisat zufügt, wenn letzteres sich in geschmolzenem Zustand befindet. Soll das antistatische Präparat in situ im Polymerisat, mit dem es verwendet werden soll, gebildet werden, so kann der Verfärbungsunterdrücker in das Polymerisat einverleibt werden, indem man vor, nach oder gleichzeitig mit der Einverleibung des Alkanolamids in einem Mischer oder im Vorratsbehälter bzw. Zylinder einer Strangpresse miscin.

Die folgenden Beispiele veranschaulichen die vorliegende Erfindung, ohne sie zu beschränken. Die Wirksamkeit der erfindungsgemäß verwendeten antistatischen Präparate wird durch einen Kontrollversuch gezeigt, in welchem ein Polymerisat verwendet wird, das das Alkanolamid jedoch ohne einen Verfärbungsunterdrücker enthält.

Kontrollversuch

Laurindiälhanolamid wurde in ein weißes Polystyrol der mit Kautschuk zäh gemachten Art während des Durchgangs des Polymerisats durch eine Strangpresse eingespritzt. Die 2,2 Gewichtsprozent Laurindiäthanolamid enthaltenden, stranggepreßten Polymerisatstränge wurden abgekühlt und zu Körnern geschnitten. Dann wurden die so hergestellten Polystyrolkörner in eine zum Verformen von Bechern eingerichtete Spritzgußmaschine eingeführt. Die Vorraisbehältcrtemperatur der Maschine wurde auf 260⁰C gehalten. Die Maschine wurde gründlich mit dem zu testenden Polystyrolverformungsmaterial durchgespült. Dann wurde das Material 20 Minuten in der Maschine belassen, und nach dieser Zeit wurde mit dem Verformen der Becher begonnen. Die ersten sechs verformten Becher waren merklich grün.

Beispiel 1

Das Verfahren des Kontrollversuchs wurde wiederholt, wobei jedoch das verwendete Laurindiäthanolamid 0,25 % seines Eigengewichts an gelöstem Kaliumhydroxid enthielt. Um die Ränder der verformten Becher wurde eine sehr leichte Grünfärbung festgestellt, sonst waren die Becher weiß.

Beispiel 2

Das Verfahren des Kontrollversuchs wurde wiederholt, wobei jedoch das verwendete Laurindiäthanol-ϊο amid 2,0 % seines Eigengewichts an gelöstem Kaliumhydroxid enthielt. Die verformten Becher waren weiß.

Beispiel 3

Das Verfahren des Kontrollversuchs wu.de wiederholt, wobei jedoch die Polystyrolkörner mit 0,2 Gewichtsprozent fein pulverisiertem Natriumbicarbonat vor der Einverleibung des Laurindiäthanolamids während des Strangpressens gemischt waren. Die anschließend erhaltenen, verformten Becher waren weiß.

Beispiel 4

Das Verfahren des Kontrollversuchs wurde wiederholt, wobei jedoch die Polystyrolkörner vor der Einverleibung des Laurindiäthanolamids während des Strangpressens rr.it 0,2 Gewichtsprozent fein pulverisiertem Calciumhydroxid gemischt wurden. Die anschließend erhaltenen, verformten Becher waren weiß.

Beispiel 5

Das Verfahren des Kontrollversuchs wurde wiederholt, wobei jedoch die Polystyrolkörner vor der Einverleibung des Laurindiäthanolamids während des Strangpressens mit 0,6 Gewichtsprozent fein pulverisiertem Natriumstearat gemischt wurden. Die anschließend erhaltenen, verformten Becher waren weiß.

B e i s ρ i e I 6

Das Verfahren des Kontrollversuchs wurde wiederholt, wobei jedoch die Polystyrolkörner vor der Einverleibung des Laurindiäthanolamids während des Strangpressens mit 0,3 Gewichtsprozent Magnesiumcarbonat gemischt wurden. Die anschließend erhaltenen, verformten Becher waren weiß.

Claims

Patentanspruch:

Verwendung von Alkanolamiden organischer Säuren gemeinsam mit Oxiden, Hydroxiden, Carbonaten, Bicarbonaten oder Carboxylaten von Ammonium oder einem Metall der Gruppe IA oder HA des periodischen Systems als Verfärbungsunterdrücker in antistatischen Präparaten für Polymerisate, wobei der Verfärbungsunterdrücker und das Alkanolamid in einem Gewichtsverhältnis zwischen 1:10 und 1 : 50 und der Verfärbungsunterdrücker in einer Menge von 0,005 bis 1,0 Gewichtsprozent, bezogen auf das Polymerisat, verwendet wird.

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