DE2124874A1 - Use of tertiary amino esters as antistatic agents - Google Patents
Use of tertiary amino esters as antistatic agentsInfo
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Description
Case 150-3172Case 150-3172
Verwendung von tertiären Aminoestern als AntistatikaUse of tertiary amino esters as antistatic agents
Es ist bekannt, dass Formlinge, Pasern und Folien aus vielen Kunststoffen, wie Polyolefine, Polystyrol, Polyamide/Polyester, Polyacrylnitril oder Polyvinylclorid die Eigenschaft haben, sich mehr oder weniger stark elektrostatisch aufzuladen. Um diese elektrostatische Aufladung zu verhindern oder wenigstens zu vermindern, sind zahlreiche Verfahren vorgeschlagen worden. So ist z.B. bekannt, die Oberfläche von Faserkörpern mit Hilfe antistatisch wirkender Agentien so zu verändern, dass eine statische Aufladung verhindert wird. Der auf diese V/eise erzielte Schutz hält jedoch nur so lange, bis die aufgebrachte Schicht durch die Verwendung der Gegenstände abgewischt oder gelöst ist. Zu dauerhaften Wirkungen gelangt man jedoch nur, wenn in die Kunststoffe antistatisch wirksame Produkte eingearbeitet werden, welche langsam an die Oberfläche auswandern undIt is known that moldings, fibers and films made from many plastics, such as polyolefins, polystyrene, polyamides / polyesters, polyacrylonitrile or polyvinyl chloride, have the property of being more or less electrostatically charged. Numerous methods have been proposed in order to prevent or at least reduce this electrostatic charge. It is known, for example, to change the surface of fiber bodies with the aid of antistatic agents in such a way that static charging is prevented. The protection achieved in this way, however, only lasts until the applied layer has been wiped off or loosened through the use of the objects. However, permanent effects can only be achieved if antistatic products are incorporated into the plastics, which slowly migrate to the surface and
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für lange Zeit eine antistatische Wirkung entfalten. Für die praktischen Belange ist es notwendig, dass ein solches antistatisches Mittel in niederen Mengen eingesetzt eine ausreichende Wirkung entfaltet und die Eigenschaften des Substrates nicht nachteilig beeinflusst. Insbesondere soll es auch eine gute Hitzestabilität aufweisen und die Zersetzungsgeschwindigkeit des Substrates bei hoher Temperatur nicht beschleunigen. Es wurde nun gefunden, dass thermoplastische Massen,die einen tertiären Aminoester der FormelDevelop an antistatic effect for a long time. For practical purposes, it is necessary that such an antistatic agent, when used in low amounts, has a sufficient effect and does not adversely affect the properties of the substrate. In particular, it should also have good heat stability and not accelerate the rate of decomposition of the substrate at high temperatures. It has now been found that thermoplastic compositions containing a tertiary amino ester of the formula
enthalten, - . -contain, - . -
worin R, einen aliphatischen gesättigten oder ungesättigten ge· genenenfalls substituierten Rest mit 1 bis 24 Kohlenstoffatomen, in which R is an aliphatic, saturated or unsaturated, optionally substituted radical having 1 to 24 carbon atoms,
Rg.einen Hydroxyalkylrest mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen oder einen Rest (CB0O) -H, Rg.a hydroxyalkyl radical with 1 to 5 carbon atoms or a radical (CB 0 O) -H,
Λ cLJi. Ul Λ cLJi. Ul
R^ einen Alkylrest mit 1 bis 5 Kohlenstoffatom^oder R? R ^ is an alkyl radical with 1 to 5 carbon atoms ^ or R ?
η eine Zahl von 1 bis 4-η is a number from 1 to 4-
m eine Zahl von 2 bis 10 'm is a number from 2 to 10 '
und χ eine der Zahlen 2 oder 2 bedeuten, sich durch besonders vorteilhafte antistatische Eigenschaftenand χ is one of the numbers 2 or 2, has particularly advantageous antistatic properties
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auszeichen.award.
Die einzusetzenden Mengen an tertiären Aminoestern können in breiten Grenzen variieren, z.B.von 0,01 bis 5 Gewichtsprozent. So ergeben schon Zusätze von 0,1$ der Aminoester der obigen Formel bezogen auf das Gewicht des Polymeren sehr gute antistatische Effekte. Im weiteren werden die Farbe und die Transparenz der Polymeren sowie deren mechanische Eigenschaften praktisch nicht vermindert.The amounts of tertiary amino esters to be used can vary within wide limits, e.g. from 0.01 to 5 percent by weight. Additions of 0.1 $ of the amino esters already give the above Formula based on the weight of the polymer very good antistatic effects. In the further the color and the transparency of the polymers and their mechanical properties are practically not reduced.
Eine überrachende Eigenschaft dieser Antistatika ist deren aussergewöhnlich gute thermische Stabilität, wie sie sich insbesondere bei der Verarbeitung und der Wärmealterung von Kunststoffen zeigt und im Gegensatz z.B. zu den in den deutschen Auslegeschriften 1.247.008 oder 1.248.922 angeführten Aminen, die nur zusammen riit Amin-Stabilisatoren eine genügende Hitzestabilität auf v/ei sen, auch ohne irgendwelche Zusätze ohne Beeinträchtigung des Aussehens der Kunststoffe bei thermischer Belastung eingesetzt werden können.A surprising property of these antistatic agents is their extraordinary good thermal stability, as found in particular in the processing and heat aging of plastics shows and in contrast, for example, to the amines listed in the German Auslegeschriften 1.247.008 or 1.248.922, which only together with amine stabilizers provides sufficient heat stability on v / iron, even without any additives without impairing the appearance of the plastics under thermal stress can be used.
Der Rest R,-COO leitet sich z.B. von einer Alkan- oder Alkencarbonsäure mit 2 bis 25 Kohlenstoffatomen ab wie Essigsäure, Propionsäure, Buttersäure,iso-Bittersäure, Valeriansäure, iso-Valeriansäure, Capronsäure, Oenanthsäure, Caprylsäure, Pelargonsäure, Caprinsäure, Undecansäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, Arachinsäure, Behensäure, Acrylsäure, Methacrylsäure, Crotonsäure, Oelsäure, Elaidinsäure fer-The radical R, -COO is derived, for example, from an alkanoic or alkene carboxylic acid with 2 to 25 carbon atoms such as acetic acid, propionic acid, butyric acid, iso-bitter acid, valeric acid, iso-valeric acid, Caproic acid, oenanthic acid, caprylic acid, pelargonic acid, Capric acid, undecanoic acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, arachidic acid, behenic acid, acrylic acid, Methacrylic acid, crotonic acid, oleic acid, elaidic acid fer-
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ner von Alkan- oder Alkencarbonsäuren die Substituenten wie Z ,B. H3rdroxy- oder Aikoxygruppen tragen können, wie Glycolsäure, ■ Milchsäure, 2-Methoxy-, ^-Aethoxy-, 3-n-Butoxy-> J-n-Amyloxy, 2-n-Octyloxy-, J5-(2'-Aethylhexyloxy)« ^-n-Decyloxy-, J-Cetyloxycder 5-Oleyloxy-propionsäure, die entsprechenden 2-Alkoxyessigsä'uren.4-Methoxy- oder -Aethoxybuttersäure oder auch Ricinolsäure. Zweifach oder dreifach ungesättigte Carbonsäuren, wie Sorbinsäure, Lino !säure oder Linolensäure, kommen wegen ihrer Sauerstoffempfindlichkeit (Trockende Eigenschaften) kaum in Betracht. . 'ner of alkanoic or alkene carboxylic acids, the substituents such as Z, B. H3 r can carry hydroxy or alkoxy groups, such as glycolic acid, ■ lactic acid, 2-methoxy-, ^ -ethoxy-, 3-n-butoxy-> Jn-amyloxy, 2-n-octyloxy-, J5- (2'-ethylhexyloxy ) «^ -N-decyloxy-, J-cetyloxycder 5-olyloxypropionic acid, the corresponding 2-alkoxyacetic acids. 4-methoxy- or ethoxybutyric acid or ricinoleic acid. Doubly or triply unsaturated carboxylic acids, such as sorbic acid, linoic acid or linolenic acid, are hardly considered because of their sensitivity to oxygen (drying properties). . '
Der Rest R2 ist z.B. ein 2-Hydroxyäthyl-, 2-oder 2-Hydroxypropyl 2-, 3- oder 4-Hydroxybutyl- oder 5-Hydroxylpentylrest oder ein Poly-oxyäthylen- oder Polyoxypropylenrest mit 2 bis 10 Oxyalkylene inhe it en.The radical R 2 is, for example, a 2-hydroxyethyl, 2- or 2-hydroxypropyl 2-, 3- or 4-hydroxybutyl or 5-hydroxylpentyl radical or a polyoxyethylene or polyoxypropylene radical with 2 to 10 oxyalkylene units.
Der Rest R,, wenn er für einen Alkylrest steht, ist z.B. Methyl, Aethyl, n- oder iso-Propyl, n-, iso-, sek. oder tert. Butyl, η- oder iso-Amyl, 2- oder 3-Amyl, tert. Amyl.The radical R ,, when it stands for an alkyl radical is, for example, methyl, Ethyl, n- or iso-propyl, n-, iso-, sec. or tert. Butyl, η- or iso-amyl, 2- or 3-amyl, tert. Amyl.
Bevorzugte Verbindungen der Formel (i) sind solche, in denen R^Preferred compounds of formula (i) are those in which R ^
einen gegebenenfalls substituierten Alkylrest mitan optionally substituted alkyl radical with
7 bis 17 Kohlenstoffatomen (insbesondere mit 11 oder 17 Kohlenstoffatomen) oder einen Alkylrest eines Gemisches von Fettsäuren, die 8 bis 10 Kohlenstoffatome enthalten (bzw. R1-COO- sich von Valerian- bis Stearinsäure, Oelsäure oder Ricinolsäure oder von einer Alkoxy essigsäure oder -propionsäure mit etwa 4 bis 15 Kohlen-7 to 17 carbon atoms (in particular with 11 or 17 carbon atoms) or an alkyl radical of a mixture of fatty acids containing 8 to 10 carbon atoms (or R 1 -COO- is from valeric to stearic acid, oleic acid or ricinoleic acid or from an alkoxy acetic acid or -propionic acid with about 4 to 15 carbons-
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stoffatomen im Alkoxyrest ableitet). R einen Hydroxyalkylrest mit 2 Kohlenstoffatomenderives substance atoms in the alkoxy radical). R is a hydroxyalkyl radical with 2 carbon atoms
R-, einen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder Rg und η = 2 bedeuten.R-, an alkyl radical with 1 to 4 carbon atoms or Rg and η = 2.
Die erfindungsgemässen verwendbaren Verbindungen lassen sich nach bekannten Verfahren herstellen, z.B. durch Erhitzen von molaren Mengen Triäthanolamin und Carbonsäuren, z.B. Fettsäuren -oder Fett säure gemischen währer.-.d mehreren Stunden auf Temperaturen von 1^0-1900C unter Abspaltung von Wasser. Anstelle der freien Carbonsäuren oder deren Gemische können auch deren Ester, Anhydride oder auch Carbonsäurehalogenide eingesetzt werden. Aus diesem Herstellungsverfahren folgt auch, dass dieThe novel useful compounds can be prepared by known processes, for example, -or by heating equimolar amounts of triethanolamine and carboxylic acids such as fatty acids fatty acid mixtures währer .-. D several hours to temperatures of from 1 ^ 0-190 0 C with elimination of water. Instead of the free carboxylic acids or mixtures thereof, it is also possible to use their esters, anhydrides or else carboxylic acid halides. From this manufacturing process it also follows that the
- wirksamen Verbindungen nicht durchweg als chemische Individuen erhalten werden, sondern oft als Gemische anfallen. Die antistatisch wirkenden Zusätze können in die Thermoplaste wie Polyamide, Polystyrol oder insbesondere Polyolefine wie sie durch Hoch- und Niederdruckpolymerisation von Aethylen, Propylen, Buten-(l) oder Penten-(l) erhalten werden, durch Vermengen in der Wärme und unter Druck eingearbeitet v/erden. Eine gute Vermischung der Thermoplaste mit dem antistatischen Mittel kann man z.B. mit einer mechanischen Mischvorrichtung erreichen oder man kann das antistatische Mittel in einem geeigneten orga-- Effective compounds are not always obtained as chemical individuals, but often occur as mixtures. The antistatic additives can be used in thermoplastics such as polyamides, polystyrene or, in particular, polyolefins such as them obtained by high and low pressure polymerization of ethylene, propylene, butene- (l) or pentene- (l), by mixing be incorporated in the heat and under pressure. A good mixing of the thermoplastics with the antistatic agent can can be achieved e.g. with a mechanical mixing device or the antistatic agent can be mixed in a suitable organic
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nischen Lösungsmittel lösen, dispergieren, suspendieren oder emulgieren und die Lösung, Dispersion, Suspension oder Emulsion aem Polymerpulver zufügen und gründlich verrühren. Das Lösungsmittel kann z.B. durch Destillation entfernt werden. Man kann die Einarbeitung des antistatischen Mittels in das Polymere auch unmittelbar auf der V/alze oder z.B. beim Spritzguss in einem Extruder durchführen. Die antistatisch ausgerüsteten Massen können beispielsweise durch Pressen, Spritzgiessen, Verspinnen oder Kalandern weiterverarbeitet werden. Sie können ausserdem noch übliche Zusatzstoffe^ wie Weichmacher, Farbstoffe, Pigmen-.te, Gleitmittel oder Füllstoffe enthalten.Dissolve, disperse, suspend or emulsify niche solvents and the solution, dispersion, suspension or emulsion Add polymer powder to aem and stir thoroughly. The solvent can be removed e.g. by distillation. One can also incorporate the antistatic agent into the polymer Carry out directly on the roller or e.g. during injection molding in an extruder. The antistatic masses can be further processed, for example, by pressing, injection molding, spinning or calendering. You can also common additives such as plasticizers, dyes, pigments, Contain lubricants or fillers.
Die Beurteilung des antielektrostatischen Verhaltens der erfindungsgemässen Formmassen «rfolgt durch Messung des Oberflächenwiderstandes bei 65^ rel. Luftfeuchtigkeit und 22°C gemäss DINThe assessment of the antistatic behavior of the inventive Molding compounds is carried out by measuring the surface resistance at 65 ^ rel. Humidity and 22 ° C according to DIN
Die Prüfung der Hitzestäbilität der mit den antistatischen Mitteln ausgerüsteten Thermoplasten wird durch Auslegen der Prüflinge in einem Umluftwärmeschrank bei 100-13O0C vorgenommen unter visueller Beurteilung der Verfärbung nach bestimmter Hitzeeinwirkungsdauer. The testing of the Hitzestäbilität equipped with the anti-static agents thermoplastics is made by laying of the specimens in a forced-air oven at 100-13O 0 C under visual assessment of discoloration after certain heat exposure time.
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In den folgenden Beispielen, die die Erfindung erläutern ohne sie jedoch zu beschranken,bedeuten die Teile Gewichtsteile, die Prozente Gewichtsprozente und die Temperaturen sind in Celsiusgraden angegeben.In the following examples, which illustrate the invention without however, to limit them, the parts mean parts by weight, the percentages by weight and the temperatures are given in degrees Celsius.
400 Teile Polyäthylen (Lupolen 24j5O H, Schmelzindex 1,2-1,7), hergestellt nach dem Hochdruckverfahren, werden mit 0,4 Teilen Triathanolaminmonolaurat während 20 Minuten homogen vermischt und das Gemisch hierauf auf der Spritzgussmaschine zu 1 mm dikken Platten verarbeitet. Nach 48 Stunden Lagerung bei 22° und 65# relativer Feuchtigkeit wird der Oberflächenwiderstand ermittelt. An einer anderen Probe wird die Hitzestabilj.tät bei 100° geprüft. Die Ergebnisse sind in der untenstehenden Tabelle zusammengestellt. . · .400 parts of polyethylene (Lupolen 24j5O H, melt index 1.2-1.7), produced according to the letterpress process, are made with 0.4 parts Triathanolamine monolaurate mixed homogeneously for 20 minutes and the mixture is then processed into 1 mm thick plates on the injection molding machine. After 48 hours of storage at 22 ° and 65 # relative humidity, the surface resistance is determined. On another sample, the heat stability is achieved at 100 ° checked. The results are compiled in the table below. . ·.
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200 Teile Polypropylen (Carlona PM 6l Schmelzindex 5*0), werden mit 1,0 Teil Triäthanolaminmonostearat homogen vermischt und die Mischung auf dem Walzwerk zu 1 mm dicken Platten gepresst. Die Messung des Oberfläehenwiderstandes erfolgt wie in der Einleitung beschrieben, der Wärmetest wird bei 1^0° durchgeführt. Die Ergebnisse sind in der untenstehenden Tabelle zusammengestellt. 200 parts of polypropylene (Carlona PM 6l melt index 5 * 0) mixed homogeneously with 1.0 part of triethanolamine monostearate and pressed the mixture on the rolling mill to give sheets 1 mm thick. The surface resistance is measured as in the introduction described, the heat test is carried out at 1 ^ 0 °. The results are compiled in the table below.
Beispiel 3 · * Example 3 *
500 Teile Polyäthylen (Schmelzindex 1,2-1,7), hergestellt nach dem Hochdruckverfahren, werden mit 0,5 Teilen Kokosfettsäure-{Co-C,0)~triäthanolaminmonoester während 20 Minuten homogen vermischt und die Mischung auf der Spritzgussmaschine zu Platten von lmm Dicke verarbeitet. Die Messung des Oberflächenwiderstandes und der Hitzestabilität erfolgt wie im Beispiel 1 beschrieben. 500 parts of polyethylene (melt index 1.2-1.7), produced by the high-pressure process, are mixed homogeneously with 0.5 parts of coconut fatty acid {Co-C, 0 ) ~ triethanolamine monoester for 20 minutes and the mixture on the injection molding machine to form plates of Processed lmm thick. The surface resistance and heat stability are measured as described in Example 1.
Die Ergebnisse sind in der unterstehenden Tabelle zusammengestellt. The results are compiled in the table below.
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300 Teile Polypropylen werden mit 1,5 Teilen Methyldiäthanolaminmonolaurat homogen vermischt und die Mischung"auf der Spritz-' gussmaschine zu Platten von lram Dicke gepresst. Die so erhaltenen Muster zeigen keine Verfärbung und weisen einen sehr niederen Oberflächenwiderstand auf, wie aus der untenstehenden Tabelle ersichtlich ist.300 parts of polypropylene are mixed with 1.5 parts of methyl diethanolamine monolaurate mixed homogeneously and the mixture "pressed on the injection molding machine to form sheets of lram thickness. The resulting Samples show no discoloration and have a very low surface resistance, as shown in the table below can be seen.
Aehnliche Ergebnisse wie im Beispiel 4 werden erhalten, wenn auf ^00 Teile Polypropylen 1,5 Teile Butyldiäthanolaminmonolaurat eingesetzt werden.Similar results as in Example 4 are obtained if to ^ 00 parts of polypropylene 1.5 parts of butyl diethanolamine monolaurate can be used.
4-00 Teile Polyamid-6 werden mit 2,0 Teilen Triäthanolaminmonolaurat innig vermischt und die Mischung auf der Spritzgussmaschine zu Platten von lmm Dicke gepresst.4-00 parts of polyamide-6 are mixed with 2.0 parts of triethanolamine monolaurate intimately mixed and the mixture pressed on the injection molding machine to form sheets 1 mm thick.
Die Messung des Oberflächenwiderstandes erfolgt wie in der Einleitung beschrieben. Er beträgt bei einer mit dem AntistatikumThe surface resistance is measured as in the introduction described. It amounts to one with the antistatic
Q 11Q 11
ausgerüsteten Platte 10^ Ohm gegenüber 10 Ohm bei einer Platte aus Polyamid, die kein Antistatikum enthält.equipped plate 10 ^ ohms compared to 10 ohms for a plate Made of polyamide that does not contain any antistatic agents.
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bindungPolymers Ver
binding
zeichnungAntistatic Be
drawing
in % additive
in %
Widerstand
(0hm)Surfaces-
resistance
(0hm)
gilbungAssessment of the ver
yellowing
(ohne Zusatz)Polyethylene
(without addition)
100° : ganz leicht
gelblichafter 16 hours
100 °: very easy
yellowish
monolauratTriethenolamine: · '
monolaurate
100° ; ganz leicht
gelblichafter 16 hours
100 °; very easy
yellowish
(ohne Zusatz)'Polypropylene
(without addition)'
1^0° ϊ ganz leicht ;:·,
gelblichafter 16 hours
1 ^ 0 ° ϊ very easy;: ·,
yellowish
monostearat. Triethanolamine
monostearate
130° : keine Vergil
bungafter 16 hours at 13
130 °: no Vergil
exercise
(Co-C10)-triätha-
nolamlnesterCoconut acid
(Co-C 10 ) -triätha-
nolamlnester
IJO0 ; keine Vergil
bung ·after 16 hours
IJO 0 ; no Virgil
exercise
aminmonolauratMethyl diethanol
amine monolaurate
Claims (9)
Rp einen Hydroxyalkylrest mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen oder einen Rest (CLH0-O)-H,wherein R is an aliphatic saturated or unsaturated optionally substituted radical with 1 to 2k carbon atoms,
Rp is a hydroxyalkyl radical with 1 to 5 carbon atoms or a radical (CLH 0 -O) -H,
m eine Zahl von 2 bis 10R ^ is an alkyl radical with 1 to 5 carbon atoms or Rp, η is a number from 1 to 4
m is a number from 2 to 10
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH822770 | 1970-06-02 | ||
CH822770A CH526611A (en) | 1970-06-02 | 1970-06-02 | Process for the antistatic treatment of polymeric materials |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
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DE2124874C3 DE2124874C3 (en) | 1977-06-08 |
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CH526611A (en) | 1972-08-15 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
EHJ | Ceased/non-payment of the annual fee |