DE2132805C3

DE2132805C3 - Antistatisches Ausrüsten von Kunststoff-Formkörpern

Info

Publication number: DE2132805C3
Application number: DE19712132805
Authority: DE
Inventors: Richard Dr. Basel Hochreuter (Schweiz)
Original assignee: Sandoz AG
Current assignee: Sandoz AG
Priority date: 1970-07-06
Filing date: 1971-07-01
Publication date: 1974-11-07
Also published as: ES392919A1; CH551483A; DE2132805B2; FR2100238A5; NL7109241A; JPS512950B1; BE769525A; GB1362532A; DE2132805A1; GB1362533A; DE2166291A1; JPS5136411A; HK29477A; CA967695A; HK29577A

Description

.. _t _.., _,, R₃ Kunststoff-Fonnkörpern.

f"i">/< l.J- f ^ i . 2. Die Verwendung von Verbindungen der

worin R CO den Acylrest'einer 8 bis 18 Kohlen^ Formel ^;

stoffatome enthaltenden Fettsäure und R₁, R₂ C_nH₂₃CONH(CH₂J₃NH(CH₂J₃NHCH₂COONa

und R₃ Wasserstoff oder einen niedrigen Carboxy- i₅ ⁿ " ^v ^2a

alkylrest bedeuten und mindestens eines dieser zum antistatischen Ausrüsten in Polyamiden.

3. Die Verwendung von Verbindungen der Formeln

C_nH₂₃CONH(CH₂J₃NH(CH₂J₃N

oder

CH₇COONa

CH₂COOK CH₂COOK Q₁H₂₃CONH(CH₂J₃-N- (CH₂J₃N

CH₂COOK
CH₂COO CH₂COO

Q₁H₂₃CONH(CH₂J₃-N-(CH₂J₃N

CH₇COO

CH₂COO CH₂COO

Zn ₃
T

C₁₁H₂₃CONH(CH₂J₃-N-(CH₂J₃N CH₂COO

Q₇H₃₃CONH(CH₂J₃-NH-(CH₂J₃NHCH₂COONa ' C^H₃₃CONH(CH₂J₃NH(CH₂J₃NHCH₂CH₂COONa

C₉H₁₉CONH(CH₂J₃NH(CH₂J₃N

CH₂COONa

zum antistatischen·(Ausrüsten!in Polyvinylchlorid. ■. ■""-.:

Es ist allgemein bekannt, daß viele Künststoffe wie z.B. Polyolefine, Polystyrol, synthetische Polyaniide oder Polyvinylchlorid als Formlinge, Fasern 'oder Folien die Eigenschaft aufweisen; sich durch externe Einflüsse elektrostatisch aufzuladen, was zu Schwierigkeiten bei der Verarbeitung und Handhabung der Kunststoffe führt.

Um diese elektrostatische Aufladung zu verhindern oder wenigstens zu vermindern, sind zahlreiche Verfahren vorgeschlagen \y'orden; $ojst z. B. bekannt, die

Oberfläche von FaserrikÖrpern bit Hilfe antistatisch wirkender Agenzien so zu verändern, daß eine statische Aufladung verhindert wird. 1 :

Der auf diese Weise 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 und 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 Verbindungen der allgemeinen Formel

R CO NH(CH₂J₃-N—(CH₂J₃-N

worin R CO den Acylrest einer 8 bis 18 Kohlenstoffatome enthaltenden Fettsäure und R₁, R₂ und R₃ Wasserstoff oder einen niedrigen Carboxyalkylrest bedeuten und mindestens eines dieser Symbole für einen niedrigen Carboxyalkylrest der Formel

[-(CH₂)„COO]Me_L

worin ρ = 1 oder 2 ist η — Wertigkeit des Metalls und Me ein ein- oder mehrwertiges Metallion bedeutet, steht zum antistatischen Ausrüsten in Kunststoff-Formkörpern verwendet werden können.

Die erfindungsgemäß zur Verwendung gelangenden Verbindungen können nach an sich bekannten Methoden, z. B. durch Umsetzung z. B. bei 130 bis 240⁰C von 1 Mol Dipropylentriamin der Formel

H₂N-(CH₂J₃-NH-(CH₂J₃ -NH₂

mit etwa 1 Mol, z. B. 0,9 bis 1,2 Mol, Fettsäure der Formel R — COOH, und gegebenenfalls anschließende Alkylierung hergestellt werden.

Als Carbonsäuren der Formel R-COOH kommen gesättigte oder ungesättigte, gegebenenfalls verzweigte, aber vorzugsweise geradkettig natürliche oder synthetische Fettsäuren, die 8 bis 18 Kohlenstoffatome enthalten, in Frage. Beispielsweise seien genannt:

Caprinsäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, Kokosfettsäure, Linolsäure, ölsäure, Talgfettsäure, Spermölfettsäure.

Die Alkylierung kann mit 1 bis höchstens 3 Mol Chlor- oder Bromessigsäure, /3-Brom- oder /J-Chlorpropionsäure oder Acrylsäure erfolgen.

Vorzugsweise stellt man in einem solchen Falle die Natrium- oder Kaliumsaize der Verbindungen her, da diese besonders lagerbeständig sind und sehr gute Ergebnisse bei der Anwendung ergeben.

Bei der Herstellung werden nicht durchweg chemische Individuen erhalten, sondern es fallen oft Gemische entsprechender Verbindungen an.

Die erfindungsgemäß zu verwendenden Verbindungen werden den Kunststoffen, vorteilhaft in Mengen von 0,01 bis 5, vorzugsweise 0,1 bis 1 Gewichtsprozent, beigemischt.

Als Kunststoffe, die zum erfindungsgemäßen antistatischen Ausrüsten in Betracht kommen, seien vorzugsweise die Thermoplasten erwähnt, beispielsweise synthetische Polyamide, Polystyrol, Polyvinylchlorid oder Polyolefine, wie sie durch Hoch- und Niederdruckpolymerisation von Äthylen, Propylen, Buten-(1) oder Penten-(1) erhalten werden, erwähnt

Die erfindungsgemäß zu verwendenden Verbindungen können nach an sich bekannten Methoden in die Kunststoffe einverleibt werden: beispielsweise kann man sie in ein geeignetes Lösungsmittel, z. B. Äthanol, Trichloräthylen, Toluol oder Benzol, lösen oder dispergieren (suspendieren bzw. emulgieren) und dann dem Polymerpulver unter gutem Verrühren zufügen, wonach das Lösungsmittel z. B. durch Destillation entfernt werden kann, oder man kann sie den Thermoplasten in der Wärme und gegebenenfalls unter Druck und unter gutem Verrühren, z. B. mit einer mechanische: Mischvorrichtung, beimischen. Man kann die Einarbeitung des antistatischen Mittels in das Polymere jedoch auch unmittelbar auf der Walze oder z. B. beim Spritzguß in einem Extruder durchführen. Es ist von Vorteil, die für eine gegebene Menge Kunststoff bestimmte Menge der neuen antistatischen Verbindung zuerst in eine kleinere Menge Kunststoff einzuarbeiten und dann dieses Präparat zum Behändem der restlichen Menge Kunststoff zu verwenden. Ebenfalls von Vorteil ist es, solche konzentrierte Zubereitungen herzustellen und sie so gebrauchsbereit zu lagern, wobei auch hier das weitere Vermischen sowohl in An- als auch m Abwesenheit von Lösungsmitteln stattfinden kann.

Das erfindungsgemäße antistatische Ausrüsten eignet sich bei der Herstellung von beliebigen Formkörpern, seien es Formlinge, Folien, Filme, Filamente oder Fasern oder auch Vorformlinge, die so im schon antistatisch ausgerüsteten Zustand gelagert werden können und den Vorteil bieten, sich bei der weiteren Behandlung (Füllen in Behältern, Transportieren, Lagern, Leiten durch Apparaturen für die Weiterverarbeitung usw.) nicht oder kaum elektrostatisch aufzuladen.

Die antistatisch ausgerüsteten Massen können beispielsweise durch bekannte Verfahren, z. B. Pressen, Spritzgießen, Verspinnen oder Kalandern, weiterverarbeitet werden. Sie können außerdem noch übliche Zusatzstoffe, wie Weichmacher, Farbstoffe, Pigmente, Gleitmittel oder Füllstoffe enthalten.

Die erfindungsgemäß verwendeten Erfindungen besitzen eine gute antistatische Wirkung und sind besonders temperaturbeständig. Die ausgerüsteten Kunststoffe i*ren für lange Zeit ihren antistatischen Scöi·:.· t.;Ί ihre ursprüngliche Farbe und Transpart"¹' "./·>" neigen nicht zum Ausschwitzen oder Verkleben.

Die Beurteilung des antielektrostatischen Verhaltens der erfindungsgemäß ausgerüsteten Formmassen erfolgte durch Messung des Oberflächenwiderstandes bei 65° C rel. Luftfeuchtigkeit und 22" C gemäß DIN 53 482.

Die in den folgenden Beispielen angegebenen Teile und Prozente sind Gewichtsteile und Gewichtsprozente. Die Temperaturen sind in Celsiusgraden angegeben.

Der Oberflächenwiderstand wurde in den Beispielen ermittelt, indem die erhaltenen Platten 48 Stunden bei 22°C und 65% relativer Feuchtigkeit gelagert wurden.

Beispiel 1

500 Teile Polyamid-6 werden mit 2,5 Teilen eines Produktes, das durch Kondensation von 100 Teilen

Laurinsäure und 58,5 Teilen Dipropylentriamin bei 150 bis 210° und anschließender Alkylierung mit 58 Teilen des Natriumsalzes der Monochloressigsäure bei 80° in Gegenwart von Natriumhydroxid in Form des Natriumsalzes erhalten wurde, homogen vermischt und die Mischung auf der Spritzgußmaschine zu Platten von 1 mm Dicke verarbeitet. Der Oberflächenwiderstand beträgt bei der das antistische Mittel emnaltenden Probe 10⁹ gegenüber 10" Ohm bei einer Probe ohne Zusatz eines Antistatikums.

Beispiel 2

400 Teile Polyvinylchlorid werden mit 2 Teilen eines Produktes, das durch Kondensation von 112 Teilen Laurinsäure und 58,5 Teilen Dipropylentriamin bei 150 bis 210° und nachfolgender Alkylierung mit 116,5 Teilen des Natriumsalzes der Chloressigsäure bei 78 bis 80° in Gegenwart von Natriumhydroxid in Form des Natriumsalzes erhalten wurde, auf dem Laborwalzwerk homogen vermischt. Das Gemisch wird zu 1 mm dicken Platten verpreßt. Der Oberflächenwiderstand beträgt 1O¹⁰-⁸ gegenüber 10¹²·² Ohm einer Probe ohne Zusatz eines antistatischen Mittels.

Ähnliche Ergebnisse werden erhalten, wenn als Antistatikum ein Produkt verwendet wird, bei dessen Herstellung an Stelle von 116,5 Teilen Chloressigsäure-Natriumsalz 174 Teile Chloressigsäure-Natriumsalz eingesetzt werden.

Eine Farbveränderung des Polyvinylchlorids tritt durch die Einarbeitung des Antistatikums nicht auf. Außerdem kann bei den behandelten Proben auch nach 6 Monaten Lagerung kein Ausschwitzen oder Kleben beobachtet werden.

Werden an Stelle von 400 Teilen Polyvinylchlorid 400 Teile Polystyrol mit 6 Teilen des nach dem ersten Absatz des obigen Beispiels erhältlichen Produktes auf dem Walzwerk vermischt und zu 1 mm dicken Platten verpreßt, so beträgt der Oberflächenwiderstand der derart ausgerüsteten Probe 10⁸·⁸ gegenüber 10¹³ Ohm bei einer unbehandelten Probe.

Beispiel 3

400 Teile Polyvinylchlorid werden mit 2 Teilen eines Produktes, das durch Kondensation von 112 Teilen Laurinsäure mit 58,3 Teilen Dipropylentriamin bei 150 bis 190°, nachfolgender Alkylierung mit einer Lösung von 142 Teilen Monochloressigsäure in 1050 Teilen 16%iger Kaliumhydroxidlösung bei 80° und anschließendem Abdestfllieren des Wassers erhalten wurde, auf dem Walzwerk homogen vermischt. Die Mischung wird zu 1 mm dicken Platten verpreßt, und der Oberflächenwiderstand beträgt !O⁸·⁷ gegenüber ΙΟ¹³·⁵ Ohm einer unbehandelten Probe.

Produkte mit besonders guter Wännestabilität werden erhalten, wenn an Stelle des Kaliumsalzes das entsprechende Magnesium- oder Zinksalz eingesetzt wird, die beispielsweise durch Zugabe einer wäßrigen Lösung von 28,5 Teilen Magnesiumchlorid oder 40,8 Teilen Zinkchlorid zu 538 Teilen oer vorstehend beschriebenen wäßrigen Lösung des Kaliumsalzcs hergestellt werden.

Beispiel 4

300Teile Polyvinylchlorid werden mit 1,5Teilen, eines Produktes, das durch Kondensation von 141 Teilen ölsäure mit 57 Teilen Dipropylentriamin und nachfolgender Alkylierung mit 58 Teilen Monochloressigsäure-Natriumsalz in Gegenwart von Natriumhydroxidlösung in Form des Natriumsalzes erhalten wurde, auf dem Walzwerk homogen vermischt und die Mischung zu ι mm dicken Platten verpreßt. Der Oberflächenwiderstand der auf diese Weise antistatisch ausgerüsteten Probe beträgt 10⁸·⁸ gegenüber 10" Ohm einer unbehandelten Probe.
Werden bei der Alkylierung des obenerwähnten Kondensationsproduktes an Stelle von 58 Teilen Monochloressigsäure-Natriumsalz 65 Teile Monochlorpropionsäure-Natriumsalz eingesetzt, wird ein Produkt mit ähnlichen Eigenschaften erhalten.

Beispiel 5

400 Teile Polyvinylchlorid werden mit 2 Teilen eines Produktes, das durch Kondensation von 86 Teilen technischer Caprinsäure mit 65 Teilen Dipropylentriamin und nachfolgender Alkylierung mit 126 Teilen Moncchloressigsäure-Natriumsalz in Gegenwart von Natriumhydroxidlösung in Form des Natriumsalzes erhalten wurde, auf dem Walzwerk homogen vermischt und die Mischung zu 1 mm dicken Platten verpreßt. Der Oberflächenwiderstand der so ausge-

rüsteten Proben beträgt 10⁸·⁷ gegenüber 10" Ohm einer unbehandelten Probe.

Claims

Patentansprüche:

1. Die Verwendung von Verbindungen der allgemeinen Formel '"*" Symbole für einen niedrigen Carboxyalkylrest der Formel

[-(CH₂LCOO]Me₁

R CO NH(CH₂J₃-N-(CH₂J₃-N

/ worin p=l oder 2 ist, η = Wertigkeit des Metalls und Me ein ein- oder mehrwertiges Metallion

\ io bedeutet, steht, zum antistatischen Ausrüsten in