DE2454816C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Amin enthaltenden
Antistatikmasse.
Es ist seit langem bekannt, daß verschiedene Polymerisate die Neigung
haben, auf ihrer Oberfläche elektrostatische Ladungen anzureichern.
Dies führt zu Schwierigkeiten bei der Handhabung der Polymerisate und
der daraus hergestellten Formkörper, die bei der Lagerung sowie während
der Verarbeitung der Polymerisate zu Formkörpern, wie Fäden, Folien, Filmen
und geformten Kunststoffen, auftreten.
Diese Aufladung führt dazu, daß Staub- und Schmutzteilchen an den
Kunststoffoberflächen haften, und auch dazu, daß die Kunststoffoberflächen
aneinander oder an der für die Verarbeitung verwendeten Vorrichtung
haften. Unter bestimmten Umständen können als Folge der angereicherten
Ladungen Funkenüberschläge auftreten, wobei die Gefahr einer Entzündung
(Entflammung) besteht. Die Neigung zur Anreicherung von
elektrostatischen Ladungen ist besonders ausgeprägt bei den aus
äthylenisch ungestättigten Monomeren hergestellten Polymerisaten und
Mischpolymerisaten, zum Beispiel den Polymerisaten und Mischpolymerisaten
von Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Styrol und den verschiedenen
Polyolefinen, wie Polyäthylen, Polypropylen und Polybutylen.
Diese werden nachfolgend als Olefinpolymerisate bezeichnet.
Die bisher unternommenen Versuche, die Neigung der Kunststoffmaterialien
zur elektrostatischen Aufladung zu vermindern, bestanden entweder darin,
das Kunststoffmaterial mit einer Antistatikmasse zu beschichten oder
diese in den Körper des Kunststoffmaterials einzuarbeiten. Die zuletzt
erwähnte Methode wird allgemein als wirksamer angesehen. Zu
Verbindungen, die für diesen Zweck bereits vorgeschlagen worden sind,
gehören Polyalkylen-glykole und ihre Ester und Äther sowie die verschiedensten
Amine und Amide. So wurde beispielsweise vorgeschlagen,
in ein Olefinpolymerisat, z. B. Polyäthylen, während des Mischens
(Compoundierens), Verformens oder während der Herstellung als Antistatikzusatz
eine geringe Menge mindestens eines N,N-(Hydroxyalkyl)
alkylamins einzuarbeiten und ein Verfahren dieses Typs ist in der
US-Patentschrift 36 31 162 beschrieben.
Es ist auch bekannt, Polyolefinen, wie z. B. einem Polyäthylenfilm,
ein Material einzuverleiben, das als Gleitmittel (Schmiermittel) in
der Weise fungiert, daß es in einer zur Erzielung eines dünnen Filmes
ausreichenden Menge an die Oberfläche wandert, wobei der dünne Film
als Schmiermittel wirkt. Für diesen Zweck werden in der Regel langkettige
aliphatische Amide verwendet und ein System dieses Typs
ist beispielsweise in der US-Patentschrift 34 67 706 beschrieben.
Bei vielen der Amin- oder Amid-Antistatikmittel handelt es sich um
Flüssigkeiten, die dann, wenn sie den Harzmassen einverleibt worden
sind, mit einer unerwünscht hohen Geschwindigkeit (in einer unerwünscht
hohen Rate) an die Oberfläche wandern, was zu Verlusten
durch Verdampfung, zu einer verminderten antistatischen Wirksamkeit,
zur Entwicklung von unangenehmen bzw. unerwünschten Gerüchen führt
und wodurch die Oberflächeneigenschaften des Kunststoffes nachteilig
beeinflußt werden, beispielsweise durch Förderung der Rißbildung oder
Haarrißbildung. In der obengenannten US-Patentschrift 36 31 162 ist
beispielsweise angegeben, daß bei 8 Teilen N,N-Bis-(2-hydroxyäthyl)
alkylamin in 1000 Teilen Polyäthylen große Mengen des Antistatikmittels
zu der Oberfläche wanderten (ausgeschwitzt wurden). Frühere Versuche
zur Einarbeitung eines hohen Prozentsatzes, d. h. von mehr als etwa
10%, eines flüssigen Antistatikmittels in Polymerisate haben gezeigt,
daß durch die Löslichkeit des Antistatikmittels in dem Polymerisat
bei Raumtemperatur Grenzen gesetzt sind. Das heißt, wenn die
Löslichkeit in dem Polymerisat überschritten wird, beispielsweise
durch Abkühlen einer Lösung einer hohen Temperatur, entstehen zwei
Phasen, nämlich eine flüssige Phase, die etwas gelöstes Polymerisat
enthält, und eine feste Phase, die etwas gelöste Flüssigkeit
enthält.
Aus der FR-PS 13 45 827 ist die Verwendung verschiedener Amine als
Antistatikagenzien für Polyolefine bekannt. Vorteilhafterweise
sollen Mischungen eingesetzt werden, die 1 bis 10% Amine enthalten.
Die Patentschrift offenbart jedoch kein Verfahren zur Herstellung
einer solchen Mischung.
Die FR-PS 11 35 486 behandelt Polyvinylzusammensetzungen mit einem
Anteil von Amin, wobei die tatsächliche Einarbeitung von Amin in
Anteile von 5 bis 7,5 erzielt werden kann.
Um die Neigung der Kunststoffmaterialien zu elektrostatischer Aufladung
zu vermindern, ist jedoch die Einarbeitung von möglichst hohen Anteilen
an Amin erstrebenswert. Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein verbessertes
Verfahren zur Herstellung einer trockenen, festen Amin enthaltenden
Antistatikmasse für die Einarbeitung in Polymerisate und
Mischpolymerisate von Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Styrol und
Olefin zu schaffen.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß man ein Polymerisat aus der Gruppe
der Propylenhomopolymerisate und -mischpolymerisate, der Styrolhomopolymerisate
und -mischpolymerisate und Polyvinylenoxid mit 10 bis
etwa 90 Gew.-% eines normalerweise flüssigen Amin-Antistatikmittels
zur einer homogenen flüssigen Mischung mischt, die gewonnene Mischung
so erhitzt, daß eine homogene Flüssigkeit gebildet wird und diese
Flüssigkeit dann schnell abkühlt.
Vorzugsweise wird als Polymerisat Polypropylen verwendet und die Mischung
auf eine Temperatur erhitzt, die etwas oberhalb der Erweichungstemperatur
des Polypropylens liegt.
Besonders vorteilhaft hat sich die Verwendung von N,N-Bis-(2-
hydroxyäthyl)alkylamin und ein Gemisch des Alkenyl- und Alkyl-
(C₁₂ bis C₁₈)-Amins als Amin herausgestellt und die Durchführung der
Abkühlung innerhalb eines Zeitraumes von etwa einer halben Sekunde
bis etwa 10 Minuten.
Die Amine werden vorteilhaft in einer Menge von etwa 50 bis etwa 75
Gew.-% verwendet.
Vorzugsweise werden als Antistatikmittel N,N-Bis-(2-hydroxyäthyl)
kokusamin sowie N,N-Bis-(2-hydroxyäthyl)talgamin verwendet.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Behandlung
von Polyäthylen näher beschrieben, es ist jedoch für den Fachmann
selbstverständlich, daß diese Beschreibung lediglich der Erläuterung
der Erfindung dient und daß die Erfindung selbstverständlich allgemein
auf Polyolefine sowie auf andere, aus äthylenisch ungestättigten
Monomeren hergestellte Olefinpolymerisate und -mischpolymerisate angewendet
werden kann.
Es wurde nun überraschend gefunden, daß ein flüssiges Amin-Antistatikmittel
in einer für die Einarbeitung in ein Polymerisat geeignete feste
Form überführt werden kann, in dem man das Amin mit Polypropylen oder
einem Propylen/äthylen-Mischpolymerisat mischt, die Mischung auf eine
solche Temperatur erhitzt, daß eine homogene Flüssigkeit gebildet wird,
und dann die Flüssigkeit schnell auf eine feste homogene Masse
abkühlt. Unter schnellem Abkühlen ist eine solche Herabsetzung der
Temperatur zu verstehen, daß die flüssige Mischung innerhalb eines
Zeitraums von etwa 1/2 Sekunde bis etwa 10 Minuten, je nach Menge
der verwendeten Flüssigkeit und je nach angewendeter Abkühlungsmethode,
vollständig fest wird, so daß ein festes Material erhalten
wird, das keine getrennte flüssige Phase darin enthält und in dem
die Menge des eingearbeiteten, normalerweise flüssigen Antistatikmittels
größer ist als die normale Löslichkeit, d. h. innerhalb des
Bereiches von 10 bis 90 Gew.-%, bezogen auf das feste Polypropylen,
liegt. Es wurde gefunden, daß allgemein die Abkühlungsgeschwindigkeit
erhöht werden muß, wenn der Prozentsatz des in das Polypropylen
eingearbeiteten Antistatikmittels erhöht wird.
Es wurde gefunden, daß in der Praxis die Abkühlungsgeschwindigkeit
so eingestellt werden kann, daß die gewünschten Ergebnisse auf
mindestens zweierlei Weise erhalten werden. Erstens wird eine
Metallplatte mit Umgebungstemperatur (25°C) als Wärmeverbraucher
verwendet und diese führt die Wärme in einer ausreichenden Geschwindigkeit
von dem Material ab, wenn es schnell in Form einer dünnen
Schicht auf die Platte gegossen wird. Die besten Ergebnisse werden
bei Schichten einer Dicke von weniger als 6,35 mm erzielt, ähnliche
Ergebnisse werden jedoch erhalten, wenn Schichten einer Dicke von
bis zu 1,27 cm hergestellt werden. Bei der zweiten Methode wird eine
hohe Abkühlungsgeschwindigkeit dadurch erzielt, daß man die Lösung
des flüssigen Polypropylens und des Antistatikmittels in eine große
Menge Wasser einer Temperatur von 0 bis 75°C einsprüht oder eingießt.
Der bevorzugte Temperaturbereich liegt bei 60 bis 75°C, da niedrigere
Temperaturen dazu führen, daß beträchtliche Mengen an Wasser in den
Kügelchen eingeschlossen werden, die jedoch durch Trocknen in einem
Vakuum wieder entfernt werden können. Dabei werden Kügelchen aus
einer festen Kombination aus dem Antistatikmittel und dem Polypropylen
mit einem Durchmesser von 3,18 bis 1,59 mm erhalten, die nicht fingerfeucht
sind und keine sichtbare flüssige Antistatikmittelphase enthalten.
Es wäre zu erwarten gewesen, daß beim Abkühlen sich eine flüssige
Phase des Amins, die etwas gelöstes Polymerisat enthält, insbesondere
wenn die normale Löslichkeit des Amins in dem Polypropylen überschritten
wird, abscheidet. Es wurde beispielsweise beobachtet, daß
dann, wenn die heiße, homogene Mischung aus dem Polymerisat und
dem flüssigen Antistatikmittel ständig gerührt wird, während die
Mischung sich abkühlt, die Mischung sich nicht zu einem homogenen
Festkörper abkühlt, sondern zwei Phasen erhalten werden. Bei schnellem
Abkühlen der heißen, homogenen Mischung aus dem Antistatikmittel und
dem Polypropylen gemäß der Erfindung tritt jedoch keine Phasentrennung
auf. Dieses unerwartete Verhalten tritt selbst da auf, wo es bekannt
ist, daß durch bloßes Mischen nicht mehr als etwa 10 Gew.-%
Antistatikmittel in das Polypropylen eingearbeitet werden können,
ohne daß die Abtrennung einer flüssigen Phase auftritt. Die dabei erhaltene
Antistatikmittel/Polypropylen-Mischung enthält viel mehr Antistatikmittel
als aufgrund nur seiner Löslichkeit bei Raumtemperatur
zu erwarten gewesen wäre. Die dabei erhaltene feste Masse kann
in Körnchen oder Pulver in jeder beliebigen gewünschten Teilchengröße
überführt und mit dem Olefinpolymerisat, dem es zugesetzt
werden soll, leicht gemischt werden.
Das Prinzip der vorliegenden Erfindung ist allgemein anwendbar
auf Antistatikmittel, die mit Polypropylen oder einem Polypropylenmischpolymerisat
bei erhöhter Temperatur gemischt werden können und
eine feste Lösung bilden, in der beim Abkühlen keine Phasentrennung auftritt.
In der Regel sind die Antistatikmittel bei Normaltemperaturen
flüssig und das Mischen wird bei einer Temperatur oberhalb der Erweichungstemperatur
des Polypropylens oder seiner Mischpolymerisate
durchgeführt.
Bei der praktischen Durchführung der Erfindung können mit Vorteil
flüssige äthoxylierte Amine verwendet werden. Diese können von
primären Alkenyl- und gemischten Alkenyl- und Alkylaminen abgeleitet
sein, in denen der Alkenyl- und Alkylrest eine Kettenlänge zwischen
etwa 12 und etwa 18 Kohlenstoffatomen aufweist. Solche Amine werden
erhalten aus destillierten Kokos-, Soja-, Oleyl- oder Talgaminen
oder Mischungen davon.
Bevorzugte Amin-Antistatikmittel sind N,N-Bis-(2-hydroxy-äthyl)
alkenylamin und Mischungen aus Alkenyl- und Alkylaminen mit 12 bis
18 Kohlenstoffatomen, die bei gewöhnlichen Temperaturen flüssig sind. Beispiele
für solche Amine sind diäthoxyliertes Talgamin (ein gemischtes
Alkenyl- und Alkylamin) und diäthoxyliertes Kokosamin.
Andere bekannte flüssige Amin-Antistatikmittel können auch verwendet
werden, vorausgesetzt, daß sie sich beim Erhitzen auf die zur Herstellung
einer homogenen Mischung aus Polypropylen und dem Antistatikmittel
erforderlichen Temperaturen nicht zersetzen.
Diese und andere äthoxylierte und andere alkoxylierte Amine mit einer
ähnlichen Struktur werden in Mengen innerhalb des Bereiches von etwa
10 bis etwa 90 vorzugsweise von etwa 50 bis etwa 75 Gew.-% in
Polypropylen eingearbeitet und eine der überraschenden Charakteristiken
der dabei erhaltenen Antistatikmasse ist die, daß bis zu 90% Amin
dem Polypropylen einverleibt werden können, ohne daß eine wesentliche
Abtrennung einer flüssigen Phase auftritt. Das fertige Antistatikmittel
ist ein trockenes, stabiles Produkt, das durch trockenes Einmischen
in andere Polymerisate als inneres Antistatikmittel leicht
gleichmäßig eingearbeitet werden kann.
Obgleich Polypropylen als Träger für das Amin und andere Antistatikmittel
bevorzugt ist, können auch Mischpolymerisate von Propylen
und Äthylen verwendet werden. Die erfindungsgemäßen Antistatikmassen
werden damit in die zu behandelnden Olefinpolymerisate, beispielsweise
in Polyäthylen, in antistatisch wirksamen Mengen eingearbeitet
und es wurde gefunden, daß sie vollständig vergleichbar sind mit
der gleichen Menge an direkt in das Olefinpolymerisat eingearbeitete
flüssige Antistatikmittel. Die Leichtigkeit und Sauberkeit der Einarbeitung
eines trockenen Materials in das Olefinpolymerisat sind
jedoch viel besser als bei dem entsprechenden flüssigen Mittel. Außerdem
kann die feste Masse einem Olefinpolymerisat zugesetzt werden,
das nach dem als "Rotomolding"-Verfahren bekannten Verfahren verformt
worden ist. Die bisher rotationsgeformten Produkten einverleibten
trockenen oder flüssigen Antistatikmittel haben sich als völlig
unwirksam erwiesen. Wirksame Mengen an Antistatikmittel liegen etwa
innerhalb des Bereiches von 0,005 bis etwa 10 Gew.-% Aminreagens,
bezogen auf das Polyäthylen oder ein anderes Olefinpolymerisat.
Die verwendete Menge hängt von dem jeweiligen verwendeten Polymerisat
und Amin ab.
Die folgenden Beispiele, in denen bevorzugte Ausführungsformen der
Erfindung beschrieben sind, sollen die Erfindung näher erläutern,
ohne sie jedoch darauf zu beschränken.
Eine Mischung aus 50 Gew.-% N,N-Bis-(2-hydroxyäthyl)talgamin und
50 Gew.-% Polypropylenpellets wurde unter Rühren auf 180°C erhitzt,
bis eine klar homogene Flüssigkeit erhalten worden war. Die Flüssigkeit
wurde dann innerhalb eines Zeitraumes von etwa 10 Minuten schnell
auf Raumtemperatur abgekühlt, wobei eine trockene feste Masse entstand.
Die Masse wurde zu einem trockenen Pulver gemahlen und bei
einer Temperatur von etwa 185°C in einer 0,15 Gew.-% Amin bzw. 0,15 Gew.-%
Polypropylen entsprechenden Menge in das geschmolzene Polyäthylenharz
eingearbeitet.
Das dabei erhaltene Polyäthylenprodukt wies antistatische und verbesserte
Gleiteigenschaften auf. Eine 6 Tage lang gealterte Probe entlud sich
nach dem Aufladen auf 800 Volt innerhalb von 45 Sekunden auf 0 Volt
im Vergleich zu einer Kontrollprobe von nicht-behandeltem Polyäthylen,
das seine Ladung unendlich lange beibehielt. Die Haftreibungskoeffizienten
waren wie folgt:
Kontrollprobe ohne Zusatz0,70
Probe mit nur 0,1% Amin0,50
Probe mit 0,15% Aminpolypropylen0,36
Das in Beispiel 1 angegebene Verfahren wurde wiederholt, wobei
diesmal der in das Polypropylen eingearbeitete Mengenanteil des Amins
des Beispiels 1 75 Gew.-% betrug. Das feste Material wurde gemahlen und
in den gleichen Mengenverhältnissen wie die Aminkomponente wie in Beispiel
1, d. h. in einer Menge von 0,15% Amin und 0,05% Polypropylen
in das Polyäthylen eingearbeitet und auf seine antistatischen und
Gleiteigenschaften untersucht, wobei die folgenden Ergebnisse erhalten
wurden: eine 5 Tage lang gealterte Probe entlud sich nach der Aufladung
auf 800 Volt innerhalb von 18 Sekunden auf 0 Volt. Der Hartreibungskoeffizient
dieser Probe betrug 0,51.
Nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 2 wurden 75 Gew.-% des
Amins des Beispiels 2 in Polystyrol (Kristallqualität) eingearbeitet.
In diesem Falle wurde die Temperatur auf 240°C erhöht, um die
Polystyrolperlen zu lösen. Das Rühren wurde nach Erzielung einer
vollständigen Lösung etwa 5 Minuten lang fortgesetzt. Dann wurde
etwa 1 ccm davon bis zu einer Tiefe von etwa 1,58 mm auf eine flache
Metallplatte gegossen und schnell, d. h. innerhalb von etwa 5 Minuten abgeschreckt,
unter Bildung eines spröden, trockenen Materials. Eine
Probe von etwa 50 ccm wurde in eine flache Schale bis zu einer Tiefe
von etwa 1,27 cm gegossen, sie wurde beim Abkühlen hart, blieb jedoch auf
der Oberfläche und am Boden etwas feucht. Eine dritte Probe wurde
bis zu einer Tiefe von etwa 3,81 cm in dem Becher gelassen und durch
Stehenlassen abgekühlt. Der dritte Anteil trennte sich in eine
flüssige und in eine feste Phase.
Das wie oben hergestellte trockene, spröde Antistatikkonzentrat konnte
in ein Olefinpolymerisat, beispielsweise in ein geschmolzenes Polystyrolharz,
durch Zugabe des gemahlenen Konzentrats in einer Menge
entsprechend 3 Gew.-% Amin und Abkühlen eingearbeitet werden. Die
antistatischen und Gleiteigenschaften des Materials wurden auf die
gleiche Weise wie in Beispiel 1 bestimmt.
Es wurden weitere Proben des obigen Materials hergestellt durch
Variieren der Prozentsätze an in das Polystyrol eingearbeitem Amin
und Abkühlen durch Eingießen des gelösten Materials in Wasser bei
verschiedenen Temperaturen, wie sie in der folgenden Tabelle I angegeben
sind.
Es wurde das gleiche Verfahren wie in Beispiel 3 durchgeführt, wobei
diesmal jedoch ein schlagfestes Polystyrol verwendet wurde. Bei
dem schlagfesten Polystyrol handelte es sich um ein Styrol/Butadien-Mischpolymerisat.
Die Mischung wurde unter Rühren auf eine Temperatur von
235°C erhitzt und schnell in eine Schale aus rostfreiem Hartgußstahl
gegossen, so daß ein Film einer Dicke von etwa 1,58 mm gebildet
wurde, der innerhalb 1 Minute abgekühlt wurde. Das feste
Material war trocken und hart mit Ausnahme einer geringen Kondensationsmenge
am Boden. Nach dem Stehenlassen über Nacht war der Boden
trocken ohne die Spur einer Fettigkeit. Eine andere Probe wurde bei
220°C gelöst und zum Abkühlen bei Raumtemperatur (25°C) auf eine
0,4 mm dicke Platte aus rostfreiem Stahl gegossen. Es wurde ein harter,
trockener, 0,95 cm dicker Feststoff gebildet.
Nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 wurde ein festes,
trockenes Produkt hergestellt durch Einarbeiten von 75 Gew.-%
N,N-Bis-(2-hydroxyäthyl)kokosamin in 25 Gew.-% Polypropylen. Auf
einem Spatel wurde eine geringe Menge abgekühlt, die nach mehreren
Stunden fingertrocken war. Ähnlich antistatische und Gleiteffekte
konnten durch Einarbeiten des gemahlenen Produktes in Polyäthylen
in einer Menge entsprechend 0,15% Amin erhalten werden.
Eine Mischung aus 110,6 g Polypropylen und 64,4 g des Amins des
Beispiels 1 wurde bei 175°C gerührt unter Bildung einer Endkonzentration
von 36,8 Gew.-% Amin. Nach dem Abkühlen war das weiße, kristalline
Produkt fest und trocken.
Es wurde ein ähnlicher Versuch wie in Beispiel 3 durchgeführt zur
Herstellung von Polystyrol von Kristallqualität. Das Auflösen war
bei etwa 235°C beendet. Ein Teil des Produktes wurde abgekühlt
durch Eingießen der geschmolzenen Mischung in eine Schale aus
rostfreiem Hartgußstahl. Das Material war trocken und hart und war nur
an den Kanten etwas feucht.
Ein anderer Teil des geschmolzenen Materials wurde in Wasser gegossen.
Nach dem Abkühlen war dieses Produkt hart und trocken.
Nach dem Verfahren des Beispiels 1 wurden 75 Gew.-% des Amins des
Beispiels 1 in Polyphenylenoxid eingearbeitet. Nach etwa 5minütigem
Rühren bei 250°C wurde die Mischung in flache Schalen gegossen. Das
Produkt war trocken und hart und wies keine Spur von Fettigkeit auf.
Nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 wurden 75 Gew.-% des
Amins des Beispiels 1 in 25% eines Styrol/Acrylnitril-Mischpolymerisats
eingearbeitet. Die Auflösung begann bei 255°C und die
Temperatur wurde auf 275°C erhöht, um den Lösungsprozeß zu beschleunigen.
Eine Hälfte der Lösung wurde zum Abkühlen auf eine Metallfolie
gegossen und die andere Hälfte wurde in eine flache Glasschale
gegossen. Beide Lösungen wurden innerhalb von etwa 2 Minuten abgekühlt
und bildeten einen harten, spröden Feststoff, bei dem etwas
Oberflächenfeuchtigkeit zu beobachten war.
Nach dem Verfahren des Beispiels 1 wurden 90 Gew.-% des Amins des
Beispiels 1 in das Polypropylen eingearbeitet. Die Mischung wurde
unter Erwärmen auf eine Temperatur von 200°C stark gerührt. Die
Lösung wurde zum schnellen Abkühlen in einer Dicke von etwa 1,27 mm
auf eine Aluminiumfolie gegossen. Dabei wurde ein Feststoff erhalten,
der ganz feucht war. Bei diesem Aminmengenanteil wurde
eine geringe Menge einer zweiten Phase (Flüssigkeit) gebildet. Obgleich
dieses feuchte Produkt für einige Verwendungszwecke geeignet
sein kann, muß zur Erzielung eines vollständig trockenen
Produktes entweder eine etwas geringere Menge an Amin verwendet
oder die Abkühlung mit einer höheren Geschwindigkeit durchgeführt
werden. Eine höhere Abkühlungsgeschwindigkeit kann wie folgt
erzielt werden: es wird eine abgemessene Menge der erhitzten Lösung
einem laufenden, abgeschrägten Förderband zugeführt. Die Abkühlungsgeschwindigkeit
kann gesteuert werden durch Variieren der Zuführungsgeschwindigkeit
des Polymerisats, um so die Dicke des Materials
auf dem Förderband zu steuern. Die Geschwindigkeit des Förderbandes
und die Temperatur der Förderplatten können ebenfalls reguliert werden,
um verschiedene Abkühlungsgeschwindigkeiten zu erzielen. Die Förderplatten
selbst können mit einem im Kreislauf geführten Kühlmedium
wie z. B. Luft, Wasser, einer Salzlösung, Freon und dergleichen, gekühlt
werden.
Nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 5 wurden 75 Gew.-%
N,N-Bis-(2-hydroxyäthyl)kokosamin in 25 Gew.-% Polystyrol von
Kristallqualität eingearbeitet und unter Rühren auf 215°C erhitzt.
Nach 10minütigem Rühren wurde die Probe durch Eingießen in eine
flache Schale abgeschreckt (verfestigt). Dabei bildete sich ein
festes, trockenes Material, das nur am Boden und auf der Oberfläche
etwas feucht war. Das feste Material konnte gemahlen und in einer
Menge entsprechend 0,15% Amin in Polyäthylen eingearbeitet werden
zur Erzielung ähnlicher antistatischer Gleiteffekte.
Nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 11 wurden 50 Gew.-%
des Amins des Beispiels 11 in 50 Gew.-% Polystyrol von Kristallqualität
bei einer Temperatur von 230°C eingearbeitet
und einige Minuten lang damit gemischt, bis die Mischung homogen
war. Zur Abkühlung wurde eine Probe in einer Schichtdicke von etwa
4,75 mm bei Raumtemperatur (25°C) auf eine Platte aus rostfreiem
Stahl gegossen. Eine andere Probe wurde durch Eingießen in eine Petrischale
auf Raumtemperatur abgekühlt. Beide Proben waren nach dem
Abkühlen hart und trocken.
Proben des nach den vorhergehenden Beispielen hergestellten festen
Antistatikmittelkonzentrats, die 75 Gew.-% des Amins des Beispiels
5 und 25 Gew.-% Polypropylen enthielten, wurden zu gepulverten
Schargen aus Polyäthylen mit hoher Dichte in einem "Rotomolder" in
Mengen entsprechend 0,2 Gew.-% Amin zu 0,4 Gew.-% Polyäthylen zugegeben.
Die Rotationsformvorrichtung, wie sie beispielsweise von
der Firma Roto Mold & Die Company, Cuyahoga Falls, Ohio, USA, hergestellt
wird, ist an sich bekannt und auf dem Markt erhältlich.
Bei dem Rotationsformverfahren wird ein trockenes, gepulvertes
Harz in eine geschlossene Form gegeben und so lange in Rotation
versetzt, bis die Harzfüllung um ihre innere Oberfläche herum
gleichmäßig verteilt ist. Das Harz wird dann auf seine Schmelztemperatur
erhitzt und anschließend abgekühlt. In diesem Beispiel
wurde ein trockenes, gepulvertes, festes Antistatikmittel mit
dem Harz gemischt und in den "Rotomolder" eingefüllt. Das Antistatikmittel
verlieh dem fertig geformten Produkt gute bis ausgezeichnete
antistatische Eigenschaften, wie die Halbwertszeit,
das heißt die zur Abnahme (Zerfall) der Ladung bis auf die Hälfte
des ursprünglichen Wertes erforderliche Zeit, der Proben in der
folgenden Tabelle II zeigt.
Es wurde kein Versuch unternommen, andere flüssige oder feste
Antistatikmittel einzuarbeiten, da es mit Rotomoldern bisher nicht
möglich war, irgendein wirksames Antistatikmittel in rotationsgeformte Harze
einzuarbeiten.
Jedes der in den Beispielen 6 bis 12 hergestellten festen Produkte
konnte in einer Menge entsprechend 0,05 bis 0,3 Gew.-% Amin in
Polyäthylen, in einer Menge entsprechend 2 bis 3 Gew.-% Amin in Polystyrol
oder in andere Olefinpolymerisate in wirksamen Mengen eingearbeitet
werden, um dem gemischten Polymerisat gute Antistatik- und Gleiteigenschaften
zu verleihen. Das Material konnte dem Olefinpolymerisat
in Form einer Mischung bei einer Temperatur oberhalb des
Erweichungspunktes des Polymerisats, vorzugsweise etwas oberhalb
150°C, durch Zugabe der gemahlenen Teilchen des trockenen, festen
Polypropylens, das 10 bis 90 Gew.-% des Antistatikmittels, bezogen
auf das geschmolzene Olefinpolymerisat, enthielt, leicht zugegeben
werden.
Claims (6)
1. Verfahren zur Herstellung einer trockenen, festen Amin enthaltenden
Antistatikmasse für die Einarbeitung in Polymerisate und Mischpolymerisate
von Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Styrol und Olefin,
gekennzeichnet dadurch, daß man ein Polymerisat aus der
Gruppe der Propylenhomopolymerisate und -mischpolymerisate, der Styrolhomopolymerisate
und -mischpolymerisate und Polyphenylenoxid mit 10 bis etwa 90 Gew.-%
eines normalerweise flüssigen Amin-Antistatikmittels zu einer homogenen
flüssigen Mischung mischt, die gewonnene Mischung so erhitzt, daß eine
homogene Flüssigkeit gebildet wird und diese Flüssigkeit dann schnell
abkühlt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß als Polymerisat Polypropylen verwendet wird und die Mischung auf
eine Temperatur erhitzt wird, die etwas oberhalb der Erweichungstemperatur
des Polypropylens liegt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß als Amin N,N-bis-(2-hydroxyäthyl)alkylenamin und ein Gemisch des
Alkenyl- und Alkyl-(C₁₂-C₁₈)-amins verwendet wird und die Abkühlung innerhalb
eines Zeitraumes von etwa einer halben Sekunde bis etwa 10 Minuten
durchgeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Amine in einer Menge von etwa 50 bis etwa 75 Gew.-% verwendet
werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß als Antistatikmittel N,N-bis-(2-hydroxyäthyl)kokosamin verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß als Antistatikmittel N,N-bis-(2-hydroxyäthyl)talkamin verwendet
wird.
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