PL119797B1 - Method for manufacturing concentrates of antistatic substancestv - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza¬ nia koncentratów substancji antystatycznych o konsystencji stalej przeznaczonych do stosowania w przetwórstwie tworzyw sztucznych.Stosowane w coraz szerszym zakresie tworzywa sztuczne zaliczane sa pod wzgledem wlasnosci elekt¬ rycznych do dielektryków, co pociaga za soba sze¬ reg konsekwencji ograniczajacych niektóre kierun¬ ki zastosowan. Wynika to stad, ze tworzywa sztuczne — jako dielektryki — sa podatne na elektryzowanie, bedace nastepstwem gromadzenia sie na powierzchni ladunków elektrycznych.Zjawisko to jest niekorzystne glównie z naste¬ pujacych powodów: — naelektryzowane powierzchnie przyciagaja czasteczki kurzu, co powoduje utrate walorów este¬ tycznych przedmiotów wykonanych z tworzyw sztucznych, — osiagniecie wysokiej wartosci natezenia cola elektrycznego otaczajacego przedmioty wykonane z tworzyw sztucznych sprzyja wyladowaniom iskro¬ wym powodujacym destrukcje tworzywa, w przy¬ padku zas kiedy przedmioty wykonane z tworzyw sztucznych stanowia elementy urzadzen pracuja¬ cych w warunkach zagrozenia pozarowego, na przyklad w otoczeniu lub w srodowisku substancji wybuchowych albo latwopalnych, wyladowanie iskrowe powoduje eksplozje i pozar.Znane i stosowane metody eliminowania lub obnizania wlasnosci elektryzowania sie tworzyw 10 15 20 30 sztucznych polegaja badz na zabiegach fizyctóaych, badz chemicznych. Pierwsza grupa zabiegów obej¬ muje miedzy innymi jonizacje powietrza w ot&* czeniu przedmiotów wykonanych 1 tworzyw sztucz¬ nych lub napromieniowanie radiacyjne tworzywa, druga zas grupa zabiegów obejmuje (prowadzenie syntezy polimerów tak, aby zawieraly one okreslo^ ne grupy funkcyjne lub fragmenty lancuch*, na¬ dajace tworzywu wlasnosci przewodzace, wzgled¬ nie stosowanie w przetwórstwie tworzyw — jako dodatku — substancji antystatycznych.Najkorzystniejsze wyniki pod wzgledem trwalos¬ ci wlasnosci antystatycznych tworzyw Sztucznych uzyskuje sie przez zabiegi chemiczne, pr*y czym najszersze zastosowanie znalazly substancje anty¬ statyczne dodawane do tworzyw sztucznych pod¬ czas ich przetwórstwa lub nanoszone powierzch¬ niowo na przedmioty z tworzyw sztucznych z tym, ze substancje wprowadzane do tworzyw sztucznych charakteryzuja sie dluzszym okresem skutecznosci dzialania.Dzialanie substancji antystatycznych polega na zmniejszeniu czasu polowicznego zaniku ladunków elektrostatycznych gromadzacych sie na powierzch- li przedmiotów z tworzyw sztucznych z kilkuset sekund dp ulamków sekundy.Substancje antystatyczne winny charakteryzowac sie zdolnoscia do szybkiego i równomiernego dys¬ pergowania w masie tworzywa sztucznego, zdol¬ noscia powolnej migracji na powierzchnie przed- 119 7973 119 797 4 miotów z tworzyw sztucznych, zdolnoscia wydat¬ nego skrócenia czasu polowicznego zaniku ladun¬ ków elektrostatycznych oraz dlugim czasem sku¬ tecznego dzialania.Sposród substancji antystatycznych rozróznia sie zasady amoniowe, siarczany, chlorany i azotany alkilo-, arylo- i alkiloaryloamoniowe nalezace do grupy antystatykow kationowych, estry kwasu fos¬ forowego, siarkowego i sulfonowego oraz siarcza¬ ny, sulfoniany, glównie alkilowe i arylowe nale¬ zace do grupy antystatyków anionowych i wresz¬ cie glikole, poliglikole oraz estry poliglikoli nale¬ zace bjo grupy antystatyków niejonowych.Przewazajaca wiekszosc wymienionych substan¬ cji ma konsystencje ciekla lub mazista, co znacz¬ nie utrudnia, a niejednokrotnie wrecz uniemozli¬ wia uzyskiwanie wysokoprocentowych koncentra¬ tów w postaci stalej.Wiekszosc znanych sposobów dotyczy wytwarza¬ nia granulatów poszczególnych tworzyw sztucznych zawierajacych substancje antystatyczne jako do¬ datek. Na przyklad sposób opisany w japonskim opisie patentowym nr 75.77462 dotyczy otrzymy¬ wania polietylenu z dodatkiem substancji antysta¬ tycznych. Sposób ten polega na zmieszaniu zgra- nulowanego polietylenu z pigmentem w tempera¬ turze 130—140°C, przetloczeniu mieszaniny w tem¬ peraturze 160—180^°C, a nastepnie zgranulowaniu, po czym do uzyskanego granulatu dodaje zgranu¬ lowany polietylen oraz okolo O,O20/o wagowego wod¬ nej pasty substancji antystatycznej.Inny sposób opisany w japonskim opisie paten¬ towym nr 74.132135 polega na zmieszaniu 100 czes¬ ci wagowych polipropylenu z 0,05—5 czesciami wa¬ gowymi substancji antystatycznej stanowiacej N-/2- -hydroksyloetylo/steryloamina oraz z 0,05—5 czes¬ ciami wagowymi zwiazku kationoczynnego zawie¬ rajacego trzeciorzedowe atomy azotu, przy czym mieszanie prowadzi sie w specjalnych mieszalni¬ kach typu roll-kneated, a nastepnie mieszanine przetlacza sie i granuluje.Znane sa takze sposoby wytwarzania koncentra¬ tów substancji antystatycznych w których nosni¬ kami antystatyków sa okreslone tworzywa sztucz¬ ne, uzyskiwane jednak koncentraty sa niskoprocen¬ towe i nadaja sie jedynie do tych samych tworzyw, które uzyte zostaly jako nosniki antystatyku.Celem wynalazku jest sposób umozliwiajacy wy¬ twarzanie wysokoprocentowych koncentratów sub¬ stancji antystatycznych majacych postac stala i nadajacych sie do stosowania do wszystkich two¬ rzyw sztucznych.Cel ten osiagnieto zgodnie z wynalazkiem w spo¬ sobie, wedlug którego 20—70 czesci wagowych sub¬ stancji antystatycznych stanowiacych produkt kon¬ densacji kwasu stearynowego, dwuetyloaminy i trójetanoloaminy stapia sie w temperaturze 70— —140°C i miesza z 1—9 czesciami wagowymi stea¬ ryny, 1—5 czesciami wagowymi parafiny, przy czym w stopionej masie rozprowadza sie takze 20—60 czesci wagowych soli kwasu stearynowego, korzystnie stearynianu glinu. Nastepnie dodaje sie 3—15 czesci wagowych substancji mineralnych o duzym rozdrobnieniu, korzystnie krzemionke kolo¬ idalna, a stopiona mase utrzymuje sie w ciaglym mieszaniu do uzyskania jednorodnej masy koncen¬ tratu i ciekly stop filtruje sie, a nastepnie zestala i platkuje w znany sposób.Osiagniecie postaci stalej koncentratu substancji 5 antystatycznych pozwala na unikniecie zlepiania sie i mazistosci produktów kondensacji kwasu steary¬ nowego, dwuetanoloaminy i trójetanoloaminy, któ¬ re dodawane do tworzyw sztucznych zlepialy sie z nim i tym samym powstawala mieszanina o 10 ogromnej niejednorodnosci i nietechnologicznosci, przy kazdej formie przetwórstwa tworzyw sztucz¬ nych.Stwardnienie, a wiec postac. uzytkowa koncen¬ tratu uzyskuje sie glównie dzieki krzemionce ko- !5 loidalnej lub bieli tytanowej oraz dzieki stearynia¬ nowi glinu wzglednie cynku, przy czym zarówno krzemionka koloidalna jak i biel tytanowa stano¬ wia takze regulator migracji antystatyka poprzez zwiazanie go. Zbyt mala mieszalnosc substancji 20 antystatycznych z tworzywami powoduje tzw. „wy- pacanie sie" a funkcja absorpcji substancji mine¬ ralnych calkowicie spelnia wymóg eliminacji nie¬ korzystnej niemieszalnosci antystatyka z tworzy¬ wami sztucznymi. 25 Sole kwasu stearynowego, a zwlaszcza steary¬ nianu glinu wzglednie cynku takze powoduja lat¬ wosc roztwarzania sie koncentratu w tworzywach, a wiec ulatwiaja jako dyspergatory — rozprosze¬ nie, co w efekcie ulatwia przetwórstwo. 30 Parafina dziala zabezpieczajaco przeciw utlenia¬ niu sie tworzyw oraz zabezpiecza przed wilgocia bowiem posiada wlasnosci hydrofobowe a w efek¬ cie sam koncentrat substancji antystatycznych na¬ biera wlasciwosci antyhydrofilnych. 35 Stearyna ulatwia natomiast dyspersje antystaty¬ ka w przetwarzanych tworzywach.Opisane koncentraty charakteryzuja sie stala po¬ stacia, oraz przydatnoscia do wszystkich tworzyw sztucznych. Ponadto ich sklad odznacza sie wlas¬ no nosciami synergicznymi, co zapewnia dlugi okres skutecznego dzialania.Przyklad I. 50 czesci wagowych substancji antystatycznej stanowiacej produkt kondensacji kwasu stearynowego, dwuetanoloaminy i trójeta- « noloaminy stapia sie i podgrzewa do temperatury 110°C, po czym do stopionej masy dodaje sie 35 czesci wagowych stearynianu cynku, 7 czesci wa¬ gowych stearyny, 3 czesci wagowe parafiny oraz 5 czesci wagowych krzemionki koloidalnej. Sklad- 50 niki miesza sie dokladnie, po czym filtruje sie, a nastepnie zestala i platkuje w znany sposób.Uzyskany koncentrat substancji antystatycznej dodaje sie w ilosci 1—5°/o do przetwarzanych two¬ rzyw sztucznych, którym chcemy nadac trwale w wlasnosci antystatyczne.Przyklad II. 60 czesci wagowych substancji antystatycznej stanowiacej produkt kondensacji kwasu stearynowego, dwuetyloaminy i trójetanolo¬ aminy stapia sie i podgrzewa do temperatury w 130°C, po czym do stopionej masy dodaje sie 30 czesci wagowych stearynianu glinu, 3 czesci wa¬ gowe stearyny, 4 czesci wagowe parafiny oraz 3 czesci wagowe bieli tytanowej. Skladniki miesza sie dokladnie, po czym filtruje sie, a nastepnie •* zestala i platkuje w znany sposób. i*/ 1191 5 Uzyskany koncentrat substancji antystatycznej dodaje sie w ilosci 1—5°/o do przetwarzanych two¬ rzyw sztucznych, którym chcemy nadac trwale wlasnosci antystatyczne. 5 Zastrzezenia patentowe Sposób wytwarzania koncentratów substancji an¬ tystatycznych, znamienny tym, ze 20—70 czesci wa- 10 gowych substancji antystatycznych stanowiacych produkt kondensacji kwasu stearynowego, dwueta- t noloaminy i trójetanoloaminy stapia sie w tem¬ peraturze 70—140°C i miesza z 1—9 czesciami wa¬ gowymi stearyny. 1—5 czesciami wagowymi para¬ finy, przy czym w stopionej masie rozprowadza sie takze 20—60 czesci wagowych soli kwasu stea¬ rynowego, korzystnie stearynianu glinu, po czym dodaje sie 3—15 czesci wagowych substancji mi¬ neralnych o duzym rozdrobnieniu, korzystnie krze¬ mionke koloidalna a stopiona mase utrzymuje sie w ciaglym mieszaniu do uzyskania jednorodnej masy koncentratu i ciekly stop filtruje sie, a na¬ stepnie zestala i platkuje w znany sposób. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenia patentowe Sposób wytwarzania koncentratów substancji an¬ tystatycznych, znamienny tym, ze 20—70 czesci wa- 10 gowych substancji antystatycznych stanowiacych produkt kondensacji kwasu stearynowego, dwueta- t noloaminy i trójetanoloaminy stapia sie w tem¬ peraturze 70—140°C i miesza z 1—9 czesciami wa¬ gowymi stearyny. 1—5 czesciami wagowymi para¬ finy, przy czym w stopionej masie rozprowadza sie takze 20—60 czesci wagowych soli kwasu stea¬ rynowego, korzystnie stearynianu glinu, po czym dodaje sie 3—15 czesci wagowych substancji mi¬ neralnych o duzym rozdrobnieniu, korzystnie krze¬ mionke koloidalna a stopiona mase utrzymuje sie w ciaglym mieszaniu do uzyskania jednorodnej masy koncentratu i ciekly stop filtruje sie, a na¬ stepnie zestala i platkuje w znany sposób. PL