PL167989B1 - Środek do antystatyzacji wyrobów z polichlorku winylu i kauczuków - Google Patents

Abstract

Środek do antystatyzacji wyrobów z polichlorku winylu i kauczuków naturalnych lub syntetycznych względnie ich mieszanin, zawierających plastyfikatory, stabilizatory, wypełniacze, środki smarne, środki uniepalniające i inne typowe dodatki, otrzymywanych znanymimetodami, znamienny tym, że środek antystatyczny składa się najkorzystniej z 20-80 części wagowych metylosiarczanów N-metyloamoniowych N-/2-hydroksy-3- alkoksypropylo/-N,N-dietanoloaminy zawierających od 8 do 14 atomów węgla w rodniku alkilowym oraz najkorzystniej 80 - 20 części wagowych produktów estryfikacji trietanoloaminy kwasem stearynowym.

Description

Przedmiotem wynalazku jest środek do antystatyzacji wyrobów z polichlorku winylu i kauczuków, a zwłaszcza taśm przenośnikowych do transportu węgla i innych minerałów w podziemnych wyrobiskach górniczych.

Wyroby z polichlorku winylu i wulkanizowanego kauczuku naturalnego lub syntetycznego względnie ich mieszaniny, ze względu na stosunkowo wysoką oporność powierzchniową (rzędu 10¹² - 10¹⁴ omów), wykazują skłonność do elektryzacji statycznej i z tego względu nie mogą być stosowane w warunkach zagrożenia pożarowego i wybuchowego, np. w podziemiach kopalń. W celu zmniejszenia ich podatności do elektryzowania się, podczas wytwarzania stosuje się dodatek specjalnych substancji chemicznych zwanych środkami antystatycznymi. Środki te wprowadzone do masy tworzywa migrują stopniowo na powierzchnię wyrobów, gdzie obniżają oporność powierzchniową do granic uniemożliwiających ich elektryzację statyczną.

Dotychczas znane, np. z polskich opisów patentowych nr 103 657 i nr 146 756, sposoby antystatyzacji wyrobów z polichlorku winylu i gumy polegają na dodawaniu do ich masy podczas przetwórstwa 0,25 - 10,0 części wagowych środków antystatycznych typu czwartorzędowych soli amoniowych. Otrzymane według tych sposobów wyroby charakteryzują się opornością powierzchniową od 10⁹ do 10^ omów.

Zasadniczą niedogodnością stosowania czwartorzędowych soli amoniowych jako środków antystatycznych jest pogarszanie przez nie stabilności termicznej przetwarzanych mieszanek (w szczególności zawierających związki fosforoorganiczne), co przy długich czasach przetwórstwa lub kilkakrotnym ich powtarzaniu, powoduje destrukcję polimeru objawiającą się przyklejaniem tworzywa do części metalowych maszyn przetwórczych i obniżeniem właściwości wytrzymałościowych wyrobów.

Celem wynalazku jest opracowanie środka antystatycznego, który charakteryzowałby się wysoką aktywnością antystatyczną i nie wpływał na stabilność termiczną mieszanek z dodatkiem związków fosforoorganicznych - w szczególności plastyfikatorów i antypirenów.

Istota wynalazku polega na tym, że środek antystatyczny do antystatyzacji wyrobów z polichlorku winylu i kauczuków, stanowi mieszanina składająca się najkorzystniej z 20-80 części wagowych metylosiarczanów N-metyloamoniowych N-/2-hydroksy-3-alkoksypropylo/-N,Ndietanoloaminy zawierających 8-14 atomów węgla w rodniku alkilowym oraz najkorzystniej 80-20 części wagowych produktu estryfikacji trietanoloaminy kwasem stearynowym. Składniki środka antystatycznego mogą być przy tym dodawane do mieszanek tworzywowych bezpośrednio lub w postaci roztworów w plastyfikatorach, w typowych ilościach 0,25-10 części wagowych, korzystnie 1-5 części wagowych, na 100 części wagowych PCW lub kauczuków.

167 989

Zasadniczą korzyścią wynikającą ze stosowania środka według wynalazku jest jego duża skuteczność objawiająca się obniżeniem oporności powierzchniowej wyrobów poniżej 1 x 10⁹ omów, która wynika z efektu synergicznego składników tworzących mieszaninę. Synergizm działania składników środka antystatycznego przedstawia tabela, która zawiera wyniki pomiarów oporności powierzchniowej próbek taśm z polichlorku winylu otrzymanych według metodyki opisanej w przykładzie I oraz próbek taśm gumowych otrzymanych według metodyki opisanej w przykładzie IV. W kolumnie 3 tabeli składnik 1 substancji antystatycznie aktywnej oznacza metylosiarczan N-metyloamoniowy N-/2-hydroksy-3- oktyloksypropylo/-N,N-dietanoloaminy użyty w ilości 3 części wagowych, a w kolumnie czwartej składnik 2 substancji antystatycznie aktywnej oznacza produkt estryfikacji trójetanoloaminy kwasem stearynowym użyty w ilości 3 części wagowych. W kolumnie piątej substancję antystatycznie aktywną stanowi mieszanina składników 1 i 2 w stosunku 50:50 użyta w ilości 3 części wagowych na 100 części wagowych odpowiednio polichlorku winylu lub kauczuku.

Dalszą bardzo istotną korzyścią wynikającą ze stosowania środka według wynalazku jest zwiększenie stabilności termicznej mieszanek tworzywowych, dzięki zmniejszeniu ilości czwartorzędowych soli amoniowych. Dodatkowo, możliwość zastosowania środka antystatycznego według wynalazku w postaci roztworu w plastyfikatorach przyczynia się do jego równomiernego rozprowadzenia w całej masie mieszanki, a tym samym umożliwia uzyskanie jednorodnego, stabilnego w czasie i długotrwałego efektu antystatycznego.

Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przykładach wykonania.

Przykład I. Do mieszalnika szybkoobrotowego wprowadza się 1000g suspensyjnego polichlorku winylu o liczbie K= 6-^, 30g stabilizatora cynoorganicznego, 2g stearyny i 20g sadzy acetylenowej. Zawartość miesza się aż do osiągnięcia temperatury 70°C, po czym dodaje się w sposób ciągły, nie przekraczając temperatury 110°C, 650g plastyfikatora fosforoorganicznego w postaci fosforanu izopropylofenylowego oraz 30g środka antystatycznego będącego mieszaniną 50 części wagowych metylosiarczanów N-metyloamoniowych N72-hydroksy-3-oktyloksypiOpylo/-N,Ndietanoloaminy i 50 części wagowych produktu estryfikacji trietanoloaminy kwasem stearynowym. Tak otrzymaną suchą mieszankę schładza się do temperatury 40°C w mieszalniku wolnoobrotowym i zasila się nią wytłaczarkę z urządzeniem walcowym, z którego uzyskuje się taśmę z plastyfikowanego PCW stosowaną w dalszym etapie na bieżniki taśm przenośnikowych. Otrzymana próbka taśmy z plastyfikowanego polichlorku winylu charakteryzuje się opornością powierzchniową 2,8 x 10⁸ omów oraz stabilnością termiczną 50 min.

Przykład II. W mieszalniku i w sposób opisany w przykładzie I otrzymuje się suchą mieszankę PCW z udziałem 1000g suspensyjnego polichlorku winylu, 30g stabilizatora barowo-kadmowego, 2g stearyny, 3g sadzy acetylenowej i 650g plastyfikatora fosforoorganicznego w postaci fosforanu difenylooktylowego wraz z 30g środka antystatycznego w postaci mieszaniny 20 części wagowych metylosiarczanów N-metyloamoniowych N-/2-hydroksy-3- dodecylotetradecyloksypropylo/-N,N-dietanoloaminy i 80 części wagowych produktu estryfikacji trietanoloaminy kwasem stearynowym, którą zasila się wytłaczarkę z urządzeniem walcowym.

Otrzymana próbka taśmy z plastyfikowanego PCW charakteryzuje się opornością powierzchniową 8,4 x 10⁸ omów oraz stabilnością termiczną 60 min.

Przykład III. W mieszalniku i w sposób opisany w przykładzie I otrzymuje się suchą mieszankę PCW z udziałem 1000g suspensyjnego polichlorku winylu, 30g stabilizatora cynoorganicznego, 3g stearyny, 2g sadzy acetylenowej i 600g plastyfikatora fosforoorganicznego w postaci fosforanu izopropylofenylowego wraz z roztworem 50g środka antystatycznego w postaci mieszaniny 80 części wagowych metylosiarczanów N-metyloamoniowych N-/2-hydroksy-3-oktyloksypropylo/-N,N-dietanoloaminy i 20 części wagowych produktu estryfikacji trietanoloaminy kwasem stearynowym, w 50g fosforanu izopropylofenylowego. Mieszanką tą zasila się wytłaczarkę z urządzeniem walcowym, z którego uzyskuje się taśmę z plastyfikowanego PCW charakteryzującą się opornością powierzchniową 5,1 x 1(0 omów oraz stabilnością termiczną 40 min.

Przykład IV. Do mieszalnika wolnoobrotowego wprowadza się 1000g mieszaniny kauczuków, składającej się z kauczuku butadienowo-styrenowego, kauczuku chloroprenowego i kauczuku naturalnego w stosunku 1 : 2 : 6 i wstępnie homogenizuje się przez 1,5 minuty. Następnie dodaje się 500g napełniaczy będących mieszaniną ortofosforanu magnezu, czerwieni

167 989 żelazowej, polichlorku winylu, bieli cynkowej, chloroparafiny i trójtlenku antymonu oraz 500g plastyfikatora fosforoorganicznego w postaci fosforanu izopropylofenylowego i 30g środka antystatycznego w postaci mieszaniny 50 części wagowych metylosiarczanów N-metyloamoniowych N-/2-hydroksy-3-oktyloksypi'opylo/-N,N-dietanoloaminy i 50 części wagowych produktu estryflkacji trietanoloaminy kwasem stearynowym. Zawartość mieszalnika miesza się przez 2 minuty, po czym do otrzymanej mieszaniny dodaje się 10g siarki i przenosi się na dwuwalcarkę, gdzie w temperaturze 130°C uzyskuje się mieszankę gumową. Mieszanką tą pokrywa się impregnowaną tkaninę przekładkową, a następnie poddaje się wulkanizacji w prasie w temperaturze 150°C przez 25 minut.

Otrzymana próbka taśmy gumowej charakteryzuje się opornością powierzchniową 4,9 x 10⁷ omów.

Przykład V. W mieszalniku w sposób opisany w przykładzie IV otrzymuje się mieszankę gumową z udziałem 1000g mieszaniny kauczuków o składzie jak w przykładzie IV, 500g napełniaczy o składzie jak w przykładzie IV, 500g plastyfikatorów fosforoorganicznych w postaci fosforanu difenylooktylowego i 30g środka antystatycznego w postaci mieszaniny 20 części wagowych metylosiarczanów N-metyloamoniowych N-/2-hydroksy-3-dodecylotetradecyloksypropylo/-N,N-dietanoloaminy i 80 części wagowych produktu estryfikacji trietanoloaminy kwasem stearynowym. Do otrzymanej mieszanki dodaje się 10g siarki w sposób opisany w przykładzie IV, uzyskuje się taśmę gumową charakteryzującą się opornością powierzchniową 8,1 x 107 omów.

Przykład VI. Do mieszalnika jak w przykładzie IV wprowadza się 1000g mieszaniny kauczuków i 500g napełniaczy o składzie podanym w przykładzie IV, a następnie dodaje się roztwór 30g środka antystatycznego będącego mieszaniną 80 części wagowych metylosiarczanów N-metyloamoniowych N-/2-h^y^dr^c^ks^y^-3-c^ktyłoksypropylo/-N,N-dietanoloaminy i 20 części wagowych produktu estryfikacji trietanoloaminy kwasem stearynowym w 500g plastyfikatora fosforoorganicznego w postaci mieszaniny fosforanu izopropylcfenyłowego i fosforanu tri/Z-chloropropylowego/. Postępując dalej zgodnie z metodyką opisaną w przykładzie IV otrzymuje się taśmę gumową charakteryzującą się opornością powierzchniową 5,2 x 107 omów.

Przykład VII. Do mieszalnika jak w przykładzie IV wprowadza się 1000g mieszaniny kauczuków i 500g napełniaczy o składzie jak w przykładzie IV, a następnie dodaje się 30g środka antystatycznego będącego mieszaniną produktów estryfikacji trietanoloaminy kwasem stearynowym. Zawartość mieszalnika uzupełnia się 500g plastyfikatora fosforoorganicznego, miesza się przez 2 minuty, po czym do otrzymanej mieszanki dodaje się 10g siarki i przenosi się na dwuwalcarkę, gdzie w temperaturze około 130°C uzyskuje się mieszankę gumową. Mieszanką tą pokrywa się impregnowaną tkaninę przekładkową, a następnie poddaje się wulkanizacji w temperaturze 150°C przez 25 minut. Otrzymana próbka taśmy przenośnikowej charakteryzuje się opornością powierzchniową 5,9 x 10⁸ omów.

Tabela

Rodzaj tworzywa	Oporność powierzchniowa taśmy bez środka antystatycznego (omy)	Oporność powierzchniowa taśmy z dodatkiem składnika 1 (omy)	Oporność powierzchniowa taśmy z dodatkiem składnika 2 (omy)	Oporność powierzchniowa taśmy z dodatkiem mieszaniny składników 11 2 (omy)
polichlorek winylu	6,9 x 1012	2,5 x 109	3,2 x 1011	2,8 x 108
kauczuk	7,3 x 1012	5,3 x 108	5,9 x 108	4,9 x 107

Departament Wydawnictw UP RP Nakład 90 egz Cena 1,50 zł

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Środek do antystatyzacji wyrobów z polichlorku winylu i kauczuków naturalnych lub syntetycznych względnie ich mieszanin, zawierających plastyfikatory, stabilizatory, wypełniacze, środki smarne, środki uniepalniające i inne typowe dodatki, otrzymywanych znanymi metodami, znamienny tym, że środek antystatyczny składa się najkorzystniej z 20-80 części wagowych metylosiarczanów N-metyloamoniowych N-/2-hydroksy-3-alkoksypropylo/-N,Ndietanoloaminy zawierających od 8 do 14 atomów węgla w rodniku alkilowym oraz najkorzystniej 80 - 20 części wagowych produktów estryfikacji trietanoloaminy kwasem stearynowym.
2. 2. Środek według zastrz. 1, znamienny tym, że stanowi go roztwór składników jak w zastrzeżeniu 1 w plastyfikatorach.