Способ уменьшения электризуемости термопластичных полимеров

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сыз Советских

Социалистических

Республик

«i>427962 (61) Зависимое от авт. свидетельства— (22) Заявлено 09.06.72 (21) 1794109/23-5 с присоединением заявки №вЂ” (32) Приоритет—

Опубликовано 15,05.74. Бюллетень № 18

Дата опубликования описания 06.06.75 (51) М. Кл. С 08f 47/22

С 08 1/52

С 09k 3/16

Государственный комитет

Совета Мииистров СССР

llD делам изобретеиий и открытии (53) УДК 678.073.04 (088.8) (72) Авторы изобретении я

Ю. И. Василенок, Б. A. Коноплев, В. Н. Лагунова, Н. С. Наметкин, Г. М. Егорова, Л. И. Кульбакина и Г. П. Потапов (71) Заявитель (54) СПОСОБ УМЕНЬШЕНИЯ ЭЛЕКТРИЗУЕМОСТИ

ТЕРМОПЛАСТИЧНЫХ ПОЛИМЕРОВ

3CHqCHq+N ...> Х или Н "

< RC00CH CH< N Х или

Известен способ уменьшения электризуемостн полна1еров п утем нанесения на ннх илн введения в массу нафтенилпаратолуо".ñóëüôоната пиридиния.

Однако анпистатические cBolkcTва, придаваемые полимерам с помощью известного способа, недостаточно высоки; при поверхност|ом нанесении 2% антистатика и внутреннем введении 1 — 3 BBc. % антистатика удельное поверхностное сопротивление (р,) при 20 С ,и относительной влажности 65+5 /О соответственно составляет 8,4 . 10 — 9,0 . 10 ол и

5,2 10 — 3,0 . 10" ол. Кроме того, синтез нафтенилпаратолуолсульфонат;l пиридиния осуществляется в четыре стад,ш, довольно дорог и сложен.

Предлагается способ умецьшення электризуемости полимеров (например полиэтиле а, полипропилена, полистирола, полиметнлметакрилата) .путем нанесения на поверхность нлн введения в массу производных пиридина, отличающийся тем, что с целью улучшения антистатических свойств и удешевления процесса антистатизации в качестве производных пнридина применяют содержащие остаток нафтеkloâoé кислоты соед гнения общей формулы где Я вЂ” наф-,гнил (остаток нафтеновых кислот), X С1 Br > J > SO4 >СНзSO4 NOç CI04

1О пли (СН,)зРО, :При поверхностном нанесе шп 0,5 — 4 /о солей нафтената пнрнднн;.я на полимеры р, образцов соста вляет 3,5. 10т — 2,1 10з ол при температуре 20 —, 3 С и относительной влажности 65+5%.

Образцы полиэтилена низкой и высокой плотности при внутреннем введении 0,5— ро 4,0 вес. % солей нафтената пирнднния имеют о, 1,0 . 10 — 1,9 - 10" ол при температуре

20+3 С и относительной влажности 65+ 5%, предел текучести при ра стяжении (o, ) 79—

252 кгс/слР, предел прочности при растяже25 нии (о р) 115 — 144 кгс/сл н относительное удлинение при разрыве (в) 275 — 640%.

Полимерные образцы, получаемые предлагаемым способом, обладают лучшими антистатичеокими свойствами,по сравнению с обЗО разцами полимеров, обработа.iíûx на..более

427962

Таблица 1

Удельное поверхностное сопротивление полимеров при поверхностном нанесении солей нафтената пиридиния

1 !

Полимер

Концентрация раствора антистатика, о>о

Антистатик

Нафтенплкарбоксиэтилпп(>идинийхлорид

Полиэтилен

1,2-10»

0,5 низко!! плотности

То же

То же

Нафтенилэтилпиридинийхлорид

Нафтенплпиридпнийбромид

То же

Нафтенилпиридинпййодид

Нафтенилпиридинийсульфат

Нафтенилпирпдинш"!метасульфат

Нафтенилпирид!пншп!итрат

Нафтенплпиридннийперхлорат

Нафтенилпирпдппийдиметафосфат

Нафтенплкарбокспэтплпиридинийхлорпд

2

2 !

2

3

2

0,5

8

9 !

О

ll

12

13

1д !

16

8,8. 10 ,7,4 10>

6,8 10 !

2,1 10, 9,0 10

5,6 10

6,0 10 .1,8 10, 6,7 107

4,9 10

, 1,9 10 — >>— — >>— — >>— — »â€” — >>— — >>— — >>— — >>— Полиэтилен высокой плотности

То же

То же

Нафтенилэтилппрпдннпйхлорид

Нафтенилпиридинийбро1п!д

То >ке

Нафтеннлпириднниййодид

Нафте>п!лпиридинийсульфат

Нафт-енилппридпнпйперхлорат

Нафтенплпиридинийдиметафосфат

Нафтешглкарбокспэтилпирпдпнпйхлорпд

18

19

21

22

23

24

2о 7,4 ° 10> ! 8,8 10 .

7,0 10

1,6 10 ! 1,0.10 3,9 10

6,0 10т 3,5.10

6,8. 10 — »вЂ” — »вЂ” — »вЂ”

Полппропилен

Нафтенилпиридинийбромид

Нафтенилпиридинпйметасульфат

Нафтенилппридинийперхлорат

Нафтенплпирпдинпйдиметафосфат

Нафтенилкарбоксиэтилпиридппийхлорид

Нафтенплпирпдшшйбромпд

Нафтенилппрпдпниш!одпд

Нафтенплпирпдинийсульфат

1,àôòåíèëïèpèäïHïéïåðõëîðàò

Нафтенплоиридпнпйдиметафосфат

Нафтенплкарбоксиэтилпиридпнийхлорид

27

29

31

32

33

34

36

9,7-10т

7,0.! 0

8,1. 10

5,5 10

1,4. 10 1,3.!О

1,4.10

89 10

9,7. 10

6,2. 10т

2,0 10 — »вЂ” — »вЂ”

Полистирол — »вЂ”

Полистнрол — >>—

Полиметилмс-.акрил т, То >ке

Нафтенилппридннийбромпд

Нафтенплпиридинийметасульфат

Нафтенилпирпдинийперхлорат

Нафтенилпиридннийдиметафосфат

38

39

1 2. !О

96 !О

8,0.! 0

2 !. !От эффективными промышлен !ымп антистатиками типа алкамонов (р, = 4,3. 10а — I,I 10" при поверхностном нанесении и р, от 4,6- 10" до более че;! 8,0 . 10" ол! при внутреннем введении) .

Синтез солей нафтенатов пиридиния, используемых согласно изобретению сравнительно прост и дешев, так как осуществляется в две стадии.

Пример 1. Диски диаметром 50 лт !! и толщиной 1 л!л! из полиэтилена низкой плотности погружают на 20 сек в 2%-ный раствор нафтенилкарбоксиэтилпиридинийхлорида в этиловом спирте и затем сушат при комнатной температ!уре под углом 45 в течение суток. р, обработанных таким способом образцов составляет 3,7 10 ол! при температуре 20+3 С и относительной влажности

65 !- 5%.

Пример 2. Диски диаметром 50 л(л! и толщиной 1 л!л! из лолиэтилена высокой плотности погружают на 20 сек в 2%-ный раствор нафтенилкарбоксиэтил пиридинийхлорида,в этиловом спирте и затем сушат при комнатной температуре под углом 45 в течение суток. р, обработанных таким способом образцов соста!вляет 4,2 10т о,!! !при те!м!пературе

20+3 С и относительной влажности 65!-5%.

Пример 3. Диски диаметром 50 мл! и толщиной 1 ми из полипропилена .погружают на 20 сек в 2%-ный раствор нафтенилкарбоксиэтилпиридинийхлорида в этиловом спирте и затем су!пат при комнатной температуре под углом 45 в течение суток. р, обработанных таким способом образцов составляет

5,1. 10т ол! при температуре 20+3 С и относительной влажности 65+ 5%.

П р и мер 4. Диски диаметром 58 лил! н толщиной 2 л!л! из полистирола погр!ужают на 20 сек в 2%-ный раствор нафтенилкарбо-! есиэтилпиридинийхлорида в этиловом спирте и затем сушат при комнатной температуре под углом 45 в течение суток. р, обработанных таким способом образцов составляет

4,8 10т ом при температуре 20+3 С и относительной влажности 65+ 5%

427962

Таблица 2

Свойства полиэтилена при внутреннем введении солей нафтената пиридиния

Количество антистатика, введенного в полимер, вес. %

Пример

Полимер

Антистатик

)) S оси ар, кгс/слсН

aT, кгс/слсН

Полиэтилен Нафтенилпирпдпнийбромид

5,5. 10

126

570 нпэкои плотности

То же

1,9 10"

),7. )Îþ

8,7 10

2,0 10

4,! )0

87

83

9!

88

560!

29 !

22

138

13п

119

46

47

48

49

50 — »вЂ” — » — »вЂ”

1,3 10н

3,0 10

134

115

500

52 — )>—

Полиэтпл»

2,0 10н

1,2 10н

2,4-10

92

82

232

305

141

124

128 с3

Н оч вьнсокой плотности

То же

Нафтенилкарбокспэтилпиридинпйхлорид

То же

Нафтенплппрпдпнпйгпетасульфат

То же

Нафтенплпир»дпнпйперхлорат

То же

Нафтенилпиридпнийметафосфат

То же!

1 ipa

1,0 10

87 )Оэ

2,8 )0)I

7,6 )09

3,0 10

8,1. 10

1,6.! 0

246

234

290

132

126

56

57 — )>— — »вЂ”

250 (140

228 130

310

58

59 — »вЂ” — »вЂ”

248 144

230 124

300

61 — »вЂ” — »

252 130

238; 125

275

RC00CH CHg+М,, 7, и/)и

Предмет изобретения (НСНтСН)Н ) ) Хи;u (R+Il j)I

Пример 5. Диски диаметром 58 мл и толщиной 2 )и)и из полиметилметакрилата погружают на 20 сек в 2%-ный раствор нафтенилкарбоксиэтилпиридинийхлорида в этиловом спирте и затем сушат при комнатной температуре под углом 45 в течение суток. р, обработанных таким способом образцов составляет 6,3 IO ол при температуре

20+ 3 С и относительной влажности 65+5%.

Пример ы 6 — 41. Соли нафтената пирилиния напосят на поверхность полимеров так же, как в примерах 1 — 5. Результаты приведены в табл. 1.

Пример 42, Полиэтилен низкой плотности смешивают с 1 вес. о/о нафтенилпиридинийбромида на вальцах при температуре

135+5 С в течение 7 мин. Полученные образцы обладают рн 3,4 10Р ом при температуре

Нафтенплкаросксиэтилппридпппйхлорпд

Т0 же

Наф енплп»рпдиниййодид

Нафте»»лппрпдпнийсульфат

То же

Hафте:-I»ë гирпдинпйперхлорат

То же

Нафтен»лпирпдпнийдиметафосфат

То же

Нафтен»лпирпдинпйбромид

Способ уменьшения электризуемости термопластичных полимеров путем нанесения )-::. по верхность или введения в массу производцых пиридина, отличающийся тем, что, с целью улучшения антистатических свойств в качестве производных пир идина применяют содержащее остаток нафтеновой кислоты соединение общей форъ)улы

20+3 С и относительной влажности 65+-3 о и имеют о, 90 кгс, ся > о. р 135 кгс/см и е 6100/О.

П р и ме р 43. Полиэтилен высокой плот)1îcòè счешивают с 1 вес. /о нафтенилпиридинийбромида на вальцах при температуре

155+-5 С в течение 7 л)ин. Полученные образцы обладают р, 1,0. 10»о ол) при температуре 20+3 С и относительной влажности

65+3% и имеют о т 245 кгс/сл1 О р 140 кгс/слса t c 350 /0.

Пример ы 44 — 53. Соли нафтената пирндиния счешивают с полиэтиленом низкой плотности так же, как в примере 42. Результаты приведены:в табл. 2.

Пример ы 54 — 62. Соли нафтената пиридиния смешивают с полиэтиленом высокой плотности так же, как в примере 43. Результаты приведены в табл. 2. где R — нафтенпл (остаток нафтеновых кислот), Х вЂ” С1, Бг, J SO,— С Н,SO,,NO„-,С10,, цли

30 (С 1-1н ), P O„—.