Способ деэлектризации термопластичпых полимеров

ОПИСА ИЗОБРЕТ Союз СоветскикоциалистицескихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕ льства Зависимое от авт. свЗаявлено 15,.1972 29/00 1 3/16 1749 ки присоединением зая ооударетееииый комитетСовета Иииистров СССРео долам ызобретеейы открытий риорите 04(088,8) Опуб овано 21.Х 1.1973. Бюлле а опубликования описани Авторыизобретени Василенок, Б, А. Коноплев, В. Н. Лагунова, А. М. Симонов А, ф, Пожарский и Э. А. Звездина вител СОБ ДЕЭЛЕКТРИЗ ПОЛИИ ТЕРМОПЛАСТИЧНЫХЕРОВ ОМ 1 в которой М= Сс 1, Ва, Сц, Са(ОН), ОН) или Сц(ОН) ал С 17; оксиэтильная групде 1 - группа СН Ин),а Ка, К,Са,М ХпХп(ОН), Ва(О Мдкильный радик л С 1 -па СНСН 2 ОН;и - валентность метаК - водород или алС 11,К - алкильный радпричем один из алкилили К, содержит не млерода,ла;ильный радикал С 8 -икал С 1 - С 1 т,ьных радикалов Кь К 2енее восьми атомов угспособом ооразысокой плотности имера иминобенз- нобензимидазоли 1,0 10" ом при осительной влажел текучести при кгс/см, предел ии (ор) 120 - е удлинение при сенин иминобенз- нобензимидазоли- предлагаемому 5 1или Г 3 Предлагаемое изобретение относится к способу деэлектризации полимеров путем нанесения на них или введения в массу имидазолиновых соединений.Известен способ понижения электризуемо сти полиэтилена с помощью солей, полученных путем взаимодействия 1-гидроксиэтил- гептадецил-имидазолина с соляной, серной или стеариновой кислотой.Однако полимерные образцы, получаемые 10 известным способом, обладают относительно невысокими антистатическими свойствами; удельное поверхностное сопротивление (р) составляет 1,6 10" - 6,7 101 З ом при температуре 20 С и относительной влажности 65% . 15Предлагается способ деэлектризации полимеров (например, полиэтилена, полипропилена, полистирола, полиметилметакрилата) путем нанесения на поверхность или введения в массу имидазолиновых соединений, заклю О цающийся в том, что с целью улучшения ангистатических свойств в качестве имидазолиновых соединений применяют соединения общей формулы Полученные предлагаемым цы полиэтилена низкой и в при введении в массу пол имидазолинов или солей ими нов) обладают р, 1,7 109 -температуре 20+3 С и отн ности 65-+5% и имеют пред астяжении (о,) 109 - 255 прочности при растяжен 44 кгс/см и относительно разрыве (е) 180 - 640%. При поверхностном нане имидазолинов или солей ими ов на полимеры согласнопособу р, образцов составляет 6,0 10 - ,1 10" ом при температуре 20-3 С и отноительной влажности 65-+5%.406850 10 15 20 25 Зо 35 40 45 50 55 60 Применяемые согласно предлагаемому способу иминобензимидазолины или соли иминобензимидазолинов обладают повышенной водостойкостью (не растворяются в воде) и проявляют более высокий" антистатический эффект при введении в массу полиэтилена низкой и высокой плотности по сравнению с наиболее эффективными промышленными антистатиками типа алкамонов, которые растворимы в воде или смешиваются с ней.Иминобензимидазолины или соли иминобензимидазолинов наносят на поверхность полимеров из растворов концентрации 0,5 - 3,0 вес.о/о (предпочтительно 1,0 - 2,0 вес./о) или вводят в массу полимеров в количестве 0,5 - 6,0 вес./оВведение иминобензимидазолинов или солей иминобензимидазолинов в расплав полимеров возможно обычными способами - на вальцах, в пластосмесителях типа Бенбери или в экструдере. П р и м ер 1. Диски диаметром 50 мм и толщиной 1 мм из полиэтилена низкой плотности погружают на 20 сек в 3%-ный раствор натриевой соли 2-имино-нонилбензимидазолин-уксусной кислоты в этиловом спирте и сушат при комнатной температуре под углом 45 в течение одних суток. р, обработанных таким способом образцов составляет 9,0 10 ом при температуре 20-1-3 С и относительной влажности 65+ 5% П р и м е р 2. Диски диаметром 50 мм и толщиной 1 мм из полиэтилена высокой плотности погружают на 20 сек в 3/о-ный раствор натриевой соли 2-имино-нонилбензимидазолин-уксусной кислоты в этиловом спирте и сушат при комнатной температуре под углом 45 в течение одних суток. р, обработанных таким способом образцов составляет 3,4 10 ом при температуре 20+3 С и относительной влажности 65+5%. П р и м е р 3. Диски диаметром 50 мм и толщиной 1 мм из полипропилена погружают на 20 сек в 3%-ный раствор натриевой соли 2- имино-нонилбензимидазолин-уксусной кислоты в этиловом спирте и сушат при комнатной температуре под углом 45 в течение одних суток, р, обработанных таким способом образцов составляет 1,110" ом при температуре 203 С и относительной влажности 65-+. 5 о/о П р и м ер 4. Диски диаметром 58 мм и толщиной 2 мм из полистирола погружают на 20 сек в 2/,-ный раствор натриевой соли 2- имино-метилбензимидазолин-уксусной кислоты в этиловом спирте и сушат при комнатной температуре под углом 45 в течение одних суток, р; обработанных таким способом образцов составляет 2,3 10 ом при температуре 203 С и относительной влажности 65 -5% П р и м е р 5. Диски диаметром 58 мм и толщиной 2 мм из полиметилметакрилата погружают на 20 сек в 3/,-ный раствор натриевой соли 2-имино-метилбензимидазолин-уксусной кислоты в этиловом спирте и сушат при комнатной температуре под углом 45 в течение одних суток. р, обработанных таким способом образцов составляет 5,4 10 ом при температуре 20-+-3 С и относительной влажности 65-1-5/о П р и м е р ы 6 - 44, Иминобензимидазолины или соли иминобензимидазолинов наносят на поверхность полимеров так же, как в примерах 1 - 5. р, образцов приведены в табл. 1. П р и м е р 45. Полиэтилен низкой плотности смешивают с 4,0 вес,% натриевой соли 2-имино-нонил5,6,7 - тетрагидробензимидазолин-уксусной кислоты на вальцах при температуре 135+.5 С в течение 7 мин. Полученные образцы обладают р, 7,0 10 ом при температуре 20.+3 С и относительной влажности 65+.-1-5% и имеют а, ар и е соответственно 110 кгс/см 135 кгс/см и 580% П р и м е р 46. Полиэтилен высокой плотности смешивают с 6,0 вес./, натриевой соли 2- имино-нонил - 4,5,6,7 - тетрагидробензимидазолин-уксусной кислоты на вальцах при температуре 1555 С в течение 7 мин. Полученные образцы обладают ра 5,0 10 ом при температуре 20-1-3 С и относительной влажности 65-1-5% и имеют аар и е соответственно 246 кгс/см 124 кгс/см и 180 о/,. П р и м е р 47. Полиэтилен высокой плотности смешивают в 4,0 вес,% натриевой соли 2- имино-нонил - 4,5,6,7 - тетрагидробензимидазолин-уксусной кислоты на вальцах при температуре 1755 С в течение 7 мин. Полученные образцы обладают р, 8,10 101 о ом при температуре 20+3 С и относительной влажности 655%. П р и м е р ы 48 - 60. Иминобензимидазолины и соли иминобензимидазолинов вводят в полимер так же, как в примере 45. Свойства образцов приведены в табл. 2. П р и м е р ы 61 - 69. Иминобензимидазолины и соли иминобензимидазолинов вводят в полимер также, как в примере 46. Свойства образцов приведены в табл. 2.Таблица 1 Удельное поверхностное сопротивление полимеров при нанесении иминобензимидазолинов и солей имннобензимидазолинов на поверхность полимеровПолимер Иминобензимидазолиновое соединение р ом 2,0 4,0 10 в Полиэтилен низкой плотности Калиевая соль 2-имино-метилбензимидазолин-уксусной кислоты 1,0 1,6 10 То же 2,0 3 1 10 в Кальцийгидроокись 2-имино-этилбензимидазолин-уксусной кислоты 0,5 7,9 10 в Барийгидроокись 2-имино-додецилбензимидазолин-уксусной кислоты 2,0 10 Полиэтилен высокой плотности 2,0 10 Магниевая соль 2-октил-имино-метилбензимидазолин-уксусной кислоты 3,0 1,0 10 То же 1,0 12 1,0 10 в Цинкгидроокись 2-имино-гептадецилбензимидазолин-уксусной кислоты 3,0 13 Полистирол 6,2 10 в Цинковая соль 2-имино-нонилбензимидазолин-уксусной кислоты 2,0 14 5,0 10 в То же 2,0 15 Полиметилметакрилат3,0 18 Полиэтилен низкой плотности 1,7 101 о 2-Ими но-октил-метилбензимидазо- лин 2,0 19 То же 7,8 10 2-Гептадецилимино-метил-и-бутил- бензимидазолин 3,0 20 Полиэтилен высокой плотности 94 10 2,0 21 То же 6,0 10 2,0 22 Полистирол 3,9 10 в 2,0 23 2,0 10 в 2-Додецилимино-н-бутил+окси- этилбензимидазолин 2,0 24 Полипропилен 1,4 101 в 2-Имино-атил-гептадецилбензими- дазолии 2,0 25 Полиэтилен низкой плотности4,0 10 в 2,0 26 То же 1,0 10 в а а С Кальциевая соль 2-имино-гептадецилбензимидазолин-уксусной кислоты Бариевая соль 2-гептадецилимино-нбутил-бензимидазолин-уксусной кислоты Магнийгидроокись-гептадецилимино-н-бутил-бензимидазолин-уксусной ки- слоты Медная соль 2-имино-этилбензилимидазолин-уксусной кислоты 2-Октилимино-метил-н-бутилбензи- мидазолин 2-Имино-гептадецил+оксиэтилбен- зимидазолин 2-Гептадецилимино, 3-диметилбензи- мидазолин Натриевая соль 2-имино-нонил, 5, 6, 7-тетрагидробензимидазол ин-уксусной кислоты Магниевая соль 2-октилимино-метил, 5, 6, 7-тетрагидробензимидазолин 3-уксусной кислоты Концентрация растворов веществ, вес, оГ6,0 10 Полиэтилен высокой плотности 2,0 28 9,6 10 То же 0,5 29 2,1 10 в 2,0 30 7,0 10" 2,0 31 4,6 10 в 3,0 Поли стирол 32 6,0 10 2,0 То же 33 6,4 10 2,0 Полиметилмет- акрилат 34 8,0 10 2,0 То же 35 7,0 10 в 2,0 Полипропилен 36 3,0 10 2,0 То же 9,7 10 в 3,0 Полиэтилен низкой плотности 1,0 10 2,0 То же 39 7,0 10 в 3,0 Полиэтилен высокой плотности 40 3,0 10 в 2,0 То же 8,0 10 2,0 Полистирол 42 6,1 10 в Полиметил- метакрилат 2,0 43 8,7 10 в Полипропилен 5 9,10 в 2,0 Иминобензимидазолиновое соединение Цинковая соль 2-имино-нонил, 5, 6,7-тетрагидробензимпдазолин-уксуснойкислоты Калиевая соль 2-имиио-метил, 5, 6,7-тетрагидробензпмидазолин-уксуснойкислоты Кальциевая соль 2-имино-гептадецил, 5, 6, 7-тетрагидробензимидазолин-уксусной кислоты Медьгидроокись 2-октил-имино-этил 4, 5, 6, 7-тетрагидробензимидазолинауксусной кислоты Магнийгидроокись 2-гептадецилимино-н-бутил, 5, 6, 7-тетрагидробензимилазолин-уксусной кислоты Бариевая соль 2-гептадецилимино- н-бутил, 5, 6, 7-тетрагидробензимидазолин-уксусной кислоты Цинкгидроокись 2-имино-гептадецил, 5, 6, 7-тетрагидробензимидазолинуксусной кислоты К аль цийгидрооки сь 2- и мино- этил, 5, 6, 7-тетрагидробензимидаз олин-уксусной кислоты Медная соль 2-имино-этил, 5, 6, 7 тетрагидробензимидазолин-уксуснойкислоты Барийгидроокись 2-имино-додецил 4, 5, 6, 7-тетрагидробензимидазолинуксусной кислоты Кадмиевая соль 2-имино-гептадецил, 5, 6, 7-тетрагидробензимидазолинуксусной кислоты 2-Октилимино-метил-н-бутил;5, 6, 7-тетрагидробензимидазолин 2-Имино-гептадецил-З-З-оксиэтил,5, 6, 7-тетрагидробензимидазолин 2-Имино-октил-З-метил, 5, 6, 7 тетрагидробензимидазолин 2-Гептадецилимино,3-диметил; 5,6, 7-тетрагидробензимидазолин 2-Гептадецилимино-метил-и-бутил 4, 5, 6, 7-тетрагидробензимидазолин 2-Имино-этил-З-гептадецил, 5, 6,7-тетрагидробензимидазолин 2-Додецилимино-н-бутил+оксиэтил, 5, 6, 7-тетрагидробензимидазолин Концентрация растворов веществ, вес. %406850 10 Таблица 2 Свойства полимеров при введении иминобензимидазолинов и солей иминобензимидазолинов в массу. полимераПолимер ролю о го 0,5 9,2 10 109 Полиэтилен низкой плотности 600 120 48 1,7 10 115 2,0 То же 620 131 49 2,0 4,0 10 о 140 50 640 2,0 3,0 10 до 130 137 560 2,0 52 130 550 2,0 134 53 2,0 139 610 54 4,0 640 55 4,0 131 590 56 4,0 126 570 4,0 144 550 58 4,0 135 580 59 6,0 540 60 4,0 135 Полиэтилен высокой плотности61 260 2,0 9,4.101 о 235 130 То же 62 2,0 4,0 10 до 250 63 135 290 4,0 2,0 10 д", 242 128 64 280 4,0 9,0 10 О 250 140 65 240 4,0 9,0 10 до 255 8,1 10 до 240 9,7 101 о 235 66 4,0 133 67 210 4,0 141 6,0 7 е 2 10 о 220 69 190 125 Иминобеизимидазолиновое соединение Кальциевая соль 2-имино-гептадецил, 5, 6, 7-тетрагидробензимпдазолии-уксусной кислоты Бариевая соль 2-гептадецилимино- н-бутил, 5, 6, 7-тетрагидробензимпдазолин-уксусной кислоты Кальцийгидроокись-имино-этил, 5, 6, 7-тетрагидробензимидазолин- уксусной кислоты Цинкгидроокись-имино-гептадецил, 5, 6, 7-тетрагидробензимидазолин-уксусной кислоты 2-0 ктилимино-метил-З-н-бутил,5, 6, 7-тетрагидробензимидазолин 2-Додецилимино-и-бутил- -оксиэтил, 5, 6, 7-тетрагидробензимидазолин 2-Гептадецилимино-метил-н-бутил, 5, 6, 7-тетрагидробензимидазолин2-Имино-этил-З-гептадецил, 5, 6,7-тетрагидробензимидазолин Кальциевая соль 2-имино-гептадецилбензимидазолин-уксусной кислоты Калиевая соль 2-имино-метил-бензимидазолин-уксусной кислоты Кальцийгидроокись 2-имино-этилбензимидазолин-уксусной кислоты 2-Имино-гептадецил+оксиэтил- бензимидазолин 2-Октилимино-метил-н-бутил-бен- зимидазолин Магниевая соль 2-октилимиио-метил, 5, 6, 7-тетрагидробензимидазолин-уксусной кислоты Барийгидроокись 2-имино-додецил 4, 5 6, 7-тетрагидробензимидазолинуксусной кислоты Калиевая соль 2-имино-метил, 5, 6, 7-тетрагидробензимидазолин-уксусной кислоты Медьгидроокись-октилимино-этил 4, 5, 6, 7-тетрагидробензимидазолинуксусной кислоты Магнийгидроокись 2-гептадецилимино-н-бутил, 5, 6, 7-тетрагидробензимидазолин-уксусной кислоты2-Имино-октил-З-метил, 5, 6, 7- тетрагидробензимидазолин2-Гептадецилимино, З-диметил, 5, 6, 7-тетрагидробензимидазолинБариевая соль 2-гептадецилимино- н-бутилбензимидазолин-уксусной ки- слоты 2.Ими но-октил-З.метилбензимидазо- лин 8,0 10 о 118 9,1 10 о 128 1 0 10 п 130 4,0 10 д 118 6,0 10 до 1159,8 10 до 120 4,9 10 до 137 9,0 10 о 130 5,1 10 до 115 6,0 10 220акаэ 1014/7 Изд.469 ЦНИИПИ Государственного по делам иао Москва, Ж, Тираж 565омитета Совета Министретений и открытийаушская наб., д. 4(5 ПодписСССР Типография, пр. Сапунова, 2 Способ деэлектризации термопластичных полимеров путем нанесения на поверхность или введения в массу имидазолиновых соединений, отличающийся тем, что, с целью улучшения антистатических свойств полимеров, в качестве имидазолиновых соединений применяют соединения общей формулы- 01 12где К 1 - группа СН,СООМ 1/, в которой М= =Ха, К, Са, Мд, Хп, Сд, Ва, Сц, Са(ОН), Хп(ОН), Ва(ОН), Мд(ОН) или Сц(ОН); алкильный радикал С 1 - С 17, оксиэтильная груп па СНаСН 20 Н; К, - водород или алкильный радикал С 8 -10 С 17,Кз - алкильный радикал С 1 - С 17,причем один из алкильных радикалов К К или Кз содержит не менее восьми атомов уг 5 лерода.