DE1218151B - Antistatic molding compounds - Google Patents

Description

Antistatische Formmassen Die elektrostatische Aufladung von Kunststoffen, wie Polyolefinen, Polystyrol und Polyvinylchlorid, ist ein bekanntes Problem. Die in der Technik zur Zeit angewendeten Verfahren der Oberflächenbehandlung mit verschiedenen kationischen, anionischen oder nichtionischen Verbindungen bewirken eine Verminderung der elektrostatischen Aufladung. Insbesondere Uberzüge aus quaternären Ammoniumverbindungen auf elektrostatisch leicht aufladbaren Körpern zeigen recht gute Wirkung. Der Erfolg ist jedoch in allen Fällen von nur kurzer Dauer.Antistatic molding compounds The electrostatic charging of plastics, such as polyolefins, polystyrene and polyvinyl chloride, is a known problem. the Surface treatment methods currently used in the art with various cationic, anionic or nonionic compounds cause a reduction electrostatic charge. In particular, coatings made from quaternary ammonium compounds on bodies that can easily be charged electrostatically have a very good effect. The success however, is short-lived in all cases.

Bessere Ergebnisse zeigen Verfahren, bei denen durch nachträgliche Verknüpfung reaktionsfähiger Gruppen solche Uberzüge hochmolekular und damit weniger abwaschbar gemacht werden. Zu wirklich dauerhaften Wirkungen gelangt man, wenn man den Kunststoffen anti statisch wirkende Verbindungen einverleibt, welche langsam an die Oberfläche auswandern und diese für lange Zeit ladungsfrei halten. Better results are shown by methods in which subsequent Linking reactive groups such coatings are high molecular weight and therefore less can be made washable. You can get really lasting effects if you do the plastics incorporated anti-static compounds, which slowly migrate to the surface and keep it free of charge for a long time.

Zum Beispiel ist es bekannt, Polymerisate des Vinylchlorids durch Zusatz von größeren Mengen (etwa 20 Gewichtsprozent) antistatisch wirkender Weichmacher antistatisch auszurüsten. Jedoch sind keine derartigen Verbindungen bekannt, welche in kleinen Mengen wirksam und für verschiedene Kunststoffe anwendbar sind. Abgesehen von Weich-Polyvinylchlorid ist bei Thermoplasten das Problem der elektrostatischen Aufladung bisher noch nicht gelöst worden.For example, it is known to carry out polymers of vinyl chloride Addition of larger amounts (approx. 20 percent by weight) of antistatic plasticizers to be antistatic. However, no such compounds are known which effective in small amounts and applicable to various plastics. Apart from that of soft polyvinyl chloride is the problem of electrostatic in thermoplastics Charging has not yet been resolved.

Besonderes Augenmerk muß bei dem Einarbeiten eines Antistatikums darauf gerichtet werden, daß die Eigenschaften der ausgerüsteten Gegenstände nicht durch zu starkes Ausschwitzen des Antistatikums beeinträchtigt werden. Particular attention must be paid when incorporating an antistatic be directed to the fact that the properties of the equipped objects are not be affected by excessive exudation of the antistatic.

Es wurde nun gefunden, daß sich thermoplastisch verarbeitbare Formmassen durch besonders vorteilhafte antistatische Eigenschaften auszeichnen, wenn sie im wesentlichen aus Thermoplasten und 0,01 bis 5 Gewichtsprozent Verbindungen der allgemeinen Formel bestehen, in der R1 ein gesättigter oder ungesättigter aliphatischer Rest mit 1 bis 30, vorzugsweise 3 bis 20 Kohlenstoffatomen, R2 und R3 Alkylreste mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, R4 ein Alkylenrest mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, R5 ein Alkylenrest mit 1 bis 11 Kohlenstoffatomen und X Sauerstoff oder >NH ist.It has now been found that thermoplastically processable molding compositions are distinguished by particularly advantageous antistatic properties if they are essentially composed of thermoplastics and 0.01 to 5 percent by weight of compounds of the general formula consist in which R1 is a saturated or unsaturated aliphatic radical with 1 to 30, preferably 3 to 20 carbon atoms, R2 and R3 are alkyl radicals with 1 to 4 carbon atoms, R4 is an alkylene radical with 1 to 10 carbon atoms, R5 is an alkylene radical with 1 to 11 carbon atoms and X is oxygen or> NH.

Erfindungsgemäß verwendbare antistatisch machende Verbindungen sind z. B. Antistatic compounds which can be used according to the invention are, for. B.

Die erfindungsgemäß verwendbaren Verbindungen lassen sich nach bekannten Verfahren herstellen, z. B. durch Erhitzen von molaren Mengen eines entsprechenden Alkylendiamins bzw. eines Aminoalkohols mit molaren Mengen einer entsprechenden Dialkylaminocarbonsäure auf 140 bis 2000 C, Abdestillieren des gebildeten Wassers, anschließende Zugabe der äquimolaren Menge einer entsprechenden Carbonsäure und erneute Wasserabspaltung. The compounds which can be used according to the invention can be prepared according to known methods Manufacture processes, e.g. B. by heating molar amounts of a corresponding Alkylenediamine or an amino alcohol with molar amounts of a corresponding one Dialkylaminocarboxylic acid at 140 to 2000 C, distilling off of formed water, then adding the equimolar amount of a corresponding Carboxylic acid and renewed elimination of water.

Die antistatisch wirkenden Zusätze können in die Thermoplaste, wie Polyäthylen, Polypropylen, Polyvinylchlorid oder Polystyrol, durch Vermengen in der Wärme und unter Druck eingearbeitet werden. The antistatic additives can be in the thermoplastics, such as Polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride or polystyrene, by blending in the heat and can be incorporated under pressure.

Eine gute Vermischung der Thermoplaste mit dem antistatischen Zusatz wird auf den beheizten Walzen eines Mischwalzwerkes erreicht. Die antistatisch ausgerüsteten Massen können beispielsweise durch Pressen, Spritzgießen, Strangpressen, Verspinnen oder Kalandern weiterverarbeitet werden. Sie können noch übliche Zusatzstoffe, wie Farbstoffe, Pigmente, Weichmacher, Gleitmittel oder natürliche sowie synthetische Harze, enthalten.A good mixing of the thermoplastics with the antistatic additive is achieved on the heated rollers of a mixing mill. The antistatic ones Masses can be produced, for example, by pressing, injection molding, extrusion, spinning or calendering. You can still use common additives, such as Dyes, pigments, plasticizers, lubricants or natural as well as synthetic Resins.

Die in den Beispielen angegebenen Teile und Prozente sind Gewichtseinheiten. The parts and percentages given in the examples are weight units.

Beispiel 1 Mit 100 Teilen Polypropylen werden auf einem Mischwalzwerk bei 1900C 0,5 Teile Stearinsäureß-(dimethylaminoacetamido)-äthylester (I) vermischt. Von dieser Mischung werden Probeplatten von 3 mm Dicke gepreßt. Gleiche Platten werden aus reinem Polypropylen angefertigt.EXAMPLE 1 With 100 parts of polypropylene, 0.5 parts of stearic acid (dimethylaminoacetamido) ethyl ester (I) are added on a mixing roll mill at 1900C mixed. Test panels 3 mm thick are pressed from this mixture. The same panels are made from pure polypropylene.

Durch 50maliges Bestreichen mit Filterpapier mittels einer rotierenden Reibevorrichtung werden Proben aufgeladen. Mit einem handelsüblichen Statometer H 1407 der Firma Herfurth, Hamburg-Altona, wird die Aufladung bestimmt. An einer anderen Probe wird der Oberflächenwiderstand bestimmt. Die gefundenen Werte sind in der Tabelle 1 zusammengestellt. By brushing 50 times with filter paper using a rotating Samples are loaded on the grater. With a standard statometer H 1407 from Herfurth, Hamburg-Altona, the charge is determined. At a The surface resistance is determined in another sample. The values found are compiled in table 1.

Tabelle 1 Oberflächen- widerstand Aufladung (Ohm) (Volt) Polypropylen ohne Zusatz . . . > 1014 3000 Polypropylen mit 0,50/0 Anti- statikum (I) . . . . . . . . . . . . . . 109 50 Beispiel 2 100 Teile Polyäthylen der Dichte 0,918, das nach dem Hochdruckverfahren hergestellt worden ist, werden mit 0,2 Teilen Laurinsäure-p-(dimethylaminoacetamido)-äthylamid (II) auf dem Walzwerk gut vermischt und sodann 3 mm starke Platten gepreßt. Wie im Beispiel 1 beschrieben, werden Oberflächenwiderstand und Aufladung gemessen. Die gefundenen Werte sind in der Tabelle 2 zusammengestellt.Table 1 Surfaces- resistance charging (Ohms) (volts) Polypropylene without additives. . . > 1014 3000 Polypropylene with 0.50 / 0 anti static (I). . . . . . . . . . . . . . 109 50 Example 2 100 parts of polyethylene with a density of 0.918, which has been produced by the high pressure process, are mixed with 0.2 parts of lauric acid p- (dimethylaminoacetamido) ethylamide (II) mixed well on the rolling mill and then pressed 3 mm thick plates. As described in Example 1, surface resistance and charge are measured. The values found are compiled in Table 2.

Tabelle 2 Oberflächen- widerstand Aufladung (Ohm) (Volt) Polyäthylen ohne Zusatz ..... > 1014 2500 Polyäthylen mit 0,2°/o Anti- statikum (II) ............. 108 bis 109 20 Beispiel 3 100 Teile eines in üblicher Weise hergestellten Mischpolykondensats des Schmelzpunkts 185°C aus 60 Teilen adipinsaurem Hexamethylendiamin und 40 Teilen Caprolactam werden in 500 Teilen 900/oigem siedendem wäßrigem Methanol unter Rückfluß gelöst und 4 Teile Stearinsäure-ß-(dimethylaminoacetamido)-äthylester zugegeben. Die Lösung wird im Vakuum eingedampft und die erhaltene trockene Formmasse zu Platten der Abmessungen 100 100 2mm verpreßt. Wie im Beispiel 1 beschrieben, wird dann der Oberflächenwiderstand und die Aufladung bei 40010 relativer Luftfeuchtigkeit bestimmt. Der Oberflächenwiderstand beträgt 108 Ohm, die Aufladung OVolt. Dagegen beträgt der Oberflächenwiderstand des Polyamids ohne Zusatz 1013 Ohm, seine Aufladung 480 Volt.Table 2 Surfaces- resistance charging (Ohms) (volts) Polyethylene without additives .....> 1014 2500 Polyethylene with 0.2% anti- statikum (II) ............. 108 to 109 20 EXAMPLE 3 100 parts of a conventionally prepared mixed polycondensate with a melting point of 185 ° C. from 60 parts of adipic acid hexamethylenediamine and 40 parts of caprolactam are dissolved under reflux in 500 parts of 900% boiling aqueous methanol and 4 parts of stearic acid β- (dimethylaminoacetamido) ethyl ester are added . The solution is evaporated in vacuo and the dry molding compound obtained is pressed into sheets of dimensions 100 100 2 mm. As described in Example 1, the surface resistance and the charge at 40010 relative humidity are then determined. The surface resistance is 108 ohms, the charge is OVolt. In contrast, the surface resistance of the polyamide without additive is 1013 ohms and its charge is 480 volts.

Beispiel 4 100 Teile Polyoxymethylen des Molgewichts 30 000 bis 40000 werden auf dem Mischwalzwerk mit 4 Teilen Stearinsäure - ß - (dimethylaminoacetamido)-hexylamid gemischt und die erhaltene Formmasse zu Platten der Abmessungen 100 100 2 mm verpreßt. Wie im Beispiel 1 beschrieben, werden Oberflächenwiderstand und Aufladung bei 400/0 relativer Luftfeuchtigkeit bestimmt. Der Oberflächenwiderstand beträgt 1010 Ohm, die Aufladung 10 Volt. Example 4 100 parts of polyoxymethylene with a molecular weight of 30,000 to 40,000 are on the rolling mill with 4 parts of stearic acid - ß - (dimethylaminoacetamido) -hexylamide mixed and the molding compound obtained is pressed into sheets of dimensions 100 100 2 mm. As described in Example 1, the surface resistance and charge are at 400/0 relative humidity determined. The surface resistance is 1010 Ohm, charging 10 volts.

Ohne Zusatz beträgt der Oberflächenwiderstand des Polyoxymethylens 1013 Ohm, seine Aufladung 100 Volt.Without addition, the surface resistance of the polyoxymethylene is 1013 ohms, its charge 100 volts.

Beispiel 5 50 Teile Polyäthylen der Dichte 0,918 werden mit 0,25 Teilen Stearinsäure-ß-(diäthylaminoacetamido)-äthylester vermischt und die erhaltene Formmasse zu Platten der Abmessungen 100 100 2 mm verpreßt. An den Platten wird gemäß den Angaben im Beispiel 1 bei 400/0 relativer Luftfeuchtigkeit die Aufladung und der Oberflächenwiderstand gemessen. Die Aufladung beträgt 0 Volt, der Oberflächenwiderstand 109 Ohm. Example 5 50 parts of polyethylene of density 0.918 are 0.25 Parts of stearic acid-ß- (diethylaminoacetamido) -ethyl ester mixed and the obtained Molding compound pressed to form sheets of dimensions 100 100 2 mm. On the plates is according to the information in Example 1 at 400/0 relative humidity and the surface resistance was measured. The charge is 0 volts, the surface resistance 109 ohms.

Verwendet man an Stelle des Acetamidoäthylesters 0,25 Teile p-Hydroxyäthyl-diäthylentriamin gemäß der USA.-Patentschrift 2 891.030, so beträgt unter sonst gleichen Bedingungen die Aufladung 900 Volt und der Oberflächenwiderstand 1013 Ohm. If instead of the acetamidoethyl ester, 0.25 part of p-hydroxyethyl diethylenetriamine is used according to U.S. Patent 2,891,030, all other things being equal the charge 900 volts and the surface resistance 1013 ohms.

Verwendet man an Stelle des Acetamidoäthylesters 0,25 Teile N,N'-Dioleyl-diäthylentriamin gemäß der USA.-Patentschrift 2 921 048, so beträgt unter vergleichbaren Bedingungen die Aufladung 200 Volt und der Oberflächenwiderstand 1011 Ohm. If 0.25 part of N, N'-dioleyl-diethylenetriamine is used instead of the acetamidoethyl ester according to U.S. Patent 2,921,048, under comparable conditions the charge 200 volts and the surface resistance 1011 ohms.

Verwendet man- an Stelle des Acetamidoäthylesters 0,25 Teile Stearamidopropyldimethyl - ß - oxyäthylammoniumnitrat gemäß der britischen Patentschrift 856 120, so beträgt unter vergleichbaren Bedingungen die Aufladung 1600 Volt und der Oberflächenwiderstand 1013 bis 1014 Ohm. If 0.25 part of stearamidopropyldimethyl is used instead of the acetamidoethyl ester - ß - oxyethylammonium nitrate according to the British patent 856 120, then under comparable conditions the charge is 1600 volts and the Surface resistance 1013 to 1014 ohms.

Claims (2)

Patentansprüche: 1. Antistatische Formmassen, die im wesentlichen aus Thermoplasten und 0,01 bis 5 Gewichtsprozent Verbindungen der allgemeinen Formel bestehen, in der R1 ein gesättigter oder ungesättigter aliphatischer Rest mit 1 bis 30 Kohlenstoff- atomen, R2 und R3 Alkylreste mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, R4 ein Alkylenrest mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, R5 ein Alkylenrest mit 1 bis 11 Kohlenstoffatomen undX Sauerstoff oder >NH ist.Claims: 1. Antistatic molding compositions consisting essentially of thermoplastics and 0.01 to 5 percent by weight of compounds of the general formula consist in which R1 is a saturated or unsaturated aliphatic radical with 1 to 30 carbon atoms, R2 and R3 are alkyl radicals with 1 to 4 carbon atoms, R4 is an alkylene radical with 1 to 10 carbon atoms, R5 is an alkylene radical with 1 to 11 carbon atoms and X is oxygen or> NH is. 2. Antistatische Formmassen nach Anspruch 1: dadurch gekennzeichnet, daß die Formmassen Verbindungen der allgemeinen Formel enthalten, in der R1 ein gesättigter oder ungesättigter aliphatischer Rest mit 3 bis 20 Kohlenstoffatomen ist. ~~~~~~~~~~ In Betracht gezogene Druckschriften: Britische Patentschrift Nr. 856 120; USA.-Patentschriften Nr. 2 8912030, 2 921 048. 2. Antistatic molding compositions according to claim 1: characterized in that that the molding compositions contain compounds of the general formula in which R1 is a saturated or unsaturated aliphatic radical with 3 to 20 carbon atoms is. ~~~~~~~~~~ Publications considered: British Patent No. 856 120; U.S. Patent Nos. 2,8912030, 2,921,048.