BE655182A

BE655182A -

Info

Publication number: BE655182A
Authority: BE
Priority date: 1963-11-02
Filing date: 1964-11-03
Publication date: 1965-05-03
Also published as: NL6412719A

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  "Procédé permettant de rendre antistatiques des   matières   macromoléculaires". 



   La présente invention a pour objet un apprêtage anti- statique de matières macromoléculaires. 



   Les matières macromoléculaires, en particulier lors- qu'elles ont de bonnes propriétés électriques, ont l'inconvé- nient de se charger électrostatiquement. A cause de cette charge électrostatique, les articles faits en ces matières ou qui en contiennent ont une forte tendance à attirer la poussière. Ce 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 phénomène se traduit par exemple par   l'apparition, à   la surface des articles en matières plastiques, des taches,   "pattee   d'oie" et zigzags d'allure bien connue, et, dans le cas des fibres et plus tiesus, par une tendance à se salir/rapidement.

   En plus d'une forte souillure due aux charges électrostatiques,   il-faut   aussi prendre en considération l'apparition d'une différence de poten- tiel qui peut, dans certains cas, être très élevée et conduire        à   la formation d'étincelles. 



   A cause de la charge statique l'utilisation de   substan-   ces macromoléculaires, par exemple de matières plastiquée, peut être remise en question dans de nombreux domaines d'application. 



   Outre le conditionnement on connaît deux méthodes prin- cipales permettant d'empêcher ou de diminuer les charges électro- statiques. 



   1  Apprêtage ultérieur de la surface par imprégnation avec des solutions ou dispersions de   composée à   action antista- tiques, souvent un peu hygroscopiques. On rend ainsi   conductri-   ce la surface des objets façonnés en matière plastique, c'est-à- dire qu'on diminue beaucoup la résistivité superficielle, de sorte que les charges électriques appliquées peuvent s'écouler. 



   L'inconvénient de cette sorte d'apprêtage antistatique est   évi-   dent. Lorsque la couche conductrice est endommagée ou qu'elle est éliminée par frottement, l'apprêtage antistatique n'existe plus. 



   2 Icorporttion de substances qui empêchent la charge électrostatique des objets façonnés en matières plastiques. Cette incorporation a de grands avantages par rapport à l'imprégnation. 



   L'apprêtage antistatique n'est pas lié à la surface et il ne peut pas être éliminé mécaniquement, gratté ou détaché. Dans des es- sais effectués en   vue,d'incorporer   dans des matières plastiques 
 EMI2.1 
 antistatique connus pour procèdé d'imprégnation on s'est aperçu avec étonnement que ces composés perdent alors en règle générale leur efficacité.

   Pour quelques-uns cela vient 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 du fait qu'ils se décomposent entièrement ou en partie lors   du        traitement des matières plastiques, traitement qui a lieu à des      
 EMI3.1 
 températures Q,l.l.elquetooilJ 1.x,é> ;.1vv{;,:s. 11:..-...;;;. 1. ..v , ;é stables        à ces   températures   n'ont   eux-mêmes plus d'effet antistatique après incorporation. Il existe évidemment une différence fonda- mentale entre les mécanismes réactionnels de l'apprêtage anti- statique par incorporation et de l'apprêtage antistatique par imprégnation. Cela peut aussi être mis en évidence par des mesu- res.

   Tandis que la résistivité superficielle est fortement di-   minuée   par l'apprêtage antistatique avec des agents d'imprégna- tion, elle n'est pratiquement pas influencée même avec de très bons agents antistatiques incorporés. La charge électrique ne peut donc pas s'écouler en surface. Au lieu de cela, il se pré- sente souvent une petite altération de la résistivité de traver- sée, Cependant cette méthode ne constitue pas non plus une mesure quantitative de l'apprêtage antistatique. 



   Pour l'application ultérieure d'un   apprétage   par im- prégnation on a proposé une série de substances, dont on donne ci-dessous quelques exemples : a) Des composés azotés tels que des amines spéciales, par exemple une série d'alkylol-amines choisies ainsi que des   alkylènes-diamines   substituées-contenant des groupes hydroxyles, et des sels d'ammonium quaternaires; b) des acides sulfoniques et des aryl-alkyl-sulfonates; c) des acides phosphoriques des   aryl-alkyl-phosphonates   et des esters-amides phosphoriques; d) des polymères de polyalcools et leurs dérivés. 



   Comme antistatiques susceptibles d'être incorporés on a d'abord utilisé des sels minéraux très hygroscopiques. 



  Mais, actuellement, ils ne sont généralement plus utilisés à cause du risque de corrosion des machines de traitement. 



   Ces derniers temps on a proposé d'autres composés à incorporer dans des composés organiques   macromoléculaires   pour 

 <Desc/Clms Page number 4> 

 leur donner un effet antistatique. 



   Il est connu par exemple d'ajouter des amides phospho- riques substitués, des dérivés d'urée et des dithiocarbamates. 



  Cependant, de tels composés sont souvent difficiles à préparer ou leur purification demande beaucoup de frais. 



   De plus, on a proposé d'ajouter, à certaines matières thermoplastiques diverses amines ayant, par exemple, des proprié- tés stabilisantes par exemple : a) des alkylol-amines sélectionnées, pour stabiliser des polymères du styrène et d'autres polymères vinyliques con- tre le vieillissement; b) des   alkylol-amines   spéciales en association à cer- taines silicates, comme stabilisants pour des résines de poly- styrène et d'autres polyvinyliques. 



   Or la demanderesse a trouvé que l'on peut rendre anti- statique des composés organiques macromoléculaires, de préférence des matières thermoplastiques, en y incorporant, comme agents antistatiques, des amines primaires répondant   à   la formule générale 
R1-NH2 dans laquelle R1 représente un groupe alkyle contenant de 10 à 26 atomes de carbone, de préférence de 12 à 22 atomes de carbone. 



  Les amines portant des groupes alkyles linéaires sont particu- lièrement efficaces. 



   Même par addition de faibles quantités de ces amines aux polymères on réalise un effet antistatique excellent de sorte que les objets fabriqués avec de tels mélanges ne se chargent 

 <Desc/Clms Page number 5> 

 plus superficiellement et n'ont plus tendance à attirer les poussières. 



   Les amines spécifiées sont incorporées dans les ma- tières   plastiques à   des concentrations comprises entre 0,1 et 7% en poids, de préférence entre 0,2 et   4   % en poids. 



   Il est en outre avantageux d'incorporer dans les sub- stances maeromoléculaires des mélanges de deux ou de plus de deux des agents antistatiques. 



     Comme   substances à activité antistatique on peut, par exemple, utiliser les composés suivants dont l'énumération n'est pas limitative : octadécyl-amine    heptadécyl-amine dodécyl-amine   décyl-amine 

 <Desc/Clms Page number 6> 

 Contrairement aux substances utilisées jusqu'à pré- 
 EMI6.1 
 sent pour itapprotage antistatique de polymères macromoléculaj"th comme par exemple les amides phosphoriques   substitués,   les a- gents antistatiques conformes à l'invention ont l'avantage de ne pas forma* de dépôts sur les parois des machines de traite- ment (par exemple des extrudeuses), par exemple lors de la gra- nulation, et de ne pas avoir un effet corrosif. 



   L'effet antistatique des substances utilisées est très bon.   Jusqu'à   présent on ne pouvait obtenir un apprêtage de cette qualité qu'en utilisant des composés très   compliqués*   Par contre, les agents antistatiques à utiliser conformément à l'invention sont des composés simples qui sont   faciles à   pré- parer. 



   Les propriétés mécaniques et thermiques, la thermosta-   bilité   ainsi que la couleur et la transparence et la stabilité au vieillissement des polymères ne sont pratiquement pas alté- rées par l'addition des substances mentionnées. Les conditions de façonnage et le domaine de température dans lequel les ma - tières plastiques peuvent être   façonnées à   l'état   thermoplasti-   que restent également inchangés. 
 EMI6.2 
 



  #8S pubsta=ea utilisées comme agents tahiques ¯ ¯ ' ?6 bien, compatibles avec les polymères. L'effet antistatique ," t, est indép0ndant du degré hydrométr1q,ut du :mili.bia.n.1; <i "t'J. <>i .. -,<1- 1:,'" et   il est   d'une durée pratiquement illimitée. On n'observe pas de fuite de la substance active par exsudation. On a même noté 
 EMI6.3 
 une amélioration de la brillance de la surface. La surface ne revient pas hygroscopique. 



   En ajoutant les composés selon la présente invention, 
 EMI6.4 
 on peut améliorer les corps macromoléculaires énumérés ci-après ¯ x,'-'t, '.té e et des cral   s  :;' ' . '. i\;71.a;rlte et des èOPbIa' fi <f cY e bctd'3ène, l'aclon1trile et/ou le vînylcarbaz le chlorure de   polyvinyle'et   des copolymères du   chlorure   de 

 <Desc/Clms Page number 7> 

 vinyle avec, par exemple,   l'acétate   de vinyle, le butadiène, les esters acryliques et les esters méthacryliques, des polytéréphtalates, des polyoléfines telles que les polymères et 
 EMI7.1 
 espolymères d'éthylène, de propylène, de butène-(l), de pentè- ne-(1)9 de 4-méthyl-pentène-(1)9 d'hexéne-(1), de .5-dimétïrl- hexène-(1), d'octadécène-(1), de 4-phényl-buténe-(l) et de vinylcyalohexène, des polycarbonates, des polyoxyméthylènes,

   le polyacrylonitrile, des esters polyacryliques et polyméthaeryliquat des polyacétates, des polyvinyl-acétals, des poly-amides, des   polyuréthanes,   des dérivés cellulosiques et des mélanges conte-   nant   les polymères indiqués ci-dessus. Des polyesters non satu- rés et des matières premières pour laques peuvent également      être rendues antistatiques, avant ou pendant leur traitement, par addition des composés mentionnés. L'effet antistatique est particulièrement prononcé dans le cas de matières thermoplasti- ques, surtout des polyoléfines. 



   Les substances macromoléculaires peuvent aussi conte- nir des additifs classiques tels que des stabilisants, des char-'      ges ou des colorants. 



     Suivant   la nature de la matière plastique on peut   mélan-        ger les composés conformes à l'invention au polymère fondu ou au polymère en solution, ou encore faire absorber les additifs par le haut polymère en poudre ou en granulé. Le mieux est d'et- fectuer ce mélangeage avant ou pendant le façonnage. On a   consta-   té que le mode d'incorporation n'avait pas une importance capi- tale. Par contre, il est essentiel que les substances à action antistatique soient aussi bien réparties que possible dans la matière plastique. 



   Les hauts polymères qui ont été rendus antistatiques à l'aide des composés décrits ici peuvent être façonnés par tou- tes les méthodes de travail usuelles, par exemple par des pressée,! des machines de moulage par injection ou des extrudeuses. 0'est ainsi qu'on peut fabriquer des objets moulés par compression ou 

 <Desc/Clms Page number 8> 

 par injection, des demi-produits, des feuilles, des corps creux soufflés, des tubes, des fibres, des fils ou des monofilaments. 



  Les résines pour laques additionnées des composés mentionnés peuvent être travaillées comme on le fait ordinairement pour les laques. Les hauts polymères rendus antistatiques de cette manière sont très intéressants pour l'emballage (enveloppes, bidons, flacons, vases), les accessoires d'aspirateurs, les bandes transporteuses, les modèles et pièces pour expositions, les parties de bottiers ou de caisses (par exemple pour les   appa-   reils de radio et de télévision, les aspirateurs), les installa- tions électriques comme les appareils d'éclairage, les isola- tions de câbles, les fiches, les interrupteurs ou les armatures, les installations de   climatisation   et d'aération, la vaisselle en matière plastique, les appareils ménagers, les fils, les fi- bres, les tissus, les feuilles, les laques,

   c'est-à-dire partout où l'on attache une importance aux propriétés antistatiques. 



   Pour déterminer l'effet antistatique de substance mi- nérales ou organiques dans des corps macromoléculaires, le plus simple est d'effectuer un essai avec des cendres de cigarettes. 



  Pour faire cet essai on frotte énergiquement pendant environ 15 secondes, avec un drap de laine, des plaques fabriquées par moulage par injection, par extrusion ou par pressage, et on les maintient ensuite à environ 2 mm au-dessus d'une couche de cendres de cigarettes. Si l'apprêtage antistatique est bon, les cendres ne sont pas attirées. Etant donné que les cendres de cigarettes sont un peu hygroscopiques et que les cendres humides ont des propriétés électriques différentes on doit uti- liser pour les essais des cendres qui ne sont pas plus vieilles que 6 heures. 



   Le tableau donné ci-dessous contient les résultats des expériences. On voit que l'on peut obtenir un excellent effet antistatique avec toutes les substances indiquées. 

 <Desc/Clms Page number 9> 

 



  EXEMPLES 
On incorpore dans divers hauts polymères les composés ' à effet antistatique spécifiés et répondant à la forme définie . dans la description. 



   TABLEAU      
 EMI9.1 
 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Ex. <SEP> Matière <SEP> plastique <SEP> Agent <SEP> antistatique/Formule <SEP> Addition <SEP> Essai
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> utilisée <SEP> Nom <SEP> Formule <SEP> % <SEP> des
<tb> 
<tb> 
<tb> '¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ <SEP> ¯¯¯¯¯¯¯¯ <SEP> en <SEP> poids <SEP> cendres
<tb> 
 
 EMI9.2 
 Polyéthylène stéarylamine C1SH,7NH2 ot2 basse pression '   .o / <-.. ;

   
 EMI9.3 
 
<tb> 2 <SEP> Polypropylène <SEP> laurylamine <SEP> C12H25NH2 <SEP> 0,5
<tb> 
 
 EMI9.4 
 Polyamide heptadécyl- 0l7E3 NE 2 9ol7amidO aminé G17E,5XEz .4 Résine de s te ary lamine C1SH,7NH2 1 
 EMI9.5 
 
<tb> polyacétal <SEP> 18 <SEP> 37 <SEP> 2
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Chlorure <SEP> de <SEP> décylamine <SEP> C10H21NH2 <SEP> 1,2 <SEP> -
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> polyvinyle <SEP> 21NH2
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 6 <SEP> Copolymère <SEP> de <SEP> bu- <SEP> stéarylamine <SEP> C18H37NH2 <SEP> -'
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> tadiène <SEP> et <SEP> de <SEP> 37
<tb> 
<tb> 
<tb> styrène
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 7 <SEP> Polyéthylène <SEP> décylamine <SEP> C10H21NH2
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> haute <SEP> pression <SEP> 21"2
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 8 <SEP> Polystyrène <SEP> laurylamine <SEP> C12H25NH2 <SEP> 1,

  5
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 9 <SEP> Acétate <SEP> de <SEP> poly- <SEP> décylamine <SEP> C10H21NH2 <SEP> 2 <SEP> -
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> vinyle
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 10 <SEP> Polypropylène <SEP> à <SEP> +
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> titre <SEP> de <SEP> compa-
<tb> 
<tb> 
<tb> raison
<tb>

Claims

+ forte atraction de cendres - pas d'attraction de cendres RESUME La présente invention comprend notamment t 1 Un procédé d'apprêtage antistatique de matières organiques macromoléculaires, de préférence des matières ther- moplastiques, procédé selon lequel on incorpore, dans la matière , macromoléculaire, des amines primaires répondant à la formule Rl - NH2 dans laquelle R1 représente un groupe alkyle contenant de 10 à 26 atomes de carbone.

2 Des modes d'exécution du procédé spécifié nous 1 <Desc/Clms Page number 10> présentant les particularités suivantes prises séparément ou selon les diverses combinaisons possibles a) on ajoute aux matières macromoléculaires de 0,1 à 7% en poids de la substance antistatique; b) on utilise comme agent antistatique la stéarylamine ; c) on incorpore des mélanges d'au moins deux des composés antistatiques.

3 A titre de produits industriels nouveaux, les substances macromoléculaires qui ont été rendues antistatiques par le procédé spécifié sous 1 et 2 .