DE1271982B

DE1271982B - Verhinderung der elektrostatischen Aufladung von Vinylpolymerisat-Formkoerpern

Info

Publication number: DE1271982B
Application number: DE19621271982
Authority: DE
Inventors: Taizo Uno; Masaharu Yuasa
Original assignee: Tanabe Seiyaku Co Ltd
Current assignee: Tanabe Pharma Corp
Priority date: 1962-05-18
Filing date: 1962-05-23
Publication date: 1968-07-04

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

C08f

Deutsche Kl.: · 39 b - 22/06,

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

P 12 71 982.3-43 (T 22172)

23. Mai 1962

4. Juli 1968

Bekanntlich haben viele Gegenstände aus Vinylpolymerisaten, wie Vinylchloridpolymerisaten und -mischpolymeren, eine ausgeprägte Tendenz, elektrostatische Ladungen zu speichern. Dieses Verhalten ist sehr nachteilig, weil es dazu führt, daß die Gegenstände feine Staubteilchen aus der Atmosphäre anziehen. Außerdem verursacht die Entstehung hoher elektro-* statischer Ladungen bei der Herstellung oder Handhabung solcher Gegenstände manchmal erhebliche Schwierigkeiten, beispielsweise elektrische Schläge, sowie die Entzündung von entflammbaren Lösungsmitteln.

¹ Es sind viele Zusatzstoffe bekannt, mit denen sich Vinylpolymerisate antistatisch machen lassen. Zahlreiche dieser Zusatzstoffe neigen dazu, die physikaiischen oder chemischen Eigenschaften der Polymerisate in unerwünschter Weise zu beeinflussen, z. B. die Farbe, die Transparenz oder die Wärme- und Lichtbeständigkeit. Sie sind ferner mit den Polymerisaten nicht oder nicht ganz verträglich, und ihre Einverleibung in die Polymerisate auf der Mühle ist deshalb sehr schwierig, oder bei langem Stehen werden sie in beträchtlichem Umfang von der Masse freigegeben.

Es wurde nun gefunden, daß man Dialkyl-asparaginsäure- und/oder -glutaminsäureester, in denen die Alkylgruppen 4 bis 12 Kohlenstoffatome enthalten, als Zusatzstoffe zur Verhinderung der elektrostatischen Aufladung von Vinylpolymerisat-Formkörpern verwenden kann.

Diese Ester beeinträchtigen die physikalischen oder chemischen Eigenschaften der Polymerisate nicht und sind mit zahlreichen Vinylpolymerisaten sehr gut verträglich. Sie können den Polymerisaten nach normalen Verfahren leicht einverleibt werden, z. B. auf der Mühle oder dem »Banbury«-Mischer oder durch Vermischung der trockenen Pulver, und die entstehenden Produkte lassen sich leicht verarbeiten, z. B. durch Strangpressen, Gießen oder Kalandrieren. Außerdem haben diese Zusatzstoffe noch andere Vorteile, die sich bei der Mischungsherstellung bemerkbar machen. Beispielsweise können sie als Weichmacher für Polymerisate des Vinylchloridtyps verwendet werden.

Die oben definierten Dialkylester der Asparaginsäure oder Glutaminsäure sind als Weichmacher dem üblichen Bi-(2-äthylhexyl)-phthalat gleichwertig oder sogar überlegen. Ein weiterer Vorteil der genannten Additive ist, daß sie ungiftig und geruchlos sind, so daß sie in Polymerisaten bei der Herstellung von Gegenständen verwendet werden können, die für die Nahrungsmittelindustrie bestimmt sind.

Verhinderung der elektrostatischen Aufladung
von Vinylpolymerisat-Formkörpern

Anmelder: :

Tanabe Seiyaku Co., Ltd., Osaka (Japan)

Vertreter: ;

Dr. W. Müller-Bore und Dipl.-Ing. H. Gralfs,

Patentanwälte,

8000 München 22, Robert-Koch-Str. 1

Als Erfinder benannt:

Taizo Uno, Kobe;

Masaharu Yuasa, Kyoto (Japan)

Die Erfindung beruht nicht auf der Ausnutzung der hygroskopischen Eigenschaften der bisher verwendeten Zusatzstoffe. Die erfindungsgemäß verwendeten Mittel werden deshalb nicht mit Wasser aus? gewaschen. Dieser Vorteil ist daher für die Dauer der antistatischen Eigenschaften sehr wichtig.

Die zahlreichen bekannten Antistatica für Vinylpolymerisate zeigen sämtlich irgendwelche Nachteile, die ihre praktische Verwendung erschweren oder unmöglich machen. So zeigen das aus der britischen Patentschrift 720 023 bekannte N-2-Hydroxyäthylr ricinolamid und das in ähnlicher Weise, jedoch unter Verwendung von Diäthanolamin als Ausgangsmaterial hergestellte N,N-Di-(2-hydroxyäthyl)-ricinolamid zwar gute antistatische Wirkung, sind aber mit Polyvinyl-; chlorid schlecht verträglich und beeinträchtigen das Aussehen der Kunststoffe zu stark, als daß sie in diese eingearbeitet werden könnten.

Die erfindungsgemäß verwendeten Dialkylester der. Asparaginsäure und der Glutaminsäure sind bei vergleichbar guten elektrostatischen Eigenschaften ohne weiteres mit den Kunststoffen verträglich und können ohne Bedenken einverleibt werden.

Dies ergibt sich aus den folgenden Vergleichsversuchen:

Testverbindungen

1. N-2-Hydroxyäthyl-ricinolamid. '

2. N,N-Di-(2-hydroxyäthyl)-ricinolamid.

3. Dibutylglutamat.

809 568/570

3 4

Teststücke · ■ ■ ■ Untersuchungsmethode ^r ;

Die Teststücke wurden aus folgendem Ansatz ^. „ , , . , ,

hergestellt· Proben wurden wie folgt untersucht:

Gewichtsteile

Polyvinylchloridpulver 100 * ' ^Jedes Teststück wurde zehnmal mit einer Papier-

Dioctylphthalat 50 bürste geneben, und zwar m einer Atmosphäre mit

- Cadmiumstearat''.'.'. ...V.'.'.'.'.'.'. /.'.'.'. 1,5 58 «/o relativer Feuchtigkeit und einer Temperatur von

' Bariumstearat 15 20 C; sodann wurden Papierschnitzel auf eine Ent-

Antistaticum ' ' *" 5* '" fernung von etwa 1 cm an die Proben herangebracht.

■"■■■■" ίο Unmittelbar nach der Herstellung der Teststücke

Die vorgenannten Materialien wurden 3 Minuten sowie am 9. Tage seit der Herstellung wurde gemessen,

bei 158 ⁰C vermählen. Die erhaltene Masse wurde wie lange die Papierschnitzel von den Teststücken

dann zu Bahnen ausgewalzt. Zur Konstrolle wurde angezogen wurden. Ferner wurde das Aussehen jedes

ein Teststück aus dem gleichen Ansatz, jedoch ohne Teststückes beurteilt. Die dabei erhaltenen Ergebnisse

Zugabe eines Antistaticums hergestellt. 15 sind in der nachstehenden Tabelle zusammengefaßt.

Antistaticum

Zeit

Unmittelbar nach Herstellung

Nach 8 Tagen Aussehen

Nr. 1

Nr. 2

Nr. 3

Kontrollprobe

0
0

4 bis 5 Sekunden 5,5 Minuten

0 0

2 Sekunden

2 Minuten

20 Sekunden, ziemlich wolkig, leichtes Ausblühen

leichtes Ausblühen

transparent, sehr schwache Braunfärbung

transparent

Diese Ergebnisse zeigen, daß die bekannten Antistatica zwar gute Wirksamkeit zeigen, wegen ihrer Unverträglichkeit mit dem Polymerisat jedoch nicht verwendet werden können. Das erfindungsgemäß verwendete Dibutylglutamat hingegen zeigt bei vergleichbar guter Wirkung diese Unverträglichkeit mit dem Polymerisat nicht.

Wie bereits gesagt, werden erfindungsgemäß den Vinylpolymerisaten Dialkylester von Asparagin- und/ oder Glutaminsäure zugesetzt, in denen die Alkylgruppen 4 bis 12 Kohlengruppen enthalten. Beispiele solcher Ester sind Dibutyl-, Dihexyl-, Dioctyl-, Di-(2-äthylhexyl)-, Didecyl- und Dilaurylester der Asparagin- oder Glutaminsäure. Besonders geeignet für den Zweck der Erfindung sind Dioctyl-asparaginsäureester, Di-(2-äthylhexyl)-asparaginsäureester oder/ und Dibutylglutamat. Nach unten ist die angewendete Menge an Additiven auf etwa 3 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des Polymerisats, begrenzt, während die obere Grenze von wirtschaftlichen Überlegungen festgelegt wird. Vorzugsweise liegt die Menge zwischen 5 und 10 Gewichtsprozent; sie ist nicht kritisch. Beispielsweise können 50 % oder mehr benutzt werden, um die gewünschten antistatischen Eigenschaften zu erzielen, obwohl bei höherer Konzentration die erhaltenen Produkte ohne herkömmliche Weichmacher wesentlich plastiziert =we°rdent—mit niedrigerer Konzentration jedoch lassen sich starre Formkörper herstellen für solche Zwecke, für die keine weichmacherhaltigen Polymerisate benötigt werden.

Die zu verwendenden Mittel können in die Polymerisate auf jede beliebige Weise eingearbeitet werden, jedoch bevorzugt man die üblichen Mahlverfahren. Der Zusatzstoff und das pulverisierte Polymerisat werden zu einer Masse vermählen. Andere Bestandteile, wie Weichmacher, Pigmente, Stabilisatoren oder Füllstoffe, können je nach dem Verwendungszweck zugesetzt werden. Dann kann die Masse nach den üblichen Verfahren zu den verschiedensten Formen verarbeitet werden, beispielsweise zu Granulat, Folien oder Platten.

Die erfindungsgemäß zu verwendenden Mittel eignen sich besonders zum Antistatischmachen von Vinylchloridpolymerisaten und -mischpolymerisaten, wie Polyvinylchlorid, Vinylchlorid-Vinylacetat-Mischpolymerisaten oder Vinylchlorid-Vinylidenchlorid-Mischpolymerisaten, also Polymerisaten, die üblicherweise als Polymerisate des Vinylchlorids bezeichnet werden. Um die Wirksamkeit des Additivs zu bestimmen, kann man den fertigen Gegenstand mit einem trockenen Baumwolltuch abreiben und auf eine Entfernung von 1 oder 5 cm einigen Papierstückchen nähern, deren jedes etwa 4 mg wiegt. Ist der Gegenstand aufgeladen, werden die Papierschnitzel von dem Gegenstand angezogen werden.

Die Erfindung ist im nachstehenden beispielsweise veranschaulicht. Teile verstehen sich in Gewichtsteilen, falls nichts anderes angegeben ist.

5ο Beispiel I

100 Teile Polyvinylchloridpulver, 50 Teile Dioctyl-

phthätat, 1,5 Teile Bariumstearat, 1,5 Teile Cadmium-

- stearat und 5 Teile Dibutylglutamat werden 5 Minuten bei 160⁰C zu einer Masse geknetet und gemahlen; diese Masse wird dann zu Folien ausgewalzt.

Zur Kontrolle wurde der gleiche Einsatz ohne antistatische Mittel wiederholt. Der oben beschriebene Test zeigt in jeder Entfernung bei dem Probekörper mit den erfindungsgemäßen Additiven die Abwesenheit geladener Stellen, während die Kontrollprobe in jeder Entfernung mehr als 5 Minuten viele Papierschnitzel anzog.

Beispiel II

Das Verfahren von Beispiel I wurde wiederholt, jedoch wurden 50 Teile Di-(2-äthylhexyl)-asparaginsäure an Stelle von Dioctylphthalat und Dibutyl-

glutamat verwendet. Bei dem gleichen Test wurde die antistatische Eigenschaft des Produktes als fast gleich der des Produktes von Beispiel I ermittelt. Die mechanischen Eigenschaften des Produktes waren wie folgt:

Probe	Zugfestigkeit	Dehnung
Produkt von Beispiel II .. Kontrollprobe	1,96 kg/cm^a 1,86 kg/cm^a	433 °/₀ 363%

Claims

Patentanspruch:

Verwendung von Dialkylestern der Asparaginsäure und/oder Glutaminsäure von Alkoholen mit 4 bis 12 Kohlenstoffatomen als Zusatzstoffe zur Verhinderung der elektrostatischen Aufladung von Vinylpolymerisat-Formkörpern.

(Zuggeschwindigkeit 12,5 cm/Min, bei 20⁰C.)

In Betracht gezogene Druckschriften:
ίο Britische Patentschrift Nr. 720 023;

USA.-Patentschriften Nr. 2 773 852, 2 832 697, 931783, 3 025 257.