DE1234020B

DE1234020B - Thermoplastische Massen aus Polyolefinen zur Herstellung antielektrostatischer Formkoerper

Info

Publication number: DE1234020B
Application number: DE1964C0034046
Authority: DE
Inventors: Dieter Carla; Dr Konrad Rombusch; Dr Friedrich Seifert
Original assignee: Chemische Werke Huels AG
Current assignee: Huels AG
Priority date: 1964-10-08
Filing date: 1964-10-08
Publication date: 1967-02-09
Also published as: GB1115456A; BE670721A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES 4SSBTWWt PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

C08f

C08L 27/00

Deutsche KL: 39 b-22/06 /\

Nummer: 1234020

Aktenzeichen: C 34046IV c/39 b

Anmeldetag: 8. Oktober 1964

Auslegetag: 9. Februar 1967

Es ist bekannt, daß man Kunststoffgegenstände, auch solche aus Polyolefinen, antielektrostatisch machen kann, indem man sie äußerlich mit wäßrigen Lösungen von Alkylsulfaten und Sulfonaten behandelt. Der auf diese Weise erzielte Schutz vor elektrostatischer Aufladung hält natürlich nur so lange vor, bis die aufgebrachte dünne Schicht durch die Verwendung der Gegenstände abgewischt oder gelöst ist. Man bevorzugt es daher, den Polyolefinen schon vor der Formgebung geeignete Zusätze einzuverleiben, to beispielsweise Polyglykolmonoäther (britische Patentschrift 731 728, belgische Patentschrift 536 632), PoIyglykolmonoester (deutsche Patentschrift 1159 637), Polyglykole (französische Patentschrift 1250 926), Fettsäurealkanolamide (britische Patentschrift906174), Alkylalkanolamine (USA.-Patentschrift 2 992 199) und alkoxylierte Alkylendiamine (USA.-Patentschrift 2 922 770). Wenn auch in der Regel verhältnismäßig hohe Anteile dieser Stoffe in die Polyolefine eingearbeitet werden müssen, damit man eine ausreichende antielektrostatische Wirkung erhält, so daß die zugesetzten Stoffe in unerwünschter Weise zum Ausschwitzen neigen, hat man sich doch auf diese nichtionogenen Zusätze beschränkt. Es ist nirgends vorgeschlagen, ionogene Stoffe von der Art der genannten Alkylsulfate oder Sulfonate einzuarbeiten, offenbar allein schon deswegen, weil das Einbringen einer ionogenen Verbindung in ein extrem apolares System nicht ohne Rückwirkung auf dessen mechanisches Eigenschaftsbild oder auf einzelne Merkmale bleiben kann und zweifellos auch das Verhalten des Kunststoffes während der Verarbeitung deutlich beeinflußt. Aus diesem Grunde mußte das Einarbeiten derartiger ionogener Stoffe als zwecklos und schädlich erscheinen.

Es wurde nun überraschend gefunden, daß thermoplastische Massen aus Polyolefinen und schwefelhaltigen Antistatica zu hervorragend antielektrostatischen Formkörpern führen, wenn sie als Antistatica 1 bis 6 Gewichtsprozent mindestens eines sulfonsäuren Salzes, dessen organischer Rest eine Alkylgruppe mit 4 bis 30 Kohlenstoffatomen oder eine Alkarylgruppe mit 2 bis 30 Kettenkohlenstoffatomen oder eine mehrkernige aromatische Gruppe mit einer bis zwei Alkylgruppen von je 1 bis 9 Kohlenstoffatomen ist, enthalten, gegebenenfalls im Gemisch mit mindestens einem bekannten Antistaticum.

Geeignete Polyolefine, die sich durch Einarbeitung der Zusätze antielektrostatisch ausrüsten lassen, sind Hochdruck- und Niederdruckpolyäthylen mit Molekulargewichten zwischen 30000 und 180000, Polypropylen mit Molekulargewichten zwischen 200000 und 7(X)OOO sowie Poly-«-butylen mit Molekularge-Thermoplastische Massen aus Polyolefinen zur
Herstellung antielektrostatischer Formkörper

Anmelder:

Chemische Werke Hüls Aktiengesellschaft, Mari

Als Erfinder benannt:
Dr. Friedrich Seifert,
Dr. Konrad Rombusch,
Dieter Carla, Mari

Wichten zwischen 1000000 und 3000000, desgleichen Mischpolymerisate aus Äthylen, Propylen und bzw. oder Butylen sowie auch Gemische aus Komponenten dieser Art.

Geeignete sulfonsaure Salze erhält man durch Sulfurierung einkerniger alkylsubstituierter Aromaten, deren Alkylreste 1 bis 30 Kohlenstoffatome enthalten, oder durch Sulfurierung eines mehrkernigen (isoliert oder kondensiert gebauten) Aromaten, welcher eine bis zwei Alkylgruppen von je 1 bis 9 Kohlenstoffatomen enthält, oder durch Umsetzung eines Paraffins mit 4 bis 30 Kohlenstoffatomen mit Sulfurylchlorid, und in allen Fällen durch nachfolgende Neutralisation der erhaltenen Verbindungen mittels einer Base wie im Falle der Alkylsulfate. — Geeignet sind z. B. Natrium-tetrapropylenbenzolsulfonat, Kalium-n-dodecylbenzolsulfonat, bis - (diisobutylmethyl) - naphthalinsulfonsaures Triäthanolamin oder Kalium-2-methyl-5-isopropyldiphenylsulfonat, Calcium-undecen-(10)-ylbenzolsulfonat oder diphenylmethan-4-sulfonsaures Natrium.

Um den gewünschten antielektrostatischen Effekt zu erreichen, kann man eine einzige dieser Verbindungen oder aber mehrere, auch aus verschiedenen Typen gemischt, einsetzen. Man erzielt in jedem Falle einen mit von 1 bis 6 Gewichtsprozent Zusatzmenge steigenden Effekt.

Überraschend hat sich nun aber weiter gezeigt, daß sowohl der eingesetzte Polyolefintyp als auch dessen Verarbeitungsweise für die optimale Dosierung der Zusätze eine entscheidende Rolle spielen.

So wurde gefunden, daß man am vorteilhaftesten 1 bis 3 Gewichtsprozent der sulfonsäuren Salze dann zusetzt, wenn man die Polyolefinmasse im Extrusionsverfahren einschließlich Tiefzieh- und Hohlkörperblasverfahren verwenden will, also beispielsweise bei der

709 508/355

3 4

Herstellung von Extruder-, Kalander-, Blas- oder Schließlich wurde auch gefunden, daß antielektro-Flachfolien wie allgemein irgendwelcher Extruder- statische Polyolefinmassen besondere und nicht vorprofile, wobei im Falle eines Schlauches auch ein herzusehende Vorteile aufweisen, welche 1 bis 5 Ge-Aufblas-, im Falle einer Folie ein Tiefziehvorgang ein- wichtsprozent einer Mischung aus 5 bis 95 Gewichtsbezogen werden kann. Dosierungen an der unteren 5 teilen der sulfonsäuren Salze einerseits aufweisen und Grenze gelten dabei vor allem für Hochdruckpoly- andererseits aus 95 bis 5 Gewichtsteilen einer oder äthylen, Dosierungen an der oberen für hochkristal- mehrerer bekannter Antistatica der allgemeinen Formel lines, unter Umständen zusätzlich stark pigmentiertes

Niederdruckmaterial einschließlich Mischpolymeri- RjO(CH₂CH₂O)»H a

säten auf Basis Äthylen—Butylen, Äthylen—Propylen to

oder Propylen—Äthylen mit bis zu etwa jeweils 10 Mol- worin R₁ eine Alkyl-, Alkenyl-, Acyl- oder Aralkyl-

prozent an in geringerer Menge im Mischpolymerisat gruppe mit bis zu 20 Kettenkohlenstoffatomen oder

vorhandenem anderen Monomeren. Es ist besonders Wasserstoff und η eine Zahl von 2 bis 100 ist, oder auffallend, daß ein Mischpolymerisat, auch wenn es

weniger kristallin ist, als es sein polymerer Haupt- «5 / R3

bestandteil allein wäre, häufig eine höhere Dosierung R₂ ν b

erfordert; diese der Erwartung widersprechende Tat- \

sache bedeutet, daß es zweckmäßig ist, mit höherer ⁴

Dichte und Kristallinität eines Homopolymeren einen ⁰⁽fcr

etwas höheren Zusatz zu wählen, während umgekehrt 20 R. R⁷

aber eine Erniedrigung der Kristallinität durch Einbau \ ^ ^ N c

einer weiteren Komponente aus der homologen Reihe / \

der a-Olefine in die Polymeren kette keine Senkung Re R⁹
der Antistaticakonzentration vorteilhaft macht. Bei

Extruderartikeln ist unterhalb 1 Gewichtsprozent der 25 worin R₁ ein Alkyl-, Alkenyl- oder Acylrest mit 6 bis

Zusätze der Effekt ungenügend, oberhalb 6 Gewichts- 30 Kohlenstoffatomen, R₃, R₄, R₆, R„ R₇ und R₈ eine

prozent treten Strukturen auf der Oberfläche auf, — (CsHisO^H-Gruppe mit χ — 2 oder 3, η = 1 bis

außerdem werden Fluß und Ausstoß negativ beeinflußt 30, R₄, R« und R₈ auch ein Wasserstoffatom und X

bzw. die Extrusion überhaupt in Frage gestellt. eine Alkylenkette mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen ist.

Weiter wurde gefunden, daß man zur Verwendung 30 Diese an sich bekannten antielektrostatischen Zuim Preßformverfahren mit 3 bis 6 Gewichtsprozent der sätze sind nichtionogener Natur.
Zusätze die besten Ergebnisse erzielt. Werden also bei- Die Verbindungen R₁O(CH₂CH₂O)_nH, worin Rj spielsweise Preßplatten hergestellt, die — und darauf eine Alkyl-, Alkenyl-, Acyl- oder Aralkylgruppe mit kommt es besonders an — keinem weiteren Verfor- bis zu 20 Kettenkohlenstoffatomen oder Wasserstoff mungsvorgang unterliegen, besitzen Dosierungen unter- 35 und « eine Zahl von 2 bis 100 ist, erhält man durch halb 1 Gewichtsprozent keine ausreichende antielektro- einfache Anlagerung von Äthylenoxid an Äthylenstatische Wirkung, ab 6 Gewichtsprozent hingegen glykol, wobei Polyäthylenglykole entstehen, oder an werden die Alterungswerte herabgesetzt und das me- aliphatische, gesättigte oder ungesättigte Alkohole chanische Verhalten, insbesondere Zugfestigkeit und mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen oder Alkylphenole Grenzbiegespannung, erheblich erniedrigt. Eine Do- 40 oder Naphthole, deren Alkylrest aus 1 bis 20, vorzugssierung über 6 Gewichtsprozent bringt auch vom anti- weise 6 bis 18 Kohlenstoffatomen besteht, wobei Äther elektrostatischen Gesichtspunkt aus keinen nennens- der oben charakterisierten Art entstehen, und an werten Vorteil mehr, so daß der Bereich zwischen 3 und Carbonsäuren, vor allem Fettsäuren, wobei ent-6 Gewichtsprozent das Optimum dieser Verarbeitungs- sprechende Monoester erhalten werden, deren Moltechnik darstellt. Sollte das Plattenmaterial allerdings 45 verhältnis in weiten Grenzen zwischen 2 und 100 Mol anschließend noch weiter verformt, d. h. tiefgezogen Äthylenoxid pro Mol Alkohol, Phenol oder Säure vawerden, so gelten in diesem Falle für die Dosierung der riieren kann. Geeignet sind z. B. Polyäthylenglykolantielektrostatischen Ausrüstung die oben für Extruder- 4000 (Zahl bedeutet das Molekulargewicht), Nonylprofile gemachten Angaben, d. h., man erhält vom phenylheptaäthylenglykol, Stearoylpolyäthylengly-Granulat oder Agglomerat ausgehend über ein nicht 50 kol-1550, Laurylhexaäthylenglykol, Oleyldodecaals antielektrostatisch zu bezeichnendes Zwischen- äthylenglykol, 1,5-Dimethyl-^-naphtholtriäthylenglyprodukt ein antielektrostatisches Enderzeugnis, worauf kol oder 4-Oxydiphenylmethanhexaäthylenglykol.
es schließlich ankommt. Auch hier gilt wiederum das Die Verbindungen
hinsichtlich Dichte bzw. Kristallinität, Art der Polymerisate sowie einem zusätzlichen Einsatz neutraler 55 R₃
Stoffe schon bei der Extrusion Gesagte. /

Ähnlich wurde noch gefunden, daß bei der Ver- ² \

Wendung der Polyolefinmassen im Spritzguß, Rotations- R₄

guß und Schüttsinterverfahren die Zusatzmengen von sowie

2 bis 4 Gewichtsprozent am vorteilhaftesten sind; 60 ^ ^₇
Ähnliches gilt für Gieß- und Flachfolien auf Basis ⁵\ /
niedermolekularer Polyolefintypen. Unterhalb 1 Ge- • N — X — N.
wichtsprozent ist der Effekt unbefriedigend, und ab R₈^ R⁸
6 Gewichtsprozent tritt eine starke Neigung zu verstärkter Spannungsrißbildung auf, wobei auch inner- 65

halb dieses Bereiches die schon erwähnten Abstu- worin R₂ ein Alkyl-, Alkenyl- oder Acylrest mit 6 bis

fungen in bezug auf Dichte und Art der Polymeren 30 Kohlenstoffatomen, R₃, R₄, R_s, R_e, R₇ und R₈

gelten. eine — (C_xH_2a;O)»H-Gruppe mit χ = 2 oder 3, η = 1

5 6

bis 30, R₄, R₆ und R₈ auch ein Wasserstoffatom und X Konzentrationsbereich von Bedeutung. Vor allem beeine Alkylenkette mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen ist, wirken derartige Mischungen eine nach den herkömmentstehen entweder durch Alkoxylierung von Säure- liehen Bedruckungsverfahren und unter Verwendung amiden gesättigter oder ungesättigter Carbonsäuren der für normale Polyolefine entwickelten Druckfarben mit zwischen 30 und 6, vorzugsweise 20 und 10 Kohlen- 5 gegenüber der Verwendung der Einzelkomponenten Stoffatomen oder durch Reaktion von Säurechloriden stark verbesserte Haftfestigkeit des Druckes, und mit Mono- oder Dialkanolaminen; hierbei kann die außerdem vermag gerade der Zusatz ionogener VerZahl eventuell vorhandener oder nachträglich einge- bindungen das Spannungsrißverhalten antielektrobauter Alkoxygruppen pro Η-Atome des unsubsti- statischer Polyolefinmischungen aus neutralen Subtuierten Amidrestes zwischen 1 und 30 betragen. Ge- io stanzen günstig zu beeinflussen,
eignet ist auch die Alkoxylierung der Amine, die man Die Einarbeitung der Zusätze in das zweckmäßigerdurch Hydrierung der CO-Gruppen der eben charak- weise pulverförmig vorliegende Material kann durch terisierten Ausgangsamide oder durch Hoffmannschen kalte Verknetung und anschließende trockene Granu-Abbau gewinnt, ebenfalls die Reaktion von Halogen- lierung erfolgen. Bei festen bzw. halbfesten Produkten alkanen mit Mono- oder Dialkanolaminen, wobei für 15 sowie zur Erreichung einer schnellen und guten Verdie Zahl eventuell nachträglich eingebauter Äthoxy- teilung kann der Zusatz auch in gelöster Form in gruppen pro Η-Atome das schon Gesagte gilt. Die Alkohol, Wasser usw. eingetragen und das Lösungs-Verbindungen auf Basis Alkylendiamin schließlich mittel anschließend verdampft werden,
erhält man durch Alkoxylierung von durch zwei bis Die Polyolefinmassen können Pigmente, Füllstoffe, sechs CH₂-Gruppen verknüpften, endständigen Amino- 20 Farbstoffe, Weichmachungsmittel und Stabilisatoren gruppen oder auch aus entsprechenden ω,ω'-Dihalogen- bzw. Antioxydantien enthalten, wobei der Einfluß verbindungen durch Reaktion mit Mono- oder Di- insbesondere von Pigmenten auf die antielektrostaalkanolaminen, wobei auch hier hinsichtlich der Zahl tische Wirksamkeit der Sulfonate bzw. auf die diese eventuell vorhandener oder nachträglich eingebauter enthaltenden Mischungen erheblich geringer ist, als Alkoxygruppen das gleiche wie bei den Amiden gilt. 25 dies bei Verwendung neutraler Verbindungen insbe-Geeignet sind z. B. Laurinsäurediäthanolamid, öl- sondere von Polyäthylenglykolderivaten der Fall ist, säurediäthylenglykolamid, Hexadecyl-N-diäthylengly- was einen zusätzlichen Vorteil darstellt. Die beankol -N -äthanolamid, Ν,Ν,Ν',Ν' -Tetrahydroxyäthyl- spruchten antielektrostatischen Polyolefinmassen lassen äthylendiamin, Ν,Ν'-Dihydroxypropylhexamethylen- sich ohne Schwierigkeit in dem für Polyolefine alldiamin. 30 gemein gültigen Bereich von 120 bis 35O⁰C nach den

Diese nichtionogenen Verbindungen als Zusatz zu verschiedenen Verfahrenstechniken verarbeiten.

den Sulfonaten bieten den wesentlichen Vorteil, daß Zur Beurteilung des antielektrostatischen Verhaltens

die Grenzen, welche für die verschiedenen Verarbei- der neuen Massen ist neben meßtechnischen Befunden

tungsverfahren zu ziehen sind, nicht mehr beachtet zu (s. Tabelle I und II) ein einfacher Handtest, der als

werden brauchen. 35 Staubtest bezeichnet sei, äußerst aufschlußreich.

Beispielsweise im Falle einer Polyolefinmasse, die Dieser Staubtest wird dann als positiv beurteilt, wenn für die Extrusion bestimmt und stark pigmentiert ist, bei 50°/₀ relativer Feuchte und 23⁰C ein mit einem d. h. über 2 Gewichtsprozent anorganisches Pigment Baumwolltuch geriebener Prüfkörper in 1 cm Abstand enthält, läßt sich die 3 °/o^-Grenze ohne Mitverwendung keine Ascheteilchen mehr anzieht. Für eine sachgeder nichtionogenen Zusätze nur noch eben einhalten, 40 rechte Beurteilung ist die Beachtung der Luftfeuchtigwenn man auf gute Verarbeitung Wert legt; durch keit, die vor allem anderen die elektrostatische Auf-Mitverwendung der nichtionogenen Zusätze wird diese ladung stark beeinflußt und deren Mißachtung leicht Schwierigkeit glatt behoben, wobei neben der Möglich- zu Fehlurteilen führen kann, besonders wichtig.
keit einer breiteren Anwendung häufig auch noch eine In Tabelle I sind für einige antielektrostatische Erniedrigung der Dosierung möglich ist. 45 Mischungen unter Verwendung eines Alkylsulfonat-

Ähnliches gilt auch für die anderen Verwendungs- gemisches mit einer mittleren Kettenlänge von 15 Koh-

zwecke, bei denen die Grenzen der optimalen Wirkung lenstoffatomen die Ergebnisse dieser Staubtestme-

und Verarbeitbarkeit durch Zusatz der nichtionogenen thode angegeben, ebenso die jeweiligen Werte des

Verbindungen aufgehoben werden. Oberflächenwiderstandes nach DIN 53482 mit An-

Der Vorteil von Gemischen aus anionenaktiven und 50 gaben über das Abklingen der durch Reiben mit einem

neutralen Substanzen ist aber nicht nur von der Seite Baumwolltuch erzeugten Aufladung unter Verwendung

der Sulfonate, sondern auch von der Seite der neutralen des Meßkopfes des Feldstärkemeßgerätes nach

Verbindungen her gegeben, denn einerseits erlaubt ein Schwenkhagen (Textilpraxis, 12/11, S. 1147,

zusätzliches Einbringen von Sulfonat auch hier eine 1957) bei gleichzeitiger Berücksichtigung des Ver-

Senkung der Dosierung, was ganz besonders bei Ver- 55 arbeitungsverfahrens. In der Rubrik »Bemerkungen«

wendung von Verbindungen des Typs finden sich die eingangs behandelten durch den Zusatz

bewirkten Effekte aufgeführt.

R₁O(CH₂CH₂O)_nH Man erkennt, daß die Herstellung einwandfreier,

antielektrostatischer Folien (Extruder-, Blas- und Flachwichtig ist, und andererseits werden die bei den stick- 60 folien), antielektrostatischer tiefgezogener Teile und stoffhaltigen Verbindungen selbst schon bei niedrigen Hohlkörper bei Verwendung von Niederdruckpoly-Dosierungen auftretenden starken Ausschwitzerschei- äthylen der angegebenen Charakterisierung in einem nungen durch den Sulfonatzusatz praktisch aufge- Bereich von 1,5 bis 2,5 %> weniger gut aber unterhalb 1 hoben. Die gegenseitige Beeinflussung der Kompo- und oberhalb 3⁰I₀, möglich ist. Bei Spritzlingen liegt nenten ist somit von beiden Seiten zu betrachten, und 65 dieser günstigste Bereich vornehmlich zwischen 2,5 sie ist sowohl für die neutralen als auch die anionen- und 3,5 °/₀, weniger unterhalb 2 oder oberhalb 4%, aktiven Verbindungen von großem Vorteil und somit bei Preßplatten hingegen zwischen 3 und 6%> im vorein Mischen derartiger Komponenten im gesamten liegenden Fall von 4 bis 5%.

Tabelle I

	Gewichtsprozent	Oberflächenwiderstand
Formlinge und Charakterisierung des Ausgangsmaterials	Sulfonat charakterisiert	in ΜΩ
	Spalte 6, Mitte	(50% relative Feuchte/23°C)
Folien (Extruder, Blas- und Flachfolien)	0,1 bis 0,9²)	10^e
Tiefgezogene Teile und Hohlkörper aus
ND-Polyäthylen einschließlich Äthylen-Propylen-	1,5 bis 2,5	10*
bzw. Butylenmischpolymerisaten
η-reu'· etwa 1,6 bis 3	6,1 bis 8	10⁴
(c = 0,1 in p-Xylol bei HO⁰C)
Rohdichte: etwa 0,940 bis 0,955
Spritzlinge, Rotationsguß sowie Flach- bzw. Gieß	0,1 bis 0,9²)	10^e
folien aus
ND-Polyäthylen einschließlich Äthylen-Propylen-	2,5 bis 3,5	10¹
bzw. Butylenmischpolymerisaten
η-τβά- etwa 1,2 bis 2	6,1 bis 8 ²)	10⁴
Rohdichte: etwa 0,958 bis 0,960
Preßplatten aus	0,1 bis 0,9²)	10«
ND-Polyäthylen einschließlich Äthylen-Propylen -	4 bis 5	10*
bzw. Butylenmischpolymerisaten
jy-reci: etwa 1,6 bis 3	6,1 bis 8²)	10⁴
Rohdichte: etwa 0,940 bis 0,955

^x) Es bedeutet der Ausdruck: »langsam« = Halbwertszeit der Aufladung ist größer 4 Minuten.

»rasch« = Halbwertszeit der um ein Mehrfaches verminderten Aufladung liegt innerhalb 1 Minute.

Tabelle II

Oberflächenwiderstand in ΜΩ
(50% relative
Feuchte/23⁰ C)

Abklingen

der Aufladung

(50% relative

Feuchtete)¹)

1. Polypropylen-O-Probe »y-red: 2 bis 5

(c = 0,1 in p-Xylol bei 110⁰C) Rohdichte: 0,901 bis 0,907²)

2. -f 3 bis 5 Gewichtsprozent Laurylheptaäthylenglykol- bzw. Nonylphenylheptaäthylenglykol ²)

3. -j- I bis 3 Gewichtsprozent Ölsäurediäthanolamid bzw. Heptadecyldiäthanolamin bzw. Ν-,Ν-,Ν',Ν'-Tetrahydroxyäthyläthylendiamin

4. + 0,5 bis 1 Gewichtsprozent Laurylheptaäthylenglykol H- 0,5 bis 1 Gewichtsprozent Nonylphenylheptaäthylenglykol H- 2 bis 1 Gewichtsprozent Sulfonat

5. H- 0,5 bis 1 Gewichtsprozent Laurinsäurediäthanolamid bzw. Hepta-

decyldiäthanolamin bzw. Ν,Ν,Ν',Ν'-Tetrahydroxyäthyläthylendiamin
H- 2 bis 1 Gewichtsprozent Sulfonat

6. Polyäthylene (entsprechend Tabelle I)

H- 0,5 bis 1 Gewichtsprozent Laurylheptaäthylenglykol H- 0,5 bis 1 Gewichtsprozent Nonylphenylheptaäthylenglykol H- 2 bis 1 Gewichtsprozent Sulfonat

7. Polyäthylene (entsprechend Tabelle I)

H- 0,5 bis 1 Gewichtsprozent Dodecyl diethanolamin H- 2 bis 1 Gewichtsprozent Sulfonat

^l) Siehe Anmerkung Tabelle I. ²) Vergleichsversuche.

10'

10«

10⁴

5-10³

5-1Ο³

langsam

Grenze rasch/langsam

rasch

ίο

(alleiniger Einsatz von Sulfonat)	Staubtest (50°/» relative Feuchte/23°C)	Bemerkungen
Abklingen der Aufladung¹) (50Vo relative Feuchte/23 ⁰C)	—	a) antielektrostatische Ausrüstung ungenügend
langsam	-I- +	b) antielektrostatisch ohne die unter c) aufgeführten Nachteile c) Strukturen auf der Oberfläche, schlechtes rheolo- gisches Verhalten: ungleichmäßiger Fluß und Aus stoß
rasch rasch	—	a) antielektrostatische Ausrüstung ungenügend
langsam		b) antielektrostatisch ohne die unter c) aufgeführten Nachteile c) Verschlechterter Belltest bzw. stark erhöhte Neigung zur Spannungsrißbildung schlechte Verarbeitbarkeit
rasch rasch	⁺	a) antielektrostatische Ausrüstung ungenügend b) antielektrostatisch ohne die unter c) aufgeführten Nachteile c) stark verändertes mech. Eigenschaftsbild, insbe sondere stark herabgesetzte Zugfestigkeit und Grenzbiegespannung
langsam rasch rasch

*) Vergleichsversuche.

(Sulfonate zusammen mit neutralen Komponenten)

Staubtest
(50°/₀ relative
Feuchte/23 ⁰C)

Geeignet zur Herstellung von

Bemerkungen

naturfarbenen wie eingefärbten Formkörpern nach dem Spritzguß- und Extrusionsverfahren zur Herstellung von Breitschlitz-, Blas- und Flachfolien sowie Preßplatten

wie unter 4

Zusätze in dieser für einen antistatischen Effekt erforderlichen Größenordnung beeinträchtigen stark das Fließverhalten, zeigen verstärkten Weißbruch, Schlierenbildung und mitunter Farbzahlverschlechterung

Zusätze in dieser für einen ausreichenden Effekt erforderlichen Größenordnung beeinträchtigen stark das Fließverhalten, führen zu stark klebenden Oberflächen, evidenter Farbzahlverschlechterung und intensiver Braunverfärbung bei Temperaturbelastung

Die Massen besitzen gutes Fließverhalten, die Formlinge glatte, glänzende, klebefreie Oberflächen, sie zeigen gegenüber 2 verminderten Weißbruch und keinerlei Farbzahlverschlechterung

Die Massen besitzen gutes Fließverhalten, die Formlinge glatte, glänzende, völlig klebefreie Oberflächen mit nur geringfügiger Farbzahlverschlechterung bei Temperaturbelastung (vgl. 3)

Die Massen besitzen gutes Fließverhalten, die Formlinge glatte, glänzende, völlig klebefreie Oberflächen mit keinerlei Farbzahlverschlechterung

Die Massen besitzen gutes Fließverhalten, die Formlinge glatte, klebefreie Oberflächen mit nur geringfügiger Farbzahlverschlechterung (vgl. 3)

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Aus Tabelle I ersieht man an Hand von Polypropylen (Beispiel 1 bis 5) sowie Polyäthylen (Beispiele 6 und 7) — und zwar gültig für Allzweck- sowie auch Spezialtypen — die Überlegenheit solcher Massen, die sowohl Sulfonate als auch neutrale Antielektrostatica enthalten, wodurch einerseits die in Tabelle I aufgezeigten Grenzen wegfallen, andererseits auch die offensichtliche Überlegenheit derartiger Mischungen der alleinigen Anwendung neutraler Verbindungen gegenüber sichtbar wird, z. B. am Vergleich der Beispiele 2 und 3 mit 4 und 5 und des Beispieles 6 mit Tabelle I. Verwendung fand das gleiche Alkylsulfonatgemisch wie in Tabelle I. Prizipiell erhält man gleiche Ergebnisse, wenn man als anionaktive Verbindungen die in Spalte 2 aufgeführten Verbindungen und an Stelle der in Tabelle II aufgeführten neutralen Substanzen die in Spalte 4 gekennzeichneten Verbindungen verwendet.

Derartige Ergebnisse lassen sich nicht erzielen, wenn man gleichartige Prüfkörper aus Niederdruckpolyäthylen und -polypropylen, welche aber kein Antistaticum enthalten, in eine 2°/oige wäßrige Lösung des bei den vorstehenden Beispielen verwendeten Sulfonates taucht und trocknen läßt. Der Oberflächenwiderstand solcher Muster liegt zwar bei etwa ΙΟ⁴ ΜΩ, die Aufladung klingt rasch ab, und die mit einem Baumwolltuch geriebenen Prüfkörper ziehen keine Staubteilchen an. Aber nach einmaliger Wasserwäsche klingt die Aufladung nur noch langsam ab, der Oberflächenwiderstand erreicht Werte bis zu 10^β ΜΩ, und der Aschetest wird negativ.

Daraus ist ersichtlich, daß eine Oberflächenbehandlung von Polyolefinkörpern mit beispielsweise Alkylsulfonaten höchstens so lange wirkt, wie die Polyolefinkörper unangetastet sind. Bereits eine einmalige Wasserbehandlung, wie sie bei Haushaltsartikeln, Spielzeug und den meisten technischen Erzeugnissen ständig möglich oder sogar zwangläufig ist, kann die antielektrostatische Ausrüstung praktisch völlig beseitigen.

Claims

Patentanspruch:

Thermoplastische Massen aus Polyolefinen und schwefelhaltigen Antistatica zur Herstellung antielektrostatischer Formkörper, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Antistatica 1 bis 6 Gewichtsprozent mindestens eines sulfonsäuren Salzes, dessen organischer Rest eine Alkylgruppe mit 4 bis 30 Kohlenstoffatomen oder eine Alkarylgruppe mit 2 bis 30 Kettenkohlenstoffatomen oder eine mehrkernige aromatische Gruppe mit einer bis zwei Alkylgruppen von je 1 bis 9 Kohlenstoffatomen ist, enthalten, gegebenenfalls im Gemisch mit mindestens einem bekannten Antistaticum.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschriften Nr. 1 034 849, 1 154 268, 174 739;
britische Patentschrift Nr. 847 106.

709 508/355 1.67 © Bundesdruckerei Berlin