DE1694736C3 - Verfahren zum antistatischen Ausrüsten von Kunststoff-Formteilen - Google Patents

Description

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aufgebracht wird, worin R eine Alkylgruppe mit ii bis Id Kohlenstoffatomen und η eine ganze Zahl von 2 bis 4 bedeutet, dadurch gekennzeichnet, daß das Dialkanolamid auf die Oberfläche eines Polyphenylensulfids in einer Menge im Hereich von I · IQ ⁵ bis 50 ■ 10 ⁵ g/cm- Oberfläche aufgebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß als Dialkanolamid da.; Diäthanolamid der Laurinsäure verwendet wird.

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Fasern, Filme, hohen und andere geformte Erzeugnisse aus Kunststoffen weisen auf Grund elektrostatischer Aufladung unangenehme Eigenschaften auf. Hin bisher bekanntes Verfahren zur Milderung dieses Problems umfaßt das Einbringen gewisser Zusätze in den Kunststoff, wahrem) nach einem anderen vorgeschlagenen Verfahren die antistatischen Mittel direkt auf die Oberfläche des gefertigten Erzeugnisses aufgebracht werden. Bei diesen Arbeitsweisen treten zahlreiche Probleme auf. Zusätze, die in das Harz eingearbeitet sind, können bei den bei den Fertigungsarbeitsschritten angewandten Temperaturen eine Zersetzung erleiden, was sie inaktiv macht oder Zerselzungsprodukte aus ihnen entwickelt und zu einer nachteiligen Verfärbung oder zu einer Geruchsbildung führt. Andererseits können die bisher benutzten sogenannten antistatischen »Aufwische-Mittel von der Oberfläche entweder durch Verdampfen oder durch oxydative Änderungen oder durch mechanischen Abrieb, wie er bei der Handhabung, beim Transport, bei der Lagerung u. dgl. auftritt, verlorengehen. Außerdem wurde gefunden, daß Materialien, welche die dekifostatische Aufladung bei einer Kunststoffart mit Erfolg verhindern, bei einer anderen Art weniger wirksam sein können. So sind beispielsweise antistatische Mittel, die bei Polyäthylen niedriger Dichte zufriedenstellend sind, bei Polyäthylen mit hoher Dichte häufig viel weniger wirksam.

Es wurde nun gefunden, daß Polyarylensulfid-Formteile an der Oberfläche mit einem Dialkanolamid behandelt werden können, um deren elektrostatische Aufladung zu vermindern, wenn mindestens ein Teil ihrer Oberfläche mit dem Dialkanolamid bedeckt ist.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum antistatischen Ausrüsten von Kunststofformteilen, indem auf die Oberfläche des Materials ein Dialkanolamid der allgemeinen Formel

wird, uorin R eine Alkylgruppe mi; 6 bis

offaiomeri ""^d //eine ganze Zahl vor, : bis4 idurch ^kennzeichnet, daß man d;., Di-

auf die Oberfläche eines Polyphciiylen-

^r ^fvlcni^{c im Bereich von} ' " '" ^{5 b}'s

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!:behar.dlung kann durch Einia^hen, frühen. Aufwischen, Aufmal=.-:, >der ·■ übliche bberzugsmethode erf !gen. .¹ !st die Dialkanolamidmcnii.-. die '^|V aufgebracht wird, eine Mchlj, die ■-.:i\'Sl:itisi-he Ladung auf ein iOien- -icnii.il zu erniedrigen, das \-:r die ■-"<·' <J^;IS überzogene KunstsloMorm-¹^'^{11 Mi}"· ^^;1!> ^max'^ma' fo'ericrbare Dieses maximal tolerierbare i^;o;en- >· in weitem Maße variiere,:, liegt --iL-i.-ien im Bereich von 3 bis Mt kV, . oder dem PotentialbercKl.. der nicr den besonderen UmsUuden ^b- ^oder -Schmutz'eilchenaufn.ihme

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(CH₂)_nCH :_:.·· jcfunden, daß die Obernäclu- \on -f<· !'olyphenylensulfid mit Schul/ für -;·;- '' elektrostatische Aufladungen veri' ί.;>ηη, indem auf die Oberfläche ein i"):.iU.anolamid mit der oben angegebenen F ■ :ncl. gelöst in einer flüchtigen, inerten .,ngcwendet wird. Typische derartige Diulunola-n»!¹ erbindungen sind das Diäthanolamid der Heplansäuie. das Diäthanolamid der Caprylsäiire, das Diäthanolamid der Pelargonsäure, das Dialhanolainid der Dek.ir.säure, das Diäthanclamid der Laurinsäure, das Diäthanolamid der Pentadekansäure, das Diäthanolamid der Heptadekansäure, das Dipropanolamid der Heptansäure, das Dipropanolamid der Pelariionsäure, das Dipropanolamid der Dekansäure, das Dipropanolamid der Laurinsäure, das Dipropanolamid der Pentadekansäure, das Dipropanolamid der Heptadekansäure, das Dibulanolamid der Heptansäure, das Dibutanolamid der Caprylsäiire, das Dibutanolamid der Pelargonsäure, cJas Dibutanolamid der Dekansäure, das Dibutanolamid der Laurinsäure, das Dibutanolamid der Pentadekansäure und das Dibutanolamid der Heptadekansäure. Diese und andere Verbindungen können nach jedem geeigneten Verfahren hergestellt werden, wie beispielsweise durch die Umsetzung eines Alkanoylchlorids mit dem gewünschten Dialkanolamin. Gegenwärtig ist das Diäthanolamid der Laurinsäure bevorzugt, das durch die Umsetzung von Diäthanolamin mit Lauroylchlorid hergestellt werden kann.

Wenn auch das Dialkanolamid auf die Oberfläche der zu behandelnden PcNphenylensulfid-Formteile in jeder herkömmlichen und geeigneten Weise aufgebracht werden kann, stellt es ein sehr geeignetes Verfahren dar, das Dialkanolamid in einen gegenüber dem Dialkanolamid und dem Polyphenylensulfid inerten Lösungsmittel, wie einem Alkohol, zu lösen, der bei einer Temperatur siedet, die wesentlich un(er der Temperatur liegt, bei der das Dialkanolamid siedet. Wenn auch die Siedetemperatur des Lösungsmittels in einem weiten Bereich in Abhängigkeit Vor dem speziell verwendeten Dialkanolamid variieren, kann, sieden die Lösungsmittel im allgemeinen im Bereich von etwa 38 bis etwa 149°C (100 bis 30O⁰F).

,e Losung des Dialkanolamids wird dann auf die Oberfläche des zu behandelnden Polyphenylensulfid- -.r/eugnisscs m irgendeiner geeigneten Weise aufgebracht, beispielsweise mit einem weichen Tuch oder

■ •■ner Sprühdüse.

Wenn auch jede flüchtige inerte Flüssigkeit, die die ..■nigcn Siedepunkteigenscharten aufweist und ein lösungsmittel fur das Dialkanolamid darstellt ver :^0l;^del.;,^ef" ^kann< umfassen besonders geeignete

. «r ii°'u ^m" - ^{bis 5} Kohlenstoffatomen ein-•.,■hl.eBI.ch Methanol, Äthanol, Propanol, IsopropaS •■utanol, Isobutanol, Pen.anol u.dgl. Die in dem ■ >s..ngsmitlel gelöste Menge Dialkanolamid kann in eiern Bereich m Abhängigkeit von den Fähiekcitc;"

V,S^gSmr^{elS bKÜ8liCh der Lösun}8 ^des speziellen

■ J.jlkanolamids van.eren. Eine im allgemeinen ue-

ynete Mischung enthält 50 bis 98 Gewichtsteile Lo-• ungsm.ttel und 2 bis 50 Gewichvsieile Dialkanolamid

^{a Gih} :

Das Losungsmittel verdampft unter normalen Um- ^bungsbed.ngungen schnell und läßt einen fest annaftenden Überzug zurück, der die Ansammlung von elektrostatischen Ladungen auf dem Erzeugnis für uele Monate verh.ndert. Dies ist sehr überraschend Ja die meisten antistatischen »Aufreibe«-Mittel(rub-on agents) durch einmaliges oder zweimaliges Reiben mit e.nem Tuch oder durch anderen mechanischen Abrieb leicht entfernt werden. Die Wirksamkeit des erfindungsgemaßn Verfahrens ist zusätzlich sehr überraschend, da gefunden _Wur·;, daß die verwendeten Inngkett.gen Dialkanohmide für die meisten praktischen Zwecke mit dem Kunststoff unverträglich sind. Die Einarbeitung des Dialkanolamids direkt in das Polyphenylensulfid in einem Banbury-Mischer, einer Walze oder einem Extruder stellt so keinen günstigen Weg für die antistatische Ausrüstung dar. Wenn auch der genaue Mechanismus für diese überraschende Entwicklung unbekannt ist, scheint es doch so zu sein, daß das Antistaticum in gewisser Weise in die Oberfläche des Kunststoffs eindringt oder darauf

ίο adsorbiert wird.

Wenn auch die antistatischen Behandlungsmittel beim erfindungsgemäßen Verfahren im wesentlichen aus den angegebenen Amiden und einem Lösungsmittel dafür bestehen, können die Zusammenjetzungen auch geringe Mengen anderer Zusätze, wie Antioxidantien, Ultravioletlstabilisatoren u. dgl. enthalten, vorausgesetzt, daß die zusätzlichen Bestandteile nicht in Mengen vorliegen, die ausreichen, die antistatische Wirksamkeit des Dialkanolamids zu beeinträchtigen.

Beispiel

Eine Platte von 7,6 · 15,2 · 0,3 cm aus Polyphenylenoxid wird behandelt, indem eine lOgewichtsprozentige Lösung des Diäthanolamids der Laurinsäure in Isopropanol auf den Oberflächenstreifen aufgebracht wird, wodurch ein Rückstandsüberzug an Amid von etwa 10 'g/cm² zurückbleibt. Die Wirksamkeit der Behandlung wird bestimmt, indem die Platte mit einem Wolltuch gerieben und mit einem Keithley-Statik-Meter Modell 250 mit einem Meßkopf Nr. 2501 untersucht wird. Periodische Versuche über einen Zeitraum von 19 Tagen führen zu den folgenden Ergebnissen:

Tabelle

Polymeres

Statische Ladung [kV] nach der
angegebenen Anzahl von Tagen

4 I 7 I 10 I

19

Potential der statischen Ladung des unbehandelten Polymeren [kV]

Polyphenylensulfid*) | 0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

14,0

·) Hergestellt durch Umsetzung von p-Dichlorbcnzol mit Natriumsulfid in N-Melhylpyrrolidon durch Erhitzen der Mischung in einem Autoklav aus rostfreiem Stahl etwa 17 Stunden lang bei etwa 249 "C.

Die Ergebnisse zeigen, daß, wenn überhaupt, nur außerordentlich niedrige statische Ladungen im Verlauf von mindestens 19 Tagen bei Polyphenylensulfid erzeugt werden, die erfindungsgemäß behandelt sind. In allen Fällen bleiben während der 19tägigen Versuchsdauer die angesammelten statischen Ladungen, wenn überhaupt welche angesammelt werden, weit unter der 3 Kilovoltgrenze, bei der Staub- und Schmutzteilchenanziehung im allgemeinen beginnt.

Während der Dauer der Beobachtung und der Untersuchung werden die Kunststoffteile auf einem offenen Gestell gelagert und werden wiederholt mit einem Tuch behandelt und gerieben, was die Stabilität der erfindungsgemäßen antistatischen Behandlung gegenüber Oxydation, Verschlechterung und mechanischer Entfernung oder Veränderung auf Grund der Handhabung zeigt.

Claims (1)

1. I 694

   Patentansprüche:

   I Verfahren zum antistatischen Ausrüsten von Kunststofformleilen, indem auf die Oberfläche des Materials ein Dialkanolamicl der allgemeinen Formel