СОСТАВ ДЛЯ ОЧИСТКИ ПОВЕРХНОСТИ Российский патент 1999 года по МПК C09D129/04 C09D5/20 C09D5/14 G21F1/10 

Изобретение относится к средствам для очистки различных поверхностей от загрязнений альфа- и бета-радионуклидами, а именно для дезактивации, изоляции и локализации, и одновременно для антимикробного и антисептического действия на объектах атомной техники, и в медицинских учреждениях.

Основной задачей при создании дезактивирующих композиций является очистка загрязнений поверхностей до фоновых значений за счет снятия сформировавшейся из композиции прочной полимерной пленки, включившей в себя радиоактивное загрязнение. Изолирующее покрытие должно надежно защищать поверхность от радиоактивных загрязнений. Локализирующее покрытие должно переводить локальное радиоактивное загрязнение в твердые радиоактивные отходы в виде полимерной пленки размером, соответствующим аварийной области поверхности, обеспечивая надежную защиту окружающей среды от разноса радиоактивных загрязнений.

Кроме требований по специальным свойствам полимерные пленки, сформировавшиеся из композиций, должны обладать высокими прочностными и невысокими адгезионными характеристиками для обеспечения технологического съема с поверхности.

Основной задачей при создании антимикробных полимерных покрытий является подавление жизнедеятельности микроорганизмов, их гибель (бактерицидные покрытия) и ограничение их развития, задерживание их роста.

Кроме требований по фармакологическому действию полимерные покрытия как материалы медицинского назначения не должны выделять в воздух вредные вещества, ощутимые человеком или токсичные для него.

Количества выделяемых веществ не должны представлять опасность для здоровья человека.

В основу изобретения положена задача создать состав, образующий удаляемое покрытие и, предназначенный для улучшения радиационной обстановки с длительным сроком службы покрытия (не менее 6 месяцев) с прогнозируемыми физико-механическими свойствами на весь период эксплуатации. Одновременно состав должен обладать антимикробным и антисептическим действием, и обеспечивать положительную экологическую обстановку на объектах применения.

На решение этой задачи направлено изобретение, объектом которого является состав для очистки поверхностей.

Известна "Паста для сухой очистки рук от загрязнений" (пат. РФ N 2033148 кл. A 61 K 7/40, опубл. 1995 г.), которая содержит поливиниловый спирт, глицерин, воду, кислоты и другие добавки. Паста обладает дезактивирующими свойствами по отношению к коже, но не образует снимаемого покрытия при высыхании, что не позволяет ее использовать для очистки поверхностей, имеющих значительные площади.

Известна композиция, описанная в пат. РФ N 2039778 (кл. C 09 D 5/20, опубл. 1995 г. ), которая содержит поливиниловый спирт, глицерин, этиловый спирт и воду в определенном соотношении компонентов.

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании композиции по пат. РФ N 2039778, относятся необходимость армирования, ограниченный срок эксплуатации сформированного покрытия (самоотслаивание менее через ~ 1 мес.), а также то, что данная композиция не обладает антимикробным и антисептическим действием.

Наиболее близким техническим решением к заявленному составу для очистки поверхностей по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату является композиция, описанная в пат. N 2039778 "Способ защиты поверхностей оборудования и помещений", которая выбрана в качестве прототипа.

Сущность предлагаемого технического решения - в улучшении радиационной обстановки за счет увеличения эксплуатационного срока службы (снимаемого покрытия, сформированного из состава, который одновременно обладает свойствами дезактивации, изоляции и локализации различных поверхностей.

При этом обеспечивается постоянство (неизменность) физико-механических показателей сформированного составом покрытия за весь период эксплуатации (не менее 6 мес.).

При использовании состав не требует предварительной подготовки поверхности и дополнительного армирования.

Улучшение условий труда персонала при очистке поверхностей дополнительно обеспечивается антимикробными и антисептическими свойствами состава.

Указанный технический результат при использовании изобретения достигается тем, что состав для очистки поверхностей, включающий поливиниловый спирт, глицерин и воду, отличается тем, что дополнительно содержит органическую или минеральную кислоту, глиоксаль и полимерное водорасторимое клеящее вещество при следующих соотношениях компонентов, мас. %:
поливиниловый спирт - 6,0-10,0
глицерин - 3,0-8,0
кислота органическая или минеральная - 0,5-1,0
глиоксаль - 0,2-0,6
полимерное водорастворимое клеящее вещество - 8,0-10,0
вода - остальное
При этом в качестве органической кислоты состав может содержать лимонную или щавелевую, или сульфосалициловую двуводную кислоту, а в качестве минеральной кислоты - азотную или фосфорную и др.

В качестве полимерного водорастворимого клеящего вещества целесообразно использовать крахмал или декстрин, или натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы и др.

Признаки, приведенные в формуле изобретения, являются необходимыми и достаточными для достижения указанного технического результата, то есть являются существенными.

Приведенный заявителем анализ уровней техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения. Наличие отличительных признаков по отношению к выбранному прототипу свидетельствует о соответствии заявленного технического решения критерию "новизна" по действующему законодательству.

Для проверки соответствия заявленного изобретения требованию изобретательского уровня заявитель провел дополнительный поиск известных решений с целью выявления, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного изобретения, результаты которого показывают, что заявленное изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники.

Следовательно, заявленное техническое решение соответствует требованию "изобретательский уровень".

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного технического результата, поясняются примерами.

Перечень компонентов, используемых для приготовления предлагаемой композиции:
Поливиниловый спирт (ПВС) - ГОСТ 10779-78
Глицерин - ГОСТ 6259-75
Органические кислоты:
щавелевая - ГОСТ 22180-76
лимонная - ГОСТ 3652-69
сульфосалициловая - ГОСТ 4478-78
Минеральные кислоты:
азотная - ГОСТ 4461-77
фосфорная - ГОСТ 6562-80
Глиоксаль - ТУ 6-09-5371-87
Крахмал - ГОСТ 7697-82
Декстрин - ГОСТ 6034-74
Натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) - ТУ 6-15-1077-92
Предлагаемый состав может быть нанесен на металлические поверхности из конструкционной стали; поверхности, окрашенные масляными, алкидными, эпоксидными и другими лакокрасочными материалами, корозионностойкой стали, алюминиевые сплавы, вакуумную резину, пластикат, оргстекло, стекло.

Состав наносят на вертикальные и горизонтальные поверхности и поверхности сложной конфигурации без предварительной подготовки.

Приготовление и нанесение состава
В водный раствор ПВС, приготовленный на водяной бане при температуре от 60 до 80^oC и охлажденный до 40^oC затем при перемешивании последовательно вводят сначала полимерное водорастворимое клеящее вещество, а затем все остальные компоненты согласно рецептуре.

Приготовленную композицию процеживают через сито и наносят на поверхность всеми известными лакокрасочными методами.

Перед нанесением композиции проводят измерение уровня исходного радиоактивного загрязнения поверхности.

Количественные соотношения компонентов в составе представлены в таблице 1.

Проведение работ по дезактивации, изоляции и локализации
Приготовленную композицию с рабочей вязкостью наносят на загрязненную поверхность методом пневмораспыления, а при необходимости - кистью или валиком. Сформировавшуюся пленку удаляют в случае дезактивационных работ. При локализации пленку удаляют при необходимости исходя из технологических потребностей. При изоляции чистых поверхностей время эксплуатации пленки составляет 6 месяцев.

Определение дезактивирующей способности
Дезактивирующую способность композиции определяют по ГОСТ В 26844-86.

Коэффициент дезактивации (Kg) рассчитывают по формуле

где А_исх. - исходная активность, А_ост. - остаточная активность.

Определение изолирующей способности
Время защитного действия композиции определяют по ГОСТ В 26844-86.

За время защитного действия покрытия принимают время, за которое радиоактивное вещество проникает через защитное покрытие на подложку, в количестве, превышающей дезактивацию.

Дезактивацию, изоляцию и локализацию металлических поверхностей производили по ГОСТ В 26844-86.

Композиции наносили в один слой.

Замеряли исходную активность образцов, после дезактивации замеряли остаточную активность образцов.

При изоляции чистых поверхностей замеряли время защитного действия по срокам эксплуатации.

При локализации замеряли время защитного действия по срокам эксплуатации.

Результаты испытаний на дезактивирующую способность и другие свойства композиции представлены в таблице 2.

Определение антимикробных свойств
Антимикробную активность определяют, оценивая диаметры зоны ингибирования роста тест-микроорганизмов в мм. Испытание проводят в чашках Петри с МПа, засеянным суспензией суточной эталонной тест культурой Staphylococcus aureus 20 и Esherichia coli, содержащей 1 млрд. клеток в 1 мл. Учет опыта проводят после 18 часов инкубации при температуре 37^oC.

Определение антисептических свойств.

Дезинфицирующую эффективность оценивают по показателям:
а) стерильность антимикробных и антисептических полимерных композиций через 24, 48, 72 часов после их получения (методика 143 СССР приказ N 60 от 17.01.79 г.);
б) микробная обсемененность поверхности, на которую нанесены исследуемые покрытия;
в) микробная обсемененность покрытия, нанесенного на поверхность.

Результаты испытаний на антимикробное и антисептическое действие представлены в таблице 3.

Физико-механические свойства
Физико-механические свойства снимаемых покрытий, получаемых из составов для очистки поверхности, характеризуются пределом прочности при растяжении (разрушающее напряжение при растяжении), МПа и относительным удлинением при разрыве, %.

Эти показатели определяются в соответствии с МУ 11-13-77. Адгезия для снимаемых покрытий определяется визуально. Результаты испытаний представлены в таблице 2.

Анализ результатов испытаний
В таблице 1 представлены количественные соотношения компонентов: примеры 1-5 - предлагаемый состав, а примеры 6-11 контрольные примеры.

Анализ таблицы 2 показывает, что состав по примерам 1-5 обладает достаточно высокой степенью очистки дезактивируемой поверхности, а при изоляции время защитного действия составляет 6 месяцев.

Прототип подобными качествами не обладает.

Примеры 6 - 11 подтверждают, что использование компонентов в количествах, не соответствующих указанным в формуле изобретения, приводит к понижению времени защитного действия в примерах 6, 9, 11, к понижению дезактивирующей способности - в примерах 8 и 10 (таблица 2), и снижение антисептических и антимикробных свойств в примерах 7 и 10 (таблица 3).

Покрытие на основе предлагаемой композиции обладает высокой прочностью, вследствие чего легко удаляется с поверхности.

Композиция, описанная в прототипе, не обеспечивает многофункциональность (дезактивирующую способность, изолирующую способность, локализирующую способность), а обладает только дезактивирующими свойствами.

Композиция по прототипу не обладает антимикробными антисептическими свойствами.

Таким образом, при реализации предлагаемого состава обеспечивается высокая степень дуактивации, локализации и изоляции поверхностей от радиоактивных загрязнений и одновременно антимикробное и антисептическое действие, при этом обеспечивается стабильность физико-технических показателей в течение всего времени эксплуатации (не менее 6 месяцев).

Состав предназначен для использования на объектах атомной техники и в медицинских учреждениях, обеспечивает благоприятную экологическую обстановку на объектах применения.

Следовательно, заявленное техническое решение направлено на решение поставленной задачи и при этом соответствует требованию "промышленная применимость" по действующему законодательству.

Состав относится к средствам для очистки различных поверхностей от загрязнений альфа- и бета-радионуклидами, а именно для дезактивации, изоляции и локализации и одновременно для антимикробного и антисептического действия на объектах атомной техники и в медицинских учреждениях. Он содержит поливиниловый спирт, глицерин, органическую или минеральную кислоту, глиоксаль, полимерное водорастворимое клеящее вещество, воду. Состав при высыхании образует снимаемое покрытие и предназначен для улучшения радиационной обстановки с длительным сроком эксплуатации (не менее 6 мес.). 3 табл.

Состав для очистки поверхности, включающий поливиниловый спирт, глицерин и воду, отличающийся тем, что дополнительно содержит органическую или минеральную кислоту, глиоксаль и полимерное водорастворимое клеящее вещество при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Поливиниловый спирт - 6,0 - 10,0
Глицерин - 3,0 - 8,0
Кислота органическая или минеральная - 0,5 - 1,0
Глиоксаль - 0.2 - 0,6
Полимерное водорастворимое клеящее вещество - 8,0 - 10,0
Вода - Остальное