БИОЦИДНАЯ КРАСКА "БИОКРАПАГ" Российский патент 1999 года по МПК C09D5/14 

Изобретение относится к области лакокрасочной промышленности и может быть использовано для нанесения покрытий, обладающих бактерицидными свойствами, на металлические и неметаллические (бетонные, кирпичные и керамические) поверхности изделий и конструкций.

Известна краска, включающая алюмоборфосфатное связующее, двуокись титана, двуокись кремния, каолин, неорганический пигмент и воду. (Авт. Св. СССР N 706428, кл. C 09 D 1/00, 1978 г.).

Недостатком известной краски является высокая температура термообработки (250^oC), низкая прочность на истирание и невысокие защитные и бактерицидные характеристики.

Наиболее близкой по назначению к предлагаемой краске является биоцидная краска, включающая в качестве основы алкидномеламиновые или пентафталевые эмали (например, МЛ-12 или ПФ-115), представляющие собой суспензию различных пигментов, в частности двуокись титана в количестве 10-20% и наполнителей в органическом растворителе с добавкой сиккатива. В качестве биоцидной добавки используют 15% смесь этанолмеркурхлорида (алкацид-2) с алкамоном ОС-2. (Самойлов Ф.В., Семенова Л.И. и др. Сборник "Химия и химическая технология. Синтез и исследование пленкообразующих веществ и пигментов". Ярославль, 1973, стр. 92-94).

Известная краска обладает антимикробной активностью в отношении кишечной палочки, золотистого стафиллококка, спор антракоида, сохраняющейся в течение 2-х лет.

К недостаткам краски относится: высокая токсичность, высокая стоимость, невысокий срок действия антимикробной активности, кроме того краска горючая, вследствие чего при пожаре она может выделять большое количество высокотоксичных соединений, узкий спектр антимикробного действия.

Технический результат, достигаемый данным изобретением, заключается в повышении биоцидных свойств краски, снижении ее токсичных свойств и повышении стабильности.

Для достижения технического результата биоцидная краска, включающая пленкообразующее в виде лакокрасочного материала и биоцидной добавки, в качестве биоцидной добавки содержит неорганическую или органическую соль полигексаметиленгуанидина, или основание полигексаметиленгуанидина, или смесь соли или основания полигексаметиленгуанидина с диметилалкилбензиламмоний хлоридом при их соотношении 1-10:1 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Пленкообразующее в виде лакокрасочного материала - 93-97
Указанная биоцидная добавка - 3-7
В качестве соли полигексаметиленгуанидина используют, например, фосфат полигексаметиленгуанидина, хлорид полигексаметиленгуанидина, стеарат полигексаметиленгуанидина (ПГМГ), цитрат ПГМГ, дегидроацетат ПГМГ, дитретичнобутилпропионат ПГМГ и т.д.

В качестве пленкообразующей основы биоцидная краска по изобретению содержит различные лакокрасочные материалы (масляные краски, силикатные краски, эмали на основе природных и синтетических смол - алкидные, меламино-алкидные эмали, водно-дисперсионные лакокрасочные материалы, например, на основе поливинилацетата и т.д.), представляющие собой суспензии пигментов с наполнителями и целевыми добавками в сочетании с пленкообразующей основой.

Используемую биоцидную добавку получают взаимодействием гексаметилендиамина с карбонатом гуанидина, взятых в эквимолярных количествах при 135-140^oC, затем, после прекращения выделения аммиака, добавляют неорганическую кислоту (фосфорную кислоту, соляную кислоту) или органическую кислоту (например, стеариновую, дегидроацетоновую и др. ) или их соли (см. RU N 2039735, 1995); основание ПГМГ получают из гидрохлорида ПГМГ, растворением его в горячей воде, добавлением щелочи - NaOH и воды (SU N 1687261, 1991).

При содержании в составе краски биоцидной добавки менее 3 мас.% снижаются биоцидные свойства краски.

При содержании в составе краски биоцидной добавки более 7 мас.% увеличивается стоимость краски и ухудшаются ее технологические качества.

Диметилалкилбензиламмоний хлорид (катамин АБ) представляет собой водный раствор (50%), бесцветен, без запаха, вязкий, токсичен (II категория токсичности).

Катамин АБ образует с солью или основанием ПГМГ синергетическую смесь, в которой на порядок усиливаются бактерицидные свойства обоих препаратов ("Биостойкие материалы". Справочник под редакцией Б.В.Бочарова и др. М., АН СССР, 1986 г., стр. 198).

Отношение соли или основания ПГМГ к катамину АБ в смеси равно (1 - 10): 1, является оптимальным и выявлено на основании многочисленных экспериментов.

При отношении соли или основания ПГМГ к катамину АБ менее 1:1 наблюдается увеличение токсичности смеси, а при увеличении этого соотношения более 10:1 - снижается синергетический эффект смеси.

При этом максимальный синергетический эффект наблюдается при соотношении соли или основания ПГМГ к катамину АБ, равном 1:1.

Фосфат ПГМГ и хлорид ПГМГ выпускают в виде гранул или брикетов желтого, белого и светло-серого цвета. Фосфат ПГМГ растворим в воде (1%-ный раствор фосфата ПГМГ имеет pH 5,5-6,0), раствор бесцветен и не имеет запаха, не вызывает коррозию металла и других материалов. Фосфат ПГМГ и хлорид ПГМГ обладают адгезионными и детергентными свойствами, токсические свойства отсутствуют. Препараты активны и обладают широким спектром бактерицидного действия.

Полимерная природа фосфата ПГМГ и хлорида ПГМГ обеспечивает образование на обработанных поверхностях длительно сохраняющейся (более 3-х лет) полимерной пленки, зачищающей поверхность от микроорганизмов. Антибактериальная активность фосфата ПГМГ и хлорида ПГМГ мало изменяется под влиянием внешней среды.

Установлено, что 0,05%-ный раствор фосфата ПГМГ вызывает гибель в течение 5-15 мин грамположительных и грамотрицаительных микроорганизмов: коринебактерий дифтерии, золотистого стафилококка, брюшнотифозной палочки, кишечной палочки, вульгарного протея, синегнойной палочки. Гибель бактерий туберкулеза требует более высокой концентрации (2-4%) и большей продолжительности действия (2-3 часа).

По данным Института вирусологии им. Д.И.Ивановского АМН, фосфат ПГМГ и хлорид ПГМГ обладают сильным вирулицидным действием по отношению к вирусам герпеса простого, вируса СПИДа и вируса гепатита А.

Бактерицидная краска с добавлением фосфата ПГМГ или хлорида ПГМГ обладает широким спектром биоцидного действия: бактерицидным, вирулицидным, фунгицидными, спороцидным и алгицидным.

По данным НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. А.Н.Сысина, полная инактивация (100%) кишечных палочек и колифагов наблюдается менее чем за 3 часа контакта с поверхностью краски. Концентрация более устойчивых форм микроорганизмов (плесневые грибы и споры) через 3 часа снижалась в 10 раз, а через 7 суток более чем в 100 раз. Фунгицидный эффект усиливался с повышением температуры воздушной среды (37-40^oC), при этом на 7-е сутки концентрация грибов снижалась в 10000 раз и оставалась на уровне единичных клеток.

Дегидроацетат ПГМГ представляет из себя порошок желтого цвета, ограниченно растворим в воде (менее 10%) и обладает широким спектром бактерицидного и фунгицидного действия, в том числе после плесневых грибов (патент РФ N 2039735, Б.И. N 20, 1995 г.).

Стеарат ПГМГ - белый порошок или гранулы, не гигроскопичный, не растворим в воде и обладает широким спектром бактерицидного и фунгицидного действия (патент РФ N 2039735, Б.И. N 20, 1995 г.).

Детритичнобутилпропионат ПГМГ представляет собой порошок кремового цвета, не гигроскопичен, растворим в органических растворителях: хлороформе, ацетоне и т.д. Обладает высокой бактерицидной активностью.

Цитрат ПГМГ - лимоннокислая соль ПГМГ представляет собой бесцветную стеклообразную массу, растворим в воде (до 20%).

По сравнению с фосфатом ПГМГ и хлоридом ПГМГ цитрат ПГМГ обладает повышенной бактерицидной и фунгицидной активностью.

Основание ПГМГ - жидкость или вязкая масса в зависимости от молекулярного веса. (Авт. св. СССР N 1687261, Б.И. N 40, 1991 г.).

Основание ПГМГ ограничено растворимо в воде.

Обладает хорошими бактерицидными и фунгицидными свойствами.

В качестве пленкообразующего для масляных красок используют льняное масло или олифу по ГОСТ 7931-76.

Также в качестве пленкообразующего для масляных и алкидностирольных красок используют смолы масляно-стирольные, алкидно-стирольные (сополимеры) (ГОСТ 982573).

Для водоэмульсионных красок используют в качестве пленкообразующего водные дисперсии полимеров.

Для силикатных красок используют в качестве пленкообразующего жидкое стекло.

Краску готовят следующим образом: компоненты краски, составляющие красочную основу и биоцидную добавку, перемешивают, подготовленную смесь диспергируют на лакокрасочном оборудовании. Полученную мелкодисперсную смесь смешивают с целевыми добавками и пленкообразующим.

Примеры конкретного выполнения.

Краска ПФ-115 красная по ГОСТ 6465-76, мас.%:
Белила цинковые - 8,05
Крон свинцовый - 1,26
Пигмент алый конц. - 8,05
Лак 55-59-89 п/ф - 65,2
Сиккатив ЖК-1 п/ф - 4,7
Фосфат ПГМГ - 7,0
Уайт-спирит - До 100
ПФ-115 красная по ГОСТ 6465-76, мас.%:
Белила цинковые - 8,4
Крон свинцовый - 1,32
Пигмент алый конц. - 8,4
Лак 55-59-89 п/ф - 68,1
Сиккатив ЖК-1 п/ф - 4,87
Хлорид ПГМГ - 3,0
Уайт-спирит - До 100
Краска ВД-ВА-224 ГОСТ 28196-89 белая, мас.%
ПВА (50%) пластиф. тонкодисперсная - 26,4
Двуокись титана - 9,1
Мел природный обогащенный - 14,1
Тальк молотый - 5,5
Каолин - 4,1
Натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы - 0,64
Триполифосфат натрия - 0,18
ОП-10 поверхностно-активное вещество - 0,09
Флотореагент - 2,3
Аммиак (25%) - 1,8
Смола ММФ-50 - 2,3
Тиурам Д - 0,27
Стеарат полигексаметиленгуанидина - 7,0
Вода - До 100
Краска ВД-ВА-224 ГОСТ 28196-89 белая, мас.%
ПВА (50%) пластиф. тонкодисперсная - 27,6
Двуокись титана - 9,5
Мел природный обогащенный - 14,7
Тальк молотый - 5,7
Каолин - 4,3
Натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы - 0,66
Триполифосфат натрия - 0,19
ОП-10 поверхностно-активное вещество - 0,1
Флотореагент - 2,4
Аммиак (25%) - 1,9
Смола ММФ-50 - 2,4
Тиурам Д - 0,28
Стеарат полигексаметиленгуанидина - 3,0
Вода - До 100
Краска МА-15, белая по ГОСТ 10503-71, мас.%:
Двуокись титана - 16,74
Барит - 20,46
Основание полигексаметиленгуанидина - 7,0
Олифа - До 100
Краска МА-15, белая по ГОСТ 10503-71, мас.%:
Двуокись титана - 17,1
Барит - 20,9
Дитретичнобутилпропионат полигексаметиленгуанидина - 5,0
Олифа - До 100
Краска ПФ-234 желто-коричневая по ТУ-6-10-822-84, мас.%:
Охра - 20,46
Красный железоокисный пигмент - 0,42
Крон свинцовый желтый пигмент - 0,46
Двуокись титана - 0,42
Окись цинка - 1,21
Сиккатив НФ-1 - 1,86
Лак ПФ-060 - 63,2
Смесь фосфата ПГМГ с катамином АБ при соотношении 7:1 - 6,0
Уайт-спирит - До 100
Краска ПФ-234 желто-коричневая по ТУ-6-10-822-84, мас.%:
Охра - 20,9
Красный железоокисный пигмент - 0,43
Крон свинцовый желтый пигмент - 0,48
Двуокись титана - 0,43
Окись цинка - 1,23
Сиккатив НФ-1 - 1,9
Лак ПФ-060 - 64,6
Цитрат ПГМГ - 5,0
Уайт-спирит - До 100
Краска ВД-ВА-224 белая по ГОСТ 28196-89, мас.%:
ПВА (50%) пластиф. тонкодисперсная - 20,9
Двуокись титана - 11,4
Мел природный обогащенный - 20,9
Тальк молотый - 3,8
Каолин - 3,8
Натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы - 0,47
Триполифосфат натрия - 0,09
ОП-10 поверхностно-активное вещество - 0,19
Флотореагент - 2,4
Аммиак (25%) - 0,19
Карбамид - 1,4
Этиленгликоль - 0,95
Пентахлорфенолят натрия - 0,19
Водная эмульсия нефтеполимерной смолы - 2,7
Стиромаль - поверхностно-активное в-во - 0,19
Смесь хлорида ПГМГ с катамином АБ при соотношении 1:1 - 5,0
Вода - До 100
Краска ВД-ВА-224 белая по ГОСТ 28196-89, мас.%:
ПВА (50%) пластиф. тонкодисперсная - 21,3
Двуокись титана - 11,6
Мел природный обогащенный - 21,3
Тальк молотый - 3,9
Каолин - 3,9
Натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы - 0,49
Триполифосфат натрия - 0,01
ОП-10 поверхностно-активное вещество - 0,194
Флотореагент - 2,43
Аммиак (25%) - 0,194
Карбамид - 1,46
Этиленгликоль - 0,97
Пентахлорфенолят натрия - 0,194
Водная эмульсия нефтеполимерной смолы - 2,72
Стиромаль - поверхностно-активное в-во - 0,194
Смесь хлорида ПГМГ с катамином АБ при соотношении 5:1 - 3,0
Вода - До 100
Краска силикатная, мас.%:
Двуокись титана - пигмент - 7,0
Наполнитель - мел - 40,0
Смесь цитрата ПГМГ с катамином АБ - 3,0
Натриевое жидкое стекло (плотность 1,35 г/см³) - До 100
Краска силикатная, мас.%:
Двуокись титана - пигмент - 5,0
Наполнитель - мел - 40,0
Смесь стеарата ПГМГ с катамином АБ - 5,0
Натриевое жидкое стекло (плотность 1,35 г/см³) - До 100
Краска силикатная, мас.%:
Двуокись титана - пигмент - 6,0
Наполнитель - мел - 41,0
Смесь стеарата ПГМГ с катамином АБ - 4,0
Натриевое жидкое стекло (плотность 1,35 г/см³) - До 100П

Изобретение относится к области лакокрасочной промышленности и может быть использовано для нанесения покрытий, обладающих бактерицидными свойствами, на металлические и неметаллические (бетонные, кирпичные и керамические) поверхности изделий и конструкций. Описывается биоцидная краска, включающая пленкообразующее в виде лакокрасочного материала и биоцидную добавку, отличающаяся тем, что в качестве биоцидной добавки содержит основание, или соль полигексаметиленгуанидина, или смесь основания или соли полигексаметиленгуанидина с диметилалкилбензиламмоний хлоридом при их соотношении 1-10:1 при следующем соотношении компонентов, мас.%: пленкообразующее в виде лакокрасочного материала-93-97, указанная биоцидная добавка-3-7. Технический результат заключается в повышении биоцидных свойств краски, снижении ее токсичных свойств и повышении стабильности. 5 з.п. ф-лы, 4 табл.

1. Биоцидная краска, включающая пленкообразующее в виде лакокрасочного материала и биоцидную добавку, отличающаяся тем, что в качестве биоцидной добавки она содержит неорганическую или органическую соль полигексаметиленгуанидина, или основание полигексаметиленгуанидина, или смесь соли или основания полигексаметиленгуанидина с диметилалкилбензиламмоний хлоридом при их соотношении 1 - 10 : 1 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Пленкообразующее в виде лакокрасочного материала - 93 - 97
Указанная биоцидная добавка - 3 - 7
2. Краска по п.1, отличающаяся тем, что в качестве неорганической соли полигексаметиленгуанидина она содержит фосфат полигексаметиленгуанидина или хлорид полигексаметиленгуанидина. 3. Краска по п.1, отличающаяся тем, что в качестве органической соли полигексаметиленгуанидина она содержит цитрат, или дегидроацетат, или стеарат полигексаметиленгуанидина. 4. Краска по п.1, отличающаяся тем, что в качестве пленкообразующей основы лакокрасочного материала содержит льняные масло и олифу. 5. Краска по п.1, отличающаяся тем, что в качестве пленкообразующей основы лакокрасочного материала она содержит водные дисперсии полимеров. 6. Краска по п.1, отличающаяся тем, что в качестве пленкообразующей основы лакокрасочного материала она содержит жидкое стекло.