ФУНГИСТАТИЧЕСКОЕ ВЕЩЕСТВО Российский патент 2002 года по МПК E04B1/72 C07D223/10 

Изобретение относится к защите строительных материалов и конструкций, покрытиям изделий, оборудования и сооружений от биоповреждений микроскопическими грибами.

В качестве фунгистатических или противогрибковых веществ используются различные классы органических соединений.

Известны фунгистатические вещества, предохраняющие материалы конструкций от повреждения микроорганизмами в условиях эксплуатации, такие как о-хлоранилин, п-нитроанилин, трилан, салициланилид, пирокатехин [1]. Однако количество таких веществ в настоящее время резко сократилось, эффективность практического их использования мала, избирательность действия высока, получение многих из них не освоено промышленностью, а, например, пирокатехин требует дорогостоящих растворителей, таких как этиловый спирт.

Кроме того, некоторые из приведенных выше фунгистатических веществ токсичны изначально для окружающей среды и человека.

В то же время большинство строительных материалов и, в частности, на основе гипса, фосфогипса, цитрогипса и др., а также большинство используемых в технике полимерных материалов и лакокрасочных покрытий (ЛКР) не имеют достаточной биостойкости и легко повреждаются микроскопическими грибами, например As. niger и др.

Эти поражения вызывают необратимые структурные изменения в материалах и в дальнейшем приводят к потере прочности и разрушению.

Известно, что при эксплуатации в условиях повышенной влажности и температуры гипсовые изделия особенно часто поражаются микроскопическими грибами. А это в свою очередь, ухудшает экологическую ситуацию в зданиях, поверхность изделий покрывается пятнами, материал становится рыхлым и разрушается.

Поэтому проблема изыскания фунгистатических веществ, пригодных для использования в условиях эксплуатации зданий и сооружений, весьма актуальна.

Изобретение направлено на изыскание вещества, не токсичного для окружающей среды и человека, дешевого, доступного, эффективного для применения в качестве фунгистатического вещества, а также расширения рынка сбыта техногенных отходов промышленности.

Это достигается тем, что применяются соли производные капролактама общей формулы

где n=1-5, X^- - анион минеральной кислоты (Cl^-, NO₃ ^-, НSO₃ ^-) в качестве фунгистатического вещества.

Соли производные капролактама, полученные в результате кислотной модификации кубовых остатков дистилляции капролактама (МКОДК) [2], представляют собой густую однородную медообразную массу, способную длительное время не кристаллизоваться, с плотностью 1325-1357 кг/м³ и удельной электропроводностью (1,5-3,2)•10^-3 1/Ом•см, растворимую в воде.

Таким образом, предлагается использование известного вещества по новому назначению.

Для использования солей производных капролактама (МКОДК) в качестве фунгистатического вещества приготовляют 0,05-10%-ные водные растворы, температура воды должна быть не менее 50^oС и осуществляют нанесение их на поверхность конструкций, изделий из гипса, фосфогипса, цитрогипса и других окунанием, напылением, вручную кистью. Кроме того, их можно добавить в процессе приготовления строительных смесей непосредственно с водой затворения.

Проникая в поры, неровности поверхности конструкций и строительных материалов, соли производные капролактама при охлаждении закупоривают их, предохраняя поверхность как наружную, так и внутреннюю от биоповреждений микроскопическими грибами и их спорами. Кроме того, как показали исследования, при введении МКОДК в строительную смесь, например из гипса, цитрогипса, фосфогипса и др., они увеличивают коэффициент гидростойкости (К_г), отношение прочности образцов на сжатие, хранившихся в воде, и прочности образцов, хранившихся в воздушно-сухих условиях, и тем самым препятствуют проникновению воды в готовые изделия, а следовательно, увеличивают их гидростойкость.

Впервые предложено использование солей производных капролактама в качестве фунгистатического вещества, таким образом предлагаемое решение обладает критерием "новизна".

Отсутствие в патентной и научно технической литературе по данной и смежным областям техники аналогичных или близких по технической сущности решений, а также то, что впервые обнаружены ранее неизвестные свойства солей производных капролакгама, позволяющих их использовать в качестве фунгистатического вещества, приводит к выводу о соответствии заявляемого решения критерию "изобретательский уровень".

Предлагаемые в качестве фунгистатического вещества соли производные капролактама в указанных концентрациях подавляют paвитие жизнеспособных (активных) микрогрибов, выявленных ранее в условиях эксплуатации, и предотвращают их развитие в случае повторного попадания спор или мицелия на поверхность конструкции. Испытание предлагаемого и других известных веществ проводилось на смеси штаммов грибов, идентифицированных и депонированных с коллекции культур ИНМН АН РФ по известной методике [3].

Сравнительные данные по эффективности предлагаемого и известного веществ в баллах (процентах) обрастания микроскопическими грибами приведены в таблице 1.

Из таблицы 1 следует, что предлагаемые в качестве фунгистатического вещества соли производные капролактама (МКОДК) обладают высокой биоцидной эффективностью.

Кроме того, проводилось биотестирование вытяжек стройматериалов с добавками МКОДК и известных веществ разной концентрации, для выявления токсичности действия их на окружающую среду.

Для определения токсичности строительных материалов с добавкой фунгистатических веществ, известных и предлагаемых в качестве тест-объекта, были выбраны дафнии вида Daphnia Magna Straus.

Водные вытяжки образцов строительных материалов, обработанных фунгистатическими веществами, фильтровали и в фильтрат помещали тест-объекты. Тест-критерием является процент погибших дафний по отношению к контролю: если 50% тест-объектов погибает, материал считается токсичным. Результаты биотестирования представлены в таблице 2.

Как следует из таблицы 2, применяемые в качестве фунгистатического вещества соли производные капролактама (МКОДК) не токсичны для окружающей среды. Использование в промышленности предлагаемых солей производных капролактама позволит снизить экологическую напряженность в регионе, эффективно будет защищать строительные материалы от биоповреждений.

Кроме того, предложенное фунгистатическое вещество получают из отходов производства капролактама, поэтому стоимость его значительно ниже, чем у известных. Производство фунгистатического вещества простое, не требует дефицитных, дорогостоящих растворителей и компонентов, а степень биостойкости изделий, обрабатываемых данным фунгистатическим веществом, высока, что соответствует задачам изобретения.

Таким образом предлагаемое фунгистатическое вещество позволяет расширить сырьевую базу, отказаться от дефицитных, токсичных материалов, оно является дешевым, отечественным и может решить экологическую проблему региона по утилизации техногенных отходов, расширяет их рынок сбыта.

Изобретение относится к защите строительных материалов и конструкций от биоповреждений микроскопическими грибами. Для расширения сырьевой базы получения фунгистатических веществ, снижения токсичности, стоимости и повышения эффективности действия, а также расширения рынка сбыта отходов промышленности в качестве фунгистатического вещества используют соли производства капролактама общей формулы

где n = 1-5, а Х^- - анион кислоты Cl^-; NO^- ₃, HSO^- ₄. Производство фунгистатического вещества простое, не требует дефицитных, дорогостоящих растворителей и компонентов, степень биостойкости обработанных им изделий высока. 2 табл.

Применение солей производных капролактама общей формулы

где n = 1÷5;
Х^- - анион минеральной кислоты ( Cl^-, NO₃ ^-, HSO₃ ^- ),
в качестве фунгистатического вещества.