СОСТАВ АНТИСЕПТИЧЕСКИЙ ДЛЯ ПРОПИТКИ ДРЕВЕСИНЫ Российский патент 2005 года по МПК B27K3/50 C07D317/28 

Изобретение относится к составам нефтяных пропиточных материалов и может быть использовано для защиты древесины от поражения грибами и бактериями, в частности для пропитки деревянных шпал и брусьев.

Известен нефтяной пропиточный материал (антисептик) на основе каменноугольного масла. Каменноугольное масло, применяемое для пропитки шпал, представляет собой смесь поглотительного масла (25 об.%) и антраценовой фракции (75 об.%), являющейся разбавителем [1]. Эти фракции получаются в процессе ректификации каменноугольной смолы, образующейся при термическом коксовании углей с целью получения доменного кокса.

Химический состав поглотительного масла (фракция 235-300°С) и антраценовой фракции (фракция 280-360°С), а также каменноугольного шпалопропиточного масла приведен в табл.1.

Таблица 1.
Химический состав каменноугольного шпалопропиточного масла и компонентов, его составляющихКомпонентыПоглотительное маслоАнтраценовая фракцияКаменноугольное шпалопропиточное маслоНейтральная частьВысшие гомологи0,480,390,42Нафталин19,101,976,28а-метилнафталин5,480,781,96Р-метилнафталин8,111,182,90Другие гомологи...7,451,442,94Индол1,730,130,53Дифенил2,54-0,63Аценафтен12,731,934,63Флуорен0,042,353,28Дифениленоксид4,41,252,05Антрацен0,794,973,92Фенантрен0,9621,2216,16Карбазол0,525,694,40Пирен-5,374,03Другие:   Высококипящие.14,9940,3534,02Непредельные3,07-0,76Сернистые соединения3,225,434,87Фенол0,14-0,030-крезоп0,24-0,06М-крезол0,32-0,08П-Крезол0,19-0,06Ксиленолы0,760,280,40Высококипящие фенолы1,952,522,37основанияГомологи пиридина0,24-0,06Хинолин1,150,050,33Гомологи хинолина1,390,2140,53Другие основания2,022,412,31

Недостатком является низкая степень защиты шпал и брусьев древесины от поражения грибами и бактериями, каменноугольное масло по степени воздействия на организм человека относится к первому (чрезвычайно опасное вещество).

Известен антисептик на нефтяной основе на смоляной основе с термическим маслом "АСТМ", обладающий защитными (биоцидными) и пропитывающими (проникающими) свойствами по отношению к древесине на уровне, не уступающем каменноугольному шпалопропиточному маслу, являющийся однородной смесью продуктов нефтяного и нефтехимического происхождения с высокой степенью агрегативной устойчивости (не расслаивается, осадка не образует) [2]. Антисептик нефтяной пропиточный на смоляной основе с термическим маслом "АСТМ", включающий широкую фракцию органического происхождения в смеси с разбавителем, содержит в качестве широкой фракции органического происхождения высоковязкую смолу переработки алкилбензола в смеси с маловязкой этилбензольной смолой в качестве органического разбавителя и широкую нефтяную маслянистую фракцию (220-450°С) термического происхождения в смеси с среднедистиллятной нефтяной фракцией (180-350°С) термокаталитического происхождения в качестве органического разбавителя при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Высоковязкая смола переработки алкилбензола

и маловязкая этилбензольная смола 40-50

Широкая нефтяная маслянистая фракция (220-450°С)

термического происхождения и среднедистиллятная

нефтяная фракция (180-350°С) термокаталитического

происхождения 50-60

причем высоковязкую смолу переработки алкилбензола в смеси с маловязкой этилбензольной смолой он содержит при следующих

соотношениях, мас.%:

Высоковязкая смола переработки алкилбензола 60-80

Маловязкая этилбензольная смола 20-40

а широкую нефтяную маслянистую фракцию (220-450°С)

термического происхождения в смеси со среднедистиллятной нефтяной фракцией (180-350°С) он содержит при следующих соотношениях компонентов, мас.%:

Широкая нефтяная маслянистая фракция (220-450°С) 80-85

Среднедистиллятная нефтяная фракция (180-350°С) 15-20

Химический состав "АСТМ" приведен в табл.2.

Антисептик нефтяной пропиточный "АСТМ" получают путем смешения высоковязкой смолы переработки алкилбензола, широкой маслянистой фракции 220-440°С термического происхождения в качестве широких фракций органического происхождения и маловязкой этилбензольной смолы, производства этилбензола, среднедистиллятной фракции 180-350°С термокаталитического происхождения в качестве разбавителей.

Недостатком антисептика нефтяного пропиточного "АСТМ" является низкая степень защиты шпал и брусьев древесины от поражения грибами и бактериями.

Задача изобретения заключается в увеличении биоцидных свойств антисептика нефтяного пропиточного "АСТМ" на смоляной основе с термическим маслом путем добавления бензил(4-метилен-1,3-диоксоланил)амина.

Сущность изобретения заключается в том, что состав антисептический для пропитки древесины на основе антисептика нефтяного пропиточного "АСТМ" на смоляной основе с термическим маслом, включающий широкую фракцию органического происхождения в смеси с разбавителем, согласно изобретения дополнительно содержит бензил(4-метилен-1,3-диоксоланил)амин в количестве 2-3 мас.% при следующем соотношении компонентов:

бензил(4-метилен-1,3-диоксоланил)амин 2-3 мас.%

антисептик нефтяной пропиточный "АСТМ" остальное

В качестве широкой фракции органического происхождения антисептик нефтяной пропиточный "АСТМ" содержит высоковязкую смолу переработки алкилбензола в смеси с маловязкой этилбензольной смолой в качестве органического разбавителя и широкую нефтяную маслянистую фракцию (220-450°С) термического происхождения в смеси с среднедистиллятной нефтяной фракцией (180-350°С) термокаталитического происхождения в качестве органического разбавителя при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Высоковязкая смола переработки алкилбензола

и маловязкая этил-бензольная смола 40-50

Широкая нефтяная маслянистая фракция (220-450°С)

термического происхождения и среднедистиллятная

нефтяная фракция (180-350°С) термокаталитического

происхождения 50-60

причем высоковязкую смолу переработки алкилбензола в смеси с маловязкой этилбензольной смолой он содержит при следующих соотношениях, мас.%:

Высоковязкая смола переработки алкилбензола 60-80

Маловязкая этилбензольная смола 20-40

а широкую нефтяную маслянистую фракцию (220-450°С) термического происхождения в смеси со среднедистиллятной нефтяной фракцией (180-350°С) он содержит при следующих соотношениях компонентов, мас.%:

Широкая нефтяная маслянистая фракция (220-450°С) 80-85

Среднедистиллятная нефтяная фракция (180-350°С) 15-20

Известно, что азотсодержащие производные 1,3-диоксоланов обладают совокупностью ценных свойств и находят применение в качестве эффективных ингибиторов, антиоксидантов, поверхностно-активных веществ, биоцидов [3].

Авторами синтезировано новое соединение на основе 4-хлорметил - 1,3-диоксолана бензил(4-метилен-1,3-диоксоланил)амин. Бензил(4-метилен-1,3-диоксоланил)амин получают взаимодействием 4-хлорметил - 1,3- диоксолана с бензиламином

Бензил(4-метилен-1,3-диоксоланил)амин - бесцветная маслянистая жидкость, нерастворима в воде, температура кипения составляет 195°С.

Для качественного и количественного анализа исходных соединений и продуктов реакции использовали хроматограф с пламенно-ионизационным детектором. Спектральные измерения проводили на спектрометре “Tesla BS527”.

Препарат получают прямым компаундированием исходных компонентов при комнатной температуре и перемешивании в течение 1 часа, в следующих соотношениях:

"АСТМ" 99,5 мас.% + бензил(4-метилен-1,3-диоксоланил)амин 0,5 мас.%;

"АСТМ" 99 мас.%. + бензил(4-метилен-1,3-диоксоланил)амин 1 мас.%;

"АСТМ" 98 мас.%. + бензил(4-метилен-1,3-диоксоланил)амин 2 мас.%;

"АСТМ" 97 мас.% + бензил(4-метилен-1,3-диоксоланил)амин 3 мас.%.

Испытания нового препарата на грибостойкость проводились в соответствии с ГОСТ 9.050-75 [4].

Образцы древесины для испытания должны иметь форму пластин размером 25×5 мм. Для испытаний были использованы образцы древесных пород различных классов стойкости по отношению к поражению грибами

КлассПорода древесиныСтойкиеОбыкновенная соснаСреднестойкиеЕльМалостойкиеБерезаНестойкиеЛипа

Образцы обрабатывают исследуемым веществом с добавлением бензил(4-метилен-1,3-диоксоланил)амина в концентрации 0,5-3 мас.%, контролем служит необработанная древесина.

Для испытания применялись следующие микромицеты:

Aspergillus niger, Altemaria sp., Fusarium sр.№56, Penicillium chrysogenum, Trichoderma viride.

Среду Чапека - Докса с агаром разливают в чашки Петри. Затем готовят суспензию спор грибов с титром 10⁶ кл/мл. В чашки Петри вносят образцы древесины, переносят в бокс, и поверхность образцов и среды заражают приготовленной суспензией спор грибов. Продолжительность испытаний с момента установления режима при определении фунгицидных свойств - 14 сут.

Антисептик обладает фунгицидными свойствами, если вокруг образца на питательной среде наблюдается ингибиторная зона (зона отсутствия развития грибов) или на поверхности или краях образца наблюдается развитие грибов, оцениваемое 0 и 1 по пятибальной шкале:

0 баллов - совершенно стойкие образцы - отсутствие изменений;

1 балл - стойкие образцы- незначительные изменения цвета, поверхностные точки и пятна обрастания до 1% поверхности;

2 балла - удовлетворительно-стойкие образцы - появление точек и пятен обрастания 1...5% поверхности;

3 балла - пониженно-стойкие образцы - сплошное обрастание до 10% поверхности;

4 балла - нестойкие - сплошное обрастание 10...50% поверхности;

5 баллов - совершенно нестойкие образцы - сплошное обрастание более 50% поверхности.

Таблица 3.
Оценка грибостойкости образцов древесиныПропиточное веществоПорода древесиныГрибостойкость баллАСТМсосна4ель4береза5липа5АСТМ+0,5%бензил(4-метилен-1,3-диоксоланил)аминасосна3ель3береза4липа4АСТМ+1% бензил(4-метилен-1,3-диоксоланил)аминасосна1ель2береза2липа3АСТМ+2% бензил(4-метилен-1,3-диоксоланил)аминасосна0ель0береза1липа2АСТМ+3% бензил(4-метилен-1,3-диоксоланил)аминасосна0ель0береза0липа1Контроль:необработанная древесинасосна5ель5береза5липа5

На чертеже представлены образцы древесины, обработанные антисептиком в концентрации 0,5%(а), 1%(б), 3%(в), и без обработки (г) в агаризованной питательной среде.

Как видно из приведенных данных, добавка бензил(4-метилен-1,3-диоксоланил)амина к известному нефтяному пропиточному антисептику "АСТМ" значительно улучшает его антисептические свойства, а при концентрации бензил(4-метилен-1,3-диоксоланил)амина 2% наблюдается полное подавление роста грибов для всех классов древесины.

Были исследованы бактерицидные свойства нового препарата по отношению к сульфатвосстанавливающим бактериям (СВБ) по известной методике [5].

В качестве СВБ использовалась культура Desulfovibrio desulfuricans ВКМВ-1388.

Бактерицидная активность определялась следующим образом: в среду, содержащую СВБ, в стерильных условиях вводили АСТМ с добавкой бензил(4-метилен-1,3-диоксоланил)амина в различных концентрациях: 1, 2, 3 мас.%. Готовый препарат вносили в количестве, чтобы его содержание в колбе объемом 100 мл составляло 0.1, 0.2, 0.3 мас.%, тогда концентрация бензил(4-метилен-1,3-диоксоланил)амина в колбе составит 0.01, 0.02, 0.03 мас.%. Одновременно с этим ставилась контрольная проба без добавки бактерицида. Через 15 суток определяли бактерицидную активность. Бактерицидная активность оценивалась по величине степени подавления роста СВБ.

Таблица 4.
Оценка бактерицидных свойств нового препаратаВеществоСтепень подавления роста,%АСТМ50АСТМ+1% бензил(4-метилен-1,3-диоксоланил)амина80АСТМ+2% бензил(4-метилен-1,3-диоксоланил)амина100АСТМ+3% бензил(4-метилен-1,3-диоксоланил)амина100

Как видно из приведенных данных, добавка бензил(4-метилен-1,3-диоксоланил)амина к известному нефтяному пропиточному антисептику "АСТМ" значительно улучшает его бактерицидные свойства, а при концентрации бензил(4-метилен-1,3-диоксоланил)амина 2 мас.% наблюдается полное подавление роста СВБ.

Предлагаемое изобретение может быть использовано для пропитки древесины, в частности для пропитки деревянных шпал и брусьев с целью защиты их от поражения грибами и бактериями на шпалопропиточных заводах.

Литература

1. ГОСТ 2770-74. Масло каменноугольное для пропитки древесины.

2. Пат. 2093353. Антисептик нефтяной пропиточный АСТМ для древесины./ Л.В.Долматов, А.Ф.Ахметов, В.С.Терентьев, О.С.Фадеева.

3. Ильичев В.Д., Бочаров Б.В., Анисимов А.А. Биоповреждения. - М.: Высшая школа, 1987. - С.247, 311, 312.

4. ГОСТ 9.050-75. Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия лакокрасочные. Методы лабораторных испытаний на стойкость к воздействию плесневых грибов.

5. Егоров П.А. Практикум по микробиологии. - М.: МГУ, 1983. - С.67-70.

Использование: антисептические составы на основе нефтяных пропиточных материалов для защиты от поражения грибками и бактериями, в частности для пропитки деревянных шпал и брусьев. Сущность изобретения: антисептик содержит в качестве широкой фракции органического происхождения высоковязкую смолу, являющуюся отходом производства переработки алкилбензола, в смеси с органическим разбавителем маловязкой этилбензольной смолой, широкую нефтяную маслянистую фракцию 220-450°С термического происхождения в смеси со среднедистиллятной фракцией 180-350°С термокаталитического происхождения, и бензил(4-метилен-1,3-диоксоланил)амин в количестве 2-3 мас.%. Технический результат - увеличение биоцидных свойств антисептика. 1 з.п. ф-лы, 4 табл., 1 ил.

1. Состав антисептический для пропитки древесины на основе антисептика нефтяного пропиточного "АСТМ" на смоляной основе с термическим маслом, содержащий широкую фракцию органического происхождения в смеси с разбавителем, отличающийся тем, что дополнительно содержит бензил(4-метилен-1,3-диоксоланил)амин при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Бензил(4-метилен-1,3-диоксоланил)амин 2-3

Антисептик нефтяной пропиточный "АСТМ" Остальное

Высоковязкая смола переработки алкилбензола

и маловязкая этилбензольная смола 40-50

Широкая нефтяная маслянистая фракция (220-450°С)

термического происхождения и среднедистиллятная

нефтяная фракция (180-350°С)термокаталитического

происхождения 50-60

причем высоковязкую смолу переработки алкилбензола в смеси с маловязкой этилбензольной смолой он содержит при следующих соотношениях, мас. %:

Высоковязкая смола переработки алкилбензола 60-80

Маловязкая этилбензольная смола 20-40

а широкую нефтяную маслянистую фракцию (220-450°С) термического происхождения в смеси со среднедистиллятной нефтяной фракцией (180-350°С) он содержит при следующих соотношениях компонентов, мас. %:

Широкая нефтяная

маслянистая фракция (220-450°С) 80-85

Среднедистиллятная

нефтяная фракция (180-350°С) 15-20