ПИРОТЕХНИЧЕСКИЙ ДЫМООБРАЗУЮЩИЙ ИНСЕКТИЦИДНЫЙ СОСТАВ Российский патент 2013 года по МПК A01N25/20 

Изобретение относится к выделяющим функциональный дым биоцидам, а более конкретно, к пиротехническим инсектицидным составам для уничтожения вредных насекомых в закрытых помещениях, в практике медицинской дезинсекции и в сельском хозяйстве.

Уровень данной области техники характеризует пиротехнический дымообразующий инсектицидный состав, генерирующий при горении аэрозоль, в котором диспергировано активно действующее вещество, описанный в заявке РСТ WO 88/1007, A01N 25/18, 1988 г., который содержит, мас.%: 27-49 аммиачной селитры (окислитель), 30-47 торф (органическое горючее), 1-15 перметрин - активно действующее вещество, остальное вода.

Недостатком этого состава является плохая воспламеняемость, что требует использования специальных запалов с большим форсом пламени, который пожароопасен и требует квалификационной подготовки оператора, дополнительных мер защиты, усложняющих технологию пестицидной обработки закрытых помещений.

Кроме того, состав характеризуется физико-химической нестабильностью при хранении из-за высокой гигроскопичности аммиачной селитры, склонной к полиморфным превращениям, что снижает функциональную надежность материала и таблеток из него.

Функциональный недостаток состава заключается в низкой эффективности использования перметрина в обрабатываемом объеме по назначению, который неполностью возгоняется при горении пиротехнических таблеток из описанного дымообразующего состава.

Более совершенным является пиротехнический дымообразующий инсектицидный состав, описанный в патенте RU 2084147 C1, A01N 25/20, 1997 г., который по числу совпадающих признаков и технической сущности является наиболее близким аналогом предложенному составу.

Известный пиротехнический дымообразующий инсектицидный состав включает в качестве активно действующего вещества перметрин, окислитель - хлорат калия, в качестве органического горючего дымообразующий карбамид и тиурам, связующее - хлорсодержащую поливинилхлоридную смолу, пластифицированную дибутилфталатом или трикрезилфосфатом, и технологическую добавку - аэросил, которые содержатся в следующем соотношении (мас.%):

перметрин 4-12 хлорат калия 24-36 карбамид 22-38 тиурам 6-18 хлорированная   поливинилхлоридная смола 6-12 пластификатор 2-8 аэросил 4-8

Тиурам (тетраметилтиурамдисульфид) распространен как фунгицид для протравливания семян, а в предложенном пиротехническом дымообразующем составе используется как инсектицидное вещество, активно действующее на жизнедеятельность различных насекомых, уничтожая мух, комаров, блох, клопов и проч. в закрытых помещениях.

Тиурам в смеси с хлоратом калия (бертолетовой солью) служит высокоактивным горючим, что обусловлено большим содержанием в нем серы, способствуя снижению температуры воспламенения состава и повышению чувствительности к оптическому излучению.

Композиция хлората калия и карбамида является традиционной термической основой пиротехнических составов.

Применение поливинилхлоридной хлорированной смолы, пластифицированной дибутилфталатом или трикрезилфосфатом, придает составу пластичные свойства, что обеспечивает возможность формировать из него таблетки по прогрессивной технологии проходного прессования.

Функциональность использования смолы заключается в предотвращении пламенного горения состава, так как при термодеструкции смолы выделяется HCl, который является антипиреном, что предотвращает сгорание значительного количества активного вещества.

Кроме того, тиурам в этом термопластичном составе выполняет роль отвердителя пластифицированной смолы, улучшая технологические свойства в приготовлении и переработке.

Аэросил служит в качестве легкого наполнителя для жидкой составляющей - перметрина, предотвращая его экссудацию при прессовании состава и при хранении таблеток.

Имея высокие адсорбционные свойства, аэросил стабилизирует смесь и уменьшает ее гигроскопичность.

Однако продолжением достоинств состава являются присущие недостатки, в частности, технологический недостаток заключается в том, что для достижения равномерности распределения компонентов требуется длительное перемешивание.

Количественно неоптимизированный по основному действию состав, при содержании компонентов в юридически расширенных диапазонах, на границах которых (при содержании перметрина, карбамида, тиурама на нижнем пределе диапазонов) показатели назначения ухудшаются до практически неприемлемых к применению, что определено экспериментально.

При содержании в известном составе хлората калия (окислителя) в количестве 28-36 мас.% основной токсикант не возгоняется, а сгорает при недостаточном содержании пламягасителя - карбамида.

Эффективность инсектицидного действия известного состава, при минимальном содержании карбамида и предельно высоких значениях содержания хлората калия, падает до полного вырождения.

Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение эффективности действия состава по назначению, а также улучшение технологичности его приготовления смешиванием и пригодность для прогрессивного изготовления функциональных таблеток проходным прессованием.

Требуемый технический результат достигается тем, что известный пиротехнический дымообразующий инсектициднный состав, включающий перметрин в качестве активного вещества, хлорат калия - окислитель, в качестве органического горючего газообразующий карбамид и тиурам, связующее - пластифицированную хлорсодержащую полимерную смолу и аэросил - технологическую добавку, согласно изобретению включает в качестве хлорсодержащей полимерной смолы сополимер винилхлорида с винилацетатом, пластифицированный трибутилфосфатом, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

перметрин 9-11 хлорат калия 23-25 карбамид 32-35 тиурам 11-14 сополимер винилхлорида   с винилацетатом 9-11 трибутилфосфат 4-6 аэросил 4-6

Отличительные признаки повысили выход активно действующего вещества (токсиканта) за счет обеспечения полной его возгонки без термодеструкции, при этом повышена технологичность приготовления состава и проходного прессования функциональных таблеток из него.

Использование в составе в качестве связующего сополимера винилхлорида с винилацетатом, пластифицированного трибутилфосфатом, обеспечило улучшение смачиваемости порошкообразных компонентов состава, который характеризуется достигаемой при смешивании дисперсионной равномерностью распределения компонентов, при повышении адгезионных связей в материале спрессованных таблеток.

Оптимизация массового соотношения компонентов термической основы состава: уменьшение доли окислителя хлората калия при увеличении доли органических горючих карбамида и тиурама, полностью исключает пламенное горение, при котором перметрин возгоняется без потерь на термодеструкцию, что повышает эффективность основного действия генерируемого дыма по назначению.

Выбор пластифицированной хлорированной полимерной смолы в виде смеси сополимера винилхлорида с винилацетатом с пластифицирующим трибутилфосфатом определен высокой технологичностью приготовления композитного связующего, который хорошо совмещается при смешивании с остальными компонентами состава, равномерно распределенными в объеме.

Массовое соотношение в технологическом связующем - выбранной полимерной смолы (9-11 мас.%) и пластификатора трибутилфосфата (4-6 мас.%) является оптимальным для обеспечения полного смачивания структурных порошковых компонентов при их смешивании, обеспечивая адгезионное слипание в однородной массе, а также создает достаточную для проходного прессования зарядов пластичность материала.

Основное активно действующее вещество - перметрин является акарицидным средством, действие которого обусловлено нарушением ионной проницаемости натриевых каналов и торможением процессов поляризации мембраны нервных клеток вшей, блох, клещей и проч. эктопаразитов, что приводит к парализующему эффекту.

При содержании в пиротехническом дымообразующем составе перметрина меньше 9 мас.% падает эффективность инсектицидной обработки заданного объема закрытого помещения.

При содержании в пиротехническом дымообразующем составе перметрина больше 11 мас.% не обеспечивается полной его возгонки для выноса в структуре окуривающего аэрозоля, эффективность действия которого недостаточная.

При содержании в пиротехническом дымообразующем составе карбамида меньше 32 мас.%, а хлората калия больше 25 мас.% кислородный баланс смещается в положительную сторону, что приводит к пламенному горению и потере инсектицидных свойств генерируемого дыма, объем которого при этом снижается.

При содержании карбамида в пиротехническом дымообразующем составе больше 35 мас.%, а хлората калия меньше 23 мас.% падает температура и скорость горения, в результате чего эффективность генерируемого дыма по основному назначению снижается, так как происходит неполная возгонка токсикантов.

Относительно повышенное содержание в пиротехническом составе органического горючего - карбамида в диапазоне 32-35 мас.% гарантированно обеспечивает пламягашение при горении дымообразующих таблеток.

Содержание в предложенном пиротехническом составе окислителя хлората калия в количестве 23-25 мас.%, с надежным пламягашением, обеспечивает стабильное горение таблеток с заданной температурой, при которой происходит полная возгонка токсикантов, диспергируемых в генерируемый аэрозоль для эффективного подавления жизнедеятельности вредных насекомых.

При содержании в пиротехническом составе тиурама меньше 11 мас.% неполностью отверждается полимерная смола, что вызывает проблемы смешивания компонентов, которые неравномерно распределяются в объеме. Кроме того, возникает пламенное горение состава, который содержит меньше основного активнодействующего вещества и дополнительного инсектицида - тиурама.

При содержании в пиротехническом составе тиурама больше 14 мас.% резко растут скорость и температура горения, что приводит к их термодеструкции, без сублимации токсикантов в функциональный аэрозоль, тем самым заметно снижается эффективность основного действия по назначению.

Аэросил в качестве наполнителя жидкого перметрина стабилизирует смесь компонентов за счет его высоких адсорбционных свойств, уменьшая гигроскопичность состава и зарядов из него.

Пирогенный высокодисперсный аэросил стабилизирует суспензию пластифицированной полимерной смолы, а при изготовлении порошковой смеси состава выполняет функции диспергатора.

При содержании в пиротехническом составе аэросила меньше 4 мас.% жидкий перметрин недостаточно загущается, что приводит к его экссудации при прессовании зарядов и в служебном обращении готовых таблеток дымообразующего инсектицидного дыма.

Содержание в пиротехническом составе аэросила больше 6 мас.% является балластным, так как улучшения по распределению перметрина в составе не наблюдается.

Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность является достаточной для достижения новизны качества, неприсущей признакам в разобщенности, то есть поставленная в изобретении техническая задача решается не суммой эффектов, а новым сверхэффектом суммы признаков.

Состав по изобретению готовят на существующем в пиротехническом производстве стандартном оборудовании.

Для приготовления пиротехнического дымообразующего инсектицидного состава используют порошкообразные хлорат калия (CAS 3811-04-9), карбамид по ГОСТ 2081-92, тиурам Д ГОСТ 740-76 и аэросил (ТУ У24.6-05540209-003).

Перметрин (CAS 526442-53-1) используют в виде 70%-го раствора в ацетоне, а сополимер винилхлорида с винилацетатом, пластифицированный трибутилфосфатом, - в виде 10%-ного раствора в ацетоне, которые предварительно приготавливают отдельно.

Мерные дозы хлората калия, карбамида, тиурама и аэросила загружают в смеситель и смешивают в течение 5-10 минут.

Затем добавляют расчетное количество приготовленных растворов перметрина и пластифицированной смолы, после чего состав перемешивают в течение 10-15 минут.

Далее приготовленную смесь выгружают и провяливают до содержания летучих и влаги не более 0,5 мас.%.

Изготовленные составы в пределах заявленных диапазонов массового содержания компонентов, на их границах и за пределами оптимизированных диапазонов были опробованы на функциональную пригодность, эффективность действия по назначению и физико-химическую стабильность при ускоренных климатических испытаниях, выходу основного активно действующего вещества и на воспламеняемость зарядов.

Результаты экспериментальной комплексной проверки предложенного состава подтвердили повышение основных технических характеристик составов по изобретению, обеспечив воспламеняемость от любых источников открытого огня.

Приготовленный состав обладает физико-химической стабильностью, характеризуется хорошей сыпучестью, так как получается в виде крошки, которая не пылит и пригодна для объемного дозирования, что позволяет ее перерабатывать в автоматическом процессе проходного экструзионного прессования.

Согласно акту проверки норм расхода предложенного состава для дезинфекции закрытых помещений от вредных насекомых, проведенной службами Госкомсанэпиднадзора, предложенный состав более эффективен, чем известные аналоги.

Проведенный сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники, из которого изобретение явным образом не следует для специалиста по пиротехнике, показал, что оно неизвестно, а с учетом возможности практического серийного изготовления пиротехнического дымообразующего инсектицидного состава на действующем оборудовании можно сделать вывод о соответствии критериям патентоспособности.

Изобретение относится к пиротехническим инсектицидным составам и может применяться для уничтожения вредных насекомых в закрытых помещениях. Пиротехнический дымообразующий инсектициднный состав включает активное вещество, окислитель, органическое горючее, связующее и технологическую добавку. Активное вещество - перметрин. Окислитель - хлорат калия. Органическое горючее - газообразующий карбамид и тиурам. Технологическая добавка - аэросил. В качестве связующего - пластифицированной хлорсодержащей полимерной смолы - используется сополимер винилхлорида с винилацетатом, пластифицированный трибутилфосфатом. Повышается выход активно действующего вещества за счет обеспечения полной его возгонки без термодеструкции. Повышается технологичность приготовления состава. Обеспечивается возможность проходного прессования таблеток из него.

Пиротехнический дымообразующий инсектицидный состав, включающий перметрин в качестве активного вещества, хлорат калия - окислитель, в качестве органического горючего газообразующий карбамид и тиурам, связующее - пластифицированную хлорсодержащую полимерную смолу и аэросил - технологическую добавку, отличающийся тем, что он включает в качестве хлорсодержащей полимерной смолы сополимер винилхлорида с винилацетатом, пластифицированный трибутилфосфатом, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
перметрин 9-11 хлорат калия 23-25 карбамид 32-35 тиурам 11-14 сополимер винилхлорида с винилацетатом 9-11 трибутилфосфат 4-6 аэросил 4-6