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

Изобретение относится к биоцидам, а более конкретно, к пиротехническим составам, при горении генерирующим дым фунгицидного действия, которые используются для борьбы с плесенью, подавления жизнедеятельности микроорганизмов, в частности с грибковыми заболеваниями картофеля.

Уровень данной области техники характеризует пиротехнический дымообразующий инсектицидньщ состав, генерирующий при горении аэрозоль, в котором диспергировано активно действующее вещество, описанный в заявке РСТ WO 88/1007, А01N 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 не полностью возгоняется при горении пиротехнических таблеток из описанного дымообразующего состава.

Более совершенным является пиротехнический дымообразующий состав, генерирующий при горении активно действующее вещество (пестицид), диспергированное в структуре аэрозоля, который описан в патенте RU 2084147 C1, A01N 25/20, 1997 г., выбранный по числу совпадающих признаков в качестве наиболее близкого аналога предложенному составу для фунгицидной обработки растений и объемов хранения растительной продукции.

Известный пиротехнический дымообразующий состав включает в качестве активно действующего вещества перметрин, окислитель - хлорат калия, в качестве органического горючего карбамид и тиурам, связующее - хлорсодержащую поливинилхлоридную смолу, пластифицированную дибутилфталатом иди 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 поливинил-хлоридная смола 6-12 пластификатор 2-8 аэросил 4-8.

Тиурам (ГОСТ 740-76) распространен как активное фунгицидное средство для протравливания семян и для борьбы с грызунами.

Тиурам в смеси с хлоратом калия служит высокоактивным горючим, что обусловлено большим содержанием в нем серы, способствующей 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 известному составу пластичные свойства, что обеспечивает возможность формировать из него таблетки по прогрессивной технологии проходного прессования.

Функциональность использования пластифицированной смолы заключается в предотвращении пламенного горения состава, так как при ее термодеструкции выделяется НС1, который является антипиреном, что предотвращает сгорание значительного количества активно действующего 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 жидко составляющей - перметрина, предотвращая его экссудацию при прессовании состава и при хранении таблеток.

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

Недостатком известного пиротехнического дымообразующего пестицидного состава, в котором содержание активно действующего вещества ограничено, является невысокая эффективность в борьбе с микроорганизмами.

Кроме того, приготовление известного состава сопряжено с технологическими трудностями пластификации хлорированной полимерной смолы и ее диспергированием в композицию с равномерным распределением в объеме жидкого перметрина, максимальное содержание которого ограничено по определению.

Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение эффективности фунгицидного действия генерируемого дыма при горении модернизированного пиротехнического состава, технологичного в приготовлении и переработке.

Требуемый технический результат достигается тем, что в известном пиротехническом дымообразующем фунгицидном составе, включающий активно действующее вещество, окислитель - хлорат калия, органическое горючее карбамид и газробразующий тиурам, полимерное связующее и аэросил, отличающийся тем, что он в качестве активно действующего вещества содержит трилан, а полимерного связующего - хлорпарафин ХП-470, при следующем содержании компонентов, мас.%:

трилан 45-50 хлорат калия 22-25 карбамид 15-20 тиурам 5-10 хлорпарафин ХП-470 2-3 аэросил 1-2.

Отличительные признаки обеспечили повышение эффективности целевого использования фунгицидного дымового пиротехнического состава, изготавливаемого простым смешиванием компонентов и пригодного для формования зарядов проходным прессованием.

Введение порошкообразного трилана (дисперсностью 315 мкм) в качестве основного активно действующего вещества позволило физически многократно увеличить его массовую долю, обеспечив равномерное перемешивание с остальными порошковыми компонентами состава в оптимизированных массовых долях и полный вынос активно действующего вещества в структуре генерируемого аэрозоля.

При горении опытных образцов зарядов из пиротехнических составов по изобретению генерируется высокодиперсный аэрозоль трилана (менее 1 мкм), что создает высокую проникающую способность во все щели и углубления обрабатываемой поверхности, в частности, клубней картофеля, гарантированно обеспечивая дезинфекцию картофелехранилища.

Трилан в микроорганизмах тормозит синтез белка, нарушает проницаемость цитоплазматических мембран.

При содержании в составе трилана меньше 45 мас.% падает концентрация активно действующего вещества в генерируемом аэрозоле, что требует для достижения заданное эффективности антисептической обработки помещения использовать большее количество сжигаемых таблеток.

При содержании в составе трилана больше 50 мас.% ухудшается воспламеняемость зарядов, горение нестабильное с температурой, которая не обеспечивает полноты его возгонки, что резко снижает эффективность целевого применения фунгицида.

Использование в качестве полимерного связующего жидкого хлррпарафина марки ХП-470 продиктовано его технологичностью готового применению пластификатора, нелетучего жидкого наполнителя, обладающего антипиренными свойствами.

Массовое содержание жидкого хлорпарафина в предложенном порошковом составе в качестве связующего минимизировано для образования при перемешивании технологической адгезионной пленки на порошках структурных компонентов, связываемых в конгломерат, из которого прессуются функциональные заряды.

Содержание в пиротехническом дымообразующем составе жидкого хлорпарафина ХП-470 в количестве меньше 2 мас.% является недостаточным для равномерного распределения при смешивании порошковых компонентов, которые устойчиво не связываются в однородную технологическую массу, пригодную для автоматического объемного дозирования и проходного прессования в заряды.

При содержании в пиротехническом составе жидкого хлорпарафина ХП-470 больше 3 мас.% возможна его экссудация при прессовании и хранении зарядов, причем повышения пластичности смеси при переработке не наблюдается.

Оптимизация массового соотношения компонентов хлорат калия - карбамид, образующих термическую основу пиротехнического состава (при относительном повышении доли окислителя), исключает пламенное горение состава и обеспечивает полноту возгонки трилана без потерь на термодеструкцию, что повышает эффективность основного действия генерируемого дыма по назначению.

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 фунгицидных 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 генерируемые аэрозоль для эффективного подавления жизнедеятельности вредных насекомых.

При содержании в пиротехническом составе тиурама меньше 5 мас.% ухудшается воспламеняемость состава, при горении которого возникает пламя, частично сжигающее трилан, что, совокупно с уменьшением массовой доли дополнительного фунгицида - тиурама, снижает эффективность целевого применения состава по назначению.

При содержании в пиротехническом составе тиурама больше 10 мас.% резко растут скорость и температура горения, что приводит к термодеструкции токсикантов, без их сублимации в функциональный аэрозоль, тем самым заметно снижается эффективность основного фунгицидного действия.

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

При содержании в пиротехническом составе аэросила меньше 1 мас.% жидкий хлорпарафин неполностью абсорбируется в наполнителе, что приводит к его экссудации при прессовании зарядов и в служебном обращении готовых таблеток дымообразующего фунгицидного дыма.

Содержание в пиротехническом составе аэросила больше 2 мас.% является балластным, так как улучшения по распределению жидкого хлорпарафина в составе не происходит.

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.

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 фунгицидного состава на действующем оборудовании, можно сделать вывод о соответствии критерия патентоспособности.

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

Для приготовления пиротехнического дымообразующего фунгицидного состава используют порошкообразные трилан, хлорат калия (САS 3811-04-9), карбамид по ГОСТ 2081-92, тиурам Д ГОСТ 740-76 и аэросил (Т-У У24.6-05540209-003) и жидкий хлорпарафин марки ХП-470 (ТУ 2493-339-05763458).

Приготовленные составы обладают физико-химической стабильностью, характеризуются хорошей сыпучестью, так как получаются в виде крошки, которая не пылит и пригодна для объемного дозирования, что позволяет ее перерабатывать в автоматическом процессе проходного экструзионного или глухого прессования с давлением 230-600 кгс/см².

Опытные образцы зарядов, изготовленные из составов 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 зарядов, генерирующих дым фунгицидного действия, подтвердили повышение основных технических характеристик пиротехнических составов по изобретению, которые воспламеняются от любых источников открытого огня.

Опробованные заряды диаметров 10, 20, 30 мм, изготовленные любым способом прессования составов, в оболочке и без нее, имеют общий характер дымообразования.

Все опробованные варианты предложенного состава, подвергнутые ускоренным климатическим испытаниям, сгорали с неизменными характера стиками и без вспышек пламени.

Испытания составов на эффективность функционального действия по отношению к различным заболеваниям картофеля проводились фумигацией (10-25)-дневных культур возбудителей следующих болезней картофеля в открытых чашках Петри: фитофтороз, резоктониоз (мицелий и склероций), сухая гниль, черная ножка.

Испытания показали, что для эффективной обработки картофеля против перечисленных болезней необходимо 8 г состава на 1 м³ объема, а при обработке картофелехранилищ перед засыпкой его картофелем достаточно 5 г/м³.

Согласно акту проверки норм расхода предложенного состава для дезинфекции закрытых помещений от вредных микроорганизмов, проведенной службами Госкомсанэпиднадзора, предложенный состав более эффективен, чем известные аналоги, что позволяет рекомендовать его для серийного изготовления и поставки заказчикам.

Изобретение относится к пиротехническим составам, при горении генерирующим дым фунгицидного действия, и может использоваться для подавления жизнедеятельности микроорганизмов. Пиротехнический дымообразующий фунгицидный состав содержит активно действующее вещество, окислитель, органическое горючее, газообразующее вещество, полимерное связующее и аэросил. Активно действующее вещество - трилан. Окислитель - хлорат калия. Органическое горючее - карбамид. Газообразующее вещество - тиурам. Полимерное связующее - хлорпарафин ХП-470. Обеспечивается повышение эффективности целевого использования фунгицидного дымового пиротехнического состава за счет возможности изготовления простым смешиванием компонентов и возможности формирования зарядов проходным прессованием.

Пиротехнический дымообразующий фунгицидный состав, включающий активно действующее вещество, окислитель - хлорат калия, органическое горючее карбамид и газообразующий тиурам, полимерное связующее и аэросил, отличающийся тем, что он в качестве активно действующего вещества содержит трилан, а полимерного связующего - хлорпарафин ХП-470 при следующем содержании компонентов, мас.%:
трилан 45-50 хлорат калия 22-25 карбамид 15-20 тиурам 5-10 хлорпарафин ХП-470 2-3 аэросил 1-2