Дезинсекционный порошок на основе кварцевой муки (варианты) Российский патент 2022 года по МПК A01M1/20 A01N25/12 A01N59/00 A01N59/14 

Группа изобретений относится к средствам борьбы с насекомыми, применяемым в медицинской дезинсекции, в сельском и лесном хозяйстве, ветеринарии, приусадебном хозяйстве и в условиях быта, в частности с синантропными тараканами, сверчками, постельными клопами, блохами, чешуйницами и представляет собой инсектицидные композиции неорганических веществ, что особенно важно в связи с тем, что у многих насекомых вредителей сформировались популяции, резистентные (устойчивые) к органическим синтетическим инсектицидам из классов хлорорганических и фосфорорганических соединениях, производных карбаминовой кислоты, пиретроидов, неоникотиноидов. Однако к неорганическим веществам резистентность отсутствует, так как они не подвержены детоксикации с помощью ферментов детоксикации, свойственных организму насекомых.

Известно применение порошка диатомита в качестве инсектицида или его компонента, в частности, известен инсектицид, содержащий абразивные частицы диатомита или трепела, имеющие пористую структуру. Размер частиц порошка, используемого для внешнего воздействия на насекомых, меньше 1/100 средней длины тела уничтожаемых насекомых, а размер частиц порошка, используемого для воздействия на дыхательные и пищеводные пути насекомых, меньше 1/1000 средней длины тела уничтожаемых насекомых, при этом порошок имеет удельную поверхность не менее 12000 см²/г (RU 2 660 282 C1, 05.07.2018).

Известна инсектицидная композиция для борьбы с тараканами и другими насекомыми, выполненная на основе порошка цеолита, а также может дополнительно включать другие пористые минералы, в частности диатомит. При этом в патенте также упомянута возможность дополнительного использования добавки борной кислоты (US 5576007, 19.11.1996).

Также известен инсектицид, содержащий абразивные частицы измельченной породы, содержащей диатомит, имеющие пористую структуру, отличающийся тем, что частицы порошка получены путем ударного измельчения, а порошок имеет удельную поверхность не менее 12000 см²/г (RU 2 653 368 C1, 08.05.2018).

Известна инсектицидная композиция, содержащая порошок пористого минерала и борной кислоты, отличающаяся тем, что в качестве пористого минерала использован порошок диатомита без покрытия, при этом композиция содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: порошок диатомита - 10-90, порошок борной кислоты - 10-90, причем порошки имеют размер частиц от 1 до 200 мкм (RU 704 443 C1, 28.10.2019).

Сведения об эффективности препаратов на основе диатомитового порошка противоречивы. Недостатком известных инсектицидных композиций являются недостаточная эффективность борьбы с вредителями ввиду либо малой удельной поверхности известного порошка, которая определяет его впитывающую (сорбционную) способность, что уменьшает рабочую поверхность единицы объема порошка, приводит к большему расходу инсектицида и ухудшает закрепление частиц на насекомом, либо ввиду слабых абразивных свойств частиц исходных компонентов композиций в нарушении эпикутикулы насекомых, которые зависят от способа измельчения материала и его происхождения.

Технической проблемой является недостаточная эффективность известных порошков, а также их относительно высокая себестоимость.

Техническим результатом заявленной группы изобретений является повышение эффективности за счет улучшения дезинсекционных свойств порошков, а также уменьшение их себестоимости.

Технический результат получен двумя вариантами дезинсекционного порошка, первый из которых характеризуется тем, что он состоит из механической смеси кварцевой муки и гидрофильного диоксида кремния, при этом композиция содержит компоненты в следующем соотношении, мас. %:

кварцевая мука - от 10 до 90,

гидрофильный диоксид кремния - от 10 до 90,

причем размер частиц порошка составляет от 0,5 до 50 мкм.

Второй вариант дезинсекционного порошка характеризуется тем, что он состоит из механической смеси кварцевой муки, гидрофильного диоксида кремния и порошка борной кислоты, при этом композиция содержит компоненты в следующем соотношении, мас. %:

кварцевая мука - от 9 до 90,

гидрофильный диоксид кремния - от 9 до 90,

порошок борной кислоты - остальное,

причем размер частиц порошка составляет от 0,5 до 50 мкм.

Предлагаемые варианты композиций дезинсекционных порошков разработаны на основе смеси порошков диоксида кремния, обладающих абразивным действием, где основным компонентом композиции является минеральное сырье (кварцевая мука) геологического происхождения, а не диатомитовая мука биологического происхождения, как в большинстве известных композиций, а также гидрофильный диоксид кремния.

Кварцевая мука или кварц пылевидный производится путем помола химически чистого, природного кварцевого песка до тонкодисперсного состояния и соответствует ГОСТ 9077-82. Используемая технология производства кварцевой муки гарантирует стабильность химического состава при помоле и позволяет получить постоянный гранулометрический состав кварцевой муки. Измельченная кварцевая мука представлена округлыми частицами с неровными, изломанными краями и отличается от других минеральных наполнителей твердостью, абразивной и химической стойкостью. Структура частиц кварцевой муки и их абразивные свойства позволяют добиться эффективного повреждения эпикутикулы насекомых, что в сочетании с порошком гидрофильного диоксида кремния приводит к быстрой потере влаги, в результате чего насекомое погибает от обезвоживания. Кварцевая мука и гидрофильный диоксид кремния являются агентами, усиливающих действие друг друга за счет высоких абразивных свойств, что позволяет обеспечить синергетический эффект от их взаимодействия. Кроме того, кварцевый песок имеет сравнительно невысокую стоимость в сравнении, например, с диатомитом.

Дезинсекционный порошок по первому варианту изготавливается путем смешивания кварцевой муки с порошком гидрофильного диоксида кремния, состоящим на 99% из аморфного диоксида кремния с размером частиц, соответствующим размеру частиц кварцевой муки.

Второй вариант дезинсекционного порошка дополнительно содержит порошок борной кислоты, который усиливает инсектицидное действие композиции.

Полученные таким образом варианты порошков представляют собой высокоабразивные композиции, не содержащие токсических веществ и безопасные для окружающей среды, животных и человека. Частицы порошка процарапывают и поглощают восковое покрытие кутикулы насекомых. Восковый слой превращается в "молекулярное сито", через которое испаряется вода и насекомое погибает от иссушения.

Достижение заявленного технического результата подтверждается результатами испытаний. Опыты проводили на рыжих тараканах и постельных клопах. При отборе насекомых в эксперимент соблюдали метод случайной выборки. Повторность опытов трехкратная.

Показатели эффективности по ГОСТ Р 59074-2020 п. 5.2: гибель постельных клопов через 24 часа 50%; гибель рыжих тараканов при наличии поилки с водой на 5-ые сутки 50%, при отсутствии поилки с водой на 2-е сутки 80%.

Были приготовлены образцы из смеси порошков кварцевой муки и гидрофильного диоксида кремния, а также образцы, содержащие 100% порошка диатомита из Инзенского месторождения, 100% порошка кварцевой муки, 100% гидрофильного диоксида кремния. Все образцы применялись при одинаковом расходе 20 мг/м2.

Инсектицидность композиций для тараканов оценивали в контейнерах размером 50×30×15 см с перфорированной крышкой. Поилку с водой и пищу (сухой хлеб) размещали в углу контейнера, 20 особей тараканов (самок, самцов соотношении 1:1), выдерживали в течение 24 часов для привыкания насекомых к полигону в контейнерах. На дно контейнера тонким слоем насыпали порошок в норме расхода 20 г/м².

Эксперименты проводили при температуре 22-24 °С и относительной влажности воздуха более 60%.

Эффективность порошков в отношении чувствительной инсектарной расы рыжего таракана Blattella germanicа продемонстрирована в таблице 1.

При наличии поилки с водой наиболее активным был образец №6, вызывавший 100%-ную гибель насекомых через 84 часа от начала эксперимента. Образцы № 5, 8, 9 действовали чуть медленнее: 100% гибель насекомых наступила на четвертые-пятые сутки.

Рыжие тараканы оказались достаточно чувствительными к воздействию заявляемых композиций. Наиболее чувствительными оказались самцы, гибель самок наступала позже. При использовании 100% кварцевой муки в присутствии поилки с водой действие не проявлялось в течение всего срока наблюдения (5 суток). Использование 100% диатомитового порошка неэффективно, так как на 5 сутки не погибло и 50% тараканов.

Острое действие в отношении клопов определяли при подсадке имаго клопов в экспозиметры диаметром 4 см, укрепленные на тест-поверхности из фанеры, обработанной средством в норме расхода 2 мг/см² (20 г/м²). Учеты вели через 1, 2, 3 суток.

Инсектицидная активность порошков природного происхождения в отношении постельных клопов C. lectularius в норме расхода 20 г/м² продемонстрирована в таблице 2.

В результате экспериментов установлено, что заявленные композиции эффективны в отношении постельных клопов, так как гибель насекомых во всех вариантах образцов составила 100% на 1 сутки наблюдения.

В целях достижения наибольшей эффективности в отношении синантропных тараканов, сверчков и муравьев в заявленную композицию возможно введение добавки борной кислоты. Порошок борной кислоты для заявленной композиции может быть приготовлен любым известным специалисту способом. Частицы борной кислоты могут также иметь размеры до 200 мкм, при этом наиболее предпочтительно использовать частицы со средним размером 0,5-50 мкм, который способствует хорошему удержанию частиц на поверхности усиков насекомых и лапках и их проникновению внутрь организма перорально.

Для приготовления композиции порошки подвергаются механическому смешиванию с помощью любого известного специалисту устройства.

При использовании композиции смесь порошков рассыпается по поверхностям в помещении при расходе около 20 мг/м². По истечению нескольких суток после гибели всех насекомых композиция может быть удалена с поверхностей.

Эффективность композиции с добавкой борной кислоты в отношении чувствительной инсектарной расы рыжего таракана Blattella germanicа продемонстрирована в таблице 3.

При наличии поилки с водой. Наиболее эффективным оказался образец № 3, так как вызвал гибель насекомых уже на третьи сутки. Остальные образцы при учете на 4-ые сутки показали 100%-ную эффективность, за исключением образца № 1 (100% борная кислота).

Несмотря на то, что действие композиции продемонстрировано на тараканах, специалисту в данной области техники является понятным, что она будет проявлять свою эффективность и при борьбе с другими насекомыми, поскольку механизм действия на их наружный покров будет одинаковым. В частности, описанные композиции являются перспективными для борьбы с чешуйницами и муравьями и многими другими видами насекомых.

Таблица 1

Образец Вариант опыта Пол насекомых Учет гибели насекомых (%) через … часов 12 24 36 48 60 72 84 96 108 120 1. 100% кварцевая мука С водой ♂ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ♀ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Среднее 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2. 100% диатомит С водой ♂ 0 0 0 0 0 5 18 25 26 45 ♀ 0 0 0 0 0 0 10 13 20 33 Среднее 0 0 0 0 0 2,5 14 19 23 39 3. 85% диатомит
15% гидрофильный диоксид кремния С водой ♂ 0 0 0 5 8 35 40 75 79 88 ♀ 0 0 0 3 5 21 22 38 55 69 Среднее 0 0 0 4 6,5 28 31 56,5 67 78,5 4. 100% гидрофильный диоксид
кремния С водой ♂ 0 0 5 13 25 50 76 89 95 98 ♀ 0 0 0 5 18 56 72 82 90 95 Среднее 0 0 2.5 9 21,5 53 74 85,5 92,5 96,5 5. 90% кварцевая мука
10% гидрофильный диоксид кремния С водой ♂ 0 0 0 3 16 35 54 85 100 - ♀ 0 0 0 0 8 15 35 79 90 100 Среднее 0 0 0 1,5 12 25 44,5 82 95 100 6. 70% кварцевая мука
30% гидрофильный диоксид кремния С водой ♂ 0 13 33 50 85 98 100 - - - ♀ 0 6 46 75 100 - - - - - Среднее 0 8,5 40 64 93 99 100 - - - 7. 50% кварцевая мука
50% гидрофильный диоксид кремния С водой ♂ 0 0 4 15 29 58 68 87 98 100 ♀ 0 0 0 4 15 41 65 75 89 98 Среднее 0 0 2 9,5 22 49,5 66,5 76 93,5 95,5 8. 30% кварцевая мука
70% гидрофильный диоксид кремния С водой ♂ 0 0 0 0 12 23 69 89 100 - ♀ 0 0 0 0 15 29 57 77 97 100 Среднее 0 0 0 0 13,5 26 63 83 98,5 100 9. 10% кварцевая мука
90% гидрофильный диоксид кремния С водой ♂ 0 0 0 15 21 48 76 95 100 - ♀ 0 0 0 8 11 32 56 79 96 100 Среднее 0 0 0 11,5 16 40 66 87 98 100

Таблица 2

Образец Учет гибели через … суток, % 1 2 3 1. 100 % диатомовый порошок (Инзенское
месторождение) 40 80 100 2. 85% диатомит
15% гидрофильного диоксида кремния - 100 3. 100% гидрофильный диоксид кремния 100 4. 100% кварцевая мука (Архангельское) 100 5. 90% кварцевая мука
10% гидрофильный диоксид кремния 100 6. 70% кварцевая мука
30% гидрофильный диоксид кремния 100 7. 50% кварцевая мука
50% гидрофильный диоксид кремния 100 8. 30% кварцевая мука
70% гидрофильный диоксид кремния 100 9. 10% кварцевая мука
90% гидрофильный диоксид кремния 100

Таблица 3

Образец Вариант опыта Пол насекомых Учет гибели насекомых (%) через … часов 3 6 12 24 36 48 60 72 96 1. 100% борная кислота С водой ♂ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ♀ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Среднее 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2. 60% кварцевая мука
10% гидрофильный диоксид кремния
30% борная кислота С водой ♂ 0 0 0 15 43 76 95 97 100 ♀ 0 0 0 11 50 60 80 88 100 Среднее 0 0 0 13 46,5 68 87,5 92,5 100 3. 40% кварцевая мука
30% гидрофильный диоксид кремния
30% борная кислота С водой ♂ 0 15 29 30 47 89 100 ♀ 0 3 18 41 58 78 100 Среднее 0 9 23,5 35,5 52,5 83,5 100 4. 20% кварцевая мука
50% гидрофильный диоксид кремния
30% борная кислота С водой ♂ 0 3 10 20 33 50 85 90 100 ♀ 0 - 5 14 46 75 100 - Среднее 0 1,5 7,5 17 40 64 93 95 100 5. 10% кварцевая мука
60% гидрофильный диоксид кремния
30% борная кислота С водой ♂ 0 5 15 20 22 60 95 98 100 ♀ 0 - 10 14 20 53 87 90 100 Среднее 0 2,5 12,5 17 24 56,5 91 94 100

Изобретения относятся к сельскому хозяйству. Дезинсекционные порошки характеризуются тем, что они состоят из механической смеси кварцевой муки и гидрофильного диоксида кремния или из механической смеси кварцевой муки, гидрофильного диоксида кремния и порошка борной кислоты, причем размер частиц порошка составляет от 0,5 до 50 мкм. Все компоненты взяты при определенном соотношении. Изобретения позволяют повысить эффективность за счет улучшения дезинсекционных свойств порошков. 2 н.п. ф-лы, 3 табл.

1. Дезинсекционный порошок, характеризующийся тем, что он состоит из механической смеси кварцевой муки и гидрофильного диоксида кремния, при этом композиция содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%:

кварцевая мука от 10 до 90 гидрофильный диоксид кремния от 10 до 90,

причем размер частиц порошка составляет от 0,5 до 50 мкм.

2. Дезинсекционный порошок, характеризующийся тем, что он состоит из механической смеси кварцевой муки, гидрофильного диоксида кремния и порошка борной кислоты, при этом композиция содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%:

кварцевая мука от 9 до 90 гидрофильный диоксид кремния от 9 до 90 порошок борной кислоты остальное,

причем размер частиц порошка составляет от 0,5 до 50 мкм.