Водно-дисперсионная краска с защитными свойствами против бактерий, вирусов и грибков Российский патент 2022 года по МПК C09D5/02 C09D5/14 C08K3/105 

Область техники.

Изобретение относится к строительному материалу, в частности к краскам с защитными свойствами против грибков, бактерий и вирусов. Краска предназначена для окраски и декоративной отделки стен и потолков помещений с высокими требованиями к гигиеничности поверхности: в медицинских учреждениях, профилактических, дошкольных детских и образовательных учреждениях.

Уровень техники.

Из уровня техники известна краска TopPro Synergy (ТопПро Синергия). Профессиональное воднодисперсионное шелковисто-матовое антибактериальное и антигрибковое покрытие для внутренних работ на акрилатной основе модифицировано высококачественными силиконовыми смолами с добавлением керамических и полимерных микросфер, которые придают покрытию термоизоляционные свойства. При попадании на поверхность, покрытую TopPro, концентрация бактерий и спор грибков значительно снижается до безопасного уровня. Антигрибковый и антибактериальный эффект достигается за счет наличия в составе нано-комплекса NanoScreen. В состав покрытия TopPro Synergy входит комплекс водных дисперсий биополимеров на основе акрилатов, силиконов и синтетического каучука, «керамическая формула», бактерицидная добавка NanoScreen + усовершенствованный антигрибковый комплекс, высококачественные наполнители и модификаторы. Покрытие TopPro Synergy предназначено для помещений с постоянным кондиционированием воздуха, влажностью, таких как ванные комнаты, кухни, бассейны. Благодаря изотермическому эффекту поверхности, который обеспечивается керамическими пустотелыми микросферами в составе покрытия, позволяет снизить потери тепла, повысить паропроницаемость и комфортность жилых и административных помещений, при этом сокращая затраты на отопление и кондиционирование до 20%. (https://lkmflot.ru/cat/kraski-i-emali/vnutrennie/toppro/kraska-toppro-synergy/).

Кроме того, из статьи Zielecka, М., Bujnowska, Е., Kępska, В., Wenda, М., & Piotrowska, М. Antimicrobial additives for architectural paints and impregnates. Progress in Organic Coatings, 72(1-2), 2011, 193-201 известны противомикробные свойства серебра и меди, особенно когда используются металлы в виде наночастиц (НЧ). Агломерация НЧ серебра и меди или коллоидов может привести к снижение их антимикробных и противогрибковых свойств.

Проблема стабильности НЧ была решена путем разработки наносфер кремнезема, содержащих иммобилизованные НЧ серебра или меди. Эти наносферы могут применяться в качестве эффективных антибактериальных или противогрибковых средств добавки для архитектурных красок и пропиток. Самое главное преимущество этих добавок заключается в стабильности НЧ серебра и меди, а также в безвредности для человека.

На ряду с вышесказанным из уровня техники известна противообрастательная краска, включающая пленкообразующую основу, медьсодержащий биоцид, растворитель. При этом в качестве пленкообразующей основы краска содержит перхлорвиниловую смолу, в качестве медьсодержащей биоцидной добавки - водорастворимое медьсодержащее фосфатное стекло, а в качестве растворителя смесь сольвента-нафта и бутилацетата в соотношении 1:4 при следующем соотношении компонентов, мас. %: Пленкообразующая основа 15-30 Водорастворимое медьсодержащее фосфатное стекло 5,0-50,0 Растворитель остальное (RU 2445330 С1 20.03.2012).

В качестве прототипа выбрана краска раскрытая в патенте RU 2345108 С1 27.01.2009, водно-дисперсионная эластичная грунтовка, включает пленкообразующее непластифицированную водную сополимерную дисперсию на основе эфиров акриловой и метакриловой кислот и стирола - МОВИЛИТ 760, пеногаситель БИК-037, представляющий собой водную эмульсию смеси минерального масла, парафина и полиметилсилоксана, биоцидную добавку в виде антисептической добавки Росима 243, представляющую собой 10%-ный раствор октилизотиазолона в диэтиленгликоле, внутритарный консервант Росима 535N на основе композиции формалина и смеси 5-хлор-2-метил-2Н-изотиазол-3-он и 2-метил-2Н-изотиазол-3-он и воду при следующем соотношении компонентов, мас. %: Акриловое пленкообразующее - акриловая дисперсия МОВИЛИТ 760 35,0-40,0 Указанный пеногаситель БИК-037 0,1-0,3 Указанная антисептическая добавка Росима 243 1,0-1,5 Указанный консервант Росима 535N 0,1-0,3 Вода остальное.

Недостатком ранее известных красок, что в качестве противомикробного агента используют ионы серебра, однако серебро активирует бактериальные свойства только при соприкосновении с водой, если же поверхность сухая, то серебро не активно, таким образом не создается полноценная антибактериальная, антивирусная и противогрибковая защита.

Техническая задача, решаемая заявленным изобретением состоит в том, что нанесенная на поверхность краска заявленного состава препятствует распространению вирусов, микробов и бактерий в помещении и снижает риск возможного заражения людей в помещениях с большим скоплением и/или большой проходимостью, при этом вирусы, бактерии и микробы дезактивируются в течение 2х часов после попадания на окрашенную поверхность, исключая дальнейшую передачу и цепную реакцию распространения, а антивирусные свойства краски сохраняются в срок до 4 лет.

Раскрытие изобретения.

Технический результат на который направленно заявленное изобретение заключается в защите против микробов, бактерий и вирусов, при этом обеспечивает защиту на 99,99% от бактерий и вирусов на поверхности и может использоваться для окраски новых, так и ранее окрашенных любых поверхностей: бетонных, оштукатуренных, зашпатлеванных, кирпичных, гипсовых и древесноволокнистых поверхностях внутренних помещениях, удобстве использования; а так же обладает устойчивостью к механическим нагрузкам и влажной уборке, мытью мягкими дезинфицирующими растворами.

Указанный технический результат реализуется за счет следующего состава краски, мас. %:

Вода 27,6% Двуокись титана 20,0% Наполнитель СаСО₃ с размером частиц до 2 мкм 12,7% Наполнитель СаСО₃ с размером частиц до 5 мкм 19,9% Дисперсия Стирол-акриловая 16,0% Бутилдигликольацетат 1,2% Вещество вспомогательное ОП-10 1,0% Загуститель целлюлозный 0,3% Биоцид тарный 0,3%

Добавка антимикробная, состоящая из микросфер с напыленными комплексами оксида меди - медьсодержащий порошок алюмоборосиликатного стекла, с размерами частицы: 2,5-5,0 мкм, медь в форме Cu (I), с содержанием оксид меди: 29,0-36,0% масс 1,0%

Осуществление изобретения.

Водно-дисперсионная краска с защитными свойствами против бактерий, вирусов и грибков содержит, мас. %:

Вода 27,6% Двуокись титана 20,0% Наполнитель СаСО₃ с размером частиц до 2 мкм 12,7%

Наполнитель СаСО₃ с размером частиц до 5 мкм 19,9%, в качестве которых используют наполнители, https://ags.ru/download/AGS_Catalog_2018_V10.pdf

Дисперсия Стирол-акриловая 16,0% Бутилдигликольацетат 1,2%

Вещество вспомогательное ОП-10 1,0%, в качестве которого выступает, вспомогательное вещество faeb77e543d7429a78097988efe14f671.pdf (sintez-oka.com)

Загуститель целлюлозный 0,3%, в качестве таковых, используют Walocel 40000 или Natrosol 330 plus.

Добавка антимикробная, состоящая из микросфер с напыленными комплексами оксида меди - медьсодержащий порошок алюмоборосиликатного стекла, с размерами частицы: 2,5-5,0 мкм, медь в форме Cu (I), с содержанием оксид меди: 29,0-36,0% масс 1,0%.

Защитные свойства против микробов, бактерий и вирусов, обеспечивается за счет содержания в составе краски добавки на основе ионов меди Cu+1. Рецептура краски разработана для эффективной борьбы с микроорганизмами I-II и III-IV групп патогенности. Бактерицидная и вирулицидная эффективность активна до 4х лет на окрашенной поверхности. Указанная эффективность добавки на основе ионов меди намного выше, чем у того же серебра, которому нужна влага для активации антибактериальных свойств.

Добавка на основе меди, входящая в состав краски помимо антибактериальных свойств хороша тем, что не имеет характерных свойств металла, таких как цвет, блеск.

Пример 1.

Были проведены испытания краски заявленного состава, а именно, мас. %:

Вода 27,6% Двуокись титана 20,0% Наполнитель СаСО₃ с размером частиц до 2 мкм 12,7% Наполнитель СаСО₃ с размером частиц до 5 мкм 19,9%, Дисперсия Стирол-акриловая 16,0% Бутилдигликольацетат 1,2%

Вещество вспомогательное ОП-10 1,0%, в качестве которого выступает, вспомогательное вещество faeb77e543d7429a78097988efe14f671.pdf (sintez-oka.com)

Загуститель целлюлозный 0,3%, в качестве таковых, используют Walocel 40000

Биоцид тарный 5-хлор-2-метил-2Н-изотиазол-3-он и 2-метил-2Н-изотиазол-3-он - 0,3%,

Добавка антимикробная, состоящая из микросфер с напыленными комплексами оксида меди - медьсодержащий порошок алюмоборосиликатного стекла, с размерами частицы: 2,5-5,0 мкм, медь в форме Cu (I), с содержанием оксид меди: 29,0-36,0% масс 1,0%.

Полученной краской окрасили бетонную стену, на окрашенную поверхность наносили микроорганизмы: С. albicans и Adenovirus человека, серотип 5, в таблице 1 представлены результаты антимикробной активности поверхностей, окрашенных краской заявленного состава (см. Таблицу 1).

Таким образом, представленная таблица 1 наглядно демонстрирует антимикробную активность поверхностей, окрашенных краской заявленного состава в отношении С.albicans и Adenovirus человека, серотип 5.

Пример 2.

Во втором примера изучали пролонгированность действия краски заявленного состава в отношении S. aureus (см. таблица 2).

Таблица 2 наглядно демонстрирует прологированное действие краски заявленного состава в отношении S. aureus, при этом период наблюдения составил 45 дней.

Пример 3. См. Таблица 3

Провели испытания в отношении антимикробной активности краски заявленного состава в отношении бактерий: Е. coli, S. aureus, P. aeruginosa. Согласно таблице 3 заявленная краска показала высокую антибактериальную защиту в отношении указанных бактерий.

При этом обращаем внимание, что антимикробная активность заявленной не ограничивается приведенными конкретными примерами указанных выше микроорганизмов. Испытания краски показали ее высокую эффективность 99,99% в отношении известных микроорганизмов.

Пример 4.

Были проведены испытании краски заявленного состава, а именно, мас. %:

Вода 27,6% Двуокись титана 20,0% Наполнитель СаСО₃ с размером частиц до 2 мкм 12,7% Наполнитель СаСО₃ с размером частиц до 5 мкм 19,9%, Дисперсия Стирол-акриловая 16,0% Бутилдигликольацетат 1,2%

Вещество вспомогательное ОП-10 1,0%, в качестве которого выступает, вспомогательное вещество faeb77e543d7429a78097988efe14f671.pdf (sintez-oka.com)

Загуститель целлюлозный 0,3%, в качестве таковых, используют Natrosol 330 plus

Биоцид тарный 5-хлор-2-метил-2Н-изотиазол-3-он и 2-метил-2Н-изотиазол-3-он - 0,3%,

Добавка антимикробная, состоящая из микросфер с напыленными комплексами оксида меди - медьсодержащий порошок алюмоборосиликатного стекла, с размерами частицы: 2,5-5,0 мкм, медь в форме Cu (I), с содержанием оксид меди: 29,0-36,0% масс 1,0%.

Полученной краской окрасили одну часть бетонной стены, на другую часть стены нанесли известную краску, содержащую в качестве противомикробного агента серебро.

Нанесли на обе части стены микроорганизмы Е. coli, S. aureus, P. Aeruginosa. Затем были взяты смывы с каждой из частей бетонной стены, в результате на части бетонной стены обработанных краской заявленного состава, противомикробная защита составила 99,9%, а на другой части 71%.

Указанный пример наглядно демонстрирует, высокую эффективность заявленного состава краски против микроорганизмов по сравнению с ранее известными антибактериальными красками.

Пример 5.

Эффективность добавки из меди протестирована на основании стандартов ASTM D2574, ASTM D5590 и тестов US ЕРА.

Тесты показали, что при бытовом использовании краски с добавками меди, бактерицидные свойства сохраняются на период до 4-х лет.

Для зданий административного и медицинского характера срок сохранения бактерицидных свойств может быть уменьшен до 1 года, что обусловлено более частыми профилактическими уборками поверхностей.

Эффективность добавки доказана тестами по стандартам ISO 22196, ISO 21702, GB/T 21866-2008, JISZ 2801, US с деланные через 10 минут бактериального воздействия на ЕРА Dry Test Protocol, OECD Splash Test, образцы краски, демонстрируют значительное подавление бактерий на поверхности, окрашенной краской заявленного состава, которые исчезают на 99,9%, тогда как у добавки серебра показатель не поднимается выше 90%. Таким образом, разработанный состав заявленной краски обладает долговечной защитой зон с высокой проходимостью и различными эксплуатационными нагрузками, где требуются покрытия с повышенной износо- и влагостойкостью. Краска продлевает срок службы окрашенных поверхностей и сокращают затраты по их сервисной эксплуатации. Краска может быть использована как для внутренних, так и для наружных работ подходит как для окраски новых подготовленных оснований, так и для ремонта уже окрашенных. Пригодны для нанесения на бетонные, кирпичные, цементные, минеральные, деревянные гипсокартонные, основания, штукатурки, обои под покраску и прочее. Краски на водной основе экологичны, не имеют резкого запаха, безопасны для людей и технического персонала, осуществляющего нанесение покрытий.

Воднодисперсионная краска с защитными свойствами против микробов, бактерий и вирусов, содержит добавку на основе ионов меди Cu+1. Рецептура краски разработана для эффективной борьбы с микроорганизмами I-II и III-IV групп патогенности. Бактерицидная и вирулицидная эффективность активна до 4х лет на окрашенной поверхности, даже после проведения влажной уборки. Антивирусная краска прошла испытания в ФБУН НИИ Дезинфектологии, доказав свою эффективность против бактерий E.coli, S.aureus, P. aureginosa.

Изобретение может быть использовано для окраски и декоративной отделки стен и потолков в медицинских учреждениях, профилакториях, дошкольных детских и образовательных учреждениях. Водно-дисперсионная краска с защитными свойствами против бактерий, вирусов и грибков содержит воду, двуокись титана, наполнитель СаСO₃, стирол-акриловую дисперсию, бутилдигликольацетат, вещество вспомогательное ОП-10, целлюлозный загуститель, биоцид тарный 5-хлор-2-метил-2Н-изотиазол-3-он и 2-метил-2Н-изотиазол-3-он, медьсодержащий порошок. Медьсодержащий порошок представляет собой микросферы из алюмоборосиликатного стекла с размерами частиц 2,5-5,0 мкм с напылением оксида меди (I). Технический результат заключается в обеспечении окрашенной поверхности, обладающей защитными свойствами против бактерий, вирусов и грибов, устойчивой к механическим нагрузкам и влажной уборке. 3 табл., 5 пр.

Водно-дисперсионная краска с защитными свойствами против бактерий, вирусов и грибков содержит, мас. %:

воду - 27,6 %,

двуокись титана - 20,0 %,

наполнитель СаСО₃ с размерами частиц до 2 мкм - 12,7 %,

наполнитель СаСО₃ с размерами частиц до 5 мкм - 19,9 %,

дисперсию стирол-акриловую - 16,0 %,

бутилдигликольацетат - 1,2 %,

вещество вспомогательное ОП-10 - 1,0 %,

загуститель целлюлозный - 0,3 %,

биоцид тарный 5-хлор-2-метил-2Н-изотиазол-3-он и 2-метил-2Н-изотиазол-3-он - 0,3 %,

медьсодержащий порошок: микросферы из алюмоборосиликатного стекла с размерами частиц 2,5-5,0 мкм с напылением оксида меди, медь в форме Cu (I), с содержанием оксида меди 29,0-36,0 мас. % - 1,0 %.