CN110536603A - 稳定化的杀生物组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及稳定化的组合物或在储存时稳定的组合物，其包含：(A)2.5至15重量％的异噻唑啉酮2‑甲基‑2H‑异噻唑啉‑3‑酮和1,2‑苯并异噻唑啉酮和/或其钠和/或钾盐，(B)相对于组分(A)的重量分数计0.5至50重量ppm的铜(II)离子，(C)相对于总组合物计100至2,500重量ppm的至少一种选自碘酸钠、碘酸钾、溴酸钠和溴酸钾或这些的混合物的氧化剂和(D)水。本发明还涉及借助上述组合物保存技术材料的方法，以及用其处理的技术材料。
Description
本发明涉及稳定化的组合物或在储存时稳定的组合物，其包含：(A)2.5至15重量％的异噻唑啉酮2-甲基-2H-异噻唑啉-3-酮和1,2-苯并异噻唑啉酮和/或其钠和/或钾盐，(B)相对于组分(A)的重量分数计0.5至50重量ppm的铜(II)离子，(C)相对于总组合物计100至2,500重量ppm的至少一种选自碘酸钠、碘酸钾、溴酸钠和溴酸钾或这些的混合物的氧化剂和(D)水。本发明还涉及借助上述组合物保存技术材料的方法，以及用其处理的技术材料。
在文献中，描述了用于防止异噻唑啉酮发生化学分解和用于稳定杀生物组合物的各种方法。通常，这涉及5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(CMIT)和甲基-4-异噻唑啉-3-酮(MIT)的3:1混合物(如在大规模生产中通常出现的混合物)的稳定化。高反应性CMIT必须稳定化，而MIT在应用或储存条件下基本稳定。
欧洲公开专利申请EP 0 721 736 A1描述了例如CMIT和MIT的稳定化异噻唑啉酮组合物，其中通过非螯合铜(II)离子实现稳定化，由此铜(II)离子与异噻唑啉酮的重量比优选在0.02至1.5的范围内。
此外，欧洲专利申请EP 0 749 689 A1教导了如何通过添加铜(II)离子和金属硝酸盐防止异噻唑啉酮组合物中的沉淀。在这种情况下，为了稳定化，加入0.1至25％金属硝酸盐，如硝酸镁和大约0.1至100ppm铜(II)离子。
此外，欧洲公开专利申请EP 1 369 461 A1也已经公开了通过使用1至200ppm铜(II)离子进行稳定化，可以减慢异噻唑啉酮在水性漆体系中的降解。但是，相对于异噻唑啉酮而言，此处的铜量较高。
此外，欧洲公开专利申请EP 1 044 609 A1、EP 0 9100 952 A1和EP 0 913 090A1公开了除较高量的氧化剂外还使用铜盐稳定异噻唑啉酮。
除一开始描述的CMIT和MIT的3:1混合物外，甲基-4-异噻唑啉-3-酮和1,2-苯并异噻唑啉-3-酮(BIT)的混合物近年来已作为杀生物剂获得重要性。这种杀生物剂例如描述在欧洲公开申请EP 1 005 271 A1中并可以商品名ACTICIDETM MBS购得。由于异噻唑啉酮MIT和BIT的较高稳定性，这种杀生物剂的特别稳定化看起来不必要，但仍可观察到变色和沉淀，尤其是在大约30℃的升高的温度下长期储存的情况下。
国际专利申请WO 2011/003906 A1例如涉及克服这一缺点。这一文献描述了应如何借助相对于异噻唑啉酮的总重量分数计1至500重量ppm的铜(II)离子稳定仅含有MIT和BIT作为异噻唑啉酮的杀生物剂。但是，在这一文献中声称的效果不能在对比实验中验证。在进行的对比实验中确定，通过加入相对于异噻唑啉酮的含量计50重量ppm或250重量ppm的Cu2+离子不能稳定含有5重量％2-甲基-2H-异噻唑-3-酮和5重量％1,2-苯并异噻唑啉-3-酮的水性杀生物剂。
因此，目的是提供稳定化的含MIT和BIT的杀生物组合物。
该目的通过一种组合物实现，其包含：
(A)2.5至15重量％的异噻唑啉酮2-甲基-2H-异噻唑啉-3-酮和1,2-苯并异噻唑啉酮和/或它们的钠和/或钾盐，
(B)0.5至50重量ppm的铜(II)离子，相对于组分(A)的重量比例，
(C)100至2,500重量ppm的至少一种选自碘酸钠、碘酸钾、溴酸钠和溴酸钾或它们的混合物的氧化剂，相对于总组合物，和
(D)水。
在本发明中，已经发现，上文所述的组合物在储存时特别稳定并且与现有技术的组合物相比，有效防止杀生物剂2-甲基-2H-异噻唑啉-3-酮和1,2-苯并异噻唑啉酮的分解。此外，在根据本发明的组合物中几乎没有观察到沉淀和变色。
在本发明的含义内，组合物是用于保存技术产品的杀生物浓缩物。这样的组合物优选是液体和水基的。就此而言，“液体”是指在室温下，该组合物为液体聚集态并且固体或未溶解成分的含量为0至1重量％，优选0至0.5重量％。特别优选地，该组合物完全不含固体或未溶解成分。
根据本发明的组合物含有2.5至15重量％，优选5-10重量％的异噻唑啉酮2-甲基-2H-异噻唑啉-3-酮和1,2-苯并异噻唑啉酮和/或它们的钠和/或钾盐作为组分(A)。根据本发明的一个优选实施方案，该浓缩物仅含有2-甲基-2H-异噻唑啉-3-酮和1,2-苯并异噻唑啉酮和/或它们的钠和/或钾盐作为异噻唑啉酮。1,2-苯并异噻唑啉酮优选以其钠和/或钾盐的形式使用。1,2-苯并异噻唑啉酮的碱金属盐的制造通常通过使1,2-苯并异噻唑啉酮与相应的碱金属氢氧化物反应进行，由此通常使用相对于1,2-苯并异噻唑啉酮计0.7至1.2摩尔当量的碱金属氢氧化物，优选0.8至1.1摩尔当量。当计算这两种异噻唑啉酮2-甲基-2H-异噻唑啉-3-酮和1,2-苯并异噻唑啉酮的含量时，在该计算中包括游离1,2-苯并异噻唑啉酮的含量。
异噻唑啉酮2-甲基-2H-异噻唑啉-3-酮和1,2-苯并异噻唑啉酮的重量比可在宽范围内变化。2-甲基-2H-异噻唑啉-3-酮和1,2-苯并异噻唑啉酮的重量比优选在3:1至1:3的范围内，更优选在1:2至2:1的范围内。
根据本发明的一个特别优选的实施方案，该组合物仅含有这两种异噻唑啉酮，2-甲基-2H-异噻唑啉-3-酮和1,2-苯并异噻唑啉酮和/或它们的钠和/或钾盐，作为异噻唑啉酮。
根据本发明的组合物含有组分(B)和(C)以使其稳定化。
对于组分(B)，根据本发明的组合物含有相对于组分(A)的重量分数(即异噻唑啉酮2-甲基-2H-异噻唑啉-3-酮和1,2-苯并异噻唑啉酮在该组合物中的总重量分数)计0.5至50重量ppm铜(II)离子，优选1至35重量ppm铜(II)离子，特别优选1至20重量ppm铜(II)离子。
该组合物中所含的铜(II)离子的来源是所有水溶性铜(II)盐或络合物。通常，该铜盐选自硫酸铜、乙酸铜、氯化铜、溴化铜、氯酸铜、高氯酸铜、亚硝酸铜和硝酸铜或所述化合物的混合物。根据本发明的一个优选实施方案，使用硝酸铜制备本发明的组合物。
根据本发明的组合物(C)含有相对于总组合物计100至2,500重量ppm的至少一种选自碘酸钠、碘酸钾、溴酸钠和溴酸钾或它们的混合物的氧化剂。关于根据本发明的组合物中的氧化剂的最大含量，已经证实就碘酸钠和/或碘酸钾而言在该组合物中使用不多于500ppm是有利的，并且就溴酸钠和/或溴酸钾而言不多于2,000ppm。因此，当该组合物适当地用于聚合物乳液中时，观察到具有高氧化剂含量的组合物促进在墨水中发生变色。
根据本发明的一个优选实施方案，该组合物含有相对于总组合物计100至2,500重量ppm的至少一种选自碘酸钠、碘酸钾、溴酸钠和溴酸钾或它们的混合物的氧化剂，由此碘酸钠和/或碘酸钾的含量在100至500ppm的范围内且碘酸钠和/或碘酸钾的含量在100至2,000ppm的范围内。
根据本发明的一个优选实施方案，作为组分(C)的组合物仅含有选自碘酸钠、碘酸钾、溴酸钠和溴酸钾或它们的混合物的一种或多种氧化剂。根据本发明的一个更优选的实施方案，该组合物含有相对于总组合物计100至500重量ppm的量的碘酸钠和/或碘酸钾作为氧化剂。根据本发明的另一优选实施方案，该组合物含有相对于总组合物计100至2,500重量ppm，优选500-2,000重量ppm的量的溴酸钠和/或钾作为氧化剂。
水，即该组合物的组分(D)的含量可在宽范围内变化并通常为85至97.5重量％，优选大约90重量％。根据本发明的一个优选实施方案，该组合物含有脱矿质或软化水作为组分(D)。
优选组合物是基本不含有机溶剂的那些。“基本不含有机溶剂”在本发明中是指该组合物中的有机溶剂重量分数为0-3重量％，优选0-1重量％，更优选完全不存在有机溶剂。
在一个优选实施方案中，根据本发明的组合物具有相对于该组合物的总重量计1000重量ppm或更低，优选500重量ppm或更低，更优选50重量ppm或更低的硝酸盐含量。在另一实施方案中，该组合物的硝酸盐含量小于20重量ppm。
该组合物的pH通常在8至11的范围内，优选在8.2至9.2的范围内。
由于生产原因，该组合物中所含的异噻唑啉酮通常含有一定比例的食盐，其随后也可存在于该组合物中。因此，由于食盐中所含的氯离子的腐蚀性质，相对于组合物中所含的2-甲基-2H-异噻唑啉-3-酮计，组合物具有的NaCl重量含量在0至2.8重量％的范围内，优选在0至2重量％的范围内，或者优选在0至60重量％的范围内。
由于生产原因，该组合物中所含的异噻唑啉酮通常可能含有一定比例的Ca2+离子，其随后可存在于该组合物中。此外，组分(D)，水能够引入额外的Ca2+离子，其可能相对于该组合物计总计大于10重量ppm，并且可能导致活性成分的沉淀。
因此，已经发现特别有利的是，该组合物的特征进一步在于其含有
(E)0至10重量ppm，优选0至8ppm，特别优选0至2ppm Ca2+离子，相对于总组合物。
因此，根据一个特别优选的实施方案，本发明涉及一种组合物，其包含：
(A)2.5至15重量％的异噻唑啉酮2-甲基-2H-异噻唑啉-3-酮和1,2-苯并异噻唑啉酮和/或它们的钠和/或钾盐，
(B)0.5至50重量ppm铜(II)离子，相对于组分(A)的重量分数，
(C)100至2,000重量ppm的至少一种选自碘酸钠、碘酸钾、溴酸钠和溴酸钾或它们的混合物的氧化剂，相对于总组合物，
(D)水和
(E)0至10重量ppm，优选0至8ppm，更优选0至2ppm Ca2+离子，相对于总组合物。
在本发明的范围内，这样的组合物证实就沉淀和凝结形成而言是特别储存稳定的。
作为上述实施方案的替代，也已经证实有利的是，根据本发明的组合物含有一种或多种络合剂。络合剂在本情况下是能够键合Ca2+离子的化合物。这可用于降低水的硬度和络合干扰性的钙离子。
因此，已经发现特别有利的是，该组合物的特征进一步在于其含有
(E)10至500重量ppm，优选50至200重量ppm的至少一种络合剂，相对于总组合物。
对本发明而言，“至少一种络合剂”是指该组合物含有一种、两种、三种、四种或更多种络合剂。通常，特别合适的络合剂是能够键合Ca2+离子的化合物。根据本发明的一个优选实施方案，所述至少一种络合剂选自甲基甘氨酸二乙酸(MGDA)、乙二胺四乙酸(EDTA)、次氮基三乙酸(NTA)、三聚磷酸盐(TPP)、柠檬酸盐、膦酸盐和冠醚或它们的混合物。特别优选的络合剂是EDTA、NTA和MGDA。
除2-甲基异噻唑啉-3-酮和1,2-苯并异噻唑啉-3-酮外，根据本发明的组合物还可含有基于应用领域选择的一种或多种附加杀生物活性物质。根据一个优选实施方案，根据本发明的组合物除这两种异噻唑啉酮外还进一步含有N-甲基-1,2-苯并异噻唑啉-3-酮。根据本发明的一个特别优选的实施方案，除这两种异噻唑啉酮外，根据本发明的组合物还含有相对于总组合物计1至7.5重量％，优选2.5至5重量％的量的N-甲基-1,2-苯并异噻唑啉-3-酮。根据一个实施方案，根据本发明的组合物进一步仅含有2-甲基-2H-异噻唑-3-酮、1,2-苯并异噻唑啉-3-酮和N-甲基-1,2-苯并异噻唑啉-3-酮。
本发明的组合物可通过在搅拌的同时以任何顺序混合这些成分制备。
根据本发明的组合物特别适用于保存易被微生物侵扰的技术材料。
本发明因此还涉及根据本发明的组合物用于保护工业材料免受微生物侵袭和控制微生物的用途，和保护工业材料免受微生物侵袭和/或破坏的方法，其特征在于使根据本发明的组合物作用于所述微生物或其栖息地。该作用可以稀释或未稀释形式进行。
本发明还涉及可通过用根据本发明的组合物处理技术材料而得的技术材料，以及含有根据本发明的组合物的技术材料。
优选的技术材料是功能流体和含水技术产品，例如漆、室内漆、清漆、釉料、灰泥、室内灰泥、乳液、胶乳、聚合物分散体、化学工业的前体和中间体如染料生产和储存中的前体和中间体、木质素磺酸盐、白垩浆、矿物浆、陶瓷化合物、胶粘剂、密封剂、酪蛋白产品、淀粉质产品、沥青乳液、表面活性剂溶液、燃料、洗涤剂、清洁剂、用于工业和家庭的去污剂和清洁剂、颜料浆和颜料分散体、墨水、平版印刷液、增稠剂、化妆品、盥洗用品、水循环、造纸液、皮革制造液、织物制造液、钻探和切削油、液压液和冷却剂。根据本发明的一个优选实施方案，该产品选自室内漆、室内灰泥、聚合物分散体和化妆品。
根据本发明的组合物的特定应用浓度取决于要控制的微生物的性质和发生率、初始微生物负荷和要保护的技术材料的组成。
可在实际应用之前以本领域技术人员公知的方式和借助实验室中的试验系列测定用于特定用途的最佳量。这两种异噻唑啉酮的使用浓度通常在相对于要保护的材料计10至500ppm的范围内，优选在50至300ppm的范围内。
本发明的特定优点在于可用与少量氧化剂结合的少量铜(II)离子实现本发明的杀生物组合物的长期稳定性，并且与未稳定化的杀生物组合物相比，可以有效防止或至少显著减轻药物降解、变色和分解产物缺点。
下列对比例和实施例解释本发明。
对比例1:用Cu(II)离子稳定化的组合物
为了验证欧洲专利EP-B 2 272 348中的公开是否有效，进行下述对比实验：
样品A(未稳定化)
最初制造569.8克脱矿质水，与17.86克氢氧化钠水溶液(50重量％)和21.6克氯化钠混合，并搅拌直至全部溶解。向其中加入42.38商业湿BIT(84.94重量％)并在室温下搅拌直至全部溶解。
随后在搅拌的同时将72.0克MIT水溶液(49.89重量％)添加到这一溶液中。这产生具有8.6的pH的清澈、几乎无色溶液。
样品B和C(据说稳定化)
样品B的制备:最初制造100.0克上述样品A并在搅拌的同时加入0.10克1.83％三水合硝酸铜(II)溶液(相当于0.5％Cu2+)。
样品C的制备:最初制造100.0克上述样品A并在搅拌的同时加入0.50克1.83％三水合硝酸铜(II)溶液(相当于0.5％Cu2+)。
这产生具有8.6的pH的清澈、几乎无色溶液。
这三个样品储存在65℃下并在5天后评估外观。结果显示在表1中。
表1:
＊:相对于异噻唑啉酮的总重量含量计
从表1中所示的结果可以看出，与EP 2 272 348的公开相悖，通过加入相对于异噻唑啉酮含量计50重量ppm(样品B)和250重量ppm(样品C)Cu2+离子，无法令人满意地稳定含有5重量％MIT和5重量％BIT的水性组合物。
实施例1:用各种量的Cu(II)离子稳定含有碘酸钾异噻唑啉酮的组合物
分别使用脱矿质水、氢氧化钠水溶液、商业湿BIT、MIT水溶液(ACTICIDE M 25S)、三水合硝酸铜(II)溶液和碘酸钾或溴酸钾，制备表2中规定的样品。获得具有8.6的pH的清澈、几乎无色溶液。将各样品储存在65℃下并在5天后将它们的外观评级。结果显示在表2中。
表2:
＊:相对于异噻唑啉酮的总重量分数计；总IT:异噻唑啉酮含量[重量％]；1:小程度的白色沉淀物
从表2中可以看出，通过加入相对于异噻唑啉酮的重量分数计0.5至50wt.ppm的Cu2+离子，可以稳定含有250wt.ppm碘酸钾的异噻唑啉酮组合物。
实施例2:用各种量的氧化剂稳定含Cu(II)离子的组合物
分别使用脱矿质水、氢氧化钠水溶液、商业湿BIT、MIT水溶液(ACTICIDE M 25S)、三水合硝酸铜(II)溶液和碘酸钾或溴酸钠，制备表3中规定的样品。获得具有8.6的pH的清澈、几乎无色溶液。将各样品储存在65℃下并在5天后将它们的外观评级。结果显示在表3中。
表3:
＊:相对于异噻唑啉酮的总重量分数计；总IT:异噻唑啉酮含量[重量％]；1:小程度的白色沉淀物
从表3中所示的结果可以看出，可以使用100至500ppm碘酸钾或100至2000ppm溴酸钾稳定含Cu2+离子的组合物。
实施例3:Ca2+离子对组合物的稳定性的影响
从实施例1和2中可以看出，在借助Cu2+离子和碘酸盐或溴酸盐稳定化的一些样品中，可以观察到白色沉淀物。如通过下列实验证实，这些沉淀的成因是各自样品中的Ca2+离子的总浓度。Ca2+离子可通过各种途径进入该组合物，因此由于生产原因，该组合物中所含的异噻唑啉酮通常可能含有一定比例的Ca2+离子，其随后可存在于该组合物中。溶剂水也可将Ca2+离子引入该组合物，其可导致出现沉淀物。
为了研究Ca2+离子含量影响该组合物的储存稳定性的程度，进行后续实验。
分别使用脱矿质水、氢氧化钠水溶液、商业湿BIT或用脱矿质水反复洗涤的BIT、MIT水溶液(ACTICIDE M 25S)、三水合硝酸铜(II)溶液和碘酸钾或溴酸钾，制备表4中规定的样品，在每种情况下具有250ppm的碘酸钾含量并测定各自的Ca2+含量。获得具有8.6的pH的清澈、几乎无色溶液。将各样品储存在65℃下并在5天后将它们的外观评级。结果显示在表4中。
表4:
＊:相对于异噻唑啉酮的总重量分数计；总IT:异噻唑啉酮含量[重量％]；1:小程度的白色沉淀物；2:用去离子水反复洗涤
从表4中所示的结果可以看出，Ca2+离子的总浓度影响各自样品的稳定性。可以看出，可通过加入络合剂或通过降低Ca2+离子的总含量至10重量ppm或更低而进一步改进稳定性。
Claims (12)
1.组合物，其含有：
(A)2.5至15重量％的异噻唑啉酮2-甲基-2H-异噻唑啉-3-酮和1,2-苯并异噻唑啉酮和/或它们的钠和/或钾盐，
(B)0.5至50重量ppm的铜(II)离子，相对于组分(A)的重量比例，
(C)100至2,500重量ppm的至少一种选自碘酸钠、碘酸钾、溴酸钠和溴酸钾或它们的混合物的氧化剂，相对于总组合物计，和
(D)水。
2.根据权利要求1的组合物，其特征在于所述组合物进一步含有：
(E)0至10重量ppm Ca2+离子，相对于总组合物。
3.根据权利要求1的组合物，其特征在于所述组合物进一步含有：
(E)10至500重量ppm的至少一种络合剂，相对于总组合物。
4.根据权利要求1至3任一项的组合物，其特征在于异噻唑啉酮2-甲基-2H-异噻唑啉-3-酮和1,2-苯并异噻唑啉酮的重量比在3:1至1:3之间。
5.根据权利要求1至4任一项的组合物，其特征在于所述组合物仅含有2-甲基-2H-异噻唑啉-3-酮和1,2-苯并异噻唑啉酮作为异噻唑啉酮。
6.根据权利要求1至5之一的组合物，其特征在于其含有0至3重量％的有机溶剂重量分数。
7.根据权利要求1至6之一的组合物，其特征在于其含有0至2.8重量％的NaCl重量分数。
8.根据权利要求1至7之一的组合物，其特征在于其表现出8至11的pH值。
9.根据权利要求1至8之一的组合物，其特征在于碘酸钠和/或碘酸钾的含量在100至500ppm的范围内且溴酸钠和/或溴酸钾的含量在100至2,000ppm的范围内。
10.根据权利要求1至9任一项的组合物用于保护工业材料免受微生物侵袭和非治疗性控制微生物的用途。
11.保护工业材料免受微生物侵袭和/或破坏的方法，其特征在于允许根据权利要求1至9任一项的组合物作用于所述微生物或其栖息地。
12.可通过用根据权利要求1至9任一项的组合物处理技术材料而得的技术材料。
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