DE102008057357A1

DE102008057357A1 - Wasserabweisende Ausrüstung von Repellentformulierungen

Info

Publication number: DE102008057357A1
Application number: DE200810057357
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-11-14
Filing date: 2008-11-14
Publication date: 2010-05-20

Abstract

Die Erfindung betrifft wässrige Repellentformulierungen, wie sie zum Vergrämen von Insekten oder bestimmten Säugetieren eingesetzt werden können. Bei der Anwendung ergibt sich das Problem der oft ungenügenden Haftung auf mineralischen oder organischen Untergründen sowie unzureichender Wasserfestigkeit. Um eine ausreichende Haftung und Wasserfestigkeit zu erreichen, werden den wässrigen Formulierungen Polysiloxane in Massenanteilen von 0,025 bis 2,5% in wässriger Emulsion zugesetzt. Die Molmassen der verwendeten Polysiloxane bewegen sich zwischen 500 oder 5000 g/mol. Bevorzugt werden aminofunktionelle Polymethylsiloxane eingesetzt.

Description

Die Erfindung betrifft wässrige Repellentformulierungen, wie sie zum Vergrämen von Insekten oder bestimmten Säugetieren eingesetzt werden können. Um eine ausreichende Haftung und Wasserfestigkeit auf mineralischen oder organischen Untergründen zu erreichen, werden den wässrigen Formulierungen Polysiloxane zugesetzt.
Repellentien sind Abschreck- oder Vertreibungsmittel, welche von Schadtieren über den Geruchssinn wahrgenommen werden und diese vergrämen, ohne sie zu töten. Grundsätzlich kann man Repellentien gegen sehr unterschiedliche Tierarten einsetzen. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kommen als Zielorganismen in erster Linie Gliederfüßler und bestimmte Säugetiere in Betracht.
Zu den Gliederfüßlern gehören in diesem Zusammenhang Insekten, wie Stechmücken, Ameisen, Asseln, Wespen, Flöhe, Wanzen, Schaben, Silberfischchen und Spinnen. Als Repellentwirkstoffstoffe dienen Pyrethrumarten, natürliche Pflanzeninhaltsstoffe aber auch synthetische Repellentwirkstoffe, wie z. B. das Diethyltoluamid.
Repellentien gegen Säugetiere richten sich in erster Linie gegen Hunde, Kaninchen, Katzen, Marder, Wühlmäuse, Maulwürfe und Wild. Als Wirkstoffe werden überwiegend natürliche pflanzliche Öle oder Extrakte sowie mineralische Abwehrstoffe eingesetzt.
Zur Anwendung der bekannten Repellentformulierungen werden diese mit einem Pinsel oder Schwamm bzw. in neuerer Zeit überwiegend mittels Sprühflaschen appliziert. Dabei ergibt sich das Problem der oft ungenügenden Haftung an mineralischen oder organischen Untergründen, wie z. B. Fensterbänken, Hausecken, Mauervorsprüngen, Dachrinnen, Gehwegplatten bzw. Einschlupföffnungen im Erdboden oder ähnlichen Anwendungsbereichen.
Noch schwerwiegender und bislang völlig ungelöst ist das Problem der ungenügenden Wasserfestigkeit, speziell Regenfestigkeit der üblicherweise wässrigen Repellentformulierungen. Bei den in gemäßigten Klimaten häufig auftretenden Regenfällen werden die aufgesprühten Repellentien nämlich rasch abgewaschen und verdünnt, so dass die Wirkung gegenüber den Schadorganismen nicht zu Stande kommt. Darüber hinaus können die Wirkstoffe im Boden versickern und so unter Umständen noch ökotoxikologische Schäden hervorrufen. Als weite rer Nachteil ist zu sehen, dass auf diese Weise wertvolle und dementsprechend teure chemische bzw. biologische Vergrämungsstoffe nutzlos verloren gehen.
Daraus ergibt sich die Aufgabe wässrig-flüssige Repellentformulierungen so zu verändern, dass sie regenfest oder zumindest in ihrer Stabilität gegen Feuchtigkeitseinwirkung eine wesentlich verbesserte Haftung zeigen.
Die Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1 angegeben. Die jeweils zugehörigen Unteransprüche enthalten zweckmäßige Ausgestaltungen der Aufgabe.
Die Regenfestausrüstung bzw. die Wasser abweisende Wirkung lässt sich durch Zusätze von 0,025 Massen-% bis 2,5 Massen-% Polysiloxan, gerechnet Reinsiloxan, in wässriger Emulsion erreichen. Bevorzugt werden angewandt Repellentformulierungen mit 0,2 bis 1,0 Massen-% Polysiloxan, wieder gerechnet Reinstoff.
Die erfindungsgemäßen Polysiloxane nach den Ansprüchen 1 bis 5, auch in Form ihrer wässrigen Emulsionen, sind käuflich am Markt erhältlich. Wegen ihrer relativ niedrigen Molmassen werden sie oft aber auch Oligosiloxane genannt. Die Herstellung dieser Siloxane gehört zum Stand der Technik und braucht daher hier nicht näher beschrieben werden. Einzelheiten findet man aber zum Beispiel in: B. Pachaly et al., Winnacker-Küchler, 5. Aufl., 2005, VCH, Weinheim.
Die beanspruchten Polysiloxane, überwiegend Polymethylsiloxane, weisen nach den Merkmalen des Anspruchs 2 gewichtsmittlere Molmassen von 500 bis 5000 g/mol auf und liegen damit im Vergleich zu hochpolymeren Stoffen relativ niedrig. Eine Folge davon ist, dass die beanspruchten Polysiloxane sämtlich bei Raumtemperatur flüssig vorliegen.
Typisch für diese Polysiloxane ist die hervorragende Wasserabweisung nach Anwendung der Repellentformulierungen auf mineralischen oder organischen Untergründen. Leicht erkennbar ist dieses Verhalten auch für den Laien am Erscheinungsbild des Abperlens von Wassertropfen vom behandelten Untergrund. In engem Zusammenhang mit dem Abperleffekt steht die Ausbildung von großen Kontaktwinkeln. Gut Wasser abweisende Oberflächen zeigen Kontaktwinkel von 130° und größer, Produkte mit Kontaktwinkeln kleiner ca. 30° erbringen praktisch keine Wasserabweisung.
Die wasserabweisende Wirkung der Polysiloxane ist zurück zu führen auf den anorganischen silikatischen Teil der Polysiloxane; diese Bereiche orientieren und verbinden sich nämlich mit polarisierbaren Atomen des Untergrundes, während sich die hydrophoben Reste der Polysiloxane nach außen kehren und Wasser abstoßend wirken. Dadurch kann an den Oberflächen eine hydrophobe Grenzschicht aufgebaut werden, welche zum Abperlen von auftreffendem Wasser führt.
Zusätzlich verbessern die erfindungsgemäßen Repellentformulierungen die Haftung der Wirkstoffe an den Oberflächen, da sie in einen Silikonfilm eingebettet vorliegen. Wegen der hohen Luft- und Wasserdampfpermeabilität der Siloxane bleibt jedoch die Geruchsübertragung, und damit die Repellentwirkung, in hervorragender Weise erhalten.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden Polyalkylphenylsiloxane und besonders bevorzugt Polyalkylsiloxane mit Aminoalkylgruppen verwendet. Alkylgruppen können sein C₁- bis C₁₂-Reste, bevorzugt werden jedoch aus Kostengründen Methylreste.
Bei den aminofunktionelle Polysiloxanen tragen einer oder mehrere Substituenten R in der allgemeinen Formel R₃Si-O[SiR₂-O]_n-SiR₃ Aminogruppen; das bedeutet, dass die R-Reste durch (CH₂)_xN(A)(B) ersetzt sind, wobei x eine kleine ganze Zahl, meist 1 bis 3, darstellt und A bzw. B gleiche oder verschiedene C₁- bis C₁₂-Alkylreste bedeuten.
Die Herstellung der beanspruchten Repellentformulierungen weist keine Probleme auf und erfolgt am besten durch Vermischen der wässrigen Repellentformulierungen mit den wässrigen Emulsionen der Polysiloxane unter leichtem Rühren in einem Rührbehälter oder Mischer. Die entstehenden Emulsionen sind lagerstabil und weisen ein schwach milchiges Aussehen auf.
Falls erwünscht kann man den Repellentformulierungen weitere Hilfstoffe zusetzen. Um die Viskosität einzustellen, lassen sich Verdickungsmittel anwenden. Gut geeignet sind hierfür z. B. Celluloseether. Zum nachträglichen Abtönen der Repellentformulierungen eignen sich wasserlösliche Farbstoffe.
Die praktische Anwendung der beanspruchten Repellentformulierungen mit Polysiloxan-Zusätzen ist im Innen- und Außenbereich von Gebäuden sowie in freier Natur möglich. Dazu werden die in Sprühflaschen abgefüllten wässrigen Repellentformulierungen auf Mauern, Bänken, Platten, Böden oder andere Untergründe, an denen man Schadinsekten oder Schadtiere vergrämen will, aufgesprüht. Die entstehenden Wirkstofffilme sind wetterbeständig, Wasser abweisend und zeigen den Abperleffekt; Regen und Wasser fließt ab, ohne die Wirkstoffe abzuspülen. Die Filme bleiben jedoch atmungsaktiv und luftdurchlässig, so dass die Wirkung auf Schadtiere sich nicht vermindert.
Beispiele:
Beispiel 1:
100 kg eines wässrigen Fliegenrepellents mit 1,0 kg Naturpyrethrum und 1,0 kg Piperonylbutoxid werden in einem Rührbehälter vorgelegt und 10 kg einer 7 Mass.-%igen wässrigen Polymethylsiloxan-Emulsion unter Rühren (10 Umdrehungen/min) im Verlauf von 30 min zugegeben. Die sich bildende Emulsion ist milchig-weiß gefärbt.
Zur Prüfung der Wasserbeständigkeit der Repellentformulierung wurde die Mischung auf 3 Gipskartonplatten (20 cm × 20 cm) aufgesprüht und nach DIN EN 24920 geprüft. Ergebnis: Note 1, keine Benetzung und kein Anhaften von Wassertropfen auf den besprühten Flächen.
Beispiel 2:
10 kg einer Flüssigrepellent-Formulierung gegen Hunde und Katzen mit Nonyl-methyl-keton als Wirkstoff (0,75 Mass.-%) werden unter gelindem Rühren innerhalb von 20 min mit 5 kg einer wässrigen Polyphenyl-methylsiloxan-Emulsion (5% Phenylgruppen) versetzt. Der Siloxangehalt des Zusatzes liegt bei 6 Mass.-%.
Die entstehende Emulsion ist blaß-weiß gefärbt und lagerstabil. Bei der Prüfung der Wasser abweisenden Eigenschaften nach DIN EN 24920 im Sprühversuch ergaben sich ausgezeichnete Ergebnisse mit der Bewertungsnote 1.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

- B. Pachaly et al., Winnacker-Küchler, 5. Aufl., 2005, VCH, Weinheim [0010]
- DIN EN 24920 [0021]
- DIN EN 24920 [0023]

Claims

Wässrige Repellentformulierungen mit einem oder mehreren Repellentwirkstoffen, dadurch gekennzeichnet, dass die Repellentformulierungen 0,025% bis 2,5 Massen-% Polysiloxan, gerechnet Reinstoff, in wässriger Emulsion enthalten.
Wässrige Repellentformulierungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Molmassen der Polysiloxane zwischen 500 und 5000 g/mol liegen.
Wässrige Repellentformulierungen nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Polysiloxane durch die chemische Formel R₃Si-O[SiR₂-O]_n-SiR₃ gekennzeichnet sind, wobei R gleiche oder verschiedene C₁- bis C₁₂-Alkylgruppen und n eine ganze Zahl bedeuten.
Wässrige Repellentformulierungen nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Polysiloxane an Stelle der Alkylgruppen zu 1 bis 20% Phenylgruppen enthalten.
Wässrige Repellentformulierungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass aminofunktionelle Polymethylsiloxane mit Aminoalkylgruppen enthalten sind.