DE2048354A1 - Neue zinnorgamsche Verbindungen und ihre Verwendung als Biocide in Anstrich stoffen - Google Patents
Neue zinnorgamsche Verbindungen und ihre Verwendung als Biocide in Anstrich stoffenInfo
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Description
"Neue zinnorganische Verbindungen und ihre Verwendung als
Bioeide in Anstrichstoffen"
Priorität: H. Oktober 1969, V.St.A., Nr. 866 366
Die Erfindung betrifft neue zinnorganische Verbindungen der allgemeinen Formel (I)
R. 0 Q R-^Sn-O-C-CH-CH-C-O-R"
R R! R1
(D
in der R eine Phenylgruppe oder einen Alkylresf mit 4 bis 12 ■
C-Atomen, einer der beiden Reste R' einen Alkenylrest mit 8 bis
22 C-Atomen und der andere Rest R1 ein Y/asserstoffatom und R"
einen Alkylrest mit 1 bis 16 C-Atomen, bedeuten. ,*
Beispiele für Verbindungen der allgemeinen Formel (I) sind;
(Tri-n-butylzinn)-n-octenylbernst'einsäuremethylester, (Tri-nbutylzinn)-dodecenylbernsteinsäure~n-hexylester,
(Tri-n-hexyl-
10 9 8 17/2254
zinn)-n-octadecenylbernsteinsäure-n-octylester, (Tri-n-octylzinn)-n-dodecenylbernsteinsäure-n-decylester,
(Tridodecylzinn)-eicosenylbernsteinsäureisooctylester
oder (Triphenylzinn)-isodoäecenylbernsteinsäurehexadecylester.
Die erfindungsgemäßen zinnorganischen Verbindungen können in an sich bekannter Weise, z.B. durch Umsetzung emes/Trialkylzinnoxids
mit einem Monoalkylester einer Alkenylbernsteinsäure, hergestellt werden. -
Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung der erfindungsgenäßen
zinnorganischen Verbindungen in Anstrichstoffen und Beschichtungsmassen
zur Bekämpfung von Pilz- und Bakterienwachstum) sowie anderer Mikroorganismen.
Es ist bekannt, daß Anstrichstoffe oft eixie ungenügende Beständigkeit
gegenüber Mikroorganismen zeigen. Einige Anstrichstoffe, wie Emaillen oder Anstrichstoffe für Häuser, enthalten als Bindemittel
trocknende Öle, Bindemittel auf Ölbasis oder Alkydharze, die von Pilzen und Bakterien angegriffen werden. Andere Anstrichstoffe,
z.B. wäßrige Dispersionen wasserunlöslicher synthetischer linearer Polymerisate,' enthalten im allgemeinen als Weichmacher
und Dickmittel Stoffe, die aus tierischen oder pflanzlichen Produkten hergestellt worden sind und die Anstrichstoffe
moderanfällig machen. Die hierdurch hervorgerufene Anfälligkeit der Anstrichfilme beschränkt die Anwendung der Anstrichstoffe,
insbesondere bei solchen Oberflächen und denjenigen Anwendurfgszwecken,
die dem vorgenannten Angriff von Pilzen und Bakterien förderlich sind. ·»»'.■ -
109817/2254
Pur die Verwendung in Anstrichstoffen ist bereits eine Vielzahl
von biociden Stoffen bekannt, die jedoch nicht vollständig befriedigen.
Einige gewährleisten keinen dauerhaften Schutz gegen Mikroorganismen, während andere zu Sulfidfleckenbildung
führen und wieder andere in alkalisch-wäßrigen Anstrichstoffen hydrolisiert werden oder aus dem Anstrichfilm, der sich
in dünner Schicht auf der zu schützenden Oberfläche befindet, auswandern, verdampfen oder ausgelaugt werden.
Demgegenüber erreicht man mit den erfindungsgemäßen zinnorganisehen
Verbindungen, die mit den üblicherweise "^r Anstrichstoffen
verwendeten Bindemitteln sehr gut verträglich und beständig gegen Sulfidbildung sind, einen ausgezeichneten und dauerhaften
Schutz gegenüber Pilzen und anderen Mikroorganismen, ohne daß
hierdurch die Farbe, der pH-Wert, die Viskosität oder andere
physikalische Eigenschaften der Anstrichstoffe nachteilig be-
einflußt werden. · ■
Zur Verwendung in Anstrichstoffen wird entweder eine Verbindung
der allgemeinen Formel (I) oder es werden 2 oder mehr dieser Verbindungen verwendet. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung
der Iri-n-butylzinnsalze von Alkenylbernsteinsäuremonoalkylestern.
Die erfindungsgemäßen zinnorganischen Verbindungen können in Anstrichstoffen auf Basis von organischen Lösungsmitteln und auf
Basis von Wasser verwendet werden. Besonders vorteilhaft isi?*die
Verwendung in wäßrigen Anstrichsystemen, die als Bindemittel,
ein wasserunlösliches, synthetisches lineares Polymerisat enthalten»
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die zinnorganischen Verbindungen der allgemeinen Formel (i) in wäßrigen
Dispersionen verwendet, die etwa 10 bis 60 Gewichtsprozent eines Bindemittels auf Ölbasis oder eines synthetischen
linearen Polymerisats als wasserunlösliches harzartiges Bindemittel enthalten. Geeignete Bindemittel auf Ölbasis sind z.B.
trocknende Öle, wie leinöl, Tungöl, Sojabohnenöl, dehydratisiertes
Ricinusöl, Saffloröl, Fischöl, eingedickte trocknende Öle, Gemische trocknender Öle oder eingedickter trocknender Öle mit
Harzkomponenten, wie mit Kalk behandeltem Kollophonium, einem
Estergummiharz oder einem Phenolharz, durch Erhitzen der vorgenannten Harze mit einem oder mehreren trocknenden Ölen oder eingedickten
trocknenden Ölen hergestellte Bindemittel, oder Alkydharze, die aus mehrwertigen Alkoholen, wie Pentaerythrit oder
Glycerin, mit einer Dicarbonsäuren wie Phthalsäureanhydrid, und Fettsäuren hergestellt worden sind.
Geeignete wäßrige Dispersionen synthetischer linearer Polymerisate
werden im allgemeinen durch Emulsionspolymerisation äthylenisch ungesättigter Monomerer hergestellt. Bevorzugt v/erden
monoäthylenisch ungesättigte Monomere, jedoch sind z.B. auch Butadien, Chlorbutadien und Isopren in gewissem Umfang geeignet.
Spezielle Beispiele für synthetische lineare Polymerisate, die'
als Bindemittel in den wäßrigen Dispersionen verwendet werden können, sind Polyvinylacetat, Polyvinylbutyrat, Polyvinylchlorid,
Vinylacetat-Vinylchlorid-Oopolymerisate, Vinylacetat-Acrylnitril-Copolymerisate,
Vinylchlorid-Acrylnitril-Copolymerisate, Vinylchlorid-Vinylidenchlorid-Copolymerisate, Polyäthylen, PoIy-
1 0981 7 / 2 2 5 Λ
isobutylen, Polystyrol, Styrol-Butadien-Copolymerisate, Acryl-.
nitril-Butadien-Copolymerisate, Copolymerisate von Methacrylsäureestern
mit 1 bis 8 C-Atomen im Alkoholrest mit Vinylacetat, Vinylchlorid, Acrylnitril oder Styrol, Copolymerisate von Acrylsäureestern
mit 1 bis 8 C-Atomen im Alkoholrest mit Vinylacetat,;
Vinylchlorid, Acrylnitril oder Styrol, Copolymerisate der vor-.
genannten Acrylsäureester, der vorgenannten Methacrylsäureester *
und Acrylsäure oder Styrol-Maleinsäureanhydrid-Copolymerisate.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird
eine zinnorganische Verbindung eines Alkenylberneäüremonoalkyl- |
esters in einem Lösungsmittel-haltigen Anstrichsystem verwendet, das ein vorgenanntes Bindemittel auf Ölbasis enthält.
Für den Schutz der Anstrichfilme gegenüber Pilzen und anderen Mikroorganismen ist nur eine geringe Konzentration der erfindungsgemäßen zinnorganischen Verbindungen erforderlich. Es wurde
gefunden-, daß bereits 0,10 <?<
>, bezogen auf den Anstrichstoff,, einer oder mehrerer der erfindungsgemäßen Verbindungen eine beträchtliche
Verbesserung in der Beständigkeit der Antrichstoffe gegenüber Mikroorganismen ergeben. Es können bis zu 3 $ oder f
mehr der zinnorganischen Verbindungen verwendet werden. Die größeren Mengen bringen jedoch im allgemeinen keine weitere Verbesserung
in den Eigenschaften der Anstrichstoffe und werden deshalb im allgemeinen nicht angewendet. Die optimale Menge an
zinnorgani3cher Verbindung hängt unter anderem von der Struktur der zinnorganischen Verbindung,' der Auswahl und der Mengen der
Bindemittel und anderer Komponenten und von dem Anwendungszweck des Antrichstoffes ab. In den meisten Fällen werden etwa 1 bis
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2 c/o der zinnorganischen Verbindung, bezogen auf das Gewicht des
Anstrichstoffes, verwendet.
Die die erfindungsgemäßen Verbindungen enthaltenden Anstrichstoffe
können darüberhinaue verschiedene Hilfsstoffe, wie Pigmente,
Streckmittel, Lösungsmittel, Farbstoffe, Entschäuraungsinittel,
Trockenstoffe, Emulgatoren oder Weichmacher in üblichen Mengen enthalten. '
Die erfindungsgemäßen zinnorganischen Verbindungen können den
Anstrichstoffen auf verschiedene Weise einverleibt werden. Zum Beispiel können die zinnorganischen Verbindungen mit den Pigmenten
und anderen Komponenten zu einer Pigmentphase vermischt werden, die dann mit dem Bindemittel und Wasser bzw. organischen
Lösungsmitteln zu dem Anstrichstoff vermischt wird. Die zinnorganischen Verbindungen können auch den fertigen Anstrichstoffen
zugesetzt oder mit anderen Komponenten vorgemischt werden oder sie können als Lösung, z.B. in einem Alkohol, einem Äther oder
Keton,zugegeben werden.
Die erfindungsgemäßen zinnorganischen Verbindungen lassen sich
auch als Fungicide im Acker- und Gartenbau verwenden. Sie können zur Bekämpfung einer Reihe von durch Mikroorganismen hervorgerufenen
Pflanzenkrankheiten dienen, indem die Verbindungen entweder auf die Pflanzen selbst, auf die Samen oder auf den Boden
angewendet werden.
• ' Λ
Die Beispiele erläutern die Erfindung.
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■Beispiel 1 ■
Ein Gemisch, aus 13>3 g (0,050 Mol) Dodeeenylbernsteinsäureanhydrid
und 4,0 g (0,054 Mol) n-Butanol wird unter Rühren 1 Stunde auf 1OQ0C erhitzt. Anschließend wird nochmals 1 Stunde bei 10O0C.
unter vermindertem Druck (15 Torr) gerührt . Nach Zugabe von j
15g Bis-(tri-n-butylzinn)-oxid zu dem Halbester bei 50 C wird ,
.das Reaktionsgemisch 2 Stunden bei 110 bis 12O0C gerührt. Hier- '
bei erhält man das Tri-n-butylzinnsalz des Dodecenylbemsteinsäure .
mono-n-butylesters als blaßgelbes Öl mit einem Zinngehalt von
18,5 c/o (berechnet 18,8 °/o). Me Struktur des (Tri-n-butylzinn)-
dodecenylbernsteinsäure-n-butylesters (Verbindung Nr.1) wird |
durch die IR-Analyse bestätigt. . .
Beispiel 2
Gemäß Beispiel 1 werden folgende Verbindungen hergestellt:
Gemäß Beispiel 1 werden folgende Verbindungen hergestellt:
Nr. 2 (Tri-n~butylzinn)-n-octenylbernsteinsäureisodecylester
Nr. 3 (Tri-n-butylzinni-caprylenylbernsteinsäureisodecylester
Nr. 4 (Tri-n-butylzinn)-n-dodecenylbernsteinsäureisodecylester
Nr. 5 (Tri-n-butylzinn)-n-octadecenylbernsteinsäureisodecylester Nr. 6 (Tri-n-butylzinn)—dodecenylbernsteinsäuremethylester, ' λ
Nr. 7 (Tri-n-butylzinii)-isododecenylbernsteinsäureäthylester
und
Nr. 8 (Tri-n-butylzinni-isododecenylbemsteinsäure-n-hexyl-
ester
Bei der Analyse der vorgenannten'Verbindungen zeigt sich, daß
jede Verbindung etwa den berechneten Zinngehalt aufweist und die ■ angegebene Struktur besitzt.
1098 17/22BA
B e i s ρ i el 3a
Nach den folgenden Rezepturen werden Anstrichfarben auf Basis
von Polyvinylacetat (A), Acrylsäure (B) und Öl (C) hergestellt:
Anstrichfarbe A Komponente
Wasser
Wasser
■Kaliumpyrophosphat ' . Calciummetasilikat
Titandioxid (Rutil)
Titandioxid (Rutil)
2 $ige wäßrige Lösung von Methyloellulose
Diäthylenglykoldiäthyläther
55 ^ige wäßrige lösung von Polyvinylacetat
55 ^ige wäßrige lösung von Polyvinylacetat
G-ewichtsteile
280 3
13.5 220 200 .
37 350
Anstrichfarbe B
Komponente | Grewichtateile |
Wasser | 250 |
Acrylsäurepolymerisat (Aoryloid· B-66, TOO^ig) | 385 |
Äthylenglykolmönoäthyläther | 259 |
iDitandioxid | 143 - |
Aluminiumsilikät.· | 45 |
Magnesiumsilikat | 98 |
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basisches Bleicarbonat ' 288
Zinkoxid ■ . 232 (
Titandioxid (Rutil) 149 :
"Talkum '260 j
. Leinöl 242
eingedicktes leinöl . .114
Petroläther (Kp. 150-1.9O0G) ■ , 114 ■ „.
Hautverhinderungsmittel (Exkin 2) 2
Ivlangannapht he nat (6 folg) ' 2,27
. Bleinaphthenat (24 i°±&) . 11,3
Den Anstrichfarben A, B und C werden jeweils 2 Gewichtsprozent
einer zinnorganischen Zinnverbindung der allgemeinen Formel (I)
bzw. 2 Gewichtsprozent einer bekannten biociden Verbindung einverleibt.
B e i s ρ i e 1 3h
g
Zur Ausprüfung der Anstrichfarben werden Papierstücke in die
Anstrichfarben getaucht, 24 Stunden getrocknet und nochmals in die Anstrichfarben getaucht. Nach 24-stündigem Trocknen werden
die beschichteten Papierproben in Quadrate von 32 mm Kantenlänge geschnitten. Jedes Probestück wird auf einen Teller mit Malz
und mycophilem Agar gelegt, das mit 1 ml einer Suspension des ·
Testorganismus geimpft worden ist. Die Teller, jeweils in dreifacher Ausfertigung, werden bei 280C gehalten und wöchentlich
beobachtet. Das Wachstum wird nach dein folgenden Schlüssel be-
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• stimmt, wobei aus den 3 Versuchen jeweils ein Mittelwert gebildet
wird:
ZO = Inhibierungszone in mm
ZO = Inhibierungszone in mm
. 0 ·;= keine Inhibierungssone
1 Sp = Spurenzone 1-9= zunehmendes Wachstum auf den Probestücken
Die Ergebnisse sind inden Tabellen I bis III zusammengestellt. Die zinnorganischen Verbindungen Nr. 1 bis 8 sind aus-den Beispielen
1 und 2 ersichtlich.
10 9817/2254
Tabelle I - Anstrichfarbe A
O CD OO
organische | pH- Wert |
Beeinflus | Bacillus subtilia |
Bakterien | O | Pullularia pullulan? |
Pilze | Aspergillus nlper |
Verbindung Nr. |
7,2 | sung der Farbe |
ZO-3 | ο | Sp | Penicillium crustοsum |
O | |
2 | 7,3 | keine | ZO-3 | Aerobacter Pseudomonas aero^enes aeruginosa |
O | ZO-1 | O | Sp . |
3 | 7,2 | » | ZO-1 | O | O | o | O | O |
4 | 7,4 | Il | ZO-T | O | O . | O | O | ο |
5 | 7,2 | Il | Sp | O ' | O | .Sp | O | Sp ^1 |
7 | 7,3 | It | ZO-5 | O | O | ZO-2 | O | ZO-2 |
1 | 7,3 | Il | " ZO-5 | O * |
ZO-1 | O | ZO-2 | |
8 | » | O | O | |||||
O |
bekannte
Verbindungen
(a)*) 7,1
(b)**) 7,4
(b)**) 7,4
ZO-11 ZO-9
ZO-9 O
ZO-10 O
ZO-12
ZO-12
ZO-12
*) Bis-(phenylq.uecksilber)-dodece.nylsuccinat (Super Ad-it)
**) 2,3,5f6-Ietrachlor-4-(methylsulfonyl)-pyridin (Dow 1013)
ZO-10
ZO-T
ZO-T
ZO-8
ZO-8
ZO-8
GD CO OO
Tabelle II - Anstrichfarbe B
Zinn organische Verbindung ITr, |
pH- Wert |
Beeinflus sung der Farbe |
Bakterien Bacillus Aerobacter subtilis aerogenes |
0 ' ' | Pseudomonas aeruffinosa |
Pullularia jjullulans |
Pilze | 'Aspergillus nig er |
2 | 9,4 | keine | .10-5 | 0 | O | 0 | Penicillium crustοsum |
0 |
■ Λ . : · | 9,3 | tr | ZO-5 | 0 | O | 0. | 0 | O |
4 | 9,4 | Il | ZO-1 | 0 | O | 0 | 0 | 0 |
5 - ■ | 9,3 | 11 ■ , | io-5 | ο | • °. | 0 | 0 | 0 |
6 | 9,1 | »1 ·: | ZO-I | 0 | O ■·. | ZO-2 | 0 | ZO-1 . |
7 | 9,2 | 10-1 | 0 | ο ; | ..ZO-1 | 0 | Sp | |
1 | 9,-2 | " :' i | . 10-3 | 0 • |
O : | ..3S0-1 | 0 | zo-1 r* |
8 | 9,2 | ZO-5 | O ; | 0 | 0 | |||
0 | ||||||||
bekannte
M *> 9,4 (b)**> 9,4
ZO-9 ZO-9
ZO-7 0
ZO-8 0
'ZO-10
ZO-1
ZO-9
ZO-9
*' Bis-(phenylquecksilber)-^odecenylsuccinat (Sup^r Ad-it)
**)2,3,5,6-Tetrachlor-4-(methylsulfonyl)-pyridin (Dow 1013)
ZO-Ii
ZO-7
ZO-7
CXJ KjJ
Tabelle III - Anstrichfarbe G:
Zinn- organische Verbindung Nr. |
Beeinflus sung der Farbe |
Pullula-ria pullulans . |
Pilze | Aspergillus niger |
2 | keine | 0 | Penicillium crustosum |
0 |
3 | ir | 0 | 0 | 0 |
4 · | ■11 | 0 | 0 | 0 |
5 | I! | 0 | 0 | 0 |
6 | If | 0 | 0 . | θ |
7 | 11 | 0 | 0 | 0 |
1 | H | Sp | 0 | ZO-5 |
8 | Il | 0 | Sp | 0 |
0 | ||||
bekannte
Verbindungen
Verbindungen
ZO-10 ZO-11
ZO-7
ZO-10
ZO-10
*)und **) siehe Tabellen I und II
ZO-13 ZO-9
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-H-
Aus den Tabellen I bis III geht hervor, daß die erfindungsgemäßen'
zinnorganischen Verbindungen wirksame biocide Verbindungen für Anstrichstoffe,, insbesondere für Anstrichstoffe auf Basis
sind.
von Acrylharzen und PolyvinylacetatharzenJ\ Farbe, pH-7/ert, Viskosität
der Anstrichstoffe und das Hitzealterungsverhalten der Anstrichfilme werden durch die Gegenwart der zinnorganischen
Verbindungen nicht nachteilig beeinflußt. Im Gegensatz zu denjenigen Anstrichstoffen, die die bekannte Verbindung Bis-(phenylquecksilber)-dodecenylsuccinat
enthalfen, tritt bei
den die erfindungsgemäßen zinnorganischen Verbindungen enthaltenden
Anstrichstoffen keine graue oder schwarze Flockenbildung bei Einwirkung von Schwefelwasserstoff auf.
Obwohl die bekannte Verbindung 2,3»5,6-Tetrachlor-4--(methylsulfonyl)-pyridin
eine biocide Aktivität zeigt, erzielt man bei Anstrichstoffen keine zufriedenstellenden Ergebnisse, da diese
Verbindung in alkalischem Milieu hydrolisiert und bei der Alterung in Anstrichstoffen auf Basis von Acrylharzen und in anderen
alkalischen Anstrichstoffen ihre Wirksamkeit verliert.
Patentansprüche
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Claims (1)
- P at e nt a η s y r ftp η e 1. ginnorganisehe Verbindungen der allgemeinen Formel (I)R 0 0 ' - .R— Sn-O-C-CH-CH-S-O-R" (I)% ι« 1in der R eine Phenylgruppe oder einen Alkylrest mit 4 "bis 12 C-Atomen, einer der "beiden Reste Rf einen Alkenylrest mit 8 "bis 22 C-Atomen und der andere Rest R1 ein Wasserstoffatom und R" Alkylrest mit 1 bis 16 C-Atomen bedeuten.2. . Zinnorganisolle Verbindungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß R eine n-Butylgruppe"darstellt.5. (fri-n-butylzinn)-dodecenylbernsteinsäure-n-butylester.4. (!Ori-n-butylzinnJ-dodecenylbernsteinsäuremethylester.5. (Tri-n-butylzinnJ-dodecenylbernsteinsäureisodecylester.6. - (iri-n-butylzinnJ-nT-octenylbernsteinsäureisodecylester7. (!Eri-n-butylzinnJ-n-octadeeenylbernsteinsäureiBodecylester. (^-8. YerwendunK der zinnorganischen Verbindungen nach Anspruch 1 bis 7 als Bioeide in Anstrichstoffen. ! ■• ι9. Anstrichstoffe auf der Grundlage von wasserunlöslichen, "harzartigen Bindemitteln, gekennzeichnet durch einen Qehalt von etwa 0,10 bis 5 Gewichtsprozent einer zinnorganischen Verbindung nach Anspruch 1,109817/2254 ?
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