PL197165B1 - Sposób otrzymywania nowych materiałów aktywnych biocydowo - Google Patents

Abstract

1. Sposób otrzymywania nowych materiałów aktywnych biocydowo, znamienny tym, że składnik (B) zawierający 2 objętości 10% wodnego roztworu kwasu siarkowego lub 1 objętość 20% wodnego roztworu kwasu siarkowego na 1 objętość szklą wodnego oraz ewentualny dodatek 20-100 g dowolnego barwnika kwasowego rozpuszczonego w 1 L kwasu siarkowego dodaje się do składnika (A) zawierającego w 1 L szkła wodnego 100-400 cm3, korzystnie 300 cm3 IV-rzędowej soli N-alkiloamoniowej QAC, korzystnie chlorku benzalkoniowego oraz ewentualny dodatek nośnika takiego jak bentonit lub piasek w ilości 1-4 kg, korzystnie 3 kg, następnie składniki (B) i (A) miesza się energicznie, a otrzymaną gęstą masę po 30 min przepłukuje się wodą, odsącza i suszy na powietrzu. 2. Sposób otrzymywania nowych materiałów aktywnych biocydowo, znamienny tym, że składnik (B) zawierający 2 objętości 10% wodnego roztworu kwasu siarkowego lub 1 objętość 20% wodnego roztworu kwasu siarkowego i 100-400 cm3, korzystnie 300 cm3 lV-rzędowej soli N-alkiloamoniowej QAC, korzystnie chlorku benzalkoniowego dodaje się do składnika (A) stanowiącego 1 objętość szkła wodnego, następnie składniki (B) i (A) miesza się energicznie, a otrzymaną gęstą masę po 30 min przepłukuje się wodą, odsącza i suszy na powietrzu.

Description

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 197165 (13) B1 (²¹) Numer zgłoszema: ³⁵⁷³⁵⁶ (⁵¹ )Int.Cl.

A01N 59/00 (2006.01) A01N 59/02 (2006.01) A01N 33/12 (2006.01) (22) Data zgłoszenia: 26.11.2002 (54)

Sposób otrzymywania nowych materiałów aktywnych biocydowo

(43) Zgłoszenie ogłoszono: 31.05.2004 BUP 11/04	(73) Uprawniony z patentu: Instytut Chemii i Techniki Jądrowej, Warszawa,PL
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 31.03.2008 WUP 03/08	(72) Twórca(y) wynalazku: Andrzej Łukasiewicz,Warszawa,PL Krzysztof Krajewski,Warszawa,PL Lech Waliś,Warszawa,PL Dagmara Chmielewska,Warszawa,PL Luzja Rowińska,Warszawa,PL

(57) 1 . Soosób orryymwannia nowcch materiałów kktwnycch bicyddowo , nnamienny tym , ee kkłddnik (B) zawierający 2 objętości 10% wodnego roztworu kwasu siarkowego luó 1 objętość 20% wodnego roztworu kwasu siarkowego na 1 objętość szklą wodnego oraz ewentualny dodatek 20-100 g dowolnego barwnika kwasowego rozpuszczonego w 1 L kwasu siarkowego dodaje się do składnika (A) zawierającego w 1 L szkła wodnego 100-400 cm³, korzystnie 300 cm³ IV-rzędowej soli N-alkiloamoniowej QAC, korzystnie chlorku benzalkoniowego oraz ewentualny dodatek nośnika takiego jak bentonit lub piasek w ilości 1-4 kg, korzystnie 3 kg, następnie składniki (B) i (A) miesza się energicznie, a otrzymaną gęstą masę po 30 min przepłukuje się wodą, odsącza i suszy na powietrzu.

2. Sposób otrzymywania nowych materiałów aktywnych biocydowo, znamienny tym, że składnik (B) zawierający 2 objętości 10% wodnego roztworu kwasu siarkowego lub 1 objętość 20% wodnego roztworu kwasu siarkowego i 100-400 cm3, korzystnie 300 cm3 lV-rzędowej soli N-alkiloamoniowej QAC, korzystnie chlorku benzalkoniowego dodaje się do składnika (A) stanowiącego 1 objętość szkła wodnego, następnie składniki (B) i (A) miesza się energicznie, a otrzymaną gęstą masę po 30 min przepłukuje się wodą, odsącza i suszy na powietrzu.

PL 197 165 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania nowych materiałów aktywnych biocydowo opartych na krzemionce.

Znane są właściwości biocydowe IV-rzędowych soli N-alkiloamoniowych np. chlorku benzalkoniowego o szerokim spektrum działania przeciw glonom, grzybom i bakteriom. Sole te, oznaczone dalej symbolem QAC (quaternary ammonium compounds), stosowane są w wodnych roztworach, zwłaszcza do odkażania różnych powierzchni, a także do zabezpieczania kosmetyków i innych produktów. Są mało toksyczne i względnie bezpieczne dla środowiska naturalnego.

Dotychczas nie znane są materiały, które nie rozpuszczając się w wodzie mogłyby znaleźć zastosowanie do selektywnego mszczenia glonów, grzybów i bakterii znajdujących się w środowisku wodnym. Niniejszy wynalazek ma na celu zapełnienie tej luki.

Okazało się bowiem, że jeżeli do szkła wodnego SW zawierającego jako QAC chlorek benzalkoniowy z ewentualnym dodatkiem nośnika takiego jak, bentonit lub piasek doda się kwas siarkowy z ewentualnym dodatkiem dowolnego barwnika kwasowego i zachowa odpowiednią kolejność procesu technologicznego to otrzyma się materiał o żądanych wyżej właściwościach. Dodanie bentonitu lub piasku powoduje uzyskanie lepszych własności użytkowych mieszaniny, natomiast dodanie do kwasu siarkowego dowolnego barwnika kwasowego prowadzi do otrzymania barwnych pigmentów (lak) nierozpuszczalnych w wodzie i bardzo trwałych wobec kwasów mineralnych i ługu.

Składnik stanowiący mieszaninę szkła wodnego SW i QAC z ewentualnym dodatkiem nośnika oznaczono symbolem (A), natomiast składnik stanowiący kwas siarkowy z ewentualnym dodatkiem dowolnego barwnika kwasowego symbolem (B).

Materiały o podobnych właściwościach otrzymać można również, jeżeli do szkła wodnego SW doda się kwas siarkowy z chlorkiem bezalkoniowym jako QAC. Wtedy szkło wodne SW stanowić będzie składnik (A), natomiast kwas siarkowy z chlorkiem bezalkoniowym - składnik (B).

Ważnym czynnikiem technologicznym sposobu według wynalazku jest to, żeby po dodaniu składnika (B) do składnika (A) natychmiast poddać je energicznemu mieszaniu.

Sposób według wynalazku otrzymywania nowych materiałów aktywnych biocydowo polega na tym, że składnik (B) zawierający 2 objętości 10% wodnego roztworu kwasu siarkowego lub 1 objętość 20% wodnego roztworu kwasu siarkowego na 1 objętość szkła wodnego oraz ewentualny dodatek 20-100 g dowolnego barwnika kwasowego rozpuszczonego w 1 L kwasu siarkowego dodaje się do składnika (A) zawierającego w 1 L szkła wodnego 100-400 cm³, korzystnie 300 cm³ IV-rzędowej soli N-alkyloamoniowej QAC, korzystnie chlorku benzalkoniowego oraz ewentualny dodatek nośnika takiego jak bentonit lub piasek w ilości 1-4 kg, korzystnie 3 kg, następnie składniki (B) i (A) miesza się energicznie, a otrzymaną gęstą masę po 30 min przepłukuje się wodą, odsącza i suszy na powietrzu.

Sposób według wynalazku otrzymywania nowych materiałów aktywnych biocydowo polega na tym, że składnik (B) zawierający 2 objętości 10% wodnego roztworu kwasu siarkowego lub 1 objętość 20% wodnego roztworu kwasu siarkowego i 100-400 cm3, korzystnie 300 cm3 lV-rzędowej soli N-alkiloamoniowej QAC, korzystnie chlorku benzalkoniowego dodaje się do składnika (A) stanowiącego l objętość szkła wodnego, następnie składniki (B) i (A) miesza się energicznie, a otrzymaną gęstą masę po 30 min przepłukuje się wodą, odsącza i suszy na powietrzu.

Przeprowadzone badania nowych materiałów otrzymanych sposobem według wynalazku, potwierdziły ich selektywną aktywność biocydową w stosunku do glonów, grzybów i bakterii żyjących w środowisku wodnym. Inne zalety to: otrzymuje się je z łatwodostępnych na rynku i tanich składników, prosty sposób ich otrzymywania, mogą znaleźć zastosowanie w budownictwie, ponieważ dodane do odpowiednich farb lub zaprawy zabezpieczają tynki przed grzybami, lub porastaniem przez glony, a zastosowane jako aktywne biocydowo barwne pigmenty równocześnie zabezpieczają i barwią różne powierzchnie, poza tym charakteryzują się stosunkowo dużą selektywnością działania.

Wynalazek ilustrują podane niżej przykłady nie ograniczając jego zakresu.

P r z ^y k ł a d I. Do 10 cm³ sodowe^go szkta wodne^go ^SW R-M5 ^ANSER (^HOLEDRY) dodano ² cm³ preventolu Pr R-80 (Bayer) i po intensywnym wymieszaniu - składnik (A) dodano 10 cm3 20% kwasu siarkowego - składnik (B).

Po dokładnym wymieszaniu składników (B) i (A) utworzyła się gęsta masa osadu, do którego po 2 godz. dodano 20 cm3 wody, następnie wodę odsączono, a po dodaniu do przesączu soli sodowej kwasu naftalenodisulfonowego - NDS stwierdzono brak osadu, co świadczyło o całkowitym związaniu

PL 197 165 B1 preventolu Pr. Otrzymany materiał przemyto wodą i wysuszono na powietrzu. W rezultacie otrzymano 6 g materiału SW-Pr zawierającego > 20% preventolu Pr.

Stosując 3 cm³ preventolu Pr i postępując jak podano wyżej otrzymano materiał SW-Pr zawierający 30% preventolu Pr. Natomiast stosując 4 cm3 preventolu Pr otrzymano materiał SW-Pr zawierający > 30% preventolu Pr.

P r z y k ł a d II. Do 10 cm3 sodowego szkła wodnego SW zamiast preventolu Pr dodano 4 cm3 Bardapu 26 (Lonza) B26. Dalej postępowano jak w przykładzie I. W rezultacie otrzymano 7,0 g materiału SW-B26 zawierającego > 30% Bardapu 26. W przesączu nie stwierdzono obecności B26, co świadczy o całkowitym związaniu tej substancji w otrzymanym materiale SW-B26.

P r z y k ł a d III. Do 10 cm3 sodowego szkła wodnego SW dodano 2 g bentonitu i 3 cmr³ preventoto ^Pr - stoadnfc (A) ^{i p}o wymneszamu <jo^dano ¹⁰ cm^{3 20}% ^H2^S°⁴ - stoadn^ (B). ^Skła^dn^iki (B) ⁱ (A) energicznie wymieszano. Do powstałej gęstej masy po 30 min dodano wodę i odsączono produkt SWbent-Pr. Potem produkt przemyto wodą i wysuszono na powietrzu. Po dodaniu do próbki materiału SW-bent-Pr 3 cmr³ 1% wodnego roztworu CuSO4 materiał SW-bent-Pr zabarwił się intensywnie i równomiernie na kolor niebiesko-zielonkawy. Równomierność zabarwienia świadczyła o jednorodności materiału. Podobny wynik zabarwienia uzyskano stosując 4 g bentonitu.

P r z ^y k ł ad IV. Do 10 cm^{3 SW d}o^dano ⁴ cm^{3 p}revento^lu ^Pr - stoa^dn^ik (A). ^{W 10} cm^{3 20}% H2SO4 rozpuszczono 0,5 g barwnika kwasowego copper II-phthalocyaninotetrasulfonic acid Aldrich składnik (B). Składnik (B) dodano do składnika (A) i energicznie zamieszano. Po 30 min do gęstej masy dodano wodę, odsączono niebieski pigment, przemyto wodą (przesącz bezbarwny, bez zawartości Pr) i wysuszono na powietrzu. Otrzymany niebieski pigment okazał się trwały w 2% H2SO4, HCl, a także w 1% NaOH. Dobrze dyspergował w handlowych żywicach i farbach emulsyjnych.

P r z y k ł a d V. Postępując jak w przykładzie IV, ale stosując jako składnik (B) roztwór 1 g barwnika kwasowego copper II-phthalocyaninotetrasulfonic acid Aldrich w 20 cm3 10% wodnego roztworu H2SO4 otrzymano intensywnie zabarwiony pigment o właściwościach jak w przykładzie IV.

P r z y kł a d VI. Postępując jak w przykładzie IV, ale stosując 0,5 g zielonego barwnika kwasowego Acid Green 25 Aldrich otrzymano równomiernie zabarwiony na zielono pigment SW-Pr-A625. Po zastosowaniu testu z NDS w przesączu nie stwierdzono obecności barwnika ani preventolu Pr. Otrzymany pigment był trwały w 2% H2SO4, a także w 1% NaOH, bardzo dobrze dyspergował w handlowych żywicach stosowanych do wytwarzania lakierów.

P r z y k ł a d VII. Postępując jak w przykładzie IV, ale stosując 1 g zielonego barwnika kwasowego Acid Green 25 Aldrich otrzymano pigment o większej intensywności zabarwienia aniżeli w przykładzie VI. Otrzymany pigment miał identyczne własności jak pigment z przykładu VI.

Przykład VIII. Do 10 cmr³ szkła wodnego SW dodano 4 cmr³ preventolu Pr - składnik (A). W 10 cmr³ 20% H2SO4 rozpuszczono 1 g pomarańczowego barwnika kwasowego Acid Orange 8 Aldrich - składnik (B). Oba składniki dodano do siebie i energicznie zamieszano. W rezultacie otrzymano pomarańczowy pigment SW-Pr-A08, który okazał się trwały w kwasach mineralnych i NaOH. Po zastosowaniu testu z NDS w przesączu nie stwierdzono obecności barwnika ani preventolu Pr. Otrzymany pigment bardzo dobrze dyspergował w handlowych żywicach.

P r z y k ł a d IX. Postępując jak w przykładzie VIII, lecz dodając do 10 cm3 szkła wodnego SW oprócz 4 cm3 preventolu Pr także 4 g piasku kwarcowego - składnik (A) otrzymano pomarańczowy pigment SW-kwarc-Pr-A08 o własnościach jak w przykładzie VIII.

Wszystkie materiały otrzymane w przykładach I-IX badano na aktywność grzybobójczą według następującego testu: do każdej z dziesięciu próbek tej samej farby emulsyjnej dodano inny materiał otrzymany w przykładach w stężeniu 5%. Tak przygotowane próbki farby naniesiono na dziewięć płytek ceramicznych, a po ich wyschnięciu na powierzchnię każdej z nich naniesiono pożywkę zawierającą grzyb testowy Trichoderma viride.

Próbkę kontrolną pokryto samą farba, a po jej wyschnięciu naniesiono na powierzchnię tę samą pożywkę. Po okresie ekspozycji trwającej 2 tygodnie powierzchnię wszystkich płytek ceramicznych poddano ocenie wizualnej oraz obserwacji pod mikroskopem biologicznym. Prawie na wszystkich płytkach pokrytych farbą zawierającą materiały otrzymane sposobem według wynalazku nie zaobserwowano wzrostu grzyba pleśniowego w rozróżnieniu od płytki kontrolnej, na której grzyb rozrósł się znacznie.

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób otrzymywania nowych materiałów aktywnych biocydowo, znamienny tym, że składnik (B) zawierający 2 objętości 10% wodnego roztworu kwasu siarkowego lub 1 objętość 20% wodnego roztworu kwasu siarkowego na 1 objętość szklą wodnego oraz ewentualny dodatek 20-100 g dowolnego barwnika kwasowego rozpuszczonego w 1 L kwasu siarkowego dodaje się do składnika (A) zawierającego w 1 L szkła wodnego 100-400 cm³, korzystnie 300 cm³ IV-rzędowej soli N-alkiloamoniowej QAC, korzystnie chlorku benzalkoniowego oraz ewentualny dodatek nośnika takiego jak bentonit lub piasek w ilości 1-4 kg, korzystnie 3 kg, następnie składniki (B) i (A) miesza się energicznie, a otrzymaną gęstą masę po 30 min przepłukuje się wodą, odsącza i suszy na powietrzu,
2. 2. Sposób nia nowych materiałów aktywnych biocydowo. znamienny tym, że składnik (B) zawierający 2 objętości 10% wodnego roztworu kwasu siarkowego lub 1 objętość 20% wodnego roztworu kwasu siarkowego i 100-400 cm3, korzystnie 300 cm3 lV-rzędowej soli N-alkiloamoniowej QAC, korzystnie chlorku benzalkoniowego dodaje się do składnika (A) stanowiącego 1 objętość szkła wodnego, następnie składniki (B) i (A) miesza się energicznie, a otrzymaną gęstą masę po 30 min przepłukuje się wodą, odsącza i suszy na powietrzu.