PL210474B1 - Farba dyspersyjna przeciwdrobnoustrojowa - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest farba dyspersyjna przeciwdrobnoustrojowa przeznaczona na wewnętrzne ściany obiektów budowlanych zwłaszcza narażonych na rozwój bakterii i grzybów.

Znane i stosowane powszechnie farby dyspersyjne do malowania podłoży mineralnych: tynków, betonów, cegieł oparte są na wodnych dyspersjach kopolimerów octanu winylu, maleinianu winylu oraz polimerów lub kopolimerów otrzymywanych z monomerów akrylowych, metakrylowych i styrenu. Powłoki tych farb nie zabezpieczają malowanych powierzchni przed działaniem mikroorganizmów. W przypadku naraż enia na dział anie grzybów i innych mikroorganizmów ulegają destrukcji nie stanowiąc bariery dla ich rozwoju oraz nie chroniąc podłoża mineralnego przed niszczeniem.

Z chiń skiego opisu patentowego nr CN1616559 znana jest farba zawierają ca nanoczą stki srebra i sposób jej wytwarzania. Wynalazek rozwiązuje zagadnienie problemów związanych z dyspergowaniem, utlenianiem srebra, ze zmianami barwy farby itd. Sposób umożliwia uzyskanie farby o wysokiej i długotrwałej efektywności biobójczej, przeznaczonej do stosowania w budownictwie, przemyśle meblarskim, okrętowym oraz jako farba DIY.

Z chiń skiego opisu patentowego nr CN1730581, znana jest wodorozcie ń czalna farba zawierającą srebro jako czynnik biobójczy przeznaczona do malowania drewna.

Z japoń skiego opisu patentowego nr JP60202162 znana jest farba o niskiej toksycznoś ci i doskonałych właściwościach aseptycznych, w którym czynnikiem nadającym właściwości przeciwpleśniowe i biobójcze jest zeolit zawierający jony metalu np. srebra lub miedzi. Stałe cząstki zeolitu są zmieszane z farbą emulsyjną i zapewniają uzyskanie odpowiedniego efektu.

Farba dyspersyjna przeciwdrobnoustrojowa składa się z wodnej dyspersji akrylowej lub akrylowo-styrenowej zawierającej kopolimer monomerów akrylowych i/lub metakrylowych i/lub winylobenzen, modyfikatorów, zagęszczaczy, pigmentów i wypełniaczy, według wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiera 2 - 18% wagowych wodnej dyspersji akrylowej lub akrylowo-styrenowej o temperaturze zeszklenia polimeru (Tg) w przedziale (-5)°C do + 25°C, 50 - 75% wagowych mieszaniny pigmentów i wypełniaczy, 0,5 - 2% wagowych środka zwilżającego i dyspergującego, 0,1 - 1,0% wagowych środka zmiękczającego wodę, 0,1 - 5% modyfikatora lub modyfikatorów reologii, 0,1 - 10% wagowych preparatu zawierającego 100 do 2000 ppm nanocząstek srebra i 0,025 - 0,1% wody amoniakalnej i/lub amin I, II i III rzędowych i/lub związków heterocyklicznych zawierających atomy siarki i azotu, o budowie cyklicznej i o budowie łańcuchowej, przy czym wszystkie składniki farby posiadają pH obojętne lub zasadowe. Korzystnie temperatura zeszklenia polimeru zawiera się w przedziale 0°C do +5°C.

Korzystnie wypełniacze posiadają płytkową budowę cząstek.

Korzystnie jako wypełniacze stosuje się związki węglanowe i/lub dolomitowe.

Korzystnie jako modyfikatory reologii stosuje się zagęszczacze mineralne.

Korzystnie jako zagęszczacze stosuje się montmorylonity, lub attapulgity lub bentonity, lub ich dowolną mieszaninę.

Korzystnie jako modyfikatory reologii stosuje się polimery akrylowe lub poliuretanowe.

Korzystnie jako pigmenty stosuje się biel tytanową.

Podstawową zaletą farby według wynalazku jest zabezpieczenie malowanej powierzchni przed rozwojem mikroorganizmów i nadanie jej dekoracyjnego wyglądu.

Zasadniczą wadą powszechnie stosowanych w budownictwie farb dyspersyjnych, do dekoracyjnego malowania ścian wewnętrznych oraz zewnętrznych, jest udział w ich składzie surowców, które same ulegają degradacji biologicznej, co powoduje pogorszenie odporności otrzymanych z nich powłok na działanie grzybów pleśniowych.

Nieoczekiwanie okazało się, że zastąpienie w farbie dyspersyjnej, składników mogących ulegać degradacji biologicznej surowcami o braku podatności na działanie mikroorganizmów oraz wprowadzenie do kompozycji nanocząstek srebra zabezpiecza powierzchnię materiałów budowlanych przed niepożądanym skutkiem działania mikroorganizmów. Zamiast stosowanych dotychczas jako środki biobójcze, mieszanin związków organicznych podlegających ograniczeniom wynikającym z przepisów prawa, zastosowano nieorganiczny preparat srebra jonowego o stężeniu 2000 ppm i o pH 6-9, odpowiednio stabilizowany przez dodatek substancji zabezpieczających farbę przed ciemnieniem, takich jak woda amoniakalna, aminy I, II i III rzędowe, związki heterocykliczne zawierające atomy S i N, cykliczne i o budowie łańcuchowej. Powszechnie stosowane środki zagęszczające oparte na eterach celulozy jak np. metyloceluloza, karboksymetyloceluloza, hydroksyetyloceluloza, modyfikowana hydroksyetyloceluloza, podatne na enzymatyczną destrukcję, zastąpiono środkami reologicznymi oparPL 210 474 B1 tymi na polimerach akrylowych, poliuretanowych lub zagęszczaczami mineralnymi opartymi np. na montmorylonitach, attapulgitach, bentonitach. To spowodowało wzrost odporności powłok farb na zakażenia mikrobiologiczne.

Dodatkową zaletą farby według niniejszego wynalazku jest poprawa krycia. Efekt ten uzyskano dzięki zastosowaniu do pigmentowania farby pigmenty takie jak biel tytanowa typu rutil lub anataz, znane i stosowane dotychczas do pigmentowania wyrobów lakierowych, zaś do wypełnienia zastosowano wypełniacze naturalne, wypełniacze o płytkowej budowie cząstek (np. talk) oraz węglany wapnia i/lub węglany wapniowo-magnezowe (np. kreda, dolomit) o zróżnicowanej dystrybucji wielkości ziaren.

W farbie będą cej przedmiotem wynalazku, do uzyskania właściwej lepkości finalnej, odpowiedniej do magazynowania i do aplikacji, wprowadzono modyfikatory reologii. Poprzez odpowiedni dobór jakościowy i ilościowy środków zagęszczających i reologicznych, które są kombinacją jednego lub więcej modyfikatorów reologii o różnej budowie chemicznej, bez udziału eterów celulozy, oraz przez dobór odpowiedniego składu pigmentów oraz wypełniaczy uzyskano farbę charakteryzującą się bardzo dobrą stabilnością w czasie magazynowania oraz dobrymi właściwościami aplikacyjnymi.

Powłoki uzyskane z farby dyspersyjnej według wynalazku wykazują działanie biobójcze i biostatyczne wobec bakterii, drożdżaków oraz pleśni.

Na podstawie przeprowadzonych badań mikrobiologicznych stwierdzono, że zastosowane w farbie stężenia preparatu nanoczą stek srebra zapewniają jej skuteczne dział anie przeciwdrobnoustrojowe. Badano farbę świeżą oraz poddaną przyspieszonemu starzeniu. Sprawdzono skuteczność farby będącej przedmiotem wynalazku wobec Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, Candida albicans oraz Aspergillus niger.

Farby według wynalazku zalecane są szczególnie przy malowaniu powierzchni ścian wewnątrz pomieszczeń, w których powinny być przestrzegane warunki sanitarne np. przy przetwórstwie spożywczym, w szpitalach itp.

Farby dyspersyjne według wynalazku mają za zadanie wytworzenie powłoki dekoracyjno ochronnej na podłożu mineralnym, a funkcja ochronna polega na zabezpieczaniu wymalowanych powierzchni przed zakażeniem bakteriami, pleśniami i drożdżakami. Są przydatne do nakładania pędzlem lub wałkiem.

Wynalazek zilustrowany jest poniżej nieograniczającym go przykładem realizacji.

P r z y k ł a d 1

Zawartość wszystkich składników farby podana jest w % wagowych. Farba dyspersyjna przeciwdrobnoustrojowa składa się z 10,35% wodnej dyspersji polimeru akrylowego o Tg = -3°C; 5% talku;

21,5% kredy mielonej o średniej średnicy ziarna D₅₀= 5 μm; 28% kredy mielonej o średniej średnicy ziarna D₅₀= 2 μm; 7,6% bieli tytanowej typu „rutil; 0,3% środka zwilżającego i dyspergującego zawierającego sole sodowe lub amoniowe kwasu poliakrylowego. Dodatkowo farba zawiera 0,1% środka odpieniającego zawierającego mieszaninę węglowodorów alifatycznych, poliglikoli, wosków, rozpuszczalników organicznych, emulgatora jonowego; 0,6% hydrofobowo modyfikowanego anionowego zagęszczacza zawierającego polimer akrylowy; 3,0% preparatu o nazwie handlowej NANO SILVER zawierającego 800 do 1000 ppm nanocząstek srebra; 0,05 związków organicznych z grupy izotiazolonów oraz wodę w ilości uzupełniającej do 100%.

Farba o takiej recepturze spełnia wymagania Dyrektywy Produktów Biobójczych oraz ustawy z dnia 13 września 2002, wprowadzającej przepisy dyrektywy unijnej do polskiego prawodawstwa. Farba dyspersyjna według niniejszego przykładu realizacji przeznaczona jest do nakładania na ściany narażone na rozwój pleśni, drożdżaków oraz na zasiedlanie przez bakterie. Nakładanie farby powinno być wykonane po uprzedniej sanityzacji. Farby zalecane są szczególnie przy malowaniu powierzchni ścian wewnątrz pomieszczeń, w których są wymagane odpowiednie warunki sanitarne np. przy przetwórstwie spożywczym, w szpitalach itp. Farba dyspersyjna jest przeznaczona do nakładania pędzlem lub wałkiem.

W tabeli przedstawiono wyniki badań właściwości powłok farby dyspersyjnej wykonanej według niniejszego przykładu realizacji, w porównaniu z powszechnie stosowanymi i dostępnymi farbami dyspersyjnymi, które nie są modyfikowane dodatkiem nanocząstek srebra.

PL 210 474 B1

Właściwości:	Farba dyspersyjna według	Farba dyspersyjna do
wynalazku	wymalowań wewnętrznych
Gęstość w g/ml, wg PN-EN ISO 2811-1	1,42	1,40
Krycie jakościowe, dla farb białych i pastelowych, wg PN-89/C-81536, metoda C	II	II
Barwa powłoki wg ASTM E 313 przy C2	70,85	78,6
- białość We - zażółcenie Ye	4,9	3,1
Odporność powłoki na szorowanie na mokro, ubytek grubości po 40 cyklach szorowania według PN-EN ISO 11998: 2002, w pm	24	do 70
Odporność powłoki na działanie mikroorganizmów	odporna	brak odporności

Zastrzeżenia patentowe

1. Farba dyspersyjna przeciwdrobnoustrojowa składa się z wodnej dyspersji akrylowej lub akry-

Claims (8)

1. Farba dyspersyjna przeciwdrobnoustrojowa składa się z wodnej dyspersji akrylowej lub akrylowo-styrenowej zawierającej kopolimer monomerów akrylowych i/lub metakrylowych i/lub winylobenzen, modyfikatorów, zagęszczaczy, pigmentów i wypełniaczy, znamienna tym, że zawiera 2 - 18% wagowych wodnej dyspersji akrylowej lub akrylowo-styrenowej o temperaturze zeszklenia polimeru (Tg) w przedziale (-5)°C do +25°C, 50 - 75% wagowych mieszaniny pigmentów i wypełniaczy, 0,5 - 2% wagowych środka zwilżającego i dyspergującego, 0,1 - 1,0% wagowych środka zmiękczającego wodę, 0,1 - 5% modyfikatora lub modyfikatorów reologii, 0,1 -10% wagowych preparatu zawierającego 100 do 2000 ppm nanocząstek srebra i 0,025 - 0,1% wody amoniakalnej i/lub amin I, II i III rzędowych i/lub związków heterocyklicznych zawierających atomy siarki i azotu, o budowie cyklicznej i o budowie łańcuchowej, przy czym wszystkie składniki farby posiadają pH obojętne lub zasadowe.

2. Farba dyspersyjna według zastrz. 1, znamienna tym, że temperatura zeszklenia polimeru zawiera się w przedziale 0°C do +5°C.

3. Farba dyspersyjna według zastrz. 1, znamienna tym, że wypełniacze posiadają płytkową budowę cząstek.

4. Farba dyspersyjna według zastrz. 3, znamienna tym, że jako wypełniacze stosuje się związki węglanowe i/lub dolomitowe.

5. Farba dyspersyjna według zastrz. 1, znamienna tym, że jako modyfikatory reologii stosuje się zagęszczacze mineralne.

6. Farba dyspersyjna według zastrz. 5, znamienna tym, że jako zagęszczacze stosuje się montmorylonity, lub attapulgity lub bentonity, lub ich dowolną mieszaninę.

7. Farba dyspersyjna według zastrz. 1, znamienna tym, że jako modyfikatory reologii stosuje się polimery akrylowe lub poliuretanowe.

8. Farba dyspersyjna według zastrz. 1, znamienna tym, że jako pigmenty stosuje się biel tytanową.

Departament Wydawnictw UP RP