Биоцидный эпоксидный состав для покрытий
Владельцы патента RU 2282649:
Федеральное государственное учреждение Научно-исследовательский институт проблем хранения Росрезерва (RU)
Общество с ограниченной ответственностью (ООО) "Краски БЭП" (RU)
Изобретение относится к получению биоцидного эпоксидного состава, используемого для противокоррозионной защиты внутренних поверхностей металлических и железобетонных емкостей, подверженных электрохимической и микробиологической коррозии, в особенности под воздействием плесневых грибов и бактерий, специфических для зерна, муки, а также нефти и нефтепродуктов. Состав включает следующее соотношение компонентов, мас.ч.: 100 органорастворимой эпоксидной эмали ТАНЭП-5341 или ТАНЭП-622, 1,5-3,0 полигексаметиленгуанидина гидрохлорида в качестве бактерицидного компонента и 1,5-3,0 гексагидро-1,3,5-три-(гидроксиэтил)-триазина в качестве фунгицида. Массовое соотношение гексагидро-1,3,5-три-(гидроксиэтил)-триазина и полигексаметиленгуанидина гидрохлорида составляет 1:1. Изобретение позволяет создать биоцидный состав с широким спектром действия, проявляя одновременно бактерицидные и фунгицидные свойства с улучшенными физико-механическими характеристиками защитной пленки. 3 табл.
Изобретение относится к химической промышленности, в частности к производству лакокрасочных материалов для противокоррозионной защиты внутренних поверхностей металлических и железобетонных емкостей, подверженных электрохимической и микробиологической коррозии, в особенности под воздействием плесневых грибов и бактерий, специфических для зерна, муки, а также нефти и нефтепродуктов.
Известен бактерицидный состав для покрытий, включающий органорастворимую краску или лак и бактерицидный компонент - производные полигексаметиленгуанидина (патент RU 2181737, МПК С 09 D 5/14, опубл. 2002 г.). Указанный лакокрасочный состав предназначен для защиты строительных конструкций и используется преимущественно для окрашивания поверхностей внутри помещений, проявляя бактерицидные и защитные свойства на покрываемых поверхностях, контактирующих с воздушной средой.
Наиболее близкой к предлагаемому составу является эпоксидная композиция для покрытий, включающая органорастворимую эпоксидную эмаль и биоцидный компонент - полигексаметиленгуанидина гидрохлорид (ПГМГ) (Патент RU 2180907, МПК С 09 D 163/02, опубл. 2002 г.).
Указанная композиция, хотя и обладает биоцидными свойствами, однако фунгицидные свойства, необходимые для покрывного состава, используемого в контакте со специальными средами, такими как мука, зерно, нефть и нефтепродукты, у нее не выражены, что ограничивает область ее применения.
Технической задачей при разработке предлагаемого биоцидного эпоксидного состава для покрытий является создание композиции с устойчивыми биоцидными и фунгицидными свойствами с целью защиты внутренних поверхностей металлических и железобетонных емкостей, в частности емкостей для хранения зерна, муки, нефти и нефтепродуктов.
В результате решения этой задачи разработан состав, при нанесении которого на указанные поверхности эпоксидные покрытия способны проявлять как биоцидные, так и фунгицидные свойства без снижения их физико-механических характеристик. Вводимый фунгицид хорошо совместим с компонентами используемых для этих целей органорастворимых эпоксидных эмалей специального назначения.
Для достижения технического результата предлагается биоцидный эпоксидный состав для покрытий, включающий органорастворимую эмаль ТАНЭП-5341 или ТАНЭП-622, полигексаметиленгуанидина хлорид (ПГМГ) в качестве бактерицидного компонента и фунгицид-гексагидро-1,3,5-три-(гидроксиэтил)-триазин, при этом массовое соотношение - гексагидра-1,3,5-три-(гидроксиэтил)-триазина и полигексаметиленгуанидина гидрохлорида составляет 1:1 при следующем соотношении компонентов, мас.ч:
| Органорастворимая эпоксидная эмаль | 100 |
| Полигексаметиленгуанидина гидрохлорид | 1,5-3,0 |
| Гексагидро-1,3,5-три-(гидроксиэтил)-триазин | 1,5-3,0 |
Компоненты, используемые при создании биоцидного эпоксидного состава для покрытий.
Органорастворимая эпоксидная эмаль:
- ТАНЭП - 5341 (ТУ 2312-010-50928500-2003),
- ТАНЭП - 622 (ТУ 2312-009-50928500-2003) содержат в своем составе следующие ингредиенты:
- эпоксидная смола ЭД-20 (низкомолекулярная),
- отвердитель - полиаминамидный,
- пигменты,
- наполнители,
- модификатор - аэросил,
- активный разбавитель - лапроксид (триглицидовый эфир полиоксипропиленприола),
- органический растворитель.
Полигексаметиленгуанидина гидрохлорид (ТУ 9392-007-21060124-94)
Гексагидро-1,3,5-три-(гидроксиэтил)-триазин (ремацид) (ТУ 2433-003-22427740-02) («Ремацид»), структурная формула
Применение бактерицидной и фунгицидной («Ремацида») добавок при их совместном присутствии в эпоксидных органорастворимых эмалях специального назначения (для защиты внутренних поверхностей емкостного оборудования) способствует подавлению микробиологической коррозии емкостей и наиболее качественной сохранности в течение длительного времени содержащейся в них продукции. Кроме того, при введении в бактерицидный эпоксидный состав для покрытий фунгицида улучшены физико-механические характеристики защитного покрытия специального назначения.
Примеры осуществления создания биоцидного эпоксидного состава для покрытий.
Конкретные примеры состава предлагаемого биоцидного эпоксидного покрытия и эпоксидных эмалей специального назначения (ТАНЭП-5341 и ТАНЭП-622), взятых для сравнения, приведены в табл.1.
Заявляемый биоцидный эпоксидный состав для покрытия готовится непосредственно перед его нанесением путем тщательного смешивания органорастворимой эпоксидной эмали, соответствующей ТУ для марок ТАНЭП - 5341 или ТАНЭП - 622, с ПГМГ и «Ремацидом» в указанном соотношении при температуре не ниже +15°С. Для их введения в эпоксидную эмаль предварительно готовят 50%-ный раствор ПГМГ в «Ремациде».
Приготовленный таким образом биоцидный эпоксидный состав для покрытий наносят на очищенную сухую поверхность из металла или железобетона кистью, валиком или методом безвоздушного распыления при температуре поверхности не ниже +10°С и относительной влажности не более 80%.
Нанесение необходимого количества слоев покрытия производится до достижения толщины высушенной пленки не менее 350 мкм. Продолжительность межслойной сушки определяется температурой окружающей среды: при температуре +18°С она составляет 15-18 часов до степени 2.
Бактерицидные свойства получаемых составов определены по ГОСТ 9.050-89 «Покрытия лакокрасочные». В качестве тест-культур бактерий при испытаниях используют их специфические виды: для зерна и муки - Bacillus rnesentericus, Bacillus subtilis; для нефти и нефтепродуктов - коррозионно-активная углеводородокисляющая бактерия Pseudomonas aeruginosa Migyla и сульфатредуцирующие бактерии. В качестве тест-культур грибов используют для зерна и муки - Aspergillus niger, Aspergillus terreus, Altemaria alternate, Fusarium moniliforme, Penicillium chrysogenum, P. brevi- compactum, P. ochrochloron, P. martensii, P. funiculosum, Trichoderma viride. Для нефти и нефтепродуктов применены 3 набора видов грибов:
Набор 1
Aspergillus niger van Nieghem;
Aspergillus terreus Thorn;
Altemaria alternate (Fr.) Keissler;
Fusarium moniliforme Sheldon;
Penicillium brevicompactum Dierckx;
Penicillium chrysogenum Thorn;
Penicillium funiculosum Thorn;
Penicillium ochrochloron Biourge;
Penicillium rnartensii Biourge;
Trichoderma viride Pers. Ex Fr.
Набор 2
Углеводородокисляющий гриб, заселяющий нефтепродукты Cladosporrom resinae (Lin-dau) de Vries f. avellaneum-BKMF-2652D;
Набор 3
Углеводородокисляющий гриб, заселяющий нефтепродукты Acremonium kilieuse Grutz-BKMF-2653D.
В таблице 2 представлены результаты испытания на биоцидную активность покрытий, полученных при нанесении составов, указанных в табл.1. По данным табл.2 следует, что наибольшей биоцидной активностью обладают биоцидные эпоксидные составы для покрытий, в которых содержание ПГМГ и «Ремацида» составляет от 1,5 до 3,0 мас.ч. соответственно.
Подтверждением указанных оптимальных соотношений биодобавок, содержащихся в биоцидных эпоксидных составах для покрытий, являются, по данным табл.3, технические характеристики покрывных составов, приведенных в табл.1. В соответствии с этими данными наилучшие защитные свойства выявлены у биоцидных эпоксидных составов для покрытий, содержащих от 1,5 до 3,0 мас.ч. ПГМГ и «Ремацида» соответственно. Проведенные испытания показали, что заявляемые составы обладают устойчивыми бактерицидными свойствами и могут быть использованы для защиты внутренних поверхностей емкостного оборудования при контакте с сыпучими пищевыми продуктами, такими как зерно, мука и др. (биоцидные эпоксидные составы для покрытий на основе эмали ТАНЭП-5341), а также с нефтью и нефтепродуктами (биоцидные эпоксидные составы для покрытий на основе эмали ТАНЭП-622).
Заявляемый состав легко может быть изготовлен и незаменим для обеспечения качественной сохранности пищевых продуктов и углеводородного сырья, обладает широким спектром действия, проявляя одновременно бактерицидные и фунгицидные свойства, а также хорошую грибостойкость.
Состав промышленно применим и может выпускаться отечественными товаропроизводителями.
| Таблица 1 Примеры биоцидного эпоксидного состава для покрытий | |||
| №№ составов | Эпоксидная эмаль (марки), мас.ч. | ПГМГ, мас.ч. | Ремацид, мас.ч. |
| 1 (исходный) | ТАНЭП-5341 100 | 0 | 0 |
| 2 | ТАНЭП-5341 100 | 0,7 | 0 |
| 3 | ТАНЭП-5341 100 | 0 | 1,5 |
| 4 | ТАНЭП-5341 100 | 1,0 | 1,0 |
| 5 | ТАНЭП-5341 100 | 1,5 | 1,5 |
| 6 | ТАНЭП-5341 100 | 2,0 | 2,0 |
| 7 | ТАНЭП-5341 100 | 2,5 | 2,5 |
| 8 | ТАНЭП-5341 100 | 3,0 | 3,0 |
| 9 | ТАНЭП-5341 100 | 3,5 | 3,5 |
| 10 | ТАНЭП-622 100 | 1,0 | 1,0 |
| 11 | ТАНЭП-622 100 | 1,5 | 1,5 |
| 12 | ТАНЭП-622 100 | 2,0 | 2,0 |
| 13 | ТАНЭП-622 100 | 2,5 | 2,5 |
| 14 | ТАНЭП-622 | 3,0 | 3,0 |
| 100 | |||
| 15 | ТАНЭП-622 100 | 3,5 | 3,5 |
| 16 (исходный) | ТАНЭП-622 100 | 0 | 0 |
| Таблица 2 Показатели биоцидной активности покрытий на основе биоцидных эпоксидных составов после | |||
| №№ составов | Бактерицидность, R, мм | Фунгицидность, балл | Грибостойкость, балл |
| 1 | нет | 5 | 3 |
| 2 | нет | 5 | 1 |
| 3 | нет | 3 | 3 |
| 4 | 3 | 4 | 2 |
| 5 | 5 | 2 | 1 |
| 6 | 5 | 1 | 0 |
| 7 | 8 | 1 | 0 |
| 8 | 8 | 1 | 0 |
| 9 | 8 | 2 | 0 |
| 10 | нет | 4 | 2 |
| 11 | 5 | 2 | 1 |
| 12 | 4 | 2 | 1 |
| 13 | 8 | 1 | 0 |
| 14 | 8 | 1 | 0 |
| 15 | 8 | 2 | 1 |
| 16 | нет | 5 | 3 |
| Таблица 3 Технические характеристики биоцидных эпоксидных составов для покрытий | ||||||||||||||||
| Технические характеристики составов для покрытий | Номера составов для покрытий | |||||||||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | |
| Адгезионная прочность, балл, не более | 1 | 2 | 2 | 2 | 1 | 1 | 1 | 2 | 3 | 2 | 2 | 1 | 1 | 1 | 3 | 1 |
| Внутренние напряжения, МПа | 1,3 | 1,2 | 1,2 | 1,0 | 0,8 | 0,5 | 0,7 | 0,9 | 1,2 | 1,0 | 0,9 | 0,8 | 0,6 | 0,9 | 1,2 | 1,1 |
| Прочность пленки при ударе на приборе У-1, см, не менее | 40 | 42 | 42 | 42 | 43 | 50 | 50 | 43 | 45 | 40 | 43 | 45 | 50 | 45 | 40 | 45 |
| Стойкость к истиранию, кг/мкм, не менее | 8,5 | 8,0 | 7,5 | 8,2 | 9,0 | 9,5 | 9,0 | 8,0 | 9,0 | - | - | - | - | - | - | - |
| Защитные свойства пленки (электрохимическим методом) Kf (частотный коэффициент) | 0,92 | 0,92 | 0,92 | 0,92 | 0,93 | 0,95 | 0,93 | 0,91 | 0,93 | 0,92 | 0,92 | 0,93 | 0,94 | 0,92 | 0,90 | 0,92 |
Биоцидный эпоксидный состав для покрытий, включающий органорастворимую эпоксидную эмаль ТАНЭП-5341 или ТАНЭП-622, полигексаметиленгуанидин гидрохлорида в качестве бактерицидного компонента и фунгицид - гексагидро-1,3,5-три-(гидроксиэтил)-триазин, при этом массовое соотношение гексагидро-1,3,5-три-(гидроксиэтил)-триазина и полигексаметиленгуанидина гидрохлорида составляет 1:1, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
| Вышеуказанная органорастворимая эпоксидная эмаль | 100 |
| Полигексаметиленгуанидин гидрохлорида | 1,5-3,0 |
| Гексагидро-1,3,5-три-(гидроксиэтил)-триазин | 1,5-3,0 |
