Плита, обработанная средством для защиты от насекомых
Изобретение относится к плитам, обработанным средством для защиты от насекомых и используемым в качестве, например, строительных плит. Описана плита с инсектицидными свойствами, полученная путем нанесения на поверхность покрытия, предварительно нанесенного на основу, инсектицидного обрабатывающего раствора, содержащего поверхностно-активное вещество, спирт и инсектицид в водной дисперсии коллоидного кремнезема. При этом инсектицид выбран из класса пиретроидов, а плита представляет собой древесно-волокнистую цементную плиту. Предложенные строительные плиты обладают стойкими и эффективными инсектицидными свойствами. 4 з.п. ф-лы, 1 табл.
Предпосылки создания изобретения
Область техники
Настоящее изобретение относится к плитам, обработанным средством для защиты от насекомых и используемым в качестве, например, строительных плит.
Описание известных технических решений
Плиты, используемые при строительстве зданий, должны быть защищены от воздействия насекомых с тем, чтобы в них не могли проникнуть, например, термиты и подобные им насекомые.
Для придания таким плитам способности противостоять воздействию насекомых обычно используют следующие способы: кроющий состав, содержащий инсектицид, наносят тонким слоем на наружную поверхность окрашенной стальной плиты (например, JP-A-2003-127272); покрытие, содержащее коллоидный кремнезем, гидрофобизирующую добавку на основе силана, средство против муравьев и им подобных насекомых, в составе водной эмульсии на основе смолы наносят на подложку (например, JP-A-1999-256076); а также способ, согласно которому жидкий инсектицид, адсорбированный на силикагеле, наносят на поверхность материала с использованием связующего агента (например, JP-A-2001-158702).
При использовании упомянутых технологий, в которых инсектицид смешивают с кроющим составом и наносят на поверхность материала, возникает проблема, заключающаяся в том, что инсектицид разбавляется смолой, которая является основным компонентом кроющего состава, и поэтому концентрация инсектицида на поверхности покрытия низка, что снижает собственно инсектицидные свойства состава.
Далее при смешивании инсектицида с кроющим составом последний после нанесения на поверхность материала обычно подвергается высушивающему тепловому воздействию в температурном интервале между 100°С и 150°С, которое может приводить к изменению свойств и разрушению инсектицида.
При использовании технологии, в которой частицы силикагеля с адсорбированным жидким инсектицидом наносят на поверхность материала с использованием связующего агента, возможно отделение частиц силикагеля с поверхности связующего агента, что затрудняет обеспечение длительного инсектицидного эффекта.
Сущность изобретения
В качестве решения вышеперечисленных проблем согласно настоящему изобретению предложена плита, защищенная от воздействия насекомых путем нанесения на поверхность покрытия плиты на основу, нанесенную с покрытием, инсектицидного обрабатывающего раствора, содержащего инсектицид в составе водной дисперсии коллоидного кремнезема.
Обычно инсектицидный обрабатывающий раствор приготовляют путем добавления инсектицида в дисперсию коллоидного кремнезема в водно-спиртовом растворителе. В этом случае желательно добавление поверхностно-активного вещества в качестве диспергирующего агента в дисперсию коллоидного кремнезема в водно-спиртовом растовителе.
Способ осуществления
Инсектицидный обрабатывающий раствор в данном изобретении представляет собой жидкость для обработки, в которую добавлен инсектицид в водной дисперсии коллоидного кремнезема, при этом жидкость не содержит кроющего состава, который бы содержал смолу в качестве основного компонента, и, следовательно, инсектицид не разбавлен смолой, а прочно связан в микроскопических неровностях выпукло-вогнутой поверхности коллоидного кремнезема, а коллоидный кремнезем закреплен в слое покрытия на поверхности основы посредством водородных связей.
Технический эффект
В соответствии с изложенным в настоящем изобретении инсектицид присутствует в высокой концентрации на поверхности покрытия основы в коллоидном кремнеземе, выполняющем роль среды, что обеспечивает высокий инсектицидный эффект и позволяет получить плиту, имеющую существенное инсектицидное действие даже при использовании небольшого количества инсектицида. В дополнение к этому, поскольку инсектицид прочно связан на поверхности покрытия через посредство коллоидного кремнезема, используемого в качестве среды, это позволяет получить длительный инсектицидный эффект.
Подробное описание изобретения
Ниже приводится подробное описание изобретения.
Основа (обрабатываемый материал)
Данное изобретение может быть применено к следующим материалам: цементные плиты (цементные плиты с древесно-волокнистым наполнителем), армированные древесными стружками, древесной массой, древесным волокном и т.п., цементные плиты, полученные формованием экструзией, цементные плиты с древесной массой, гипсокартонные листы, плиты на основе силиката кальция, плиты на основе карбоната магния, многослойная древесина, древесно-волокнистые плиты, плиты МДФ, стальные листы, металлические строительные плиты и т.п.
Покрытие наносят на поверхность основы (защищаемого материала). Обычно наносят многослойное покрытие, включающее связующий слой, промежуточный слой, верхний слой и прозрачное покрытие. Рекомендуется использовать водоэмульсионный кроющий состав, например водную эмульсию акриловой смолы или силиконо-акриловой смолы, для связующего слоя, промежуточного слоя, верхнего слоя и прозрачного покрытия. Однако может использоваться и кроющий состав на основе раствора, например состав на основе прозрачного раствора акриловой смолы, а также может использоваться комбинация водоэмульсионного кроющего состава и кроющего состава на основе раствора.
Инсектицидный обрабатывающий раствор
Коллоидный кремнезем как компонент инсектицидного обрабатывающего раствора, описываемого в данном изобретении, представляет собой вещество со следующей структурой: примерно 10 первичных тонкодисперсных частиц с диаметром от 5 до 10 нм формируют вторичную тонкодисперсную частицу с образованием микроскопической выпукло-вогнутой структуры на поверхности. Коллоидный кремнезем может содержать небольшие количества других компонентов, таких как оксид алюминия и диоксид кремния.
В настоящем изобретении предпочтительно добавление спирта в воду, служащую дисперсной средой для коллоидного кремнезема. При этом желательно использовать водорастворимый спирт, например метанол, этиловый спирт или изопропанол. Спирт снижает поверхностное натяжение инсектицидного обрабатывающего раствора, описанного в данном изобретении, и повышает сродство данного раствора к нижележащему слою покрытия, что улучшает смачиваемость инсектицидным обрабатывающим раствором.
Далее согласно данному изобретению предпочтительно добавление в инсектицидный обрабатывающий раствор поверхностно-активного вещества (ПАВ) в качестве диспергирующего агента. В качестве ПАВ может использоваться любое из обычно применяемых анионогенных, неионогенных и катионогенных поверхностно-активных веществ. В качестве анионогенного ПАВ могут использоваться сульфаты высших спиртов (в виде солей натрия или аминов), алкилсульфонаты (соли натрия или аминов), алкилнафталинсульфонаты (в виде солей натрия или аминов), конденсаты алкилнафталинсульфонатов, алкилфосфаты, диалкилсульфосукцинаты, смоляные мыла и соли жирных кислот (соли натрия или аминов). В качестве неионогенного ПАВ могут использоваться полиоксиэтиленовые алкильные эфиры, полиоксиэтиленовые алкилфенольные эфиры, сложные полиоксиэтиленовые эфиры, полиоксиэтиленовые алкиламины, полиоксиэтиленовые алкилоловые амины, полиоксиэтиленовые алкиламиды, алкильные эфиры сорбита и полиоксиэтиленовые алкильные эфиры сорбита. В качестве катионогенного ПАВ могут использоваться октадециламинацетат, ацетаты производных соединений имидазолина, производные полиалкиленполиамина и их соли, октадецилтриметилхлорид аммония, галогениды триметиламиноэтилалкиламида, алкилсульфаты пиридиума и галогениды алкилтриметиламмония. Может использоваться смесь двух или более поверхностно-активных веществ. Приведенный список примеров не является исчерпывающим.
Смесь ПАВ со спиртом снижает поверхностное натяжение в инсектицидном обрабатывающем растворе, описанном в данном изобретении, надлежащим образом способствует диспергированию коллоидного кремнезема в инсектицидном растворе и повышает сродство инсектицидного раствора к нижележащему слою покрытия.
Инсектицидный обрабатывающий раствор, описанный в настоящем изобретении, обычно содержит от 0,1 до 2,0 массовых процентов коллоидного кремнезема, от 2 до 10 массовых процентов спирта, от 0.01 до 0.25 массовых процентов ПАВ и соответствующее количество воды.
При содержании спирта ниже двух массовых процентов смачиваемость инсектицидного обрабатывающего раствора ухудшается, в то время как при содержании спирта, превышающем 10 массовых процентов, повышается испаряемость растворителя, что неблагоприятно с точки зрения процесса нанесения покрытия. При содержании ПАВ ниже 0,01 массового процента эффект снижения поверхностного натяжения и эффект диспергирования коллоидного кремнезема становятся незначительными, если же содержание ПАВ превышает 0,25 массового процента, то пленка, формируемая инсектицидным покрытием, не будет обладать необходимой прочностью, водонепроницаемостью, устойчивостью и т.п. Таким образом, необходимо, чтобы инсектицидный обрабатывающий раствор обладал поверхностным натяжением не выше 20 дин/см при 25°С.
Инсектицид, входящий в состав инсектицидного обрабатывающего раствора, может быть выбран специалистом в зависимости от конкретной решаемой задачи, условий эксплуатации, типа насекомых, обитающих в той или иной климатической зоне, и т.п. Инсектицид предпочтительно выбирают из соединений пиретроидов в целях безопасности для человека. Среди возможных соединений такого типа можно упомянуть перметрин, аллетрин, трарометрин силафлюофен, блок этофена, фенотрин и т.п. Другие известные классы инсектицидов, использовавшиеся ранее или использующиеся в настоящее время с целью защиты строительных материалов (в частности, древесины), также могут быть использованы в рамках настоящего изобретения. Например, известны хлорорганические инсектициды, обладающие повышенной активностью и устойчивостью к разложению, которые, несмотря на повышенную токсичность, до сих пор могут использоваться в ряде случаев. Стройматериалы, обработанные такими инсектицидами, могут найти широкое применение для строительства сооружений, не предназначенных для проживания и работы в них людей (оградительные сооружения, трансформаторные подстанции и т.п.) в регионах с повышенной «биологической коррозией». Кроме того, инсектициды, широко применяемые в бытовой химии (средства от моли, средства, используемые для выведения блох и клещей у домашних животных, и т.п.), также могут успешно использоваться для защиты строительных материалов.
Содержание инсектицида в инсектицидном обрабатывающем растворе обычно составляет от 0.01 до 5 массовых процентов.
Применение инсектицидного обрабатывающего раствора
После нанесения покрытия на обрабатываемый материал покрытие обычно подвергают процессу высушивания путем нагревания до температуры 100-150°С. После высушивания покрытия нагреванием обрабатываемый материал охлаждают до нормальной температуры. Инсектицидный обрабатывающий раствор начинают наносить после того, как температура покрытия опускается до не более 80°С, а желательно до не более 70°С. При температурах не выше указанной отсутствует угроза термического разрушения инсектицида. Хотя инсектицидный обрабатывающий раствор обычно наносят методом распыления, могут использоваться и другие известные способы, например, с использованием грунтовальной машины или роликового устройства.
Ограничений в отношении количества наносимого вещества не устанавливается, хотя обычно используется столько раствора, сколько необходимо для получения толщины инсектицидного покрытия в пределах от 30 до 80 нм после нанесения покрытия и его высушивания.
Ниже приводятся примеры, поясняющие сущность настоящего изобретения более детально.
Были приготовлены следующие инсектицидные обрабатывающие растворы.
| Инсект. обр. р-р 1 | Инсект. обр. р-р 2 | |
| Коллоидный кремнезем (размер вторичных частиц: 5 мкм) | 2% по массе | 2% по массе |
| Инсектицид (перметрин) | 0.2% по массе | 0.02% по массе |
| Этанол | 4% по массе | 4% по массе |
| ПАВ* | 0.02% по массе | 0.02% по массе |
| Остальное | вода | вода |
| *Полиэтиленалкилфенольный эфир |
На поверхность древесно-волокнистой цементной плиты, подлежащей обработке, наносили покрытие, состоящее из связующего слоя, промежуточного слоя и верхнего слоя (состав - водная эмульсия акриловой смолы), и далее прозрачное покрытие на основе раствора акриловой смолы, после чего высушивали материал нагреванием в калильной печи до температуры 100-110°С.
После высушивания нагреванием обработанный материал извлекали из калильной печи и охлаждали при комнатной температуре. После того как температура поверхности прозрачного покрытия опускалась до 65°С, на эту поверхность методом распыления наносили инсектицидные обрабатывающие растворы 1 и 2. После этого обрабатываемый материал оставляли при нормальной температуре, с тем чтобы дать инсектицидному раствору высохнуть благодаря остаточному теплу прозрачного покрытия. Таким образом, происходило формирование инсектицидного слоя толщиной 50 нм на двух образцах (с инсектицидными обрабатывающими растворами 1 и 2 соответственно).
Для сравнительного анализа приготовляли следующие несколько образцов: сравнительный образец 1 без нанесения инсектицидного обрабатывающего раствора (необработанный образец); сравнительный образец 2, в котором на обрабатываемый материал было нанесено прозрачное покрытие, содержащее 0,2 массовых процента перметрина; сравнительный образец 3, в котором перметрин был нанесен непосредственно на поверхность обрабатываемого материала; и сравнительный образец 4, в котором инсектицидный обрабатывающий раствор 1 был нанесен на обрабатываемый материал аналогично образцу 1, причем температура поверхности покрытия составляла 80°С.
Длительность инсектицидного эффекта оценивали на образцах 1, 2 и на сравнительных образцах 1-4.
Метод оценки соответствовал методу испытаний, утвержденному Японским центром коммунальной гигиены.
Инсектицидный эффект на каждом образце измеряли сразу после нанесения и высушивания инсектицидного обрабатывающего раствора, после того как обрабатываемый материал пробыл на открытом воздухе в течение 40 дней и после того как он пробыл на открытом воздухе в течение 6 месяцев. Эксперимент был начат 1 мая 2004 года и окончен спустя 6 месяцев, т.е. 1 ноября 2004 года.
Результаты оценки приведены в Таблице 1.
| Таблица 1 | |||
| Инсектицидный эффект | |||
| Сразу после нанесения | Через 40 дней | Через 6 месяцев | |
| Образец 1 | 96.3 | 87.4 | 76.2 |
| Образец 2 | 95.6 | 86.6 | 74.3 |
| Сравнительный Образец 1 | 0 | 0 | 0 |
| Сравнительный Образец 2 | 97.9 | 88.6 | 68.4 |
| Сравнительный Образец 3 | 100 | 87.4 | 61.4 |
| Сравнительный Образец 4 | 89.7 | 81.2 | 71.1 |
Инсектицидный эффект (%) рассчитывали исходя из следующего уравнения 1.
Уравнение 1
*контрольный образец: сравнительный образец 1
Данные, приведенные в Таблице 1, демонстрируют, что инсектицидный эффект в образцах 1 и 2 различался незначительно, и что в обоих образцах хороший инсектицидный эффект сохранялся в течение даже более 6 месяцев. Таким образом, было установлено, что между количеством используемого инсектицида и инсектицидным эффектом нет существенной корреляции.
В отношении сравнительного образца 2, в котором инсектицид был добавлен в состав покрытия, было установлено существенное снижение инсектицидного эффекта спустя 6 месяцев. В отношении сравнительного образца 3, в котором инсектицид был нанесен напрямую на поверхность материала, было установлено еще более существенное снижение инсектицидного эффекта спустя 6 месяцев. В отношении сравнительного образца 4, в котором инсектицидный обрабатывающий раствор 1 был нанесен при температуре поверхности покрытия, равной 80°С, было установлено разрушение инсектицида под воздействием тепла, вследствие чего инсектицидный эффект в данном образце был ниже, чем в образце 1.
Промышленная применимость
Настоящее изобретение придает строительным плитам длительно сохраняющиеся и эффективные инсектицидные свойства, в силу чего может считаться применимым в промышленном масштабе.
1. Плита с инсектицидными свойствами, полученная путем нанесения на поверхность покрытия, предварительно нанесенного на основу, инсектицидного обрабатывающего раствора, содержащего поверхностно-активное вещество, спирт и инсектицид в водной дисперсии коллоидного кремнезема.
2. Плита с инсектицидными свойствами по п.1, отличающаяся тем, что инсектицидный обрабатывающий раствор приготовлен путем добавления инсектицида в дисперсию коллоидного кремнезема в смесевом водно-спиртовом растворителе.
3. Плита с инсектицидными свойствами по п.2, отличающаяся тем, что смесевой водно-спиртовой растворитель дополнительно содержит поверхностно-активное вещество в качестве диспергирующего агента.
4. Плита с инсектицидными свойствами по п.1, отличающаяся тем, что инсектицид выбран из класса пиретроидов.
5. Плита с инсектицидными свойствами по п.1, отличающаяся тем, что плита представляет собой древесноволокнистую цементную плиту.
