Биоцидный эпоксидный состав для покрытий

Биоцидный эпоксидный состав для покрытий

Реферат

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 1Примеры биоцидного эпоксидного состава для покрытий
№№ составов	Эпоксидная эмаль (марки), мас.ч.	ПГМГ, мас.ч.	Ремацид, мас.ч.
1 (исходный)	ТАНЭП-5341100	0	0
2	ТАНЭП-5341100	0,7	0
3	ТАНЭП-5341100	0	1,5
4	ТАНЭП-5341100	1,0	1,0
5	ТАНЭП-5341100	1,5	1,5
6	ТАНЭП-5341100	2,0	2,0
7	ТАНЭП-5341100	2,5	2,5
8	ТАНЭП-5341100	3,0	3,0
9	ТАНЭП-5341100	3,5	3,5
10	ТАНЭП-622100	1,0	1,0
11	ТАНЭП-622100	1,5	1,5
12	ТАНЭП-622100	2,0	2,0
13	ТАНЭП-622100	2,5	2,5
14	ТАНЭП-622	3,0	3,0
	100
15	ТАНЭП-622100	3,5	3,5
16 (исходный)	ТАНЭП-622100	0	0
Таблица 2Показатели 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 3Технические 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