Биоцидный препарат и способ биоцидной обработки поверхности

Биоцидный препарат и способ биоцидной обработки поверхности

Реферат

Изобретение относится к области биотехнологии, а именно к препаратам, обладающим биоцидными свойствами и в связи с этим перспективными для борьбы с бактериальными и грибковыми поражениями древесины, тканых и иных материалов, а также жилых и производственных помещений, а также способам их применения, и может быть использовано в медицине, ветеринарии, текстильной и строительной индустрии, а также смежных отраслях производства.

В настоящее время для борьбы с заражением поверхностей объектов микроорганизмами используют такие препараты, как метафлор, формальдегид, алкамон, хлористые углеводороды и т.п. (Англ. пат. 1476730, 1977, кл. В 27 К 3/50, Пат. ФРГ 2820409, 1981, кл. В 27 К 3/50). Обработку ведут путем обмыва поверхностей растворами биоцидов или обработкой аэрозолями.

Однако указанные препараты не обладают пролонгированным действием, опасны для человека и окружающей среды, малоэффективны в низких концентрациях.

Одной из наиболее перспективных групп биоцидов являются различные производные гуанидина (Англ. пат 821113, 1959, кл. 15 (2) G, А.с. СССР 1184296, 1983, кл. D 06 М 14/04, П.А.Гембицкий. Синтез метацида. Хим. Пром. 1984, №2, с.18-19. Пат. СССР 1687261, 1991, кл. А 61 L 2/16), сочетающие хорошие биоцидные свойства с относительной малотоксичностью. Среди указанных производных наиболее известны полигексаметиленгуанидин (ПГМГ) и его соли с кислотами, в частности гидрохлорид (ПГМГ-Х), глюконат (ПГМГ-Г) и фосфат (ПГМГ-Ф) (А.с. СССР 247463, 1968, кл. А 61 L 2/16, А.с. СССР 1698061, 1991, кл. В 27 К 3/34), предложенные для борьбы с бактериальными загрязнениями.

Следует отметить, что использование биоцидов на основе ПГМГ требует относительно высоких концентраций препарата. Так, антифунгицидное действие отмечается для ПГМГ-Х при концентрациях 1-7% (А.с. СССР 247463, 1968, кл. А 61 L 2/16). Кроме того, отмечается высокая коррозионная активность ПГМГ-Х. Для осуществления биоцидной обработки препарат ПГМГ-Х наносят на поверхность кисточкой или с помощью распылителя, что является способом, наиболее близким к заявляемому для использования разработанной композиции.

Известно использование в строительстве в качестве цементного раствора смеси ПГМГ-Х (до 4% мас.) с алкилбензилдиметиламмоний хлоридом (пат. РФ №2111188, кл. С 04 В 28/02, 1998). Однако получаемый бетон не отличается высокими прочностными характеристиками и экологически небезопасен.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемой композиции является цементный раствор, содержащий наряду с солями кальция (силикатами и алюминатами), добавку ПГМГ-Х в количестве 1-2% от массы цемента (пат РФ №2219141, кл. С 04 В 28/04, 2002).

Недостатком композиции является его низкая биоцидная активность, которая к тому же резко уменьшается со временем, а также наличие в составе соляной кислоты, что делает смесь коррозионно-активной.

Задачей, решаемой автором, являлось создание менее токсичного и более эффективного препарата и способа его применения.

Было найдено, что указанная задача решается путем создания композиции, состоящеий из смеси полигексаметиленгуанидин основания (ПГМГ-ОН), извести и хлористого кальция при следующем соотношении ингредиентов (% мас.):

ПГМГ-ОН	- 7-15
CaCl2	- 3-6
Известь	- остальное

Препарат получают смешением ПГМГ-Х с примерно десятикратным избытком извести, что приводит к нейтрализации соляной кислоты и образованию CaCl₂. При этом ПГМГ в щелочной среде переходит в ПГМГ-ОН.

Введение в композицию ПГМГ-ОН в более низких концентрациях малоэффективно, использование концентрации более 15% возможно, но нецелесообразно по экономическим причинам. Количество хлористого кальция в смеси определяется его выходом по реакции. Вместе с тем можно ожидать, что присутствие катионов кальция с их комплексообразующими свойствами возле связи N=N ПГМГ способно еще более активировать биоцидные свойства гуанидиновой группы.

Существенными отличиями заявляемой композиции, получившей наименование "АНТИПЛЕСЕНЬ ПЛЮС", от прототипа является использование в качестве активного начала водонерастворимого ПГМГ-ОН, распределенного равномерно в массе соединений кальция, обеспечивающих хорошие адгезионные свойства к большинству используемых строительных материалов (бетону, кирпичу, штукатурке и т.п.). При этом отсутствие свободной кислоты, а также нелетучесть и безвредность ПГМГ-ОН позволяет использовать биоцидный компонент в более высоких концентрациях (до 15% от массы композиции), что обеспечивает защиту от любых видов микроорганизмов.

Использование в качестве биоцидного начала водонерастворимых соединений потребовало новой технологии нанесения биоцидного начала на покрытие. В ходе проведенных экспериментов был разработан способ обработки поверхностей, включающий в себя предварительную очистку обрабатываемой поверхности с целью ее освобождения от микроорганизмов, обработку ее 1-5% раствором ПГМГ-Х с последующим нанесением на нее композиции "АНТИПЛЕСЕНЬ ПЛЮС"

В ходе такой обработки на первом этапе исходный материал освобождается от грибковых спор, которые могли бы развиваться в стене, затем поверхность пропитывается раствором ПГМГ-Х, который при нанесении на поверхность "АНТИПЛЕСЕНЬ ПЛЮС" внутри пор стены превращается в ПГМГ-ОН, обеспечивая более прочное закрепление биоцидсодержащего известкового слоя на поверхности.

Предварительная обработка в зависимости от состояния поверхности включает в себя использование хотя бы одной из следующих операций:

- зачистку поверхности механическим путем с помощью кардщеток, шпателей, шлифовальных шкурок и т.п.;

- обработку с помощью губки 0.2-5% раствором ГМГ-Х, содержащим 10-14% перекиси водорода (при наличии на поверхности черных пятен или вкраплений);

- термическую обработку с помощью строительного фена, газовой горелки, паяльной лампы (с целью обеспечения ее обезвоживания и очистки микротрещин).

Нанесение покрытия "АНТИПЛЕСЕНЬ ПЛЮС" на пористую, впитывающую поверхность осуществляется с помощью распылителя; на невпитывающую поверхность (кафель, краска, металл, и т.п.) перед "АНТИПЛЕСЕНЬ ПЛЮС" наносится на предварительно нанесенный слой средства "ПОЛИРОЛЬ" с помощью мягкой ветоши с последующей полировкой заполимеризованного слоя.

После завершения операции производят контроль качества защитного слоя - его поверхность, при нанесении на него воды, должна оставаться сухой.

В процессе эксплуатации при плановых уборках поверхностный защитный слой можно мыть влажной ветошью, не допуская механического повреждения слоя.

Существенными отличиями заявляемого способа от аналогов является предварительное освобождение поверхности от микроорганизмов, а также нанесение после обработки раствором ГМПГ-Х слоя "АНТИПЛЕСЕНЬ ПЛЮС", что обеспечивает формирование на поверхности стабильного при длительной эксплуатации (не менее 2-3 лет) защитного слоя, обладающего биоцидными свойствами.

Свойства получаемого покрытия иллюстрируются следующим примером.

Пример 1. Изучение дезинфицирующих свойств средства проведено в соответствии с методиками, изложенными в сборнике "Методы испытаний дезинфекционных средств для оценки их эффективности и безопасности", Москва, 1998 г., в соответствии с "Нормативными показателями безопасности и эффективности средств, подлежащих контролю при проведении обязательной сертификации" №01-12/75-97 и "Методическими рекомендациями по определению вирулицидной активности препаратов №1119-73 от 06.09.73 г.". В качестве тест-микроорганизмов использовали следующие штаммы: Escherihia coli 1257, Staphylococcus aureus 906, Pseudomonas aeruginosa 15442, Candida albicans 15, Aspergillus niger.

В качестве композиции использовалась композиция "АНТИПЛЕСЕНЬ ПЛЮС", состоящая из разного количества ПГМГ-ОН, хлористого кальция и извести.

Предварительно поверхность подвергалась трехэтапной предварительной обработке и промыванию 2% раствором ПГМГ-Х. Результаты биоцидной обработки приведены в таблице 1.

Таблица 1

	Концентрация %	Среднее количество микроорганизмов после обработки M±m (n=18)	Эффективность обеззараживания, %	Способ предварительной обработки
Тест-объект	ПГМГ-ОН	CaCl2
Staphylococcus aureus 906
Метлахская плитка	7.0	3.0	1	99,99	2
Кирпич	10.0	4.0	1	99,99	2+3
Металл окрашенный	15.0	6.0	0	100	2
Escherihia coli 1257
Метлахская плитка,	7.0	3.0	0	100	2
Бетон	10.0	4.0	3	99,99	2+3
Металл окрашенный	15.0	6.0	0	100	2
Pseudomonas aeruginosa 15442
Метлахская плитка,	7.0	3.0	0	100	2
Бетон	10.0	4.0	1	99,99	2+3
Металл окрашенный	15.0	6.0	0	100	2
Candida albicans 15
Дерево неокрашенное	7.0	3.0	1	99,99	1+2
Бетон	10.0	4.0	1	99,99	2+3
Металл окрашенный	15.0	6.0	0	100	2
Aspergillus niger
Дерево неокрашенное	7.0	3.0	2	99,99	1
Бетон	10.0	4.0	0	100	1+2+3
Штукатурка	15.0	6.0	1	100	2

Результаты обработки через 6 месяцев хранения составили (см. табл.2)

Таблица 2

Тест-объект	Концентрация %	Среднее количество микроорганизмов после обработки M±m (n=18)	Эффективность обеззараживания, %	Способ предварительной обработки
ПГМГ-ОН	CaCl2
Staphylococcus aureus 906
Кирпич	10.0	4.0	25±10	95	2+3
Металл окрашенный	10.0	4.0	10±3	98
Escherihia coli 1257
Бетон	10.0	4.0	20±15	96	2
Металл окрашенный	15.0	6.0	15±4	97	2+3
Pseudomonas aeruginosa 15442
Бетон	10.0	4.0	80±15	90	2
Металл окрашенный	15.0	6.0	20+2	96	2+3
Candida albicans 15
Дерево неокрашенное	10.0	4.0	200±25	80	1+2
Бетон	10.0	4.0	50±10	94	2+3
Aspergillus niger
Дерево неокрашенное	7.0	3.0	150±25	70	1
Бетон	10.0	4.0	50±10	82	1+2+3
Штукатурка	15.0	6.0	60±10	80	2

1. Биоцидная композиция на основе производных полигексаметиленгуанидина и производных кальция, отличающаяся тем, что в качестве производных полигексаметиленгуанидина она содержит полигексаметиленгуанидин-основание, а в качестве производных кальция - смесь извести и хлористого кальция при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Полигексаметиленгуанидин-основание	7-15
Хлористый кальций	3-6
Известь	Остальное

2. Способ биоцидной обработки поверхности, включающий в себя обработку поверхности водным раствором полигексаметиленгуанидин гидрохлорида, отличающийся тем, что с поверхности предварительно удаляют микроорганизмы, а после обработки водным раствором полигексаметиленгуанидин гидрохлорида на поверхность наносят смесь полигексаметиленгуанидин-основания, извести и хлористого кальция.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что предварительную обработку поверхности проводят с использованием хотя бы одной из следующих операций: зачистки поверхности механическим путем с помощью кардщеток, шпателей или шлифовальных шкурок; обработки с помощью губки 0,2-5%-ным водным раствором полигексаметиленгуанидин гидрохлорида, содержащим 10-14% перекиси водорода; термической обработки с помощью строительного фена, газовой горелки или паяльной лампы.

4. Способ по п.2, отличающийся тем, что нанесение смеси полигексаметиленгуанидин основания, извести и хлористого кальция проводят на пористую, впитывающую поверхность с помощью распылителя, а на невпитывающую поверхность на предварительно нанесенный на нее слой средства "ПОЛИРОЛЬ" с помощью мягкой ветоши с последующей полировкой полученного слоя.