Антисептический раствор для обработки целлюлозосодержащих материалов

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ АНТИСЕПТИЧЕСКИЙ РАСТВОР ДЛЯ ОБРАБОТКИ ЦЕЛЛЮЛОЗОСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ(71) Заявители Государственное научное учреждение Институт химии новых материалов Национальной академии наук Беларуси Государственное научное учреждение Институт микробиологии Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Агабеков Владимир Енокович Тарасевич Владимир Александрович Кулевская Инна Владимировна Гончарова Инесса Адамовна Луговнева Александра Павловна Дайнеко Оксана Анатольевна(73) Патентообладатели Государственное научное учреждение Институт химии новых материалов Национальной академии наук Беларуси Государственное научное учреждение Институт микробиологии Национальной академии наук Беларуси(57) 1. Антисептический раствор для обработки целлюлозосодержащих материалов, включающий полигексаметиленгуанидин гидрохлорид и воду, отличающийся тем, что дополнительно содержит смесь ацетата, хлорида и йодида триметилоктадецил аммония, причем содержание ацетата триметилоктадецил аммония в смеси составляет 72-79 мас. , при следующем соотношении компонентов, мас.полигексаметиленгуанидин гидрохлорид 2,0-5,5 смесь ацетата, хлорида и йодида триметилоктадецил аммония 4-5 вода остальное. 2. Антисептический раствор для обработки целлюлозосодержащих материалов по п. 1,отличающийся тем, что содержит полигексаметиленгуанидин гидрохлорид с молекулярной массой 5000-10000. Изобретение относится к области защиты целлюлозосодержащих материалов, в частности древесины, и картона от воздействия спор грибов различной природы с помощью антисептического раствора и может быть использовано в лесопильной и деревообрабатывающей промышленности, а также при производстве и использовании изделий из дерева и картона. 15096 1 2011.12.30 Известны антисептические растворы (АР) для пропитки древесины на основе продуктов пиролиза нефтяных углеводородов, однако эти соединения являются чрезвычайно токсичными и вследствие этого экологически опасными. Известен антисептический раствор на основе полигексаметиленгуанидин гидрохлорида (ПГМГГХ), однако он обладает недостаточной антифунгальной активностью. Известны дезинфицирующие растворы на основе четвертичных аммониевых солей(ЧАС), представляющих смесь хлоридов алкилацетилпиридиния и их смесей с катамином АБ (смесью алкилдиметилбензиламмоний хлорида с четвертичными аммониевыми солями диметиламина или третичного амина,класс опасности). Все эти соединения обладают повышенной токсикологической активностью, что создает трудности при их использовании. Наиболее близким к заявляемому АР является АР для обработки целлюлозосодержащих материалов, включающий ПГМГГХ, производное гидантоина (биоцид Гидол), неионогенное поверхностно-активное вещество, являющееся продуктом взаимодействия алкилфенолов с окисью этилена, и воду. Известно, что при использовании растворов Гидола в воздушную среду может выделяться формальдегид - вещество высокоопасное,сильно действующее на нервную систему. В неионогенных поверхностно-активных веществах типа ОП-4, ОП-7 или ОП-10 могут присутствовать примеси исходного фенола, которые также являются токсичными и представляют собой эколого-гигиеническую опасность. Задачей заявленного технического решения является получение антисептического раствора для обработки целлюлозосодержащих материалов, обладающего повышенной фунгистатической активностью и экологической безопасностью. Поставленная техническая задача решается тем, что заявленный антисептический раствор, включающий полигексаметиленгуанидин гидрохлорид и воду, дополнительно содержит смесь ацетата, хлорида, йодида триметилоктадецил аммония, причем содержание ацетата триметилоктадецил аммония в смеси составляет 72-79 мас. , при следующем соотношении компонентов, мас.полигексаметиленгуанидин гидрохлорид 2,0-5,5 смесь ацетата, хлорида и йодида триметилоктадецил аммония 4-5 вода остальное. Использованный ПГМГГХ относится к полимерным соединениям (молекулярная масса 5000-10000), малоопасным для человека и окружающей среды. Смесь ацетата, хлорида, йодида триметилоктадецил аммония обозначаем далее как смесь ЧАС. Смесь ЧАС синтезировали на первой стадии метилированием первичного октадециламина, полученный диметилоктадециламин обрабатывали кватернизующим агентом типа йодистого метила, затем в присутствии анионита получали соединение следующей формулы 33 3 Изобретение иллюстрируется следующими примерами. Примеры 1 а-14 а (сравнительные). Для проведения сравнительных испытаний фунгитоксичности готовили отдельно растворы ПГМГГХ и смеси ЧАС в воде, имеющие концентрацию 0-20 , путем введения в воду соответствующей навески ПГМГГХ или смеси ЧАС, тщательного перемешивания в 2 15096 1 2011.12.30 течение двух-трех часов при комнатной температуре и фильтрования. После выстаивания растворов в течение трех часов их использовали для испытаний. Испытание фунгитоксичности проводили экспресс-методом, разработанным в Институте микробиологии НАН Беларуси. На образцы, находящиеся в чашках Петри с увлажненными бумажными фильтрами, помещали агаризованную среду Чапека-Докса,смешанную со спорами тест-культуры. Среду равномерно распределяли по поверхности образца стеклянным шпателем в присутствии сетчатого шаблона. После снятия шаблона на образце оставалась агаровая сетка, представляющая собой тонкий слой питательной среды (высота слоя равна толщине сетки шаблона), разделенный на микроблоки сетью борозд. Чашки инкубировали в термостате с температурой 28 , ежедневно снимая с образцов по 3-4 ячейки агаровой сетки и микроскопируя их в проходящем свете при увеличении в 200-400 раз. Критерием фунгитоксичности служила лаг-фаза тест-культуры, т.е. время от постановки опыта до начала массового прорастания спор. Результаты испытаний приведены в табл. 1 и 2. При этом использовали следующие обозначения- проросшие споры отсутствуют, массовое прорастание спор, гифы образуют сеть,обрастание, видимое невооруженным глазом. Таблица 1 Прорастание спор грибана агаровой сетке, нанесенной на образцы древесины, обработанные растворами с различными концентрациями ПГМГГХ При Концентрация биоциПрорастание спор, сут мер да в пропиточном Лаг-фаза, сут 1 2 3 4 5 6 8 10 10 7 а 10,0 10 Таблица 2 Прорастание спор грибана агаровой сетке, нанесенной на образцы древесины, обработанные растворами с различными концентрациями смеси ЧАС При Концентрация биоциПрорастание спор, сут мер да в пропиточном расЛаг-фаза, сут 1 2 3 4 5 6 8 10 8 14 а 20,0 10 Из приведенных данных видно, что каждый биоцид в отдельности не проявляет высокой фунгистатической активности. 15096 1 2011.12.30 Получение антисептических растворов. Примеры 1-15.соответствующей концентрации для защиты целлюлозосодержащих материалов готовили путем растворения каждого из компонентов ПГМГГХ и смеси ЧАС в воде, смешивания их, перемешивания и добавления воды для доведения до необходимой концентрации. Полученные растворы тщательно перемешивали, фильтровали и использовали после выстаивания в течение трех часов. В табл. 3 приведены концентрации АР, применяемых для обработки целлюлозосодержащих материалов. Таблица 3 Концентрации использованных АР и их применение ПГМГ ГХ,Смесь ЧАС,Пример концентрация концентрация Применение мас.мас.Протодля обработки целлюлозосодержащих материа 2,0-7,0 тип лов для обработки древесины с распилом поперек 1-5 5,0 0,0-4,0 волокон для обработки древесины с распилом вдоль во 6-10 5,0 0,0-4,0 локон 11-13 2,0 0,0-4,0 для обработки картона для защиты от плесени и деревоокрашивающих 14-15 5,0-7,5 4,0-5,0 грибов В качестве целлюлозосодержащих материалов использовали древесину, распиленную поперек волокон (пиломатериалы) и вдоль волокон (лесоматериалы), а также картон. Исследования проводили по описанному выше экспресс-методу. Полученные результаты приведены в табл. 4 и 5. Таблица 4 Прорастание спор грибана агаровой сетке, нанесенной на образцы древесины, разрезанные вдоль и поперек волокон, обработанные композицией,содержащей 5,0 мас.ПГМГГХ и различные концентрации смеси ЧАС Концентрация Прорастание спор, сут Присмеси ЧАС в Распилка Лаг-фаза,мерпропиточном образцов сут 1 2 3 4 5 6 8 10 растворе, мас.1 01 2 1,08 поперек 3 2,0 10 волокон 4 3,0 10 5 4,0 10 6 01 7 1,06 вдоль 8 2,08 волокон 9 3,08 10 4,0 10 Испытания фунгицидной активности АР на образцах картона проводили при использовании тест-культур, указанных в табл. 5. 15096 1 2011.12.30 Таблица 5 Прорастание спор грибов на агаровой сетке, нанесенной на образцы картона,обработанной АР, содержащим 2 мас.ПГМГГХ и 4 мас.смеси ЧАС Тест-культуры грибов, лаг-фаза (сутки) Пример,Смесь ЧАС, мас. Прототип 3 4 3 2 11 2,0 10 10 10 10 12 3,0 10 10 10 10 13 4,0 10 1010 10 Из приведенных в табл. 4 и 5 данных видно, что при сочетании ПГМГГХ и смеси ЧАС наблюдается явление синергизма, что приводит к повышению эффективностикак по сравнению с использованием ПГМГГХ и смеси ЧАС в отдельности, так и по сравнению с прототипом. Биозащитные свойства составов по отношению к плесневым и деревоокрашивающим грибам испытывали экспресс-методом в соответствии с ГОСТ 30028.4-93. Образцы древесины заболони сосны размером 105575 мм с покрытием испытывали в 5 повторностях на трех группах грибов. Первая группа включала следующие виды грибов-,,,,,. Вторая группа включала. Третья группа включала,,,,. Образцы выдерживали в течение 15 суток во влажной камере при относительной влажности 87-90 и температуре 26 . Контролем служили образцы непропитанной древесины. Площадь поражения поверхности образцов при осмотре под микроскопом в отраженном свете при увеличении 200 раз оценивали визуально через 5, 10 и 15 суток инкубации. По окончании испытаний определяли стадию развития грибов по 5-балльной шкале и с учетом характеристик, обозначенных в ГОСТ 30028.4-93 (0 - абсолютно чистые образцы при визуальном осмотре и под микроскопом 1 - визуально чистые образцы при осмотре под микроскопом видны мелкие очаги в виде одного вида грибов, стадия спороношения отсутствует 2 поверхностное развитие мицелия отдельных видов грибов, стадия спороношения отсутствует 3 - обильное разрастание мицелия отдельных видов грибов начало стадии спороношения одного из видов 4 - отчетливо виден рост грибов при визуальном осмотре, различные стадии спороношения большинства видов 5 - глубокое поражение по всей площади образца интенсивное спороношение). Результаты приведены в табл. 6. Таблица 6 Результаты испытаний древесины, пропитанной биозащитными композициями,по ГОСТ 30028.4-93 Вариант пропитки Контроль Прототиппо примеру 14 по примеру 15 15096 1 2011.12.30 Как видно из табл. 6, заявленный АР также превосходит прототип. Из данных, приведенных в примерах 2, 3, 7, 8, 9 видно, что при использовании концентрации АР ниже заявляемой положительного эффекта не наблюдается. Использование более высоких концентраций АР приводит к неоправданному расходу реагентов. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 6