Антисептик для защиты целлюлозосодержащих материалов

 

Изобретение относится к антисептику для биохимической защиты целлюлозосодержащих материалов от грибов синевы и плесени и может быть использовано в лесопильной и деревообрабатывающей промышленности. Предлагаемый антисептик включает неорганическую часть в виде кальцинированной соды, воду и органическую часть, которая представляет собой смесь продуктов реакции аминирования диметилфосфита и монометилфосфита, при этом компоненты в антисептике взяты при следующем соотношении, мас.%: кальцинированная сода 60-80; смесь продуктов реакции аминилования диметилфосфита и монометилфосфита 10-30; вода 5-10. 1 табл.

Изобретение относится к антисептическим препаратам для защиты целлюлозосодержащих материалов, в частности древесины от грибов синевы и плесени в период ее атмосферной сушки и транспортирования с влажностью выше транспортной, и может быть использовано в лесопильной и деревообрабатывающей промышленности.

Известен антисептический препарат для защиты древесины от грибов синевы и плесени, содержащий, мас. пентахлорфенолят натрия 36,5, трансформаторное или веретеное масло 2,0, этилмеркурхлорид 0,48, едкий натрий 0,5, кальцинированную соду остальное (см.кн. Фломен Е.Е. и др. Защитная обработка сырых пиломатериалов, М. 1970г, с. 4 и 9).

Недостатком этого препарата является то, что он не способен быстро приостанавливать развитие микроорганизмов. Активную основу антисептика составляет пентахлорфенолят натрия, который слабо проникает в древесину и тем самым снижает эффективность препарата в целом. Использование препарата ограничено в промышленности еще и тем, что на микроорганизмы он действует избирательно. При работе с антисептиком необходимо применять специальные меры предосторожности, поскольку он токсичен.

Известна антисептическая композиция для защиты сырой древесины и полиматериалов от гниения, содержащая, мас. пентахлорфенолят натрия 38,0 - 42,0, тиомочевину 10,0-12,0, минеральное масло 2,0 2,5, транфенилфосфат 1,5 2,0 и углекислый натрий 41,5-48,5 (см. авторское свидетельство СССР N 489638, кл. 4В 27 К 3/52, от 3.12.73г.) Недостатком указанного антисептика является то, что активность его проявляется только при высоких концентрациях рабочих растворов. Препарат относится к 1 классу опасности: он токсичен для человека и окружающей среды. Действие антисептика снижается при снижении его концентрации и поэтому при его использовании следует постоянно проводить подпитку рабочих растворов. Качество обработанной древесины в результате такого действия антисептика ухудшается и технология ее переработки усложняется.

Наиболее близким по технической сущности является антисептическая композиция, содержащая, мас. кальцинированную соду 57,5±1, тринатрийфосфат 13,0±1, борную кислоту 5,5±0,5 и алкилдиметилбензиламмоний хлорид 24,0±1. Этот препарат в промышленности выпускают под названием "КАТАН" (см. Технические условия ТУ ОП 13-0273675-29-90, разработанные ВНПО "Союзнаучдревпром", 1990 г.).

Недостатком этого средства, выбранного заявителем в качестве прототипа, является его высокий уровень токсичности. Это обусловлено тем, что активную основу препарата составляет алкилдиметилбензиламмоний хлорид. Указанное соединение обладает кожно-раздражающим и выраженным кожно-резорбтивным действием, вызывая дерматиты. Кроме того, антисептик требует контроля при дозировании и составлении рабочих растворов, что усложняет условия его использования.

Кроме того, антисептические свойства препарата проявляются при концентрациях рабочих растворов от 5 до 8% причем для еловой древесины рабочие растворы должны быть 5-7%-ной концентрации, а для сосновой 6-8% Соединение алкилдиметилбензиламмоний хлорид относится к 2 классу опасности. Безопасный уровень воздействия соединения составляет 0,07 мг/м³, а ПДК в воде водоемов 0,1 мг на 1 л.

Рабочие растворы антисептика имеют pH равный 8,8-9,5. Средний расход антисептика составляет 1,75 кг/м³ древесины. Показатель сохранности поверхности образцов хвойных и лиственных пород заболонной части от деревоокрашивающих и плесневых грибов при 5%-ной концентрации рабочего раствора составляет 88% после выдержки образцов 30 суток и 73% после выдержки в течении 50 суток. При концентрации рабочего раствора антисептика 6 и 8% показатель сохранности образцов через 30 суток составляет 94% а через 50 суток 90% Антисептик по данному изобретению устраняет перечисленные недостатки. Этот антисептик для защиты целлюлозосодержащих материалов от грибов синевы и плесени включает неорганическую часть в виде кальцинированной соли и органическую, которая представляет собой смесь продуктов реакции аминирования диметилфосфита и монометилфосфита, причем антисептик содержит воду и все компоненты взяты при следующем соотношении, мас.

кальцинированная сода 60-80 смесь продуктов реакции аминирования диметилфосфита и менометилфосфита - 10-30 вода 5-10 Кальцинированная сода (карбонат натрия) представляет собой порошок белого цвета, хорошо растворима в воде и нерастворима в большинстве органических растворителей. Применяют это соединение в фармацевтической, кожевенной, резиновой и пищевой промышленности. Кроме того, соду используют для производства стекла, алюминия, моющих средств, очистки нефти и т. д.

Продукт аминирования диметилфосфита и монометилфосфита представляет собой вязкую массу от светло-желтого до коричневого цвета с запахом амина. Температура воспламенения не ниже 200^oC, вспышки 100^oC, плотность при 20^oC-990-998 кг/м³, температура замерзания минус 1-0^oC. Продукт растворим в воде, спирте, ацетоне, аминное число, мг HClO₄/г в пределах 145-165. Показатель ПДК в водоемах рыбного назначения составляет 0,05 мг/дм³ ЛД₅₀-630 мг/кг, безопасный уровень 10 мг/м³, ПДК в водоемах 0,14 мг/м³.

Технология получения продукта аминирования следующая.

В реактор с термообогревом загружают алифатический амин, включают мешалку и подогревают содержимое реактора. Далее вводят в реактор препарат, содержащий не менее 84% диметилфосфита, и препарат, содержащий не менее 15% монометилфосфита. При температуре смеси, равной 75^oC, в течение 2-3 ч проходит реакция аминирования. Окончание реакции определяют по содержанию фосфора в смеси, которое должно быть в пределах 9-10% В результате аминирования диметилфосфита образуется соль алкилдиметилфосфита структурной формулы: , а в результате аминирования монометилфосфита аминная соль алкилмонометилфосфита структурной формулы: Предложенный биоцид является комбинированной композицией, включающей неорганическую часть (кальцинированную соду) и органическую (фосфоросодержащее органическое содержание в виде продукта аминирования диметилфосфита и монометилфосфита). Воду в антисептик вводят для того, чтобы избежать возможности образования пыли при производстве биоцида и при его фасовке, а также для снижения расходной нормы кальцинированной соды.

Биоцид "АСАДФОС" по сравнению со всеми известными комбинированными фосфорорганическими композициями содержит наибольшее количество фосфора. Именно это ставит предложенный биоцид как наиболее эффективным и универсальным антисептиком среди фосфорорганических препаратов. Однако при этом следует учитывать и количественное содержание кальцинированной соды в биоциде, т.е. их соотношение между собой (соды и активной основы).

В технологии использования антисептика возможны варианты не полной обработки поверхности целлюлозосодержащих материалов. Тогда микроорганизмы /грибы/ будут концентрироваться, в основном, в местах поверхности, которая обрабатывалась биоцидом, и тем самым достигается максимальная защита поверхности от грибов синевы и плесени. Таким образом выявлено, что фосфорсодержащее органическое соединение, как продукт аминирования диметилфосфита и монометилфосфита, усиливает функции антисептика, выполняя роль приманки грибов.

Смешение компонентов антисептика проводят в избытке кислотных компонентов. При этом обеспечивается полное связывание аминов, а избыток кислоты нейтрализуется содой. "АСАДФОС" готовят путем смешения всех компонентов его; осуществляют перемешивание соды и вводят фосфорорганическое соединение и воду.

Все компоненты антисептика "АСАДФОС" относятся к умеренным веществам по своей химической активности. Антисептик относится к 3 классу опасности. Он безопасен для человека и окружающей среды, при работе с ним требуются обычные средства и меры защиты, которые рекомендуются при работе с химическими веществами. В промышленности он получил название "АСАДФОС".

Готовый антисептик представляет собой порошок белого цвета. Концентрация водородных ионов 1% -ного раствора (pH) составляет 9-10. Свободные амины отсутствуют. Содержание фосфора, не менее 0,9% Аминное число, мг HClO₄ (хлорная кислота /г продукта) не менее 280, кислотное число, мл КОН/г продукта, не более 210. О качестве антисептика судят по показателю сохранности поверхности образцов древесины, предварительно инфицированных суспензией спор (деревоокрашивающими и плесневыми грибами) и высушенных до первоначальной влажности. Средний расход "АСАДФОС" (антисептика) значительно меньше, чем известного средства (прототипа), что является дополнительным техническим результатом антисептика и преимуществам его перед прототипом. Выявлено, что наибольший эффект по токсичности препарат проявляет при 5-7%-ной концентрации.

Эффект защиты целлюлозосодержащих материалов предложенным антисептиком по сравнению с прототипом значительно выше. Так, при 5%-ной концентрации рабочего раствора и содержании органической части в биоциде 10 мас. эффект защиты через 30 суток выдержки образцов составляет по предложенному антисептику 100% в то время при аналогичных условиях известным антисептиком ("КАТАН") эффект защиты составляет 88% Примеры конкретного выполнения.

Пример 1. В специальный смеситель, снабженный мешалкой, вводят кальцинированную соду, при этом возможно использование и технической соды. Количество соды вводят с учетом количества добавляемой воды. Содержание этих компонентов составляет 80 и 10 мас. соответственно. Смесь тщательно перемешивают и вводят в нее фосфорорганические соединения продукт аминирования диметилфосфита и монометилфосфита, который готовят предварительно. Последний берут в количестве 10 мас. После перемешивания смеси анализируют содержание фосфора в ней, pH и далее затаривают ее в емкости.

Антисептические свойства полученного продукта выражены через показатель сохранности образцов древесины, предварительно пропитанных (инфицированных) суспензией спор и высушенных до первоначальной влажности. Результаты представлены в таблице 1.

Пример 2. Технология смешения компонентов аналогичная примеру 1, с той лишь разницей, что компоненты взяты в следующем количестве: сода 60 мас. вода 10 мас. и органическое соединение -30%
Показатели по эффективности защиты поверхности древесины представлены в таблице 1.

Пример 3. Технология смешения компонентов аналогичная примеру 1, с той лишь разницей, что компоненты взяты в следующем количестве: сода 70 мас. вода 5 мас. и органика 25 мас.

Показатели по эффективности защиты поверхности образцов древесины представлены в таблице 1.

Выявлено, что наибольший эффект защиты древесины достигается при использовании антисептика, в котором компоненты взяты в пределах, указанных в формуле, а при количественных показателях меньше и больше указанных пределов антисептическая активность препарата снижается.

Предложенный антисептик имеет технический результат: по токсичности препарата к грибам синевы и плесени: по расходу его: по безвредности для окружающей среды и человека. Этот препарат расширяет ассортимент комбинированных фосфоросодержащих препаратов и считается перспективным средством для защиты древесины от гниения.

Формула изобретения

Антисептик для защиты целлюлозосодержащих материалов, включающий неорганическую часть в виде кальцинированной соды и органическую, отличающийся тем, что он в качестве органической части содержит смесь продуктов реакции аминирования диметилфосфита и монометилфосфита и дополнительно воду при следующем соотношении компонентов, мас.

Кальцинированная сода 60 80
Смесь продуктов реакции аминирования диметилфосфита и монометилфосфита - 10 30
Вода 5 10а

РИСУНКИ

Рисунок 1