Состав антисептический для пропитки древесины
Владельцы патента RU 2256552:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Уфимский государственный нефтяной технический университет (ГОУ ВПО УГНТУ) (RU)
Использование: антисептические составы на основе нефтяных пропиточных материалов для защиты от поражения грибками и бактериями, в частности для пропитки деревянных шпал и брусьев. Сущность изобретения: антисептик содержит в качестве широкой фракции органического происхождения высоковязкую смолу, являющуюся отходом производства переработки алкилбензола, в смеси с органическим разбавителем маловязкой этилбензольной смолой, широкую нефтяную маслянистую фракцию 220-450°С термического происхождения в смеси со среднедистиллятной фракцией 180-350°С термокаталитического происхождения, и бензил(4-метилен-1,3-диоксоланил)амин в количестве 2-3 мас.%. Технический результат - увеличение биоцидных свойств антисептика. 1 з.п. ф-лы, 4 табл., 1 ил.
Изобретение относится к составам нефтяных пропиточных материалов и может быть использовано для защиты древесины от поражения грибами и бактериями, в частности для пропитки деревянных шпал и брусьев.
Известен нефтяной пропиточный материал (антисептик) на основе каменноугольного масла. Каменноугольное масло, применяемое для пропитки шпал, представляет собой смесь поглотительного масла (25 об.%) и антраценовой фракции (75 об.%), являющейся разбавителем [1]. Эти фракции получаются в процессе ректификации каменноугольной смолы, образующейся при термическом коксовании углей с целью получения доменного кокса.
Химический состав поглотительного масла (фракция 235-300°С) и антраценовой фракции (фракция 280-360°С), а также каменноугольного шпалопропиточного масла приведен в табл.1.
| Таблица 1. Химический состав каменноугольного шпалопропиточного масла и компонентов, его составляющих | |||
| Компоненты | Поглотительное масло | Антраценовая фракция | Каменноугольное шпалопропиточное масло |
| Нейтральная часть | |||
| Высшие гомологи | 0,48 | 0,39 | 0,42 |
| Нафталин | 19,10 | 1,97 | 6,28 |
| а-метилнафталин | 5,48 | 0,78 | 1,96 |
| Р-метилнафталин | 8,11 | 1,18 | 2,90 |
| Другие гомологи... | 7,45 | 1,44 | 2,94 |
| Индол | 1,73 | 0,13 | 0,53 |
| Дифенил | 2,54 | - | 0,63 |
| Аценафтен | 12,73 | 1,93 | 4,63 |
| Флуорен | 0,04 | 2,35 | 3,28 |
| Дифениленоксид | 4,4 | 1,25 | 2,05 |
| Антрацен | 0,79 | 4,97 | 3,92 |
| Фенантрен | 0,96 | 21,22 | 16,16 |
| Карбазол | 0,52 | 5,69 | 4,40 |
| Пирен | - | 5,37 | 4,03 |
| Другие: | |||
| Высококипящие. | 14,99 | 40,35 | 34,02 |
| Непредельные | 3,07 | - | 0,76 |
| Сернистые соединения | 3,22 | 5,43 | 4,87 |
| Фенол | 0,14 | - | 0,03 |
| 0-крезоп | 0,24 | - | 0,06 |
| М-крезол | 0,32 | - | 0,08 |
| П-Крезол | 0,19 | - | 0,06 |
| Ксиленолы | 0,76 | 0,28 | 0,40 |
| Высококипящие фенолы | 1,95 | 2,52 | 2,37 |
| основания | |||
| Гомологи пиридина | 0,24 | - | 0,06 |
| Хинолин | 1,15 | 0,05 | 0,33 |
| Гомологи хинолина | 1,39 | 0,214 | 0,53 |
| Другие основания | 2,02 | 2,41 | 2,31 |
Недостатком является низкая степень защиты шпал и брусьев древесины от поражения грибами и бактериями, каменноугольное масло по степени воздействия на организм человека относится к первому (чрезвычайно опасное вещество).
Известен антисептик на нефтяной основе на смоляной основе с термическим маслом "АСТМ", обладающий защитными (биоцидными) и пропитывающими (проникающими) свойствами по отношению к древесине на уровне, не уступающем каменноугольному шпалопропиточному маслу, являющийся однородной смесью продуктов нефтяного и нефтехимического происхождения с высокой степенью агрегативной устойчивости (не расслаивается, осадка не образует) [2]. Антисептик нефтяной пропиточный на смоляной основе с термическим маслом "АСТМ", включающий широкую фракцию органического происхождения в смеси с разбавителем, содержит в качестве широкой фракции органического происхождения высоковязкую смолу переработки алкилбензола в смеси с маловязкой этилбензольной смолой в качестве органического разбавителя и широкую нефтяную маслянистую фракцию (220-450°С) термического происхождения в смеси с среднедистиллятной нефтяной фракцией (180-350°С) термокаталитического происхождения в качестве органического разбавителя при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Высоковязкая смола переработки алкилбензола
и маловязкая этилбензольная смола 40-50
Широкая нефтяная маслянистая фракция (220-450°С)
термического происхождения и среднедистиллятная
нефтяная фракция (180-350°С) термокаталитического
происхождения 50-60
причем высоковязкую смолу переработки алкилбензола в смеси с маловязкой этилбензольной смолой он содержит при следующих
соотношениях, мас.%:
Высоковязкая смола переработки алкилбензола 60-80
Маловязкая этилбензольная смола 20-40
а широкую нефтяную маслянистую фракцию (220-450°С)
термического происхождения в смеси со среднедистиллятной нефтяной фракцией (180-350°С) он содержит при следующих соотношениях компонентов, мас.%:
Широкая нефтяная маслянистая фракция (220-450°С) 80-85
Среднедистиллятная нефтяная фракция (180-350°С) 15-20
Химический состав "АСТМ" приведен в табл.2.
Антисептик нефтяной пропиточный "АСТМ" получают путем смешения высоковязкой смолы переработки алкилбензола, широкой маслянистой фракции 220-440°С термического происхождения в качестве широких фракций органического происхождения и маловязкой этилбензольной смолы, производства этилбензола, среднедистиллятной фракции 180-350°С термокаталитического происхождения в качестве разбавителей.
Недостатком антисептика нефтяного пропиточного "АСТМ" является низкая степень защиты шпал и брусьев древесины от поражения грибами и бактериями.
Задача изобретения заключается в увеличении биоцидных свойств антисептика нефтяного пропиточного "АСТМ" на смоляной основе с термическим маслом путем добавления бензил(4-метилен-1,3-диоксоланил)амина.
Сущность изобретения заключается в том, что состав антисептический для пропитки древесины на основе антисептика нефтяного пропиточного "АСТМ" на смоляной основе с термическим маслом, включающий широкую фракцию органического происхождения в смеси с разбавителем, согласно изобретения дополнительно содержит бензил(4-метилен-1,3-диоксоланил)амин в количестве 2-3 мас.% при следующем соотношении компонентов:
бензил(4-метилен-1,3-диоксоланил)амин 2-3 мас.%
антисептик нефтяной пропиточный "АСТМ" остальное
В качестве широкой фракции органического происхождения антисептик нефтяной пропиточный "АСТМ" содержит высоковязкую смолу переработки алкилбензола в смеси с маловязкой этилбензольной смолой в качестве органического разбавителя и широкую нефтяную маслянистую фракцию (220-450°С) термического происхождения в смеси с среднедистиллятной нефтяной фракцией (180-350°С) термокаталитического происхождения в качестве органического разбавителя при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Высоковязкая смола переработки алкилбензола
и маловязкая этил-бензольная смола 40-50
Широкая нефтяная маслянистая фракция (220-450°С)
термического происхождения и среднедистиллятная
нефтяная фракция (180-350°С) термокаталитического
происхождения 50-60
причем высоковязкую смолу переработки алкилбензола в смеси с маловязкой этилбензольной смолой он содержит при следующих соотношениях, мас.%:
Высоковязкая смола переработки алкилбензола 60-80
Маловязкая этилбензольная смола 20-40
а широкую нефтяную маслянистую фракцию (220-450°С) термического происхождения в смеси со среднедистиллятной нефтяной фракцией (180-350°С) он содержит при следующих соотношениях компонентов, мас.%:
Широкая нефтяная маслянистая фракция (220-450°С) 80-85
Среднедистиллятная нефтяная фракция (180-350°С) 15-20
Известно, что азотсодержащие производные 1,3-диоксоланов обладают совокупностью ценных свойств и находят применение в качестве эффективных ингибиторов, антиоксидантов, поверхностно-активных веществ, биоцидов [3].
Авторами синтезировано новое соединение на основе 4-хлорметил - 1,3-диоксолана бензил(4-метилен-1,3-диоксоланил)амин. Бензил(4-метилен-1,3-диоксоланил)амин получают взаимодействием 4-хлорметил - 1,3- диоксолана с бензиламином
Бензил(4-метилен-1,3-диоксоланил)амин - бесцветная маслянистая жидкость, нерастворима в воде, температура кипения составляет 195°С.
Для качественного и количественного анализа исходных соединений и продуктов реакции использовали хроматограф с пламенно-ионизационным детектором. Спектральные измерения проводили на спектрометре “Tesla BS527”.
Препарат получают прямым компаундированием исходных компонентов при комнатной температуре и перемешивании в течение 1 часа, в следующих соотношениях:
"АСТМ" 99,5 мас.% + бензил(4-метилен-1,3-диоксоланил)амин 0,5 мас.%;
"АСТМ" 99 мас.%. + бензил(4-метилен-1,3-диоксоланил)амин 1 мас.%;
"АСТМ" 98 мас.%. + бензил(4-метилен-1,3-диоксоланил)амин 2 мас.%;
"АСТМ" 97 мас.% + бензил(4-метилен-1,3-диоксоланил)амин 3 мас.%.
Испытания нового препарата на грибостойкость проводились в соответствии с ГОСТ 9.050-75 [4].
Образцы древесины для испытания должны иметь форму пластин размером 25×5 мм. Для испытаний были использованы образцы древесных пород различных классов стойкости по отношению к поражению грибами
| Класс | Порода древесины |
| Стойкие | Обыкновенная сосна |
| Среднестойкие | Ель |
| Малостойкие | Береза |
| Нестойкие | Липа |
Образцы обрабатывают исследуемым веществом с добавлением бензил(4-метилен-1,3-диоксоланил)амина в концентрации 0,5-3 мас.%, контролем служит необработанная древесина.
Для испытания применялись следующие микромицеты:
Aspergillus niger, Altemaria sp., Fusarium sр.№56, Penicillium chrysogenum, Trichoderma viride.
Среду Чапека - Докса с агаром разливают в чашки Петри. Затем готовят суспензию спор грибов с титром 106 кл/мл. В чашки Петри вносят образцы древесины, переносят в бокс, и поверхность образцов и среды заражают приготовленной суспензией спор грибов. Продолжительность испытаний с момента установления режима при определении фунгицидных свойств - 14 сут.
Антисептик обладает фунгицидными свойствами, если вокруг образца на питательной среде наблюдается ингибиторная зона (зона отсутствия развития грибов) или на поверхности или краях образца наблюдается развитие грибов, оцениваемое 0 и 1 по пятибальной шкале:
0 баллов - совершенно стойкие образцы - отсутствие изменений;
1 балл - стойкие образцы- незначительные изменения цвета, поверхностные точки и пятна обрастания до 1% поверхности;
2 балла - удовлетворительно-стойкие образцы - появление точек и пятен обрастания 1...5% поверхности;
3 балла - пониженно-стойкие образцы - сплошное обрастание до 10% поверхности;
4 балла - нестойкие - сплошное обрастание 10...50% поверхности;
5 баллов - совершенно нестойкие образцы - сплошное обрастание более 50% поверхности.
| Таблица 3. Оценка грибостойкости образцов древесины | ||
| Пропиточное вещество | Порода древесины | Грибостойкость балл |
| АСТМ | сосна | 4 |
| ель | 4 | |
| береза | 5 | |
| липа | 5 | |
| АСТМ+0,5%бензил(4-метилен-1,3-диоксоланил)амина | сосна | 3 |
| ель | 3 | |
| береза | 4 | |
| липа | 4 | |
| АСТМ+1% бензил(4-метилен-1,3-диоксоланил)амина | сосна | 1 |
| ель | 2 | |
| береза | 2 | |
| липа | 3 | |
| АСТМ+2% бензил(4-метилен-1,3-диоксоланил)амина | сосна | 0 |
| ель | 0 | |
| береза | 1 | |
| липа | 2 | |
| АСТМ+3% бензил(4-метилен-1,3-диоксоланил)амина | сосна | 0 |
| ель | 0 | |
| береза | 0 | |
| липа | 1 | |
| Контроль:необработанная древесина | сосна | 5 |
| ель | 5 | |
| береза | 5 | |
| липа | 5 |
На чертеже представлены образцы древесины, обработанные антисептиком в концентрации 0,5%(а), 1%(б), 3%(в), и без обработки (г) в агаризованной питательной среде.
Как видно из приведенных данных, добавка бензил(4-метилен-1,3-диоксоланил)амина к известному нефтяному пропиточному антисептику "АСТМ" значительно улучшает его антисептические свойства, а при концентрации бензил(4-метилен-1,3-диоксоланил)амина 2% наблюдается полное подавление роста грибов для всех классов древесины.
Были исследованы бактерицидные свойства нового препарата по отношению к сульфатвосстанавливающим бактериям (СВБ) по известной методике [5].
В качестве СВБ использовалась культура Desulfovibrio desulfuricans ВКМВ-1388.
Бактерицидная активность определялась следующим образом: в среду, содержащую СВБ, в стерильных условиях вводили АСТМ с добавкой бензил(4-метилен-1,3-диоксоланил)амина в различных концентрациях: 1, 2, 3 мас.%. Готовый препарат вносили в количестве, чтобы его содержание в колбе объемом 100 мл составляло 0.1, 0.2, 0.3 мас.%, тогда концентрация бензил(4-метилен-1,3-диоксоланил)амина в колбе составит 0.01, 0.02, 0.03 мас.%. Одновременно с этим ставилась контрольная проба без добавки бактерицида. Через 15 суток определяли бактерицидную активность. Бактерицидная активность оценивалась по величине степени подавления роста СВБ.
| Таблица 4. Оценка бактерицидных свойств нового препарата | |
| Вещество | Степень подавления роста,% |
| АСТМ | 50 |
| АСТМ+1% бензил(4-метилен-1,3-диоксоланил)амина | 80 |
| АСТМ+2% бензил(4-метилен-1,3-диоксоланил)амина | 100 |
| АСТМ+3% бензил(4-метилен-1,3-диоксоланил)амина | 100 |
Как видно из приведенных данных, добавка бензил(4-метилен-1,3-диоксоланил)амина к известному нефтяному пропиточному антисептику "АСТМ" значительно улучшает его бактерицидные свойства, а при концентрации бензил(4-метилен-1,3-диоксоланил)амина 2 мас.% наблюдается полное подавление роста СВБ.
Предлагаемое изобретение может быть использовано для пропитки древесины, в частности для пропитки деревянных шпал и брусьев с целью защиты их от поражения грибами и бактериями на шпалопропиточных заводах.
Литература
1. ГОСТ 2770-74. Масло каменноугольное для пропитки древесины.
2. Пат. 2093353. Антисептик нефтяной пропиточный АСТМ для древесины./ Л.В.Долматов, А.Ф.Ахметов, В.С.Терентьев, О.С.Фадеева.
3. Ильичев В.Д., Бочаров Б.В., Анисимов А.А. Биоповреждения. - М.: Высшая школа, 1987. - С.247, 311, 312.
4. ГОСТ 9.050-75. Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия лакокрасочные. Методы лабораторных испытаний на стойкость к воздействию плесневых грибов.
5. Егоров П.А. Практикум по микробиологии. - М.: МГУ, 1983. - С.67-70.
1. Состав антисептический для пропитки древесины на основе антисептика нефтяного пропиточного "АСТМ" на смоляной основе с термическим маслом, содержащий широкую фракцию органического происхождения в смеси с разбавителем, отличающийся тем, что дополнительно содержит бензил(4-метилен-1,3-диоксоланил)амин при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Бензил(4-метилен-1,3-диоксоланил)амин 2-3
Антисептик нефтяной пропиточный "АСТМ" Остальное
2. Состав по п.1, отличающийся тем, что в качестве широкой фракции органического происхождения он содержит высоковязкую смолу переработки алкилбензола в смеси с маловязкой этилбензольной смолой в качестве органического разбавителя и широкую нефтяную маслянистую фракцию (220-450°С) термического происхождения в смеси с среднедистиллятной нефтяной фракцией (180-350°С) термокаталитического происхождения в качестве органического разбавителя при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Высоковязкая смола переработки алкилбензола
и маловязкая этилбензольная смола 40-50
Широкая нефтяная маслянистая фракция (220-450°С)
термического происхождения и среднедистиллятная
нефтяная фракция (180-350°С)термокаталитического
происхождения 50-60
причем высоковязкую смолу переработки алкилбензола в смеси с маловязкой этилбензольной смолой он содержит при следующих соотношениях, мас. %:
Высоковязкая смола переработки алкилбензола 60-80
Маловязкая этилбензольная смола 20-40
а широкую нефтяную маслянистую фракцию (220-450°С) термического происхождения в смеси со среднедистиллятной нефтяной фракцией (180-350°С) он содержит при следующих соотношениях компонентов, мас. %:
Широкая нефтяная
маслянистая фракция (220-450°С) 80-85
Среднедистиллятная
нефтяная фракция (180-350°С) 15-20
