Биоцидная композиция, способ получения такой композиции и способ подавления роста микроорганизмов в водоосновных системах
Изобретение относится к биоцидным композициям. Биоцидная композиция содержит: эффективное количество биоцида, выбранного из одного или нескольких 3-йод-2-пропинилбутилкарбамата (IPBC), октилизотиазолинона (OIT), дийодметил-р-толилсульфона (DIMTS), биоцидов на основе триазина, таких как тербутрин, цибутрин и прометрин, азолов, таких как пропиконазол, дифеноконазол, ципроконазол и тебуконазол, 2,2-дибром-3-нитрилопропионамида (DBNPA), 2-бром-2-нитропропан-1,3-диола (бронопола), и 2,2-дибром-3-нитрилопропионамида; и алкилполигликолевую жидкость-носитель формулы (I) R-O-(AO)n-H, где R является С1-С3 алкилом; АО является этиленоксидной группой и n является средним числом повторяющихся АО элементарных звеньев и равно, по меньшей мере, 4. Композицию получают смешиванием ингредиентов. Композицию добавляют в водоосновные системы для подавления роста микроорганизмов. Изобретение позволяет понизить вязкость и летучесть композиции при высоких концентрациях активных веществ. 3 н. и 7 з.п. ф-лы. 8 табл., 9 пр.
Область изобретения
Изобретение относится к стабильным биоцидным композициям, которые содержат, по меньшей мере, один биоцид и алкилполигликоль. Новые композиции показывают низкую летучесть органических соединений («VOCs») и низкие вязкости при высокой активной концентрации.
Предшествующий уровень техники изобретения
Многие промышленные биоцидные композиции, используемые в настоящее время, составляют смесь с органическими растворителями, которые являются летучими органическими соединениями (VOCs). Например, органические растворители, такие как нефтяные дистилляты, диметилсульфоксид (DMSO), гликолевые эфиры, N-метилпирролидон (NMP) и пропиленгликоль (PG), обычно используют для получения коммерчески доступных биоцидных композиций 3-йод-2-пропинилбутилкарбамата (IPBC), октилтиазолинона (OIT), дихлороктилизотиазолинона (DCOIT), 2-бром-2-нитро-1,3-пропандиола (бронопола) и 2,2-дибром-3-нитрилопропионамида (DBNPA), все важные биоциды используемые в обработке и предохранении от порчи красок и покрытий, древесины и других промышленных применениях.
Летучие органические соединения вносят вклад в загрязнение воздуха, когда выбрасываются в окружающую среду и их использование в красках и покрытиях, в частности, становится менее желаемым. Поставщики противомикробных препаратов отвечают отчасти разработкой водных дисперсий плохо растворимых биоцидов и/или растворов биоцидов с низколетучими растворителями (например, полиэтиленгликолем (PEG) и PEG/вода). Водные дисперсии биоцидов, однако, часто страдают проблемами стабильности, и также часто является сложным эффективно и равномерно диспергировать биоцид в связующем материале, подвергающемся обработке.
Биоцидные растворы на основе полиэтиленгликолей (PEG) обеспечивают сниженную летучесть органических соединений (VOCs), но имеют более высокие вязкости, которые являются недостатками для обработки конечными пользователями. Композиции на основе полиэтиленгликолей (PEG) также являются ограниченными в терминах активной биоцидной концентрации из за высокой вязкости, обусловленной полиэтиленгликолем (PEG).
Таким образом, существует потребность в биоцидных растворах, которые имеют низкую летучесть органических соединений и которые могут быть составлены при высоких концентрациях и с более низкими вязкостями относительно эквивалента композиций на основе полиэтиленгликолей (PEG).
Сущность изобретения
Изобретение относится к биоцидной композиции, содержащей эффективное количество биоцида, выбранного из одного или нескольких из: 1,2-дибром-2,4-дицианобутана, N-бутил-1,2-бензизотиазолин-3-она (бутил-BIT), ортофенилфенола (OPP), 3-йод-2-пропинилбутилкарбамата (IPBC), октилизотиазолинона (OIT), дихлороктилизотиазолинона (DCOIT), хлорталонила, β-тубулиновых ингибиторов, таких как карбендазим и тиабендазол, дийодметил-р-толилсульфона (DIMTS), биоцидов на основе триазина, таких как тербутрин, цибутрин и прометрин, биоцидов на основе диметилмочевины, таких как диурон, изопротурон, хлортолурон и флюометурон, азолов, таких как пропиконазол, дифеноконазол, ципроконазол и тебуконазол, 2,2-дибром-3-нитрилопропионамида (DBNPA), 2-(тиоцианометилтио)бензотиазола (TCMTB), пиритионов, таких как цинкпиритион, 2-бром-2-нитропропан-1,3-диола (бронопола), и 2,2-дибром-3-нитрилопропионамида; совместно с алкилполигликолевой жидкостью-носителем формулы (I):
R-O-(AO)n-H,
где R является C1-C3алкилом; AO является этиленоксидной группой, пропиленоксидной группой, бутиленоксидной группой, или блок- или статистическим сополимером двух или более групп, выбранных из этиленоксидной группы, пропиленоксидной группы и бутиленоксидной группы; и n является средним числом повторяющихся AO элементарных звеньев и равно, по меньшей мере, 4.
Другие примеры осуществлений и преимуществ изобретения могут быть определены рассмотрением настоящего раскрытия сущности.
Краткое описание фигуры
Фиг. 1 показывает границу фазового перехода, полученную из трехкомпонентной фазовой диаграммы для примера осуществления изобретения.
Подробное описание изобретения
Изобретение обеспечивает композицию биоцида в жидкости-носителе. Композиция является химически стабильной, с низкой вязкостью и низкой летучестью органических соединений. В одном осуществлении изобретение обеспечивает биоцидную композицию с определенными алкилполигликолями предпочтительной молекулярной массы (MW) 300 или выше, но 1000 или менее, предпочтительно между 300 и 800. Настоящая композиция преодолевает недостатки систем предшествующего уровня техники. Обнаружено, что при использовании жидкостей-носителей на основе алкилполигликоля по изобретению может быть получена биоцидная композиция с более низкой вязкостью, высокой активной концентрацией и низкой летучестью органического вещества.
Композиции биоцидов по изобретению являются эффективными при защите против роста микроорганизмов в разнообразии промышленных применений, и, в частности, в использующих системы на водной основе. Например, композиции являются эффективными для защиты от роста микроорганизмов в применениях, таких как латексы, красящие составы, покрытия, минеральные суспензии, косметические средства, композиции бытовой или личной гигиены, технологические масла, целлюлозные или целлюлозно-бумажные образцы, древесные, кожаные, строительные материалы и промышленная водообработка.
Также обнаружено, что некоторые осуществления биоцидных композиций по изобретению способны снизить температуру пленкообразования покрытий на основе латекса. Данная характеристика является преимуществом, поскольку может улучшить способность покрытия наноситься при низкой температуре и/или дает возможность дополнительного снижения в количестве пластификаторов, использованных в покрытии.
Изобретение использует алкилполигликоли формулы R-O-(AO)n-H в качестве эффективных жидкостей-носителей для обеспечения биоцидных композиций с низкой вязкостью и низкой летучестью органических соединений. В данной формуле n может быть равно или более 4, предпочтительно равно или более 5 и более предпочтительно равно или более 6. В формуле n также предпочтительно равно или менее чем 25, более предпочтительно равно или менее чем 20 и еще более предпочтительно равно или менее чем 15. Также в данной формуле R является С1-С3алкильной группой, предпочтительно метильной группой. В некоторых осуществлениях АО предпочтительно является этиленоксидной группой или является блок- или статистическим полимером с более чем 50 масс.% СН2СН2О.
Наличие R в жидкости-носителе формулы (I) в качестве короткой алкильной группы снижает вязкость биоцидных композиций по сравнению с аналогичными композициями в PEG (полиэтиленгликоле). Не желая быть связанными какой-либо конкретной теорией, полагают, что более низкая вязкость может быть за счет возможного снижения межмолекулярных Н-связей. Снижение вязкости достигается без ущерба эффективности жидкости-носителя для растворения биоцида. В противоположность, когда R является слишком большим, таким как С4 или более, степень межмолекулярного Н-связывания между молекулами алкилполигликоля снижается, дополнительно сравнимо с более меньшими R. Таким образом, когда количество содержания АО звеньев в алкилполигликоле формулы (I) является аналогичным, алкилполигликоли, имеющие короткие R алкильные группы (С1-С3), будут иметь меньше летучих компонентов, чем алкиполигликоли, имеющие С4 или большие алкильные звенья. В одном опыте, содержание летучих органических соединений MPEG-350 (R является С1 алкилом) определяют при приблизительно 5,9 масс.%, в то время как летучие органические соединения алкикполигликоля с R, являющимся С4 алкилом, определяют при приблизительно 25 масс.%. Из-за этого алкилполигликоли с короткой R группой (С1-С3) могут содержать меньше летучих органических соединений и являются, вероятно, менее пахучими.
В одном предпочтительном осуществлении жидкость-носитель имеет формулу (I): R-O-(AO)n-H, где n равно 5-10, R является метилом и АО является СН2СН2О. В другом предпочтительном осуществлении жидкость-носитель является Ме-О-(СН2СН2О)n-H, соединением, имеющим молекулярную массу приблизительно 300-400, более предпочтительно приблизительно 350 (последняя доступна от The Dow Chemical Company как Carbowax MPEG-350). В последующем предпочтительном осуществлении жидкость-носитель является Ме-О-(СН2СН2О)16-H. Кроме того, предпочтительно жидкость-носитель является Ме-О-(СН2СН2О)n-H с молекулярной массой приблизительно 750. Концентрация жидкости-носителя в композиции находится предпочтительно между приблизительно 15 массовыми процентами и 99 массовыми процентами, более предпочтительно приблизительно между приблизительно 30 и 90 массовыми процентами и еще более предпочтительно, приблизительно 40 и 70 массовыми процентами, основанными на общей массе композиции.
В некоторых предпочтительных осуществлениях биоцид, использованный в композиции по изобретению, является 3-йод-2-пропинилбутилкарбаматом (IPBC), октилтиазолиноном (OIT), дихлороктилтиазолиноном (DCOIT), хлорталонилом, β-тубулиновыми ингибиторами, такими как карбендазим и тиабендазол, дийодметил-р-толилсульфон (DIMTS), биоцидом на основе триазина, таким как тербутрин, цибутрин и прометрин, биоцидом на основе диметилмочевины, таким как диурон, изопротурон, хлортолурон и флюометурон, азолом, таким как пропиконазол, дифеноконазол, ципроконазол и тебуконазол, 2,2-дибром-3-нитрилопропионамидом (DBNPA), 2-(тиоцианометилтио)бензотиазолом (TCMTB), пиритионом, таким как цинкпиритион, 2-бром-2-нитропропан-1,3-диолом (бронополом) и 2,2-дибром-3-нитрилопропионамидом и смесью двух или более из них.
В последующем предпочтительном осуществлении биоцид является 3-йод-2-пропинилбутилкарбаматом (IPBC).
В другом предпочтительном осуществлении биоцид является октилизотиазолиноном (OIT).
В еще другом предпочтительном осуществлении биоцид является 2-бром-2-нитропропан-1,3-диолом (бронополом).
В еще другом предпочтительном осуществлении биоцид является 2,2-дибром-3-нитрилопропионамидом (DBNPA).
В дальнейшем предпочтительном осуществлении биоцид является смесью 3-йод-2-пропинилбутилкарбамата (IPBC) и октилизотиазолинона (OIT).
В еще одном предпочтительном осуществлении биоцид является смесью 3-йод-2-пропинилбутилкарбамата (IPBC) и дихлороктилизотиазолинона (DCOIT).
В другом предпочтительном осуществлении биоцид является смесью 3-йод-2-пропинилбутилкарбамата (IPBC) и пропиконазола.
В другом осуществлении биоцид является смесью 3-йод-2-пропинилбутилкарбамата (IPBC), октилизотиазолинона (OIT) и цибутрина.
В другом осуществлении биоцид является смесью 3-йод-2-пропинилбутилкарбамата (IPBC), октилизотиазолинона (OIT) и дийодметил-п-толилсульфона (DIMTS).
В дальнейшем предпочтительном осуществлении биоцид является IPBC и его смесью с карбендазимом и/или диуроном; OIT и его смесями с DIMTS, карбендазимом и/или диуроном; DBNPA; и Бронополом.
Исключенным из биоцидов по изобретению является бензизотиазолин-3-он (BIT).
Предпочтительно биоцид находится в концентрации, по меньшей мере, 1 массовый процент, более предпочтительно, по меньшей мере, 10 массовых процентов и далее предпочтительно, по меньшей мере, 30 массовых процентов. Биоцидная концентрация равна предпочтительно 70 массовых процентов или менее и более предпочтительно 60 массовых процентов или менее. В дальнейшем осуществлении концентрация биоцида находится между приблизительно 1 и 70 массовыми процентами между приблизительно 10 и 60 массовыми процентами, или между приблизительно 30 и 60 массовыми процентами. Вышеупомянутые концентрации являются основанными на общей массе композиции.
Биоцидные композиции, обеспеченные изобретением, являются химически стабильными, показывают низкую вязкость и низкую летучесть органических соединений. В некоторых предпочтительных осуществлениях композиция содержит менее чем 30 масс.% летучих органических соединений, предпочтительно менее чем 15 масс.% летучих органических соединений и более предпочтительно менее чем 7 масс.% летучих органических соединений.
Согласно некоторым предпочтительным осуществлениям композиции по изобретению содержат один или более сорастворителей. Сорастворители принимают участие в растворении биоцида в жидкости-носителе. Использование сорастворителей является особенно подходящим для высоко активных композиций (например, содержащих 30-70 массовых процентов биоцида). Подходящие растворители включают воду, диметилсульфоксид, NMP, нефтяные дистилляты, такой как Ароматический 100 (Aromatic 100), пропиленгликоль, дипропиленгликоль, полиэтиленгликоль, диметилацетамид (DMAC), диметилформамид (DMF), тетраметилмочевину, циклопентанон, циклогексанон, триэтилфосфат, метилэтилкетон (МЕК), гликолевый эфир, такой как трипропиленгликолевый этиловый эфир, ацетаты гликолевых эфиров, такой как этиленгликоль монобутилэфирацетат, 2,2,4-триметил-1,3-пентандиолмоноизобутират, спирты, амины и смеси двух или более из них. Предпочтительными сорастворителями являются DMSO, DMAC, DMF, NMP, тетраметилмочевина, циклопентанон, циклогексанон, триэтилфосфат, и МЕК. Особенно предпочтительными являются DMSO, NMP, DMAC, DMF и тетраметилмочевина. Когда его используют, сорастворитель предпочтительно присутствует в количестве менее чем приблизительно 60 массовых процентов, предпочтительно между приблизительно 1 и 30 массовыми процентами и более предпочтительно между приблизительно 1 и 15 массовыми процентами, основанными на общей массе жидкости-носителя и сорастворителя.
В особенно предпочтительном осуществлении сорастворитель содержащей композиции, композиция содержит:
15-70 массовых процентов жидкости-носителя формулы (I);
30-70 массовых процентов биоцида; и
1-30 массовых процентов сорастворителя.
В дополнительном особенно предпочтительном осуществлении композиции, содержащей сорастворитель, жидкость-носитель составляет 16-20 массовых процентов, биоцид составляет 58-62 массовых процента и сорастворитель составляет 20-24 массовых процента.
Согласно изобретению также обеспечивают способ получения композиции, содержащей эффективное количество, по меньшей мере, одного биоцида и алкилполигликолевой жидкости-носителя формулы (I), способ содержащий: добавление биоцида к алкилполигликолю для получения смеси и перемешивание смеси биоцида и алкилполигликоля. В одном осуществлении способ также включает добавление воды и/или сорастворителя к смеси биоцида и алкилполигликоля.
Кроме того, другие добавки также могут включаться в композицию для добавления специальных свойств применениям конечного используемого продукта, такие как усилители диспергирования, УФ или светостабилизация и т.д. Среди этих добавок находятся: неионные поверхностно-активные вещества, как азалкилполи(этиленоксид), сополимеры поли(этиленоксида) и поли(пропиленоксида), алкилполиглюкозиды, кокамид жирных спиртов МЕА, кокамид DEA, полисорбаты; анионные поверхностно-активные вещества на основе сульфатных, сульфонатных и карбоксилатных анионов, таких как алкилсульфаты, сульфаты алкилэтоксилатов и жирная кислота/мыло; катионные поверхностно-активные вещества на основе четвертичных аммониевых катионов, таких как алкиловые четвертичные аммониевые соли и сложный эфир четвертичных аммониевых солей; цвиттерионные (амфотерные) поверхностно-активные вещества, такие как додецилбетаин, додецилдиметиламин оксид, кокамидопропилбетаин, кокоамфоглицинат; УФ/светостабилизатор, такой как бензотриазол, триазин, бензофенонового типа и стерически затрудненных аминов, антиоксиданты, такие как первичные (стерически затрудненные фенолы и вторичные ароматические амины), вторичные (органофосфорные соединения и тиосинергист), многофункциональные (гидроксиламины, лактоны и бис-фенол, модифицированный акриловым соединением).
В композиции по изобретению также могут включаться дополнительные биоциды.
Как использовано в настоящем описании, термин «летучее трагическое соединение (VOC)» обозначает количество органических углеродных соединений в композиции, которые являются летучими и измеряют согласно ЕРА Method 24. Измерение VOC состоит из добавления в предварительно взвешенную алюминиевую чашку небольшого количества композиции (приблизительно 0,5 грамм) и приблизительно 3 грамм воды. Чашку затем помещают в печь, нагретую до 110°С±5°С в течение одного часа, затем перемещают из печи и помещают в эксикатор для охлаждения до комнатной температуры. Чашку снова взвешивают, и VOC содержание может быть определено.
Если не обозначено иное, все процентные соотношения являются массовыми, основанные на общей массе композиции.
Изобретение далее может быть проиллюстрировано последующими примерами и сравнительными исследованиями.
Примеры
Пример 1: Вязкости IPBC растворов в MPEG по сравнению с PEG
Данный пример сравнивает вязкости композиций, содержащих MPEG-350 согласно изобретению с композициями не по изобретению, содержащими PEG-400. Образцы получают взвешиванием требуемого количества IPBC и растворителя, MPEG-350 или PEG-400 в емкости для достижения желаемой массы фракции IPBC в жидкости-носителе. Смесь IPBC/растворитель нагревают до 70°С в процессе перемешивания для ускорения процесса растворения. Как только IPBC растворяют, раствор охлаждают до комнатной температуры для измерения вязкости.
Вязкозиметр Брукфильда Cap 2000+, оборудованный ротором 10, калибруют, используя известный стандарт. Ротор загружают раствором IPBC для измерения, и когда температура образца является стабильной при 25°С, измеряют вязкость со скоростью вращения ротора 100 оборотов в минуту и скоростью сдвига 500 сек-1. Данные приводят в Таблице 1, где композиции на основе PEG-400 приводятся для сравнительных целей.
| Таблица 1 | ||
| % IPBC | Растворитель | Вязкость по Брукфильду, сПз Ротор #10, 100 об/мин, 25°С |
| 40 % | PEG 400 | 170,5 |
| 45 % | PEG 400 | 187,2 |
| 50% | PEG 400 | 202,8 |
| 40 % | MPEG 350 | 72,4 |
| 45 % | MPEG 350 | 80,5 |
| 50 % | MPEG 350 | 92,4 |
Как можно видеть, растворы IPBC на основе MPEG могут быть составлены до более высоких концентраций и при более низких вязкостях относительно растворов на основе PEG.
Примеры 2-6
Биоцидные растворы Примеров 2-6 получают согласно общему методу, изложенному ниже:
В 100 мл химический стакан добавляют приблизительно 25 мл растворителя и массу записывают до четырех значащих цифр. Химический стакан нагревают до 40-60°С (в зависимости от момента, являющегося тестируемым) на водяной бане. Интересующий раствор добавляют ступенчато (все аликвотные массы записывают до четырех значащих цифр) до достижения насыщения. Как только твердые остатки нерастворимы, выполняют обратное титрование известными массами растворителя до тех пор, пока раствор не будет являться прозрачным.
Измерения вязкости Брукфильда получают при 23°С, используя роторы и обороты в минуту, отмеченные в таблицах ниже.
Измерения летучих органических соединений проводят согласно последующей процедуре: к высушенной в печи, тарированной алюминиевой чашке добавляют 0,5 г тестового раствора, взвешенного до четырех десятичных знаков. К тестовому раствору добавляют приблизительно 3 г воды. Чашку нагревают в вентилируемой печи в течение 1 часа при 110°С±5°С. После удаления из печи чашку и ее содержимое охлаждают в эксикаторе. После уравновешивания до комнатной температуры чашку взвешивают. Содержание летучего органического вещества рассчитывают согласно формуле ниже: % VOC=100×(1-(конечная масса чашки - масса тарированной чашки)/начальная масса тестовой композиции) - % воды.
Пример 2: VOC/вязкость IPBC
Летучее органическое содержимое композиций IPBC в MPEG-350, PEG-400, NMP устанавливают также как коммерческого IPBC образца. Данные приведены в Таблице 2. В Таблице 2 композиции на основе PEG-400 и NMP находятся для сравнительных целей.
| Таблица 2 | ||
| IPBC Композиция | VOC уровни, масс.% | Вязкость по Брукфильду, сПз Ротор # 4 @ 100 об/мин, 23°С |
| 47% IPBC в MPEG 350 | 6,8 | 108 |
| 40% IPBC в PEG 400 | 4,8 | 184 |
| 40% IPBC в NMP | 65,8 | 22 |
| 40% IPBC в MPEG 350 | 4,3 | 96 |
| Коммерческий образец 40% IPBC (Многофазный AF1) | 62,5 | NA |
Как можно видеть, MPEG обеспечивает возможность композиции низколетучих органических соединений растворов IPBC. Как также продемонстрировано, IPBC может быть составлена до более высокой активной концентрации и более низкой вязкости в MPEG по сравнению с PEG.
Пример 3: VOC/вязкость OIT
Данный пример сравнивает VOC и вязкость биоцида OIT в MPEG-350, согласно изобретению, по отношению к пропиленгликолю (PG), композиции не по изобретению. Данные в Таблице 3.
| Таблица 3 | ||
| OIT Композиция | VOC уровни, масс.% | Вязкость по Брукфильду, сПз Ротор # 4 @ 100 об/мин, 23°С |
| 40% OIT в MPEG 350 | 5,9 | 54 |
| 40% OIT в PEG | 64,8 | 58 |
Как можно видеть, MPEG обеспечивает возможность композиции низколетучих органических соединений растворов OIT. Применение MPEG не оказывает также неблагоприятного воздействия на вязкость, относительно пропиленгликоля (растворителя обычно используемого в OIT коммерческих композициях в настоящее время).
Пример 4: VOC/вязкость Бронопола
Данный пример сравнивает VOC и вязкость композиций биоцида Бронопола в MPEG-350, согласно изобретению, по отношению к композициям в PG/вода (сравнительная композиция). Данные показаны в Таблице 4.
| Таблица 4 | ||
| Композиция Бронопола | VOC уровни, масс.% | Вязкость по Брукфильду, сПз Ротор # 4 @ 100 об/мин, 23°С |
| 30% Бронопол в MPEG 350 | 4,8 | 114 |
| 30% Бронопол, 61% PG, 9% вода (BIOBAN BP 30) | 41,5 | 58 |
Как можно видеть, MPEG обеспечивает возможность композиции низколетучих органических соединений растворов Бронопола.
Пример 5: вязкость DBNPA
Данный пример сравнивает вязкость композиций биоцида DBNPA в MPEG-350, согласно изобретению, по отношению к композициям в PEG (не по изобретению). Данные показаны в Таблице 5.
| Таблица 5 | |
| Композиция DBNPA | Вязкость по Брукфильду, сПз Ротор # 4 @ 100 об/мин, 23°С |
| 50% DBNPA в MPEG 350 | 398 |
| 50% DBNPA в PEG 400 | 1140 |
Как можно видеть, MPEG обеспечивает возможность композиции DBNPA раствора при очень высокой активной концентрации, в то время как поддерживается относительно низкая вязкость.
Пример 6: IPBC композиции на основе MPEG/DMSO по сравнению с PEG/DMSO
Данный пример сравнивает вязкость и VOC содержание 55 и 60% IPBC композиций в MPEG-350/DMSO и PEG-400/DMSO. Для 55% IPBC растворов используют 10% DMSO. Для 60% растворов только 10% DMSO требуется для полного растворения IPBC, когда используют MPEG, однако требуется 15% DMSO для полного растворения IPBC, когда используют PEG 400. Данные вязкости и VOC находятся в Таблице 6.
| Таблица 6 | ||
| Образец | Вязкость по Брукфильду (сПз), конусная и пластинчатая установка, Ротор #6 @ 800 об/мин, 22°С | VOC уровни, масс.% |
| 55% IPBC, 10% DMSO, 35% PEG 400 | 158,8 | 15,9 |
| 55% IPBC, 10% DMSO, 35% MPEG 350 | 84,4 | 15,1 |
| 60% IPBC, 15% DMSO, 25% PEG 400 | 125,1 | 20,2 |
| 60% IPBC, 10% DMSO, 30% MPEG 350 | 97,3 | 16,6 |
Как можно видеть, из данных MPEG/DMSO обеспечивает возможность композиции растворов с более низкой вязкостью относительно PEG400/DMSO растворов, и в случае 60% IPBC при более низком VOC также.
Пример 7: Низкотемпературная (-15°C) растворимость IPBC с или без DMSO
Оценивают воздействие низкой температуры на растворимость IPBC в MPEG, с и без DMSO. Низкотемпературная растворимость является важной в определенных обстоятельствах, таких как транспортировка и хранение растворов при низких температурах. Например, большое количество IPBC, MPEG-350, и DMSO композиций получают, когда смеси являются стабильными однофазными жидкими смесями при комнатной температуре. Данные смеси охлаждают до -15°С в морозильной камере и вводят затравку со следовыми количествами твердых кристаллов IPBC. Смеси, которые являются перенасыщенными в IPBC при -15°С показывают осаждение, рост кристаллов IPBC в течение 24 часов нахождения при -15°С. Смеси, которые являются стабильными однофазными композициями, при -15°С не показывают IPBC осаждения при выдерживании в течение более чем 24 ч при -15°С. Из большого количества оцененных различных трехкомпонентных смесей, трехкомпонентная фазовая диаграмма показывает композиционную границу, где стабильная однофазная область композиции является сопряженной с двухфазной, твердой IPBC и жидкой, фазной областью при -15°С. Стабильные однофазные композиции вблизи фазовой границы, при -15°С, отражены в графике на Фиг. 1. Поскольку они являются трехкомпонентными смесями, зная количество двух компонентов, количество третьего компонента может быть подсчитано с использованием уравнения: 100%=% IPBC+%DMSO+%MPEG-350. Как можно видеть, низкотемпературная стабильность 60% IPBC раствора с VOC-содержанием <30% может быть получена использованием 18% MPEG и 22% DMSO.
Пример 8: Вязкость и VOC от двух до трех биоцидных смесей
Летучее органическое содержание и вязкость различных IPBC смесей в MPEG-350 приведены в Таблице 7. Данный пример показывает, что MPEG-350 также обеспечивает возможность получения различных биоцидных смесей с высоко активными концентрациями, низким VOC и низкой вязкостью.
| Таблица 7 | |||
| Биоцидная смесь в MPEG 350 (массовое соотношение) | Общее активное вещество (%) | Вязкость по Брукфильду, сПз Ротор #4 @ 100 об/мин, 22°С |
VOC (%) |
| cp | |||
| 4IPBC:1OIT (4:1) | 40 | 88 | 4,60±0,20 |
| IPBC:OIT:DIMTS (6,9:1:1) | 40 | 96 | 6,51±0,70 |
| IPBC:OIT:цибутрин (6,9:1:1) | 40 | 94 | 7,36±0,12 |
| IPBC:пропиконазол (1:1) | 50 | 154 | 4,47±0,29 |
Пример 9: Эффект композиций изобретения при минимальной температуре пленкообразования акрилового латекса
Минимальную температуру пленкообразования определяют с изготовленной по заказу MFFT плитой (Current Enterprises, Inc.). В отличие от аппарата, описанного в ASTM.D 2354-98, нагревающий охлаждающий элементы устанавливают по длине плиты, создавая непрерывный температурный градиент от 0 до 60°С. Температурный диапазон, описанный в ASTM, составляет от 0 до 25°С. Данный аппарат также имеет датчики температуры напротив плиты, которые позволяют выполнять контроль вручную. Над рейкой устанавливают крышку, чтобы обеспечить возможность потока осушенного азота и избежать температурных колебаний. Пленки образцов латекса, содержащие от 1 до 2% композиции 40% IPBC в MPEG 350 и без нее, подвергают перемещению от высокотемпературного до низкотемпературного окончания плиты с 3-мл чистящим валиком (по сравнению с 6-мл, указанным в ASTM.D 2354-98). После сушки каждый след пленки осматривают для определения границы между непрерывной твердой пленкой и разорванной областью. MFFT определяют и измеряют у начала области, где пленка дала трещину.
Как показано в Таблице 8, включение 40% IPBC/MPEG композиции в низко VOC акриловый латекс (Acronal Optive 230 от BASF) понижает минимум температуры пленкообразования (MFFT) латексного покрытия. Поэтому биоциды, составленные в жидкости-носителе, по изобретению могут улучшить способность покрытия наноситься при низкой температуре и также дают возможность снизить количество внутренних пластификаторов, использованных в композиции покрытия.
| Таблица 8 | ||
| Воздействие 40% IPBC/MPEG на MFFT Акрилового латекса | ||
| Латекс | Составленное 40% IPBC в MPEG 350, масс.% |
MFFT (ºC) |
| Acronal Optive 230 Acronal Optive 230 Acronal Optive 230 Acronal Optive 230 |
0,0 1,0 1,5 2,0 |
7,7 5,8 4,6 2,6 |
В предшествующем подробном описании, конкретные осуществления изобретения описывают в связи с его предпочтительными осуществлениями. Однако, к степени, что описание является конкретным до частного осуществления или частного применения настоящих методов, надо понимать, в том смысле, что является только иллюстративным и просто обеспечивает краткое описание примерных осуществлений. Соответственно изобретение не ограничено конкретными осуществлениями, описанными выше, но точнее, изобретение включает все альтернативы, модификации и эквиваленты, попадающие в настоящий объем последующей формулы изобретения.
1. Биоцидная композиция, содержащая:
эффективное количество биоцида, выбранного из одного или нескольких 3-йод-2-пропинилбутилкарбамата (IPBC), октилизотиазолинона (OIT), дийодметил-р-толилсульфона (DIMTS), биоцидов на основе триазина, таких как тербутрин, цибутрин и прометрин, азолов, таких как пропиконазол, дифеноконазол, ципроконазол и тебуконазол, 2,2-дибром-3-нитрилопропионамида (DBNPA), 2-бром-2-нитропропан-1,3-диола(бронопола), и 2,2-дибром-3-нитрилопропионамида; и
алкилполигликолевую жидкость-носитель формулы (I):
R-O-(AO)n-H,
где R является С1-С3 алкилом;
АО является этиленоксидной группой и
n является средним числом повторяющихся АО элементарных звеньев и равно, по меньшей мере, 4.
2. Композиция по п.1, в которой n равно 4-20.
3. Композиция по пп.1 и 2, в которой R является метилом.
4. Композиция по пп.1 и 2, содержащая:
15-99 мас.% жидкости-носителя формулы (I);
1-70 мас.% биоцида; и
0-30 мас.% сорастворителя.
5. Композиция по пп.1 и 2, в которой жидкость-носитель является Ме-О-(СН2СН2O)n-Н с молекулярной массой от 300 до 400.
6. Композиция по пп.1 и 2, в которой биоцид является 3-йод-2-пропинилбутилкарбаматом (IPBC), октилизотиазолиноном (OIT), 2-бром-2-нитропропан-1,3-диолом(бронополом), 2,2-дибром-3-нитрилопропионамидом (DBNPA).
7. Композиция по пп.1 и 2, в которой биоцид является смесью 3-йод-2-пропинилбутилкарбамата (IPBC) совместно с одним или более из: октилизотиазолинона (OIT), пропиконазола, цибутрина, или дийодметил-р-толилсульфона (DIMTS).
8. Способ получения композиции по пп.1-7, включающий:
добавление биоцида к алкилполигликолю для получения смеси и перемешивание смеси биоцида и алкилполигликоля.
9. Способ подавления роста микроорганизмов в водоосновных системах, включающий добавление к указанной системе эффективного количества композиции по любому из пп.1-7.
10. Способ по п.9, в котором водоосновная система является или используется с системами, выбранными из латексов, красящих составов, покрытий, минеральных суспензий, косметических средств, композиций бытовой или личной гигиены, технологических масел, целлюлозных или целлюлозно-бумажных образцов, древесных, кожаных, строительных материалов и промышленной водообработки.
