Склад з бактерицидними властивостями

1. Склад з бактерицидними властивостями, що включає лакофарбовий матеріал, призначений для нанесення на матеріал, що захищається, і введений в лакофарбовий матеріал металовмісний бактерицидний компонент, що містить наночастки срібла, міді або суміш наночасток срібла і міді з розмірами від 2нм до 200нм при вмісті наночас 3 25023 или основы краски, способ повышения биоцидной эффективности состава краски или основы краски. МПК6 C09D5/14, C09D5/16. Опубл. 1998.05.27]. Цей склад з бактерицидними властивостями включає лакофарбовий матеріал, призначений для нанесення на матеріал, що захищається, і металовмісний бактерицидний компонент, введений в лакофарбовий матеріал. В якості металовмісного бактерицидний компонент в цьому складі використовують суміш піритинової солі цинку і оксиду міді або тіоціанату міді. Основними недоліками цього складу є велика витрата бактерицидного компоненту в складі від 5 до 50мас.% піритинової солі цинку і від 5 до 50мас.% оксиду міді або тіоціанату міді і недостатньо високе збереження бактерицидних властивостей покриття - до п'яти місяців. В останнє десятиліття успішно застосовуються нанорозмірні частинки срібла, яке проявляє виражену біологічну (антимікробну) активність. Наночастки отримують у вигляді рідкого розчину в граничному вуглеводні. Такі частинки, наприклад, можуть бути отримані на основі методу біохімічного синтезу в зворотних міцелах [Патент RU 2147487, В 22 F 9/24, 20.04.2000]. Було встановлено, що розчини наночасток срібла при введенні їх в рецептур у фарб надають цим фарбам високу біоцидну активність по відношенню до мікроорганізмів різних видів, [див. "Лакокрасочные материалы и их применение", №23/2001, с.3-7]. Так, при введенні розчину наночасток срібла в кількості 0,00016мас.% (у перерахунку на іони Ag+) до складу водно - дисперсної фарби рівень інактивації бактерій Е. соlі через 30 хвилин і 1 годину після інфікування пофарбованої поверхні значно перевищує отриманий для фарби без наночасток або з добавкою 0,5мас.% ПГМГ. Проте віруліцидний і фунгіцидний ефекти, що спостерігаються для фарби з наночастками срібла, навпроти, менше, ніж для фарби з ПГМГ [див. "Лакокрасочные материалы и их применение", №23/2001, с.3-7, Табл.3). Спороцидна активність фарби з наночастками срібла і фарби з ПГМГ як у водний - дисперсійній фарбі, так і в алкідної емалі була низькою і не забезпечувала повної інактивації навіть через 7 діб експозиції (див. там же, Табл.1, 3]. Відомий склад з біоцидними властивостями, що містить зв'язуюче у вигляді лакофарбового матеріалу, призначеного для нанесення на матеріал, що захищається, і біоцидну добавку, в якості якої використовується органічна або неорганічна сполука, яка містить срібло, створююче стійкі комплексні катіони або аніони срібла, що мають константу нестійкості, яка не перевищує 10-2, і взята в кількості 10-1-10-12мас.% з розрахунку на срібло. [Патент России №2215011. Состав с биоцидными свойствами.МПК7 C09D5/14. Опубл. 2003.10.27]. Недоліком цього складу є низька фунгіцидна і спороцидна активність. Добре відомі антимікробні, фунгіцидні, антиоксидантні, імуномоделюючі, протизапальні і інші важливі властивості міді, які найефективніше виявляються у присутності срібла. Срібло, навіть в мінімальних дозах, значно підсилює властивості 4 міді. Це вказує на каталітичні властивості срібла по відношенню до міді в біохімічних реакціях, де ці метали виступають як синергісти. їх сумісна дія на мікроорганізми значно вища, ніж у срібла і у міді окремо. Мідно - срібні колоїдні розчини володіють антимікробною, віруліцидною і фунгіцидною дією при мінімальному прояві токсичних і алергічних властивостей. Сучасні наукові дослідження показали, що склади з сріблом і міддю в нанодисперсному стані набагато менш токсичні в порівнянні з складами, в яких ті ж метали знаходяться в іонному стані, отриманому розчиненням солей. Наприклад, мідь в 7 разів менш токсична, що перевірене на великій кількості експериментів, проведених ученими [див. Арсентьева И.П. Использование биологических активных препаратов на основе наночастиц металлов в медицине и сельском хозяйстве. Доповідь на нараді: ««Индустрия наносистем и материалы: оценка нынешнего состояния и перспективы развития». Москва, Центр «Открытая экономика», Опубл. 07.02.2006, http://www.strf.ru/client/doctrine.aspx]. Найбільш близьким до того, що заявляється, є склад з бактерицидними властивостями, що включає лакофарбовий матеріал, призначений для нанесення на матеріал, що захищається, і введений в лакофарбовий матеріал металовмісний бактерицидний компонент, що містить наночастки срібла, мідь або суміш наночасток срібла і міді з розмірами від 2нм до 200нм при вмісті наночасток металів від 2,5×10-6 до 0,2 молей в 1кг лакофарбового матеріалу [Патент России №2186810. Состав с бактерицидными свойствами. МПК7 C09D5/14. Опубл. 2002.08.10]. Недоліком відомого складу є низька біоцидна активність на поверхні розділу фаз "повітря - лакофарбовий матеріал" і "лакофарбовий матеріал поверхня, що фарбується," в той час, як саме в цих зонах потрібна максимальна біоцидна активність фарб і лаків. В основу корисної моделі поставлена задача підвищення бактерицидної, фунгіцидної, віруліцидної і спороцидної активності складу на поверхні розділу фаз "повітря - лакофарбовий матеріал" і "лакофарбовий матеріал - поверхня, що фарбується," без збільшення його токсичності. Запропонований, як і відомий склад з бактерицидними властивостями, що включає лакофарбовий матеріал, призначений для нанесення на матеріал, що захищається, і введений в лакофарбовий матеріал металовмісний бактерицидний компонент, містить наночастки срібла, міді або суміш наночасток срібла і міді з розмірами від 2нм до 200нм при вмісті наночасток металів від 2,5×10-6 до 0,2 молей в 1кг лакофарбового матеріалу і, відповідно до корисної моделі, металовмісний бактерицидний компонент містить агломерати наночасток срібла, або агломерати наночасток міді, або агломерати, що складаються з суміші наночасток срібла і міді, при цьому наночастки з переважно меншими розмірами в агломератах розташовуються на поверхні частинок з переважно більшими розмірами, а в його поверхневому шарі переважають наночастки срібла або наночастки міді. 5 25023 Металовмісний бактерицидний компонент містить агломерати наночасток. Оскільки дуже важко отримати тільки дрібні (а значить дуже активні) наночастки і на практиці отримують наночастки з великим розкидом розмірів, які активно агломерують, то в пропонованій корисній моделі створюють структуровані агломерати, на поверхні яких знаходяться дрібні (а значить дуже активні) наночастки. Це дозволяє перетворити явище агломерації наночасток, яке вважалося небажаним чинником, в корисний чинник. При цьому менш активні крупні наночастки розташовуються в центрах агломератів і несуть на своїй поверхні дрібні частинки, виносячи їх на поверхневі шари, де якраз і потрібна максимальна біоцидна активність фарб і лаків. Використання наночасток срібла і наночасток міді, а також суміші наночасток срібла і міді дозволяє розширити біоцидну ефективність складу як за рахунок застосування двох металів, що мають різну спрямованість дії, так і за рахунок синергетичного посилення дії срібла і міді при сумісному їх використанні. Розташування в агломератах наночасток з переважно меншими розмірами на поверхні частинок з переважно більшими розмірами дозволяє підвищити біоцидну активність складу на поверхні розділу фаз "повітря - лакофарбовий матеріал" і "лакофарбовий матеріал - поверхня, що фарбується", за рахунок переважного розташування в поверхневих шарах дрібніших, а значить активніших наночасток. Розташування на поверхні складу переважно або наночасток срібла, або наночасток міді дозволяє отримувати біоцидні склади із заданою біоцидною спрямованістю дії. Це пов'язано з тим, що на поверхнях розділу фаз "повітря - лакофарбовий матеріал" і "лакофарбовий матеріал - поверхня, що фарбується," переважатимуть наночастки того металу, який знаходиться на поверхні агломератів. Так, наприклад, якщо на поверхні агломератів знаходитимуться переважно наночастки срібла, то ці ж частинки переважатимуть на поверхні складу, і склад володітиме переважно бактерицидною властивістю. Якщо на поверхні агломератів знаходитимуться переважно наночастки міді, то ці ж частинки переважатимуть на поверхні складу, і склад володітиме переважно фунгіцидною властивістю. У агломератах, що складаються з суміші наночасток срібла і міді, біоцидні властивості обох металів взаємно посилюються на основі їх синергетичної дії. Склад з бактерицидними властивостями отримують, наприклад, на основі водорозчинюваних лакофарбових матеріалів, в яких наночастки срібла і міді внесені на сипких матеріалах - стан Комп’ютерна в ерстка Н. Лисенко 6 дартних наповнювачах лакофарбових матеріалів. В якості таких сипких матеріалів можуть використовуватися СаСО3, ТіО 2 і ін. залежно від складу лакофарбового матеріалу і його призначення. Основою для металовмісного бактерицидного компоненту є колоїдний розчин срібла і міді, отриманий електроерозійним диспергуванням металевих гранул. Колоїдний розчин, що містить агломерати наночасток срібла і міді, перемішують з сипким матеріалом до повного насичення адсорбенту, далі фільтруванням розділяють рідку і тверду фазу, осад суша ть і вводять з урахуванням кількості адсорбованого срібла і адсорбованої міді в лакофарбових матеріалах і перемішують. Таке введення наночасток в водорозчинювані лакофарбові матеріали дозволяє значно збільшити концентрацію бактерицидного компоненту, якщо того вимагає задача, не знижуючи експлуатаційних характеристик матеріалу. Колоїдний розчин, що містить агломерати наночасток срібла і міді, отримують електроерозійним диспергуванням металевих гранул, що знаходяться в реакторі в деіонізованій воді [див. Патент України на корисну модель №18217. Спосіб отримання ультрадисперсного металевого порошку. МПК (2006) B22F 9/00, опубл. 15.11.2006. Бюл. №11.]. При проходженні через ланцюжки срібних і мідних гранул імпульсів електричного струму ділянки поверхні металевих гранул в зонах іскрових розрядів плавляться і вибухоподібно руйнуються на найдрібніші наночастки і пару і дуже швидко охолоджуються в деіонізованій воді, в якій накопичується наночастки в зваженому стані, утворюючи колоїдний розчин металів. Оскільки в зоні іскрових розрядів має місце високий градієнт потенціалу, то наночастки срібла і міді набувають поверхневого заряду. При цьому електричне поле у частинок меншого розміру має більший градієнт потенціалу, чим у частинок великого розміру. При близькому розташуванні дрібних частинок і великих частинок за рахунок електростатичної індукції на локальних ділянках поверхні великої частинки, напроти малої частинки, утворюються наведені (індуковані) заряди протилежного знаку (по відношенню до знаку заряду малої частинки). Тому, на поверхні великої частинки «налипають» маленькі частинки, які при достатній концентрації колоїдного розчину можуть повністю покрити поверхню великої частинки. В результаті формуються наноструктуровані агломерати наночасток срібла і міді. За рахунок кулонівських сил утворюються стійкі однотипні агломерати металевих частинок, що містять ядро з крупної частинки і оболонку з дрібних частинок. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601