Лакофарбовий матеріал з біоцидними властивостями “шумерське срібло”

Лакофарбовий матеріал з біоцидними властивостями, що містить зв'язуюче, пігмент, наповню 3 26842 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 i недостатньо високе збереження бактерицидних властивостей покриття - до п'яти місяців. В останнє десятиліття успішно застосовуються нанорозмірні частинки срібла, які проявляють 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]. Встановлено, що розчини наночасток срібла при введенні їх в рецептуру фарб надають цим фарбам високу біоцидну активність по відношенню до мікроорганізмів різних видів, [див. "Лакокрасочные материалы и их применение", №2-3/2001, с.37]. 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", №2-3/2001, с.3-7, табл. 3]. Спороцидна активність фарби з наночастками срібла і фарби з ПГМГ як у водно-дисперсійній фарбі, так і в алкідній 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, що містить срібло, яке створює стійкі комплексні катіони або аніони срібла, що мають константу нестійкості, яка не перевищує 10-2, і взяте 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. Відомий лакофарбовий матеріал з біоцидними властивостями, що містить зв'язуюче, пігмент, наповнювач, фосфат або ацетат полігексаметіленгуанідіна, діоктілсульфосукцінат натрію, 3,5,7,3,4пентагідроксіфлавон, ізооктан, металовмісний біоцидний компонент, що складається з наночасток срібла, органічний розчинник або воду [Патент России №2195473. Лакокрасочный материал с биоцидными свойствами. МПК7 C09D5/14, C09D5/02. Опубл. 2002.12.27]. 4 Недоліком цього лакофарбового матеріалу є наявність в якості біоцидної добавки разом з сріблом солей ПГМГ (полігексаметіленгуанідіна). При введенні цих солей в лакофарбовий матеріал виникає проблема їх сумісності з різними плівкоутворювачами, що погіршує якість забарвленої поверхні. Відоме використання срібла і міді для отримання бактерицидних розчинів. Наприклад, дослідниками шумерської культури знайдені металеві судини, виготовлені з комбінації металів - срібла і міді, які використовувалися для лікувальної мети. Це знаменита ваза Ентемени і мідні глеки з срібним носиком. Мідь і срібло це метали-синергісти. Їх сумісна дія на мікроорганізми значно вища, ніж у срібла і у міді окремо. Дослідники вважають, що при зберіганні води в вазі Ентемени у воду генерувалися іони срібла і міді, і вода перетворювалася на цілющий і омолоджуючий еліксир. Таким чином, шумери першими використовували спільно срібло і мідь для отримання цілющого розчину. Ваза Ентемени збереглася до наших днів як пам'ятник шумерської культури і знаходиться в Луврі [див. Морозов Н.А. «Миражи исторических пустынь», Том 9. «История человеческой культуры в естественно-научном освещении. Христос, в 10-ти томах»,– М. Крафт+Леан, 1997 - 2003; Петкова СМ. Справочник по мировой культуре и искусству, М., 2005г. - 507с]. Мідь є складовою частиною великої кількості металоферментів, вона грає ключову роль в обмінних процесах. Добре відомі її антимікробні, антиоксидантні, імуномодулюючі, протизапальні і інші важливі властивості. Срібло, навіть в мінімальних дозах, значно підсилює властивості міді. Це вказує на каталітичні властивості срібла по відношенню до міді в біохімічних реакціях, де ці метали виступають як синергісти. Мідно-срібні розчини володіють антимікробною, віруліцидною і фунгіцидною дією при мінімальному прояві токсичних і алергічних властивостей. Недоліком такої біоцидної композиції є низька концентрація іонів срібла і міді і неможливість отримання достатньо насичених розчинів цих металів у великих кількостях для використання в лакофарбових матеріалах. Найбільш близьким до того, що заявляється, є органорозчинюваний або водорозчинюваний лакофарбовий матеріал, в який введений металовмісний бактерицидний компонент, що містить наночастки срібла, міді або суміш наночасток срібла і міді з розмірами від 2нм до 200нм при змісті наночасток металів від 2,5х10-6 до 0,2 молей в 1кг лакофарбового матеріалу [Патент России №2186810. Состав с бактерицидными свойствами. МПК7 C09D5/14, B22F9/24. Опубл. 2002.08.10]. Наночастки срібла і міді, використовувані в якості бактерицидного компонента, отримують на основі складного і дорогого методу біохімічного синтезу в зворотних міцеллах [RU 2147487, С1, 20.04.2000], що приводить до дорожчання лакофарбового матеріалу. В основу корисної моделі поставлена задача зниження вартості лакофарбового матеріалу, підвищення його бактерицидноі, фунгіцидної, віруліцидної і спороцидної активності, а також підви 5 26842 щення якості поверхні, що утворюється фарбою або лаком. Запропонований, як і відомий лакофарбовий матеріал містить зв'язуюче, пігмент, наповнювач, діоктілсульфосукцінат натрію, 3,5,7,3,4пентагідроксіфлавон, ізооктан, органічний розчинник або воду, металовмісний біоцидниий компонент, що складається з наночасток срібла і/або міді і, відповідно до цієї пропозиції, металовмісним біоцидним компонентом є колоїдний розчин наночасток срібла і/або міді, отриманий ерозійновибуховим диспергуванням срібних і/або мідних гранул. Використання в якості металовмісного біоцидного компоненту колоїдного розчину наночасток срібла і/або міді, отриманого ерозійно-вибуховим диспергуванням срібних і/або мідних гранул, дозволяє за рахунок високої продуктивності ерозійно-вибухового методу [ди в. Рішення про видачу патента на корисну модель. Спосіб ерозійновибухового диспергування металів. Заявка №200701353. МПК B22F 9/14. Дата подання заявки 09.02.2007.] понизити вартість біоцидного компоненту, а за рахунок високої дисперсності наночасток срібла і міді підвищити біоцидну активність компоненту у складі лакофарбового матеріалу і якість забарвленої поверхні. Крім того, суміш колоїдних розчинів 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. Основою для металовмісного біоцидного компоненту є колоїдний розчин наночасток срібла і міді, отриманий ерозійно-вибуховим диспергуванням металевих гранул. Колоїдний розчин, що містить наночастки срібла і міді отримують ерозійно-вибуховим диспергуванням гранул срібла і міді, що знаходяться в реакторі в деіонізованій [див. Рішення про видачу патента на корисну модель. Спосіб отримання колоїдних розчинів металів. Заявка №200701660. МПК (2007) B01J 13/00, B22F 9/14. Дата подання заявки 19.02.2007; див. Рішення про видачу патента на корисну модель. Спосіб отримання колоїдних розчинів металів. Заявка №200701658. МПК (2007) B01J 13/00, B22F 9/14. Дата подання заявки 19.02.2007]. Це дозволяє отримати високодисперсний колоїдний розчин. Сучасні наукові дослідження показали, що склади з сріблом і міддю в нанодисперсному стані Комп’ютерна в ерстка І.Скворцов а 6 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 перевірено на великій кількості експериментів, проведених вченими [див. Арсентьева И.П. Использование биологических активных препаратов на основе наночастиц металлов в медицине и сельском хозяйстве. Доклад на совещании: «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]. В якості зв'язуючого в органорозчинюваних лакофарбових матеріалах використовують алкідний лак ПФ-060, оліфу К-2, К-4 та інші. Для воднодисперсійних фарб в якості зв'язуючого використовують полівінілацетатну дисперсію ПВА, акрилову дисперсію, наприклад, "Акремос-101" та інші. В якості пігментів використовують діоксид титану, білила цинкові, окисел хрому, крон свинцевий та інші, в якості наповнювачів-крейду, барит, тальк, слюду та інші. Для водно-дисперсійних фарб необхідне використання функціональних добавок: нейтралізатора, емульгатора, диспергатора, загусника, коалесцента і інших. Для алкідних лакофарбових матеріалів необхідне використання сикативу. Приготування лакофарбового матеріалу проводять таким чином - здійснюють отримання пігментної пасти в швидкісному дисольвері, потім здійснюють диспергування в бісерному млині до необхідного ступеня перетирання, змішують із залишком зв'язуючого, вводять функціональні добавки. Лакофарбовий матеріал наносять методом розпилювання, валиком, кистю. Таким чином, використання в якості металовмісного біоцидного компоненту колоїдного розчину срібла і/або міді, отриманого ерозійновибуховим диспергуванням металів, дозволяє понизити вартість лакофарбового матеріалу, підвищити його бактерицидну, фунгіцидну, вір уліцидну і спороцидну активність без збільшення токсичності. Оскільки лакофарбовий матеріал не містить біоцидної добавки ПГМГ, а замість неї використовується колоїдний розчин наночасток срібла і міді, то проблема сумісності з плівкоутворювачами не виникає, і поверхня лакофарбового матеріалу має висока якість. 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