Полімерна композиція для покриття

Реферат: Полімерна композиція для покриття містить епоксифенольне в'яжуче та розчинник 2етоксіетанол (етилцелозольв) або розчинники на його основі. Як епоксифенольне в'яжуче містить в'яжуче, вибране з ряду: ЭП-050, Фенолекс-050, ЭП-5118, ЭП-5186, ЭП-5194, ЭП-527, ЭП-541, ЭП-546, ЭП-547, ЭП-547-2, ЭП-570, ЭП-718, ЭП-733, ЭП-773, ЭП-921, ЭП-925, ЭП-96, ФЛ-559, та додатково як бактерицидну домішку містить водо- або органорозчинні солі срібла, вибрані з ряду: нітрат срібла, ацетат срібла, бензоат срібла, фосфат срібла, цитрат срібла, лактат срібла, хлорид срібла, бромід срібла, йодид срібла, сульфат срібла, йодат срібла, карбонат срібла, лаурат срібла, пальмітат срібла, стеарат срібла, сульфадіазин срібла, їхні суміші. UA 113277 U (12) UA 113277 U UA 113277 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до складів для нанесення покриттів, а саме композицій на основі високомолекулярних сполук з використанням неорганічних та органічних компонентів, що може знайти використання для захисту металевих виробів і деталей в харчовій, фармацевтичній та інших галузях промисловості. Відома полімерна композиція, що містить епоксифенольне в'яжуче, розчинники та технологічні домішки, та може бути використана для одержання покриттів для протикорозійного захисту металу в харчовій промисловості [1]. Полімерна композиція, що містить суміш солюбілізованої епоксидної смоли, 2,4,6-триметилолфенолу і суміш розчинників [2]. Покриття на її основі є стабільним в кислих та збагачених білками середовищах та може бути використане в харчовій та фармацевтичної промисловості. Полімерна композиція, виготовлена з суміші епоксифенольного в'яжучого, органічного розчинника та домішок використана для отримання покриттів, стабільних у киплячій воді та може використовуватися для захисту металевих виробів [3]. Захисні покриття, одержані на основі водних дисперсій епоксифенольного в'яжучого та каталізатора зшивання, мають перспективу використання в різних галузях промисловості [4]. Покриття з композицій на основі епоксифенольного в'яжучого, акрилатних мономерів, суміші органічних розчинників та домішок можуть бути використані для захисту контейнерів для зберігання харчових продуктів [5]. Прототипом запропонованої корисної моделі є полімерна композиція для покриття, що містить епоксифенольне в'яжуче та розчинник 2-етоксіетанол (етилцелозольв) [6]. Покриття на її основі використовують для захисту металевих виробів в харчовій промисловості, але його недоліком є відсутність протимікробних властивостей. Задачею корисної моделі є створення полімерної композиції для покриття з протимікробними (бактерицидними або бактеріостатичними) властивостями. Поставлену задачу вирішують тим, що: Полімерна композиція для покриття, що містить епоксифенольне в'яжуче, вибране з ряду ЭП-050, Фенолекс-050, ЭП-5118, ЭП-5186, ЭП-5194, ЭП-527, ЭП-541, ЭП-546, ЭП-547, ЭП-5472, ЭП-570, ЭП-718, ЭП-733, ЭП-773, ЭП-921, ЭП-925, ЭП-96, ФЛ-559), 2-етоксіетанол (етилцелозольв) або розчинники на його основі як розчинник, та додатково містить як бактерицидну домішку водо- та органорозчинні солі срібла вибрані з ряду: нітрат срібла, ацетат срібла, бензоат срібла, фосфат срібла, цитрат срібла, лактат срібла, хлорид срібла, бромід срібла, йодид срібла, сульфат срібла, йодат срібла, карбонат срібла, лаурат срібла, пальмітат срібла, стеарат срібла, сульфадіазин срібла, їхні суміші, за такого співвідношення компонентів (мас. ч.): епоксифенольне в'яжуче 70-95 розчинник 1-25 бактерицидна домішка 0,1-1. Компоненти змішують за кімнатної температури до отримання однорідної суміші. Отриману однорідну суміш наносять тонким шаром на металеву поверхню та отверджують (полімеризують, сушать) за відповідних умов (температури, часу). В процесі твердіння композиція формує захисний композитний шар, який забезпечує протикорозійний захист металевого виробу від агресивної дії зовнішнього середовища. Також в процесі твердіння за підвищеної температури (130-215 °C, залежить від типу епоксифенольної композиції) відбувається відновлення солей срібла та утворення наночастинок срібла. Наночастинки срібла здатні міцно утримуватися в зшитій матриці та надавати покриттю протимікробні (бактерицидні або бактеріостатичні) властивості [7]. Рецептури полімерної композиції для одержання покриття було підібрано таким чином, щоб надати матеріалу протимікробних (бактеріостатичних або бактерицидних) властивостей при збереженні хімічної стійкості. Випробування покриттів на хімічну стійкість проводили у відповідності з ГОСТ 5981-88 при використанні таких модельних середовищ: середовище №1 - дистильована вода, середовище № 2 - 3 %-ний водний розчин натрій хлориду, середовище № 3 - білкове середовище № 3 (%): вода - 95,4, желатин - 3, NaCl - 1, молочна кислота - 0,5, Na2S - 0,1. Стабільність покриттів оцінювали візуально та гравіметричним методом при витримуванні металевих виробів з тестовим покриттям в модельному середовищі за температури 100 °C протягом 1 год. Відсутність помітної втрати бактерицидної домішки зі складу покриттів при їх витримуванні в модельних середовищах оцінювали за допомогою УФ-спектроскопії. Протимікробні властивості покриттів оцінювали по їхньому впливу на бактерії Escherichia coli (Е. соlі) на середовищі LBaгapy в аеробних умовах при витримуванні за температури 37 °C та часу інкубації 16 год. Полімерну композицію для покриття за наведеною рецептурою готують таким чином. Приклад 1 1 UA 113277 U 5 10 15 20 25 В 90 мас. ч. епоксифенольного в'яжучого ЭП-570 вводять 25 мас. ч. 2-етоксіетанолу, додають 0,7 мас. ч. бензоату срібла і змішують до одержання однорідної композиції протягом 15 хв. Готова композиція являє собою однорідну в'язку рідину. Твердіння композиції відбувається за температури 215 °C протягом 10 хв. Обробка покриттів в модельних середовищах демонструє незмінну масу зразків та відсутність впливу на адгезийні властивості. Отримане покриття має бактерицидні властивості. На фіг. 1 наведені УФ-спектри поглинання отвердненого вихідного покриття (кр. 1) та покриття після обробки в модельному середовищі № 2 (кр. 1). Утворення наночастинок срібла в покритті підтверджено по появі на УФ-спектрі широкої смуги поглинання з максимумом ~420 нм. Після витримування покриття в модельному середовищі № 2 УФ-спектр зразка змінюється несуттєво, що свідчить про його стабільність та можливість зберігання активності протягом тривалого часу. Покриття має бактерицидні властивості до і після витримки в модельному середовищі № 2. Приклад 2 В 75 мас. ч. епоксифенольного в'яжучого ЭП-547 вводять 10 мас. ч. розчинника Р-30, 0,1 мас. ч. нітрату срібла і змішують до одержання однорідної композиції протягом 15 хв. Готова композиція являє собою однорідну в'язку рідину. Твердіння композиції відбувається за температури 210 °C протягом 15 хв. Обробка покриттів в модельних середовищах демонструє незмінну масу зразків та відсутність впливу на адгезійні властивості. Отримане покриття має бактеріостатичні властивості. Приклад 3 В 70 мас. ч. епоксифенольного в'яжучого ФЛ-559 вводять 20 мас. ч. 2-етоксіетанолу, додають 0,3 мас. ч. сульфату срібла і змішують до одержання однорідної композиції протягом 15 хв. Готова композиція являє собою однорідну в'язку рідину. Твердіння композиції відбувається за температури 180 °C протягом 15 хв. Обробка покриттів в модельних середовищах демонструє незмінну масу зразків та відсутність впливу на адгезійні властивості. Інші приклади рецептур і характеристик полімерної композиції та властивості покриттів на її основі наведені в таблиці. Таблиця Рецептури і характеристики композиції та властивості покриттів на її основі Приклади Склад композиції (мас.ч.) Показники 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Епоксифенольне 90 75 70 90 80 70 90 70 80 80 1) в'яжуче Склад Розчинник 25 10 20 20 10 10 1 5 15 25 Бактерицидна 0,7 0,1 0,3 0,5 0,9 0,4 0,6 0,2 0,8 0,5 2) домішка Зовнішній вигляд Однорідна, прозора композиції Зовнішній вигляд Однорідна, без сторонніх включень плівки Хімічна стійкість в + + + + + + + + + + Характе- середовищі №1 ристики Хімічна стійкість в + + + + + + + + + + середовищі №2 Хімічна стійкість в + + + + + + + + + + середовищі №3 Протимікробна б/ц б/с б/с б/с б/ц б/ц б/ц б/с б/ц б/с 3) активність 1) 11 12 13 14 15 16 17 18к 19к 20п 90 95 70 85 80 90 85 100 65 70 15 15 10 15 15 10 25 10 0 25 1 0,3 0,5 0,6 0,8 0,9 0,3 0,05 1,1 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + б/ц б/с б/с б/ц б/ц б/ц б/с б/ц пр.1 - ЭП-570; пр.2 - ЭП-547; пр.3 - ФЛ-559; пр.4 - ЭП-547-2; пр.5 - ЭП-546; пр.6 - ЭП-718; пр.7 - ЭП-96; пр.8 - ЭП-5118; пр.9 - ЭП-733; пр.10 - ЭП-527; пр.11 - ЭП-925; пр.12 - ЭП-773; пр.13 -ЭП-050; пр.14 - ЭП541; пр.15 - Фенолекс-050; пр.16 - ЭП-921; пр.17 - ЭП-5186; пр.18к - ЭП-5194; пр.19к - ЭП-570; пр.20п ЭП-570. 2) пр.1 - бензоат срібла; пр.2 - нітрат срібла; пр.3 - сульфат срібла; пр.4 - карбонат срібла; пр.5 сульфадіазин срібла; пр.6 - хлорид срібла; пр.7 -лактат срібла; пр. 8 - пальмітат срібла; пр. 9 - бромід срібла; пр. 10 - ацетат срібла; пр.П - йодат срібла; пр. 12 - фосфат срібла; пр. 13 - стеарат срібла; пр. 14 - йодид срібла; пр. 15 - лаурат срібла; пр. 16 - цитрат срібла; пр. 17 - сульфадіазин срібла/нітрат срібла = 1/1 (мас); пр.18к - хлорид срібла; пр. 19к - нітрат срібла. 3) б/ц - бактерицидні властивості, б/с - бактеріостатичні властивості. 2 UA 113277 U 5 10 15 20 Із таблиці видно, що заявлена полімерна композиція для покриття з вказаним кількісним складом має необхідні технічні та експлуатаційні властивості, хімічну стійкість, а також має протимікробні (бактеріостатичні або бактерицидні) властивості у порівнянні з полімерною композицією за прототипом. Розроблені покриття можуть бути застосовані для захисту металевих деталей і виробів в харчовій, фармацевтичній та інших галузях промисловості. Джерела інформації: 1. Manfredi L.B., Gines M.J.L., Benitez G.J., Egli W.A., Rissone H., Vazquez A. Use of epoxyphenolic lacquers in food can coatings: Characterization of lacquers and cured films // J. Appl. Polym. Sci. - 2005. - 95. - P. 1448-1458. 7 2. Pat. 4341678 USA. 1С С08G 59/52, С09 D 163/00. Water-borne epoxy-phenolic coating compositions / N.Georgalas, W.P. Keaveney // Publ. 27.07.1982. 3. Pat 3487124 USA. IC7 С09 D 163/00, С09 D 123/30. Lacquer compositions containing a polyepoxide, a phenolic resole and oxidized polyethylene / L. Yeshin // Publ. 30.12.1969. 7 4. Pat. 2708427 Canada. ІС С08L 61/06, С08 L 63/00. Epoxy-phenolic resins co-dispersions / V.H. De, A. Leroy // Publ. 18.06.2009. 7 5. Pat. 4600737 USA. ІС С08 F 283/10 (00), С09 D 151/08, С08 F 8/32. Water dilutable acrylated epoxy-phenolic coating compositions / N. Georgalas, J.G. Pucknat, R.R. Villano//Publ. 15.07.1986. 6. ТУ У 2311-039-00205423-2002 с изм. 2. Лак ЭП-570. 7. Dallas P., Sharma V.K., Zboril R. Silver polymeric nanocomposites as advanced antimicrobial agents: Classification, synthetic paths, applications, and perspectives // Adv. Colloid Interface Sci. 2011. - 166. - P. 119-135. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 Полімерна композиція для покриття, що містить епоксифенольне в'яжуче та розчинник 2етоксіетанол (етилцелозольв) або розчинники на його основі, яка відрізняється тим, що як епоксифенольне в'яжуче містить в'яжуче, вибране з ряду: ЭП-050, Фенолекс-050, ЭП-5118, ЭП5186, ЭП-5194, ЭП-527, ЭП-541, ЭП-546, ЭП-547, ЭП-547-2, ЭП-570, ЭП-718, ЭП-733, ЭП-773, ЭП-921, ЭП-925, ЭП-96, ФЛ-559, та додатково як бактерицидну домішку містить водо- або органорозчинні солі срібла, вибрані з ряду нітрат срібла, ацетат срібла, бензоат срібла, фосфат срібла, цитрат срібла, лактат срібла, хлорид срібла, бромід срібла, йодид срібла, сульфат срібла, йодат срібла, карбонат срібла, лаурат срібла, пальмітат срібла, стеарат срібла, сульфадіазин срібла, їхні суміші, за такого співвідношення компонентів (мас. ч.): епоксифенольне в’яжуче 70-95 розчинник 1-25 бактерицидна домішка 0,1-1. 3 UA 113277 U Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4