RU2075383C1 - Antiseptic for protecting cellulose-containing materials - Google Patents

Abstract

FIELD: antiseptics. SUBSTANCE: invention relates to antiseptic compositions for biochemical protection of cellulose- containing materials against blue stain and yeast fungi and, in particular, for protection of wood and may be employed in lumber and woodworking industries. Composition comprises, wt. -%: water, 5-10; inorganic part in the form of sodium carbonate, 60-80; and organic part being a mixture of products of dimethyl- and monomethyl phosphite amination, 10-30. EFFECT: increased antiseptic effect. 1 tbl

Description

Изобретение относится к антисептическим препаратам для защиты целлюлозосодержащих материалов, в частности древесины от грибов синевы и плесени в период ее атмосферной сушки и транспортирования с влажностью выше транспортной, и может быть использовано в лесопильной и деревообрабатывающей промышленности. The invention relates to antiseptic preparations for the protection of cellulose-containing materials, in particular wood, against blue stain and mold during its atmospheric drying and transportation with humidity higher than transport, and can be used in sawmilling and woodworking industries.

Известен антисептический препарат для защиты древесины от грибов синевы и плесени, содержащий, мас. пентахлорфенолят натрия 36,5, трансформаторное или веретеное масло 2,0, этилмеркурхлорид 0,48, едкий натрий 0,5, кальцинированную соду остальное (см.кн. Фломен Е.Е. и др. Защитная обработка сырых пиломатериалов, М. 1970г, с. 4 и 9). Known antiseptic preparation for protecting wood from fungi blue stain and mold, containing, by weight. sodium pentachlorophenolate 36.5, transformer or spindle oil 2.0, ethyl mercurchloride 0.48, sodium hydroxide 0.5, soda ash remaining (see book Flomen E.E. et al. Protective processing of raw lumber, M. 1970, p. 4 and 9).

Недостатком этого препарата является то, что он не способен быстро приостанавливать развитие микроорганизмов. Активную основу антисептика составляет пентахлорфенолят натрия, который слабо проникает в древесину и тем самым снижает эффективность препарата в целом. Использование препарата ограничено в промышленности еще и тем, что на микроорганизмы он действует избирательно. При работе с антисептиком необходимо применять специальные меры предосторожности, поскольку он токсичен. The disadvantage of this drug is that it is not able to quickly stop the development of microorganisms. The active basis of the antiseptic is sodium pentachlorophenolate, which weakly penetrates into wood and thereby reduces the effectiveness of the drug as a whole. The use of the drug is limited in industry by the fact that it acts selectively on microorganisms. When working with an antiseptic, special precautions must be taken, since it is toxic.

Известна антисептическая композиция для защиты сырой древесины и полиматериалов от гниения, содержащая, мас. пентахлорфенолят натрия 38,0 - 42,0, тиомочевину 10,0-12,0, минеральное масло 2,0 2,5, транфенилфосфат 1,5 2,0 и углекислый натрий 41,5-48,5 (см. авторское свидетельство СССР N 489638, кл. 4В 27 К 3/52, от 3.12.73г.)
Недостатком указанного антисептика является то, что активность его проявляется только при высоких концентрациях рабочих растворов. Препарат относится к 1 классу опасности: он токсичен для человека и окружающей среды. Действие антисептика снижается при снижении его концентрации и поэтому при его использовании следует постоянно проводить подпитку рабочих растворов. Качество обработанной древесины в результате такого действия антисептика ухудшается и технология ее переработки усложняется.Known antiseptic composition for protecting raw wood and poly materials from decay, containing, by weight. sodium pentachlorophenolate 38.0 - 42.0, thiourea 10.0-12.0, mineral oil 2.0 2.5, transphenyl phosphate 1.5 2.0 and sodium carbonate 41.5-48.5 (see copyright certificate USSR N 489638, CL 4B 27 K 3/52, dated 3.12.73.)
The disadvantage of this antiseptic is that its activity is manifested only at high concentrations of working solutions. The drug belongs to hazard class 1: it is toxic to humans and the environment. The effect of the antiseptic decreases with a decrease in its concentration and therefore, when using it, you should constantly replenish the working solutions. The quality of the treated wood as a result of this action of the antiseptic deteriorates and the technology of its processing is complicated.

Наиболее близким по технической сущности является антисептическая композиция, содержащая, мас. кальцинированную соду 57,5±1, тринатрийфосфат 13,0±1, борную кислоту 5,5±0,5 и алкилдиметилбензиламмоний хлорид 24,0±1. Этот препарат в промышленности выпускают под названием "КАТАН" (см. Технические условия ТУ ОП 13-0273675-29-90, разработанные ВНПО "Союзнаучдревпром", 1990 г.). The closest in technical essence is an antiseptic composition containing, by weight. soda ash 57.5 ± 1, trisodium phosphate 13.0 ± 1, boric acid 5.5 ± 0.5 and alkyldimethylbenzylammonium chloride 24.0 ± 1. This drug is produced in industry under the name "KATAN" (see Technical Specifications TU OP 13-0273675-29-90, developed by VNPO Soyuznauchdrevprom, 1990).

Недостатком этого средства, выбранного заявителем в качестве прототипа, является его высокий уровень токсичности. Это обусловлено тем, что активную основу препарата составляет алкилдиметилбензиламмоний хлорид. Указанное соединение обладает кожно-раздражающим и выраженным кожно-резорбтивным действием, вызывая дерматиты. Кроме того, антисептик требует контроля при дозировании и составлении рабочих растворов, что усложняет условия его использования. The disadvantage of this tool, selected by the applicant as a prototype, is its high level of toxicity. This is due to the fact that the active basis of the drug is alkyldimethylbenzylammonium chloride. The specified compound has a skin-irritating and pronounced skin-resorptive effect, causing dermatitis. In addition, the antiseptic requires control when dosing and preparing working solutions, which complicates the conditions for its use.

Кроме того, антисептические свойства препарата проявляются при концентрациях рабочих растворов от 5 до 8% причем для еловой древесины рабочие растворы должны быть 5-7%-ной концентрации, а для сосновой 6-8% Соединение алкилдиметилбензиламмоний хлорид относится к 2 классу опасности. Безопасный уровень воздействия соединения составляет 0,07 мг/м³, а ПДК в воде водоемов 0,1 мг на 1 л.In addition, the antiseptic properties of the drug are manifested at concentrations of working solutions from 5 to 8%, and for spruce wood working solutions should be 5-7% concentration, and for pine 6-8%, the Compound alkyldimethylbenzylammonium chloride belongs to hazard class 2. The safe level of exposure to the compound is 0.07 mg / m ³ , and the MPC in the water of water bodies is 0.1 mg per 1 liter.

Рабочие растворы антисептика имеют pH равный 8,8-9,5. Средний расход антисептика составляет 1,75 кг/м³ древесины. Показатель сохранности поверхности образцов хвойных и лиственных пород заболонной части от деревоокрашивающих и плесневых грибов при 5%-ной концентрации рабочего раствора составляет 88% после выдержки образцов 30 суток и 73% после выдержки в течении 50 суток. При концентрации рабочего раствора антисептика 6 и 8% показатель сохранности образцов через 30 суток составляет 94% а через 50 суток 90%
Антисептик по данному изобретению устраняет перечисленные недостатки. Этот антисептик для защиты целлюлозосодержащих материалов от грибов синевы и плесени включает неорганическую часть в виде кальцинированной соли и органическую, которая представляет собой смесь продуктов реакции аминирования диметилфосфита и монометилфосфита, причем антисептик содержит воду и все компоненты взяты при следующем соотношении, мас.Antiseptic working solutions have a pH of 8.8-9.5. The average consumption of antiseptics is 1.75 kg / m ^{3 of} wood. The index of surface safety of samples of coniferous and deciduous species of sapwood from wood-staining and mold fungi at a 5% concentration of the working solution is 88% after exposure of the samples for 30 days and 73% after exposure for 50 days. When the concentration of the working solution of antiseptic 6 and 8%, the safety index of samples after 30 days is 94% and after 50 days 90%
The antiseptic according to this invention eliminates the above disadvantages. This antiseptic to protect cellulose-containing materials from blue stain and mold fungi includes the inorganic part in the form of calcined salt and organic, which is a mixture of the products of the amination reaction of dimethylphosphite and monomethylphosphite, the antiseptic containing water and all components taken in the following ratio, wt.

кальцинированная сода 60-80
смесь продуктов реакции аминирования диметилфосфита и менометилфосфита - 10-30
вода 5-10
Кальцинированная сода (карбонат натрия) представляет собой порошок белого цвета, хорошо растворима в воде и нерастворима в большинстве органических растворителей. Применяют это соединение в фармацевтической, кожевенной, резиновой и пищевой промышленности. Кроме того, соду используют для производства стекла, алюминия, моющих средств, очистки нефти и т. д.soda ash 60-80
a mixture of the products of the amination reaction of dimethylphosphite and menomethylphosphite - 10-30
water 5-10
Soda ash (sodium carbonate) is a white powder, readily soluble in water and insoluble in most organic solvents. This compound is used in the pharmaceutical, leather, rubber and food industries. In addition, soda is used for the production of glass, aluminum, detergents, oil refining, etc.

Продукт аминирования диметилфосфита и монометилфосфита представляет собой вязкую массу от светло-желтого до коричневого цвета с запахом амина. Температура воспламенения не ниже 200^oC, вспышки 100^oC, плотность при 20^oC-990-998 кг/м³, температура замерзания минус 1-0^oC. Продукт растворим в воде, спирте, ацетоне, аминное число, мг HClO₄/г в пределах 145-165. Показатель ПДК в водоемах рыбного назначения составляет 0,05 мг/дм³ ЛД₅₀-630 мг/кг, безопасный уровень 10 мг/м³, ПДК в водоемах 0,14 мг/м³.The product of the amination of dimethylphosphite and monomethylphosphite is a viscous mass from light yellow to brown in color with the smell of an amine. Ignition temperature not lower than 200 ^o C, flash point 100 ^o C, density at 20 ^o C-990-998 kg / m ³ , freezing point minus 1-0 ^o C. The product is soluble in water, alcohol, acetone, amine number, mg HClO ₄ / g in the range of 145-165. The MPC in fish reservoirs is 0.05 mg / dm ³ LD ₅₀ -630 mg / kg, the safe level is 10 mg / m ³ , MPC in water is 0.14 mg / m ³ .

Технология получения продукта аминирования следующая. The technology for obtaining the amination product is as follows.

В реактор с термообогревом загружают алифатический амин, включают мешалку и подогревают содержимое реактора. Далее вводят в реактор препарат, содержащий не менее 84% диметилфосфита, и препарат, содержащий не менее 15% монометилфосфита. При температуре смеси, равной 75^oC, в течение 2-3 ч проходит реакция аминирования. Окончание реакции определяют по содержанию фосфора в смеси, которое должно быть в пределах 9-10% В результате аминирования диметилфосфита образуется соль алкилдиметилфосфита структурной формулы:

,
а в результате аминирования монометилфосфита аминная соль алкилмонометилфосфита структурной формулы:

Предложенный биоцид является комбинированной композицией, включающей неорганическую часть (кальцинированную соду) и органическую (фосфоросодержащее органическое содержание в виде продукта аминирования диметилфосфита и монометилфосфита). Воду в антисептик вводят для того, чтобы избежать возможности образования пыли при производстве биоцида и при его фасовке, а также для снижения расходной нормы кальцинированной соды.An aliphatic amine is charged into the heat-heated reactor, the stirrer is turned on, and the contents of the reactor are heated. Next, a preparation containing at least 84% dimethylphosphite and a preparation containing at least 15% monomethylphosphite are introduced into the reactor. At a temperature of the mixture equal to 75 ^o C, an amination reaction takes place for 2-3 hours. The end of the reaction is determined by the phosphorus content in the mixture, which should be in the range of 9-10%. As a result of amination of dimethyl phosphite, an alkyl dimethyl phosphite salt of the structural formula is formed:

,
and as a result of amination of monomethylphosphite, the amine salt of alkylmonomethylphosphite of the structural formula:

The proposed biocide is a combined composition comprising the inorganic part (soda ash) and organic (phosphorus-containing organic content in the form of the amination product of dimethylphosphite and monomethylphosphite). Water is injected into the antiseptic in order to avoid the possibility of dust formation during the production of the biocide and during its packaging, as well as to reduce the consumption rate of soda ash.

Биоцид "АСАДФОС" по сравнению со всеми известными комбинированными фосфорорганическими композициями содержит наибольшее количество фосфора. Именно это ставит предложенный биоцид как наиболее эффективным и универсальным антисептиком среди фосфорорганических препаратов. Однако при этом следует учитывать и количественное содержание кальцинированной соды в биоциде, т.е. их соотношение между собой (соды и активной основы). Biocide "ASADFOS" in comparison with all known combined organophosphorus compositions contains the greatest amount of phosphorus. This is what makes the proposed biocide as the most effective and universal antiseptic among organophosphorus drugs. However, the quantitative content of soda ash in the biocide, i.e. their relationship to each other (soda and active base).

В технологии использования антисептика возможны варианты не полной обработки поверхности целлюлозосодержащих материалов. Тогда микроорганизмы /грибы/ будут концентрироваться, в основном, в местах поверхности, которая обрабатывалась биоцидом, и тем самым достигается максимальная защита поверхности от грибов синевы и плесени. Таким образом выявлено, что фосфорсодержащее органическое соединение, как продукт аминирования диметилфосфита и монометилфосфита, усиливает функции антисептика, выполняя роль приманки грибов. In the technology of using an antiseptic, variants of incomplete surface treatment of cellulose-containing materials are possible. Then the microorganisms (fungi) will concentrate mainly in places of the surface that was treated with the biocide, and thereby the maximum surface protection against blue stain and mold fungi is achieved. Thus, it was found that a phosphorus-containing organic compound, as a product of the amination of dimethylphosphite and monomethylphosphite, enhances the functions of an antiseptic, acting as a bait for fungi.

Смешение компонентов антисептика проводят в избытке кислотных компонентов. При этом обеспечивается полное связывание аминов, а избыток кислоты нейтрализуется содой. "АСАДФОС" готовят путем смешения всех компонентов его; осуществляют перемешивание соды и вводят фосфорорганическое соединение и воду. The mixture of antiseptic components is carried out in excess of acidic components. This ensures complete binding of amines, and excess acid is neutralized by soda. "ASADFOS" is prepared by mixing all its components; mixing soda and introducing organophosphorus compound and water.

Все компоненты антисептика "АСАДФОС" относятся к умеренным веществам по своей химической активности. Антисептик относится к 3 классу опасности. Он безопасен для человека и окружающей среды, при работе с ним требуются обычные средства и меры защиты, которые рекомендуются при работе с химическими веществами. В промышленности он получил название "АСАДФОС". All components of the antiseptic "ASADFOS" belong to moderate substances in their chemical activity. Antiseptic belongs to the 3rd class of danger. It is safe for humans and the environment, while working with it, the usual means and protective measures are recommended, which are recommended when working with chemicals. In industry, he received the name "ASADFOS".

Готовый антисептик представляет собой порошок белого цвета. Концентрация водородных ионов 1% -ного раствора (pH) составляет 9-10. Свободные амины отсутствуют. Содержание фосфора, не менее 0,9% Аминное число, мг HClO₄ (хлорная кислота /г продукта) не менее 280, кислотное число, мл КОН/г продукта, не более 210. О качестве антисептика судят по показателю сохранности поверхности образцов древесины, предварительно инфицированных суспензией спор (деревоокрашивающими и плесневыми грибами) и высушенных до первоначальной влажности. Средний расход "АСАДФОС" (антисептика) значительно меньше, чем известного средства (прототипа), что является дополнительным техническим результатом антисептика и преимуществам его перед прототипом. Выявлено, что наибольший эффект по токсичности препарат проявляет при 5-7%-ной концентрации.Ready antiseptic is a white powder. The concentration of hydrogen ions of a 1% solution (pH) is 9-10. Free amines are absent. Phosphorus content, not less than 0.9% Amine number, mg HClO ₄ (perchloric acid / g product) not less than 280, acid number, ml KOH / g product, not more than 210. The quality of the antiseptic is judged by the surface preservation of wood samples, pre-infected with a suspension of spores (wood-staining and mold fungi) and dried to their original moisture. The average consumption of "ASADFOS" (antiseptic) is much less than the known means (prototype), which is an additional technical result of the antiseptic and its advantages over the prototype. It was revealed that the drug exerts the greatest effect on toxicity at a 5-7% concentration.

Эффект защиты целлюлозосодержащих материалов предложенным антисептиком по сравнению с прототипом значительно выше. Так, при 5%-ной концентрации рабочего раствора и содержании органической части в биоциде 10 мас. эффект защиты через 30 суток выдержки образцов составляет по предложенному антисептику 100% в то время при аналогичных условиях известным антисептиком ("КАТАН") эффект защиты составляет 88% Примеры конкретного выполнения. The protection effect of cellulose-containing materials proposed antiseptic compared with the prototype is much higher. So, at a 5% concentration of the working solution and the content of the organic part in the biocide 10 wt. the protection effect after 30 days of exposure of the samples is 100% according to the proposed antiseptic, while under similar conditions known antiseptic ("KATAN") the protection effect is 88%. Examples of specific performance.

Пример 1. В специальный смеситель, снабженный мешалкой, вводят кальцинированную соду, при этом возможно использование и технической соды. Количество соды вводят с учетом количества добавляемой воды. Содержание этих компонентов составляет 80 и 10 мас. соответственно. Смесь тщательно перемешивают и вводят в нее фосфорорганические соединения продукт аминирования диметилфосфита и монометилфосфита, который готовят предварительно. Последний берут в количестве 10 мас. После перемешивания смеси анализируют содержание фосфора в ней, pH и далее затаривают ее в емкости. Example 1. In a special mixer equipped with a mixer, soda ash is introduced, and technical soda can also be used. The amount of soda is added based on the amount of added water. The content of these components is 80 and 10 wt. respectively. The mixture is thoroughly mixed and organophosphorus compounds are introduced into it the product of the amination of dimethylphosphite and monomethylphosphite, which is prepared previously. The latter is taken in an amount of 10 wt. After stirring the mixture, the phosphorus content in it is analyzed, the pH, and then it is packed in a container.

Антисептические свойства полученного продукта выражены через показатель сохранности образцов древесины, предварительно пропитанных (инфицированных) суспензией спор и высушенных до первоначальной влажности. Результаты представлены в таблице 1. The antiseptic properties of the resulting product are expressed in terms of the preservation of wood samples previously impregnated (infected) with a spore suspension and dried to their original moisture content. The results are presented in table 1.

Пример 2. Технология смешения компонентов аналогичная примеру 1, с той лишь разницей, что компоненты взяты в следующем количестве: сода 60 мас. вода 10 мас. и органическое соединение -30%
Показатели по эффективности защиты поверхности древесины представлены в таблице 1.Example 2. The technology of mixing the components is similar to example 1, with the only difference being that the components are taken in the following quantities: soda 60 wt. water 10 wt. and organic compound -30%
Performance indicators for wood surface protection are presented in table 1.

Пример 3. Технология смешения компонентов аналогичная примеру 1, с той лишь разницей, что компоненты взяты в следующем количестве: сода 70 мас. вода 5 мас. и органика 25 мас. Example 3. The technology of mixing the components is similar to example 1, with the only difference being that the components are taken in the following amounts: soda 70 wt. water 5 wt. and organics 25 wt.

Показатели по эффективности защиты поверхности образцов древесины представлены в таблице 1. Performance indicators for the protection of the surface of wood samples are presented in table 1.

Выявлено, что наибольший эффект защиты древесины достигается при использовании антисептика, в котором компоненты взяты в пределах, указанных в формуле, а при количественных показателях меньше и больше указанных пределов антисептическая активность препарата снижается. It was revealed that the greatest effect of wood protection is achieved when using an antiseptic, in which the components are taken within the limits specified in the formula, and with quantitative indicators less and more than the specified limits, the antiseptic activity of the drug is reduced.

Предложенный антисептик имеет технический результат: по токсичности препарата к грибам синевы и плесени: по расходу его: по безвредности для окружающей среды и человека. Этот препарат расширяет ассортимент комбинированных фосфоросодержащих препаратов и считается перспективным средством для защиты древесины от гниения. The proposed antiseptic has a technical result: on the toxicity of the drug to blue stain and mold: on its consumption: on harmlessness to the environment and humans. This drug expands the range of combined phosphorus-containing preparations and is considered a promising tool for protecting wood from decay.

Claims (1)

Антисептик для защиты целлюлозосодержащих материалов, включающий неорганическую часть в виде кальцинированной соды и органическую, отличающийся тем, что он в качестве органической части содержит смесь продуктов реакции аминирования диметилфосфита и монометилфосфита и дополнительно воду при следующем соотношении компонентов, мас. An antiseptic for the protection of cellulose-containing materials, including an inorganic part in the form of soda ash and an organic one, characterized in that it contains a mixture of the products of the amination reaction of dimethylphosphite and monomethylphosphite and additionally water in the following ratio of components, wt. Кальцинированная сода 60 80
Смесь продуктов реакции аминирования диметилфосфита и монометилфосфита - 10 30
Вода 5 10аSoda ash 60 80
A mixture of the products of the amination reaction of dimethylphosphite and monomethylphosphite - 10 30
Water 5 10a

Images