SK282393B6 - Kompozícia polyuretánu so zlepšenou dlhodobou odolnosťou proti napadnutiu mikroorganizmami - Google Patents

Abstract

Opisuje sa kompozícia polyuretánu so zlepšenou dlhodobou odolnosťou proti napadnutiu mikroorganizmami, kde je hlavnou súčasťou prepolymér vzniknutý z polyolovej zložky a zložky izokyanátovej, alebo polyuretánová pena vzniknutá vytvrdením prepolyméru. Kompozícia obsahuje 0,1 až 3 % hmotn. mikrobicídu spolu s nepolárnym rozpúšťadlom.ŕ

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka kompozícií polyuretánu so zlepšenou dlhodobou odolnosťou proti napadnutiu mikroorganizmami, kde hlavnou súčasťou je prepolymér vzniknutý zo zložky polyolu a zložky izokyanátu, alebo polyuretánovú pena vytvorená vytvrdením prepolyméru.

Doterajší stav techniky

Kompozície polyuretánu sú už dlho známe. To platí tiež na polyuretánových penách, ktoré sa napríklad používajú na rôzne účely v pozemnom staviteľstve aj hlbinnom dobývaní. Bežným použitím polyuretánovej peny v stavebníctve je vypĺňanie dutín v okenných a dverových rámoch, vypĺňanie dutín v konštrukciách striech na zlepšenie tepelnej izolácie a uzatváranie prestupov v stenách. Polyuretánovú pena sa často na požadované miesto nanáša pomocou striekacích nádobiek. Pri jednozložkových penách obsahuje striekacia nádobka prepolymér, t. j. prepolymér zo zložky polyolu a zložky izokyanátu, v ktorom sú ešte voľné izokyanátové skupiny. Kompozícia v striekacej nádobke ďalej obsahuje okrem obvyklých prísad, ako sú napríklad stabilizátory peny a ochranné látky proti ohňu, aj hnací plyn na vynesenie kompozície zo striekacej nádobky.

Namieste použitia sa prepolymér pomocou hnacieho plynu nanáša na požadovanú plochu alebo do vyplňovaných dutín vhodným adaptérom, alebo iným podobným zariadením, napríklad striekacou pištoľou, za tvorby peny. Potom voľné izokyanátové skupiny v prepolyméri reagujú so vzdušnou vlhkosťou, čím sa polyuretánové pena vytvrdí. Tá sa potom často omieta a je tak trvalo chránená pred negatívnymi vplyvmi prostredia.

Sú však tiež prípady, pri ktorých nie je vytvrdená polyuretánová pena už zakrytá ďalšou chrániacou stavebnou hmotou, napríklad vtedy, keď vyplňuje dutiny v oblasti kúpacích vaní alebo sprchových kabín. Taktiež v strechách nebývajú oblasti, vyplnené penou, často zakrývané inou hmotou, napríklad z dôvodov nákladov. V takýchto prípadoch je poiyuretánová pena bezprostredne vystavená vplyvom prostredia. Tak sa na povrchu peny môže zrážať vzdušná vlhkosť vo fornie rosy, alebo vlhkosť z budovy vo forme kondenzovanej vody. Voda na povrchu peny vytvára spolu z organickými látkami, napríklad s časticami prachu, stále vo vzduchu prítomnými, ideálny podklad na rast a šírenie mikroorganizmov. To sa po istom čase prejaví sfarbením peny, alebo ako čierny povlak na nej. Mikroorganizmy nielen ovplyvňujú vzhľad povrchu peny, ale prinášajú so sebou tiež hygienické a dokonca zdravotné rizika.

Je známe, že do nevypenovaných tesniacich hmôt na škáry sa pridávajú íúngicídy, aby sa zabránilo rastu škodlivých plesní na povrchu takýchto tesniacich hmôt. Povrch takýchto tesniacich hmôt sám osebe je v priebehu času stálym novým prísunom mikroorganizmov ochudobňovaný o fúngicíd. Pretože celá hmota nevypenenej tesniacej hmoty pôsobí ako zásobáreň fungicídov, z ktorej stále fungicid difunduje na povrch, je vytvorená dlhodobá fungicídna ochrana povrchu tejto tesniacej hmoty.

Pri polyuretánovej pene je naproti tomu nutné vychádzať z nasledujúcich úvah:

Pri takejto pene by aj pri prídavku fungicidu do penotvomej zmesi chýbalo takéto zásobné pôsobenie. Hustota polyuretánovej peny je len asi 15 až 50 gramov na liter. To znamená, že na objemovú jednotku má pena obsah pevnej látky o faktor 20 až 60 nižší než nenapenená tesniaca hmota. V súlade s tým by bolo menšie aj existujúce množstvo fungicidu v objemovej jednotke. Preto by poiyuretánová pena nemohla pôsobiť ako zásobáreň fungicidu, ako je tomu pri hustej nevypenenej tesniacej hmote. Spotreba fungicídu na povrchu polyuretánovej peny by preto nemohla byť vyrovnávaná difúziou zodpovedajúceho množstva fungicídu zvnútra peny.

K tomu pristupuje to, že - na rozdiel od nevypenených tesniacich hmôt - pri polyuretánovej pene by difúzia látok zvnútra na povrch bola značne znížená. Pre početné plynové dutinky v pene sú k dispozícií len úzke mostíky pevnej hmoty, ktorými by mohol fúngicíd difundovať, čím by bolo zabránené dostatočnej difúzii. Okrem toho by fúngicíd pri pene musel, na rozdiel od nevypenenej tesniacej hmoty, prekonať dlhšiu difúznu dráhu zvnútra peny na jej povrch, pretože by na tejto ceste musel obchádzať nespočetné bublinky plynu.

Ďalej by mohlo nastať nebezpečenstvo, že by prísada fungicidu, alebo podobnej účinnej látky, ovplyvnila tvorbu peny z prepolyméru polyuretánu, pretože je známe, že pri napeňovaných systémov prísada ďalších látok často vedie k zníženiu výťažku peny alebo k horšej štruktúre peny.

Z uvedených dôvodov sa dalo očakávať, že prítomnosť fungicidu, alebo podobnej účinnej látky, v obvyklom množstve v polyuretánovej pene neprinesie požadovaný úspech.

Podstata vynálezu

Vynález teda vychádza z úlohy poskytnúť kompozíciu polyuretánu, pri ktorej by bolo zaistené, že vo forme vytvrdenej peny bude dlhodobo odolná proti napadnutiu mikroorganizmami.

Teraz sa prekvapivo zistilo, že túto úlohu napriek uvedeným prekážkam bude možné vyriešiť tým, že sa do kompozície polyuretánu zapracuje mikrobicíd v množstve od 0,1 do 3 % hmotnostných, výhodne od 0,1 do 2 % hmotnostných, a obzvlášť výhodne v množstve od 0,2 do 1 % hmotnostného, vždy vzťahované na kompozíciu polyuretánu.

Pritom je zvlášť prekvapivé, že pre kompozíciu polyuretánu postačí množstvo mikrobicídov, ktoré je rádovo rovnaké, ako je množstvo fungicídov v známych nevypenených tesniacich hmotách na škáry.

Ako mikrobicíd obsahuje kompozícia polyuretánu výhodne fúngicíd, baktericíd alebo algicíd. Tie sa môžu použiť buď samotné alebo v kombinácii z viac baktericídov.

Výhodnými baktericídni sú zlúčeniny zo skupiny benzimidazolov, chinoxalínov, imidazolov, triazolov, pyridínov, pyrimidínov, triazínov, esterov kyseliny fosforečnej, tetrahydro-l,3,5-tiadiazíntiónov, izotiokyanátov, tiokyanátov a izotiazolínov, predovšetkým potom zo skupiny pyridinov a izotiazolínov. Zvlášť výhodnými mikrobicídmi sú N-oktyl-4-izotiazolin-3-ón, 4,5-dichlór-2-n-oktyl-4-izotiazolin-3-ón, 2,3,5,6-tetrachlór-4-mctylsulfonylpyridín a/alebo zmes vždy z 50 % hmotnostných 1,2-benzieotiazolin-3-ónu a bis(l-hydroxy)-2H-pyridíntionato-o,s-(T-4)-zinku. Mikrobicídy sú komerčne dostupné (napr. pod obchodným názvom „KATHON“ fy. Rohm a Haas Deutschland G.m.b.H, alebo pod obchodným názvom „Densiľ fy. Zeneca).

Mikrobicidy sa môžu do kompozície polyuretánu zapracovávať samotné alebo v kombinácii z rozpúšťadlami, výhodne z nepolámymi rozpúšťadlami. Zmes rozpúšťadla a mikrobicídu obsahuje mikrobicíd v množstve od 5 do 50 % hmotnostných, obzvlášť v množstve od 5 do 20 % hmotnostných.

Ako rozpúšťadlá sa v kombinácií z mikrobicídov výhodne používajú nerozvetvené alebo rozvetvené uhľovodíky, aromatické uhľovodíky, heterocyklické zlúčeniny, fluóralkány a perfluorované alkylétery. Ako rozpúšťadlo je obzvlášť výhodný xylén a metyl-t-butyléter. Tieto rozpúšťadlá sa môžu použiť samotné alebo v zmesi viacerých rozpúšťadiel.

Prepolymér polyuretánu a z neho získateľná polyuretánová pena sa môžu vyrábať obvyklým spôsobom. Zmieša sa napríklad 30 až 60 hmotnostných dielov zodpovedajúceho polyolu, napríklad polyéterpolyolu s krátkym reťazcom, s 30 až 60 hmotnostnými dielmi vhodného izokyanátu, napríklad metyldifenyldiizokyanátu. Pritom sa získa prepolymér s prebytkom izokyanátových skupín vo výške od 3 do 25 % molových, vztiahnuté na hydroxylová skupiny. Zmiešanie môže prebehnúť v striekacej nádobke, kam sa ešte doplní hnací plyn, napríklad propán, bután, tetrafuóretán (R 134), difluóretán (R 152), alebo 1,1,1 -trifluoretán (R 143), alebo zmes takýchto plynov. Kvôli rovomemému zmiešaniu prepolyméru a hnacieho plynu sa ich zmes pretrepáva počas asi 10 až 30 s.

Nasledujúce príklady uskutočnenia predložený vynález bližšie objasňujú.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Príklad 1

Bol vyrobený prepolymér podľa predloženého vynálezu, obsahujúci mikrobicíd, zo 193 hmotnostných dielov polyolu s krátkym reťazcom a 257 hmotnostných dielov metyléndifenyldiizokyanátu. K tomu sa do striekacej nádobky naplnila zložka polyolu a zložka izokyanátu a zmiešala sa s 2 % hmotn., vztiahnuté na prepolymér, 4,5-dichlór-2-n-oktyl-4-izotiazolin-3-ónu ako mikrobicídu. Mikrobicíd sa pridal vo forme roztoku v xyléne (hmotnostný pomer l : 2).

K zmesi sa potom pridalo 75 hmotnostných dielov, vztiahnuté na prepolymér, hnacieho plynu z propánu, butánu, tetrafluóretánu (R 134), 1,1,1-trifluoretánu (R 143) s difluóretánu (R 152) a všetko sa pretrepávalo 20 s. Potom sa prepolymér, vytvorený v striekacej nádobke, vypúšťal a pritom vytvorená polyuretánová pena sa nechala tvrdnúť na vzduchu počas 8 hodín.

Príklad 2

Podľa príkladu 1 sa pripravil prepolymér, ale stým rozdielom, že sa pridalo miesto 2 % hmotnostných len 0,3 % hmotnostných mikrobicídu.

Porovnávací príklad

Podľa príkladu 1 sa pripravil prepolymér, ale bez prídavkov mikrobicídu.

Z vytvrdených pien, získaných v obidvoch príkladoch a v porovnávacom príklade, sa odobrali vždy tri vzorky a skúšali sa na odolnosť proti napadnutiu mikroorganizmami skúšobnou metódou ISO 846-1978. Pritom sa použila zmes nasledujúcich mikroorganizmov:

Aspergillus niger Penicilium íuniculosum Paecilomyces variotil Trichoderma viride Chaetomium globosum Altemaria altemata

ATCC 6275

IMI 114933

ATCC 10121

ATCC 9645

ATCC 6205

IP 1863 -89

Vzorky pien sa podľa skúšobnej metódy skladovali 4 týždne pri teplote asi 29 °C a relatívnej vlhkosti vyše 90 %. Pri nasledujúcom vyšetrení na napadnutie mikroorganizmami sa použilo toto hodnotiace meradlo:

- žiadny rast mikroorganizmov poznateľný pod mikroskopom pri zväčšení 50 x.

- rast mikroorganizmov nerozoznateľným voľným okom, alebo sotva rozoznateľný, ale pri zväčšení 50 x pod mikroskopom rozoznateľný.

- slabý rast mikroorganizmov, ktoré pokrývajú menej ako 25 % plochy vzorky.

Výsledky skúšania sú zhrnuté v nasledujúcej tabuľke.

Tabuľka

Príklad alebo porovnávací príklad	Vzorka č.	Množstvo mikrobicídu na prepotymer %	Vyhodnotenie rast mikroorganizmov
Príklad 1	1	2	0
	2	2	0
	3	2	Q
Príklad 2	1	0,33	1
	2	0,33	1
	3	3,33	1
Porovnávací	1	0	2
príklad	2	0	2
	3	0	2

Z tabuľky je známe, že pri polyuretánových penách z obsahom mikrobicídu nedošlo k žiadnemu rastu mikroorganizmov, alebo došlo len k veľmi malému rastu, na rozdiel od peny bez mikrobicídu.

Claims (6)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Kompozícia polyuretánu so zlepšenou dlhodobou odolnosťou proti napadnutiu mikroorganizmami, kde je hlavnou súčasťou prepolymér vzniknutý z polyolovej zložky a zložky izokyanátovej, alebo polyuretánová pena vzniknutá vytvrdením prepolyméru, vyznačuj úca sa t ý m , že obsahuje od 0,1 do 3 % hmotnostných mikrobicídu, vztiahnuté na polyuretánovú kompozíciu.
2. 2. Kompozícia podľa nároku 1,vyznačuj úca sa t ý m , že obsahuje 0,1 až 2 % hmotnostných mikrobicídu, vztiahnuté na polyuretánovú kompozíciu.
3. 3. Kompozícia polyuretánu podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúca sa tým, že ako mikrobicíd obsahuje fongicíd, baktericíd alebo algicíd.
4. 4. Kompozícia polyuretánu podľa niektorého z nárokov 1 až 3, vyznačujúca sa tým, že obsahuje ako mikrobicíd N-oktyl-4-izotiazolin-3-ón, 4,5-dichlór-2-n-oktyl-4-izotiazolin-3-ón, 2,3,5,6-tetrachlór-4-metylsulfonyl-pyridín a/alebo zmes z 50 % hmotnostných l,2-benzisotiazolin-3-ónu a 50 % hmotnostných bis-(l-hydroxy)-2H-pyridíntionato-o,s-(T-4)-zinku.
5. 5. Kompozícia polyuretánu podľa niektorého z nárokov 1 až 4, vyznačujúca sa tým, že v prepolyméri je obsiahnutý mikrobicíd spolu s nepolámym rozpúšťadlom.

   SK 282393 Β6
6. 6. Kompozícia polyuretánu podľa nároku 5, v y z n a ŕ u j ú c a sa tým, že prepolymér obsahuje ako nepoláme rozpúšťadlo aspoň jednu z látok, ktoré patria k nerozvetveným alebo rozvetveným nasýteným uhľovodíkom, aromatickým uhľovodíkom, heterocyklickým zlúčeninám, fluóralkánom a perfluorovaným alkyléterom.