CZ33598A3

CZ33598A3 - Komposice polyurethanu se zlepšenou dlouhodobou odolností proti napadení mikroorganismy

Info

Publication number: CZ33598A3
Application number: CZ98335A
Authority: CZ
Inventors: Norbert Dr. Dipl. Ing. Arnold
Original assignee: Fischerwerke Artur Fischer Gmbh & Co. Kg
Priority date: 1997-02-04
Filing date: 1998-02-04
Publication date: 1998-08-12
Also published as: DE19704158A1; BR9800543A; NO980491L; SK13298A3; EP0856552A1; PL324613A1; AR010883A1; HUP9800207A1; SK282393B6; HU9800207D0; CN1196365A; JPH10219102A; NO980491D0

Description

(57) Anotace:

Kompozice polyurethanu se zlepšenou dlouhodobou odolností proti napadení mikroorganismy, kde je hlavní součástí prepolymer vzniklý z polyolové složky isokyanátové, nebo polyurethanová pěna, vzniklá vytvrzením prepolymeru. Kompozice obsahuje 0,1 až 3 % hmotnostní mikrobicidu, vztaženo na kompozici.

CZ 335-98 A3

Komposice polyurethanu se zlepšenou dlouhodobou odolností proti napadení mikroorganismy

Oblast techniky

Vynález se týká komposic polyurethanu se zlepšenou dlouhodobou odolností proti napadení mikroorganismy, kde hlavní součástí je prepolymer vzniklý ze složky polyolu a složky isokyanátu, nebo polyurethanová pěna, vytvořená vytvrzením prepolymeru.

Dosavadní stav techniky

Komposice polyurethanu jsou již dlouho známy. To platí též pro polyurethanové pěny, které se například používají k různým účelům v pozemním stavitelství i v hlubinném dobývání. Běžným použitím polyurethanové pěny ve stavebnictví je vyplňování dutin v okenních a dveřních rámech, vyplňování dutin v konstrukcích střech pro zlepšení tepelné izolace a uzavírání prostupů ve zdech. Polyurethanová pěna se často na požadované místo nanáší pomocí stříkacích nádobek. U jednosložkových pěn obsahuje stříkací nádobka prepolymer, tj. prepolymer ze složky polyolu a složky isokyanátu, v němž jsou ještě volné isokyanátové skupiny. Komposice ve stříkací nádobce dále obsahuje vedle obvyklých přísad, jako jsou například stabilizátory pěny a ochranné látky proti ohni, též hnací plyn pro vynesení komposice ze stříkací nádobky.

V místě použití se prepolymer pomocí hnacího plynu nanáší na požadovanou plochu nebo do vyplňovaných dutin •···· · · • · · ♦

• · ·· ···· ·· ·· • · ·

vhodným adaptérem, nebo jiným podobným zařízením, například stříkací pistolí, za tvorby pěny. Potom volné isokyanátové skupiny v prepolymeru reagují se vzdušnou vlhkostí, čímž se polyurethanová pěna vytvrdí. Ta se pak často omítá a je tak trvale chráněna před negativními vlivy prostředí.

Jsou však též případy, při kterých není vytvrzená polyurethanová pěna jíž zakryta další chránící stavební hmotou, například tehdy, kdy vyplňuje dutiny v oblasti koupacích van, nebo sprchových kabin.. Též ve střechách nebývají oblasti, vyplněné pěnou, často zakrývány jinou hmotou, například z důvodů nákladů. V takových případech je polyurethanová pěna bezprostředně vystavena vlivům prostředí . Tak se na povrchu pěny může srážet vzdušná vlhkost ve formě rosy, nebo vlhkost z budovy ve formě kondenzované vody. Voda na povrchu pěny vytváří spolu s organickými látkami, například s částicemi prachu, stále ve vzduchu přítomnými, ideální podklad pro růst a šíření mikroorganismů. To se po jisté době projeví zbarvením pěny, nebo jako černý povlak na ní. Mikroorganismy nejen ovlivňují vzhled povrchu pěny, ale přinášejí sebou též hygienická a dokonce zdravotní rizika.

Je známo, že se do nevypěňovaných těsnicích hmot pro spáry přidávají fungicidy, aby se zabránilo růstu škodlivých plísní na povrchu takových těsnicích hmot. Povrch takových těsnicích hmot sám o sobě je v průběhu času stálým novým přísunem mikroorganismů ochuzován o fungicid. Protože ale celá hmota nevypěněné těsnicí hmoty působí jako zásobárna fungicidů, z níž stále fungicid difunduje na povrch, je vytvořena dlouhodobá fungicidní ochrana povrchu této těsnicí hmoty.

U polyurethanové pěny je naproti tomu nutné vycházet z následujících úvah:

U takové pěny by i při přídavku fungicidu do pěnotvorné směsi chybělo takové zásobní působení. Hustota polyurethanové pěny činí jen asi 15 až 50 gramů na litr. To znamená, že na objemovou jednotku má pěna obsah pevné látky o faktor 20 až 60 nižší než nenapěněná těsnicí hmota. V souladu s tím by bylo menší i existující množství fungicidu v objemové jednotce. Proto by polyurethanová pěna nemohla působit jako zásobárna fungicidu, jako je tomu u husté nevypěněné těsnicí hmoty. Spotřeba fungicidu na povrchu polyurethanové pěny by proto nemohla být vyrovnávána difúzí odpovídajícího množství fungicidu z vnitřku pěny.

K tomu přistupuje to, že - na rozdíl od nevypěněných těsnicích hmot - u polyurethanové pěny by difúze látek z vnitřku na povrch byla značně snížena. Pro četné plynové dutinky v pěně jsou k disposici jen úzké můstky pevné hmoty, kterými by mohl fungicid difundovat, čímž by bylo zabráněno dostatečné difúzi. Kromě toho by fungicid u pěny musel, na rozdíl od nevypěněné těsnicí hmoty, překonat delší difuzní dráhu z vnitřku pěny na její povrch, protože by na této cestě musel obcházet nesčetné bublinky plynu.

Dále by vyvstávala obava, že by přísada fungicidu, nebo podobné účinné látky, ovlivnila tvorbu pěny z prepolymeru polyurethanu, protože je známo, že u napěňovaných systémů přísada dalších látek často vede ke sníženi výtěžku pěny, nebo k horší struktuře pěny.

Z uvedených důvodů se dalo očekávat, že přítomnost • · * · · ·· *

• · · · · · • · · · ·♦ fungicidu, nebo podobné účinné látky, v obvyklém množství v polyurethanové pěně nepřinese požadovaný úspěch.

Podstata vynálezu

Vynález tedy vychází z úkolu, přinést komposici polyurethanu, u níž je zajištěno, že ve formě vytvržené pěny bude dlouhodobě odolná proti napadení mikroorganismy.

Nyní bylo překvapivě zjištěno, že tento úkol přes výše uvedené překážky bude možno vyřešit tím, že se do komposice polyurethanu zapracuje mikrobicid v množství do 0,1 do 3 % hmotnostních, výhodně od 0,1 do 2 % hmotnostních, obzvláště výhodně v množství od 0,2 do 1 % hmotnostního, vždy vztaženo na komposici polyurethanu.

Při tom je zvláště překvapivé, že pro komposici polyurethanu postačí množství mikrobicidu, které je řádově stejné, jako je množství fungicidů ve známých nevypěněných těsnicích hmotách pro spáry.

Jako mikrobicid obsahuje komposice polyurethanu výhodně fungicid, baktericid nebo algicid. Ty se mohou použít buď samotné nebo v kombinaci z více baktericidů.

Výhodnými baktericidy jsou sloučeniny ze skupiny benzimidazolů, chinoxalinů, imidazolů, triazolů, pyridinů, pyrimidinů, triazinů, esterů kyseliny fosforečné, tetrahydro-1,3,5-thiadiazinthionů, isothiokyanátů, thiokyanátů a isothiazolinů, zejména pak ze skupiny pyridinů a isothiazolinů. Zvláště výhodnými mikrobicidy jsou N-oktyl-4-isothiazolin-3-on, 4,5-dichlor-2-n-oktyl-4-isothiazolin-3-on, ·· ♦ • ·· • · ·· • · ···· • ·· ·· ·

2,3,5,6-tetrachlor-4-methylsulfonylpyridin a/nebo směs vždy z 50 % hmotnostních 1,2-benzisothiazolin-3-onu a bis(l-hydroxy)-2H-pyridinthionato-o,s-(T-4)-zinku. Mikrobicidy jsou v obchodě dostupné (např. pod obchodním názvem Kathon fy. Rohm a Haas Deutschland G.m.b.H, nebo pod obchodním názvem Densil fy. Zeneca).

Mikrobicidy se mohou do komposice polyurethanu zapracovávat jako takové, nebo v kombinaci s rozpouštědly, výhodně s nepolárními rozpouštědly. Směs rozpouštědla a mikrobicidu obsahuje mikrobicid v množství od 5 do 50 % hmotnostních, zejména v množství od 5 do 20 % hmotnostních.

Jako rozpouštědla se v kombinaci s mikrobicidem výhodně používají nerozvětvené nebo rozvětvené uhlovodíky, aromatické uhlovodíky, heterocyklické sloučeniny, fluoralkany a perfluorované alkylethery. Jako rozpouštědlo je zejména výhodný xylen a methyl-t-butylether. Tato rozpouštědla se mohou použít samotná, nebo ve směsi více rozpouštědel.

Prepolymer polyurethanu a z něj získatelná polyurethanová pěna se mohou vyrábět obvyklým způsobem. Smísí se například 30 až 60 hmotnostních dílů odpovídajícího polyolu, například polyetherpolyolu s krátkým řetězcem, s 30 až 60 hmotnostními díly vhodného isokyanátu, například methyldífenyldiisokyanátu. Při tom se získá prepolymer s přebytkem isokyanátových skupin ve výši od 3 do 25 % molových, vztaženo na hydroxylové skupiny. Smísení může proběhnout ve střikácí nádobce, kam se ještě doplní hnací plyn, například propan, butan, tetrafuorethan (R 134), difluorethan (R 152), nebo 1,1,1-triíluorethan (R 143), nebo směs takových plynů. Pro stejnoměrné smísení prepolymeru a hnacího plynu se jejich směs protřepává po dobu asi 10 až 30 s.

Následující příklady provedení předložený vynález blíže obj asňuj í.

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

Byl vyroben prepolymer podle předloženého vynálezu, obsahující mikrobicid, z 193 hmotnostnch dílů polyolu s krátkým řetězcem a 257 hmotnostních dílů methylendifenyldiisokyanátu. K tomu se do stříkací nádobky naplnila složka polyolu a složka isokyanátu a smísila se s 2 % hmot., vztaženo na prepolymer, 4,5-dichlor-2-n-oktyl-4-isothiazolin-3-onu jako mikrobicidu. Mikrobicid se přidal ve formě roztoku v xylenu (hmotnostní poměr 1:2).

Ke směsi se pak přidalo 75 hmotnostních díků, vztaženo na prepolymer, hnacího plynu z propanu, butanu, tetrafluorethanu (R 134), 1,1,1-trifluorethanu (R 143) s difluorethanu (R 152) a vše se protřepávalo po dobu 20 s. Pak se prepolymer, vytvořený ve stříkací nádobce, vypouštěl a při tom vytvořená polyurethanová pěna se nechala tvrdnout na vzduchu po 8 hodin.

Příklad 2

Podle příkladu 1 se připravil prepolymer, avšak s tím rozdílem, že se přidalo místo 2 % hmotnostních jen 0,3 % • · · • · hmotnostních mikrobícidu.

Srovnávací příklad

Podle příkladu 1 se připravil prepolymer, avšak bez přídavku mikrobícidu.

Ž vytvrzených pěn, získaných v obou příkladech a ve srovnávacím příkladu, s odebraly vždy tři vzorky a zkoušely se na odolnost proti napadení mikroorganismy zkušební metodou ISO 846-1978. Při tom se použila směs následujících mikroorganismů :

Aspergillus niger

ATCC 6275

Penicilium funiculosum

IMI 114933

Paecilomyces variotil

ATCC 10121

Trichoderma viride

ATCC 9645

Chaetomium globosum

ATCC 6205

Alternaria alternata

IP 1863-89

Vzorky pěn se podle zkušební metody skladovaly 4 týdny při teplotě asi 29 °C a relativní vlhkosti přes 90 %. Pří následujícím vyšetření na napadení mikroorganismy se použilo toto hodnotící měřítko:

- žádný růst mikroorganismů poznatelný pod mikroskopem při zvětšení 50x.

- růst mikroorganismů nerozeznatelný prostým okem, nebo sotva rozeznatelný, avšak při zvětšení 50x pod mikroskopem rozeznatelný.

- slabý růst mikroorganismů, které pokrývají méně než % plochy vzorku.

Výsledky zkoušení jsou shrnuty v následující tabulce.

Tabulka

Přiklaď nebo	Vzorek	Množství mikrobicidu	Vyhodnocení růstu
srovnávací	č.	na prepolymer %	mikroorganismů
příklad
Příklad 1	1	2	0
	2	2	0
	3	2	0
Příklad 2	1	0,33	1
	2	0,33	1
	3	3,33	1
Srovnávací	1	0	2
příklad	2	0	2
	3	0	2

Z tabulky j e patrné, že u polyurethanových pěn s obsahem mikrobicidu nedošlo k žádnéu růstu mikroorganismů, nebo došlo k jen velmi malému růstu, na rozdíl od pěny bez mikrobicidu.

Claims

F· £rt env θ vé nílroky

1. Komposice polyurethanu se zlepšenou dlouhodobou odolností proti napadení mikroorganismy, kde je hlavní součástí prepolymer vzniklý z polyolové složky a složky isokyanátové, nebo polyurethanová pěna, vzniklá vytvrzením prepolymeru, vyznačující se tím, že komposice polyurethanu obsahuje od 0,1 do 3 % hmotnostních mikrobicidu, vztaženo na polyurethanovou komposici.
2. Komposice polyurethanu podle nároku 1, vyznačující se tím, že obsahuje 0,1 až

2 % hmotnostní mikrobicidu, vztaženo na polyurethanovou komposici.
3. Komposice polyurethanu podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že jako mikrobičid obsahuje fungicid, baktericid, nebo algicid.
4. Komposice polyurethanu podle některého z nároků 1 až

3,vyznačující se tím, že obsahuje jako mikrobičid N-oktyl-4-isothiazolin-3-on,

4,5-dichlor-2-n-oktyl-4-isothiazolin-3-on,

2,3,5,6-tetrachlor-4-methylsulfonyl-pyridin a/nebo směs z 50 % hmotnostních 1,2-benzisothiazolin-3-onu a 50 % hmotnostních bis-(1-hydroxy)-2H-pyridinthionato-o,s-(T-4)-zinku.
5. Komposice polyurethanu podle některého z nároků 1 až

4, vyznačuj ící tím, že v prepolymeru je obsažen mikrobicid spolu s nepolárním rozpouštědlem.
6.

Komposice polyurethanu podle nároku 5, vyznačující se tím, že prepolymer obsahuje jako nepolární rozpouštědlo alespoň jednu z látek, které patří k nerozvětveným nebo rozvětveným nasyceným uhlovodíkům, aromatickým uhlovodíkům, heterocyklickým sloučeninám, fluoralkanům a perfluorovaným alkyletherům.