МИКРОБИЦИДНАЯ КОМПОЗИЦИЯ (ВАРИАНТЫ), А ТАКЖЕ СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к стабильным твердым микробицидным композициям, содержащим 5-хлор-2-метилизотиазолин-3-он и 2-метилизотиазолин-3-он.

Твердая композиция, содержащая консервант и водорастворимую неорганическую соль, описана в JP S63-215601. Композиция может содержать различные консерванты, включая 5-хлор-2-метилизотиазолин-3-он и 2-метилизотиазолин-3-он, и различные водорастворимые неорганические соли. Однако в приведенной ссылке отсутствуют водорастворимые соли неорганических кислот, способные обеспечить стабильную твердую композицию, содержащую 5-хлор-2-метилизотиазолин-3-он и 2-метилизотиазолин-3-он.

Задача, решаемая в настоящем изобретении, заключается в получении стабильной твердой композиции, содержащей 5-хлор-2-метилизотиазолин-3-он и 2-метилизотиазолин-3-он.

Краткое описание изобретения

Настоящее изобретение направлено на твердую микробицидную композицию, включающую: (а) 2,5-9,5 мас.% смеси 5-хлор-2-метил-4-изотиазолин-3-она и 2-метил-4-изотиазолин-3-она, (б) 67-90 мас.% магния сульфата по безводной основе, (в) 1,4-5,5 мас.% нитрата металла по безводной основе, (г) 0,9-3,5 мас.% магния хлорида по безводной основе и (д) 4-16 мас.% воды.

Настоящее изобретение также направлено на твердую микробицидную композицию, включающую: (а) 2,5-5,5 мас.% смеси 5-хлор-2-метил-4-изотиазолин-3-она и 2-метил-4-изотиазолин-3-она, (б) 60-85 мас.% магния сульфата по безводной основе, (в) 3,7-8 мас.% нитрата металла по безводной основе, (г) 1,2-2,5 мас.% магния хлорида по безводной основе и (д) 10-22 мас.% воды.

Настоящее изобретение направлено на твердую микробицидную композицию, включающую: (а) 2,5-26 мас.% 2-метил-4-изотиазолин-3-она, (б) 48-95 мас.% магния сульфата по безводной основе и (д) 2,5-26 мас.% воды.

Настоящее изобретение также направлено на способ получения твердой микробицидной композиции, включающей: (а) 2,5-9,5 мас.% смеси 5-хлор-2-метил-4-изотиазолин-3-она и 2-метил-4-изотиазолин-3-она, (б) 67-90 мас.% магния сульфата по безводной основе, (в) 1,4-5,5 мас.% нитрата металла по безводной основе, (г) 0,9-3,5 мас.% магния хлорида по безводной основе и (д) 4-16 мас.% воды. Способ включает комбинирование 67-90 мас.% магния сульфата и 10-33 мас.% водной биоцидной композиции, включающей: (i) 25-35 мас.% смеси 5-хлор-2-метил-4-изотиазолин-3-она и 2-метил-4-изотиазолин-3-она, (ii) 10-22 мас.% нитрата металла, (iii) 8-14 мас.% магния хлорида и (iv) 35-50 мас.% воды.

Подробное описание изобретения

Обозначение «МИ» относится к 2-метил-4-изотиазолин-3-ону, также называемому 2-метил-3-изотиазолоном. Обозначение «ХМИ» относится к 5-хлор-2-метил-4-изотиазолин-3-ону, также называемому 5-хлор-2-метил-3-изотиазолоном. Предпочтительно соотношение масс ХМИ к МИ составляет по меньшей мере 1:1, в другом варианте по меньшей мере 2:1. Предпочтительно соотношение масс ХМИ к МИ составляет не более 4:1. В одном из предпочтительных вариантах осуществления настоящего изобретения соотношение ХМИ;МИ составляет примерно 3:1.

В настоящем изобретении приводимые ниже термины имеют вполне определенное значение, если из контекста ясно не следует иное значение. Понятие «микробицид» относится к соединению, способному ингибировать рост или контролировать рост микроорганизмов на месте; к микробицидам относятся бактерициды, фунгициды и алгаециды. К понятию «микроорганизм» относятся, например, грибы (например, дрожжи и плесени), бактерии и водоросли. Понятие «твердой» композиции, используемое в настоящем изобретении, означает, что она твердая при 25°С. В настоящем описании также используют следующие определения: ppm = частей на миллион по массе (масса/массе), мл = миллилитр, ДИ = действующий ингредиент, т.е. общее количество изотиазолонов. Если не указано иначе, температуру выражают в градусах по стоградусной шкале (°С), а ссылки на проценты подразумевают проценты по массе (мас.%). Процентное содержание воды в твердых композициях обозначает всю воду, содержащуюся в каких-либо гидратах солей, и какую-либо свободную воду, которая может содержаться в композициях.

Понятие «нитрат металла» предпочтительно означает нитрат щелочного металла, щелочноземельного металла или аммония. Предпочтительно металлом является литий, натрий, калий, магний, кальций, аммоний или их комбинация, более предпочтительно натрий, калий, магний или их комбинации. Магний особенно предпочтителен.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, в которых твердая композиция содержит от 2,5-9,5 мас.% смеси ХМИ и МИ, твердая композиция содержит по меньшей мере 4 мас.% от указанной смеси, в другом варианте по меньшей мере 5 мас.%, в другом варианте по меньшей мере 6 мас.%; твердая композиция содержит не более чем 9 мас.% указанной смеси, в другом варианте не более чем 8,5 мас.%, в другом варианте не более чем 8 мас.%. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, в которых твердая композиция содержит от 67-90 мас.% магния сульфата по безводной основе, твердая композиция содержит по меньшей мере по меньшей мере 68 мас.%, в другом варианте по меньшей мере 69 мас.%, в другом варианте по меньшей мере 70 мас.%, в другом варианте по меньшей мере 71 мас.%, в другом варианте по меньшей мере 72 мас.%; твердая композиция содержит не более чем 85 мас.% магния сульфата, в другом варианте не более 80 мас.%. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, в которых твердая композицию содержит от 1,4-5,5 мас.% нитрата металла, твердая композиция содержит по меньшей мере 2,3 мас.% нитрата металла, в другом варианте по меньшей мере 3 мас.%, в другом варианте по меньшей мере 3,4 мас.%; твердая композицию содержит не более 5 мас.% нитрата металла, в другом варианте не более 4,8 мас.%, в другом варианте не более 4,6 мас.%. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, в которых твердая композиция содержит от 0,9-3,5 мас.% магния хлорида, твердая композиция содержит по меньшей мере 1,3 мас.% магния хлорида, в другом варианте по меньшей мере 1,8 мас.%, в другом варианте по меньшей мере 2,1 мас.%; твердая композиция содержит не более 3,2 мас.% магния хлорида, в другом варианте не более 3 мас.%, в другом варианте не более 2,9 мас.%. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, в которых твердая композиция содержит от 4-16 мас.% воды, твердая композиция содержит по меньшей мере 6,5 мас.% воды, в другом варианте по меньшей мере 8 мас.%, в другом варианте по меньшей мере 10 мас.%; твердая композиция содержит не более 15 мас.% воды, в другом варианте не более 14 мас.%, в другом варианте не более 13 мас.%.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, в которых твердая композиция содержит от 2,5-5,5 мас.% смеси ХМИ и МИ, твердая композиция содержит по меньшей мере 3 мас.% указанной смеси, в другом варианте по меньшей мере 3,5 мас.%, в другом варианте по меньшей мере 4 мас.%; твердая композиция содержит не более 5,2 мас.% указанной смеси, в другом варианте не более 5 мас.%. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, в которых твердая композиция содержит от 60-85 мас.% магния сульфата, твердая композиция содержит по меньшей мере 63 мас.% магния сульфата, в другом варианте по меньшей мере 64 мас.%; твердая композиция содержит не более 80 мас.% магния сульфата, в другом варианте не более 75 мас.%. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, в которой твердая композиция содержит от 3,7-8 мас.% нитрата металла, твердая композиция содержит по меньшей мере 4,3 мас.% нитрата металла, в другом варианте по меньшей мере 5 мас.%, в другом варианте по меньшей мере 5,7 мас.%; твердая композиция содержит не более 7,4 мас.%, в другом варианте не более 7,1 мас.%. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, в которых твердая композиция содержит от 1,2-2,5 мас.% магния хлорида, твердая композиция содержит по меньшей мере 1,3 мас.% магния хлорида, в другом варианте по меньшей мере 1,5 мас.%, в другом варианте по меньшей мере 1,7 мас.%; твердая композиция содержит не более 2,2 мас.% магния хлорида, в другом варианте не более 2,1 мас.%. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, в которых твердая композиция содержит от 10-22 мас.% воды, твердая композиция содержит по меньшей мере 13 мас.% воды, в другом варианте по меньшей мере 15 мас.%, в другом варианте по меньшей мере 17 мас.%; твердая композиция содержит не более 15 мас.% воды, в другом варианте не более 22 мас.%, в другом варианте не более 21,5 мас.%.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, в котором твердая композиция содержит от 2,5-26 мас.% смеси ХМИ и МИ, твердая композиция содержит по меньшей мере 5 мас.% указанной смеси, в другом варианте по меньшей мере 10 мас.%; твердая композиция содержит не более 24 мас.% указанной смеси, в другом варианте не более 20 мас.%. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения твердая композиция содержит от 48-95 мас.% магния сульфата, твердая композиция содержит по меньшей мере 51 мас.% магния сульфата, в другом варианте по меньшей мере 60 мас.%, твердая композиция содержит не более 90 мас.% магния сульфата, в другом варианте не более 80 мас.%. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения твердая композиция содержит от 2,5-26 мас.% воды, твердая композиция содержит по меньшей мере 5 мас.% воды, в другом варианте по меньшей мере 10 мас.%, твердая композиция содержит не более 24 мас.% воды, в другом варианте не более 20 мас.%.

Твердая композиция может включать следы органических растворителей, поступившие при получении изотиазолоновых биоцидов. Предпочтительно общий уровень органических растворителей в твердой композиции составляет не более 3%, в другом варианте не более 2%, в другом варианте не более 1%, в другом варианте не более 0,7%, в другом варианте не более 0,5%. К типичным органическим растворителям, присутствие которых допустимо, относятся, например, этанол, этилацетат, уксусная кислота, бутилацетат, бутанол и метиленхлорид.

В способе по настоящему изобретению магний сульфат и водная биоцидная композиция основательно смешиваются, чтобы убедиться, что магний сульфат гидратирован максимально возможно. Примерами оборудования, применяемого для смешивания, являются какие-либо устройства, применимые для перемешивания жидких и твердых составляющих, например, винтовые миксеры и ленточные блендеры. Предпочтительно смесь существенным образом не высушивают во время или после перемешивания, т.е. не более 5% воды из смеси удаляют, в другом варианте не более 2%, в другом варианте не более 1%, в другом варианте не более 0,5%, в другом варианте не более 0,3%.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения используемая в способе водная биоцидная композиция содержит по меньшей мере 26% смеси ХМИ и МИ, в другом варианте по меньшей мере 27%, в другом варианте по меньшей мере 27,5%, в другом варианте по меньшей мере 28%; композиция содержит не более 33% ХМИ/МИ, в другом варианте не более 32%, в другом варианте не более 31%, в другом варианте не более 30%, в другом варианте не более 29%. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения количество нитрата металла в водной биоцидной композиции составляет по меньшей мере 11%, в другом варианте по меньшей мере 12%, в другом варианте по меньшей мере 15%; количество нитрата металла составляет не более 27%, в другом варианте не более 25%, в другом варианте не более 22%, в другом варианте не более 20%, в другом варианте не более 18%. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения количество магния хлорида в водной композиции составляет по меньшей мере 8,5%, в другом варианте по меньшей мере 9%, количество магния хлорида составляет не более 13,5%, в другом варианте не более 13%, в другом варианте не более 12,5%, в другом варианте не более 12%. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения водная биоцидная композиция включает не более 48% воды, в другом варианте не более 47%; количество воды составляет по меньшей мере 38%, в другом варианте по меньшей мере 40%. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения водная биоцидная композиция содержит органические растворители на уровне, не превышающем 5%, в другом варианте не более 4%, в другом варианте не более 3%, в другом варианте не более 2,5%, в другом варианте не более 2%. К типичным органическим растворителям, которые могут содержаться, относятся, например, этанол, этилацетат, уксусная кислота, бутилацетат, бутанол и метиленхлорид.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения водная биоцидная композиция содержит 10-20 мас.% смеси ХМИ и МИ, 14-29 мас.% нитрата металла, 3,5-9 мас.% магния хлорида и 40-80 мас.% воды. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения водная биоцидная композиция содержит по меньшей мере 11% смеси ХМИ и МИ, в другом варианте по меньшей мере 12%, в другом варианте по меньшей мере 13%; композицию содержит не более 18% ХМИ/МИ, в другом варианте не более 17%, в другом варианте не более 16%. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения количество нитрата металла в водной биоцидной композиции составляет по меньшей мере 15%, в другом варианте по меньшей мере 16%, в другом варианте по меньшей мере 17%, в другом варианте по меньшей мере 18%; количество нитрата металла составляет не более 27%, в другом варианте не более 25%, в другом варианте не более 23%, в другом варианте не более 22%. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения водная биоцидная композиция содержит по меньшей мере 4% магния хлорида, в другом варианте по меньшей мере 4,5%, в другом варианте по меньшей мере 5%; композиция содержит не более 8% магния хлорида, в другом варианте не более 7,5%, в другом варианте не более 7%. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения водная биоцидная композиция включает не более 75% воды, в другом варианте не более 70%, в другом варианте не более 65%, количество воды составляет по меньшей мере 45%, в другом варианте по меньшей мере 50%. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения водная биоцидная композиция содержит органические растворители на уровне не более 5%, в другом варианте не более 4%, в другом варианте не более 3%, в другом варианте не более 2,5%, в другом варианте не более 2%. К типичным органическим растворителям, которые могут содержаться, относятся, например, этанол, этилацетат, уксусная кислота, бутилацетат, бутанол и метиленхлорид. Настоящее изобретение также направлено на способ получения твердой композиции, содержащей: (а) 2,5-5,5 мас.% смеси 5-хлор-2-метил-4-изотиазолин-3-она и 2-метил-4-изотиазолин-3-она, (б) 60-85 мас.% магния сульфата по безводной основе, (в) 3,7-8 мас.% нитрата металла по безводной основе, (г) 1,2-2,5 мас.% магния хлорида по безводной основе, и (д) 10-22 мас.% воды. Способ включает комбинирование 60-85 мас.% магния сульфата по безводной основе с 15-40 мас.% водной биоцидной композиции, содержащей 10-20 мас.% смеси ХМИ и МИ.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения водная биоцидная композиция содержит 40-60 мас.% МИ и 40-60 мас.% воды. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения водная биоцидная композиция содержит по меньшей мере 45% МИ, в другом варианте по меньшей мере 48%; композиция содержит не более 55% МИ, в другом варианте не более 52%. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения водная биоцидная композиция содержит по меньшей мере 45% воды, в другом варианте по меньшей мере 48%; композиция содержит не более 55% воды, в другом варианте не более 52%. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения такая водная биоцидная композиция содержит органические растворители на уровне, не превышающем 5%, в другом варианте не более 4%, в другом варианте не более 3%, в другом варианте не более 2,5%, в другом варианте не более 2%. К типичным органическим растворителям, содержание которых допустимо, относятся, например, этанол, этилацетат, уксусная кислота, бутилацетат, бутанол и метиленхлорид. Настоящее изобретение также направлено на способ получения твердой композиции, включающей 2,5-26 мас.% МИ, 48-95 мас.% магния сульфата по безводной основе и 2,5-26 мас.% воды. Способ включает комбинирование 48-95 мас.% магния сульфата по безводной основе с 5-52 мас.% водной биоцидной композиции, содержащей 40-60 мас.% МИ.

Магний сульфат может применяться в безводной форме или в форме частичного гидрата. Количества назначают по безводной основе, поэтому при использовании частичного гидрата его количество может быть больше по сравнению с количеством безводного магния сульфата. Предпочтительно магний сульфат преимущественно безводный.

В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения водная композиция также включает соль меди в качестве стабилизатора. Предпочтительными солями меди являются нитрат меди и сульфат меди в количествах от 1 до 200 частей на миллион меди.

В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения композиция практически не содержит бромистой кислоты, йодистой кислоты, перйодной кислоты или их солей, т.е. композиция содержит менее 0,01% этих веществ, в другом варианте менее 0,005%, в другом варианте менее 0,001%.

Микробицидные композиции по настоящему изобретению могут применяться для подавления роста микроорганизмов или высших форм водных организмов (например, простейших, беспозвоночных, мшанок, динофлагеллят, ракообразных, моллюсков и др.) путем внедрения субъекту микробицидного эффективного количества композиций на место микробной атаки, в место микробной атаки или рядом с местом микробной атаки. Соответствующими местами, например, являются: промышленная обработка воды, системы отложения электрослоя, охладительные башни, воздухоочистители, газоочистители, минеральные гидросмеси, обработка сточных вод, декоративные фонтаны, фильтрация обратным осмосом, ультрафильтрация, балластные воды, испарительные конденсаторы, теплообменники, жидкости при переработки пульпы и бумаги и аддитивы, крахмал, пластики, эмульсии, дисперсии, краски, латексы, покрытия, например лаки, строительные изделия, например мастики, пакля и другие материалы для уплотнения, строительные адгезивы, например керамические адгезивы, адгезивы для поддержки покрытий и адгезивы для ламинирования, промышленные или бытовые адгезивы, химикаты для фотографии, жидкости для печати, товары для дома, например чистящие средства для кухни и ванны, косметика, туалетные принадлежности, шампуни, мыло, детергенты, промышленные очистители, мастика для натирки полов, стоки прачечных, жидкости при металлообработке, смазочные материалы, гидравлические жидкости, кожа и продукты из кожи, текстиль и продукты из текстиля, шерсть и продукты из шерсти, например, клееная фанера, древесно-стружечная плита (ДСП), ламинированный брус, направленные прессованные плиты, древесно-волокнистые плиты и макулатурный картон, жидкости на нефтяной основе, топливо, жидкие компоненты нефти, например впрыскиваемые воды, жидкости для гидроразрыва и буровые растворы, сохранность сельскохозяйственных адъювантов, сохранность поверхностно-активных веществ, медицинские устройства, сохранение диагностических реагентов, сохранение продуктов, например пластик и бумага для упаковки пищи, напитков, и пастеризаторы процессов изготовления, унитазы, рекреационные воды, бассейны и минеральные источники.

Примеры

В приводимых примерах используют следующие водные биоцидные композиции:

Каждый биоцид содержит ХМИ/МИ в соотношении масс 3:1, исключая биоцид С, который содержит только МИ. Сокращение «AI» означает общее количество ХМИ и МИ, соответственно. Все описанные в настоящем изобретении действия проводят при комнатной температуре (20-25°С). Воду не удаляют из композиций, полученных иным образом, по сравнению со следовыми количествами, утраченными при выпаривании.

Пример 1. Водный биоцид А комбинируют с безводным магнием сульфатом в пропорциях, указанных ниже, и твердую массу прессуют в таблетки с установленными результатами.

Механизм смешивания биоцида А и магния сульфата иллюстрируют следующим примером. 15,0 фунтов (6,8 кг) безводного магния сульфата со средним размером 70 мкм (фирма Kali Chemical Co.) помещают в ленточный блендер ВЕРЕХ. Ленточный блендер оснащают трубкой из ПВХ для капельной подачи, которая достает дна блендера, для ступенчатой капельной подачи в жидкость биоцида А на протяжении процесса смешивания. Скорость блендера установлена на 70. После запуска блендера четверть (1,25 фунтов, 0,57 кг) от общего содержания биоцида А (5,0 фунтов, 2,3 кг) медленно вносят в блендер, который оставляют работать 5 мин. Ту же стадию перемешивания повторяют со второй четвертью биоцида А в блендере, который оставляют работать 5 мин. В тот же блендер повторо вносят биоцид А по каждой четверти, пока весь биоцид А не окажется в блендере. После последнего добавления блендер оставляют работать в течение 10 мин. К концу смешивания сухой текучий материал помещают в емкости и переносят на пресс для таблетирования BALDWIN 20 Tablet Press.

Сравниваемый пример 1. Водный биоцид А комбинируют с безводным сульфатом натрия в пропорциях, указанных ниже, и тщательно смешивают. Показано, что твердость оценивают немедленно и через 24 ч при комнатной температуре (примерно 20-25°С).

Пример 2. Водные биоциды В и С комбинируют с безводным магнием сульфатом с перемешиванием до получения сухой текучей плотной массы.

Сравниваемый пример 2. Биоциды В и С комбинируют с натрием сульфатом в тех же количествах, которые показаны ниже. В каждом случае получают влажную плотную массу, которая не обладает текучестью.

Результаты, описанные выше, неожиданны, поскольку натрий сульфат поглощает больше воды на единицу массы, чем магний сульфат. Один кг натрия сульфата (7,04 моля) поглощает 70,4 молей воды для формирования декагидрата натрия сульфата, или 1,27 кг воды/кг натрия сульфата. Один кг магния сульфата (8,31 моля) поглощает 58,15 молей воды для формирования гептагидрата магния сульфата, или только 1,05 кг воды/кг магния сульфата. Следовательно, нет основания ожидать водных биоцидных композиций для формирования плотного материала с намного меньшими количествами магния сульфата относительно натрия сульфата.

Пример 3. Стабильность твердых композиций, содержащих MgSO₄ и Na₂SO₄