專利名稱：在油漆、涂料、密封劑和粘合劑儲存時提供物理抗微生物增效劑活性的組合物的制作方法
相關(guān)申請的參考本申請要求提交于2002年5月8日、申請?zhí)枮?0/378,830的美國臨時申請的優(yōu)先權(quán)。
背景技術(shù)：
發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及具有物理抗微生物增效劑活性的組合物以及這些組合物在提高貯藏的配制產(chǎn)品的貯藏壽命中的應(yīng)用。
現(xiàn)有技術(shù)的描述油漆、涂料、密封劑、粘合劑和相關(guān)產(chǎn)品通常被制成未固化和/或液體混合物，它們在使用前被密封并貯藏了一段時間。貯藏時間可以長達(dá)數(shù)年。
在貯藏時，在制造產(chǎn)品時帶進(jìn)的微生物污染物可以增殖。這種微生物增殖會導(dǎo)致許多不受歡迎的結(jié)果。微生物會使產(chǎn)品褪色、造成粘性絲狀生成、產(chǎn)生惡臭、選擇性消耗產(chǎn)品的成分并逐步降解該產(chǎn)品直至消費(fèi)者無法使用。
為防止產(chǎn)品貯藏時的這種微生物增殖，許多調(diào)配師在最終包裝前在油漆、涂料、密封、粘合劑和相關(guān)產(chǎn)品中加入了“罐中(in-can)”抗微生物劑以長期貯藏。這種抗微生物劑的應(yīng)用解決了與貯藏過程中微生物增殖有關(guān)的問題，但這些抗微生物劑帶來了它們自己的問題?？刮⑸飫┤怯卸镜模芾頇C(jī)構(gòu)要求調(diào)配師在他們的產(chǎn)品中盡可能少地使用抗微生物劑。為配制出具有抗生物性但幾乎沒有抗微生物劑的產(chǎn)品，油漆、涂料、密封劑和粘合劑制造商在尋找控制微生物的新策略。
在開放的循環(huán)式金屬加工系統(tǒng)中使用各種化合物作為抗微生物劑和抗微生物增效劑已為人們了解。
Golec等(Tribology International，1989年12月，22(6)，375-382)描述了鏈烷醇胺在開放的循環(huán)式金屬加工冷卻劑中抗微生物的效果。
Aumann等(Lubes’N’Greases，2000年6月，6(6)，22-26)描述了作為抗微生物增效劑的AMP(2-氨基-2-甲基-1-丙醇)、MEA(單乙醇胺)、TEA(三乙醇胺)和DGA(二甘醇胺)在開放的循環(huán)式金屬加工冷卻劑中的效果。
Sandin等(International Biodeterioration，1991，27，61-74)描述了二乙醇胺、丁基乙醇胺和二甲胺氨基甲基丙醇作為抗微生物劑在開放的循環(huán)式金屬加工液中的應(yīng)用，并強(qiáng)調(diào)了它們控制真菌的作用。
Edebo等(美國專利5132046號)描述了在開放的循環(huán)式金屬加工液中作為抗微生物劑的長鏈烷基氨基乙醇。
Sandin等(Antimicrobial Agents And Chemotherapy，1990年3月，491-493)描述了二乙胺、二甲基氨基甲基丙烷和丁基氨基乙醇作為抗微生物劑用于控制類產(chǎn)堿假單胞菌，并強(qiáng)調(diào)了它們在金屬加工液中的應(yīng)用。
E.O.Bennett(Lubrication Engineering，1979年3月，35(3)，137-144)描述了各種烷基鏈烷醇胺在開放的循環(huán)式金屬加工液中抗生物的作用。
E.O.Bennett(美國專利4925582)要求了N-己基乙醇胺和N-戊基乙醇胺在開放的循環(huán)式金屬加工液中作為抗微生物增效劑的應(yīng)用的權(quán)利。
此外，許多參考資料都描述了使用鏈烷醇胺和衍生自它們的季銨化合物作為抗微生物劑在洗滌劑中的應(yīng)用。
Inoue等(美國專利4134971等)要求了與金屬螯合劑(如EDTA鈉)組合作為抗微生物劑的用于非治療用途的RNHCH2CH2OH，其中R是C10-C20的直鏈烷基。
Shimotomai等(JP 08193015)要求了許多與BIT(苯并異噻唑啉-3-酮)結(jié)合作為增強(qiáng)的抗微生物劑的鏈烷醇胺型化合物在開放系統(tǒng)的應(yīng)用。
Lichtenberg等(WO 2002023990A1)描述了限定組合的與某種類型的季銨抗微生物結(jié)合的鏈烷醇胺增效劑的應(yīng)用。Lichtenberg討論的季銨抗微生物劑不用于油漆、涂料、密封劑和粘合劑的“罐中”保存。
在此之前公布的所有已知工作關(guān)注的都是烷基鏈烷醇胺(AAA)增效劑在開放的循環(huán)式系統(tǒng)的整個可用周期內(nèi)的應(yīng)用。本發(fā)明與此不同，它描述了配制的產(chǎn)品被貯藏在密封容器中時，物理抗微生物增效劑在此產(chǎn)品中的應(yīng)用，且本發(fā)明僅對貯藏期有效。
發(fā)明概要本發(fā)明提供了一些N-烷基鏈烷醇胺和/或N，N-二烷基鏈烷醇胺作為抗微生物增效劑用于穩(wěn)定通常在厭氧條件下貯藏的油漆、未固化的涂料、未固化的密封劑、未固化的粘合劑和相關(guān)產(chǎn)品。
有用的抗微生物增效劑可用以下結(jié)構(gòu)式表示RR’NCH2CH2OH和/或RN(CH2CH2OH)2其中R是有3-12個碳原子的直鏈或支鏈烷基；R’是氫原子或有3-12個碳原子的直鏈或支鏈烷基，其中烷基與R相同或不同。
發(fā)明詳述本發(fā)明提供了更加有效地使用抗微生物劑的新方法。通過將常規(guī)的抗微生物劑和在此述的鏈烷醇胺結(jié)合，與沒有鏈烷醇胺時得到的結(jié)果相比，可以獲得更好的單位抗微生物劑的抗微生物效果。
可增強(qiáng)抗微生物劑效力的化合物通常被稱為增效劑。本發(fā)明所述的鏈烷醇胺增效劑有額外優(yōu)點(diǎn)，即它們被用于通常已經(jīng)加有胺的配方中。因此，胺增效劑可用作pH調(diào)節(jié)劑、樹脂增溶劑、緩蝕劑等，同時還可以通過物理增效機(jī)制以增強(qiáng)抗微生物劑活性。用在此所述的一種鏈烷醇胺增效劑替代已含在油漆、涂料、密封劑和粘合劑配方中的所有或部分胺，可獲得有同樣的總胺水平和降低了抗微生物劑水平的產(chǎn)品。
鏈烷醇胺增效劑可用下面的結(jié)構(gòu)式表示RR’NCH2CH2OH和/或RN(CH2CH2OH)2其中R是有3-12個碳原子的直鏈或支鏈烷基；R’是氫原子或有3-12個碳原子的直鏈或支鏈烷基，其中烷基與R相同或不同。優(yōu)選的鏈烷醇胺有丁基氨基乙醇(BAE)、異丙基氨基乙醇(IPAE)和戊基氨基乙醇(AAE)。
烷鏈中的雜原子取代不是必需的，但這種取代也不排除在本公開范圍內(nèi)的化合物。
所揭示的鏈烷醇胺和許多不同的抗微生物劑都可有效作為典型的物理抗微生物增效劑。鏈烷醇胺被作為配方的一部分加到未固化的產(chǎn)品中，通常這些增效劑胺可以有胺通常被用作的其它目的。這種典型的目的包括pH調(diào)節(jié)、樹脂增溶、緩蝕和金屬離子絡(luò)合。
胺的用量應(yīng)為200ppm-15,000ppm，較好的是1,000ppm-10,000ppm，最好是1,500ppm-8,500ppm。低于約200ppm，胺就會失去效力。超過15000ppm，再加入胺就不會再提高物理抗微生物增效作用。
抗微生物劑可以是任何能有效穩(wěn)定長期貯藏的油漆、涂料、密封劑和粘合劑的化合物。典型的抗微生物劑包括異噻唑啉酮、苯并異噻唑啉酮、甲醛、三嗪、戊二醛(gluteraldehyde)、溴硝內(nèi)二醇和苯酚。較好的抗微生物劑不是季銨抗微生物劑。
胺和其它成分和抗微生物劑一起在密封之前被加到配方中以長期貯藏。鏈烷醇胺增效劑在長期貯藏的配方中的用量為200ppm-1,500ppm，較好的是1，000ppm-10,000ppm。鏈烷醇胺增效劑可以是揮發(fā)性的(如N-異丙基乙醇胺)，這樣它就會在打開包裝后從產(chǎn)品中揮發(fā)，或者鏈烷醇胺增效劑可以是非揮發(fā)性的(如二十二烷基氨基乙醇)，這樣它就會在打開包裝后保留在產(chǎn)品中。如果鏈烷醇胺增效劑和抗微生物劑在包裝打開后保留在產(chǎn)品中，增強(qiáng)的抗微生物活性可以繼續(xù)留在固化的物質(zhì)中(如在固化的漆膜中)。
對基于含有丙烯酸酯、醋酸乙烯酯和/或苯乙烯共聚物的樹脂的乳膠漆，特別優(yōu)選的實(shí)施方案涉及在每100加侖最終的乳膠漆中加入2-10磅丁基氨基乙醇(BAE)。
以下實(shí)施例是對本發(fā)明的闡述，而不是要窮舉或?qū)⒈景l(fā)明限制在所述的精確形式中。按照說明書和實(shí)施例可以有許多變化和修改。
實(shí)施例1某些烷基鏈烷醇胺作為物理抗微生物增效劑的作用采用384孔微量滴定平板以測量660nm處的光密度。每個孔都裝有25微升用Tris緩沖至pH＝7.5的烷基鏈烷醇胺(AAA)溶液，25微升pH＝7.5的營養(yǎng)素/無毒溶液(營養(yǎng)素＝TSB)和25微升pH被調(diào)至7.5的抗微生物劑溶液，總體積為75微升。在任一給定的實(shí)驗(yàn)中，AAA的結(jié)構(gòu)和濃度都隨抗微生物劑的濃度改變。整個實(shí)驗(yàn)中溫度保持在25℃。每隔15分鐘進(jìn)行一次光密度測量。任何情況下微生物濃度與光吸收都是線性相關(guān)，且光密度(OD)值被用作微生物密度的直接測量。以O(shè)D測量為基礎(chǔ)，可以計(jì)算生物素生長的最大速度和18小時和48小時終點(diǎn)的微生物密度。
下表列出了當(dāng)不同的鏈烷醇胺存在時，用不同量水平的Troysan 785(紐約州Florham Park的Troy Chemical提供的78.5％的六氫-1，3，5-三-2-羥乙基-s-三嗪水溶液)處理后，銅綠假單胞菌(ATCC 10145)在18小時的終點(diǎn)濃度(以光密度為基礎(chǔ))。使用了以下縮寫；AMP＝2-氨基-2-甲基-1-丙醇，BAE＝N-丁基氨基乙醇，DBAE＝N，N-二丁基氨基乙醇，OAE＝N-辛基氨基乙醇。
從這些數(shù)據(jù)中可以看出，在控制微生物生長時，在此所述的胺(BAE、DBAE和OAE)比任意AAA(如AMP)都有效。
該系統(tǒng)最大生長斜率的曲線(以每秒毫OD單位給出的值)如下所示(5個最適合生長曲線線性部分的點(diǎn))
再次可見這里所述的胺的作用。
實(shí)施例2證明BAE在乳膠漆中可用作中和胺配方在兩種建筑內(nèi)用乳膠涂料(無光和半光涂料)中分別加入兩種胺(BAE和AMP)。油漆的成分為
高質(zhì)量無光內(nèi)用漆AMP-95BAE去離子水 150.0 150.0丙二醇 25.925.9Proxel GXL 0.5 0.5Colloid 226/35 8.0 8.0Teogitol NP-9 2.2 2.2Colloid 6403.5 3.5Polyphobe 102 15.015.0AMP-95 5.0 -BAE- 5.0Ti-Pure R-902 250.0 250.0Snowflake PE 125.0 125.0Minex 4125.0 125.0高速分散然后以下列物質(zhì)兌稀％NVMUCAR Latex 379G (55) 419.8 419.8UCAR Filmer IBT 16.816.8Colloid 640 3.5 3.5加入下列物質(zhì)將pH調(diào)至9.0±0.2，粘度調(diào)至90±2KUPolyphobe 10214.514.5AMP-95 2.0 -BAE - 2.0去離子水 51.351.3總重磅 1218.0 1218.0總產(chǎn)量 加侖 101.0 101.0
半光澤內(nèi)用琺瑯AMP-95BAE去離子水 100.0 100.0Cellosize ER-15000 2.0 2.0Nuosept 1452.4 2.4Tamol 731 9.2 9.2Triton N-572.1 2.1AMP-95 1.0 -BAE- 1.0丙二醇 43.2 43.2Byk 0351.0 1.0Tronox CR-800 250.0 250.0高速分散然后以下列物質(zhì)兌?。VMUCAR Latex 3796 (55) 428.4 428.4UCAR Filmer IBT20.0 20.0Byk 0351.9 1.9Triton GR-7M 0.5 0.5加入下列物質(zhì)將pH調(diào)至8.5±0.2，粘度調(diào)至88±2KUAMP-95 0.5 -BAE- 0.5去離子水 168.2 168.2Acrysol SCT-27510.0 10.0去離子水 10.0 10.0丙二醇 10.0 10.0總重磅 1060.41060.4總產(chǎn)量 加侖 100.1 100.1
步驟采用以下步驟評價涂料。
步驟ASTM試驗(yàn)法分散細(xì)度 D1210Viscosity-Stormer粘度計(jì)D562pH E70干燥時間 D1640氣味 D1296光亮/光澤 D523不透明，3-密耳預(yù)拉伸(drawdown) D2805包裝穩(wěn)定性-125°F兩周 D1849脫水收縮沉降再分散的容易程度粘度刷洗性 D2486薄膜孔隙度 D3258顏色驗(yàn)收 (a)顯色 (b)涂布性能 (c)顏色驗(yàn)收—用占油漆1％重量的各種調(diào)色劑將試驗(yàn)油漆染色，然后用3-密耳Bird施用器將試驗(yàn)油漆用于密封記錄紙(chart)。干燥后，按照下面的ASTM標(biāo)準(zhǔn)貯藏方案評定顏料的相對涂度。所用著色劑是Colortrend Universal著色劑系列，888-1045氧化鐵紅、7214E Thalo藍(lán)和2009L富錳棕土(Rew Umber)。
顯色—當(dāng)油漆開始干燥時使用和上面所用同樣的預(yù)拉伸；輕輕磨擦1-英寸的區(qū)域以再分散絮凝的著色劑。按照下面的ASTM標(biāo)準(zhǔn)貯藏方案，評定磨擦區(qū)域和未磨擦區(qū)域顏色的變化。
涂布性能—用一種乳膠漆底涂24×32英寸Upson Board三分之二的面積，然后干燥24小時。(反射比為25)將一部分底漆染成灰色，公稱反射度為25，將3英寸寬帶水平穿過底漆區(qū)域中心。干燥48小時后試驗(yàn)平板就可供試驗(yàn)油漆使用了。
用3英寸的輥?zhàn)?EZ Painter NO.3 FPS)在整個平板上隨意涂抹試驗(yàn)油漆直到灰色條帶被覆蓋(濕)。由所用油漆的量和每加侖油漆的重量計(jì)算擴(kuò)展速率。干燥過夜后，在平板三分之一的面積涂布第二種涂料。15分鐘后，用6-英寸的搭接涂層覆蓋3-英寸的第一涂層和第二涂層區(qū)域。使涂布的平板干燥過夜，然后在涂布兩次的區(qū)域上修飾(touch-up)4×4英寸的面積。
用以下特性評定油漆
涂布的容易程度擴(kuò)展速率實(shí)際不透明度泡沫噴涂流平性陷坑(cratering)光澤均一性—一次涂布和兩次涂布的區(qū)域—底涂和未底涂的區(qū)域—搭接區(qū)域—修飾區(qū)域一些觀察是主觀的并用下面的ASTM標(biāo)準(zhǔn)評分系統(tǒng)進(jìn)行評定以避免冗長描述
實(shí)驗(yàn)結(jié)果高質(zhì)量無光內(nèi)用漆
半光澤內(nèi)用琺瑯
無論在無光或半光漆中，當(dāng)將BAE摻入研磨基料和/或摻入油漆制造的兌稀階段時，在這一研究中評定的將BAE作為AMP替代品的應(yīng)用都提供了可比的效果。BAE物質(zhì)對顏料分散和pH調(diào)節(jié)有相同的效力?；谒杉瘮?shù)據(jù)的其它的觀察結(jié)果如下高質(zhì)量無光內(nèi)用漆1.BAE無光涂層在分散細(xì)度、粘度、pH、包裝穩(wěn)定性、光亮、光澤、不透明性、氣味、刷洗性、薄膜孔隙度、顏色驗(yàn)收和顯色方面與AMP-95涂層是可比的。
2.BAE涂層在不粘、干燥至硬和完全干燥的干燥時間特性上有顯著的改善。
半光內(nèi)用琺瑯1.BAE半光涂層在分散細(xì)度、粘度、pH、包裝穩(wěn)定性、光亮、光澤、不透明性、氣味、刷洗性、薄膜孔隙度、顏色驗(yàn)收和顯色方面與AMP-95涂層是可比的。
2.BAE涂層在不粘、干燥至硬和完全干燥的干燥時間特性上有顯著的改善。
權(quán)利要求
1.有以下結(jié)構(gòu)式的化合物的應(yīng)用RR’NCH2CH2OH和/或RN(CH2CH2OH)2其中R是有3-12個碳原子的直鏈或支鏈烷基；R’是氫原子或有3-12個碳原子的直鏈或支鏈烷基，其中烷基與R相同或不同，所述化合物與抗微生物劑結(jié)合，用于穩(wěn)定貯藏的乳膠漆、未固化的涂料、未固化的密封劑、未固化的粘合劑或相關(guān)產(chǎn)品。
2.N-烷基乙醇胺或N-烷基二乙醇胺的應(yīng)用，其中N-烷基是C3-C12直鏈或支鏈烷基，所述化合物與抗微生物劑結(jié)合用于穩(wěn)定貯藏的乳膠漆、未固化的涂料、未固化的密封劑、未固化的粘合劑或相關(guān)產(chǎn)品。
3.N，N-二烷基乙醇胺的應(yīng)用，其中兩個N-烷基是相同或不同的C3-C12直鏈或支鏈烷基，所述化合物與抗微生物劑結(jié)合用于穩(wěn)定貯藏的乳膠漆、未固化的涂料、未固化的密封劑、未固化的粘合劑或相關(guān)產(chǎn)品。
4.含有與抗微生物劑結(jié)合的N-烷基乙醇胺或N-烷基二乙醇胺的貯藏的乳膠漆、涂料、密封劑、粘合劑或相關(guān)組合物，其中N-烷基是C3-C12直鏈或支鏈烷基。
5.含有與抗微生物劑結(jié)合的N，N-二烷基乙醇胺的未固化的乳膠漆、涂料、密封劑、粘合劑或相關(guān)組合物，其中N-烷基是相同或不同的C3-C12直鏈或支鏈烷基。
6.如權(quán)利要求4所述的組合物，其特征在于，其中烷基是丁基、異丙基或戊基。
全文摘要
本發(fā)明涉及N－烷基乙醇胺或N，N－二烷基乙醇胺的應(yīng)用，其中各個N－烷基都是獨(dú)立的C
文檔編號C09K3/10GK1457639SQ03130928
公開日2003年11月26日 申請日期2003年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月8日
發(fā)明者Md·杰農(nóng) 申請人:阿托費(fèi)納化學(xué)股份有限公司