Патент на изобретение №2315788

(54) ПОЛИСТИРОЛЬНАЯ БИОЦИДНАЯ КОМПОЗИЦИЯ (ВАРИАНТЫ)

(57) Реферат:

Изобретение относится к полимерным композиционным материалам, а именно к составам полистирольных композиций, обладающих бактерицидными свойствами. Описана полистирольная биоцидная композиция, содержащая полистирол и бактерицидную добавку, отличающаяся тем, что композиция включает также амид стеариновой кислоты, а в качестве бактерицидной добавки она содержит фосфат серебра при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: полистирол 99,85-99,20; амид стеариновой кислоты 0,10-0,30; фосфат серебра 0,05-0,50. Описаны также композиции, содержащие в качестве бактерицидной добавки роданид серебра, стеарат серебра. Технический эффект – получение полимерных композиций, обладающих высокими бактерицидными свойствами, расширение функциональных возможностей при использовании в различных областях промышленности при получении материалов и изделий методом литья и экструзии. 3 н.п. ф-лы, 4 табл., 1 ил.

Изобретение относится к полимерным композиционным материалам, а именно к составам полистирольных композиций, обладающих бактерицидными свойствами и предназначенных для производства экструзионных и литьевых изделий для товаров народного потребления, и может быть использовано для изготовления деталей холодильной промышленности, игрушек, посуды, тары.

Известна термопластичная композиция, включающая смесь полистирола и блок-сополимер стирола, RU №2182913 C1, C08L 23/04, C08L 25/04, C08L 25/06, C08L 25/08, 2002.05.27.

Известна полимерная композиция светотехнических изделий, включающая полистирол (95,4-98,6 мас.%), блок-сополимер стирола (1,4-4,6 мас.%) и бутадиен, RU №2068860 C1, C08L 25/06, 1996.11.10.

Известна полимерная композиция для материалов на основе полиолефинов, содержащая в качестве термопластичного полимера полистирол, RU №2071966 C1, C08L 23/00, C08J 11/00, 1997.01.20.

Известные полимерные композиции не обладают бактерицидными свойствами.

Известен способ получения экструзионного пенополистирола путем непрерывного экструдирования композиции, RU №2114131 C1, C08L 25/06, C08J 9/04, 1998.06.27.

Пенополистирол, полученный известным способом, используют в качестве теплоизоляционного материала.

Известен состав с биоцидными свойствами, включающий в качестве биоцидной добавки серебросодержащее органическое соединение, RU №2215010 C1, C09D 5/14, 2003.10.27.

Известно средство, обладающее антимикробной активностью, представляющее собой водорастворимое соединение серебра, оказывающее антимикробное действие в отношении патогенных микробов Escherichia coli, Salmonella typhimurium, Staphyllococcus aureus. Bacillus subtilis, Candida albigans, RU №2278669 C1, A61K 31/717, A61K 36/15, A61K 31/04, 2006.06.27.

Известные средство и состав имеют функциональные ограничения, технологические характеристики их индивидуальны.

Известна пластмасса, обладающая бактерицидными свойствами, содержащая полистирол и бактерицидную добавку, RU №2232173 С2, C08L 23/06, С08L 27/06, 2004.07.10.

Данное техническое решение принято в качестве ближайшего аналога настоящего изобретения.

Однако оно обладает недостатками.

В качестве бактерицидной добавки в ближайшем аналоге использованы экстракты из растительного сырья, не способные придать полимерной композиции стойкие бактерицидные свойства и оказывать антимикробное действие в отношении патогенных микробов, что снижает функциональные качества полимерной композиции и возможности ее использования.

В основу настоящего изобретения положено решение технической задачи, позволяющей получить полимерные композиции с высокими бактерицидными свойствами, расширить функциональные качества и возможности использования.

Вариант 1

Согласно изобретению эта задача решается за счет того, что полистирольная биоцидная композиция содержит полистирол и бактерицидную добавку.

Композиция включает также амид стеариновой кислоты, а в качестве бактерицидной добавки она содержит фосфат серебра при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Вариант 2

Согласно изобретению эта задача решается за счет того, что полистирольная биоцидная композиция содержит полистирол и бактерицидную добавку.

Композиция включает также амид стеариновой кислоты, а в качестве бактерицидной добавки она содержит роданид серебра при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Вариант 3

Согласно изобретению эта задача решается за счет того, что полистирольная биоцидная композиция содержит полистирол и бактерицидную добавку.

Композиция включает также амид стеариновой кислоты, а в качестве бактерицидной добавки она содержит стеарат серебра при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, идентичных настоящему изобретению, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию «новизна».

За счет реализации отличительных признаков изобретения /в совокупности с признаками, указанными в ограничительной части формулы/ достигаются важные новые свойства объекта:

– оптимальное соотношение ингредиентов расширяет функциональные качества полимерного материала;

– наличие в составе композиции бактерицидной добавки (фосфат серебра – вариант 1, роданид серебра – вариант 2, стеарат серебра – вариант 3) повышает бактерицидные качества;

– бактерицидные качества позволяют получать полимерный материал, широко используемый в различных отраслях промышленности.

Заявителю не известны какие-либо публикации, которые содержали бы сведения о влиянии отличительных признаков изобретения на достигаемый технический результат, в связи с этим, по мнению заявителя, можно сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «изобретательский уровень».

Способ осуществляют следующим образом.

В качестве ингредиентов используют:

полистирол марка 500. ТУ 2214-12605766801-2003, ПТР 13 г/10 мин при 200°C, нагрузке 5 кг, производство ОАО “Нижнекамскнефтехим”;

амид стеариновой кислоты, производство Fine Organics (Индия), порошок белый, 143°С – температура пл., кислотное число до 10 макс;

бактерицидную добавку: фосфат серебра (вариант 1), роданид серебра (вариант 2), стеарат серебра (вариант 3).

Композицию получают.

Вариант 1

Смешением на одношнековом или двухшнековом экструдере при температурах 180-220°С ингредиентов: полистирола, амида стеариновой кислоты и фосфата серебра.

На выходе из экструдера смесь охлаждают водой.

Вариант 2

Смешением на одношнековом или двухшнековом экструдере при температурах 180-220°С ингредиентов: полистирола, амида стеариновой кислоты и роданида серебра.

На выходе из экструдера смесь охлаждают водой.

Вариант 3

Смешением на одношнековом или двухшнековом экструдере при температурах 180-220°C ингредиентов: полистирола, амида стеариновой кислоты и стеарата серебра.

На выходе из экструдера смесь охлаждают водой.

Сущность изобретения подтверждают примеры.

ПРИМЕР 1

Получают фосфат серебра обменным путем из растворимых солей серебра. Фосфат серебра в полученном соединении имеет насыпную плотность – 1.25 г/см³ (вариант 1).

Получают роданид серебра обменным путем из растворимых солей роданида. Роданид серебра в полученном соединении имеет насыпную плотность – 1.58 г/см³ (вариант 2).

Получают стеарат серебра обменным путем из растворимых солей стеарата. Стеарат серебра в полученном соединении имеет насыпную плотность – 0.25 г/см³ (вариант 3).

ПРИМЕР 2

Вариант 1

Получают полимерную композицию 1.

Берут 99,85 мас.% полистирола, 0,10 мас.% амида стеариновой кислоты и 0,05 мас.% фосфата серебра. Смешивают все ингредиенты на двухшнековом экструдере при температуре 180-220°С. На выходе из экструдера смесь охлаждают водой. Смесь гранулируется, при этом гранулы имеют размер 2-5 мм.

Аналогичным образом получают композиции 2 и 3.

Композиции 1, 2, 3 и композиция ближайшего аналога представлены в таблице 1.1.

Вариант 2

Получают полимерную композицию 1.

Берут 99,85 мас.% полистирола, 0,10 мас.% амида стеариновой кислоты и 0,05 мас.% роданида серебра. Смешивают все ингредиенты на двухшнековом экструдере при температуре 180-220°С. На выходе из экструдера смесь охлаждают водой. Смесь гранулируется, при этом гранулы имеют размер 2-5 мм.

Аналогичным образом получают композиции 2 и 3.

Композиции 1, 2, 3 и композиция ближайшего аналога представлены в таблице 1.2.

Вариант 3

Получают полимерную композицию 1.

Берут 99,85 мас.% полистирола, 0,10 мас.% амида стеариновой кислоты и 0,05 мас.% стерата серебра. Смешивают все ингредиенты на двухшнековом экструдере при температуре 180-220°С. На выходе из экструдера смесь охлаждают водой. Смесь гранулируется, при этом гранулы имеют размер 2-5 мм.

Аналогичным образом получают композиции 2 и 3.

Композиции 1, 2, 3 и композиция ближайшего аналога представлены в таблице 1.3.

На основании примера 2 и таблиц 1.1, 1.2 и 1.3 определяют оптимальные пределы ингредиентов, представленные в заявляемом техническом решении.

Индекс расплава полистирола может варьироваться от 2 до 16 г/10 мин.

ПРИМЕР 3

Определяют бактерицидную активность заявляемой полимерной композиции.

Берут образцы 1 и 3 полимерных композиций соответствующих вариантов 1, 2, 3 и образец ближайшего аналога, см. таблицы 1.1, 1.2 и 1.3.

Биацидную активность образцов определяют с использованием тест-культур бактерий Staphylococcus citreus, кишечная палочка, сальмонелла.

Бактерию Staphylococcus citreus засевают газоном на поверхности СПА и размещают образцы, плотно прижимают их к засеянной бактериями поверхности агара. Чашки с образцами помещают в термостат и выращивают в течение 48 часов при температуре 28°C.

Аналогичным образом засевают бактерии кишечная палочка, сальмонелла.

Образцы 1 и 3 вариантов 1, 2 и 3 образуют зону подавления микроорганизмов 1-3 мм.

Данные представлены в таблице 2.

Из таблицы 2 видно, что образцы 1 и 3 вариантов 1, 2 и 3 обладают наличием эффекта подавления роста микробов (+), а у образца ближайшего аналога отсутствует эффект бактерицидного действия (-).

Пример 3 и таблица 2 подтверждают биацидную активность заявляемой полимерной композиции.

ПРИМЕР 4

Определяют бактерицидную активность заявляемой полимерной композиции по варианту 1 относительно бактерии листерия.

Берут образец 1 и образец ближайшего аналога, см. таблицу 1.1.

На поверхность этих образцов помещают бактерии листерии, культивирование проводят при температуре 4°С в течение 2 дней.

На чертеже представлена зависимость концентрации бактерии листерия от времени для образца 1 варианта 1 (показатель зависимости 2) и образца ближайшего аналога (показатель зависимости 1).

Из чертежа видно, что после двух суток на образце ближайшего аналога (показатель зависимости 1) отмечается значительный рост бактерии листерия, а на образце 1 по варианту 1 (показатель зависимости 2) рост бактерий отсутствует.

Пример 4 и чертеж подтверждают бактерицидную активность заявляемой полимерной композиции по варианту 1.

Бактерицидные свойства заявляемых композиций расширяют функциональные возможности полистирольных биоцидных композиций по варинтам 1, 2, 3 и позволяют использовать их в различных отраслях промышленности при получении материалов и изделий методом литья и экструзии.

Предложенные полимерные композиции могут быть использованы:

– для производства экструзионных и литьевых изделий для товаров народного потребления;

– для изготовления деталей холодильной промышленности;

– для изготовления игрушек;

– для изготовления посуды;

– для изготовления тары.

Предложенные полимерные композиции содержат широко используемые ингредиенты при оптимальных их количествах, что подтверждает их соответствие критерию «промышленная применимость».

Предложенные полимерные композиции по вариантам 1, 2, 3 обладают высокими бактерицидными свойствами, что расширяет их функциональные качества и позволяет широко использовать в различных отраслях промышленности.

Ингредиенты полистирольной биоцидной композиции (вариант 1)

Ингредиенты полистирольной биоцидной композиции (вариант 2)

Ингредиенты полистирольной биоцидной композиции (вариант 3)

Формула изобретения

1. Полистирольная биоцидная композиция, содержащая полистирол и бактерицидную добавку, отличающаяся тем, что композиция включает также амид стеариновой кислоты, а в качестве бактерицидной добавки она содержит фосфат серебра при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

2. Полистирольная биоцидная композиция, содержащая полистирол и бактерицидную добавку, отличающаяся тем, что композиция включает также амид стеариновой кислоты, а в качестве бактерицидной добавки она содержит роданид серебра при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

3. Полистирольная биоцидная композиция, содержащая полистирол и бактерицидную добавку, отличающаяся тем, что композиция включает также амид стеариновой кислоты, а в качестве бактерицидной добавки она содержит стеарат серебра при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

РИСУНКИ