專利名稱：穩(wěn)定的殺微生物制劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及穩(wěn)定殺微生物劑的方法。具體地講，本發(fā)明涉及改進(jìn)的穩(wěn)定3-異噻唑酮?dú)⑽⑸飫┑姆椒ā?br> 殺微生物劑在商業(yè)上用于在各種場所如冷卻塔、金屬加工液體系、油漆和化妝品中預(yù)防微生物的生長。非常重要的一種殺微生物劑是3-異噻唑酮化合物。有多種3-異噻唑酮化合物取得了商業(yè)上的成功，因?yàn)樗鼈兛梢苑浅Ｓ行У卦诟鞣N條件下在各種場所中防止微生物的生長。最重要的3-異噻唑酮化合物是5-氯-2-甲基-3-異噻唑酮、2-甲基-3-異噻唑酮以及它們的混合物。
盡管3-異噻唑酮化合物是非常有效的殺微生物劑，但它們的缺點(diǎn)是在某些條件下不穩(wěn)定。如果不存在穩(wěn)定劑，多種3-異噻唑酮化合物會(huì)發(fā)生化學(xué)降解并失去殺微生物的效力。很多研究都致力于穩(wěn)定3-異噻唑酮化合物。
由5-氯-2-甲基-3-異噻唑酮和2-甲基-3-異噻唑酮的3∶1混合物形成的3-異噻唑酮產(chǎn)品含有1-25(重量)％的3-異噻唑酮混合物和少量穩(wěn)定劑。5-氯-2-甲基-3-異噻唑酮和2-甲基-3-異噻唑酮的3∶1混合物的濃縮組合物通常含有約5-30％(重量)的3-異噻唑酮化合物并需要加入約10-25％(重量)的穩(wěn)定劑。5-氯-2-甲基-3-異噻唑酮和2-甲基-3-異噻唑酮的3∶1混合物的稀釋液含有約0.5-5％(重量)的3-異噻唑酮化合物并需要5-23％(重量)的穩(wěn)定劑。
通常，可以穩(wěn)定3-異噻唑酮濃縮物的化合物不能穩(wěn)定3-異噻唑酮的稀釋液。硝酸鎂等化合物雖然可以同時(shí)穩(wěn)定3-異噻唑酮的濃縮物和稀釋液，但所用的量完全不同。穩(wěn)定3-異噻唑酮稀釋液時(shí)所需的硝酸鎂比穩(wěn)定濃縮物所需量要多，穩(wěn)定稀釋液時(shí)所需的濃度為23％wt，穩(wěn)定濃縮物時(shí)所需的濃度為12-16％wt。由于稀釋液通常是通過稀釋3-異噻唑酮濃縮組合物制備的，因此就需要補(bǔ)加穩(wěn)定劑，從而導(dǎo)致成本的增加和操作上的不便。
銅離子也是一種已知的3-異噻唑酮化合物的穩(wěn)定劑，但通常與硝酸鎂結(jié)合使用。通常，銅鹽與3-異噻唑酮的比例為約1∶10，因?yàn)橛行У姆€(wěn)定作用需要較少量的銅離子?？少徺I到的3-異噻唑酮化合物產(chǎn)品已知含有1.5％wt的3-異噻唑酮、1.7％wt的硝酸鎂和0.15％wt(1500ppm)的硝酸銅。其它商品含有1.5％wt的3-異噻唑酮化合物、1.7％wt的硝酸鎂(二價(jià)金屬硝酸鹽)和0.015-0.02％wt(150-200ppm)的硝酸銅。
盡管使用金屬硝酸鹽等穩(wěn)定劑可以使3-異噻唑酮產(chǎn)品的殺微生物效力保持較長的時(shí)間，但會(huì)出現(xiàn)其它的問題，例如在儲藏時(shí)形成可觀察到量的沉淀。雖然該沉淀的出現(xiàn)并不會(huì)影響3-異噻唑酮化合物的效力，但是，沉淀的出現(xiàn)會(huì)使產(chǎn)品的用戶感到產(chǎn)品的外觀不能令人滿意。很明顯，從商業(yè)的角度考慮，優(yōu)選不形成沉淀的產(chǎn)品。
US 5,670,529(Clarke)公開了在用硝酸鎂(一種二價(jià)金屬硝酸鹽)穩(wěn)定的3-異噻唑酮濃縮物中使用非常低濃度(最高100ppm)的銅離子來防止沉淀的形成。該專利并沒有考慮在稀釋3-異噻唑酮濃縮物形成稀釋液時(shí)的穩(wěn)定性的問題。
已知的用于3-異噻唑酮化合物的金屬鹽穩(wěn)定劑所存在的問題是，當(dāng)將用二價(jià)金屬鹽穩(wěn)定的3-異噻唑酮加入到膠乳制劑中時(shí)，二價(jià)金屬鹽會(huì)使膠乳凝固。用一價(jià)金屬鹽穩(wěn)定的3-異噻唑酮濃縮物使膠乳凝固的可能性要低于用二價(jià)金屬鹽穩(wěn)定的3-異噻唑酮濃縮物。但是，在稀釋形成3-異噻唑酮稀釋液時(shí)，這些濃縮物仍需補(bǔ)加穩(wěn)定劑。
因此，人們不斷需要在無須補(bǔ)加穩(wěn)定劑的條件下稀釋形成稀釋液時(shí)仍能保持穩(wěn)定并且不形成沉淀的穩(wěn)定的3-異噻唑酮濃縮組合物。
現(xiàn)已驚奇地發(fā)現(xiàn)，向用一價(jià)金屬硝酸鹽穩(wěn)定的3-異噻唑酮濃縮物中加入非常少量的銅離子時(shí)，可以形成無沉淀、無腐蝕性、在稀釋形成稀釋液時(shí)穩(wěn)定并且使膠乳凝固的作用減弱的3-異噻唑酮組合物。
本發(fā)明涉及穩(wěn)定、無沉淀的殺微生物組合物，該組合物含有(a)以組合物的總重量為基準(zhǔn)計(jì)，1-30％wt的水溶性3-異噻唑酮化合物；(b)以組合物的總重量為基準(zhǔn)計(jì)，5-25％wt的一價(jià)金屬硝酸鹽；(c)大于100ppm呈水溶性銅鹽形式的銅離子；和(d)水。
本發(fā)明還涉及減少用一價(jià)金屬硝酸鹽穩(wěn)定的含水3-異噻唑酮組合物中一價(jià)金屬硝酸鹽穩(wěn)定劑含量的方法，該方法包括，將3-異噻唑酮組合物與大于100ppm呈水溶性銅鹽形式的銅離子混合。
本發(fā)明還涉及在場所中控制或抑制微生物生長的方法，該方法包括向所述場所加入上述的組合物。
若無另外明確說明，在整個(gè)說明書中的以下術(shù)語具有如下含義。
術(shù)語“殺微生物劑”是指可以在場所中抑制或控制微生物生長的化合物。術(shù)語“微生物”包括但不僅限于真菌、細(xì)菌和藻類。術(shù)語“場所”是指可被微生物污染的工業(yè)系統(tǒng)或產(chǎn)品。
在本說明書中，使用了如下縮寫HPLC＝高效液相色譜；℃＝攝氏度；ppm＝百萬分之一份；g＝克；％wt＝重量百分?jǐn)?shù)。
若無另外說明，所有含量和比例均是用重量表示的。所有的范圍均包括端值。
任何水溶性的3-異噻唑酮化合物均可用于本發(fā)明的組合物。水溶性3-異噻唑酮化合物是在水中的溶解度大于1000ppm的化合物。適宜的3-異噻唑酮化合物包括但不僅限于5-氯-2-甲基-3-異噻唑酮；2-甲基-3-異噻唑酮；2-乙基-3-異噻唑酮；5-氯-2-乙基-3-異噻唑酮；2-異丙基-3-異噻唑酮；5-氯-2-異丙基-3-異噻唑酮；4，5-二氯-2-甲基-3-異噻唑酮以及它們的混合物。優(yōu)選5-氯-2-甲基-3-異噻唑酮；2-甲基-3-異噻唑酮以及它們的混合物。當(dāng)使用5-氯-2-甲基-3-異噻唑酮和2-甲基-3-異噻唑酮的混合物時(shí)，5-氯-2-甲基-3-異噻唑酮和2-甲基-3-異噻唑酮的比例通常為99∶1-1∶99，優(yōu)選90∶10-75∶25。
以組合物的總重量為基準(zhǔn)計(jì)，用于本發(fā)明組合物的水溶性3-異噻唑酮化合物的量為1-30％wt。優(yōu)選的用量為1.5-25％wt，更優(yōu)選12-18％wt，以組合物的總重量為基準(zhǔn)計(jì)。
任何水溶性一價(jià)金屬硝酸鹽均可用于本發(fā)明的組合物。適宜的金屬硝酸鹽包括但不僅限于硝酸鋰、硝酸鈉、硝酸鉀和硝酸銨。優(yōu)選的金屬硝酸鹽是硝酸鋰、硝酸鈉或硝酸鉀，更優(yōu)選硝酸鈉或硝酸鉀。有利地，可在本發(fā)明的組合物中使用一種以上的一價(jià)金屬硝酸鹽。
用于穩(wěn)定本發(fā)明的3-異噻唑酮濃縮組合物的一價(jià)金屬硝酸鹽的量通常為5-25％wt，以組合物的重量為基準(zhǔn)計(jì)。一價(jià)金屬硝酸鹽優(yōu)選的用量為10-20％wt，更優(yōu)選12-20％wt。金屬硝酸鹽通常是可購買到的，例如從Aldrich化學(xué)品公司(Milwaukee，Wisconsin)購買到并可不經(jīng)純化直接使用。
有多種銅鹽是本領(lǐng)域已知的。任何具有足夠的水溶性從而能在溶液中提供所需銅離子濃度的銅鹽均可以使用。適宜的離子包括但不僅限于硫酸銅、乙酸銅、氯化銅、溴化銅、氯酸銅、高氯酸銅、亞硝酸銅和硝酸酮。優(yōu)選硫酸銅和硝酸酮。銅鹽通常是可購買到的，例如從Aldrich化學(xué)品公司(Milwaukee，Wisconsin)購買到并可不經(jīng)純化直接使用。
用于本發(fā)明組合物的銅離子的量通常大于100ppm，以組合物的總重量為基準(zhǔn)計(jì)。優(yōu)選使用120-500ppm的銅離子，更優(yōu)選120-200ppm，以組合物的總重量為基準(zhǔn)計(jì)。
特別有用的本發(fā)明組合物含有12-18％wt的水溶性3-異噻唑酮化合物；10-20％wt選自硝酸鈉和硝酸鉀的一價(jià)金屬硝酸鹽；120-200ppm選自硝酸酮和硫酸銅的銅鹽形式的銅離子；水。以上所用的所有百分比均以組合物的總重量為基準(zhǔn)計(jì)。
在制備本發(fā)明的組合物時(shí)，可將3-異噻唑酮、一價(jià)金屬硝酸鹽、銅離子和水以任意順序混合。優(yōu)選本發(fā)明的組合物是通過將銅鹽形式的銅離子加入到3-異噻唑酮、一價(jià)金屬硝酸鹽和水的混合物中制備的。
本發(fā)明組合物的優(yōu)點(diǎn)是，即使在55℃儲藏4周后，它們?nèi)詻]有可觀察到的沉淀形成。通過稀釋本發(fā)明的3-異噻唑酮濃縮物而制備的稀釋液在儲藏時(shí)也沒有沉淀形成。此外，根據(jù)本發(fā)明制備的稀釋液無需補(bǔ)加穩(wěn)定劑，因此降低了成本并減少了已知的3-異噻唑酮濃縮物所需要的額外操作。
本發(fā)明組合物的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，降低了乳液與膠乳的絮凝或凝固作用。這就減少了為了用于膠乳或乳液防腐而將3-異噻唑酮?dú)⑽⑸飫╊A(yù)稀釋的需要。
本發(fā)明的又一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可以降低穩(wěn)定3-異噻唑酮濃縮物所需的一價(jià)金屬鹽的量，從而進(jìn)一步降低在被加入乳液或膠乳中時(shí)引起凝固的可能性。例如，一般的用一價(jià)金屬硝酸鹽穩(wěn)定的3-異噻唑酮組合物含有12-18％wt的3-異噻唑酮和25-30％wt的一價(jià)金屬硝酸鹽。當(dāng)向組合物中加入25-500ppm水溶性銅鹽形式的銅離子時(shí)，僅需10-20％wt的一價(jià)金屬硝酸鹽就可達(dá)到同樣的3-異噻唑酮的穩(wěn)定作用。
可通過將殺微生物有效量的本發(fā)明組合物加入到受到微生物攻擊的場所中來抑制微生物的生長。適宜的場所包括但不僅限于冷卻塔；空氣洗滌器；鍋爐；礦物漿料；廢水處理；裝飾噴泉；反滲透過濾；超過濾；壓艙水；蒸發(fā)冷凝器；熱交換器；紙漿和紙加工液體；塑料；乳液和分散液；油漆；膠乳；涂料，例如清漆；建筑產(chǎn)品，例如膩?zhàn)?、白堊和密封膠；建筑粘合劑，例如陶瓷粘合劑、地毯襯墊粘合劑和層壓粘合劑；工業(yè)或生活用粘合劑；照相用化學(xué)品；印刷液體；家用產(chǎn)品，例如浴室消毒劑或衛(wèi)生洗滌劑；化妝品和盥洗用品；香波；香皂；清潔劑；工業(yè)消毒劑或衛(wèi)生洗滌劑，例如冷消毒劑、硬表面消毒劑；地板拋光劑；洗衣店清洗用水；金屬加工液體；傳送帶潤滑劑；傳壓流體；皮革和皮革產(chǎn)品；紡織品；紡織產(chǎn)品；木頭和木頭制品，例如三合板、粗紙板、刨花板、層壓柱、定向紋板(strandboard)、硬紙板和碎料板；石油加工液體；燃料；油田液體，例如噴射水、破碎液體和鉆探泥漿；農(nóng)業(yè)添加劑防腐；表面活性劑防腐；醫(yī)療設(shè)備；診斷試劑防腐；食品防腐，例如塑料或紙食品包裝袋；水塘和溫泉浴場。優(yōu)選的場所是冷卻塔；空氣洗滌器；鍋爐；礦物漿料；廢水處理；裝飾噴泉；反滲透過濾；超過濾；壓艙水；蒸發(fā)冷凝器；熱交換器；紙漿和紙加工液體；塑料；乳液和分散液；油漆；膠乳；涂料和金屬加工液體。
用于抑制或控制微生物生長的3-異噻唑酮化合物的量是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的并且取決于需要保護(hù)的場所。適于抑制微生物生長的3-異噻唑酮?dú)⑽⑸飫┑牧客ǔ?.05-5,000ppm，以需要保護(hù)的所述場所的體積為基準(zhǔn)計(jì)。優(yōu)選0.1-2,500ppm。例如，冷卻塔或紙漿和紙加工液體等場所需要0.1-100ppm的3-異噻唑酮?dú)⑽⑸飫﹣硪种莆⑸锏纳L。在冷卻塔或紙漿和紙加工液體中，優(yōu)選的用量為0.1-50ppm。其它場所例如建筑產(chǎn)品、油田液體或乳液需要0.5-5000ppm的3-異噻唑酮?dú)⑽⑸飫﹣硪种莆⑸锏纳L，而消毒劑或衛(wèi)生洗滌劑需要高達(dá)5,000ppm。
可以通過與一種或多種其它抗微生物劑結(jié)合來提高抗微生物劑的功效是本領(lǐng)域已知的。因此，有利地，可將其它已知的抗微生物劑與本發(fā)明的組合物結(jié)合。
以下實(shí)施例用來進(jìn)一步說明本發(fā)明的各方面，并非想要限定本發(fā)明的范圍。實(shí)施例1評估用一價(jià)金屬硝酸鹽穩(wěn)定的3-異噻唑酮濃縮組合物的樣品以測定它們是否會(huì)造成膠乳的凝固。制備3種樣品并分別標(biāo)記A、B和C，所述樣品通過向三個(gè)瓶中的每一個(gè)瓶中稱量加入足以在產(chǎn)品中提供14％wt 3-異噻唑酮化合物量的5-氯-2-甲基-3-異噻唑酮(“CMI”)和2-甲基-3-異噻唑酮(“MI”)的3∶1混合物制得。然后向這些樣品中加入硝酸鈉和水。各樣品中硝酸鈉的量為20％wt。向樣品A、B和C中還加入硝酸銅形式的銅離子。樣品A、B和C中銅離子的量分別為186、300和73ppm。然后將各樣品攪拌至所有鹽均被溶解為止。樣品C-1為對照物，是可購買到的含水制劑，其中含有14％wt CMI和MI的3∶1混合物和26％wt的硝酸鈉，但不含銅離子。樣品C-2也是對照物，是商品，含14％wt CMI和MI的3∶1混合物和26％wt的二價(jià)金屬離子(16％wt硝酸鎂和10％wt氯化鎂)，但不含銅離子。
從四種不同的對鹽析(salt shock)作用敏感的商購丙烯酸乳液中各取兩滴分別加到載玻片上。向其中分別加入1滴樣品A、B、C、C-1和C-2中的一種。用肉眼觀察各乳液的絮凝作用。對樣品的評估如下“P”指乳液不發(fā)生絮凝；“F”指樣品確實(shí)會(huì)引起絮凝；“P/F”指樣品會(huì)造成輕微的絮凝。結(jié)果記錄于表1中。表1乳液 樣品A 樣品B 樣品C 樣品C-1樣品C-21 P/F F P F F2 P P/FP F F3 F F P F F4 F F P F F以上數(shù)據(jù)表明，非常少量的銅離子可以將借助一價(jià)金屬硝酸鹽穩(wěn)定的3-異噻唑酮化合物殺微生物劑保存的乳液的凝固過程預(yù)以非常有效的抑制。
權(quán)利要求
1.一種穩(wěn)定、無沉淀的殺微生物組合物，該組合物含有(a)以組合物重量為基準(zhǔn)計(jì)1-30％wt水溶性3-異噻唑酮化合物；(b)以組合物重量為基準(zhǔn)計(jì)5-25％wt一價(jià)金屬硝酸鹽；(c)大于100ppm呈水溶性銅鹽形式的銅離子；和(d)水。
2.權(quán)利要求1的組合物，其中3-異噻唑酮化合物選自5-氯-2-甲基-3-異噻唑酮；2-甲基-3-異噻唑酮；2-乙基-3-異噻唑酮；5-氯-2-乙基-3-異噻唑酮；2-異丙基-3-異噻唑酮；5-氯-2-異丙基-3-異噻唑酮；4，5-二氯-2-甲基-3-異噻唑酮以及它們的混合物。
3.權(quán)利要求2的組合物，其中3-異噻唑酮化合物選自5-氯-2-甲基-3-異噻唑酮；2-甲基-3-異噻唑酮以及它們的混合物。
4.權(quán)利要求1的組合物，其中以組合物的總重量為基準(zhǔn)計(jì)銅離子的含量為120-500ppm。
5.權(quán)利要求1的組合物，其中以組合物的總重量為基準(zhǔn)計(jì)3-異噻唑酮化合物的含量為1.5-25％wt。
6.權(quán)利要求1的組合物，其中一價(jià)金屬硝酸鹽選自硝酸鋰、硝酸鈉和硝酸鉀。
7.權(quán)利要求1的組合物，其中3-異噻唑酮的含量為12-18％wt；一價(jià)金屬硝酸鹽是硝酸鈉，其含量為10-20％wt；銅離子的含量為120-200ppm并且呈選自硝酸酮和硫酸銅的銅鹽形式。
8.減少用一價(jià)金屬硝酸鹽穩(wěn)定的含水3-異噻唑酮組合物中一價(jià)金屬硝酸鹽穩(wěn)定劑含量的方法，該方法包括，將3-異噻唑酮組合物與大于100ppm呈水溶性銅鹽形式的銅離子混合。
9.權(quán)利要求8的方法，其中3-異噻唑酮化合物選自5-氯-2-甲基-3-異噻唑酮；2-甲基-3-異噻唑酮以及它們的混合物。
10.在場所中控制或抑制微生物生長的方法，該方法包括，向所述場所加入權(quán)利要求1的組合物。
全文摘要
一種穩(wěn)定、無沉淀的殺微生物組合物,其中含有3－異噻唑酮化合物、一價(jià)金屬硝酸鹽、呈銅鹽形式的銅離子和水。本發(fā)明還公開了減少穩(wěn)定3－異噻唑酮組合物所需的一價(jià)金屬硝酸鹽量的方法。
文檔編號A01N25/02GK1246282SQ99118070
公開日2000年3月8日 申請日期1999年8月25日 優(yōu)先權(quán)日1998年8月31日
發(fā)明者J·R·馬托克斯, E·S·西蒙, R·B·派提加拉 申請人:羅姆和哈斯公司