CN103505471A - 一种奶牛乳头防冻消毒剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种奶牛乳头防冻消毒剂，所述消毒剂包含以下重量份的组分：高分子成膜剂3～6份、水50～60份、有机酸1～2份、增稠剂0.1～1份、亲肤剂1～10份、防冻剂20～60份、碘酸钾0.05～0.5份、碘化钾0.1～1份；所述高分子成膜剂包含以下重量份的组分：水40～60份、PVP5～15份、N-甲基吡咯烷酮5～15份、水性聚氨酯乳液20～40份。本发明所述奶牛乳头防冻消毒剂，能够在奶牛乳头形成一层致密膜以保护奶牛乳头不受冰冻和细菌的侵害，且所形成的保护膜易于洗脱。同时，本发明还公开一种所述消毒剂的制备方法，所述方法操作过程简单、安全，易于工业化生产。

Description

一种奶牛乳头防冻消毒剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种消毒剂及其制备方法，尤其是一种用于奶牛乳头防冻的消毒剂及其制备方法。

背景技术

奶牛养殖行业中，奶牛乳房炎被称为奶牛养殖行业的三大病，是造成奶牛养殖户损失的主要原因之一。每次奶牛挤奶前后均普遍需要消毒剂对乳头进行消毒，以防止和控制奶牛乳房炎的发生。但是在中国北方的冬季，由于气候寒冷，多风和湿度低，常致乳头皮肤表面非常干燥、继发皲裂，甚至乳头冻伤而坏死；此时如果在奶牛挤奶后涂覆常规乳头消毒液进行消毒，由于其含水量超过90%，往往容易造成乳头结冰并冻伤乳头，使奶牛提前淘汰，往往会对农户或者企业造成较大的经济损失。

碘制剂作为奶牛乳头消毒剂来防护乳房炎的发生已经使用多年，取得显著的效果。但是传统的碘伏消毒剂含水量大（大于90%），并不适合用做冬季奶牛乳头消毒剂。为了能适应冬季奶牛乳头防冻和消毒的需求，已经有不同的方法对传统的碘伏消毒剂进行抗冻改良。

美国专利US5885620公开了一种奶牛乳头消毒专用的碘甘油制剂的制备方法，以甘油为抗冻剂，碘为消毒剂，有机酸、碘化钠、氢氧化钠等为稳定剂，制得的主要是碘甘油产品，含30-87%的甘油，0.15-15%的碘；由于没有加入成膜剂导致产品没有成膜能力，药浴后容易脱落，大大影响了冬季使用的防护效果。

美国专利US2004/0091553公开了一种奶牛乳头消毒专用的碘甘油消毒剂的制备方法，以甘油作为抗冻剂，碘为消毒剂，琥珀酸二异辛酯磺酸钠为表面活性剂，含0.01-2%的碘，35-75%的甘油；防冻效果好，但是同样没有成膜剂导致产品没有成膜能力，影响了冬季使用的防护效果。

中国专利CN102552317A公开了一种碘甘油乳头浸剂的制备方法，由碘、碘化钾、甘油、乙醇、氯化钠组成。但是该方法含有大量的乙醇，乙醇的挥发会带走乳头表面的热量，反而造成皮肤表面温度更低；此外该方法同样没有加入成膜剂，导致冬季使用时的防护效果不佳。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种成膜效果较好、易于洗脱，能够有效避免奶牛乳头防冻的消毒剂。另外，本发明的另一个目的在于提供一种所述消毒剂的制备方法，所述制备方法反应条件温和，操作简单。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种奶牛乳头防冻消毒剂，所述消毒剂包含以下重量份的组分：高分子成膜剂3～6份、水50～60份、有机酸1～2份、增稠剂0.1～1份、亲肤剂1～10份、防冻剂20～60份、碘酸钾0.05～0.5份、碘化钾0.1～1份；

所述高分子成膜剂包含以下重量份的组分：水40～60份、PVP5～15份、N-甲基吡咯烷酮5～15份、水性聚氨酯乳液20～40份。

本发明采用碘酸钾、碘化钾在酸性条件下生成单质碘，然后在水溶液中与高分子成膜剂中的PVP进行络合反应，生成稳定产物PVP-I₂，所涉及的反应过程如下：

KIO₃+5KI+6H⁺=3H₂O+3I₂+6K⁺

(1)

所生成的PVP-I₂在高分子成膜剂中的水性聚氨酯乳液的束缚下不易挥发，增强了PVP-I₂的稳定性；同时由于高分子成膜剂的存在，增强了产品在涂覆乳头时的粘附性，易于形成一层致密膜以保护奶牛乳头不受冰冻和细菌的侵害。

作为本发明所述奶牛乳头防冻消毒剂的优选实施方式，所述消毒剂包含以下重量份的组分：高分子成膜剂4～5份、水52～55份、有机酸1.3～1.6份、增稠剂0.3～0.5份、亲肤剂2～5份、防冻剂30～50份、碘酸钾0.08～0.15份、碘化钾0.2～0.5份。

作为本发明所述奶牛乳头防冻消毒剂的优选实施方式，所述高分子成膜剂包含以下重量份的组分：水40～50份、PVP8～12份、N-甲基吡咯烷酮8～12份、水性聚氨酯乳液30～35份。作为本发明所述奶牛乳头防冻消毒剂的更优选实施方式，所述高分子成膜剂包含以下重量份的组分：水45份、PVP10份、N-甲基吡咯烷酮10份、水性聚氨酯乳液35份。

作为本发明所述奶牛乳头防冻消毒剂的优选实施方式，所述高分子成膜剂中，PVP与水性聚氨酯乳液的质量比为PVP：水性聚氨酯乳液=1：3～4。作为本发明所述奶牛乳头防冻消毒剂的更优选实施方式，所述高分子成膜剂中，PVP与水性聚氨酯乳液的质量比为PVP：水性聚氨酯乳液=1：3.5。本申请发明人经过大量研究发现，PVP与水性聚氨酯乳液的质量比是影响成膜效果及洗脱性能的关键因素，如果PVP与水性聚氨酯乳液的质量比过大，则成膜效果不好，但易于洗脱；如果PVP与水性聚氨酯乳液的质量比过小，则成膜太好，而导致不易洗脱。最终发明人研究得出，当PVP与水性聚氨酯乳液的质量比为PVP：水性聚氨酯乳液=1：3～4时，成膜效果良好，而且易于洗脱。本申请发明人进一步研究发现，当PVP与水性聚氨酯乳液的质量比为PVP：水性聚氨酯乳液=1：3.5时，在易于洗脱的前提条件下，成膜效果最好。

作为本发明所述奶牛乳头防冻消毒剂的优选实施方式，所述PVP为PVPK30；所述水性聚氨酯乳液为芳香族PU水分散体；所述有机酸为醋酸或柠檬酸；所述增稠剂为黄原胶；所述亲肤剂为水溶性羊毛脂或琥珀酸二异辛酯磺酸钠；所述防冻剂为甘油或丙二醇。作为本发明所述奶牛乳头防冻消毒剂的更优选实施方式，所述水性聚氨酯乳液为帝斯曼NeorezR940系列；所述有机酸为柠檬酸；所述亲肤剂为水溶性羊毛脂；所述防冻剂为甘油。作为本发明所述奶牛乳头防冻消毒剂的最优选实施方式，所述水性聚氨酯乳液为NeoreaR940。所述PVP（聚维酮）选择PVPK30时，易于水溶且与碘络合较好；所述水性聚氨酯乳液优选帝斯曼NeorezR940系列，例如NeorezR940，NeorezR9403，NeorezR9407等，最优选NeorezR940；所述亲肤剂必须易溶于水，与反应体系中的所有物质不能发生反应，而且须与体系中的其他成分能混溶，优选水溶性羊毛脂和OT-75（琥珀酸二异辛酯磺酸钠），最优选为水溶性羊毛脂。

另外，本发明还提供一种如上任一所述奶牛乳头防冻消毒剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

（1）将水、PVP、N-甲基吡咯烷酮、水性聚氨酯乳液混合，在60～70℃下搅拌0.5～3小时，得高分子成膜剂；

（2）将水、有机酸、增稠剂混合，在50～60℃下搅拌0.5～3小时，得初混物；

（3）将步骤（1）得到的高分子成膜剂加入到步骤（2）得到的初混物中，在50～60℃下搅拌0.5～3小时，得预混物；

（4）将亲肤剂、防冻剂、碘酸钾和碘化钾加入步骤（3）得到的预混物中，在50～60℃下搅拌0.5～3小时，得产品。

本发明的制备方法，首先合成高分子成膜剂，保障了产品具备良好的成膜能力；而在高分子成膜剂中，PVP结构中的羰基能与聚氨酯酰肼基团在成膜过程随着水分的挥发而进行交联，形成半水性膜，既有利于在乳头上形成一层保护层，也可以在成膜后用温热水洗脱。亲肤剂的加入，使成膜更为均匀；防冻剂的加入，使产品具备低温防冻能力；碘酸钾和碘化钾的加入使PVP-I₂结构的形成更为温和、高效；增稠剂的加入能改善成膜效果。本发明所述奶牛乳头防冻消毒剂的制备方法，操作简单，且反应条件温和。

本发明所述奶牛乳头防冻消毒剂，所述高分子成膜剂中，PVP结构中的羰基能与聚氨酯酰肼基团在成膜过程随着水分的挥发而进行交联，形成半水性膜，既有利于在乳头上形成一层保护层，也可以在成膜后用温热水洗脱。亲肤剂的加入，使成膜更为均匀；防冻剂的加入，使产品具备低温防冻能力；碘酸钾和碘化钾的加入使PVP-I₂结构的形成更为温和、高效；增稠剂的加入能改善成膜效果。所述奶牛乳头防冻消毒剂，能够在奶牛乳头形成一层致密膜以保护奶牛乳头不受冰冻和细菌的侵害，且所形成的保护膜易于洗脱。本发明所述奶牛乳头防冻消毒剂的制备方法，能有效提高PVP-I₂的稳定性，需要的设备简单，无需后处理，不仅产物收率高，而且操作过程简单、安全，易于工业化生产。

具体实施方式

为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

本发明奶牛乳头防冻消毒剂的一种实施例，本实施例所述奶牛乳头防冻消毒剂的组分及制备方法如下：

（1）制备高分子成膜剂

在一个装有回流冷凝器、搅拌器、温度计的四口烧瓶中，分别加入水、N-甲基吡咯烷酮、NeorezR940、PVPK30，搅拌升温到65℃，保温反应0.5h，得到高分子成膜剂；

（2）制备产品

在一个装有回流冷凝器、搅拌器、温度计的四口烧瓶中，分别加入水、柠檬酸、黄原胶，加热搅拌升温到50～60℃，保温反应1小时；加入高分子成膜剂，50～60℃保温反应1小时；加入水溶性羊毛脂、甘油、碘酸钾、碘化钾，50～60℃保温反应1小时，冷却到室温，得到产品。

实施例2

本发明奶牛乳头防冻消毒剂的一种实施例，本实施例所述奶牛乳头防冻消毒剂的组分及制备方法如下：

（1）制备高分子成膜剂

在一个装有回流冷凝器、搅拌器、温度计的四口烧瓶中，分别加入水、N-甲基吡咯烷酮、NeorezR9403、PVPK30，搅拌升温到65℃，保温反应2h，得到高分子成膜剂；

（2）制备产品

在一个装有回流冷凝器、搅拌器、温度计的四口烧瓶中，分别加入水、醋酸、黄原胶，加热搅拌升温到50～60℃，保温反应0.5小时；加入高分子成膜剂，50～60℃保温反应2小时；加入OT-75、丙二醇、碘酸钾、碘化钾，50～60℃保温反应1小时，冷却到室温，得到产品。

实施例3

本发明奶牛乳头防冻消毒剂的一种实施例，本实施例所述奶牛乳头防冻消毒剂的组分及制备方法如下：

（1）制备高分子成膜剂

在一个装有回流冷凝器、搅拌器、温度计的四口烧瓶中，分别加入水、N-甲基吡咯烷酮、NeorezR940、PVPK30，搅拌升温到65℃，保温反应2h，得到高分子成膜剂；

（2）制备产品

在一个装有回流冷凝器、搅拌器、温度计的四口烧瓶中，分别加入水、柠檬酸、黄原胶，加热搅拌升温到50～60℃，保温反应1小时；加入高分子成膜剂，50～60℃保温反应3小时；加入水溶性羊毛脂、甘油、碘酸钾、碘化钾，50～60℃保温反应1小时，冷却到室温，得到产品。

实施例4

本发明奶牛乳头防冻消毒剂的一种实施例，本实施例所述奶牛乳头防冻消毒剂的组分及制备方法如下：

（1）制备高分子成膜剂

在100L的配制缸内加入水、N-甲基吡咯烷酮、PVPK30和NeorezR9407，启动加热搅拌，60～70℃保温反应2～3小时；停止搅拌，确认全部溶解后得到高分子成膜剂，冷却至常温后在配制缸底部直接放料到塑料桶，加盖密封，备用；

（2）制备产品

在1000L的反应罐中加入水和柠檬酸，开启蒸汽搅拌升温，搅拌大约15分钟，再加入黄原胶，50～60℃搅拌1小时。再加入高分子成膜剂，50～60℃搅拌1小时；维持搅拌，加入水溶性羊毛脂、甘油，50～60℃搅拌0.5小时；维持搅拌下加入碘化钾、碘酸钾，50～60℃搅拌反应1小时，冷却到室温，得到产品。

实施例5

本发明奶牛乳头防冻消毒剂的一种实施例，本实施例所述奶牛乳头防冻消毒剂的组分及制备方法如下：

（1）制备高分子成膜剂

在100L的配制缸内加入水、N-甲基吡咯烷酮、PVPK30和NeorezR940，启动加热搅拌，60～70℃保温反应2～3小时；停止搅拌，确认全部溶解后得到高分子成膜剂，冷却至常温后在配制缸底部直接放料到塑料桶，加盖密封，备用；

（2）制备产品

在1000L的反应罐中加入水和柠檬酸，开启蒸汽搅拌升温，搅拌大约15分钟，再加入黄原胶，50～60℃搅拌1小时。再加入高分子成膜剂，50～60℃搅拌1小时；维持搅拌，加入水溶性羊毛脂、甘油，50～60℃搅拌0.5小时；维持搅拌下加入碘化钾、碘酸钾，50～60℃搅拌反应1小时，冷却到室温，得到产品。

实施例6

本发明奶牛乳头防冻消毒剂的一种实施例，本实施例所述奶牛乳头防冻消毒剂的组分及制备方法如下：

（1）制备高分子成膜剂

在100L的配制缸内加入水、N-甲基吡咯烷酮、PVPK30和NeorezR9403，启动加热搅拌，60～70℃保温反应2～3小时；停止搅拌，确认全部溶解后得到高分子成膜剂，冷却至常温后在配制缸底部直接放料到塑料桶，加盖密封，备用；

（2）制备产品

在1000L的反应罐中加入水和醋酸，开启蒸汽搅拌升温，搅拌大约15分钟，再加入黄原胶，50～60℃搅拌1小时。再加入高分子成膜剂，50～60℃搅拌1小时；维持搅拌，加入OT-75、丙二醇，50～60℃搅拌0.5小时；维持搅拌下加入碘化钾、碘酸钾，50～60℃搅拌反应1小时，冷却到室温，得到产品。

实施例7

在黑龙江杜蒙县宏伟牧场进行了产品现场试用，试验期间气温为-15～25℃之间，试验方案如下。

试验设置发明组和对照组，发明组分为发明组1-6，发明组1-6分别采用实施例1-6制备得到的消毒剂，对照组现有技术中的消毒剂。发明组和对照组均按照以下方法进行试验：

奶牛进入挤奶厅挤奶完毕后，将消毒剂倒入药浴杯，然后直接药浴，让奶牛原地站立30分钟，让其自然成膜后再赶入运动场或者牛舍。4小时、6小时后分别观察效果。

对照组的消毒剂涂覆在乳头上后，不能明显看到成膜效果，在使用4个小时后，用手去触摸不能感到黏黏的膜以及润滑的感觉，比较干燥。试验期间，使用对照组消毒剂的奶牛，发生了乳头冻伤和皲裂现象。

发明组1-6的消毒剂涂覆在乳头上时，可以明显看到成膜效果，在使用4个小时后，碘类的颜色消失，但是用手去触摸会明显感到黏黏的膜以及润滑的感觉，无干燥感；6个小时后再次复查，仍有明显润滑性和成膜性。现场使用情况说明发明组1-6采用的消毒剂基本达到了防冻的效果，成膜性也得到证实，尤其是发明组3的成膜性较好；试验期间，使用发明组1-6消毒剂的奶牛，无一例外均未发生乳头冻伤和皲裂现象。而且，使用发明组1-6的消毒剂的奶牛乳头，在成膜后用温热水容易将膜洗脱。

实施例8

本发明所述奶牛乳头防冻消毒剂的杀菌试验

1、材料

1.1消毒剂：本发明所述奶牛乳头防冻消毒剂（实施例3制备所得消毒剂）；

1.2细菌：大肠杆菌（CMCC44102)、金黄色葡萄球菌(CMCC26003)；

1.3中和剂：1%硫代硫酸钠；

1.4稀释液：0.9%氯化钠注射液。

2、方法（参照《兽用消毒剂鉴定技术规范》（1992）农（牧药）字第101号）

2.1将制备的菌夜进行活菌计数，然后用氯化钠注射液稀释成含菌106～107个/ml的实验菌夜；

2.2将消毒剂样品分别配制成1:400、1:600、1:800、1；1000的测试浓度；

2.3吸取0.5ml实验菌夜于4.5ml测试浓度的消毒剂溶液内；

2.4使消毒剂与菌夜充分反应5min、10min；

2.5加菌夜后的5、10min时，立即吸取上述菌药混合液0.5ml，加入4.5ml中和液中混匀；

2.6中和10分钟，再取出0.1ml于加有营养琼脂培养基的培养皿中，涂布均匀；

2.7把培养皿置于37℃培养24h，计数菌落数；

2.8以氯化钠注射液（0.9%）代替消毒剂，同时进行上述步骤，作为对照组；

2.9以上各步骤均设置两个平行对照。

3、结果

不同稀释倍数的本发明消毒剂对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的杀灭结果见下表1和表2。

表1

表2

说明：依据《现代药理实验方法》的体外杀菌实验的菌落计数方法，低于5个菌落的视同为杀菌完全。

由表1和表2可看出，本发明所述奶牛乳头防冻消毒剂1:600倍稀释作用5、10分钟对大肠杆菌的杀灭率为100%，1:800倍稀释作用5、10分钟对金黄色葡萄球菌的杀灭率为100%。由此证明本发明所述奶牛乳头防冻消毒剂具有较好的杀菌作用，适用于杀菌消毒。

最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种奶牛乳头防冻消毒剂，其特征在于，包含以下重量份的组分：高分子成膜剂3～6份、水50～60份、有机酸1～2份、增稠剂0.1～1份、亲肤剂1～10份、防冻剂20～60份、碘酸钾0.05～0.5份、碘化钾0.1～1份；

所述高分子成膜剂包含以下重量份的组分：水40～60份、PVP5～15份、N-甲基吡咯烷酮5～15份、水性聚氨酯乳液20～40份。

2.如权利要求1所述的奶牛乳头防冻消毒剂，其特征在于，包含以下重量份的组分：高分子成膜剂4～5份、水52～55份、有机酸1.3～1.6份、增稠剂0.3～0.5份、亲肤剂2～5份、防冻剂30～50份、碘酸钾0.08～0.15份、碘化钾0.2～0.5份。

3.如权利要求1或2所述的奶牛乳头防冻消毒剂，其特征在于，所述高分子成膜剂包含以下重量份的组分：水40～50份、PVP8～12份、N-甲基吡咯烷酮8～12份、水性聚氨酯乳液30～35份。

4.如权利要求3所述的奶牛乳头防冻消毒剂，其特征在于，所述高分子成膜剂包含以下重量份的组分：水45份、PVP10份、N-甲基吡咯烷酮10份、水性聚氨酯乳液35份。

5.如权利要求1所述的奶牛乳头防冻消毒剂，其特征在于，所述高分子成膜剂中，PVP与水性聚氨酯乳液的质量比为PVP：水性聚氨酯乳液=1：3～4。

6.如权利要求5所述的奶牛乳头防冻消毒剂，其特征在于，所述高分子成膜剂中，PVP与水性聚氨酯乳液的质量比为PVP：水性聚氨酯乳液=1：3.5。

7.如权利要求1所述的奶牛乳头防冻消毒剂，其特征在于，所述PVP为PVPK30；所述水性聚氨酯乳液为芳香族PU水分散体；所述有机酸为醋酸或柠檬酸；所述增稠剂为黄原胶；所述亲肤剂为水溶性羊毛脂或琥珀酸二异辛酯磺酸钠；所述防冻剂为甘油或丙二醇。

8.如权利要求7所述的奶牛乳头防冻消毒剂，其特征在于，所述水性聚氨酯乳液为帝斯曼NeorezR940系列；所述有机酸为柠檬酸；所述亲肤剂为水溶性羊毛脂；所述防冻剂为甘油。

9.如权利要求8所述的奶牛乳头防冻消毒剂，其特征在于，所述水性聚氨酯乳液为NeoreaR940。

10.一种如权利要求1-9任一所述奶牛乳头防冻消毒剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将水、PVP、N-甲基吡咯烷酮、水性聚氨酯乳液混合，在60～70℃下搅拌0.5～3小时，得高分子成膜剂；

（2）将水、有机酸、增稠剂混合，在50～60℃下搅拌0.5～3小时，得初混物；

（3）将步骤（1）得到的高分子成膜剂加入到步骤（2）得到的初混物中，在50～60℃下搅拌0.5～3小时，得预混物；

（4）将亲肤剂、防冻剂、碘酸钾和碘化钾加入步骤（3）得到的预混物中，在50～60℃下搅拌0.5～3小时，得产品。