CN108094438A - 基于过氧化氢活化体系的消毒剂配方及应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及基于过氧化氢活化体系的消毒剂配方，包括过氧化物和活化剂，活化剂为胍类衍生物。本发明还涉及一种上述基于过氧化氢活化体系的消毒剂配方的应用，消毒剂应用于沙林、梭曼、芥子气以及维埃克斯中至少一种的洗消。

Description

基于过氧化氢活化体系的消毒剂配方及应用

技术领域

本发明涉及环境消毒领域，特别是涉及一种基于过氧化氢活化体系的消毒剂配方及应用。

背景技术

目前消毒剂主要以含氯消毒剂和过氧化物消毒剂为主。含氯消毒剂由于其存在较强的腐蚀性、刺激性、毒性，应用过程的残留问题，因此产生一列环境生态污染问题。过氧化物类消毒剂属于环境友好型消毒剂，在消毒反应过程中，过碳酸钠分解后的物质为活性氧、水和碳酸钠，这些产物几乎对环境不形成污染。但过氧化氢对某些特殊毒剂的消毒性能相对较差，其对生化战剂应用受到很大的限制。

目前急需研制出高效、广谱、环境友好的通用生化消毒剂，全面提升对生化战剂的处置能力和水平。

发明内容

基于此，有必要提供一种高效、广谱、环境友好的消毒剂配方及应用。

一种基于过氧化氢活化体系的消毒剂配方，包括过氧化物和活化剂，所述活化剂为胍类衍生物。

在其中一个实施例中，所述过氧化物包括过碳酸盐、过硼酸盐、过磷酸盐以及过硅酸盐中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述胍类衍生物的分子结构式由式(1)或式(2)表示：

在其中一个实施例中，所述胍类衍生物的分子结构式中取代基R1、R2、R3、R4、R5相互独立的为氢、乙酰基、烷基、苯基、取代苯基或烷氧基。

在其中一个实施例中，所述胍类衍生物的分子结构式中至少一个取代基为乙酰基。

在其中一个实施例中，所述活化剂包括醋酸胍、二乙酰胍、三乙酰胍、二甲基胍及乙酰胍。

在其中一个实施例中，所述过氧化物与胍类衍生物的质量比例为8：1～1：2。

在其中一个实施例中，所述过氧化物与胍类衍生物的质量比例为4：1～1：1。

在其中一个实施例中，所述过氧化物与胍类衍生物占所述消毒剂配方的质量分数为50-70％。

在其中一个实施例中，还包含增效剂，所述增效剂包括盐酸苯甲脒、表面活性剂、缓蚀剂及缓冲剂中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述增效剂占所述消毒剂配方的质量分数为30-50％。

在其中一个实施例中，所述表面活性剂为烷基苯磺酸钠、聚丙烯酰胺以及N-油酰基多肽中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述缓蚀剂为钼酸钠，所述缓冲剂为磷酸二氢钠。

在其中一个实施例中，所述增效剂与所述活化剂混合形成混合物，所述混合物与所述过氧化物分别包装。

一种所述的消毒剂配方的应用，所述消毒剂配方应用于沙林、梭曼、芥子气及VX中至少一种的洗消。

在其中一个实施例中，使用时，将所述消毒剂配方过氧化物和胍类物质共同溶解于水中形成消毒液，所述过氧化物与所述胍类衍生物占所述消毒液的0.1-10％。

胍类官能团可以与溶解在水中的过氧化物释放出来的OOH^-(或CO₄ ^2-)作用，迅速生成过氧乙酸和过氧亚酰胺类亲核离子。而与过碳酸钠或双氧水相比，过氧乙酸具有更强的氧化性，对化学战剂具有更强有效的破坏杀灭能力，同时生成的亲核离子与消毒对象可以发生亲核取代反应，从而增加过氧化氢物的消毒性能。因此，使用胍类衍生物作为过氧化物的活化剂，可以极大提高过氧化氢消毒体系杀菌消毒反应速度和效果，使得过氧化物消毒剂应用于化学战剂成为可能。所述消毒剂在充分消毒的同时，具有低腐蚀性，对人员安全，对设备表面腐蚀性低，是一种理想的安全环保型的消毒剂。

附图说明

图1为不同配比活化体系活化效果比较，其中，SPC为包裹型过碳酸钠，质量浓度为0.2％；ACG为活化剂乙酰胍。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及技术效果更加清楚明白，以下结合附图对本发明的具体实施例进行描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供一种基于过氧化氢活化体系的消毒剂配方，包括过氧化物和活化剂，活化剂为胍类衍生物。

上述发明提供的消毒剂配方，通过将胍类衍生物与过氧化物复配，胍类衍生物是一类优良的低温氧化活化剂，其可以有效降低氧化反应所需的温度。其作用原理是胍类官能团可以与溶解在水中的过氧化物释放出来的OOH^-(或CO₄ ^2-)作用，迅速生成过氧乙酸和过氧亚酰胺类亲核离子。而与过碳酸钠或双氧水相比，过氧乙酸具有更强的氧化性，对化学战剂和生物病毒、细菌和芽孢等具有更强有效的破坏杀灭能力，同时生成的亲核离子与消毒对象可以发生亲核取代反应，从而增加过氧化氢消毒体系的消毒性能。因此，过氧化氢消毒体系中加入胍类衍生物可以极大提高杀菌消毒反应速度和效果，使得过氧化物类的消毒剂应用于化学战剂成为可能。所述消毒剂具有充分的消毒的同时，使活性成分所需浓度较低，具有低腐蚀性，对人员安全，对消毒剂设备表面腐蚀性低，是一种理想的安全环保型的消毒剂。消毒剂配方以固态形式存在，运输方便贮存稳定性好，使用前用水快速配制消毒液使用。

过氧化物包括过碳酸盐、过硼酸盐、过磷酸盐以及过硅酸盐中的至少一种。胍类衍生物是胍类化合物或双胍类化合物的盐，例如盐酸盐或硫酸盐。胍类衍生物的分子结构式由式(1)或式(2)表示：

进一步的，胍类衍生物的分子结构式中的取代基R1、R2、R3、R4、R5是相同的或者不同的取代基，取代基的种类包括氢、乙酰基、烷基、苯基、取代苯基以及烷氧基等，如醋酸胍、二乙酰胍、三乙酰胍、二甲基胍及乙酰胍。

进一步地，胍类衍生物的分子结构式中至少一个取代基为乙酰基。含有乙酰基的胍类衍生物作为活化剂效果更好。

在消毒反应过程中，过氧化物分解可以产生活性氧、水和碳酸盐，例如碳酸钠，这些产物对环境不形成污染；胍类衍生物能生物降解，对环境无危害；其它化合物与常用清洗剂中的主要成分大体相同，对环境影响极小。因此，本发明提出的活化剂与过氧化物以及其它增溶增效助剂组成的消毒剂是一种理想的安全环保型表面消毒剂。

其中胍类物质与活化剂质量比例可以选择为8：1至1：2，考虑到消毒剂应用中的腐蚀性，优选为4：1-1：1之间。

优选的，过氧化物与胍类衍生物占消毒剂配方的质量分数为50-70％。

进一步的，消毒剂配方中还包含增效剂，增效剂包括盐酸苯甲脒、表面活性剂、缓蚀剂及缓冲剂中的至少一种。所述增效剂占所述消毒剂配方的质量分数优选为30-50％。

表面活性剂优选为阴离子表面活性剂，例如烷基苯磺酸钠、聚丙烯酰胺以及N-油酰基多肽中的至少一种，以更好地乳化和促进消毒对象中的一些油状有机污染物与水互溶。优选地，表面活性剂为烷基苯磺酸钠。

缓蚀剂可以降低消毒对象表面的腐蚀程度，优选地，缓蚀剂占增效剂的质量分数为2％-10％，以更好地降低消毒剂对消毒对象表面的腐蚀性，缓蚀剂优选为阳极型无机缓蚀剂，例如钼酸盐等，控制腐蚀性。在优选的实施例中，所述缓蚀剂为钼酸钠。

缓冲剂用于为所述过氧化物和所述活化剂的反应提供合适的pH环境，以提高所述过氧化物和所述活化剂的反应速率和转化率。所述缓冲剂可以是弱碱性缓冲剂。优选地，所述缓冲剂为富马酸、柠檬酸、碳酸盐(例如碳酸氢钠)、磷酸盐(例如磷酸二氢钠)和柠檬酸钠中的至少一种。优选地，缓冲剂对金属离子有络合作用，从而可以起到消除金属类污染物的作用。优选地，缓冲剂在所述增效剂中的质量百分数为3％-30％，该范围既能够使得消毒剂在活化过程中获得较大的过氧亚酰胺类离子，又不会因为碱性越强而影响过氧亚酰胺类离子的氧化能力，从而使消毒液能够高效地消毒。更优选地，缓冲剂在所述增效剂中的质量百分数为3％-10％。

可以理解，增效剂并非必要组分，消毒剂配方中可以仅包括过氧化物和活化剂，活化剂为胍类衍生物。在一实施例中，增效剂仅含有缓冲剂。

消毒剂配方中过氧化物与活化剂优选为分别独立包装，避免在使用前即发生反应使配方失去活性，降低消毒效果。当消毒剂配方中包括增效剂时，增效剂与所述活化剂混合形成混合物，混合物与过氧化物分别独立包装。

本发明实施例上述的消毒剂配方使用时，将消毒剂配方与水按照一定比例混合，就可以喷洒，具有使用方便，操作简单的效果。

本发明实施例还提供一种上述的消毒剂配方的应用，上述的消毒剂配方应用于沙林(GB)、梭曼(GD)、芥子气(HD)、VX({O-乙基-S-[2-(二异丙氨基)乙基]甲基硫代磷酸酯)})至少一种的消毒。

使用时，将消毒剂配方溶解于水中形成消毒液。优选的，过氧化物与胍类衍生物占所述消毒液的0.1-10％。

在一实施例中，将过碳酸钠和活化剂分别以2.0％和2.0％的浓度(1:1)，加入适量的缓冲剂调制成pH＝8.90消毒液，测试常温条件下(20℃)消毒液对化学战剂芥子气、维埃克斯等的消毒效果。消毒液与毒剂的体积比为200：1，一定搅拌速度的条件下，对芥子气消毒反应5min其消毒效率即可以达到99％以上；无搅拌速度的情况下，对芥子气液滴静置反应30min，其消毒率可以达到95％。消毒液与毒剂的体积比为200：1，一定搅拌速度的条件下，对维埃克斯消毒反应5min其消毒效率即可以达到99％以上；无搅拌速度的情况下，对维埃克斯液滴静置反应30min，其消毒率可以达到99％以上。

进一步地，将过碳酸钠和活化剂分别以0.5％和0.125％的浓度(4:1)调制成pH＝12.55的消毒液，测试常温条件下(20℃)消毒液对化学战剂维埃克斯、梭曼等的消毒效果。消毒液与毒剂的体积比为200：1，一定搅拌速度的条件下，对维埃克斯和梭曼消毒反应30min其消毒效率即可以达到99％以上。

实施例1

组分：以质量分数计，过碳酸钠0.5％、乙酰胍0.125％，加水至100％。

移取50mL调制好的消毒液于100mL三口圆底烧瓶中，中速搅拌30min后，利用微量进样器移入250μL的毒剂(维埃克斯或梭曼)，反应30min后取出2mL消毒液于2mL萃取剂(石油醚或二氯甲烷)中，振荡摇匀，取萃取液进行毒剂残留分析，样品选用色谱HP6890-FID分析。结果是对维埃克斯和梭曼消毒反应30min其消毒效率即可以达到99％以上。

实施例2

组分：以质量分数计，过碳酸钠2％、乙酰胍2％、增效剂1.2％，加水至100％。

移取50mL调制好的消毒液于100mL三口圆底烧瓶中，中迅速搅拌30min后，利用微量进样器移入250μL的毒剂(芥子气或维埃克斯)，反应5min后取出1mL消毒液于2mL萃取剂(石油醚或二氯甲烷)中，振荡摇匀，取萃取液进行毒剂残留分析，芥子气样品选用T-135分光光度法分析，维埃克斯样品选用色谱HP6890-FID分析。结果是对芥子气消毒反应5min其消毒效率即可以达到99％以上，对维埃克斯消毒反应5min其消毒效率也可以达到99％以上。

实施例3

组分：以质量分数计，过碳酸钠2％、乙酰胍2％、增效剂1.2％，加水至100％。

移取50mL调制好的消毒液于100mL三口圆底烧瓶中，中迅速搅拌30min后，利用微量进样器移取25μL的毒剂(芥子气或维埃克斯)于25mL具塞试管中，然后加入5mL预先配好的消毒液，振荡混匀，静置30min，利用萃取剂萃取残留毒剂，取萃取液进行毒剂残留分析，芥子气样品选用T-135分光光度法分析，维埃克斯样品选用色谱HP6890-FID分析。结果是对芥子气液滴静置反应30min，其消毒率可以达到95％；对维埃克斯静置消毒反应5min其消毒效率即可以达到99％以上。

实施例4

组分：

以质量分数计，过碳酸钠0.2％、乙酰胍0.2％、磷酸二氢钠0.1％，加水至100％。

实施例5

组分：

以质量分数计，过碳酸钠0.2％、乙酰胍0.2％、磷酸二氢钠0.1％、烷基苯磺酸钠0.05％，加水至100％。

实施例6

组分：

以质量分数计，过碳酸钠0.2％、乙酰胍0.2％、磷酸二氢钠0.1％、CTAB0.05％，加水至100％。

实施例7

组分：

以质量分数计，过碳酸钠0.2％、乙酰胍0.2％、磷酸二氢钠0.1％、TX-1000.05％，加水至100％。

实施例8

组分：

以质量分数计，过碳酸钠0.2％、乙酰胍0.2％、盐酸苯甲脒0.05％、磷酸二氢钠0.1％、烷基苯磺酸钠0.05％，加水至100％。

实施例9与实施例4的区别在于胍类活性剂不同，实施例9用的是二甲基胍。

组分：

以质量分数计，过碳酸钠0.2％、二甲基胍0.2％，磷酸二氢钠0.1％，加水至100％。

实施例10

以质量分数计，过碳酸钠0.2％、乙酰胍0.025％、磷酸二氢钠0.1％，加水至100％。

实施例11

以质量分数计，过碳酸钠0.2％、乙酰胍0.4％、磷酸二氢钠0.1％，加水至100％。

对比例1

以质量分数计，对比例1与实施例4的区别在于仅使用过碳酸钠0.2％、磷酸二氢钠0.1％、加水至100％，不含有胍类衍生物。

对比例2

以质量分数计，对比例1与实施例4的区别在于仅使用乙酰胍0.2％、盐酸苯甲脒0.05％、磷酸二氢钠0.1％、烷基苯磺酸钠0.05％、加水至100％，不含有过碳酸钠。

试验例1

试验目的：检验不同消毒剂对芥子气的消毒效果。

试验材料：实施例4-11的消毒液及对比例1-2的消毒液。

试验环境条件：温度25℃±1℃，湿度50％±1℃。

试验方法：移取上述调制好的消毒液50mL于100mL三口圆底烧瓶中，中速搅拌30min后，利用微量进样器移入250μL的芥子气，反应30min后取出2mL消毒液于2mL萃取剂(石油醚或二氯甲烷)中，振荡摇匀，取萃取液进行毒剂残留分析，样品选用色谱HP6890-FID分析。结果是对芥子气消毒反应30min其实施例的消毒效率即可以达到99％以上。对比例的消毒效率不达标准。

采用实施例、对比例消毒剂，分别重复3次。

试验结果：

表1不同消毒剂的消毒时间与消毒率的关系

从表1可以看到,消毒剂配方中活化剂胍类物质大大提高了消毒剂的消杀作用，消毒剂配方中含有乙酰基的胍类衍生物的消毒效果和起始时间都好于二甲基胍，因此作为活化剂含有乙酰基的胍类衍生物效果好。

请参阅图1，改变过碳酸钠与活化剂的质量比制备1:1、1:2、2:1的消毒剂配方，配置成容消毒液后进行实验。纵坐标为消毒液产生的活性成分(过氧酸)的浓度，横坐标是过碳酸钠(SPC)和活化剂(ACG)的混合时间。从图中可以看出，当SPC和ACG 1:1混合后，释放活性成分过氧酸最迅速，20min即可达到峰值，比其他两个比例释放活性成速度更快。从三种比例消毒剂配方在配液后生成活性成分的时间可以看到，过氧化物和活化剂要现用现配，随着时间的延长，已经生成的活性成分过氧酸会逐步分解，随着活性成分的分解其效果也会逐渐下降。

实验例2

对几种材料的腐蚀程度：将过碳酸钠和本发明提出的活化剂以及增效剂分别以2％、2％和1.2％的浓度配制成消毒液。采用GB10124－88方法进行金属材料腐蚀全浸实验，评价了消毒液对不锈钢、碳钢、铜等材料表面的腐蚀性，消毒液对铜和碳钢的腐蚀速率达到轻度腐蚀等级标准(腐蚀速率＜0.1mm/a)，对不锈钢的腐蚀速率达到基本无腐蚀等级标准。详细结果见表2。

表2消毒剂配方对几种不同金属材料的腐蚀性

材料类别	R(mm/年)	腐蚀级别
			不锈钢	0.009	基本无腐蚀
碳钢	0.068	轻度腐蚀
			铜	0.094	轻度腐蚀
铝	0.124	中度腐蚀

通过腐蚀试验表明，对多数金属腐蚀性较低，说明本实施例的消毒剂应用过程中对人员安全。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (16)

1.一种基于过氧化氢活化体系的消毒剂配方，其特征在于，包括过氧化物和活化剂，所述活化剂为胍类衍生物。

2.根据权利要求1所述基于过氧化氢活化体系的消毒剂配方，其特征在于，所述过氧化物包括过碳酸盐、过硼酸盐、过磷酸盐以及过硅酸盐中的至少一种。

3.根据权利要求1所述基于过氧化氢活化体系的消毒剂配方，其特征在于，所述胍类衍生物的分子结构式由式(1)或式(2)表示：

4.根据权利要求3所述基于过氧化氢活化体系的消毒剂配方，其特征在于，所述胍类衍生物的分子结构式中取代基R1、R2、R3、R4、R5相互独立的为氢、乙酰基、烷基、苯基、取代苯基或烷氧基。

5.根据权利要求4所述基于过氧化氢活化体系的消毒剂配方，其特征在于，所述胍类衍生物的分子结构式中至少一个取代基为乙酰基。

6.根据权利要求1所述基于过氧化氢活化体系的消毒剂配方，其特征在于，所述活化剂包括二乙酰胍、三乙酰胍、二甲基胍及乙酰胍。

7.根据权利要求1所述基于过氧化氢活化体系的消毒剂配方，其特征在于，所述过氧化物与胍类衍生物的质量比例为8：1～1：2。

8.根据权利要求1所述基于过氧化氢活化体系的消毒剂配方，其特征在于，所述过氧化物与胍类衍生物的质量比例为4：1～1：1。

9.根据权利要求1至8中任意一项所述基于过氧化氢活化体系的消毒剂配方，其特征在于，所述过氧化物与胍类衍生物占所述消毒剂配方的质量分数为50-70％。

10.根据权利要求1至8中任意一项所述基于过氧化氢活化体系的消毒剂配方，其特征在于，还包含增效剂，所述增效剂包括盐酸苯甲脒、表面活性剂、缓蚀剂及缓冲剂中的至少一种。

11.根据权利要求10所述基于过氧化氢活化体系的消毒剂配方，其特征在于，所述增效剂占所述消毒剂配方的质量分数为30-50％。

12.根据权利要求10所述基于过氧化氢活化体系的消毒剂配方，其特征在于，所述表面活性剂为烷基苯磺酸钠、聚丙烯酰胺以及N-油酰基多肽中的至少一种。

13.根据权利要求10所述基于过氧化氢活化体系的消毒剂配方，其特征在于，所述缓蚀剂为钼酸钠，所述缓冲剂为磷酸二氢钠。

14.根据权利要求10所述基于过氧化氢活化体系的消毒剂配方，其特征在于，所述增效剂与所述活化剂混合形成混合物，所述混合物与所述过氧化物分别包装。

15.一种如权利要求1至14任一项所述基于过氧化氢活化体系的消毒剂配方的应用，其特征在于，所述消毒剂配方应用于沙林、梭曼、芥子气及VX中至少一种的洗消。

16.根据权利要求15所述基于过氧化氢活化体系的消毒剂配方的应用，其特征在于，使用时，将所述消毒剂配方过氧化物和胍类物质共同溶解于水中形成消毒液，所述过氧化物与所述胍类衍生物占所述消毒液的0.1-10％。