CN108124902A - 复配型低腐蚀性生化消毒剂及其使用方法和应用 - Google Patents

复配型低腐蚀性生化消毒剂及其使用方法和应用 Download PDF

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Abstract

一种复配型低腐蚀性生化消毒剂，包括过氧化物和增效剂，所述增效剂包括活化剂，所述活化剂为如通式I所示的化合物或如通式I所示的化合物形成的盐：

Description

复配型低腐蚀性生化消毒剂及其使用方法和应用
技术领域
本发明涉及环境消毒领域，特别是涉及一种复配型低腐蚀性生化消毒剂及其使用方法和应用。
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、毒性并且低温的不适用性，应有过程的残留问题，因此产生一些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，例如在消毒反应过程中，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、环境友好的复配型低腐蚀性生化消毒剂及其使用方法和应用。
一种复配型低腐蚀性生化消毒剂，包括过氧化物和增效剂，所述增效剂包括活化剂，所述活化剂为如通式I所示的化合物或如通式I所示的化合物形成的盐：
其中，R1、R2和R3分别独立地为氢、乙酰基、烷基、苯基、取代苯基或烷氧基，R4、R5、R6、R7和R8分别独立地为氢、氯、溴、氟、硝基、羟基、氨基、烷基、烷氧基、乙酰基或氰基。
在其中一个实施例中，所述活化剂为苯甲脒盐酸盐。
在其中一个实施例中，所述过氧化物为过碳酸盐、过硼酸盐、过磷酸盐、过硅酸盐和过氧尿素中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述过氧化物与所述活化剂的质量比为2:1至2:3。
在其中一个实施例中，所述增效剂还包括缓冲剂。
在其中一个实施例中，所述缓冲剂为富马酸、柠檬酸、碳酸盐、磷酸盐和柠檬酸钠中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述增效剂还包括缓蚀剂和表面活性剂。
在其中一个实施例中，在所述增效剂中，所述活化剂的质量百分比为30％-70％，所述表面活性剂的质量百分比为5％-20％，所述缓蚀剂的质量百分比为5％-20％，所述缓冲剂的质量百分比为3％-30％。
在其中一个实施例中，所述缓蚀剂为酰胺羧酸型缓蚀剂，所述表面活性剂为烷基苯磺酸钠、十六烷基氯化铵、曲拉通、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，所述过氧化物和所述增效剂分开包装。
一种复配型低腐蚀性生化消毒剂的使用方法，包括将所述复配型低腐蚀性生化消毒剂与水混合配制成消毒液。
在其中一个实施例中，所述过氧化物在所述消毒液中的浓度为0.1％～10％，所述增效剂在所述消毒液中的浓度为0.1％～10％。
在其中一个实施例中，所述消毒液的pH值为7～10。
一种复配型低腐蚀性生化消毒剂的应用，包括将所述复配型低腐蚀性生化消毒剂用于对沙林、梭曼、芥子气和维埃克斯中至少一种的消毒。
本发明提供的复配型低腐蚀性生化消毒剂，用水配制成消毒液后，所述活化剂能够与所述过氧化物在水中反应生成过氧亚酰胺类离子，与过氧化物在水中生成的过氧根离子或过碳酸根离子相比，过氧亚酰胺类离子具有更强的氧化性和亲核性，从而使所述复配型低腐蚀性生化消毒剂具有很高的消毒效率；另外，所述活化剂在还可以有效降低氧化反应所需的温度，从而大大提高所述消毒剂的消毒反应速度。在消毒反应过程中，所述过氧化物可以分解为活性氧、水、碳酸钠等对环境无污染的物质，所述活化剂能够生物降解，对人员和环境无害，因此，本发明提供的消毒剂绿色、环保、无污染，具有很强的广谱性，能够用于对化学战剂、生物病毒、细菌和芽孢等各种物质和各种领域的消毒。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，对本发明进行进一步详细说明。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。
本发明提供一种复配型低腐蚀性生化消毒剂，包括过氧化物和增效剂。所述增效剂可以包括活化剂。所述活化剂为如通式I所示的化合物或如通式I所示的化合物形成的盐：
其中，R1、R2和R3可以分别独立地是氢、乙酰基、烷基、苯基、取代苯基和烷氧基；R4、R5、R6、R7和R8可以分别独立地是氢、氯、溴、氟、硝基、羟基、氨基、烷基、烷氧基、乙酰基和氰基。
本发明提供的消毒剂，用水配制成消毒液后，所述活化剂能够与所述过氧化物在水中反应生成过氧亚酰胺类离子，与过氧化物在水中生成的过氧根离子或过碳酸根离子相比，过氧亚酰胺类离子具有更强的氧化性和亲核性，从而使所述消毒剂具有很高的消毒效率；另外，所述活化剂在还可以有效降低氧化反应所需的温度，从而大大提高所述消毒剂的消毒反应速度。在消毒反应过程中，所述过氧化物可以分解为活性氧、水、碳酸钠等对环境无污染的物质，所述活化剂能够生物降解，对人员和环境无害，因此，本发明提供的消毒剂绿色、环保、无污染，具有很强的广谱性，能够用于对化学战剂、生物病毒、细菌和芽孢等各种物质和各种领域的消毒。
所述过氧化物可以是过碳酸盐、过硼酸盐、过磷酸盐、过硅酸盐和过氧尿素中的至少一种。
如通式I所示的化合物形成的盐可以是盐酸盐、硫酸盐、碳酸盐和硝酸盐中的至少一种。
优选地，R1、R2和R3可以分别独立地是氢、乙酰基、碳原子数小于4的烷基、碳原子数小于4的烷氧基、苯基和碳原子数小于10的取代苯基。更为优选地，R1、R2和R3均为氢，此时不仅所述活化剂在水中具有较高的溶解度，而且生成的过氧亚酰胺类离子位阻效应小，氧化性和亲核性更强。
优选地，R4、R5、R6、R7和R8可以分别独立地是氢、氯、溴、氟、硝基、羟基、氨基、碳原子数小于4的烷基、碳原子数小于4的烷氧基、乙酰基和氰基。优选地，R4、R5、R6、R7和R8中至少三个为氢。更为优选地，R4、R5、R6、R7和R8均为氢。此时，所述活化剂和所述氧化剂反应时的位阻效应较小，反应速度更快，反应效率更高。
优选地，所述活化剂为苯甲脒盐酸盐。所述苯甲脒盐酸盐在水中的溶解度高，且和过氧化物在水中的反应速度快，生成的过氧亚酰胺类离子氧化性和亲核性强。
优选地，所述过氧化物和所述活化剂的质量比为2:1～2:3，该范围可以使所述过氧化物和所述活化剂的反应转化率达到最佳，从而生成更多的过氧化亚酰胺类离子。更优选地，所述过氧化物和所述活化剂的质量比为2:2～2:3。
所述增效剂还可以包括缓冲剂，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，所述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，所述缓冲剂在所述增效剂中的质量百分数为3％-30％，该范围既能够使得所述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，从而使所述消毒液能够高效地消毒。更优选地，所述缓冲剂在所述增效剂中的质量百分数为3％～10％。
所述增效剂还可以包括缓蚀剂，用于降低消毒液对所述消毒对象表面的腐蚀速率。所述缓蚀剂可以是酰胺羧酸型缓蚀剂。优选地，所述缓蚀剂在所述增效剂中的质量百分数为5％-20％。
所述消毒剂还可包括表面活性剂，所述表面活性剂主要起到乳化和促进一些油状有机污染物溶解的作用。所述表面活性剂可以是非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂或它们的混配物，优选为阴离子表面活性剂，例如烷基苯磺酸钠、十六烷基氯化铵(CTAB)、曲拉通(TX-100)、聚丙烯酰胺以及N-油酰基多肽等中的至少一种。优选地，所述表面活性剂在所述增效剂中的质量百分数为5％-20％。
优选地，在所述增效剂中，所述活化剂的质量百分比可以为30％-70％，所述表面活性剂的质量百分比可以为5％-20％，所述缓蚀剂的质量百分比可以为5％-20％，所述缓冲剂的质量百分比可以为3％-30％，这一比例范围不仅能与所述过氧化物配合，使得所述消毒液能够快速高效地消毒，而且配制成消毒液后，所述消毒液对被消毒物质的溶解度高，对消毒对象表面的腐蚀性低。
优选地，所述过氧化物和所述增效剂在使用前分开包装，在使用时一起用水快速配制成消毒液。采用分开包装的方法可以提高过氧化物的贮存稳定性，并且还可以根据不同场合和需求灵活配制消毒液。优选地，所述过氧化物和所述增效剂可以在固态下进行保存。可以理解，所述过氧化物和所述增效剂也可以分别在液态下，或者分别配制成溶液后保存。优选地，所述过氧化物为包裹型过氧化物，包裹型过氧化物的含义过氧化物经过离心雾化后，通过熔溶的包膜材料气雾带滞留时间一定时间后冷空气流中收集结晶，进行多层包覆而成，包裹型过氧化物性质稳定，贮存时间长，不易分解。优选地，所述过氧化物为采用微包胶和螯合技术生产的固体过氧化物，其在常温条件下年活性氧分解率小于2％，贮存稳定性好。
本发明还提供一种上述消毒剂的使用方法，包括将所述消毒剂与水混合配制成消毒液。优选地，所述消毒液的pH值为7～10，该范围既能够使得所述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，从而使所述消毒液能够高效地消毒。更为优选地，所述消毒液的pH值为8～9。优选地，在所述消毒液中，所述过氧化物的质量浓度为0.1％～10％，所述增效剂质量浓度为0.1％～10％。
本发明还提供一种上述消毒剂的应用，包括用于对沙林(GB)、梭曼(GD)、芥子气(HD)、维埃克斯(VX，S-(2-二异丙基氨乙基)-甲基硫代膦酸乙酯)中至少一种的消毒。所述过氧亚酰胺类离子能够与上述化学战剂发生亲核反应，从而有效消除上述化学战剂的毒性。
实施例1
将包裹型过碳酸钠和增效剂用水配制成消毒液50mL。在消毒液中，包裹型过碳酸钠的质量百分比为2％，活化剂苯甲脒盐酸盐的质量百分比为2％，缓冲剂磷酸二氢钠的质量百分比为0.3％，酰胺羧酸型缓蚀剂的质量百分比为0.5％，表面活性剂十二烷基苯磺酸钠的质量百分比为0.5％，其余为水。所述消毒液的pH值为8.90±0.05。
实施例2
实施例2与实施例1基本相同，不同之处仅在于，所述活化剂的浓度为1％。
实施例3
实施例3与实施例1基本相同，不同之处仅在于，所述活化剂的浓度为1.5％。
实施例4
实施例3与实施例1基本相同，不同之处仅在于，所述活化剂的浓度为2.5％。
实施例5
实施例3与实施例1基本相同，不同之处仅在于，所述活化剂的浓度为3％。
实施例6
实施例6与实施例1基本相同，不同之处仅在于，所述缓冲剂的质量百分数为0.1％，所述消毒液的pH值为9.7±0.05。
实施例7
实施例7与实施例1基本相同，不同之处仅在于，所述缓冲剂的质量百分数为0.2％，所述消毒液的pH值为9.2±0.05。
实施例8
实施例8与实施例1基本相同，不同之处仅在于，所述缓冲剂的质量百分数为0.5％，所述消毒液的pH值为7.7±0.05。
实施例9
实施例9与实施例1基本相同，不同之处仅在于，所述缓冲剂的质量百分数为1％，所述消毒液的pH值为7.4±0.05。
对比例1
对比例1与实施例1基本相同，不同之处仅在于，所述增效剂不包括活化剂。
对比例2
对比例1与实施例1基本相同，不同之处仅在于，所述消毒剂仅为增效剂，不包括过氧化物。
实施例10
将实施例1～9和对比例1～2提供的消毒液分别移入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。
实施例11
实施例11与实施例10基本相同，不同之处仅在于，仅对实施例1提供的消毒液进行测试，且用维埃克斯代替芥子气。
实施例12
实施例12与实施例10基本相同，不同之处仅在于，仅对实施例1提供的消毒液进行测试，且用沙林代替芥子气。
实施例13
实施例13与实施例10基本相同，不同之处仅在于，仅对实施例1提供的消毒液进行测试，且用梭曼代替芥子气。
实施例14
将实施例1、6～9提供的消毒液分别采用JB-T 7901-2001《金属材料实验室均匀腐蚀全浸试验方法》进行金属材料腐蚀全浸实验，评价了配方对不锈钢、碳钢、铜、铝四种材料表面的腐蚀性。
实施例10～14的测试结果请参见表1至表3。
表1实施例1～9和对比例1～2提供的消毒液对HD的消毒效率对比表
消毒时间/min 5 10 30
实施例1 87.5 94.3 99.9
实施例2 77.2 84.5 88.7
实施例3 68.5 85.2 92.1
实施例4 83.9 93.7 98.6
实施例5 85.5 93.9 98.2
实施例6 82.1 90.7 94.1
实施例7 85.3 91.6 97.7
实施例8 67.2 86.2 93.7
实施例9 67.5 81.3 91.9
对比例1 27.8 40.8 49.5
对比例2 15.6 19.7 21.1
表2实施例11～13在消毒时间为30min时的消毒效率
表3实施例1、6～9提供的消毒液的腐蚀性的对比表
从以上数据可以看出，本发明提供的复配型低腐蚀性生化消毒剂，配制成消毒液后具有很高的消毒效率，同时贮存稳定性好，对消毒设备表面腐蚀性低，对人员安全，对环境无污染。
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 (12)

1.一种复配型低腐蚀性生化消毒剂，包括过氧化物和增效剂，所述增效剂包括活化剂，其特征在于，所述活化剂为如通式I所示的化合物或如通式I所示的化合物形成的盐：
其中，R1、R2和R3分别独立地为氢、乙酰基、烷基、苯基、取代苯基或烷氧基，R4、R5、R6、R7和R8分别独立地为氢、氯、溴、氟、硝基、羟基、氨基、烷基、烷氧基、乙酰基或氰基。
2.根据权利要求1所述的复配型低腐蚀性生化消毒剂，其特征在于，所述活化剂为苯甲脒盐酸盐。
3.根据权利要求1所述的复配型低腐蚀性生化消毒剂，其特征在于，所述过氧化物为过碳酸盐、过硼酸盐、过磷酸盐、过硅酸盐和过氧尿素中的至少一种。
4.根据权利要求1～3任一项所述的复配型低腐蚀性生化消毒剂，其特征在于，所述过氧化物与所述活化剂的质量比为2:1至2:3。
5.根据权利要求1所述的复配型低腐蚀性生化消毒剂，其特征在于，所述增效剂还包括缓冲剂，所述缓冲剂为富马酸、柠檬酸、碳酸盐、磷酸盐和柠檬酸钠中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的复配型低腐蚀性生化消毒剂，其特征在于，所述增效剂还包括缓蚀剂和表面活性剂。
7.根据权利要求6所述的复配型低腐蚀性生化消毒剂，其特征在于，在所述增效剂中，所述活化剂的质量百分比为30％-70％，所述表面活性剂的质量百分比为5％-20％，所述缓蚀剂的质量百分比为5％-20％，所述缓冲剂的质量百分比为3％-30％。
8.根据权利要求6所述的复配型低腐蚀性生化消毒剂，其特征在于，所述缓蚀剂为酰胺羧酸型缓蚀剂，所述表面活性剂为烷基苯磺酸钠、十六烷基氯化铵、曲拉通、聚丙烯酰胺以及N-油酰基多肽中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的复配型低腐蚀性生化消毒剂，其特征在于，所述过氧化物和所述增效剂分开包装。
10.一种复配型低腐蚀性生化消毒剂的使用方法，其特征在于，包括将如权利要求1～9任一项所述的复配型低腐蚀性生化消毒剂与水混合配制成消毒液。
11.根据权利要求10所述的复配型低腐蚀性生化消毒剂的使用方法，其特征在于，所述过氧化物在所述消毒液中的浓度为0.1％～10％，所述增效剂在所述消毒液中的浓度为0.1％～10％。
12.根据权利要求10所述的复配型低腐蚀性生化消毒剂的使用方法，其特征在于，所述消毒液的pH值为7～10。
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