CN110150279B - 一种即时快速生成过氧乙酸消毒剂的配制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种即时快速生成过氧乙酸消毒剂的配制方法，该方法可在环境温度＞10℃，无需升温，无需利用高pH和连续搅拌或摇动的情况下，通过显著增加固体乙酰化合物在水溶液中的溶解速率和暂时溶解度，导致过氧乙酸的快速生成。所述即时快速生成过氧乙酸的配方包含过氧供体，固体乙酰化合物，pH调节剂和水，还可包含醇，表面活性剂和/或过氧化物稳定剂等。这些组份可分为两部分包装和三部分包装，在使用前混合在一起。本发明具有携带和使用方便，过氧乙酸生成速度快，腐蚀性和毒性小等优点。

Description

一种即时快速生成过氧乙酸消毒剂的配制方法

技术领域：

本发明涉及一种即时快速生成过氧乙酸作为高效消毒剂用于公共，家庭，食品，保健，医疗设备和伤口处理等领域。

背景技术：

众所周知，过氧乙酸(PAA)可以用作高水平的消毒剂，通常它可以通过两种方法去产生：(1)平衡法；(2)非平衡法。大多数商业PAA产品是通过平衡法产生的。在该方法中，过氧化氢(HP)与乙酸(AA)反应生成PAA，但这需要数小时乃至数天才能达到平衡。很明显，通过平衡法所产生的PAA不能是真正即时生成的PAA。通常这些商业产品包含高浓度的PAA，HP和AA。含有超过6％PAA的溶液被认为是危险的，在美国必须使用DOT标记“有机过氧化物”，危险等级5.2，8(氧化剂，腐蚀性)进行运输。非平衡法依赖乙酰化合物和过氧供体在碱性条件下反应生成PAA。常用的过氧供体是HP，过硼酸钠或过碳酸钠。乙酰基化合物也称为漂白活化剂，或称为PAA活化剂。最常用的漂白活化剂是四乙酰基乙二胺(TAED)，壬酰氧基苯磺酸钠(SNOBS)，甘油三乙酸酯，二乙酸甘油酯和丙二醇二乙酸酯等。但是，SNOBS不能产生PAA。在非平衡法中，PAA的生成速率主要取决于乙酰化合物和过氧供应物的化学和物理性质，例如溶解度，乙酰基官能团反应性，过氧供体的碱度和溶液的pH值等。其他添加剂可能会对PAA的生成产生积极或消极的影响。

乙酰基化合物在常温下可分为两组：一组是液体，另一组是固体。大多数乙酰基化合物，无论是液体还是固体，由于它们的疏水性，室温下在水溶液中的溶解度低，溶解速率也很慢，这极大地限制了PAA的快速生成。

1、液体组：

三乙酸甘油酯：Harvey等人把它用于即时生成过氧乙酸(参考文献1，MichaelS.Harvey和Jonathan N.Howarth，W02012128734A1)。在本公开中，三乙酸甘油酯在高碱性HP溶液中用作漂白活化剂，其初始pH在11.2和13.37之间。它的缺点是：1)在25℃和不连续摇动和搅拌的情况下，三醋酸甘油酯在水溶液中的溶解度低，这导致PAA在pH＜9.5时的产率很低；2)PAA生成需要非常高的pH(>11)，这将导致PAA的稳定性和PAA消毒能力的显著降低(详见下面的PAA溶液pH值对消毒能力的影响)。因此，这不是真正的即时生成的消毒剂，更多细节将在本发明的详细描述部分，液体乙酰化合物中讨论。

二乙酸甘油酯和丙二醇二乙酸酯用作消毒和灭菌剂中的漂白活化剂(参考文献2.Mark D.Tucker，US 7，271，137 B2)。漂白活化剂的浓度为1-10wt％。二乙酸甘油酯是水溶性的，但丙二醇二乙酸酯不溶于水。该发明描述了初始pH＜8的两组份系统。在这两组份系中，一部分由HP和乙酸钠组成，后者用作pH调节剂，但是碳酸盐不能用作pH调节剂，因为它将引起HP的分解。此外，该专利没有显示两部分混合在一起后，需要多长时间才能够产生足够浓度的PAA以杀死孢子。除两部分系统外，其他PAA生成系统使用碳酸盐或其他无机碱作为pH调节剂，初始pH约为9.5。基于我们的测试结果，二乙酸甘油酯和丙二醇二乙酸酯在pH≤9.5下不是良好的漂白活化剂，不能用于快速生成PAA。有关这一点将在本发明的详细描述部分中讨论。

Preto，Andrea(参考文献3，EP 2 388 246 A1)公开了一种双液体组分体系和使用这种体系获得过氧乙酸(PAA)的方法。它的优点是将漂白活化剂和pH调节剂(有机胺，如N，N-二异丙基乙胺，具备弱或无亲核特性)混合在一起，且有较长的储藏期。这可以使PAA生成系统由两个部分组成，使用前混合在一起。然而，这种系统的缺点是：(1)大多数有机胺是挥发性有毒和易燃液体，需要将混合溶液储存在密封良好的容器中以避免蒸发；(2)由于有机胺含量很少，它们不能与固体漂白活化剂充分混合，这使得定量转移变得困难；(3)胺和乙酰基化合物必须无水，以免乙酰化合物分解；(4)N-乙酰基己内酰胺非常昂贵，并且基于重量考虑的PAA产率低于其他乙酰基化合物，如蔗糖八乙酸酯(SOA)和葡萄糖五乙酸酯(GPA)等，因为它仅含有一个乙酰基就具有155的分子量，而GPA拥有5个乙酰基其分子量为390，也就是一个乙酰基相当于分子量78；(5)最重要的是，当将N-乙酰基己内酰胺倒入水溶液中时，如果不剧烈摇晃，会产生不易溶解的油珠状沉淀物，这对于手动混合大量溶液不是很方便。

Copenhafer等人公开了一种稀而稳定的过氧乙酸生成方法(参考文献4，US 2009/0043123 A1，提交日期：2008年8月6日)。在本公开中，PAA通过HP和乙酸酐之间的反应产生。乙酸酐易于水解并且反应性很强，这会给储存和运输带来麻烦。而且，它的蒸气毒性很大。该公开还描述了“根据需要将含过氧乙酸反应产物的水溶液的pH调节至小于8，以提供稳定的稀过氧乙酸产物”。然而，这种额外的pH调节对于使用者来说不是很方便的。

2、固体组：

在固体组中，TAED是最常用洗涤剂组合物中的漂白活化剂。除TAED外，该组合物中还包括过氧化物，如HP，过碳酸盐或过硼酸盐，pH调节剂和水，以及其它添加剂。这些组合物的缺点是：1)TEAD在水中的溶解度非常低(在水中约为0.1％)；2)需要升高的温度(＞40℃)才能将TEAD溶解到合理的浓度；Renato Tabasso等公开了一种过氧乙酸消毒剂系统即时生产的方法(参考文献5，US 6,514,509 B2,2003年2月4日；参考文献6，US 2003/0211169A1，2003年11月13日)。在本公开中，四乙酰基甘醇(TAGU)和TAED用作漂白活化剂。为了使TAUG和TAED在水中具有足够的溶解度，将水温升至70-80℃，冷却至20℃后，将其与其它组分混合。混合后，要连续搅拌溶液约15分钟，再等待10分钟后才能使用。很明显，这种方法不能快速制造PAA，因此不是真正的即时使用产品。

一种方法表明TAED在加入强碱如氢氧化钠后，变得非常易溶于水(以过氧化物漂白的方法。参考文献7，William，美国专利号8，858，650，2006年7月14日)。然而，TAED在pH10的强碱性条件下水解很快，半衰期约为18分钟(参考文献8.表4.1.1.5，pp15，TAED的HERA目标风险评估，2002年10月14日).TAED的主要水解产物是N’N’-diacetylethylenediamine(DAED)，其在水中的溶解度大于1000g/L，相反，TAED在水中的溶解度约为1-2g/L(表3.1.2，pp8，HERA目标风险评估TAED，10月14日)当TEAD失去一个或多个乙酰基时，其在水中的溶解度将显著增加，但它失去一个或多个乙酰基会导致失去生成PAA的能力。

在美国，洗衣漂白产品通常是基于SNOBS与过硼酸钠的组合。Ronald Hage等人的专利可用于漂白基底的组合物和方法。(参考文献9，美国专利#6，563，271，2003年11月25日)。在本发明中，讨论了TAED和SNOBS的缺点，例如，在消费者具有需要低剂量，短洗涤时间，低温和低洗涤液量的洗涤习惯的国家中，该体系不能非常有效地漂白。此外，SNOBS无法生成PAA。

Wayne E.等人公开了抗微生物冰的组份和制备方法(参考文献10，US 2009/0175956 A1)。在本公开中，提到液体和固体乙酰基化合物用作漂白活性剂，并且溶液的pH大于10。在如此高的pH下，过氧乙酸在室温下极不稳定并且会丧失其消毒能力。尽管可以通过添加酸来降低pH去解决这些问题，但这对于真正的即时使用来说，是非常不方便。此外，该发明尚未解决乙酰基化合物在水溶液中的低溶解度和溶解速率问题。

基于上述公开和发明专利里介绍的PAA形成方法仅可用于洗涤和大批量工业应用，它们并不适用于小体积和真正的即时使用。通常，对于即时产生的消毒剂，在小于10分钟的反应时间内和在低温到室温下，PAA分子浓度应大于0.045％，而所能达到的最大PAA浓度应不大于0.2％以避免产生强刺激性气味，这就要求乙酰化合物的浓度非常低(通常约为2-8毫克/毫升)。对于一个25mL即时产生的消毒剂包装，里面含小于100mg的乙酰基化合物(PGA和SOA用作PAA活化剂)。如果使用液体乙酰基化合物，如此少的量会导致制造和应用问题。这些问题是：1)对100mg液体乙酰基化合物，包装容差性低；2)即使可以制造包装，也很难确保包装中的液体乙酰基化合物可以在没有特殊工具的情况下和在短时间内快速和完全地从包装中转移到溶液中。对于固体乙酰基化合物，无论是粉末还是颗粒状，低溶解度和低溶解速率始终是PAA快速形成的不可逾越的障碍。我们的实验结果表明，在不连续摇动瓶子的情况下，将0.12g TAED完全溶解在pH值约为9的50mL 3％HP溶液中需要数小时。因此很明显，如果不连续搅拌，TAED不适合用于即时生成PAA。其他固体乙酰基化合物，例如GPA，SOA也有类似的溶解问题。

本发明克服了上述问题，能够通过即用型包装来快速即时生成PAA作为高效消毒剂，这对于使用者来说非常方便。

上述专利和专利公开没有教导如何提高不溶性乙酰基化合物的溶解度和溶解速率去实现PAA作为高效消毒剂的快速生成，除了使用高pH，高温和连续搅拌和摇动外。换句话说，很明显，这些方法不能在环境温度下，导致真正的快速即时生成PAA作为高效消毒剂以用于公共，家庭，食品和医疗卫生等领域。

参考文献：

1.Ref 1.HARVEY，Michael，S，WO 2012128734 A1.

WO2012128734A1，METHODS AND COMPOSITIONS FOR THEGENERATION OFPERACETIC ACID ON SITE AT THE

POINT-OF-USE.

2.Ref2.Mark D.Tucker，US 7,271，137 B2.US7271137.

DECONTAMINATION FORMULATIONS FOR DISINFECTIONAND STERILIZATION.

3.Ref.3.Preto，Andrea，EP 2388246A1.Two liquid componentsystem and aprocess using such system for obtaining a peroxyacid(peracetic acid).

4.Ref.4.William C.Copenhafer，US 2009/0043 123 A1，DILUTE STABILIZEDPERACETIC ACID PRODUCTION AND TREATMENT PROCESS.

5.Ref 5.Renato Tabasso，San Remo，US 6,514,509 B2，METHOD FOR PRODUCTIONON THE SPOT OF A DSINFECTANT PERACETIC ACID SYSTEM，Feb.4，2003.

6.Ref 6.Renato Tabasso，San Remo，US 2003/0211169 A1，DISINFECTANTPERACETIC ACID SYSTEM，Nov.13，2003.

7.Ref 7.William Scepanski，US Patent#8,858,650，July 14，2006，Filed：Jul14，2008.

8.Ref.8.HERA Targeted Risk Assessment of TAED，Human&EnvironmentalRisk Assessment on ingredients of European household cleaningproducts.Oct.14，2002

9.Ref 9.Simon Marinus Veerman，US Patent#6,653,271.Composition andmethod for bleaching a substrate Patent，Ronald Hage(Vlaardingen)，Filed：Apr 1，2002).

10.Ref 10.Wayne E.Buschmann,et al，US 2009/0175956 A1，METHOD OFPREPARATION AND COMPOSITION OF ANTIMICROBIAL ICE.

11.Ref 11.Curties Donskey，US20170265463A1.Sopricidal Composition.

12.Ref 12.S.Leapers，Synergistic Killing of Spores of BacillusSubtilis by Peracetic Acid and Alcohol，International Journal of Food Science&Technology 19(3)：355-360·June 1984.

发明内容：

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供了采用非平衡法，通过显著提高不溶性固体乙酰化合物在水溶液中的溶解速率和暂时溶解度的配方和方法，去即时快速生成过氧乙酸作为高效消毒剂。该配方和方法可在环境温度＞10℃，无需升温，无需利用高pH和连续搅拌或摇动情况下，通过显著增加固体乙酰化合物在水溶液中的溶解速率和暂时溶解度，导致过氧乙酸的快速生成。所谓高效消毒剂必须能够杀死孢子，特别是黑色变种枯草芽孢(Bacillus atrophaeus Nakamura，ACCT9372)。本发明使用了两种方法去促使PAA的快速生成。1)通过增加不溶性固体乙酰基化合物在水溶液中暂时溶解度，来明显提高PAA的生成速度。本发明是先将固体乙酰化合物溶解在醇和水的混合液中，形成一母液，然后将这母液与水溶液混合，就可获得其暂时溶解度远大于其实际溶解度；2)通过增加不溶性固体乙酰基化合物的有效表面积，来提高其在水溶液中的溶解速率从而导致明显提高PAA的生成速度。本发明是将不溶性固体乙酰化合物涂布纤维材料上，以增加其有效表面积，从而提高其在水溶液中的溶解速率。

本发明的关键是在无需升高温度，无需利用高pH和不断搅拌或摇动的情况下去提高固体乙酰化合物在水溶液中的溶解速率和暂时溶解度，和在小于10分钟的反应时间内，使产生的PAA分子浓度≥0.045％，和所能达到的最大浓度最好不要大于0.2％以降低PAA带来的强刺激性气味。在本发明中，开发了两种方法和配方类型，即固-液型和液-液型，用于不同的应用目的。

所述即时快速生成PAA的配方包括过氧供体，固体乙酰化合物，pH调节剂和水，还包含添加剂，所述添加剂为醇、表面活性剂和/或过氧化物稳定剂，该配方的组份分两部分包装和三部分包装，将各部分混合在一起后，混合液中各组份理论上的初始浓度为：

过氧供体：2-6％，

乙酰酯化合物：0.2-1％，

醇：0-15％，

表面活性剂：0-0.4％，

过氧化物稳定剂：0-0.02％，

pH调节剂用量为使混合液的初始pH为8.2-9.5，

其余为水。

所述通过显著增加溶解速率是通过将固体乙酰酯化合物涂布在纤维材料上以显著增加其有效表面积，从而导致增加其溶解速率，其结果是导致过氧乙酸PAA的快速生成。这种导致增加溶解速率的配方组份，分两部分包装，即液体部分(A部分)，和固体部分(B部分)。其中，A部分主要包含过氧供体和水，还可包含其它添加剂，如醇和表面活性剂等，B部分主要包含涂布在纤维材料上的固体乙酰化合物和pH调节剂，还可包含涂布在纤维材料上的其它添加剂，如过氧化物稳定剂等。

所述显著提高暂时溶解度是首先将固体乙酰化合物溶解在一种有机溶剂中，或有机溶剂和水的混合溶液中，形成其母液。当这母液与水溶液混合后，会导致这乙酰化合物的暂时溶解度远大于其实际溶解度，而且这种状况可保持至少1小时。这就会导致过氧乙酸(PAA)的快速生成，因为只要乙酰化合物溶解了，它与过氧负离子反应去生成过氧乙酸(PAA)的速率是非常快的。这种提高暂时溶解度的配方中的组份，分三部分液体包装，即A部分，B部分和C部分。其中，A部分包含过氧供体和水，还可包含其它添加剂，如醇和表面活性剂等；B部分是乙酰酯母液，包含乙酰化合物和有机物/水；C部分包含pH调节剂和水，还可包含其它添加剂如过氧化物稳定剂等。

以上两种配方和方法的共同特点是，在25-10℃时，各部混合后仅需等待4-10分钟，所述混合液即可作为高效消毒剂使用。

在所有部分混合后的10分钟内和在环境温度＞10℃的情况下，使生成的过氧乙酸(PAA)分子浓度必须≥0.045％和其所能达到的最高浓度≤0.4％，优选≤0.2％以减低PAA带来的强刺激性气味。

所述过氧供体为过氧化氢(HP)，或为在水溶液中产生过氧化氢的化合物，其浓度为2-6％，优选3-4％。

所述固体乙酰基化合物是SOA或GPA，或具有与SOA或GPA类似化学和物理性质的其他化合物，并在所有部分充分混合在一起后的初始浓度在0.2-1％；优选0.25-0.5％。

所述pH调节剂为无机碱，如碳酸钠，或碳酸钠和氢氧化钠的混合物，优选碳酸钠和氢氧化钠混合物，其用量是在所有部分充分混合后，使溶液的初始pH为8.2-9.5，优选9.0-9.1；

所述醇为乙醇或异丙醇，浓度为0-15％；优选乙醇，其浓度为5-9.9％。

所述表面活性剂为CTAC，十二烷基磺酸钠或十二烷基硫酸钠，其浓度为0-0.4％；如在食品和医疗卫生领域使用，优选0％；如加速PAA的生成，优选0.05-0.09％的CTAC，如需要清洁功能，优选0.1-0.2％的CTAC，或0.2-0.4％的十二烷基硫酸钠。

所述过氧化物稳定剂为HEDP，其浓度为0-0.02％；如在食品和医疗卫生领域使用，优选0％；如在其它领域使用，优选0.005-0.009％。

所述固体乙酰化合物涂布在纤维材料上，或在纤维材料上涂布固体乙酰化合物是指将SOA或GPA，或与它们具有有类似化学和物理特性的乙酰化合物涂布在白色原木纸上，涂布密度为1-4mg/cm²，优选GPA，其涂布密度为1.4-2.5mg/cm²。

所述固体乙酰化合物母液是SOA母液或其它与SOA具有类似化学和物理性质的固体乙酰化合物母液，在所述母液中，SOA的浓度为4-12％，优选6-7％；

所述将固体乙酰化合物溶解在有机溶剂或有机溶剂与水的混合溶液中去形成固体乙酰基化合物母液，这溶剂为醇和水的混合物，尤其是乙醇水混合溶液，或异丙醇水混合溶液。其浓度，乙醇：70-95％v/v，优选90％v/v；异丙醇：60-90％v/v，优选80％v/v。

所述pH调节剂或pH调节剂和过氧化物稳定剂的混合物涂布在纤维材料上，优选将它们涂布在聚酯毛毡上。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

本发明提供了在环境温度大于10℃和无需升温，无需利用高pH和连续搅拌或摇动情况下，通过显着提高固体乙酰化合物在水溶液中的溶解速率和暂时溶解度，来即时快速生成过氧乙酸用作高效消毒剂的配方和方法。配方中所有组份分成两部分或三部分，或称为两部分包装，或三部分包装，这非常方便使用者把所有部分在使用前混合在一起。在25-10℃时，各部混合后仅需等待大约4-10分钟，该混合液即可作为高效消毒剂使用。该消毒剂可用于公共，家庭，食品和医疗卫生等领域的消毒。尤其两部分包装，即固-液包装在运输，个人携带，方便使用以及安全性上，有明显的优势，这是因为它不是易燃和有毒物品，所以在运输，储藏上不受任何特殊限制，再有，使用时的操作非常便利，无须使用工具，无须升温和长时间连续搅动等。

说明书附图：

图1：过氧乙酸(PAA)分子浓度与PAA总浓度和pH之间的关系图；

图2a：金黄色葡萄球菌的杀灭效力与pH之间的关系图；

图2b：金黄色葡萄球菌的杀灭效力和过氧乙酸(PAA)分子浓度之间的关系图：

注：KE＝5意味着杀灭效力大于菌落数5-log的减少。接触时间为2分钟，实验温度为20℃。细菌浓度大于1.33×10⁷菌落数/mL。用氢氧化钠和碳酸钠混合液来调节溶液的pH，这混合液包含0.5g NaCO 3，0.5g NaOH和10mL DW。PAA溶液包括3％HP，用稀释15％PAA和30％HP制得。T＝表示总PAA浓度，分子浓度是基于PAA解离常数和pH计算而得。

图3：不同乙酰基化合物的过氧乙酸(PAA)产率图：

注：测试溶液包括3.2％HP和约36mM乙酰基。初始pH约为9.04，试验温度为20℃。

除了乙酰基化合物不同，所有测试溶液都包括相同数量的乙酰基，该测试可用于比较在相同反应条件下不同乙酰基化合物中乙酰基的反应性；

图4：二乙酸甘油酯的过氧乙酸(PAA)产率与pH之间的关系图：

注：溶液包括3.2％HP，17.9mM二乙酸甘油酯，通过碳酸钠和氢氧化钠混合液来调节pH，反应时间为6分钟。60-600ppm HEDP用作PAA稳定剂。

图5：不同固体乙酰化合物在不同处理方法时的过氧乙酸(PAA)产率图：

注：不同乙酰基化合物的乙酰基摩尔浓度相同，约为36mM；初始pH约为9.04，反应温度为20℃。

图6a、图6b：液-液包装在25℃时过氧乙酸(PAA)产率与反应时间的关系图：

注：混合溶液的初始浓度包括3％HP，4.2mg/mL SOA，9.5％乙醇，初始pH约为9.04是通过NaOH和Na₂CO₃的混合液来调节；

注：“No”表示上述混合溶液中没有添加CTAC和HEDP；50ppm和100ppm代表上述混合溶液中的HEDP浓度；0.09％表示上述混合溶液中的CTAC浓度；图7：SOA浓度对过氧乙酸(PAA)生率的影响图：

注：测试溶液包括3％HP和不同浓度的SOA。通过NaOH和Na₂CO₃的混合物调节初始pH约为8.9。温度为25℃；

图8a、图8b：液-液包装温度对过氧乙酸(PAA)产率的影响图：注：三部分混合后的初始浓度：3％HP，9.8％EOH，0.42％SOA，和0.06％CTAC(仅适用于图8b)，初始pH约为9.03。

图9：固-液包装实例图；

图10：温度对过氧乙酸(PAA)产量和使用期的影响图：

注：液体的组成列于表7中，SOA用作PAA活化剂；

图11a、图11b：20℃时CTAC对过氧乙酸(PAA)生产速率和使用期的影响图：

注：CTAC浓度为0％或0.09％；表8中列出了液体的组成.GPA用作PAA活化剂；

图12：过氧化氢(HP)浓度对过氧乙酸(PAA)产率的影响图：

注：在A&B混合后溶液最初包含：2.2mg/mL SOA(涂在纸上的SOA)，0.16％CTAC和不同浓度的过氧化氢(HP)，通过碳酸钠和氢氧化钠的混合液来调节初始pH约为8.6，测试温度在20-21℃之间。图13：当SOA用作PAA活化剂时，CTAC对PAA产率的影响图

注：溶液包括3％HP，2.2mg/mL SOA(涂在纸上)，初始pH值约为9.02是通过碳酸钠和氢氧化钠的混合液来调节，和不同浓度的CTAC。试验温度为25℃。

具体实施方式：

为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。

本发明提供了即使在低温下通过非平衡法去快速即时产生PAA的配方和方法，其可用作高效消毒剂。高效消毒剂必须能够杀死孢子，特别是黑色变种枯草芽孢(Bacillusatrophaeus Nakamura，ACCT9372)。快速即时生成PAA的关键是在无须升高温度，无须不断搅拌或摇动的情况下去提高固体乙酰基化合物在水溶液中的溶解速率和临时溶解度以便在小于10分钟的反应时间内，使生成的PAA分子浓度≥0.045％。在本发明中，开发了两种方法和配方类型(液-液和固-液)用于不同的应用目的。液-液包装主要是通过增加固体乙酰酯类化合物的暂时溶解度来促进PAA的快速生成，而固-液包装主要是通过增加固体乙酰酯化合物的有效表面积去增加其溶解速率，从而导致PAA的快速生成。

1.液-液包装(适用于＞500mL的包装)：在这种包装中，配方的组份被分成三个液体部分，A，B和C。

A部分：一种液体包含HP和水，如需要，还可包含醇，表面活性剂；

B部分：一种液体包含溶解在乙醇和水，异丙醇和水或其他醇和水的混合物中的固体乙酰基化合物，固体乙酰基化合物优选SOA；

C部分：一种液体包括碱和水，如需要，还可包含表面活性剂，过氧化物稳定剂。

本发明主要旨在解决固体乙酰化合物在水溶液中的低溶解度问题，即使这些溶液包含高达10％的乙醇。

测试了几种固体乙酰基化合物溶解度，如葡萄糖五乙酸酯(GPA)，蔗糖八乙酸酯(SOA)和四乙酰基乙二胺(TAED)。TAED在水溶液和最常见的有机溶剂(如醇类，乙酸乙酯，丙酮和乙腈)中具有低溶解度。因此，TAED在不连续搅拌和升温(＞40℃)的条件下，不能用于快速PAA的生成。GPA表现了非常低的溶解度，在水中约1mg/mL；在无水乙醇中约7mg/mL。但是，它非常易溶于某些有机溶剂，如乙腈，乙酸乙酯。但是，如果GPA/有机溶液与水溶液混合，GPA会迅速沉淀。因此，作为液-液配方，GPA不适合快速生成PAA。

SOA在水中的溶解度也非常低(在20℃下≤0.7mg/mL)，在10％乙醇中也很低(在20℃时≤1.5mg/mL)，也不太溶于无水乙醇和异丙醇，但它在甲醇，乙酸乙酯和乙腈中的溶解度非常高。然而，甲醇和乙腈毒性很大，乙酸乙酯具有强烈的气味，如果SOA/乙酸乙酯溶液与水溶液混合，则会产生沉淀。因此，这些溶剂不利于公共，个人，食品和医疗卫生等领域的应用，也不会导致PAA快速生成。

令人惊讶的是，我们的测试结果表明，SOA非常易溶于90％乙醇/水，或80％异丙醇/水，很可能是在其它具有特殊比例的醇/水溶液中。在90％乙醇/水中，SOA溶解度在25℃时≥12％，在10℃时也≥6％。

非常出乎意料的是，如果首先将SOA溶解在90％乙醇(SOA母液)中，然后与水或HP水溶液混合，在约20℃时，SOA的暂时溶解度至少可达3mg/mL，约一小时后，SOA沉淀会被观测到。在此温度下，SOA在水中的实际溶解度低于0.7mg/mL。如果将含6％SOA的SOA母液与含有约3％乙醇的HP水溶液混合，则暂时溶解度在20℃时可大于8mg/mL，并在约1小时后，SOA沉淀被观测到。如果将SOA浓缩物与初始pH约为9的HP溶液混合，则临时溶解度可达8mg/mL。在所有组份(上述A，B和C)混合后的3-10分钟内，如SOA浓度范围为3-8mg/mL，温度≥10℃，和pH约为9时，就足以快速即时生成可用作高效消毒剂的PAA。作为公共，家庭，食品和医疗卫生等领域的消毒剂，PAA分子浓度在0.035％至0.2％之间。如作为高效消毒剂，则PAA的分子浓度应该≥0.045％，和达到最大值时，PAA的浓度应该≤0.2％以减小由PAA所产生的强刺激性气味，这就要求SOA浓度约为4mg/mL。当SOA母液(1.0g SOA溶解在19mL的90％乙醇/水中)与pH值约为9％的HP溶液混合，使得SOA的初始浓度约为4.2mg/mL，在20℃的条件下，PAA浓度可以在5分钟达到0.06％以上，其最大PAA浓度可达到0.17％。该浓度范围足以在不到10分钟的接触时间内杀死黑色变种枯草芽孢(ACCT9372)孢子，其杀灭率大于5个对数值。

使用乙醇/水或异丙醇/水制备SOA母液的优点：1)当SOA母液与HP溶液混合后，其暂时溶解度远超它的实际溶解度而不会在一小时内发生沉淀，这会导致PAA快速生成。其他溶剂，例如乙酸乙酯等不合适，因为SOA会迅速沉淀。2)乙醇和异丙醇还可显著提高杀孢子能力(参考文献11，参考文献12)。3)SOA不会在SOA母液中水解，这对于长储藏期(至少2年)是非常重要的。

本发明的关键是使SOA变得暂时可溶，其浓度远高于其在水溶液中的实际溶解度，这就可以显著地加速PAA的快速形成。

2.固-液包装(最好适用于10-500mL)：在这种包装中，配方的组份被分成两个部分，A和B。

A部分(液体)：包含包括HP和水，如需要还可包含酒精，和表面活性剂等。

B部分(固体)：包含固体乙酰化合物和pH调节剂，如需要还可包含过氧化物稳定剂。固体乙酰化合物将作为涂层施加在纤维材料上以形成非常薄的涂层，这会使得固体乙酰化合物和液体组份之间的有效接触面积显著增加，从而导致固体乙酰化合物迅速扩散到液相中。只要乙酰化合物扩散到溶液中，它就会迅速与HP阴离子反应形成PAA。少量pH调节剂和稳定剂也被涂在纤维或毛毡上，这也将帮助固体pH调节剂和稳定剂快速溶解到液体中。固体乙酰化合物必须易溶于低沸点有机溶剂，如甲醇，乙腈，乙醇或它们的混合物。这允许尽可能少量的乙酰化合物溶液用于润湿纤维并使其快速干燥以便在纤维上形成薄的乙酰化合物涂层。这些乙酰化合物包括SOA，GPA，但不包括TAED，因为它不溶于这些溶剂。SOA和GPA是无毒的，在上述有机溶剂中具有相对高的溶解度，使用也是比较经济的。SOA也已被批准作为食品添加剂。但是，GPA的乙酰基官能团似乎比SOA的乙酰基官能团更具反应性。由于固体部分中含有pH调节剂(碱)，液体乙酰化合物不适合涂布在纤维上或和pH调节剂包装在一起，否则液体乙酰基化合物可与pH调节剂反应形成乙酸盐，这将降低乙酰基化合物和pH调节剂的储藏期。

纤维和毡材料不应与PAA和消毒剂中的其它组份发生明显的反应，以保证混合后的消毒剂具有相对长的使用期。

两部分包装具有明显的优点是：1)两部分混合时的操作对用户来说非常方便的，无需使用工具；2)当GPA用作PAA活化剂时，在无需连续搅拌或摇动和在20℃的条件下，混合后仅需约5-6分钟，其PAA浓度(PAA分子浓度≥0.045％)就可达到高效消毒剂的要求，而其最大浓度小于0.2％，以避免由于高浓度PAA而产生的强刺激性气味；3)由于其低毒性和低刺激性，便于携带和运输，也非常适合在医疗卫生和食品等领域的应用；4)各部的保质期大于2年；5)在20℃下使用期可达两周，在4℃下存放可达数月。

本发明的关键是显著提高固体乙酰化合物的溶解速率，这会导致PAA的快速生成。

和本发明有关的实验结果：这些实验结果可以加深对本发明的新颖性和出乎意料性的理解。

PAA溶液pH值对消毒能力的影响：首先，了解PAA杀菌能力与pH值之间的关系是非常重要的，原因是：1)非平衡法通常是在碱性条件下产生PAA的；2)PAA是弱酸，其解离常数pKa为8.2(见下反应式)。

该反应式决定了PAA分子浓度随pH增加而降低。当pH大于7时，PAA分子浓度随着pH增加而显着降低(图1)。我们的测试结果表明，随着pH增加，杀微生物能力降低(图2a)，并且PAA分子浓度影响这杀灭能力(图2b)。即使总PAA浓度(分子+离子)为0.5％，当pH为9.51时其杀灭效率也显著降低，因为在该pH下PAA分子浓度约为0.023％。测试结果清楚地表明PAA分子浓度而不是总PAA浓度主导了杀灭效力(图2b)。根据测试结果，在20℃和2分钟接触时间时下，＞0.03％的PAA分子浓度就足以以大于5-log的杀灭率杀死金黄色葡萄球菌(图2b)。

此外，初步测试结果表明，随着pH值的增加，PAA对黑色变种枯草芽孢(ACCT9372)的杀灭效力将会降低。如在20℃和小于10分钟的接触时间，以5-log的杀灭率杀死黑色变种枯草芽孢，则要求PAA的分子浓度大于＞0.045％。

结论：随着pH值的增加，PAA的杀菌能力降低，特别是在pH＞7.2时。作为高效消毒剂，PAA分子浓度应大于0.045％。因此，开发以非平衡方法去生成PAA作为有效的消毒剂，不仅要考虑PAA的总浓度，还要考虑溶液的pH值。

乙酰化合物的选择：通过非平衡方法快速即时生成PAA的主要问题是乙酰化合物在水溶液中的低溶解度和溶解速率以及乙酰基官能团在不同pH条件下的反应性。

1.液体乙酰化合物：如上所述，液体乙酰基化合物不是一个好的选择，其主要原因是：1)少量液体的包装和转移问题；2)三乙酸甘油酯和丙二醇二乙酸酯的水溶性问题。当三乙酸甘油酯或丙二醇二乙酸酯与水混合时，观察到油状颗粒，这将导致低的PAA产率。在初始pH值约为9和20℃的条件下，三乙酸甘油酯用作PAA活化剂，在10分钟反应时间时，PAA浓度仅为约0.031％(图3)，其浓度不足以用作高水平消毒剂；3)即使在二乙酸甘油酯完全溶解的条件下，在初始pH值约为9时的PAA产量也是低的(在10分钟时的浓度约为0.022％，图3)。为了增加PAA产量，需增加初始pH(图4)。如果初始pH值为9.9，则在反应25分钟时，总PAA浓度为0.166％的同时，pH降到9.13，这导致PAA分子浓度约为0.017％(表1)。这个分子浓度不足以在2分钟的接触时间以5-log的杀灭率杀死金黄色葡萄球菌(参见图2)。这意味着初始pH值为9.9的溶液不能成为真正的即时使用的高效消毒剂。

结论：液体乙酰化合物，如二乙酸甘油酯，三乙酸甘油酯和丙二醇二乙酸酯，由于它们的低溶解度或低反应性导致低PAA产生，因此它们不适合用作即时产生高效消毒剂PAA的活化剂。

表1.当甘油二乙酸酯用作PAA活化剂时，反应时间与PAA的总浓度，以及PAA分子浓度与pH之间的关系

注：溶液包括3.2％HP，17.9mM二乙酸甘油酯(约36mM乙酰基)，碳酸钠和氢氧化钠混合溶液用于调节pH，HEDP(60-600ppm)用作PAA稳定剂，温度为20℃。

2.固体乙酰化合物：大多数固体乙酰化合物，如TAED，SNOBS，GPA和SOA等都有水溶性低的问题。当固体乙酰化合物用作PAA活化剂时，为了增加PAA生成速率，本发明是以提高固体乙酰化合物在水溶液中的溶解速率和暂时溶解度，而不是增加pH和温度，和采用连续搅拌或摇动的手段。本发明采用以下两种方法去促使PAA的即时快速生成。

1)增加固体乙酰化合物的暂时溶解度：有两种简单的方法可以用来增加溶解度，如使用高浓度的有机溶剂和/或提高温度。但这些方法不是真正的即时生成可用于公共，家庭，个人，食品和医疗卫生领域使用的消毒剂。我们的研究结果表明，TEAD不溶于大多数常见的有机溶剂，如甲醇，乙腈，乙酸乙酯，乙醇，异丙醇等。SOA可溶于甲醇，乙腈和乙酸乙酯，而GPA可溶于乙腈，乙酸乙酯，和乙腈和醇的混合液，但在室温下，它们都不太溶于纯乙醇和异丙醇，特别是几乎不溶于水，HP溶液和10％乙醇水溶液。

溶解度测试结果表明，在25℃和10℃下，SOA在纯乙醇中的溶解度分别≤3％(w/v)和≤1％(w/v)，和在20℃下的溶解度，在水和3％HP溶液中≤0.7mg/mL，在含有10％乙醇的3％HP溶液中≤1.5mg/mL，固体SOA粉末的溶解速率非常慢，要求连续摇动。低的溶解度和溶解速率限制了PAA的快速生成。

令人惊讶的是，我们的测试结果表明SOA在90％的乙醇或80％的异丙醇中的溶解度很高。在90％乙醇中的溶解度在25℃下至少为12％(w/w)，在10℃下至少为6％(w/w)。当1.0g的SOA首先溶解在19mL的90％乙醇中形成SOA母液，然后将这母液与水溶液混合，在约20℃时，SOA溶解度至少为3mg/mL，且在一小时内没出现沉淀。一小时后，出现了SOA沉淀。这个结果表明，在20℃水中，SOA暂时溶解度可增加至≥3mg/mL，这远远大于其在水溶液中的实际溶解度(≤0.7mg/mL)。当SOA母液与包含3％乙醇的HP溶液混合时，在20℃时SOA的暂时溶解度可达到8mg/mL以上，并且在混合期间没有观察到浑浊和沉淀。但是，约一小时后，SOA沉淀出现了。幸运的是，溶解的SOA和过氧化氢阴离子之间的反应非常快。因此，可以利用SOA的暂时高溶解度来促使PAA的快速生成。更重要的是，SOA母液储藏期大于两年。该结果表明SOA在水溶液中几乎不水解。这与大多数其它乙酰基化合物不同，后者在水溶液中相对容易水解。作为商业产品，储藏期是非常重要的考虑因素。

GPA不易溶于乙醇，异丙醇，乙醇/水和甲醇，但它非常易溶于乙腈。如果将GPA母液(1.0g GPA在19mL乙腈中)与水溶液混合以使GPA浓度＞4mg/mL，则GPA迅速沉淀。因此，GPA没有像SOA那样的溶解特性。另外，TAED不易溶于上述溶剂，因此也不能通过上述方法来获得其在水溶液中暂时的高溶解度。

我们的实验结果表明，SOA中的乙酰基似乎比三乙酸甘油酯(triacetin)和二乙酸甘油酯(diacetin)中的乙酰基更具反应性(图3)。在6分钟的反应时间和20℃下，来自SOA，三乙酸甘油酯和二乙酸甘油酯的PAA浓度分别为约0.062％，0.024％和0.018％。SOA和二乙酸甘油酯具有可比性，因为两者都完全溶解。三乙酸甘油酯具有低的PAA浓度，可能是由于不完全溶解和较低的反应性。

2)增加固体乙酰化合物的溶解速率：大多数固体乙酰基化合物在水溶液中的溶解速率非常慢，因为这溶解速率受其在溶液中的扩散速率所控制。一般可用四种方法来提高固体乙酰基化合物在水溶液中的溶解速率：(1)连续搅拌或摇动溶液；(2)升高温度；(3)使用高浓度有机溶剂；(4)增加固体乙酰基化合物的有效表面积。方法(1)和(2)对于即时生成PAA来说不是很方便的，而方法(3)不适用于公共，家庭，食品医疗卫生等领域的应用。尽管颗粒状和非常细的粉末可以增加表面积以增加溶解速率，但颗粒并不能过多地增加其有效表面积，因为与液体接触的表面仍然有缓慢扩散的问题。而非常细的粉末容易聚集，特别是对于那些具有吸湿性的乙酰基化合物，会降低其有效表面积。在我们的发明中，乙酰化合物作为涂层沉积在纤维上以增加它们的有效表面积，这会导致溶解速率显著增加。SOA和GAP极易溶于大多数挥发性有机溶剂，如乙腈，乙酸乙酯以及醇和乙腈的混合物。当SOA或GAP溶解在有机溶剂中，然后施加到纤维上并干燥后，就会在纤维上形成非常薄的层，这会显著增加它们的溶解速率从而促进了PAA的快速即时生成。实验结果表明，涂布在纸上的乙酰化合物比颗粒和细粉末更能促进PAA的快速生成(图5)。

结论：

1.固体乙酰化合物，如SOA，可以获得暂时高的溶解度，从而显著提高了PAA的产率。

2.固体乙酰化合物，例如SOA和GPA表现了比液体乙酰基化合物(例如二乙酸甘油酯和三乙酸甘油酯)更高的反应性。

3.涂覆在纤维上的固体乙酰化合物产生比其颗粒和粉末表现出更大的溶解速率，从而导致PAA的快速生成。

例子

1.液-液配方：这个液-液配方是基于SOA非常易溶于90％乙醇/水或80％异丙醇/水形成SOA母液，然后将该母液与水溶液混合后就可以获得暂时高的溶解度。当将SOA母液添加到含有约3.3％

HP和4％乙醇中，或3.3％HP溶液中(初始pH值约为9)，如果没有摇动，有时可以观察到少量的SOA沉淀(有点浑浊)，这取决于SOA在其母液中的浓度和温度。SOA浓度越低，观察到的沉淀越少或无沉淀(表2)。

表2。在20℃下，SOA母液中的SOA浓度对沉淀的影响

注：*不完全溶解(溶液浑浊)，但加入碱使初始pH值约

为9时，SOA将完全溶解。

SOA在90％乙醇中的溶解度对温度非常敏感，只有含6％SOA的母液在10℃时不会产生SOA沉淀。因此，如在约10℃的温度下使用，母液中SOA的浓度不能大于6％(w/w)。

也只有在10℃时，6％SOA母液与3.3％HP溶液在约初始pH 9.04下混合并使SOA浓度为约4.2mg/mL时，溶液会出现短暂浑浊，然后变得澄清。如果摇动一次，溶液总是清澈的。这个结果表明，4.2mg/mL的SOA在10℃下能暂时完全溶解，其浓度远大于其在10℃时的实际溶解度(估计小于0.3mg/mL)。但，如果温度≥15℃，无论是否摇晃都没有发现浑浊。

在约18℃时，当6％SOA母液与5升含3.3％HP和4％乙醇，初始pH约为9.04的溶液混合时，没有观察到浑浊或沉淀。这时SOA的浓度是大约4.2mg/mL.此时的混合溶液中包含约10％乙醇，但SOA在10％乙醇中的实际溶解度小于1.5％。而在这个混合中，不需要摇动，这就像混合两种可混溶的溶液一样。这是我们的发明之一。

液-液法的一般配方实例列在表3中。基于这一般配方，测试了反应时间，SOA浓度，添加剂，温度和pH对PAA生成的影响。

表3.实施例1：液-液包装的一般组成。

注：HP，过氧化氢；CTAC，十六烷基三甲基氯化铵；EOH，乙醇；

HEDP，羟基乙叉二膦酸盐，SOA，蔗糖八乙酸酯；碱为碳酸钠和氢氧化钠的混合物，水为去离子水。

(1)反应时间对PAA生成浓度和使用期的影响：图6显示PAA浓度在前6分钟期间内增加非常快。在反应时间为5分钟时，如果不存在添加剂(CTAC或/和HEDP)，PAA浓度约为0.068％，如果存在添加剂，则在4分钟反应时间内PAA浓度大于0.06％。这结果意味着在25℃时，在所有部分混合后，仅需4-5分钟其PAA浓度就可达到高效消毒剂所需浓度(图6a)，并在混合后的1-8小时之间，可获得最大PAA浓度0.14％和0.16％。CTAC对使用期有负面影响，但HEDP可增加使用期限(＞10天，图6b)。

(2)SOA浓度对PAA生成的影响：以下反应式1和2显示了如何通过非平衡方法去产生PAA。

式1和2清楚地表明乙酰化合物和HP的浓度以及pH会影响PAA的产率。我们的实验结果证实了随着SOA浓度的增加，PAA产量将会增加(图7)。如果希望增加PAA生成速率和最大浓度，方法之一是去增加乙酰化合物的浓度。但是，如果最高浓度过高，会产生不可接受的刺激性气味，不适合在公共场所，家庭和医疗卫生等场合使用。

(3)添加剂对PAA产生的影响：实验结果表明，CTAC增加了PAA的生成速率，但可能由于它的还原特性导致了对PAA的使用期产生了负面的影响(图6和图8)。实验结果还表明HEDP可以稳定PAA并略微提高了PAA生成速率。如果HEDP浓度为50-100ppm，则混合后溶液的适用期在25℃时大于10天，并可获得最大PAA浓度约为0.16％(图6b)。如果混合溶液中不存在添加剂，则在25℃下使用期约为8天(图6b)。对于医疗卫生和食品行业的应用，不加添加剂是非常重要的。使用期阈值为PAA的分子浓度要大于0.045％。

(4)温度对PAA产物的影响：众所周知，温度不仅影响溶解度，还影响化学反应速率。消毒剂可能会在不同温度下使用，尤其会在低温条件下使用。TAED和其它固体乙酰基化合物不能作为乙酰基供体用来即时生成PAA用作公共，家庭和医疗保健中的日常消毒剂，就是因为它们在室温和低温下溶解性差且溶解速率慢。但是，SOA可以通过显著增加它的暂时高的溶解度在相对低的温度下用作PAA活化剂。试验结果表明，液-液配方在25-10℃范围内，仅需要约4-10分钟就能获得具备高效消毒剂水平的PAA，CTAC可缩短等待时间(图8)。

(5)pH效应：基于PAA生成反应式1和2，可以预计增加pH将会增加[HOO^-]的浓度，这会导致PAA产量的增加。但，应该指出的是，虽然高pH值会导致高PAA产量，但它可能会对PAA的杀菌能力产生负面影响，因为杀灭效力主要取决于PAA分子浓度而不是总浓度(图2)。因为分子浓度受pH影响(图1)，结论是pH影响PAA的杀微生物能力。表4显示了pH是如何随反应时间变化而变化。在所有部分混合在一起之后，随着反应时间的增加，溶液的pH会连续降低，这是因为溶液中的碱在被逐步消耗掉。当所有部分混合在一起时，在25℃下需要约4或5分钟，这混合液就可用作高效消毒剂(表4和图6a)。当HEDP存在时其PAA分子浓度总是低于它不存在时的分子浓度，这是因为HEDP的存在使得其溶液pH值高于没有HEDP时的pH值。这很可能是由于HEDP具有一定的pH缓冲能力。事实上，添加HEDP时的总PAA产量大于没有HEDP时的产量(表4和图6a)。

表4.pH对PAA分子浓度的影响

注：实验温度为25℃。测试溶液包含3％HP，0.42％SOA，6％乙醇，初始pH为9.03，碳酸钠和氢氧化钠的混合物用于调节pH。

表1，图2和表4中的实验结果表明，通过增加初始pH来增加PAA产量不是有用的方法。在开发即时生成的PAA作为高效消毒剂时必须考虑这个因素。如果PAA用作漂白剂，则高pH可以提高PAA氧化能力，但如果PAA用作杀菌剂，则随着pH增加，杀菌能力降低，因为两者具有不同的作用机制。

2.固-液配方：固体乙酰化合物的溶解性差，溶解速度慢是PAA快速形成的主要障碍。为了加速PAA的形成，另一种方法是提高固体乙酰化合物的溶解速率，以便其快速达到可接受的浓度。虽然液-液法可以暂时提高SOA的溶解度，但其缺点是：1)分成三个部分包装对用户来说不是很方便；2)少量三部分的定量混合在常规使用中不容易实现，特别是对于小包装，例如25-mL和50-mL，因为使用少量的SOA母体；3)在SOA母液中存在高浓度的醇是易燃品；

4)到目前为止，只发现SOA具有暂时的高溶解度。为了克服这些缺点，开发了固-液包装。该方法主要集中在提高固体乙酰化合物的溶解速率。为了提高溶解速率，有许多方法，如使用有机溶剂，提高温度，连续搅拌或摇动，和增加固体乙酰基化合物的表面积等。使用有机溶剂，连续搅拌/摇动和加温不是在公共，食品，家庭和医疗保健应用中真正的即时生成消毒剂的好方法。因此，最佳选择是增加固体乙酰化合物的表面积。TAED和SNOBS在洗衣粉配方中使用颗粒和粉末形式，但其有限的有效表面积并不能显著提高它们的溶解速率。

本发明是将固体乙酰化合物涂在纤维材料上以显著增加它们的有效表面积，这将导致其溶解速率显著增加，以至于可以获得比颗粒和粉末更快的PAA生成速率(图5)。为了在纤维材料上涂覆固体乙酰化合物，乙酰化合物必须以高浓度溶解在一些常见的挥发性有机溶剂中，如甲醇，乙腈或它们的混合物，或乙醇和乙腈的混合物等。我们的测试结果表明TAED不易溶于这些溶剂，但SOA和GPA非常易溶，可以以非常薄的层涂布在纤维上。

固-液包装由两部分组成，一部分是固体部分，包括固体乙酰化合物涂在纤维材料上，如原木纸，和pH缓冲液(碳酸钠和氢氧化钠，如需要也包含过氧化物稳定剂的混合物)涂在纤维材料上，如聚酯毛毡，另一部分是液体部分，包括HP和水，如需要可包含表面活性剂，酒精等。固体部分装在一个小塑料瓶中，液体部分装在一个相对较大的塑料瓶中(图9)。每个部件的保质期在25℃时大于2年。使用时，将固体部分(在一个小瓶中)倒入液体部分(HP溶液填充在相对较大的瓶中)，摇动1分钟，然后使其活化约4至10分钟，该溶液就会变成高效消毒剂。等待时间取决于温度。温度越高，反应时间越短。当然，如果增加固体乙酰基的浓度，等待时间可以缩短，但是，这会导致PAA的最大浓度升高。高PAA浓度(通常＞0.2％)会产生难以接受刺激性气味，因此不适合公共，家庭和公共卫生等领域的应用。更重要的是，这种配方和包装形式对携带和使用是非常方便的。

另外，纤维材料不能与包装中和混合溶液中的组分反应。纯棉纤维材料不太合适，因为它们会与过氧乙酸反应。聚酯毛毡比纯棉材料更好，因为它们与PAA的反应速率明显慢于棉花。我们的实验结果表明，白色原木纸是最好的材料，因为它们几乎不会与溶液中的PAA和其他化合物发生反应。

固体部分的制造：首先，将固体乙酰基化合物溶解在合适的有机溶剂或混合有机溶剂中，然后转移到原木纸上。纸上的溶液会扩散至一个较大的面积，然后干燥。面积大小与溶剂有关。通常，乙腈＞乙腈/甲醇>乙腈/乙醇>甲醇。为了节省溶剂，乙酰基化合物的浓度应尽可能高，但也必须考虑扩散区域的大小。对于实际应用，乙酰化合物的涂布密度1-4mg/cm²。此外，将碱或碱和稳定剂的混合溶液转移到毛毡上，然后干燥。将干燥后的纸和毛毡压缩在一起，组成固体部分(图9)。

固-液包装示例：(图9)显示了25mL和200mL包装的固体部分组成和固-液产品的外观，它们可用于公共，食品，家庭和医疗保健等的一般消毒。

表5中列出了典型的固-液包装的组份。通过改变各种组份的浓度，就可以用于不同的目的。

表5.固-液包装的一般组成

注：*DW：去离子水；**SAC：固体乙酰基化合物；#WRTW：白色原木纸。所有固体化合物都涂在纸或毛毡上，组成B部分(固体部分)。

(1)固体乙酰化合物的选择：在此选择中，测试了SOA，GPA和TAED。由于TAED不溶于普通有机溶剂，因此它没被选择去做涂布试验。SOA和GPA表现出类似的涂布特性，这意味着两者都可以以非常薄的层涂布在纤维上。在PAA生成速率和转化率测试中，GPA比SOA更高的反应活性(表6)。基于该测试结果，GPA比SOA更适合作为固-液包装中的PAA活化剂。

表6.PAA产率/转化率与不同乙酰基化合物之间的关系。

注意：除了不同的乙酰基化合物外，其他条件相同。温度为20℃，初始pH 9.04。

乙酰基浓度(M)＝乙酰化合物浓度(M)×乙酰基数

*转化率＝最大PAA浓度(M)/初始乙酰基浓度(M)×100。SOA和GPA作为固一液包装中PAA活化剂的实际实例分别列于表7和表8中。

表7.实例2.使用SOA作为PAA活化剂的固-液包装。

表8.实施例3.使用GPA作为PAA活化剂的固-液包装.

(2)温度和反应时间对PAA产物的影响：与液-液配方类似，温度会影响PAA的生成速度。当SOA用作PAA活化剂时，温度对PAA生成速度和使用期的影响如图10所示。通常在20-30℃下，A与B混合后，需要6-10分钟就能获得高效消毒剂(图10a)，并且在25℃时，使用期至少为8天，这使用期还与添加剂有关(图10b)。

在20℃时，如GPA用作PAA活化剂，需要5分钟便可成为高效消毒剂(图11a)，并且其适用期大于10天(图11b)，这也与添加剂有关。与SOA类似，用GPA作为PAA活化剂时，其PAA生成速度仍然与温度有关，较低的温度要求更长的等待时间。

(3)HP浓度对PAA产生的影响：以上曾提过，通过非平衡方法生成的PAA取决于乙酰化合物和HP的浓度以及pH。图12显示了HP浓度如何在20℃时影响PAA生成速率。可以预计增加HP浓度将会增加PAA生成速率。但是，作为用于公共，家庭，皮肤和伤口处理的消毒剂，可接受的HP浓度应小于6％，舒适浓度小于4％，理想的是约3％。如果用作漂白剂，HP浓度可能远高于6％。

(4)CTAC和HEDP对PAA产量和适用期的影响：我们的实验结果表明CTAC可以加速PAA的形成，但它会对使用期产生负面影响(图8，11和13)。测试结果还表明，对PAA生成速率的影响，GPA对CTAC的敏感度要低于SOA(比较图11a和图13)。HEDP对PAA使用期的影响类似于液-液包装，其可以稳定PAA并略微加速PAA的生成。

(5)碱的选择：如果碱不影响PAA使用期，可以选择任何碱来调节初始pH。我们的测试结果表明碳酸盐可以稳定PAA。在相同的pH下，如果不加PAA稳定剂，则碳酸钠对于稳定PAA要优于氢氧化钠。为了减少残留物，使用碳酸钠和氢氧化钠的混合物来调节pH，因为氢氧化钠比碳酸钠碱性强并具有低分子量，这决定了氢氧化钠会比碳酸钠产生更少的残留物。

(6)杀菌能力和毒理测试结果：表9和10列出了测试结果。在这些测试中，使用固-液配方，SOA或GPA被用作PAA活化剂。测试结果表明，这种快速即时生成的PAA，可以用作高效消毒剂，其低的毒性，可适用于食品，医疗卫生等领域的消毒。

表9.固-液配方的杀微生物效力(实例2和3)。

注：测试数据来自官方认证的实验室，如宁波出入境检验检疫局技术中心和广州中科院检测技术服务有限公司。*ACCT9372；**杀灭效力＝发现菌落数/应用菌落数的负对数值。消毒剂是在A和B混合时间为10分钟时使用。消毒溶液的组成列于表8或表9中。测试温度为20℃。

表10.固-液配方的毒理试验结果。

急性经口毒性试验，小鼠	无酒精	LD50＞5023.9mg/KG，实际无毒级
			急性经口毒性试验，小鼠	酒精10％	LD50＞5000mg/KG，实际无毒级
急性吸入毒性试验，小鼠	无酒精	LD50＞11.4mg/L，实际无毒级
			多次皮肤刺激试验，家兔	无酒精	轻刺激性，未见其他毒性。
多次皮肤刺激试验，家兔	酒精10％	轻刺激性，未见其他毒性。
			急性眼刺激试验，家兔	无酒精	无刺激性
急性眼刺激试验，家兔	酒精10％	无刺激性。
			破损皮肤，家兔	无酒精	无刺激性。
动物微核试验(致突变)，小鼠	无酒精	未见动物体内染色体损伤作用。

注：测试数据来自官方认证的实验室，宁波出入境检验检疫局技术中心

1.本申请所提出配方和方法，通过增加不溶性固体乙酰化合物在水溶液中的暂时溶解度，来明显提高PAA的生成速率。该方法首先将固体乙酰化合物溶解在醇和水的混合液中，然后将其与水溶液混合，以获得远大于实际溶解度的暂时溶解度。

2.本申请通过提高不溶性固体乙酰化合物在水溶液中的溶解速率来明显提高PAA的生成速度。该方法是在纤维材料表面涂上不溶性固体乙酰化合物，以增加其有效表面积，从而提高其在水溶液中的溶解速率。

申请人又一声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的实现配方，方法及装置结构，但本发明并不局限于上述实施方式，即不意味着本发明必须依赖上述配方，方法及结构才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用实现配方，方法等效替换及步骤的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开的范围之内。

本发明并不限于上述实施方式，凡采用和本发明相似配方及其方法来实现本发明目的的所有方式，均在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种即时快速生成过氧乙酸消毒剂的配制方法，其特征在于：在无需升温,无需利用高pH和连续搅拌或摇动情况下，通过提高固体乙酰化合物在水溶液中的溶解速率和暂时溶解度的方法，来促使过氧乙酸的即时快速生成，所述即时快速生成过氧乙酸的配方包括过氧供体，固体乙酰化合物，pH调节剂和水，还包含醇、表面活性剂和/或过氧化物稳定剂，该配方的组份分两部分包装，将各包装中的各部分混合在一起，混合液中各组份理论上的初始浓度为：

过氧供体：2-6%，

乙酰化合物：0.2-1%，

醇：0-9.9%，

表面活性剂：0-0.4%，

过氧化物稳定剂：＜0.02%，且不为0，

pH调节剂用量为，使混合液的初始pH在8.2和9.5之间，

其余为水；

将固体乙酰化合物涂布在纤维材料上，该即时快速生成过氧乙酸的配方分为两部分包装，一个是液体部分，即A部分，另一个是固体部分，即B部分，所述液体部分包含过氧供体和水，以及任选包含乙醇和/或表面活性剂；所述固体部分包括涂布在纤维材料上的固体乙酰化合物，纤维材料上的pH调节剂和过氧化物稳定剂的混合物；

所述过氧供体为过氧化氢，或为在水溶液中产生过氧化氢的化合物，在所有部分混合在一起时的初始浓度为2-6％；

所述涂布在纤维材料上的固体乙酰化合物；所述固体乙酰化合物为SOA或GPA；

所述纤维材料为白色原木纸，其涂布密度在1-4mg/cm²；

且在所述乙酰化合物选取为SOA的情形下，其溶解在醇和水混合溶液中，且SOA浓度为4-12%；

所述醇为乙醇或异丙醇；且在所述醇和水混合溶液选取为乙醇和水的混合液情形下，乙醇浓度为70-95% v/v；或在所述醇和水混合溶液选取为异丙醇和水的混合液情形下，异丙醇浓度为60-90% v/v；

pH调节剂为碳酸钠和氢氧化钠的混合物，且经充分混合后其初始pH为8.2-9.5；

表面活性剂为CTAC，且所有部分混合后其初始浓度为0-0.4%；在所述表面活性剂选取为CTAC情形下，在所有部分混合后其初始浓度为0.05-0.09%；所述过氧化物稳定剂为HEDP，在所有部分混合后，其初始浓度为0-0.02％；

纤维材料上所涂布的pH调节剂和过氧化物稳定剂的混合物为碳酸钠、氢氧化钠和HEDP的混合物；

所述纤维材料为聚酯毛毡。

2.根据权利要求1所述一种即时快速生成过氧乙酸消毒剂的配制方法，其特征在于：在所有部分混合后的10分钟内和在环境温度 > 10 ^oC的情况下，使生成的过氧乙酸分子浓度必须≥0.045%和其所能达到的最高浓度≤0.4%。

3.根据权利要求1所述一种即时快速生成过氧乙酸消毒剂的配制方法，其特征在于：在所有部分混合后的10分钟内和在环境温度 > 10 ^oC的情况下，使生成的过氧乙酸分子浓度必须≥0.045%和其所能达到的最高浓度≤0.2%以降低过氧乙酸所产生的刺激性气味。