CN111869677A

CN111869677A - 一种二氧化氯净化凝胶粉及其制备方法

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Publication number: CN111869677A
Application number: CN202010746216.8A
Authority: CN
Inventors: 丁雷斌; 霍华德·周孔; 候博; 乔·鲍里奇; 普罗迪普·博蒙
Original assignee: Jiangsu Time Arrow Health Technology Co ltd
Current assignee: Jiangsu Time Arrow Health Technology Co ltd
Priority date: 2020-07-29
Filing date: 2020-07-29
Publication date: 2020-11-03
Anticipated expiration: 2040-07-29
Also published as: CN111869677B

Abstract

本发明公开了一种二氧化氯净化凝胶粉及其制备方法，包括淀粉聚合树脂活化剂和亚氯酸盐，且所述淀粉聚合树脂活化剂的质量是亚氯酸盐的质量的1‑10倍，还包括稳定剂、调节剂和催化剂，且上述五种组分混合均匀，呈粉状。这种产品更安全稳定，使产品在激活之前更加稳定，可将保存期限延长到2‑3年；释放更均匀，在加水激活后，反应过程传质均匀，释放二氧化氯更稳定，二氧化氯释放时不会出现刚激活即爆释，继而含量快速降低的现象；起效更快，同样，由于质子与吸水性的树脂完全融为一体，在催化剂的作用下，加入水之后即可迅速反应，在30s内即可起效，释放出二氧化氯；安全环保，材料选用可降解及无机成分；用后残体绿色安全，可作为普通垃圾处理。

Description

一种二氧化氯净化凝胶粉及其制备方法

技术领域

本发明涉及消毒产品领域，尤其涉及一种净化、消毒的二氧化氯净化凝胶粉及其制备方法。

背景技术

二氧化氯(ClO₂)是一种新型消毒剂，氧化还原电位为1.50V，氧化能力适中，既可以灭活多种致病微生物和去除有害污染物，在较低剂量下又不会给人带来伤害，是一种WHO和FAO向全世界推广的广谱、安全的消毒剂和环境净化剂，目前在全球已广泛应用于水消毒、环境消毒、防疫灭疫、除臭、空气净化等领域。消毒、处理效果优于氯、次氯酸钠(84消毒剂有效成分)、次氯酸钙等。

二氧化氯在常温常压下以气体分子的形态存在，可以穿过细胞壁、膜，甚至卵囊壁或孢囊壁，作用于细胞内部的蛋白及DNA，达到杀灭各类病菌及病毒等致病微生物的目的。ClO₂对各类肝炎、流感、肺炎等病毒及细菌等致病微生物均具有高效的杀灭能力。在非典、H₁N₁流感、MERS流行期间，使用ClO₂获得了极好的防疫效果。

二氧化氯对室内空气污染物，例如甲醛、硫化氢、氨、氮氧化物、焦油、尼古丁、霉菌等也具有优异的去除效果，降解产物主要为SO₄ ^2-、NO₃ ^-、Cl^-等无机离子，安全无害。因此也适用于除装修污染，室内空气污染治理、车内空气消毒等。但二氧化氯本身并不稳定，在光照及温度影响下会迅速分解，虽然使用后无任何残留和副作用，但难以保持较长时间的消毒及净化效果。

目前，二氧化氯的使用主要为二氧化氯缓释剂为主，现在的二氧化氯缓释剂主要以亚氯酸钠、固体酸或液体酸简单混合制得，适于果蔬保鲜、空气中污染物的治理应用，但是其释放量鲜有达到空气消毒的评价的要求。目前二氧化氯缓释剂产品主要有两种：

1)以亚氯酸钠与液体酸或固体酸直接反应。此类产品缺陷：存在液体酸储运不安全，使用时亚氯酸盐和酸直接反应，造成爆释，释放不均匀，如果没有良好的稳定技术，性质活泼的亚氯酸钠容易和酸在未激活条件下反应，发生危险。

2)用聚合物或具有较大比表面积物质吸收二氧化氯，使用时缓慢释放。此类产品缺陷：产品中存在游离二氧化氯，即使不启用也将持续释放二氧化氯，使产品达不到消毒剂要求的保质期要求；受吸收能力限制，此类产品释放的有效二氧化氯含量很低，达不到消毒技术规范要求。

此外，为了提高有效二氧化氯含量、提高反应速度，许多技术将酸和亚氯酸盐等成分以固液两相方式组合，中间用隔膜或其他结构分隔，使用时混合释放二氧化氯。该方法存在储运过程中液体泄露的风险。如果在狭小空间内激活释放大量的二氧化氯，二氧化氯的氧化性还可能对其他物品造成损害。如果大量二氧化氯不能及时导出，甚至还可能造成爆炸。

因此本发明专利发明人，针对上述问题，旨在发明一种二氧化氯净化凝胶粉及其制备方法，发明的二氧化氯净化凝胶粉能向空气中缓慢释放二氧化氯气体分子，且使空气中的二氧化氯分子在有效期内稳定控制在有效且安全的范围之内，完美解决了二氧化氯的稳定使用问题，可用于居家、出行、办公等场景的消毒与防疫。

发明内容

为克服上述缺点，本发明的目的在于提供一种二氧化氯净化凝胶粉及其制备方法。

为了达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种二氧化氯净化凝胶粉，包括淀粉聚合树脂活化剂和亚氯酸盐，且所述淀粉聚合树脂活化剂是亚氯酸盐的质量的1-10倍，还包括稳定剂、调节剂和催化剂，且上述五种组分混合均匀，呈粉状。

优选地，所述亚氯酸盐为亚氯酸钠。且最好使用纯度≥87％、含水率≤5％的亚氯酸钠。

优选地，所述稳定剂包括无水硫酸钠和硫酸镁，且硫酸镁的含量为2-10％，无水硫酸钠的含量为5-40％。即稳定剂包括两组成分，含量为质量分数，而且质量分数以混合后的总质量计算。

优选地，所述调节剂包括磷酸二氢钾、磷酸钾、海藻酸钠、瓜尔胶粉，且硫酸二氢钠的含量为0.1-5％，磷酸钾的含量为0.2-5％，海藻酸钠的含量为0.2-5％，瓜尔胶粉的含量为0.1-2％。即调节剂包括四种组分，含量为质量分数，而且质量分数以混合后的总质量计算。

优选地，所述催化剂包括活性氧化铝催化剂，且其目数≥500目，含量为0.1-1％。含量为质量分数，而且质量分数以混合后的总质量计算。

一种二氧化氯净化凝胶粉的制备方法，包括以下步骤：

第一，制备淀粉聚合树脂活化剂；

第二，将淀粉聚合树脂活化剂与亚氯酸盐、稳定剂在混料机混匀，并依次调节剂、催化剂，并充分搅拌混匀。

优选地，第一步骤中的制备淀粉聚合树脂活化剂的步骤包括：

S1，选择淀粉聚合树脂基质；

S2，酸改性，在淀粉聚合树脂基质中加入混合酸，且所述混合酸的浓度为50-300g/L，且所述淀粉聚合树脂基质与混合酸的质量比为1:5-1:500，并充分缓慢搅拌至溶解；

S3，加入0.1-1％的N-甲基二乙醇胺，和1-10％的标号50-200聚乙二醇，并混合均匀；质量百分含量按此步混合后的质量计；

S4，将S3的混合液在功率为500-1000W的微波中干燥，使酸负载于树脂上；

S5,将S4的成品破碎到150-400目，即得到淀粉聚合树脂活化剂。

优选地，所述淀粉聚合树脂基质为复合淀粉树脂，使用羟丙基甲基纤维素(HPMC)和羧甲基纤维素(CMC)的组成的复合淀粉。

优选地，混合酸中包括任意比例的氨基磺酸和柠檬酸。

优选地，所述S5中将成品破碎至200目。200目是一个最佳选择，能保证凝胶粉末的粒度。

本发明一种二氧化氯净化凝胶粉的有益效果是，产品更安全稳定，采用基质负载固体酸，质子反应位均匀分布于基质之上，使其与另一种物质亚氯酸钠之间充分隔离，使产品在激活之前更加稳定，可将保存期限延长到2-3年；释放更均匀，由于酸不以游离态存在，而是均匀的分布在基质之中，在加水激活后，反应过程传质均匀，释放二氧化氯更稳定，二氧化氯释放时不会出现刚激活即爆释，继而含量快速降低的现象。

二氧化氯净化凝胶粉的制备方法的有益效果是，制备方法简单，会使的制备好的二氧化氯净化凝胶粉起效更快，同样，由于质子与吸水性的树脂完全融为一体，在催化剂的作用下，加入水之后即可迅速反应，在30s内即可起效，释放出二氧化氯；安全环保，材料选用可降解及无机成分；用后残体绿色安全，可作为普通垃圾处理。

附图说明

图1为二氧化氯净化凝胶粉加水后的释放曲线。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

一种二氧化氯净化凝胶粉，包括淀粉聚合树脂活化剂和亚氯酸盐，且淀粉聚合树脂活化剂是亚氯酸盐的质量的1-10倍，还包括稳定剂、调节剂和催化剂，且上述五种组分混合均匀，呈粉状。

而且亚氯酸盐为亚氯酸钠。且最好使用纯度≥87％、含水率≤5％的亚氯酸钠。

稳定剂包括无水硫酸钠和硫酸镁，且硫酸镁的含量为2-10％，无水硫酸钠的含量为5-40％。即稳定剂包括两组成分，含量为质量分数，而且质量分数以混合后的总质量计算。

调节剂包括磷酸二氢钾、磷酸钾、海藻酸钠、瓜尔胶粉，且硫酸二氢钠的含量为0.1-5％，磷酸钾的含量为0.2-5％，海藻酸钠的含量为0.2-5％，瓜尔胶粉的含量为0.1-2％。即调节剂包括四种组分，含量为质量分数，而且质量分数以混合后的总质量计算。

催化剂包括活性氧化铝催化剂，且其目数≥500目，含量为0.1-1％。含量为质量分数，而且质量分数以混合后的总质量计算。

一种二氧化氯净化凝胶粉的制备方法，包括以下步骤：

第一，制备淀粉聚合树脂活化剂；

第一步骤中的制备淀粉聚合树脂活化的步骤包括：

S1,选择淀粉聚合树脂基质；

S2，酸改性，在淀粉聚合树脂基质中加入混合酸，且混合酸的浓度为50-300g/L，且淀粉聚合树脂基质与混合酸的质量比为1:5-1:500，并充分缓慢搅拌至溶解；

S5,将S4的成品破碎到150-400目，即得到淀粉聚合树脂活化剂。

淀粉聚合树脂基质为复合淀粉树脂，使用羟丙基甲基纤维素(HPMC)和羧甲基纤维素(CMC)的组成的复合淀粉。

混合酸中包括任意比例的氨基磺酸和柠檬酸。

S5中将成品破碎至200目。200目是一个最佳选择，能保证凝胶粉末的粒度。

二氧化氯净化凝胶粉的有益效果是，产品更安全稳定，采用基质负载固体酸，质子反应电位均匀分布于基质之上，使其与另一种物质亚氯酸钠之间充分隔离，使产品在激活之前更加稳定，可将保存期限延长到2-3年；释放更均匀，由于酸不以游离态存在，而是均匀的分布在基质之中，在加水激活后，反应过程传质均匀，释放二氧化氯更稳定，二氧化氯释放时不会出现刚激活即爆释，继而含量快速降低的现象。

二氧化氯净化凝胶粉的制备方法的有益效果是，制备方法简单，会使制备好的二氧化氯净化凝胶粉起效更快，同样，由于质子与吸水性的树脂完全融为一体，在催化剂的作用下，加入水之后即可迅速反应，在30s内即可起效，释放出二氧化氯；安全环保，材料选用可降解及无机成分；用后残体绿色安全，可作为普通垃圾处理。

在使用时，按照凝胶粉∶水＝1∶3-1∶8的比例，向凝胶粉中加入清水，即可激活产品，开始释放二氧化氯。

实施例1

使用65％HPMC(羟丙基甲基纤维素)和35％CMC(羧甲基纤维素)作为淀粉聚合树脂基质，向其中加入浓度为250g/L混合酸溶液，且混合酸中柠檬酸为150g/L，氨基磺酸为100g/L，基质质量与酸的质量比为＝1∶30。混合均匀溶解之后，加入0.1％的N-甲基二乙醇胺，和混合后总质量1％的PEG 80。混合均匀，放置于微波干燥设备中，用800W干燥。然后粉碎到200目，得到淀粉聚合树脂基质。再按照亚氯酸钠与淀粉聚合树脂基质质量比为1∶5比例，加入亚氯酸钠混匀。之后按照质量分数，加入10％的硫酸镁，25％无水硫酸钠，1％磷酸二氢钠，0.5％磷酸钾、4％海藻酸钠、1％瓜尔胶粉、0.5％活性氧化铝。

使用时，按照粉∶水＝1∶5向凝胶中加入清水。即可在20s形成凝胶，在室温下可释放约15天左右。根据实施例1的产品释放口50cm左右的二氧化氯浓度绘制的释放曲线，参见图1。

经CMA实验室检测，该实例1的产品根据《消毒技术规范(2002版)》54℃下储存14天后，二氧化氯含量的下降≤5％。对于白色葡萄球菌和金黄色葡萄球的灭活率≥99.99％，对于空气中细菌在24h内杀灭率≥99.9％，急性吸入和急性口服均属于实际无毒，无致突变性和细胞毒性。

实施例2

使用60％HPMC和40％CMC作为基质，向其中加入浓度为200g/L混合酸溶液。混合酸中柠檬酸为120g/L，氨基磺酸为80g/L，基质质量与酸的质量比为＝1∶50，混合均匀溶解之后，加入0.2％的N-甲基二乙醇胺，和混合后总质量1.5％的PEG80，混合均匀，放置于微波干燥设备中，用800W干燥。然后粉碎到200目，得到淀粉聚合树脂基质。再按照亚氯酸钠与淀粉聚合树脂基质质量比为1∶5比例，加入亚氯酸钠混匀。之后按照质量分数，加入10％的硫酸镁，20％无水硫酸钠，1％磷酸二氢钠，0.5％磷酸钾、5％海藻酸钠、0.1％瓜尔胶粉、0.5％活性氧化铝。

使用时，按照粉∶水＝1∶5向凝胶中加入清水。即可在30s形成凝胶，在室温下可释放约10天左右。

实施例3

使用50％HPMC和50％CMC作为基质，向其中加入浓度为250g/L混合酸溶液。混合酸中柠檬酸为100g/L，氨基磺酸为150g/L。基质质量与酸的质量比为＝1∶25。混合均匀溶解之后，加入0.3％的N-甲基二乙醇胺，和混合后总质量1％的PEG100。混合均匀，放置于微波干燥设备中，用1000W干燥。然后粉碎到300目，得到淀粉聚合树脂基质。再按照亚氯酸钠与淀粉聚合树脂基质质量比为1∶8比例，加入亚氯酸钠混匀。之后按照质量分数，加入10％的硫酸镁，30％无水硫酸钠，1％磷酸二氢钠，1％磷酸钾、5％海藻酸钠、0.5％瓜尔胶粉、0.5％活性氧化铝。

使用时，按照粉∶水＝1∶4向凝胶中加入清水。即可在10s形成凝胶，在室温下可释放约10天左右。

实施例4

使用60％HPMC和40％CMC作为基质，向其中加入浓度为300g/L混合酸溶液。混合酸中柠檬酸为180g/L，氨基磺酸为120g/L。基质质量与酸的质量比为＝1∶20。混合均匀溶解之后，加入1％的N-甲基二乙醇胺，和混合后总质量5％的PEG100。混合均匀，放置于微波干燥设备中，用1000W干燥。然后粉碎到200目，得到淀粉聚合树脂基质。再按照亚氯酸钠与淀粉聚合树脂基质质量比为1∶4比例，加入亚氯酸钠混匀。之后按照质量分数，加入10％的硫酸镁，35％无水硫酸钠，1％磷酸二氢钠，2％磷酸钾、5％海藻酸钠、1％瓜尔胶粉、1％活性氧化铝。

使用时，按照粉∶水＝1∶5向凝胶中加入清水。即可在20s形成凝胶，在室温下可释放约20天左右。

实施例5

使用40％HPMC和60％CMC作为基质，向其中加入浓度为100g/L混合酸溶液。混合酸中柠檬酸为80g/L，氨基磺酸为20g/L。基质质量与酸的质量比为＝1∶5。混合均匀溶解之后，加入1％的N-甲基二乙醇胺，和混合后总质量10％的PEG50。混合均匀，放置于微波干燥设备中，用800W干燥。然后粉碎到200目，得到淀粉聚合树脂基质。再按照亚氯酸钠与淀粉聚合树脂基质质量比为1∶5比例，加入亚氯酸钠混匀。之后按照质量分数，加入5％的硫酸镁，30％无水硫酸钠，0.5％磷酸二氢钠，0.5％磷酸钾、2％海藻酸钠、0.5％瓜尔胶粉、0.5％活性氧化铝。

使用时，按照粉∶水＝1∶3向凝胶中加入清水。即可在30s形成凝胶，在室温下可释放约10天左右。

以上实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种二氧化氯净化凝胶粉，其特征在于：包括淀粉聚合树脂活化剂和亚氯酸盐，且所述淀粉聚合树脂活化剂的质量是亚氯酸盐的质量的1-10倍，还包括稳定剂、调节剂和催化剂，且上述五种组分混合均匀，呈粉状。

2.根据权利要求1所述的一种二氧化氯净化凝胶粉，其特征在于：所述亚氯酸盐为亚氯酸钠。

3.根据权利要求1所述的一种二氧化氯净化凝胶粉，其特征在于：所述稳定剂包括无水硫酸钠和硫酸镁，且硫酸镁的含量为2-10％，无水硫酸钠的含量为5-40％。

4.根据权利要求1所述的一种二氧化氯净化凝胶粉，其特征在于：所述调节剂包括磷酸二氢钾、磷酸钾、海藻酸钠、瓜尔胶粉，且硫酸二氢钠的含量为0.1-5％，磷酸钾的含量为0.2-5％，海藻酸钠的含量为0.2-5％，瓜尔胶粉的含量为0.1-2％。

5.根据权利要求1所述的一种二氧化氯净化凝胶粉，其特征在于：所述催化剂包括活性氧化铝催化剂，且其目数≥500目，含量为0.1-1％。

6.一种二氧化氯净化凝胶粉的制备方法，包括以下步骤：

第一，制备淀粉聚合树脂活化剂；

7.根据权利要求6所述的一种二氧化氯净化凝胶粉的制备方法，其特征在于：第一步骤中的制备淀粉聚合树脂活化剂的步骤包括：

S1,选择淀粉聚合树脂基质；

S5,将S4的成品破碎到150-400目，即得到淀粉聚合树脂活化剂。

8.根据权利要求7所述的一种二氧化氯净化凝胶粉的制备方法，其特征在于：所述淀粉聚合树脂基质为复合淀粉树脂，使用羟丙基甲基纤维素和羧甲基纤维素的组成的复合淀粉。

9.根据权利要求7所述的一种二氧化氯净化凝胶粉的制备方法，其特征在于：混合酸中包括任意比例的氨基磺酸和柠檬酸。

10.根据权利要求7所述的一种二氧化氯净化凝胶粉的制备方法，其特征在于：所述S5中将成品破碎至200目。