CN115843824A - 一种无色透明的碘络合季铵盐抗菌剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种无色透明的碘络合季铵盐的抗菌剂及其制备方法，该抗菌剂包括季铵盐、碘单质、碘化金属盐、聚乙烯吡咯烷酮、非离子表面活性剂和溶剂。本发明的制备方法制备得到的碘络合季铵盐的抗菌剂无色、几乎无味，无刺激且具有季铵盐与碘的双重杀菌效果。因此，该抗菌剂可应用于任意场景的消杀，并且由于其安全稳定性高，无论是在日常生活还是在医疗方面都可以得到有效推广。
Description
技术领域
本发明涉及消毒剂技术领域，具体涉及一种无色透明的碘络合季铵盐抗菌剂及其制备方法。
背景技术
含碘消毒剂种类繁多，各有特点，应用在医疗卫生防疫、养殖场、水产养殖等各个领域，主要应用于畜牧水产业。碘对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌、白色念珠菌等细菌和病毒具有一定的杀灭效果。常见的含碘消毒剂多为黄棕色液体，并且携带气味，同时刺激性和腐蚀性也比较大，所以不适合于所有场景的消毒应用。双链季铵盐消毒剂为相对比较安全的一种消毒剂，刺激性非常小，性质稳定，无毒无害，但是对部分微生物的吸附性和杀菌性能较差。络合碘通过与易溶于水的基团结合提高了碘在水体中的浓度，提高了碘的杀菌杀病毒效果。
现有的季铵盐络合碘的抗菌剂中，有的抗菌剂含有无机酸和碘酸钾，无机酸具有强刺激性，碘酸钾具有强氧化性和强腐蚀性，该类抗菌剂的应用领域比较局限，适合于工业或者畜牧业水产领域。另外还有的季铵盐络合碘的抗菌剂中含有保湿剂且溶剂为醇，醇与保湿剂的含量较大，易燃易爆，安全性较低，也限制了抗菌剂的应用领域。
发明内容
本发明提供一种无色透明的碘络合季铵盐抗菌剂及其制备方法，该种抗菌剂无色、几乎无味、无刺激且具有双重杀菌效果，可应用于任意场景的消杀，安全稳定性高。
根据第一方面，一种实施例中提供一种无色透明的碘络合季铵盐的抗菌剂，该抗菌剂包括季铵盐、碘单质、碘化金属盐、聚乙烯吡咯烷酮、非离子表面活性剂和溶剂。
进一步地，按质量份数计，抗菌剂包括：0.4～5份季铵盐溶液、4～8份碘单质、3～6份碘化金属盐，2～5份聚乙烯吡咯烷酮，0.1～0.5份非离子表面活性剂，80～100份溶剂。
进一步地，季铵盐包括双长链烷基季铵盐、单长链烷基季铵盐中的至少一种。
进一步地，非离子表面活性剂包括长链脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、聚氧乙烯烷基胺、聚氧乙烯烷基酰胺中的至少一种。
根据第二方面，一种实施例中提供一种第一方面的抗菌剂的制备方法，包括如下步骤：
碘溶液制备步骤：将聚乙烯吡咯烷酮加入到溶剂中，混合得到聚乙烯吡咯烷酮溶液，然后将碘单质和碘化金属盐加入到聚乙烯吡咯烷酮溶液中，混合得到碘溶液；
混合步骤：将碘溶液、季铵盐溶液、非离子表面活性剂混合，制得抗菌剂。
进一步地，按质量份数计，抗菌剂包括：0.4～5份季铵盐溶液、4～8份碘单质、3～6份碘化金属盐、2～5份聚乙烯吡咯烷酮、0.1～0.5份非离子表面活性剂,80～100份溶剂。
本发明提供一种无色透明的碘络合季铵盐的抗菌剂，将季铵盐和碘进行络合，可以得到无色、几乎无味，无刺激且具有季铵盐与碘的双重杀菌效果。因此，该抗菌剂可应用于任意场景的消杀，并且由于其安全稳定性高，无论是日常生活还是医疗方面都要可以得到有效推广。
附图说明
图1为实施例1-5配制所得抗菌液及对比例的杀菌液的示意图，标号1-5依次代表实施例1-5；
图2为本发明实施例中用ATP设备测试对比例及实施例1-5分别对纳豆菌液杀菌后的混合液的荧光值；其中图2(a)为对比例的杀菌液对纳豆菌液杀菌后的荧光值；图2(b)为实施例1的抗菌液对纳豆菌液杀菌后的荧光值；图2(c)为实施例2的抗菌液对纳豆菌液杀菌后的荧光值；图2(d)为实施例3的抗菌液对纳豆菌液杀菌后的荧光值；图2(e)为实施例4的抗菌液对纳豆菌液杀菌后的荧光值；图2(f)为实施例5的抗菌液对纳豆菌液杀菌后的荧光值。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细说明。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。
另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵守的。
为了进一步说明本申请，以下结合实施例对本申请提供的一种无色透明的碘络合季铵盐抗菌剂及其制备方法进行详细描述，但是应当理解，这些实施例是在以本申请技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，只是为进一步说明本申请的特征和优点，而不是对本申请权利要求的限制，本申请的保护范围也不限于下述的实施例。
本发明第一方面提供一种无色透明的碘络合季铵盐的抗菌剂，该抗菌剂包括季铵盐、碘单质、碘化金属盐、聚乙烯吡咯烷酮、非离子表面活性剂和溶剂。
进一步地，按质量份数计，抗菌剂包括：0.4～5份季铵盐溶液、4～8份碘单质、3～6份碘化金属盐，2～5份聚乙烯吡咯烷酮，0.1～0.5份非离子表面活性剂，80～100份溶剂。
优选地，按质量份数计，抗菌剂包括：2-4份季铵盐溶液、5-6份碘单质、4-5份碘化金属盐，3-4份聚乙烯吡咯烷酮，0.1-0.5份非离子表面活性剂，80-100份溶剂。
本发明中的碘单质与季铵盐的浓度必须保持相适应的浓度，季铵盐或碘的浓度过高均不利于发挥抗菌剂的双重杀菌效果。
进一步地，季铵盐包括双长链烷基季铵盐、单长链烷基季铵盐中的至少一种。
进一步地，双长链烷基季铵盐包括甲基双二十二烷基[3-(二甲氧基硅基)丙基]氯化铵、甲基双十八烷基[3-(二甲氧基硅基)丙基]氯化铵、甲基双十六烷基[3-(二甲氧基硅基)丙基]氯化铵、甲基双十四烷基[3-(二甲氧基硅基)丙基]氯化铵、甲基双十二烷基[3-(二甲氧基硅基)丙基]氯化铵。
单长链烷基季铵盐包括甲基十二十四烷基[3-(二甲氧基硅基)丙基]氯化铵、甲基十四十六烷基[3-(二甲氧基硅基)丙基]氯化铵，
这两类季铵盐具有长效高效广谱的优点，使得制备得到的抗菌剂杀菌效果好，且杀菌效果持久。
在本发明中，季铵盐与碘单质发生络合反应的机理为：季铵盐上的氮原子的孤对电子与碘的空轨道配位形成季铵盐碘络合物，以季铵盐为甲基双十八烷基[3-(二甲氧基硅基)丙基]氯化铵与碘络合为例，其络合产物的结构式如式1所示。
进一步地，碘化金属盐包括碘化钾、碘化钠中的至少一种；溶剂包括水。
进一步地，非离子表面活性剂包括长链脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、聚氧乙烯烷基胺、聚氧乙烯烷基酰胺中的至少一种。非离子表面活性剂可以增加季铵盐与碘的界面活性，保证季铵盐与碘能有效络合，同时又能保证杀菌剂在使用过程中便于与消杀环境有效接触。
进一步地，聚乙烯吡咯烷酮的数均分子量为20000～40000。聚乙烯吡咯烷酮在抗菌剂中用作分散剂和稳定剂，有利于将碘单质分散溶解于水中，避免碘单质发生沉降。
本发明第二方面提供一种第一方面的抗菌剂的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
碘溶液制备步骤：将聚乙烯吡咯烷酮加入到溶剂中，混合得到聚乙烯吡咯烷酮溶液，然后将碘单质和碘化金属盐加入到聚乙烯吡咯烷酮溶液中，混合得到碘溶液。
混合步骤：将碘溶液、季铵盐溶液、非离子表面活性剂混合，制得抗菌剂。
进一步地，按质量份数计，抗菌剂包括：0.4～5份季铵盐溶液、4～8份碘单质、3～6份碘化钾、2～5份聚乙烯吡咯烷酮、0.1～0.5份非离子表面活性剂,80～100份溶剂。
优选地，按质量份数计，抗菌剂包括：2-4份季铵盐溶液、5-6份碘单质、4-5份碘化金属盐，3-4份聚乙烯吡咯烷酮，0.1-0.5份非离子表面活性剂，80-100份溶剂。
进一步地，碘溶液制备步骤中，将聚乙烯吡咯烷酮加入到水中并搅拌均匀，得到聚乙烯吡咯烷酮水溶液，然后将碘单质和碘化金属盐加入到聚乙烯吡咯烷酮水溶液中，得到第一混合溶液，然后将第一混合溶液加热至40～80℃，保持该温度并搅拌2～6h，得到碘溶液。
混合步骤中，将碘溶液、季铵盐水溶液、非离子表面活性剂混合后得到第二混合溶液，再将所述第二混合溶液在密闭及避光条件下加热至40～60℃，保持该温度并搅拌30min～60min，直至混合溶液变为无色透明液体，得到抗菌剂。
实施例1
碘溶液制备步骤：将3g聚乙烯吡咯烷酮加入到90g水中并搅拌10min，得到聚乙烯吡咯烷酮溶液，然后将5g碘单质和4g碘化钾缓慢倒到聚乙烯吡咯烷酮水溶液中，得到第一混合溶液，然后将第一混合溶液加热至60℃，保持该温度并搅拌4h，得到碘溶液；
混合步骤：将1.6g甲基双十八烷基[3-(二甲氧基硅基)丙基]氯化铵加入到2.4g水中混合，得到4g甲基双十八烷基[3-(二甲氧基硅基)丙基]氯化铵水溶液。再将5g碘溶液、4g甲基双十八烷基[3-(二甲氧基硅基)丙基]氯化铵水溶液、0.2g烷基酚聚氧乙烯醚在混合容器中混合，得到第二混合溶液；再将第二混合溶液在密闭及避光条件下加热至50℃，保持该温度并搅拌30min，直至混合溶液变为无色透明液体，得到抗菌剂。
实施例2与实施例1不同之处在碘溶液的质量及配比，实施例2中，在碘溶液制备步骤中，碘化钾的质量为5g；在混合步骤中，碘溶液质量为20g。
实施例3与实施例1不同之处在碘溶液的质量及配比，实施例3中，在碘溶液制备步骤中，碘化钾的质量为6g；在混合步骤中，碘溶液质量为30g。
实施例4与实施例1不同之处在碘溶液的质量及配比，实施例4中，在碘溶液制备步骤中，碘单质的质量为4g，碘化钾的质量为6g；在混合步骤中，碘溶液质量为40g。
实施例5与实施例1不同之处在碘溶液的质量及配比，实施例5中，在碘溶液制备步骤中，碘单质的质量为3g，碘化钾的质量为6g；在混合步骤中，碘溶液质量为50g。
对比例为市面上常见的季铵盐络合碘杀菌液，购买自维特微凡。
实施例1-5中所配制得到的抗菌液及对比例的杀菌液如图1所示，市售的杀菌液碘浓度高，呈黄褐色，刺激性腐蚀性高，氧化性强，一般不用于医药领域。
将前述实施例1-5制备得到的抗菌剂和对比例中的杀菌液进行杀菌实验，本次实验采用纳豆菌来研究本发明的抗菌剂和对比例中的杀菌液的杀菌效果。其中，纳豆菌液的制备方法如下：取5～6颗纳豆，加入5mL去离子水，超声分散约5min，然后用100～300目滤网过滤，然后取20μL清液于培养皿中培养24h，得到纳豆菌液。纳豆是由黄豆通过纳豆菌(枯草杆菌)发酵制成，市面上购买的纳豆均适用，本实施具体为日本进口山大纳豆。
需要说明的是，ATP卫生监控系统(Neogen公司AccuPoint ATP)由ATP荧光仪与ATP检测拭子所组成，当检测样品中的ATP与检测拭子中的荧光素/荧光素酶接触后会发出光，发光量与ATP的含量成正比。数值越高，表明ATP的量越多，也就意味着表面的残留物越多，清洁状态较差。
抗菌实验步骤如下：
a.使用移液枪量取六份培养皿中的纳豆菌液，各20μL，得到六份纳豆菌液，标号为1-6；同时，实施例1-5中的抗菌剂和对比例中的杀菌液也各自取20μL，得到六份20μL抗菌液，标号为7-12。
b.将1号纳豆菌液与量取的实施例1的20μL抗菌液充分混合均匀，同样地，将2号纳豆菌液与量取的实施例2的20μL抗菌液充分混合均匀，将3号纳豆菌液与量取的实施例3的20μL抗菌液充分混合均匀，将4号纳豆菌液与量取的实施例4的20μL抗菌液充分混合均匀，将5号纳豆菌液与量取的实施例5的20μL抗菌液充分混合均匀，将6号纳豆菌液与量取的对比例的20μL抗菌液充分混合均匀，静置一小时，得到6份40μL的样品，。
c.用移液枪量取纳豆菌液10μL，然后用移液枪分别量取b步骤得到的6份样品各20μL，采用ATP设备测试其荧光值，如图2所示，实验数据记载如下表1。
表1
由表1的实验数据可知，实施例2-4所制得的抗菌剂的杀菌效果优于对比例所制得的杀菌液的杀菌效果，并且实施例3所制得的抗菌剂的杀菌效果最好。但是实施例1和实施例4所制得的杀菌液的杀菌效果比对比例的杀菌效果差，其原因是，在本发明实施例中制得的抗菌剂中真正起杀菌作用的是游离的碘和季铵盐，而碘与季铵盐的络合是一个化学平衡的过程，季铵盐浓度过高不易释放碘，很难起到碘和季铵盐的双重作用；同理，如果碘的浓度过高，不仅不利于碘单质的释放，过高浓度的碘会导致刺激性增强，从而会使得季铵盐的杀菌效果也难以凸显，因此，碘浓度跟季铵盐的浓度需要相互匹配，才能达到好的杀菌效果。
综上所述，通过本发明的制备方法可制备得到无色、几乎无味、无刺激且具有双重杀菌效果的抗菌剂，该抗菌剂还可应用于任意场景的消杀，安全稳定性高，如用于皮肤表面也没有刺激性。并且，本发明制备得到的抗菌剂的杀菌效果优于市售杀菌液的杀菌效果。
以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。
Claims (10)
1.一种无色透明的碘络合季铵盐的抗菌剂,其特征在于，所述抗菌剂包括季铵盐、碘单质、碘化金属盐、聚乙烯吡咯烷酮、非离子表面活性剂和溶剂。
2.如权利要求1所述的抗菌剂，其特征在于，按质量份数计，所述抗菌剂包括：0.4～5份季铵盐溶液、4～8份碘单质、3～6份碘化金属盐，2～5份聚乙烯吡咯烷酮，0.1～0.5份非离子表面活性剂,80～100份溶剂。
3.如权利要求1所述的抗菌剂，其特征在于，所述季铵盐包括双长链烷基季铵盐、单长链烷基季铵盐中的至少一种。
4.如权利要求3所述的抗菌剂，其特征在于，所述双长链烷基季铵盐包括甲基双二十二烷基[3-(二甲氧基硅基)丙基]氯化铵、甲基双十八烷基[3-(二甲氧基硅基)丙基]氯化铵、甲基双十六烷基[3-(二甲氧基硅基)丙基]氯化铵、甲基双十四烷基[3-(二甲氧基硅基)丙基]氯化铵、甲基双十二烷基[3-(二甲氧基硅基)丙基]氯化铵；
所述单长链烷基季铵盐包括甲基十二十四烷基[3-(二甲氧基硅基)丙基]氯化铵、甲基十四十六烷基[3-(二甲氧基硅基)丙基]氯化铵。
5.如权利要求1所述的抗菌剂，其特征在于，所述碘化金属盐包括碘化钾、碘化钠中的至少一种；所述溶剂包括水。
6.如权利要求1所述的抗菌剂，其特征在于，所述非离子表面活性剂包括长链脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、聚氧乙烯烷基胺、聚氧乙烯烷基酰胺中的至少一种。
7.如权利要求1所述的抗菌剂，其特征在于，所述聚乙烯吡咯烷酮的数均分子量为20000～40000。
8.如权利要求1-7中任一项所述抗菌剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
碘溶液制备步骤：将聚乙烯吡咯烷酮加入到溶剂中，混合得到聚乙烯吡咯烷酮溶液，然后将碘单质和碘化金属盐加入到所述聚乙烯吡咯烷酮溶液中，混合得到所述碘溶液；
混合步骤：将所述碘溶液、季铵盐溶液、非离子表面活性剂混合，制得所述抗菌剂。
9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，按质量份数计，所述抗菌剂包括：0.4～5份季铵盐溶液、4～8份碘单质、3～6份碘化金属盐、2～5份聚乙烯吡咯烷酮、0.1～0.5份非离子表面活性剂,80～100份溶剂。
10.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述碘溶液制备步骤中，将聚乙烯吡咯烷酮加入到水中并搅拌均匀，得到聚乙烯吡咯烷酮水溶液，然后将碘单质和碘化金属盐加入到所述聚乙烯吡咯烷酮水溶液中，得到第一混合溶液，然后将第一混合溶液加热至40～80℃，保持该温度并搅拌2～6h，得到所述碘溶液；
所述混合步骤中，将所述碘溶液、季铵盐水溶液、非离子表面活性剂混合后得到第二混合溶液，再将所述第二混合溶液在密闭及避光条件下加热至40～60℃，保持该温度并搅拌30min～60min，直至所述混合溶液变为无色透明液体，得到所述抗菌剂。
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