CN118077688A - 基于阴阳离子复配的高效季铵盐消毒清洁剂及制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及化学工程领域，公开了基于阴阳离子复配的高效季铵盐消毒清洁剂，包括阳离子表面活性剂：5％‑15％；非离子表活：10％‑20％；阴离子表面活性剂：1％‑5％；渗透剂：0.5％‑2％；增效剂：1％‑5％；螯合剂：0.1％‑1％；去离子水：余量。本发明通过胶束化技术降低阴离子表面活性剂的表面活性，克服了传统上阴阳离子表面活性剂无法复合使用的难题。这种技术创新使得季铵盐消毒剂与脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠的复配成为可能，不仅没有形成沉淀，而且产生了协同增效，提高了清洁效率，同时选用的原料对环境友好，易降解，生产的消毒剂不仅对人体安全而且对环境影响小，符合当前环保和可持续发展的要求。

Description

基于阴阳离子复配的高效季铵盐消毒清洁剂及制备方法

技术领域

本发明涉及化学工程技术领域，具体为基于阴阳离子复配的高效季铵盐消毒清洁剂及制备方法。

背景技术

随着人类生活环境的变迁，环境中的致病微生物对人类健康构成了严重威胁。为了有效控制和防止这些致病细菌的繁殖与扩散，环保而高效的消毒剂受到了广泛关注。季铵盐类消毒剂因其性质温和、化学配伍性好以及成本低廉等优点，在消毒领域得到了广泛的应用。这类消毒剂的种类繁多，包括单链、双链、杂环、双子以及聚合物等多种形式。它们主要通过静电作用力，即带正电荷的季铵盐表面活性离子通过吸附在带负电荷的细菌表面，破坏细菌细胞壁的通透性，导致细胞内物质泄漏，从而使细菌死亡。

然而，与一些传统消毒剂相比，季铵盐消毒剂存在一些局限性，如使用浓度较高、稳定性差、易受有机物影响，以及长期使用可能导致细菌耐药性的问题，这些因素限制了其应用范围。

本发明通过对季铵盐分子的疏水性、吸附性、以及季铵离子的电荷密度与消毒活性之间的关系进行了定量研究，建立了结构－活性的定量关系，从而确定了最优的配方和配比。经过实验验证，本发明的消毒剂具有高效、快速、广谱的杀菌能力，满足了卫生部《消毒技术规范》2002年的要求。

另一方面，季铵盐类阳离子表面活性剂本身的清洁能力相对较弱，而且在与常用的去污能力较强的阴离子表面活性剂混合时，容易产生沉淀，因此在技术上很难实现有效的复配，市场上具有清洁功能的季铵盐消毒剂较为罕见。

因此，本发明旨在于克服现有技术的不足，提供一种浓缩度高、使用浓度低、刺激性小、多用途的高效季铵盐清洁消毒剂。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了基于阴阳离子复配的高效季铵盐消毒清洁剂及制备方法，针对目前市场上的广泛使用的消毒剂存在功能单一，没有清洁效果，消毒效果差，性能不稳定、使用不方便，使用时对人体具有刺激，对环境造成污染的不足之处。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：基于阴阳离子复配的高效季铵盐消毒清洁剂，包括以下百分比的原料组成：

阳离子表面活性剂：5％-15％

非离子表活：10％-20％

阴离子表面活性剂：1％-5％

渗透剂：0.5％-2％

增效剂：1％-5％

螯合剂：0.1％-1％

去离子水：余量。

优选的，所述阳离子表面活性剂包括单链季铵盐、双链季铵盐，双子酯基季铵盐、聚合物。

优选的，所述季铵盐包括聚六亚甲基双胍盐酸盐、十二烷基二甲基苄基氯化铵、双癸基二甲基氯化铵、辛基癸基二甲基氯化铵、双子酯基季铵；所述聚合物包括聚季铵盐、聚合氯化铵、聚合溴化铵。

优选的，所述非离子表活包括C8-10烷基糖苷、醇醚糖苷、脂肪醇聚氧乙烯醚。

优选的，所述阴离子表面活性剂包括脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠。

优选的，所述渗透剂包括直链10碳醇聚氧乙烯醚、直链8碳异辛醇聚氧乙烯醚。

优选的，所述增效剂包括甘油、丙二醇。

优选的，所述螯合剂为谷氨酸二乙酸四钠。

优选的，基于阴阳离子复配的高效季铵盐消毒清洁剂的制备方法，包括以下步骤：

S1、在50℃的温度下，向反应釜中加入一定量的去离子水，然后按照上述配比依次加入十二烷基二甲基苄基氯化铵、双癸基二甲基氯化铵、辛基癸基二甲基氯化铵、双子酯基季铵盐、搅拌均匀得到阳离子混合体系A；

S2、向上述的阳离子混合体系A中加入一定浓度的胶束态脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠乳液，搅拌1h，然后加入聚六亚甲基双胍盐酸盐，搅拌均匀使其完全分散，得到混合液B；

S3、按上述比例依次加入加非离子表面活性剂烷基糖苷、醇醚糖苷、脂肪醇聚氧乙烯醚、直链的10碳醇聚氧乙烯醚、直链的8碳异辛醇聚氧乙烯醚、甘油，得到混合液C；

S4、将混合液B和C混合，补全去离子水，加谷氨酸二乙酸四钠调Ph值等于7，搅拌乳化增稠，最终得到无色透明液体，包装，备用。

优选的，高效季铵盐消毒清洁剂在家庭和医疗卫生领域进行表面消毒、器械消毒以及空气消毒的应用。

阳离子型表面活性剂与阴离子型表面活性剂的复配会产生沉淀，使体系失去表面活性。所以具有清洁功能的季铵盐消毒剂技术上很难实现。

本发明选用结构上以疏水基团作为反离子的阴离子表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠，控制条件使脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠通过分子内中和作用胶束化，减弱阴离子表面活性，季铵盐与AEC混合之后形成了“新的络合物”，实现与阳离子表面活性剂的复合使用。通过对复合体系的表面张力、乳化性能测试发现，复配后表面活性出现了增效效应。复合体系最终形成无色透明，不分层，无悬浮物，无沉淀的均匀稳定液体。

本发明技术上解决了阳离子表活与阴离子表活之间的复配产生沉淀的技术壁垒，实现与阳离子表面活性剂的复配，大大提高了季铵盐消毒的清洁功能。

本发明提供了基于阴阳离子复配的高效季铵盐消毒清洁剂及制备方法。

具备以下有益效果：

1、本发明通过胶束化技术降低阴离子表面活性剂的表面活性，克服了传统上阴阳离子表面活性剂无法复合使用的难题。这种技术创新使得季铵盐消毒剂与脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠的复配成为可能，不仅没有形成沉淀，而且产生了协同增效，提高了清洁效率。

2、本发明实现了清洁和杀菌的一体化，用户只需一次操作即可完成两个步骤，极大地简化了传统的多步骤清洁消毒流程，节约了时间和劳动力，提升了操作的便捷性，同时选用的原料对环境友好，易降解，生产的消毒剂不仅对人体安全而且对环境影响小，符合当前环保和可持续发展的要求。

3、本发明的消毒产品无味道，无毒性，对人体皮肤无刺激，保证了用户在使用过程中的安全性，适合各种环境下使用，不影响正常生产和生活。同时通过对季铵盐分子的结构进行优化，本发明设计出具有不同功能的季铵盐配方，使得消毒剂具有低使用浓度和快速广谱的杀菌能力，这意味着在实际应用中可以有效抑制或杀死各种细菌和病毒，保障了消毒效果。

附图说明

图1为本发明的高效季铵盐消毒清洁剂的制备方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明说明书附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅附图1：

实施例1：增强型多功能季铵盐消毒剂

组分比例(按百分比原料计)：

聚六亚甲基双胍盐酸盐：1.5

十二烷基二甲基苄基氯化铵：5.5

双癸基二甲基氯化铵：3.5

C8-10烷基糖苷：7

脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠：2.5

直链的8碳异辛醇聚氧乙烯醚：1.5

甘油：2

谷氨酸二乙酸四钠：0.3

去离子水：余量

制备步骤：

将去离子水加热至60℃。

依次加入聚六亚甲基双胍盐酸盐、十二烷基二甲基苄基氯化铵、双癸基二甲基氯化铵，并搅拌均匀。

缓慢加入C8-10烷基糖苷和脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠，在搅拌下完全溶解。

加入直链的8碳异辛醇聚氧乙烯醚和甘油，继续搅拌至均匀。

最后加入谷氨酸二乙酸四钠，调整pH至中性，冷却至室温，得到增强型多功能季铵盐消毒剂。

实施例总结：

本实施例通过降低某些成分的比例，增加其他成分的比例，旨在提高消毒剂的杀菌效力和稳定性，同时保持良好的溶解性和较低的刺激性。

实施例2：低刺激性季铵盐消毒清洁剂

组分比例(按百分比原料计)：

聚六亚甲基双胍盐酸盐：2

十二烷基二甲基苄基氯化铵：3.5

双癸基二甲基氯化铵：2.5

辛基癸基二甲基氯化铵：1.5

醇醚糖苷：6

脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠：2.5

直链的10碳醇聚氧乙烯醚：1

丙二醇：2

谷氨酸二乙酸四钠：0.1

去离子水：余量

制备步骤：

将去离子水加热至55℃。

分别加入聚六亚甲基双胍盐酸盐、十二烷基二甲基苄基氯化铵、双癸基二甲基氯化铵和辛基癸基二甲基氯化铵，确保每种成分都充分溶解。

慢慢加入醇醚糖苷和脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠，不断搅拌直至形成均匀溶液。

在搅拌下加入直链的10碳醇聚氧乙烯醚和丙二醇。

最后加入谷氨酸二乙酸四钠，调整pH值，并冷却至室温，得到低刺激性消毒清洁剂。

实施例总结：

本实施例的目的是制备一种对用户皮肤刺激性较低的消毒清洁剂，同时保持良好的杀菌效果和稳定性。

实施例3：环保型季铵盐消毒剂

组分比例(按百分比原料计)：

聚六亚甲基双胍盐酸盐：1

十二烷基二甲基苄基氯化铵：4

双癸基二甲基氯化铵：3

辛基癸基二甲基氯化铵：2

C8-10烷基糖苷：9

脂肪醇聚氧乙烯醚：2

脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠：2

直链的8碳异辛醇聚氧乙烯醚：1

甘油：4

谷氨酸二乙酸四钠：0.1

去离子水：余量

制备步骤：

在室温下将去离子水倒入反应容器中。

逐一加入各种季铵盐，同时搅拌以确保充分溶解。

缓慢加入C8-10烷基糖苷和表面活性剂，继续搅拌直至完全混合。

加入甘油和直链的8碳异辛醇聚氧乙烯醚，搅拌至均匀。

最后加入谷氨酸二乙酸四钠，调整pH至中性，并搅拌至室温，得到环保型季铵盐消毒剂。

实施例总结：

此实施例强调环保，通过降低某些化学成分的用量，增加了甘油这种温和的成分，以达到减轻环境负担的同时，保持消毒剂的有效性。

实施例4：高效率快速作用季铵盐消毒剂

组分比例(按百分比原料计)：

聚六亚甲基双胍盐酸盐：2

十二烷基二甲基苄基氯化铵：6

双子酯基季铵盐：2

C8-10烷基糖苷：7

脂肪醇聚氧乙烯醚：3

脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠：2

直链的8碳异辛醇聚氧乙烯醚：1

甘油：3

谷氨酸二乙酸四钠：0.2

去离子水：余量

制备步骤：

加热去离子水至50℃。

一一加入聚六亚甲基双胍盐酸盐、十二烷基二甲基苄基氯化铵和双子酯基季铵盐，搅拌至完全溶解。

逐步加入C8-10烷基糖苷和表面活性剂，继续搅拌以确保均匀混合。

加入甘油和直链的8碳异辛醇聚氧乙烯醚，搅拌均匀。

最后加入谷氨酸二乙酸四钠，调节pH值，并冷却下来，得到高效率快速作用季铵盐消毒剂。

实施例总结：

该实施例专注于提高消毒剂的效率和速度，通过增加特定季铵盐成分的比例，以实现快速的杀菌效果。

实施例5：全谱系防护季铵盐消毒剂

组分比例(按百分比原料计)：

聚六亚甲基双胍盐酸盐：1.8

十二烷基二甲基苄基氯化铵：4.2

双癸基二甲基氯化铵：2.5

双子酯基季铵盐：2.5

C8-10烷基糖苷：5.5

脂肪醇聚氧乙烯醚：3.5

脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠：2.5

直链的8碳异辛醇聚氧乙烯醚：1

甘油：3.5

谷氨酸二乙酸四钠：0.1

去离子水：余量

制备步骤：

将去离子水倒入清洁的反应容器中。

依次添加聚六亚甲基双胍盐酸盐、十二烷基二甲基苄基氯化铵、双癸基二甲基氯化铵和双子酯基季铵盐，搅拌至解散。

缓缓倒入C8-10烷基糖苷和表面活性剂，搅拌均匀。

加入甘油和直链的8碳异辛醇聚氧乙烯醚，继续搅拌至一致。

最后加入谷氨酸二乙酸四钠，调整pH至适宜水平，并搅拌至室温，完成制备。

实施例总结：

本实施例旨在提供一种广谱的消毒清洁剂，适用于多种环境和表面，通过优化成分比例，确保了高效的杀菌能力和较低的毒性。

汇总总结：

这五个实施例共同展示了如何调整复合季铵盐消毒清洁剂的组成，以适应不同的应用需求，如增强杀菌效力、降低刺激性、提高环保性、提升效率和实现广谱杀菌。每个实施例都经过了严格的测试，以确保产品的安全性、有效性和用户友好性。通过不同的实施例，可以看出，通过精确控制成分和配比，可以开发出多种功能性消毒产品，满足市场和消费者的需求。

实施例产品性能：杀菌力(卫生部2002《消毒技术规范》)。实际径口毒性实验，皮肤刺激性实验，实验数据如下：

根据数据表可得，五个实施例的消毒清洁剂产品均展现了优良的产品性能特性，具体如下：

感官特性：所有实施例的消毒剂均为无色、无味的液体，且在储存过程中没有发生析出或结晶现象，表明产品具有良好的稳定性和外观。

溶解性：每个实施例的消毒剂与水无限互溶，说明这些消毒剂可以很容易地与水混合使用，便于在不同环境中应用，确保了使用时的便捷性和效果。

杀菌效果：所有实施例都显示出超过99％的杀菌率，符合卫生部2002《消毒技术规范》的要求，这表明这些消毒剂对于消灭细菌和病毒等有害微生物具有高效的消毒能力。

毒性：每个实施例的LD50都超过5000mg/kg，表明在实际使用中，这些消毒剂对人体几乎没有毒性，属于实际无毒级别，保证了产品的安全性。

刺激性：所有实施例均显示出无刺激性，意味着这些消毒剂对人体皮肤的刺激作用非常小，适合大多数用户安全使用。

腐蚀性：对不锈钢、碳钢、铜、铝等材料基本无腐蚀，这表明消毒剂可以安全用于多种材质的物品和表面，不会导致材质损坏。

总结：

综合上述数据，可以得出结论，这五个实施例的季铵盐消毒清洁剂在性能上具有高度的一致性和可靠性。它们不仅具有出色的消毒能力，而且还具备良好的用户安全性和材料兼容性。这些特性使得这些消毒剂可以广泛应用在医疗、家庭、公共场所等多种场合，用于防疫和卫生清洁，同时减少对环境和人体的潜在风险。

对比实验：

现有技术的技术方案：

使用单独的清洁剂和消毒剂进行表面处理。

清洁剂可能基于普通表面活性剂。

消毒剂可能包含传统的消毒成分，如酒精或漂白剂。

清洁和消毒需要分两步执行。

生物降解性和环保性可能不是主要考虑因素。

使用感受和安全性可能因含有较强化学成分而不是最佳。

本发明技术的技术方案：

开发了一种清洁与杀菌一体化的消毒剂。

该消毒剂采用环保的生物降解表面活性剂和温和的消毒成分。

清洁和消毒可以一步到位，节省时间和劳动。

产品设计注重环保和生物降解性。

使用感受和安全性得到了特别的优化，减少了对人体和环境的潜在危害。

对比实验1：清洁与杀菌一体化效率

实验设计：

目的：验证本发明技术在实现清洁与杀菌一体化方面相比现有技术的效率提升。

方法：

选择相同类型的测试表面，确保污染程度相似。

分别使用现有技术的消毒剂和本发明的一体化消毒清洁剂进行处理。

评估清洁效果(去污率)和消毒效果(杀菌率)。

记录完成清洁和消毒的总时间和步骤数量。

参数：

清洁效果(去污率)

消毒效果(杀菌率)

总操作时间

操作步骤数量

实验数据：

总结：

本发明技术在清洁效果和消毒效果上均优于现有技术，且操作更为简便快捷，节省了时间和减少了步骤，提高了清洁与杀菌的一体化效率。

对比实验2：环境影响与经济效益

实验设计：

目的：比较现有技术和本发明技术在环境影响和经济效益方面的优势。

方法：

通过生物降解性测试评估两种消毒剂的环境友好性。

比较两种消毒剂的使用成本，包括原材料成本和使用浓度。

参数：

生物降解率

使用浓度

使用成本(按处理面积计算)

实验2：环境影响与经济效益

消毒剂类型	生物降解率	使用浓度	使用成本(￥/平方米)
				现有技术	70％	3％	1.50
本发明技术	95％	0.5％	0.30

总结：

本发明技术的消毒剂显示出更高的生物降解率，表明其对环境的影响更小。此外，由于使用浓度的降低，使得本发明技术在经济效益上更具优势，降低了使用成本。

对比实验3：使用感受与安全性

实验设计：

目的：评估并比较现有技术和本发明技术在使用感受和安全性方面的表现。

方法：

通过用户调查或专家评估来收集使用感受数据。

通过毒性测试和刺激性测试来评估产品的安全性。

参数：

使用感受(如气味、便捷性)

安全性(如毒性级别、皮肤刺激性)

消毒剂类型	使用感受评分(1-10)	毒性级别	皮肤刺激性
				现有技术	6	中等	有轻微刺激
本发明技术	9	低	无刺激

总结：

本发明技术提供了更加优越的使用体验，用户对其使用感受给出了较高评分。安全性测试结果表明，本发明技术的毒性级别低，对皮肤无刺激，用户可以更安全地使用。

通过以上实验，本发明技术在清洁与杀菌效率、环境影响与经济效益、使用感受与安全性方面均表现出明显的优势。这些实验结果为本发明技术的市场推广提供了有力的科学依据。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.基于阴阳离子复配的高效季铵盐消毒清洁剂，其特征在于，包括以下百分比的原料组成：

阳离子表面活性剂：5％-15％

非离子表活：10％-20％

阴离子表面活性剂：1％-5％

渗透剂：0.5％-2％

增效剂：1％-5％

螯合剂：0.1％-1％

去离子水：余量。

2.根据权利要求1所述的基于阴阳离子复配的高效季铵盐消毒清洁剂，其特征在于，所述阳离子表面活性剂包括单链季铵盐、双链季铵盐，双子酯基季铵盐、聚合物。

3.根据权利要求2所述的基于阴阳离子复配的高效季铵盐消毒清洁剂，其特征在于，所述季铵盐包括聚六亚甲基双胍盐酸盐、十二烷基二甲基苄基氯化铵、双癸基二甲基氯化铵、辛基癸基二甲基氯化铵、双子酯基季铵；所述聚合物包括聚季铵盐、聚合氯化铵、聚合溴化铵。

4.根据权利要求1所述的基于阴阳离子复配的高效季铵盐消毒清洁剂，其特征在于，所述非离子表活包括C8-10烷基糖苷、醇醚糖苷、脂肪醇聚氧乙烯醚。

5.根据权利要求1所述的基于阴阳离子复配的高效季铵盐消毒清洁剂，其特征在于，所述阴离子表面活性剂包括脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠。

6.根据权利要求1所述的基于阴阳离子复配的高效季铵盐消毒清洁剂，其特征在于，所述渗透剂包括直链10碳醇聚氧乙烯醚、直链8碳异辛醇聚氧乙烯醚。

7.根据权利要求1所述的基于阴阳离子复配的高效季铵盐消毒清洁剂，其特征在于，所述增效剂包括甘油、丙二醇。

8.根据权利要求1所述的基于阴阳离子复配的高效季铵盐消毒清洁剂，其特征在于，所述螯合剂为谷氨酸二乙酸四钠。

9.根据权利要求1-8所述的基于阴阳离子复配的高效季铵盐消毒清洁剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、在50℃的温度下，向反应釜中加入一定量的去离子水，然后按照上述配比依次加入十二烷基二甲基苄基氯化铵、双癸基二甲基氯化铵、辛基癸基二甲基氯化铵、双子酯基季铵盐、搅拌均匀得到阳离子混合体系A；

S2、向上述的阳离子混合体系A中加入一定浓度的胶束态脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠乳液，搅拌1h，然后加入聚六亚甲基双胍盐酸盐，搅拌均匀使其完全分散，得到混合液B；

S3、按上述比例依次加入加非离子表面活性剂烷基糖苷、醇醚糖苷、脂肪醇聚氧乙烯醚、直链的10碳醇聚氧乙烯醚、直链的8碳异辛醇聚氧乙烯醚、甘油，得到混合液C；

S4、将混合液B和C混合，补全去离子水，加谷氨酸二乙酸四钠调Ph值等于7，搅拌乳化增稠，最终得到无色透明液体，包装，备用。

10.一种根据权利要求1-9任一项所述的高效季铵盐消毒清洁剂在家庭和医疗卫生领域进行表面消毒、器械消毒以及空气消毒的应用。