CN1964916A

CN1964916A - 温度稳定性增加且可释放二氧化氯的固体组合物及其输送方法

Info

Publication number: CN1964916A
Application number: CNA2005800166059A
Authority: CN
Inventors: 布里翁·J·塔佰特
Original assignee: Safe Solid Solutions Inc
Current assignee: Safe Solid Solutions Inc
Priority date: 2004-04-23
Filing date: 2005-04-22
Publication date: 2007-05-16

Abstract

通过组分改进的混合物在水性系统中产生二氧化氯，所述的混合物包括亚氯酸盐、氧化性的氯释放剂和酸源。上述改进组合能在密封的水溶性容器中，预定量地放入水性系统中。

Description

温度稳定性增加且可释放二氧化氯的固体组合物及其输送方法

背景技术

本发明涉及一种固体组合物，该组合物溶解于水溶液时能产生并释放二氧化氯(ClO₂)，与本领域目前已知的组合物相比，该组合物的温度稳定性提高，本发明还涉及一种输送固体二氧化氯组合物的方法。

很久以来，人们就知道二氧化氯是高效抗微生物剂、杀病毒剂、杀菌剂、杀真菌剂、除藻剂和/或杀孢子剂。它的效力以及无需进行卤化(或氯化)反应使它尤其令人满意。然而，由于储存和输送困难，气态的二氧化氯在商业应用中受到了限制。

目前已经开发出各种组合的固体原料，当这些固体溶于水溶液时，能不同程度地产生二氧化氯。上述组合包括水溶的亚氯酸盐、氯氰尿酸盐(作为氧化性的氯释放剂(oxidizing chlorine releasing agent)和酸(一般是硫酸氢盐)。虽然这种组合溶于水时能有效释放二氧化氯，但其即使在室温下也不稳定。即使在没有水蒸汽的情况下，这种不稳定性也能导致物质缓慢而自发地分解并产生二氧化氯气体。

人们已作出一些努力得到稳定的可产生二氧化氯的固体物质。这包括用惰性物质，如干燥剂稀释反应物，以及隔离(通过物理或化学方式)混合物中的反应物成分。

另外，由于用来在水溶液中产生二氧化氯的固体成分往往是粉末状固体，所以急需找到能减少精细粉末量的输送这些材料的方法。由于水蒸汽(湿气)能诱发反应进程，所以也急需降低任何水蒸汽对固体成分的影响。同理，优选使用无水配料，并且下述实施例中用到的所有试剂是无水级别的或是干燥的试剂。已知把上述固体压成片状、块状或其它诸如此类的形状。虽然这类技术能减少精细粉末的量，但是在阻止固体物质的成分与水蒸汽反应方面通常无效。进一步说，当用大量的物质常规地处理大量的水时，块状/片状是不理想的。

发明概述

本发明提供一种固体材料的组合，当这些固体溶于水溶液时能产生二氧化氯，且该组合与目前已知材料相比温度稳定性提高了。本发明进一步提供了一种改进的输送产生二氧化氯的固体材料的方法。

温度稳定性提高是利用第一氧化性的氯释放剂与第二氧化性的氯释放剂的组合，联合酸或产酸化合物和可溶性的亚氯酸盐来实现的，所述第一氧化性的氯释放剂为如氯氰尿酸盐，所述第二氧化性的氯释放剂为如含次氯酸盐的材料。进一步的温度稳定性是利用酸源来实现的，例如pKa范围约为2.8-6的固体酸或产酸化合物或材料。为提高现有的可产生二氧化氯的配方的温度稳定性，这两种改进可单独使用，但是，利用其组合物可达到最优的效果，该组合包括氯氰尿酸盐和/或含次氯酸盐的物质，以及固体酸源，例如pKa2.8-6的固体酸、或产酸化合物或材料。另外，也可加入干燥剂等添加剂用以提高组合物在水蒸汽存在时的稳定性。

另外，开发出一种改进的输送可产生二氧化氯的固体材料的方法，在该方法中，将特定量的可产生二氧化氯的固体材料放置于密封的且水溶的袋子或囊状物中。所述方法可使通常是适合每次使用的特定的、预定量的、可产生二氧化氯的固体材料预包装，并进一步优选使多重密封的袋子或囊状物进一步密封成可重复密封的气密性容器，从而使使用者储存多日材料而不用担心湿气或水蒸汽会使这些材料降解。

本发明的详细描述

一种温度稳定得到改进的固体材料，该材料与水溶液接触时可产生二氧化氯，所述固体材料包括亚氯酸盐、第一和第二氧化性的氯释放剂的组合和酸源，所述酸源为固体酸(优选具有pKa约2.8-6)或产酸化合物或材料。

在本发明中，任何可溶的亚氯酸金属盐均可用于该组合物，其中亚氯酸钠最常用。

氧化性的氯释放剂的组合包括第一和第二氧化性的氯释放剂，第一氧化性的氯释放剂由至少一种氯氰尿酸盐族的组分组成(例如氯氰尿酸盐)，第二氧化性的氯释放剂，例如由至少一种含次氯酸盐的材料组成的含次氯酸盐的材料。氯氰尿酸盐家族中最典型的成员是二氯异氰尿酸钠或二氯异氰尿酸钾(通常成为DCC)，或三氯异氰尿酸钠或三氯异氰尿酸钾(通常成为TCC)。同样，最典型的含有次氯酸盐的材料是次氯酸锂或次氯酸钙。

与相同的基本组合(该组合物只含有一种氧化性的氯释放剂)相比，任何氯氰尿酸盐和含次氯酸盐材料的组合将提高组合的温度稳定性。然而，优选的含次氯酸盐材料与氯氰尿酸盐的比率(质量比)为1∶10至10∶1，更优选为4∶1至1∶4，最优选为1.5∶1至2.5∶1。

另外，尽管可使用任何酸源，但使用pKa 2.8-6的固体酸或产酸材料或化合物可进一步获得温度稳定性。目前这些优选的固体酸包括，但不限于，诸如柠檬酸、结晶磷酸、多羧酸、磷酸钠/钾(也称为HEDP)、磷酸二氢钠和相关的多聚磷酸盐。酸源可以是固体产酸材料或加水时产生氢质子的化合物。这些化合物包括诸如硫酸铝、硫酸亚铁、氯化铁以及其它第一行过渡金属盐。由于在组合物或混合物被放置于水溶液前不需要酸源的氢质子，产酸化合物赋予干燥的混合物额外的稳定性，因为它们缺少产生二氧化氯所必需的氢离子。由于铝是通常用作水处理化合物，所以硫酸铝将是最常用的试剂。

另外，为了在水蒸汽存在时增加稳定性，可加入干燥剂，通常不超过整个组合物质量的50％，所述干燥剂可为但不限于硫酸钠、硫酸镁或硫酸铝。进一步讲，例如，虽然市售的硫酸铝是高度水合的，但该硫酸铝可在加入混合物之前用已知的方法干燥或脱水。一旦被脱水，硫酸铝便成为有效的干燥剂以及酸源，从而降低所需材料的总重。

为了改善可产生二氧化氯的固体材料的输送和使用，开发了一种除去微细尘状颗粒的方法。在该方法中，预定量的可产生二氧化氯的固体材料被置于密封和水溶性的袋子、口袋或其它容器中。所述预定量尤其适合于一次处理一定量的水(大量或小量)所需材料的用量。由于通常的一次处理含有足量的材料以在水中产生约0.2-3ppm二氧化氯(最常见为2ppm)，因此产生二氧化氯的材料的所需量可简单地通过被处理的水量而准确地测定。本发明的方法在不需要最终使用者的额外测量和计算的情况下，可使每次处理得到准确的确定。所述容器最优选是由高分子量的淀粉材料(或类似物)制成，所述淀粉材料(或类似物)不能用作细菌或其它水生微生物的食源。所述容器的两种最普通形式是水溶性纸和聚乙烯醇(PVA)。这些形式的容器能除去任何微细尘状颗粒，也能防止使用者与可产生二氧化氯的固体材料接触。另外，所述容器将能进一步降低水蒸汽对容器中的可产生二氧化氯的固体材料的影响，而且这些容器优选易于使多重密封的水溶性容器进一步密封成可再密封的气密性容器，从而使使用者多日储存材料而无需考虑湿气或水蒸汽会使这些材料降解。

各种可产生二氧化氯的固体材料的实施例如下：

实施例1：

7.6g亚氯酸钠；

6.0g柠檬酸；

1.0g二氯异氰尿酸钠(DCC)；

2.0g次氯酸锂；和

15.0g硫酸钠

使所有的配料成粉末状，该组合与水混合时达到大于85％的理论浓度，而且在超过140时是稳定的。

实施例2：

7.6g亚氯酸钠；

6.0g柠檬酸；

1.0g二氯异氰尿酸钠(DCC)；

2.0g次氯酸锂；

13.0g硫酸钠；和

3.0g硫酸镁。

使所有的配料成粉末状，该组合与水混合时达到大于85％的理论浓度，而且在超过140温度时是稳定的。

实施例3：

7.6g亚氯酸钠；

6.0g硫酸氢钠；

1.0g二氯异氰尿酸钠(DCC)；

2.0g次氯酸锂；和

15.0g硫酸钠；

使所有的配料成粉末状，该组合与水混合时达到大于85％的理论浓度，而且在超过120温度时是稳定的。

实施例4：

10.2g亚氯酸钠；

8.46g柠檬酸；

1.26g二氯异氰尿酸钠(DCC)；

2.0g次氯酸锂；和

7.08g硫酸钠；

实施例5：

10.2g亚氯酸钠；

8.46g柠檬酸；

1.26g二氯异氰尿酸钠(DCC)；

2.0g次氯酸锂；

5.67g硫酸钠；和

1.41g硫酸镁；

实施例6：

10.2g亚氯酸钠；

1.26g二氯异氰尿酸钠(DCC)；

2.0g次氯酸锂；和

15.5g硫酸铝。

使所有的配料成粉末状，并且硫酸铝在加入混合物之前被加热至160达24小时使其脱水。该组合与水混合时达到大于90％的理论浓度，而且在超过160温度时是稳定的。

实施例7：

10.2g亚氯酸钠；

3.3g二氯异氰尿酸钠；和

15.5g硫酸铝。

使所有的配料成粉末状，并且硫酸铝在加入混合物之前使其脱水。该组合与水混合时达到大于90％的理论浓度，而且在超过160温度时是稳定的。

实施例8：

实施例7的产品放至热封的PVA袋子里，最后一侧用标准的叉头型热封设备在100℃下密封。检查所述袋子的降解迹象的时间为两周，没有发现任何迹象。

实施例9：

实施例7的产品放入至热封的PVA袋子里，最后一侧用标准的叉头型热封设备在125℃下密封。检查所述袋子的降解迹象的时间为四周，没有发现任何迹象。

在没有背离本发明的精神或基本特性的情况下，可用其它方式来实施本发明。所述实施例仅用于阐述本发明，而非意在限制本发明。本发明的保护范围记载在权利要求书中，而不是记载在上述说明书中。所有在权利要求书的本意和等同范围内的变化，均属于本发明权利要求书的保护范围。

Claims

1.一种用于在水中产生二氧化氯的混合物，所述混合物包括：

(a)亚氯酸盐，

(b)氧化性的氯释放剂的组合，和

(c)酸源。

2.根据权利要求1所述的用于在水中产生二氧化氯的混合物，所述混合物进一步包括干燥剂。

3.根据权利要求1所述的用于在水中产生二氧化氯的混合物，其中所述氧化性的氯释放剂的组合包括含次氯酸盐的材料和氯代氰尿酸盐。

4.根据权利要求1所述的用于在水中产生二氧化氯的混合物，其中所述的酸源为pKa 2.8-6的固体酸。

5.根据权利要求4所述的用于在水中产生二氧化氯的混合物，其中所述固体酸选自如下组成的组：柠檬酸、结晶磷酸、多羧酸、磷酸钠/钾和磷酸二氢钠。

6.根据权利要求1所述的用于在水中产生二氧化氯的混合物，其中所述的酸源为产酸化合物。

7.根据权利要求6所述的用于在水中产生二氧化氯的混合物，其中所述的产酸化合物为硫酸铝。

8.根据权利要求7所述的用于在水中产生二氧化氯的混合物，其中所述的硫酸铝在加入至所述混合物前脱水。

9.根据权利要求3所述的用于在水中产生二氧化氯的混合物，其中所述的含次氯酸盐的材料和所述的氯氰尿酸盐在混合物中的比例为1∶10至10∶1。

10.根据权利要求3所述的用于在水中产生二氧化氯的混合物，其中所述的含次氯酸盐的材料和所述的氯氰尿酸盐在混合物中的比例为1∶4至4∶1。

11.根据权利要求3所述的用于在水中产生二氧化氯的混合物，其中所述的含有次氯酸盐的材料和所述的氯氰尿酸盐在混合物中的比例为1.5∶1至2.5∶1。

12.一种用于在水中产生二氧化氯的混合物，所述混合物包括：

(a)亚氯酸盐，

(b)氧化性的氯释放剂的组合，和

(c)产酸化合物。

13.根据权利要求12所述的用于在水中产生二氧化氯的混合物，其中所述的产酸化合物为硫酸铝。

14.根据权利要求13所述的用于在水中产生二氧化氯的混合物，其中所述的硫酸铝在加入至所述混合物前使其脱水。

15.根据权利要求12所述的用于在水中产生二氧化氯的混合物，其中所述的产酸化合物是硫酸亚铁。

16.根据权利要求12所述的用于在水中产生二氧化氯的混合物，其中所述的产酸化合物是氯化铁。

17.一种输送用于在水中产生二氧化氯的混合物的方法，所述方法包括如下步骤：

(a)把预定量的用于在水中产生二氧化氯的混合物密封至水溶性容器中；和

(b)把所述的水溶性容器放入已知量的水中。

18.根据权利要求17所述的输送用于在水中产生二氧化氯的混合物的方法，其中预定量的所述混合物在所述已知量的水中足以产生至少0.2-3ppm的二氧化氯。

19.根据权利要求17所述的输送用于在水中产生二氧化氯的混合物的方法，其中所述的混合物包括亚氯酸盐和、氧化性的氯释放剂的组合以及酸源。

20.根据权利要求17所述的输送用于在水中产生二氧化氯的混合物的方法，其中所述混合物包括亚氯酸盐、氧化性的氯释放剂和产酸化合物。