CN103896217A - 一种双氧水的稳定剂 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种双氧水的稳定剂，该稳定剂是以有机膦酸或其盐为主要成分。该稳定剂可使双氧水在经历运输和贮存过程后仍保持较高的浓度，达到保持其消毒效果的目的。

Description

一种双氧水的稳定剂

技术领域

本发明涉及消毒剂领域，具体的说涉及一种消毒剂双氧水的稳定剂。

背景技术

利用双氧水活性氧极强的氧化能力，可以破坏微生物体内的原生质，从而达到杀灭微生物和消毒灭菌的目的。双氧水具有光谱、高效、长效的杀菌特点，在完成杀菌过程之后，分解为氧气和水，不会产生有毒的残留物，无需用水冲洗，对环境无污染。

因为双氧水的此特性，被广泛应用于纺织工业、造纸工业和食品工业等领域作为生产加工助剂，用作消毒、杀菌、漂白等。

在常温常压下，非常纯的过氧化氢（双氧水）是很稳定的。但在外界因素影响下，它可分解为氧和水，并放热。影响过氧化氢稳定性的因素主要是温度、pH值和杂质污染等，尤其后者的影响更大、更常发生。因此，在过氧化氢生产、贮存和使用中，常需添加稳定剂。

关于双氧水稳定剂的稳定机理主要有吸附理论和络合理论两种。胶团吸附理论主要是通过高分子胶团藉静电或氢键吸附重金属离子而达到稳定的目的。而络合理论是通过多价螯合剂与金属离子发生螯合作用而形成稳定的水溶性络合物，由此而使重金属不发生催化作用。从双氧水稳定剂的稳定机理考虑，主要分为吸附屏蔽为主、络合或螯合为主、吸附与螯合相结合、多成分复配与其他等几种。

吸附型稳定剂应用最普遍的是硅酸钠。但它会形成硅垢，且耐碱性也很差，当碱浓度超过3g/L时形成硅酸，不利于形成吸附性胶体。螯合型稳定剂大多为有机酸多价螯合剂。它们能与金属离子螯合形成稳定的水溶性螯合物，从而降低或消除重金属离子的双氧水分解，其防止重金属离子的催化分解能力大于吸附型稳定剂。这类稳定剂可分为羧酸盐、磷酸酯盐和羧羟基。螯合型稳定剂的最大缺点是不能像吸附型那样将重金属离子富集，也不能螯合金属离子以外的催化分解双氧水的杂质。吸附与螯合相结合的稳定剂既有吸附性能，又有螯合作用。可分为两类：一种是将两种稳定剂物理共混；另一种是本身既是吸附型又是螯合型。无论哪种类型稳定剂，要发挥最大效能，都需配合镁盐或锡盐，否则单靠稳定剂本身是达不到最佳效果的。

目前国内外主要研究和应用的双氧水稳定剂主要有：

锡酸钠和有机膦酸（或其铵盐、碱金属盐）稳定剂，使用的有机膦酸主要为：（1）次氮基三亚甲基膦酸（或其盐）；（2）乙二胺四甲基膦酸（或其盐）；（3）1-羟基亚乙基二膦酸（或其盐），专利号：US3383174.1968（过期）、US3681022.1972（过期）、US3701825.1972（过期）、US3387939.1968（过期）。

1,3二氨基2-羟基丙烷N,N,N’N’四乙酸（DPTK）与焦磷酸二氢钠混合稳定剂，专利号：RU2069638.1996（有效）。

次氮基三亚甲基膦酸N，专利号：US5817253.1998（有效）。

磷钼酸或其碱金属盐，专利号：WO46146.2000（有效）。

乙二醇苯醚和磷（膦）酸或其盐的复合稳定剂，专利号：JP-Kokai203813.2000（有效）。

在稳定剂中添加甘露糖醇，可使双氧水分解变得缓慢，使其经历长时间而不发生劣化，更易贮存。专利号：EP1043273A.2000（有效）。

采用吸附屏蔽性能为主的这类稳定剂，虽然漂白消毒效果较好，但它对金属离子缺乏螯合作用，可能造成一定程度的重金属残留。

采用以络合或螯合性能为主的稳定剂，对重金属离子有一定的螯合与屏蔽作用，在一定程度上能一直金属离子的催化损伤，但漂白消毒的效果较差，要达到理想的漂白消毒效果，需增加用量，从而增加工业生产成本。

发明内容

本发明提供了一种双氧水的稳定剂，该稳定剂是以有机膦酸或其盐为主要成分；

其中有机膦酸为氨基三甲叉膦酸、己二胺四甲叉膦酸、二乙烯三胺五甲叉膦酸、羟基乙叉二膦酸或多氨基多醚基甲叉膦酸中的一种或一种以上；其中有机膦酸盐为钠盐或钾盐。

其中有机膦酸或其盐的质量百分比含量为5-15%；

该稳定剂中还可以含有甘露糖醇、海泡石、蒙脱石、锡酸镁、氯化镁。

其中该稳定剂由如下重量百分比的组分组成：

有机膦酸或其盐5-15%，甘露糖醇5-10%，海泡石3-10%，蒙脱石1-8%，锡酸镁1-5%，氯化镁2-5%，水余量；

其中有机膦酸为氨基三甲叉膦酸、己二胺四甲叉膦酸、二乙烯三胺五甲叉膦酸、羟基乙叉二膦酸或多氨基多醚基甲叉膦酸中的一种或一种以上；其中有机膦酸盐为钠盐或钾盐。

优选的有机膦酸或其盐为氨基三甲叉膦酸、氨基三甲叉膦酸四钠、氨基三甲叉膦酸五钠、己二胺四甲叉膦酸、己二胺四甲叉膦酸钾、二乙烯三胺五甲叉膦酸、二乙烯三胺五甲叉膦酸五钠、二乙烯三胺五甲叉膦酸七钠、羟基乙叉二膦酸、羟基乙叉二膦酸二钠、羟基乙叉二膦酸钾或多氨基多醚基甲叉膦酸中的一种或一种以上。

配制时，只需将各组分混合，即可。

本发明的双氧水的稳定剂的使用方法：将本双氧水稳定剂加入双氧水中，稳定剂的质量分数为双氧水的2-10%。混合均匀，并按以下情况使用：（1）对生产设备和管道：将双氧水用水稀释30-50倍，并以稀释液对设备冲洗、对管道浸泡20-30分钟之后，将消毒液放出即可，不需要用水冲洗；（2）对包装容器：用稀释了35-100倍的双氧水溶液，对容器进行浸泡20-30分钟，或对容器加压冲洗10-30秒，放出消毒液即可，无需用水冲洗；（3）对生产空间：将双氧水与水按1:100的比例稀释后，用喷雾器将消毒液喷洒在空气中，即可起到对生产空间消毒的效果；（4）对人员：将双氧水稀释50-100倍后，所得的溶液，对工作人员的手足进行消毒。

本发明的有益效果

应用本发明所述双氧水稳定剂，可使双氧水在经历运输和贮存过程后仍保持较高的浓度，达到保持其消毒效果的目的，在室温下贮存15天后，双氧水的浓度仍为原始浓度的99.73%。

同时，在用于食品生产过程中对生产设备和管道、对包装容器、对生产空间以及对人员等进行消毒后保持更长时间而不发生劣化，达到持续抵抗细菌污染物回生的效果。

此外由于本双氧水稳定剂中的有机膦酸（或其盐）作为螯合成分，可以充分螯合重金属离子，从而减少甚至消除消毒后的生产设备和管道及包装容器中重金属离子的残留。对重金属离子的去除率可达到99.1%-99.9%。

本发明可应用于各种工业领域。应用于食品工业领域时，消毒完成后，其各组分残留量须符合国家法律或标准规定的限值要求，不得超出。

采用吸附与螯合相结合的稳定剂，扬长避短，保留了各自的有点，克服了各自的不足，达到了既可降低成本，又使双氧水在工业生产用容器消毒中达到理想的效果。

综合考虑，不难看出，单纯使用某一种类型的稳定剂，无论是吸附屏蔽为主型，还是以络合或螯合为主型，都显得功能单一，存在着种种不足与弊病。而将两种类型按一定比例配制而成的复合型稳定剂，则弥补了各自的不足，具备多种功能。

本发明正是利用了复合型稳定剂的多功能高效的特点，以吸附型稳定剂与螯合型稳定剂复合，制成复合型稳定剂，并应用于工业生产过程中对各环节的消毒用双氧水。既可提高其消毒效果，延长消毒效果保持时间，又可降低成本。

具体实施方式

下面实施例中的原料均为市售产品。

实施例1：

各组分的质量分数为：氨基三甲叉膦酸10%，甘露糖醇8%，海泡石5%，蒙脱石3%，锡酸镁3%，氯化镁5%，蒸馏水余量。

制备方法：将氨基三甲叉膦酸、甘露糖醇、海泡石、蒙脱石、锡酸镁、氯化镁按比例混合，再加蒸馏水至配比百分之百既可。

使用方法：将本双氧水稳定剂加入双氧水中，稳定剂的质量分数为双氧水的5%，混合均匀，并按以下情况使用：（1）对生产设备和管道：将双氧水用水稀释30-50倍，并以稀释液对设备冲洗、对管道浸泡20-30分钟之后，将消毒液放出即可，不需要用水冲洗；（2）对包装容器：用稀释了35-100倍的双氧水溶液，对容器进行浸泡20-30分钟，或对容器加压冲洗10-30秒，放出消毒液即可，无需用水冲洗；（3）对生产空间：将双氧水与水按1:100的比例稀释后，用喷雾器将消毒液喷洒在空气中，即可起到对生产空间消毒的效果；（4）对人员：将双氧水稀释50-100倍后，所得的溶液，对工作人员的手足进行消毒。

实施例2

各组分的质量分数为：己二胺四甲叉膦酸钾12%，甘露糖醇6%，海泡石7%，蒙脱石2%，锡酸镁2%，氯化镁2%，蒸馏水余量。

制备方法及使用方法：与实施例1相同。

实施例3

各组分的质量分数为：羟基乙叉二膦酸二钠12%，甘露糖醇8%，海泡石5%，蒙脱石3%，锡酸镁3%，氯化镁2%，蒸馏水余量。

制备方法及使用方法：与实施例1相同。

实施例4

各组分的质量分数为：氨基三甲叉膦酸14%，甘露糖醇7%，海泡石3%，蒙脱石3%，锡酸镁5%，氯化镁5%，蒸馏水余量。

制备方法及使用方法：与实施例1相同。

将本双氧水稳定剂加入食品级双氧水中，稳定剂的质量分数为双氧水的5%，混合均匀，室温下贮存15天后，双氧水的浓度仍为原始浓度的99.73%，说明稳定剂对双氧水的稳定作用好。

测定重金属离子去除率：

汞的测定：

水样于95℃，在酸性介质中用高锰酸钾和过硫酸钾消解，将无机汞和有机汞转变为二价汞；用盐酸羟胺还原过剩的氧化剂，加入双硫腙溶液，与汞离子生成橙色螯合物；用三氯甲烷或四氯化碳萃取，再用碱溶液洗去过量的双硫腙，于485nm波长处测定吸光度，以标准曲线法定量。

镉的测定：

在强碱性介质中，镉离子与双硫腙生成红色螯合物，用三氯甲烷萃取分离后，与518nm波长处测其吸光度，与标准溶液比较定量。

铅的测定：

在pH为8.5-9.5的氨性柠檬酸盐-氰化物的还原介质中，铅与双硫腙反应生成红色螯合物，用三氯甲烷（或四氯化碳）萃取后与510nm波长处比色测定。

锌的测定：

在pH为4.0-5.5的乙酸缓冲介质中，锌离子与双硫腙反应生成红色螯合物，用四氯化碳或三氯甲烷萃取后，于其最大吸收波长535nm处，以四氯化碳作参比，测其经空白校正后的吸光度，用标准曲线法定量。

铜的测定：

在pH为9-10的氨性溶液中，铜离子与二乙氨基二硫代甲酸钠作用，生成摩尔比为1:2的黄棕色胶体络合物，及该络合物可被四氯化碳或三氯甲烷萃取，其最大吸收波长为440nm。

铬的测定：

在酸性溶液中，将水样中的三价铬用高锰酸钾氧化成六价铬，过量的高锰酸钾用亚硝酸钠分解，过量的亚硝酸钠用尿素分解，加入二苯碳酰二肼显色，与540nm处进行分光光度测定。

对重金属离子的去除率即为使用加入了稳定剂的双氧水清洗前后，重金属离子的含量差值与清洗前的含量之比。

实验结果证明，对重金属离子的去除率均可达到99.1%-99.9%。

Claims (4)

1.一种双氧水的稳定剂，其特征在于该稳定剂是以有机膦酸或其盐为主要成分；其中有机膦酸为氨基三甲叉膦酸、己二胺四甲叉膦酸、二乙烯三胺五甲叉膦酸、羟基乙叉二膦酸或多氨基多醚基甲叉膦酸中的一种或一种以上；其中有机膦酸盐为钠盐或钾盐。

2.根据权利要求1所述的双氧水的稳定剂，其特征在于所述的有机膦酸或其盐的质量百分比含量为5-15%。

3.根据权利要求1或2所述的双氧水的稳定剂，其特征在于该稳定剂中还含有甘露糖醇、海泡石、蒙脱石、锡酸镁、氯化镁。

4.根据权利要求3所述的双氧水的稳定剂，其特征在于该稳定剂由如下重量百分比的组分组成：

有机膦酸或其盐5-15%，甘露糖醇5-10%，海泡石3-10%，蒙脱石1-8%，锡酸镁1-5%，氯化镁2-5%，水余量；

其中有机膦酸或其盐为氨基三甲叉膦酸、氨基三甲叉膦酸四钠、氨基三甲叉膦酸五钠、己二胺四甲叉膦酸、己二胺四甲叉膦酸钾、二乙烯三胺五甲叉膦酸、二乙烯三胺五甲叉膦酸五钠、二乙烯三胺五甲叉膦酸七钠、羟基乙叉二膦酸、羟基乙叉二膦酸二钠、羟基乙叉二膦酸钾或多氨基多醚基甲叉膦酸中的一种或一种以上。