CN111972413B - 一种过氧化氢消毒组合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种过氧化氢消毒组合物,该组合物中含有HFPO三聚体磷酸酯,HFPO三聚体磷酸酯可以作为过氧化氢稳定剂,在不影响消毒组合物的微生物杀灭能力的前提下,能有效提高其稳定性。本发明提供的过氧化氢消毒组合物稳定性持久,保质期长,绿色环保无污染,且具有一定的清洁功能,适合应用于多种领域。同时提供了过氧化氢消毒组合物的制备方法和应用领域。
Description
技术领域
本发明涉及消毒剂技术领域,具体涉及一种过氧化氢消毒组合物及其制备方法。
背景技术
过氧化氢(hydrogen peroxide,H2O2)是一种强氧化剂,水溶液俗称双氧水,为无色透明液体。因其具有4个原子共价结合成非极性的H-O-O-H结构,使得过氧化氢的化学性质非常活泼,极易分解为氧气和水,无残留毒性,过氧化氢不会对环境造成二次污染,故被称为最清洁的消毒剂,但过氧化氢极易分解的缺点制约了消毒剂的应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种稳定性优异的过氧化氢消毒组合物,以解决过氧化氢溶液易分解、稳定性差、储存时间短等问题。为实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:
一方面,本发明提供一种过氧化氢消毒组合物,包括下式I所示的HFPO三聚体磷酸酯(六氟环氧丙烷三聚体磷酸酯),
进一步地,以消毒组合物总质量为100份数计,所述HFPO三聚体磷酸酯含量为0.1-0.5份。
若消毒组合物中HFPO三聚体磷酸酯的量过多,会造成溶解性较差的问题,过少则不能有效提高组合物稳定性,因此HFPO三聚体磷酸酯的量应合理控制。
在本发明的具体实施方案中,以消毒组合物总质量为100份数计,所述HFPO三聚体磷酸酯含量为:0.1份、0.2份、0.3份、0.4份、0.5份,等等。
进一步地,所述组合物还包括过氧化氢和去离子水,以消毒组合物总质量为100份数计,过氧化氢含量为0.5-8份,去离子水含量为95-99份。
在本发明的具体实施方案中,以消毒组合物总质量为100份数计,所述过氧化氢含量为:0.5份、1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份、6份、6.5份、7份、7.5份、8份,等等,优选0.5-5份,更优选1-2份。
为了进一步提高消毒组合物的性能,所述消毒组合物中还可以加入本领域常规使用的稳定剂、表面活性剂、螯合剂中的至少一种。
进一步地,所述稳定剂包括但不限于:1-羟基亚乙基-1,1-二膦酸(HEDP)、N-(2-羟乙基)亚氨基二乙酸(EDTA)中的至少一种。
进一步地,所述表面活性剂包括但不限于:十二烷基二苯醚二磺酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、月桂基硫酸铵、月桂基醚硫酸钠中的至少一种。
进一步地,所述螯合剂包括但不限于:乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na)、乙二胺四乙酸(EDTA)、乙二胺四乙酸四钠(EDTA-4Na)中的至少一种。
本发明提供的消毒组合物中,可以含有稳定剂、表面活性剂、螯合剂中的任意一种,也可以是任意两种的组合,还可以三种都含有。
在本发明的具体实施方案中,所述消毒组合物中含有:HFPO三聚体磷酸酯、过氧化氢、稳定剂、去离子水。
在本发明的具体实施方案中,所述消毒组合物中含有:HFPO三聚体磷酸酯、过氧化氢、表面活性剂、去离子水。
在本发明的具体实施方案中,所述消毒组合物中含有:HFPO三聚体磷酸酯、过氧化氢、螯合剂、去离子水。
在本发明的具体实施方案中,所述消毒组合物中含有:HFPO三聚体磷酸酯、过氧化氢、稳定剂、表面活性剂、去离子水。
在本发明的具体实施方案中,所述消毒组合物中含有:HFPO三聚体磷酸酯、过氧化氢、表面活性剂、螯合剂、去离子水。
在本发明的具体实施方案中,所述消毒组合物中含有:HFPO三聚体磷酸酯、过氧化氢、稳定剂、螯合剂、去离子水。
在本发明的具体实施方案中,所述消毒组合物中含有:HFPO三聚体磷酸酯、过氧化氢、稳定剂、表面活性剂、螯合剂、去离子水。
当所述消毒组合物中含有稳定剂时,以消毒组合物总质量为100份数计,所述稳定剂含量为0.005-0.1份,例如:0.005份、0.01份、0.02份、0.03份、0.04份、0.05份、0.06份、0.07份、0.08份、0.09份、0.1份,等等,优选0.005-0.05份,更优选0.01-0.03份。
当所述消毒组合物中含有表面活性剂时,以消毒组合物总质量为100份数计,所述表面活性剂含量为0.02-0.3份,例如:0.02份、0.06份、0.1份、0.12份、0.15份、0.18份、0.2份、0.24份、0.28份、0.3份,等等,优选0.15-0.2份。
当所述消毒组合物中含有螯合剂时,以消毒组合物总质量为100份数计,所述螯合剂含量为0.02-0.2份,例如:0.02份、0.06份、0.1份、0.12份、0.15份、0.18份、0.2份,等等,优选0.15份。
本发明提供的消毒组合物,可以仅由上述组分组合得到,也可以在上述组分的基础上加入可接受的其它成分。
第二方面,本发明提供上述过氧化氢消毒组合物的制备方法,所述方法包括:将过氧化氢加入到HFPO三聚体磷酸酯的去离子水溶液中,搅拌混合均匀。
进一步地,所述HFPO三聚体磷酸酯的去离子水溶液中还含有稳定剂、表面活性剂、螯合剂中的至少一种。
在本发明的具体实施方案中,所述制备方法包括:将稳定剂、表面活性剂、螯合剂、HFPO三聚体磷酸酯和去离子水在室温下搅拌均匀,加入过氧化氢,继续搅拌,即得所述过氧化氢消毒组合物。
第三方面,本发明提供上述过氧化氢消毒组合物在空气污染治理、垃圾处理、水处理、物体内和/或外表面消毒中的应用,和/或在医疗或公共卫生领域中的应用。
本发明的有益效果在于:
(1)本发明采用HFPO三聚体磷酸酯作为过氧化氢稳定剂,与现有的磷酸酯类稳定剂相比,HFPO三聚体磷酸酯中含有氟原子,氟是元素周期表中最活泼的非金属元素,能与大部分其他元素反应生成非常稳定的化合物,且全氟聚醚结构具备抗氧化性特点。HFPO三聚体磷酸酯能够稳定体系的PH值,同时HFPO三聚体磷酸酯作为一种抗氧化的酸,可以抑制过氧化氢的分解,在不影响消毒组合物的微生物杀灭能力的前提下,有效提高消毒组合物的稳定性;
(2)表面活性剂具有一定的清洁、去污功能,加入表面活性剂使组合物兼具消毒和清洁功效;螯合剂可以螯合溶液中的金属离子,金属离子能促进过氧化氢分解,螯合剂可以遮蔽金属离子以提高溶液稳定性。
(3)本发明提供的过氧化氢消毒组合物稳定性持久,保质期长,绿色环保无污染,且具有一定的清洁功能,适合应用于多种领域。
术语定义
除非明确地说明与此相反,否则,本发明引用的所有范围包括端值。
本发明中的数字均为近似值,无论有否使用“大约”或“约”等字眼。数字的数值有可能会出现1%、2%、5%、7%、8%、10%等差异。每当公开一个具有N值的数字时,任何具有N+/-1%,N+/-2%,N+/-3%,N+/-5%,N+/-7%,N+/-8%或N+/-10%值的数字会被明确地公开,其中“+/-”是指加或减,并且N-10%到N+10%之间的范围也被公开。
除非另外说明,应当应用本发明所使用的下列定义。出于本发明的目的,化学元素与元素周期表CAS版,和1994年第75版《化学和物理手册》一致。此外,有机化学一般原理可参考"Organic Chemistry",Thomas Sorrell,University Science Books,Sausalito:1999,和"March's Advanced Organic Chemistry"by Michael B.Smith and JerryMarch,John Wiley&Sons,New York:2007中的描述,其全部内容通过引用并入本发明。
除非另行定义,否则本发明所用的所有科技术语的含义与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的一样。尽管与本发明所描述的方法和材料类似或等同的方法和材料也可用于本发明实施方案的实施或测试中,但是下文描述了合适的方法和材料。本发明提及的所有出版物、专利申请、专利以及其他参考文献均以全文引用方式并入本发明,除非引用具体段落。如发生矛盾,以本说明书及其所包括的定义为准。此外,材料、方法和实施例仅是例示性的,并不旨在进行限制。
具体实施方式
以下所述仅为本发明的较佳实施方式而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。对本发明中使用的HFPO三聚体磷酸酯的制备方法进行详细说明。
制备例
(1)HFPO三聚体羧酸的合成:
参考专利CN110041192A合成式II所示HFPO三聚体酰氟的混合液,然后114℃蒸馏得到HFPO三聚体酰氟。在500mL三口圆底烧瓶中加入49.8g的HFPO三聚体酰氟,室温磁力搅拌下通过滴液漏斗往三口烧瓶中滴加54g去离子水,滴加时间为1h,滴加过程产生氟化氢气体,通过N2将产生的氟化氢气体吹扫,滴加完毕后继续反应1h。然后停止反应,水洗产品三次,旋蒸,减压抽除残留的水分,得到式III所示的HFPO三聚体羧酸48.0g,收率96.7%。
(2)HFPO三聚体甲醇的合成:
参考专利CN110857263A中的方法对HFPO三聚体羧酸进行还原,得到式IV所示HFPO三聚体甲醇。具体的,投入48.0g的HFPO三聚体羧酸和4.16g还原剂LiAl4,反应后处理后得到43.4g的HFPO三聚体甲醇,收率为93%。
(3)HFPO三聚体磷酸酯的合成:
参考专利US20030134972A1中的方法制备HFPO三聚体磷酸酯。具体反应过程如下:向500mL的两口烧瓶中加入20.35g的式IV所示的HFPO三聚体甲醇,冰浴下磁力搅拌反应,滴液漏斗缓慢滴加24mL的三氯氧磷,然后升高到50℃下反应5h后停止反应,将反应液缓慢滴加到NaOH水溶液中,滴加过程放出大量热量,滴加完毕后静置分层,下层为产品层,进一步使用盐酸对下层产品层进行中和,去离子水萃取,得到16.87g的黄色半透明的式I所示的HFPO三聚体磷酸酯,收率为71%。
实施例1
本实施例提供一种过氧化氢消毒组合物,具体组分和含量如下:
实施例2
本实施例提供一种过氧化氢消毒组合物,具体组分和含量如下:
实施例3
本实施例提供一种过氧化氢消毒组合物,具体组分和含量如下:
实施例4
本实施例提供一种过氧化氢消毒组合物,具体组分和含量如下:
实施例5
本实施例提供一种过氧化氢消毒组合物,具体组分和含量如下:
HFPO三聚体磷酸酯 0.4g(0.2份);
过氧化氢 3.0g(1.5份);
去离子水 196.6g(98.3份)。
实施例6
本实施例提供一种过氧化氢消毒组合物,具体组分和含量如下:
对比例
本对比例与实施例相比,不含HFPO三聚体磷酸酯,具体组分和含量如下:
性能测试
对实施例1-6和对比例中得到的过氧化氢消毒组合物进行稳定性测试。
按照《消毒技术规范》中的方法进行H2O2浓度的测定。
按照《消毒技术规范》中的稳定性试验方法,采用稳定性加速实验法,实验条件为54℃,14d。测试结果见表1。
表1
例别 | 初始含量 | 14天后含量 | 下降幅度(%) |
实施例1 | 1.51% | 1.43% | 5.29% |
实施例2 | 1.50% | 1.42% | 5.43% |
实施例3 | 1.51% | 1.42% | 5.68% |
实施例4 | 1.52% | 1.45% | 4.46% |
实施例5 | 1.50% | 1.39% | 7.25% |
实施例6 | 1.53% | 1.43% | 6.78% |
对比例 | 1.53% | 1.32% | 13.72% |
由上表可知,本发明提供的过氧化氢消毒组合物中H2O2浓度下降慢,在54℃的密闭条件下储放14天,H2O2含量下降仅4.46-7.25%,根据《消毒技术规范》可推定其有效期达到1年,具有显著的稳定性。不添加HFPO三聚体磷酸酯的对比例中,H2O2含量下降幅度明显高于实施例,说明HFPO三聚体磷酸酯的存在有效的提高了过氧化氢消毒组合物的稳定性。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (7)
2.根据权利要求1所述组合物,其特征在于,所述组合物还包括稳定剂;所述稳定剂为1-羟基亚乙基-1,1-二膦酸、N-(2-羟乙基)亚氨基二乙酸中的至少一种,稳定剂含量为0.005-0.1份。
3.根据权利要求1所述组合物,其特征在于,所述组合物还包括表面活性剂;所述表面活性剂为十二烷基二苯醚二磺酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、月桂基硫酸铵、月桂基醚硫酸钠中的至少一种,表面活性剂含量为0.02-0.3份。
4.根据权利要求1所述组合物,其特征在于,所述组合物还包括螯合剂;所述螯合剂为乙二胺四乙酸二钠、乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸四钠中的至少一种,螯合剂含量为0.02-0.2份。
5.权利要求1-4任一项所述组合物的制备方法,其特征在于,包括:将过氧化氢加入到HFPO三聚体磷酸酯的去离子水溶液中,搅拌混合均匀。
6.根据权利要求5所述制备方法,其特征在于,所述HFPO三聚体磷酸酯的去离子水溶液中还含有稳定剂、表面活性剂、螯合剂中的至少一种。
7.权利要求1-4任一项所述或由权利要求5或6制备方法得到的消毒组合物在空气污染治理、垃圾处理、水处理、物体内和/或外表面消毒中的应用,和/或在医疗或公共卫生领域中的应用。
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