专利名称：一种空气净化组合物及其制备方法与它们的用途的制作方法
一种空气净化组合物及其制备方法与它们的用途
技术领域：
本发明涉及一种空气净化技术领域。更具体地，本发明涉及一种同时具备抗菌和 去除有害挥发性有机物的功能组合物，还涉及所述空气净化组合物的制备方法和用途。
背景技术：
随着社会的发展和工业化进程的不断推进，生态环境遭到了严重的破坏，人类的 居住空间环境状况不断恶化。有害微生物肆虐，有毒挥发性有机物弥漫，不断的威胁着人类 的健康。特别对于较为封闭的空间，室内、车内、公共区域，更需要我们去细心的维护。中国标准化协会调查显示，68%的疾病是由于室内污染造成。美国专家检测发现， 在室内空气中存在500多种挥发性有机物，其中致癌物质就有20多种，致病病毒200多种， 危害较大的主要有氡、甲醛、苯、氨以及酯、三氯乙烯等。室内空气的污染程度要比室外严 重2-5倍，有时可达到100倍。美国等发达国家已将室内空气污染归入危害人类健康的5 大环境因素。美国ArmArbor环境集团最近报告称，车内空气中的有害化合物含量是居家和 办公室中的5到10倍。在公共场所的空气污染问题也不容忽视，更应引起高度重视。为了解决室内环境问题，科学家们进行了大量的基础研究，载金属离子无机抗菌 剂和不同种类有机抗菌剂被以用控制空气中有害微生物的传播；氧化锌、二氧化钛类纳米 金属氧化物光催化材料被用以解决因挥发性有机物造成的空气污染问题。通常，通过在基 体材料如塑料、涂料、陶瓷、金属中加入这两类物质以赋予基体材料抗菌防霉及去除挥发性 有毒有机物的功能。由于目前的具有此类功能的制品相对比较少，加上此类功能制品主要 对其表面的有害微生物进行杀灭作用，对于空气中的有害微生物作用甚微，另外，光催化材 料经在基体材料中加工后，被基体材料包覆，也很难发挥其净化功能，故需要采用在空气中 喷加液体净化材料以实现空气的洁净。目前，单一的液体抗菌剂如季铵盐类、胍类液体抗菌剂或者消毒液，其特点是作 用迅速，但时效差，如铜离子、银离子类液体抗菌剂，又有易变色的缺陷，如锌离子类液体抗 菌剂，又有抗菌效率太低的缺陷。有害挥发性有机物去除液如过氧乙酸类、二氧化氯水溶 液，贮存稳定性差，时效差；如绿茶提取物，对部分有机物的去除较好，但对于苯的去除效果 却不佳；如纳米二氧化钛纳米液，需要有光的作用才能实现其效果。综上所述，采用复配的 方式制成空气净化喷剂是有效的净化功能实现的方式。中国专利CN 10巧44邪4公开了一种抗菌防霉自清洁空气净化环保喷涂液由银 离子、锌离子、铜离子与二氧化钛、氧化铁和磷酸盐组成，主要用于对建筑材料，如陶瓷、玻 璃等的表面处理，达到基体材料表面的自清洁效果，这也是二氧化钛类光触媒水溶胶的主 要应用方向，这类专利发明防霉效果不佳。中国专利CN 1923294公开了一种具有抗菌、除臭、净化空气、防污、远红外线放射 性能或负离子发生等功能的组合物由产生负离子的矿物颗粒、芬多精与助剂组成，主要用 于对纤维的处理，赋予纤维制品远红外的功能。中国专利CN 1931376公开了一种具有改善空气质量、抗菌、除臭等功能的组合物该组合物主要由芬多精精油、绿茶提取物、桔梗提取物、银溶液、甲醛吸附剂、乳化剂和 水组成，用以改善空气质量，主要去除空气中的有害挥发性有机物，如甲醛、苯等。目前，始终需要一种使用安全的空气净化组合物，要求能够有效杀灭有害微生物， 包括有害细菌、真菌、病毒，能够有效去除挥发性有害有机物，包括甲醛、氨和苯等，需要一 种操作简单、成本较低的空气净化组合物的制备方法。为此，本发明人经过大量试验终于完 成了本发明。
发明内容本发明的目的是提供一种空气净化组合物。本发明的另一个目的是提供所述空气组合物的制备方法。本发明的另一个目的是提供所述空气组合物的用途。本发明是通过下述技术方案实现的。一种空气净化组合物，其特征在于所述组合物重量份为纳米银溶液0. 01-10份，协同作用组分0. 01-5，植物提取物0. 05_10份，混合脂 肪醇0. 1-40份，分散助剂0. 01-10份，水:106份。其中纳米银溶液，浓度优选为50-10000ppm，粒径优选为小于10纳米，更优选为小 于5纳米。其中协同作用组分为季铵盐、季磷盐、胍盐、异噻唑啉酮、三氯生中的一种或几种。其中植物提取物为薄荷、岩蔷薇、杨梅叶、迷迭香、香荚兰、菖蒲、甜罗勒、玫瑰、百 里香、芦荟中一种或几种植物的提取物。其中混合脂肪醇为乙醇、乙二醇、丙二醇、丙三醇中的一种或几种，优选为含乙醇 的组合物。其中分散助剂为吐温、烷基酚聚氧乙烯醚、丙二醇苯醚、丙烯酸树脂中的一种或几 种，优选为含吐温的分散助剂。一种空气净化组合物的制备方法，其特征在于按下述步骤进行，以重量份计常压室温条件下，在反应釜中加入0. 1-40份混合脂肪醇、0. 01-10份分散助剂和 106份蒸馏水，再加入0. 01-5份协同作用组分并搅拌充分，然后再依次加入0. 01-10份纳米 银溶液和0. 05-10份植物提取物，并搅拌均勻，最后将反应釜中的混合物进行超声分散处 理即可获得空气净化组合物。按上述制备方法制得空气净化组合物作为空气净化喷剂，其特征在于可以改善室 内空气质量，实现抗菌和去除有害挥发性有机物的功能。下面将更详细地描述本发明。一种空气净化组合物，其特征在于所述组合物重量份为纳米银溶液0. 01-10份，协同作用组分0. 01-5，植物提取物0. 05_10份，混合脂 肪醇0. 1-40份，分散助剂0. 01-10份，水:106份。纳米银具有广谱抗菌，能杀灭各种致病微生物，比抗菌素更强的杀菌剂，可迅速直 接杀死650多种细菌，使其丧失繁殖能力；渗透性强、能够促进伤口愈合、细胞生长及受损 细胞修复；抗菌持久、安全无毒，对皮肤也无任何刺激反应；无耐药性等特点。纳米银的粒 径越小，其抗菌的作用越强，本发明优选纳米银的粒径小于5纳米。
本发明中的纳米银优选北京集研科技有限公司生产的产品型号为nanoag-Ι的产 品，对该纳米银采用X射线衍射(XRD)与透射电子显微镜进行了表征。XRD使用D/max-rA转靶多晶体X射线衍射仪分析(日本Rigaku出品)，其条件如 下铜靶(Cu Ka)、X射线波长l.M06nm、扫描范围为10-90°、扫描速率为0. 02度/秒。将 本发明的纳米银溶胶滴于载玻片上进行X射线衍射分析，其结果见附
图1，该图存在单质银 的特征吸收峰。透射电子显微镜分析使用JEM-1200EX (日本JEOL出品)，在工作电压160KV下进 行测定。银含量为IOOppm的本发明纳米银溶胶进行了透射电子显微镜测试，其结果见附图 2。这个结果表明，本发明纳米银粒径为5纳米。本发明中的协同组分季铵盐、季磷盐、胍盐、异噻唑啉酮或三氯生是一类抗菌防霉 性能优良的抗菌防霉剂，对挥发性有机物还有吸附作用，且使用安全。本发明中的季铵盐优选为多聚季铵盐，可以为江苏飞翔化工股份有限公司生产的 牌号为PQ6、PQ7、PQ22、PQ39的产品。本发明中的季磷盐选自北京瑞仕邦精细化工技术有限公司提供的型号为KP-550 的产品，也可为江苏和纯化学工业有限公司提供的浓度为25 %、45 %、60 %、75 %的产品。本发明中的胍盐优选聚六亚甲基胍，其对结肠杆菌、金葡萄球菌、白色念珠菌、淋 球菌、沙门氏菌、铜绿假单胞菌、李斯特菌、痢疾杆菌、黑曲霉菌、腐生菌具备纯粹杀灭作用。 适用于皮肤、黏膜、果蔬、空气、饮用水、一般物体表面。本发明中的胍盐可以为上海高聚实 业有限公司提供的纯度为25%和50%的产品。本发明中的异噻唑啉酮优选为4，5_ 二氯-2-正辛基4异噻唑啉酮(DCOIT)、 5-氯-2甲基-4异噻唑啉-3酮和2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(CIT/MIT)，可以为石家庄 市博雅化工助剂有限公司提供的纯度为95%的DCOIT产品，可以为三博生化科技(上海) 有限公司供应的纯度为97%的DCOIT产品，也可以为德国洋樱集团生产的商品名为卡松的
女口
广 PFt ο本发明中的三氯生是化学名为2，4，4_三氯-2-羟基二苯醚的产品，三氯生的小鼠 口服半数致死量LD50大约为3800mg/kg，属于低毒物质。它在环境中可以迅速分解代谢，通 常不会造成环境问题。三氯生广泛用于高效药皂(卫生香皂)、卫生洗液)、除腋臭(脚气 雾剂)、消毒洗手液、伤口消毒喷雾剂、医疗器械消毒剂、卫生洗面奶(膏)、空气清新剂及冰 箱除臭剂等，也用于卫生织物的整理和塑料的防腐处理。本发明优选由瑞士汽巴精化提供 的商品名为Irgasan DP300的商品。植物提取物，以植物为原料，经过物理化学提取分离过程，定向获取和浓集植物中 的某一种或多种有效成分，而不改变其有效成分结构而形成的产品。本发明中的植物提取 物为薄荷、岩蔷薇、杨梅叶、迷迭香、香荚兰、菖蒲、甜罗勒、玫瑰、百里香、芦荟中一种或几种 植物的提取物，重量份优选为1-10份。本发明中的植物提取物优选为含薄荷或芦荟的提取物。薄荷提取物的主要组分为 薄荷醇，属于类环己烷单萜衍生物。存在于薄荷油中。天然的薄荷醇呈左旋，具有抗菌消炎 作用，左旋薄荷醇具有薄荷香气并有清凉的作用。本发明中的薄荷醇可以选自安徽巨邦香 料有限公司提供的薄荷醇产品，可以为东台市金星香料有限公司提供的薄荷醇产品，也可 以为其它左旋薄荷醇的商品。芦荟是抗菌性很强的物质，能杀灭真菌、霉菌、细菌、病毒等病菌，抑制和消灭病原体的发育繁殖，如白喉菌、破伤风菌、肺炎菌、乳酸菌、痢疾菌、大肠菌、 黑死病菌、霍乱菌以及引发中耳炎、膀胱炎、化脓症、麻疹、狂犬病、小儿麻痹、流行性脑炎等 疾病的病菌；芦荟还有防臭、防虫作用。本发明可选用陕西中鑫生物技术有限公司提供的芦 荟提取物。在本发明中，所述的混合脂肪醇是乙醇、乙二醇、丙二醇、丙三醇的一种或多种，优 选为含乙醇的混合脂肪醇。本发明中所用混合脂肪醇都是目前在市场上销售的产品，本发 明中所述乙醇通常例如是无水乙醇或不同浓度的乙醇水溶液产品。本发明中的分散助剂为吐温、烷基酚聚氧乙烯醚、丙二醇苯醚、丙烯酸树脂中的一 种或几种，优选为含吐温的分散助剂。 在本发明中，所述吐温可以为吐温20 (TWEEN-20)、吐温21 (TWEEN-21)、吐 温 40 (TWEEN-40)、吐温 60 (TWEEN-60)、吐温 61 (TWEEN-61)、吐温 80 (TWEEN-80)、吐温 81 (TWEEN-81)、吐温 85 (TWEEN-85)。更优选地，为吐温80，均为目前在市场上销售的产品，例如汕头市西陇化工有限公 司生产的吐温80，天津市东和盛泰化工商贸有限公司提供的吐温80产品。本发明中的烷基酚聚氧乙烯醚是一类非离子表面活性剂，是优秀的分散剂和乳化 剂，本发明优选商品名为op-ΙΟ的烷基酚聚氧乙烯醚。本发明中的丙二醇苯醚是一类很好的助溶剂和稳定剂，可以为吴江德邦科技化工 有限公司提供的PPH商品。本发明所述丙烯酸树脂为目前市场上销售的产品，为阳离子丙烯酸树脂，例如四 川益欣精细化工有限责任公司生产的型号为SITZ-2的产品，东莞市广化皮革贸易有限公 司提供的牌号为DIYA HUSZY-B521的产品。本发明涉及一种空气净化组合物的制备方法，其特征在于按下述步骤进行，以重 量份计常压室温条件下，在反应釜中加入0. 1-40份混合脂肪醇、0. 01-10份分散助剂和 106份蒸馏水，再加入0. 01-5份协同作用组分并搅拌充分，然后再依次加入0. 01-10份纳米 银溶液和0. 05-10份植物提取物，并搅拌均勻，最后将反应釜中的混合物进行超声分散处 理即可获得空气净化组合物。本发明中，协同作用组分与分散助剂的重量比优选为1 13-1 2，更优选为 1:8-1: 4。本发明还涉及一种空气净化组合物作为空气净化喷剂的用途，其特征在于可以改 善室内空气质量，实现抗菌和去除有害挥发性有机物的功能。下面详细说明使用本发明制备的空气净化组合物的检测试验。1、检测方法A、抗菌性能测试标准抑菌环试验(定性)GB/T 20944. 1-2007《纺织品抗菌性能的评价第1部分
琼脂扩散法》。吸收法试验(定量)GB/T 20944. 2-2007《纺织品抗菌性能的评价第2部分吸 收法》，Jis L 1902-《2002纺织制品抗菌活性和效率的测试》，卫生部消毒技术规范(2002 年版)2. 1.8。
B、防霉性能测试标准防霉性能测试方法:ASTM G21-96《合成高分子材料抗真菌的测定》。C、洗涤试验洗涤试验参照FZ/T 73023-2006《抗菌针织品附录C抗菌织物试样洗涤试验方 法》的洗涤程序。D.QB/T2761-2006《室内空气净化产品净化效果测定方法》2、试样制备模拟实际使用情况，制备待检测样品对棉织物、无纺布、纸板喷涂两次，待第一次 自然晾干后，再喷涂第二次。晾干后进行洗涤和抗菌性能检测。检测结果如下表1抗菌棉织物试样洗涤50次后抗菌性和防霉性
试样胃混合霉菌
ATCC 25922 ATCC 6538
抗菌率96.9%94.2%防霉等级—I级上述结果清楚地表明，经本发明空气净化组合物喷剂处理的织物样品，经过50次 洗涤后对大肠杆菌ATCC 25922及金黄色葡萄球菌ATCC 6538的抑菌率仍然高于90%。织 物抑菌环结果见图3，织物样品有很好的耐洗涤性能，具有优秀的耐久性；纸板防霉效果见 图4，结果显示，空气净化组合物防霉效果优秀。本发明空气净化组合物经送检国家室内环境与室内环保产品质量监督检验中心， 结果显示对细菌、苯、氨和甲醛具有祛除效果。本发明空气净化组合物经军事科学研究院检测对Hmi流感病毒和H5m禽流 感病毒具有快速高效的抑杀效果由该材料制成的抗病毒医用口罩与病毒作用即时(< 5 秒)即可杀灭或抑制TCID50为5. 25个log值(半数细胞感染病毒稀释度为1 178000) 的病毒。本发明具有下述有益效果使用设备少，工艺简单，无污染，便于工业化生产；本发明制备的空气净化组合物， 具有抗细菌和病菌的作用，还具有祛除有害挥发性有机物的作用，可作为空气净化喷剂使 用，且生产成本低，具有市场竞争力。说明书附图
图1是本发明所使用纳米银溶液的X射线衍射2是本发明所使用纳米银溶液的透射电子显微镜3是本发明空气净化组合物的抑菌环效果4是本发明空气净化组合物的防霉效果图具体实施方式实施例1 制备步骤如下(重量份计)常压室温条件下，在反应釜中加入2份乙醇和1份乙二醇、5份吐温、3份PPH和106 份蒸馏水，再加入1份DCOIT和1份DP300并搅拌充分，然后再依次加入5份浓度为IOOOppm 纳米银溶液和0. 5份薄荷醇和5份芦荟提取物，并搅拌均勻，最后将反应釜中的混合物进行 超声分散处理即可获得空气净化组合物。使用这个实施例制备的空气净化组合物，采用本说明书中描述的方法制样，样品 对细菌的去除率达到93. 1%，对苯、氨、甲醛的去除率分别为91. 8,92. 5,95. 3% ；经过50 次洗涤后对大肠杆菌ATCC 25922及金黄色葡萄球菌ATCC 6538的抑菌率分别是96. 2%与
97.5%。实施例2 制备步骤如下(重量份计)常压室温条件下，在反应釜中加入3份乙醇和1份丙二醇、3份吐温、2份PPH、1份 季铵盐和106份蒸馏水，再加入1份DC0IT、2份CIT/MIT并搅拌充分，然后再依次加入3份 浓度为2000ppm纳米银溶液和0. 5份薄荷醇和6份芦荟提取物，并搅拌均勻，最后将反应釜 中的混合物进行超声分散处理即可获得空气净化组合物。使用这个实施例制备的空气净化组合物，采用本说明书中描述的方法制样，样品 对细菌的去除率达到95. 1%，对苯、氨、甲醛的去除率分别为93. 6,91. 8,92. 3% ；经过50 次洗涤后对大肠杆菌ATCC 25922及金黄色葡萄球菌ATCC 6538的抑菌率分别是97. 2%与
98.9%。实施例3 制备步骤如下(重量份计)常压室温条件下，在反应釜中加入3份乙醇、3份吐温、2份PPH、1份阳离子丙烯酸 树脂和106份蒸馏水，再加入1份DC0IT、1份季铵盐并搅拌充分，然后再依次加入10份浓度 为IOOOppm纳米银溶液和0. 7份薄荷醇、4份芦荟提取物、0. 5份玫瑰提取物，并搅拌均勻， 最后将反应釜中的混合物进行超声分散处理即可获得空气净化组合物。使用这个实施例制备的空气净化组合物，采用本说明书中描述的方法制样，样品 对细菌的去除率达到93. 6%，对苯、氨、甲醛的去除率分别为91. 7,92. 1,92. 3% ；经过50 次洗涤后对大肠杆菌ATCC 25922及金黄色葡萄球菌ATCC 6538的抑菌率分别是94. 1 %与 92. 6%。对比实施例1采用中国专利CN 101M48M中实施例一制备空气净化喷涂液，按本说明书中的 制样方式制样。防霉检测结果显示未经洗涤织物样品其防霉等级为2级。抗菌检测结果显示经过20次洗涤后对大肠杆菌ATCC 25922及金黄色葡萄球菌 ATCC 6538的抑菌率分别是78. 与67. 4%。空气净化检测结果显示样品对细菌的去除率达到85.6%，对苯、氨、甲醛的去除率分别为 79. 2,62. 1,82. 3%。对比实施例2采用中国专利CN 1923294中实施例十二制备纤维样品。防霉检测结果显示未经洗涤织物样品其防霉等级为2级。抗菌检测结果显示经过50次洗涤后对大肠杆菌ATCC 25922及金黄色葡萄球菌 ATCC 6538的抑菌率分别是58. 6%与77. 8%。对比实施例3:采用中国专利CN 1931376实施例一制备空气净化喷剂，按本说明书中的制样方 式制样。。防霉检测结果显示未经洗涤织物样品其防霉等级为2级。抗菌检测结果显示经过50次洗涤后对大肠杆菌ATCC 25922及金黄色葡萄球菌 ATCC 6538的抑菌率分别是88. 与77. 9%。空气净化检测结果显示样品对细菌的去除率达到90.6%，对苯、氨、甲醛的去除 率分别为 71. 8,82. 1,78. 3%0
权利要求
1.一种空气净化组合物，其特征在于所述组合物重量份为纳米银溶液0. 01-10份，协同作用组分0. 01-5，植物提取物0. 05-10份，混合脂肪 醇0. 1-40份，分散助剂0. 01-10份，水:106份。
2.根据权利要求1所述纳米银溶液，浓度为50-10000ppm。
3.根据权利要求1所述协同作用组分为季铵盐、季磷盐、胍盐、异噻唑啉酮、三氯生中 的一种或几种。
4.根据权利要求1所述植物提取物为薄荷、岩蔷薇、杨梅叶、迷迭香、香荚兰、菖蒲、甜 罗勒、玫瑰、百里香、芦荟中一种或几种植物的提取物。
5.根据权利要求1所述混合脂肪醇为乙醇、乙二醇、丙二醇、丙三醇中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述分散助剂为吐温、烷基酚聚氧乙烯醚、丙二醇苯醚、丙烯酸树脂 中的一种或几种。
7.如权利要求1所述空气净化组合物的制备方法，其特征在于按下述步骤进行，以重 量份计 常压室温条件下，在反应釜中加入0. 1-40份混合脂肪醇、0. 01-10份分散助剂和106份 蒸馏水，再加入0. 01-5份协同作用组分并搅拌充分，然后再依次加入0. 01-10份纳米银溶 液和0. 05-10份植物提取物，并搅拌均勻，最后将反应釜中的混合物进行超声分散处理即 可获得空气净化组合物。
8.按权利要求7所制得空气净化组合物作为空气净化喷剂，其特征在于可以改善室内 空气质量，实现抗菌和去除有害挥发性有机物的功能。
全文摘要
本发明涉及一种空气净化组合物及其制备方法与它们的用途。该方法包括常压室温条件下，在反应釜中加入0.1-40份混合脂肪醇、0.01-10份分散助剂和106份水，再加入0.01-5份协同作用组分并搅拌充分，然后再依次加入0.01-10份纳米银溶液和0.05-10份植物提取物，并搅拌均匀，最后将反应釜中的混合物进行超声分散处理即可获得空气净化组合物。本发明制备的空气净化组合物抗菌性能好，并能有效去除有害挥发性有机物，可改善室内、车厢、公共场所等处的空气质量，且使用安全，生产成本低，具有强大的市场竞争力。
文档编号A01N65/16GK102057961SQ20101054344
公开日2011年5月18日 申请日期2010年11月15日 优先权日2010年11月15日
发明者付帆, 张天广, 李耀东, 杨娜, 王振宇, 赵正坤 申请人:李耀东, 赵正坤