可固化复合季铵盐、制备方法及其消毒抗菌灭菌应用的制作方法

可固化复合季铵盐、制备方法及其消毒抗菌灭菌应用的制作方法
【专利摘要】本发明涉及复合季铵盐的制备和应用技术，尤其是一种可固化复合季铵盐、制备方法及其消毒抗菌灭菌应用，所述可固化复合季铵盐包括成分A和成分B，其中，所述成分A为十六烷基二甲基有机硅季铵盐，所述成分B为十六烷基二甲基氯化胺和十二烷基三氧乙基硅烷复合物。本发明通过采用复合烷基长链季铵盐达到抗菌，通过烷基长链连接的硅烷达到固化物体表面从而实现长时间抗菌抑菌，将其应用在物体表面形成聚合性分子层达到固化长效消毒；而且，在液态应用下仍具有消毒效果；且原料成本降低、配比合理、选用方便、制备方法简单易操控，经济成本低，在生产高效的同时达到了合理的性价比，适合在消毒抗菌抑菌防霉等各相关领域大规模推广应用。
【专利说明】可固化复合季铵盐、制备方法及其消毒抗菌灭菌应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及复合季铵盐的制备和应用技术，尤其是可固化复合季铵盐、制备方法及其消毒抗菌灭菌应用。
【背景技术】
[0002]由于传染性病菌及其获得抗药性越来越严重，致使人类的健康受到严重威胁，且随着人们对健康和环境保护意识的不断增强，对长效低害新型广谱消毒剂提出了更高要求。传统消毒剂主要采用季铵盐化合物，因季铵盐化合物能吸附带负电荷的细菌，具有良好的杀菌作用，在国际上使用广泛。但是，由于普通季铵盐化学活性较低，应用时基本以游离态存在，导致其使用时还存在一定毒性和刺激性，因而，作为消毒剂效果较差。[0003]目前，在纺织品抗菌中，首先需要考虑普通季铵盐是溶出型的，易洗脱。但是，如果将硅氧烷引入季铵盐结构中制得有机硅季铵盐，可使其性能发生巨大变化。美、英、日、法和瑞士等国都致力于这方面的研究，开发了一系列产品，如双季铵盐聚硅氧烷，在纺织、皮革、金属、涂料和日化等行业都有广泛的应用。有机硅季铵盐是一类新型阳离子表面活性剂，它具有耐高温、耐水洗、持久的效果，抑菌范围广，能有效地抑制革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、酵母菌和真菌。有机硅季铵盐的杀菌机理是:以有机硅作为媒介，将具有杀菌性能的铵阳离子基团强有力地吸附于细菌的表面，改变细菌细胞壁的通透性，使菌体内的酶、辅酶和代谢中间产物溢出，致使微生物停止呼吸功能而致死，从而达到杀菌、抑菌的作用，即发生了 “接触死亡”。例如，将其用于纯棉织物整理，发现对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和白色念珠球菌24h后的抑菌率分别达到98.12%、96.86%,95.14%，显示出广谱抗菌效果和较高抗菌率且安全无毒、无致酶反应。至今最优秀的抗菌整理剂仍然是美国DowCorning公司研制出的DC-5700，与国内外许多单位研制的有机硅季铵盐抗菌剂结构类似，都是三烷氧基硅烷的季铵盐，其抗菌机理和优良抗菌抑菌性能已经过实践证明。但是，这些有机硅季铵盐类抗菌剂还存在着如下问题:原料成本高且其选用及配比复杂、制备工艺复杂，生产成本高，产品市售价格高，目前难以大规模推广应用。

【发明内容】

[0004]针对现有技术存在的上述问题，本申请的发明人在充分掌握各种消毒剂的优缺点基础上，经过多年试验，研究出了一种复合季胺盐长效消毒技术，提供了可固化复合季铵盐、制备方法及其消毒抗菌灭菌应用，产品用在物体表面能够被固化，实现长效抑菌消毒，同时，在液态应用下仍具有优良的消毒效果，并且，制备方法更经济简便，能够有效降低生产成本。
[0005]本发明的一个目的在于提供一种可固化复合季铵盐，包括成分A和成分B，其中，所述成分A为十六烷基二甲基有机硅季铵盐，所述成分B为十六烷基二甲基氯化胺和十二
烷基三氧乙基硅烷复合物。
[0006]优选地，在所述的可固化复合季铵盐中，所述成分A与成分B的质量百分含量的配比为2:1。
[0007]优选地，所述的可固化复合季铵盐的成分B，由十六烷基二甲基氯化胺和十二烷基三氧乙基硅烷按2:3的质量比复合而成。
[0008]本发明的另一个目的在于提供一种可固化复合季铵盐的制备方法，将本发明的可固化复合季铵盐的各原料放入反应釜中搅拌，充分混匀即得。
[0009]在本发明可固化复合季铵盐的制备方法中，所述十六烷基二甲基有机硅季铵盐的制备包括如下步骤:将十六烷基二甲基叔胺、β -氯乙基三甲氧基硅烷和混合溶剂的混合物于密闭条件下，恒温回流反应即得十六烷基二甲基有机硅季铵盐。 [0010]优选地，在十六烷基二甲基有机硅季铵盐的制备中，所述十六烷基二甲基叔胺、β-氯乙基三甲氧基硅烷和混合溶剂的摩尔比为η(十六烷基二甲基叔胺):η(β-氯乙基三甲氧基硅烷):η (混合溶剂)=1.0:1.05:7.0 ;所述混合溶剂为甲醇和异丙醇的混合物，其中，甲醇和异丙醇的质量比为4:1。
[0011]优选地，在十六烷基二甲基有机硅季铵盐的制备中，所述恒温回流反应的温度为70°C,反应结束时反应液中氯尚子的质量百分含量为54%。
[0012]优选地，在十六烷基二甲基有机硅季铵盐的制备中，所述恒温回流反应的时间为65小时。
[0013]优选地，在十六烷基二甲基有机硅季铵盐的制备中，先将氯乙基三甲氧基硅烷和混合溶剂加入到带有冷凝回流装置的搪瓷反应釜中，密闭，以10°c /min的升温速率升温，以每分钟70转的速度搅拌，当温度达到50°C时，开始滴加十六烷基二甲基叔胺，2小时内滴加完毕；然后，以10°C /min的升温速率继续升温至70°C，进行恒温回流反应，在密闭状态下反应，用电位滴定法测定氯离子的质量百分含量为54%时，停止反应；待反应釜的温度降至常温后，用冰乙酸调产物的PH值至6.0，均质搅拌lOmin，然后过滤脱色并去除杂质，出釜罐装，即制备获得十六烷基有机硅季铵盐单体。
[0014]本发明的再一个目的在于提供一种可固化复合季铵盐的应用，将所述可固化复合季铵盐在消毒抗菌灭菌方面的应用。参照中华人民共和国卫生部2002年(消毒技术规范)进行检测，本发明的可固化复合季铵盐在液态下无毒性，并具备杀菌性能；喷涂于物体表面可以持续抗自然菌，达到无菌繁殖的洁净目的；在物体表面非溶出、具有固化自洁效能，同时有表面缓释杀菌和主动防疫作用；能够应用在医疗卫生、公共卫生安全、卫生纺织品、工业、农业、种植、养殖业消毒防菌，也能够应用在潮湿环境和室内抗菌抗霉、及在食品防霉防腐包装等领域。
[0015]本发明基于硅烷的分子偶联作用，充分利用有机硅分子上三甲氧基官能团的既可与玻璃、硅、金属等无机材质反应结合、又可与纤维树脂等有机分子直接结合并能够在一般物体表面“扎根”固定的性质，创新地设计出单体甲氧基烷基硅季铵盐组合即可固化复合季铵盐，将其应用在物体表面形成聚合性分子层达到固化长效消毒；此种可固化(可固定化)技术是突破性的技术；而且，在液态应用下仍具有消毒效果；稳定性好，产品品质具有充分保障；且原料成本降低、配比合理、选用方便、制备方法简单易操控，经济成本低，在生产高效的同时达到了合理的性价比，适合在各相关领域大规模推广应用。总之，本发明采用复合烷基长链季铵盐达到抗菌，通过烷基长链连接的硅烷达到固化物体表面从而长时间抗菌抑菌；是对细菌、病毒和真菌进行抑制和去除的新季铵盐类，为环境消毒和医学消毒应用提供了创新的消毒剂和长效消毒技术；工艺先进，配方科学，相较于已有化学消毒技术更加绿色，无害无毒、长效除菌防疫，产品在物体表面非溶出、具有固化自洁，同时有表面缓释杀菌和主动防疫作用；在医疗卫生、公共卫生安全、卫生纺织品、工业、农业、种植、养殖业消毒防菌，在潮湿环境和室内抗菌抗霉、及在食品防霉防腐包装等领域，应用前景广阔。
【专利附图】

【附图说明】
[0016]图1是实施例中可固化复合季铵盐制备中十六烷基二甲基有机硅季铵盐制备产品的分析测试图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
[0018]下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
[0019]下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
[0020]本发明的可固化复合季铵盐，包括成分A和成分B，其中，所述成分A为十六烷基二甲基有机硅季铵盐，所述成分B为十六烷基二甲基氯化胺和十二烷基三氧乙基硅烷复合物;其中，
[0021]十六烷基二甲基有机硅季铵盐的结构如式(I):
【权利要求】
1.一种可固化复合季铵盐，其特征在于，包括成分A和成分B，其中，所述成分A为十六烷基二甲基有机娃季按盐，所述成分B为十TK烷基二甲基氣化胺和十二烷基二氧乙基硅烷复合物。
2.根据权利要求1所述的可固化复合季铵盐，其特征在于:在所述的可固化复合季铵盐中，所述成分A与成分B的质量百分含量的配比为2:1。
3.根据权利要求2所述的可固化复合季铵盐，其特征在于:所述的可固化复合季铵盐的成分B，由十六烷基二甲基氯化胺和十二烷基三氧乙基硅烷按2:3的质量比复合而成。
4.一种制备如权利要求1-3任一项所述的可固化复合季铵盐的制备方法，其特征在于，将权利要求1-3任一项所述的可固化复合季铵盐的各原料放入反应釜中搅拌，充分混匀。
5.根据权利要求4所述的可固化复合季铵盐的制备方法，其特征在于，所述十六烷基二甲基有机硅季铵盐的制备包括如下步骤:将十六烷基二甲基叔胺、氯乙基三甲氧基硅烷和混合溶剂的混合物于密闭条件下，恒温回流反应即得十六烷基二甲基有机硅季铵盐。
6.根据权利要求5所述的可固化复合季铵盐的制备方法，其特征在于，在十六烷基二甲基有机硅季铵盐的制备中，所述十六烷基二甲基叔胺、氯乙基三甲氧基硅烷和混合溶剂的摩尔比为η(十六烷基二甲基叔胺):η(β -氯乙基三甲氧基硅烷):η(混合溶剂)=1.0:1.05:7.0 ；所述混合溶剂为 甲醇和异丙醇的混合物，其中，甲醇和异丙醇的质量比为4:1。
7.根据权利要求5所述的可固化复合季铵盐的制备方法，其特征在于，在十六烷基二甲基有机硅季铵盐的制备中，所述恒温回流反应的温度为70°C，反应结束时反应液中氯离子的质量百分含量为54%。
8.根据权利要求5所述的可固化复合季铵盐的制备方法，其特征在于，在十六烷基二甲基有机硅季铵盐的制备中，所述恒温回流反应的时间为65小时。
9.根据权利要求5所述的可固化复合季铵盐的制备方法，其特征在于，在十六烷基二甲基有机硅季铵盐的制备中，先将β-氯乙基三甲氧基硅烷和混合溶剂加入到带有冷凝回流装置的搪瓷反应釜中，密闭，以10°c /min的升温速率升温，以每分钟70转的速度搅拌，当温度达到50°C时，开始滴加十六烷基二甲基叔胺，2小时内滴加完毕；然后，以10°C /min的升温速率继续升温至70°C，进行恒温回流反应，在密闭状态下反应，用电位滴定法测定氯离子的质量百分含量为54%时，停止反应；待反应釜的温度降至常温后，用冰乙酸调产物的PH值至6.0，均质搅拌lOmin，然后过滤脱色并去除杂质。
10.一种可固化复合季铵盐的应用，其特征在于，将权利要求1-9任一项所述的可固化复合季铵盐在消毒抗菌灭菌防霉方面的应用。
【文档编号】A01P1/00GK103535372SQ201310477431
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年10月12日 优先权日:2013年10月9日
【发明者】毛建平, 付辉, 郭春林 申请人:江苏惠兴康科技有限公司