一种多环境使用的长效无毒驱蚊材料及其制备方法和应用与流程

1.本发明涉及农业化工品及涂覆材料技术领域，尤其涉及一种多环境使用的长效无毒驱蚊材料及其制备方法和应用。


背景技术：

2.蚊虫是一种重要的医学昆虫，具有种类多、分布广的特点，它的刺叮和吸血不但会干扰人类睡眠，对人造成严重的骚扰，而且还可以传播多种疾病。其中，通过蚊虫叮咬传播的疾病主要有登革热、疟疾、黄热病、寨卡病毒病、淋巴丝虫病、西尼罗河热、东方马脑炎、流行性乙型脑炎、基孔肯雅热等，统称为蚊媒传染病。因此，蚊虫是危害人类健康的重要病媒生物，必须对其加强控制。传统的蚊虫控制方法中化学杀虫剂占主导地位，杀虫方式主要有滞留喷洒和空间喷雾，但随着化学杀虫剂大量使用所造成的耐药性及环境不友好等问题日益受到重视,同时蚊香、驱蚊液等产品有效时间只能保持几小时。
3.中国专利cn201910848838.9公开了一种变色驱蚊水性涂料，该涂料的主要成分为有机溶剂，使得制得的成品本身就含有有机挥发物质，对人体健康有害。因为含有有机挥发物质，其防霉抑菌只能依靠添加苯氧乙醇和防霉剂来达到防霉的效果。而连续成膜的特点也会导致缓释胶囊功能在密闭成膜的环境下不能长期发挥功效，故只有3个月驱蚊有效期。
4.中国专利cn201811164903.8公开了一种含有孟二醇和2-十一酮的微胶囊缓释驱蚊剂，该驱蚊剂主要通过壳聚糖配伍来完成驱蚊剂，但由于只有一次微胶囊生产工艺，所以该驱蚊剂的有效时间依然很短，仅有几十天时间。
5.因此，具有驱蚊效果持久、应用范围广、安全有效的驱蚊产品对保证人们日常工作、生活的环境健康很重要。


技术实现要素：

6.为解决上述问题，本发明提供了一种多环境使用的长效无毒驱蚊材料，包括以下按重量份数计的组分：硅溶胶70—80份，孟二醇90—100份，硅酸钾140—150份，改性膨润土20—30份，重质碳酸钙280—300份，水300—450份。
7.优选地，所述驱蚊材料包括以下按重量份数计的组分：硅溶胶70份，孟二醇90份，硅酸钾150份，改性膨润土20份，重质碳酸钙300份，水370份。
8.本发明还提供了一种多环境使用的长效无毒驱蚊材料的制备方法，包括以下步骤；
9.s1、将硅溶胶，孟二醇以及水按照预定的配比混合后，使用搅拌机以700r/min的转速搅拌30min，得到混合液一；
10.s2、将硅酸钾以及水按照预定的配比混合后，使用搅拌机搅拌30min，然后加入20重量份的改性膨润土在常温下继续搅拌70min，得到无机硅酸钾和膨润土的混合液，随后向无机硅酸钾和膨润土的混合液中加入50重量份的孟二醇，再次充分搅拌50min，孟二醇充分溶解在无机硅酸钾和膨润土的混合液中后，得到混合液二；
11.s3、将s1中得到的混合液一与s2中得到的混合液二充分混合后，加入重质碳酸钙，然后在常温下充分搅拌50min，得到驱蚊材料。
12.优选地，s1中所述硅溶胶，孟二醇以及水的配比为硅溶胶70重量份，孟二醇40重量份以及水100重量份。
13.优选地，s2中所述硅酸钾以及水的配比为硅酸钾150重量份，以及水270重量份；s3中所述重质碳酸钙的加入量为300重量份。
14.其中，改性膨润土的制备过程如下：
15.s21、将膨润土原矿去除杂质后粉碎，然后从粉碎后的膨润土原矿中精心挑选蒙脱石质量分数≥80％的膨润土，得到筛选后的膨润土；
16.s22、将筛选后的膨润土放入酸化池中做酸化处理，得到酸化处理后的膨润土；
17.s23、将酸化处理后的膨润土放入回旋炉中进行焙烧至膨润土被彻底烘干，得到改性膨润土，焙烧过程中，控制回旋炉中的焙烧温度为90-120℃。
18.优选地，s22中所述酸化处理的酸化剂为硫酸，其中，硫酸的浓度为4mol/l，酸化处理的时间为8h；s23中所述焙烧过程中，回旋炉中的温度为100℃。
19.本发明还提供了一种多环境使用的长效无毒驱蚊材料的应用，包括以下步骤；
20.s31、将驱蚊材料加热至90℃后，置于干燥机的出风口对驱蚊材料进行喷雾干燥，干燥3h后得到驱蚊粉末；
21.s32、按照驱蚊粉末100重量份，羟乙基纤维素3重量份的配比混合后加入搅拌机中搅拌10分钟，使驱蚊粉末与羟乙基纤维素混合均匀，得到驱蚊粉末与羟乙基纤维素的混合粉末；
22.s33、将得到的混合粉末使用圆盘造粒机制备成颗粒状驱蚊产品。
23.优选地，所述颗粒状驱蚊产品的粒径分布在1-7mm之间。
24.还提供了一种多环境使用的长效无毒驱蚊材料的应用，根据使用环境需求，将驱蚊材料刷涂在木板或墙上，或者将驱蚊材料制备成驱蚊颗粒包。
25.通过采用上述技术方案，本发明主要具有以下技术效果：
26.1、本发明通过将硅酸钾、硅溶胶和重质碳酸钙混合以后发生化学反应生成硅氧烷键，而硅氧烷键形成的半成膜物质具有独特的透气性能，利用硅氧烷键半成膜包裹孟二醇，使孟二醇从硅氧烷键半成膜中缓慢释放，进而延长孟二醇的驱蚊时间，使得驱蚊材料具有长时间的驱蚊效果。
27.2、通过将筛选后的膨润土放入酸化池中进行酸化处理，利用蒙脱石和硫酸反应，溶出晶格层间的钙离子，进而将孟二醇大量储存在改性膨润土的多孔洞骨架结构中，利用半成膜拥有足够的透气性，使得储存在改性膨润土的多孔洞骨架结构中的孟二醇能够与外界自由交换，自由呼吸，实现长效驱蚊效果。
28.3、采用无机物硅酸钾、硅溶胶作为主要成膜主材，负载的孟二醇属于无毒驱蚊剂，是由植物中提取后提纯而得，具有优异驱蚊效果，在涂覆层形成后会通过驱蚊材料特有的透气性将驱蚊剂缓慢释放在环境空气中而具有了两年之久的长效驱蚊产品，使用过程中对人体安全、无毒。
29.4、本发明制备的驱蚊材料能够根据使用环境不同，从而将驱蚊材料刷涂在木板或墙上，或者将驱蚊材料制备成驱蚊颗粒包使用，适用性强。
30.5、通过将驱蚊材料造粒成颗粒状驱蚊产品，将颗粒状驱蚊产品包装成颗粒包后，在使用过程中即可根据不同的驱蚊环境将驱蚊产品任意摆放，且摆放空间不受限制，获得全空间的驱蚊环境，实用性强。
附图说明
31.图1为本发明一种多环境使用的驱蚊材料的制备方法流程图；
32.图2为本发明一种多环境使用的驱蚊材料中改性膨润土的制备流程图；
33.图3为本发明一种多环境使用的驱蚊材料的应用流程图；
具体实施方式
34.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明中的说明书附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
35.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
36.实施例1：
37.本实施例提供了一种多环境使用的驱蚊材料及其制备方法，所述驱蚊材料包括以下按重量份数计的组分：硅溶胶70份，孟二醇90份，硅酸钾150份，改性膨润土20份，重质碳酸钙300份，水370份，
38.对应的制备方法包括以下步骤：
39.s1、按照硅溶胶70重量份，孟二醇40重量份以及水100重量份的配比混合后，使用搅拌机以700r/min的转速搅拌30min，得到混合液一；
40.s2、按照硅酸钾150重量份，以及水270重量份的配比混合后，使用搅拌机搅拌30min，然后加入20重量份的改性膨润土在常温下继续搅拌70min，得到无机硅酸钾和膨润土的混合液，随后向无机硅酸钾和膨润土的混合液中加入50重量份的孟二醇，再次充分搅拌50min，孟二醇充分溶解在无机硅酸钾和膨润土的混合液中后，得到混合液二。
41.s3、将s1中得到的混合液一与s2中得到的混合液二充分混合后，加入300重量份的重质碳酸钙，然后在常温下充分搅拌50min，得到驱蚊材料。
42.其中，s2中所述改性膨润土的制备方法如下：
43.s21、将膨润土原矿去除杂质后粉碎，然后从粉碎后的膨润土原矿中精心挑选蒙脱石质量分数≥80％的膨润土，得到筛选后的膨润土；
44.s22、将筛选后的膨润土放入酸化池中做酸化处理，得到酸化处理后的膨润土；
45.s23、将酸化处理后的膨润土放入回旋炉中进行焙烧至膨润土被彻底烘干，得到改性膨润土，焙烧过程中，控制回旋炉中的焙烧温度为90-120℃。
46.优选地，s22中所述酸化处理的酸化剂为硫酸，所述硫酸的浓度为4mol/l，所述酸化处理的时间为8h；s23中所述焙烧过程中，回旋炉中的温度为100℃。
47.下面进一步阐述本发明制得的驱蚊材料的驱蚊原理。
48.s3中，将硅酸钾、硅溶胶和重质碳酸钙混合以后表现出优异的性能，混合后发生化学反应生成了硅氧烷键，其中，硅氧烷键的键能比有机高分子聚合物原子间的键能更大，这样使得由本发明制得的驱蚊材料中无机粘结料的颗粒小(其粒径为10—20nm)，且不具有塑性，只能够填充粉料颗粒间的大空隙，而不足以将粉料颗粒间的空隙填满，这样就使得硅氧烷键生成的半成膜中有大量的毛细孔，对包裹在半成膜中的孟二醇(pmd)具有很好的透气性(水蒸气透过率≥1000g/
㎡
.d)。
49.进一步地，本发明通过将筛选后的膨润土放入酸化池中进行酸化处理，利用蒙脱石和硫酸反应，溶出晶格层间的钙离子，进而将孟二醇大量储存在改性膨润土的多孔洞骨架结构中，其中，所述孟二醇是由植物(柠檬桉叶)中提取后提纯而得，具有优异的驱蚊效果，在安全性上远远优于农药驱蚊成份。本发明提供的驱蚊材料通过形成半成膜，利用半成膜拥有足够的透气性，使得储存在改性膨润土的多孔洞骨架结构中的孟二醇能够与外界自由交换，自由呼吸，实现长效驱蚊效果。
50.具体地，将实施例1制得的驱蚊材料均匀的刷涂在木板、硅酸钙板或者墙体上，驱蚊材料在木板、硅酸钙板或者墙体的涂覆层面上共生形成了硅氧烷键半成膜物质，而硅氧烷键形成的半成膜物质具有独特的透气性能，使被硅氧烷键半成膜包裹内部的孟二醇能够缓慢释放，进而延长孟二醇的驱蚊时间。通过将孟二醇从硅氧烷键半成膜缓慢释放，从而使由实施例1制备的成品驱蚊材料具有长时间且持续高效的驱蚊效果。
51.实施例2：
52.本实施例提供了一种本发明制得的驱蚊材料的应用，包括以下步骤：
53.s31、将实施例1中制得的驱蚊材料加热至90℃后，置于干燥机的出风口对驱蚊材料进行喷雾干燥，干燥3h后得到驱蚊粉末；
54.s32、按照驱蚊粉末100重量份，羟乙基纤维素3重量份的配比混合后加入搅拌机中搅拌10分钟，使驱蚊粉末与羟乙基纤维素混合均匀，得到驱蚊粉末与羟乙基纤维素的混合粉末；
55.s33、将得到的混合粉末使用圆盘造粒机制备成粒径分布在1-7mm之间的颗粒状驱蚊产品。
56.进一步地，,将s33中得到的颗粒状驱蚊产品包装成颗粒包，在使用过程中，能够根据不同的驱蚊环境将驱蚊产品任意摆放，且摆放空间不受限制，从而可以获得一个全空间的驱蚊环境。
57.本发明还在实验室内对驱蚊材料的驱蚊效果进行了测试，具体地，本次实验中采用白纹伊蚊和致倦库蚊作为受试虫种，但在此需要说明的是，由于此二种蚊虫吸血时间不同，因此本次实验共分两部分进行：在白天进行驱蚊材料对白纹伊蚊的趋避试验以及在晚上进行驱蚊材料对致倦库蚊趋避试验。
58.具体地，白天将≥50只未吸血的白纹伊蚊雌蚊放入已关闭门的双层蚊帐内帐中，封闭内帐。待受试虫恢复正常活动后，在帐内中央放置设有涂覆有实施例1制备的驱蚊材料的木箱，木箱内固定一只成年小白鼠，其腹面朝上，静置30min，然后观察箱内是否有蚊虫停落，随后取出木箱，吸取帐内所有蚊虫，将小白鼠麻醉后观察其吸血情况，测试过程中，以未设置驱蚊材料的木箱中固定成年小白鼠作为对照组，每一周每天评估观察一次，第二周开
始每周观察一次直至第二个月，第二个月开始每两周观察一次至第六个月，而后每个月观察一次，以此类推，直至发现设置有驱蚊材料的有效保护率＜70％，实验结束，得出有效保护时间。
59.具体地，傍晚将≥50只未吸血的致倦库蚊雌蚊放入已关闭门的双层蚊帐内帐中，封闭内帐。带受试虫恢复正常活动后，在帐内中央放置设有驱蚊材料的木箱，木箱内固定一只成年小白鼠，其腹面朝上，静置一夜。第二天观察箱内有无蚊虫停落，而后取出木箱，吸取帐内所有蚊虫，将小白鼠麻醉后观察其吸血情况。实验设置对照组，以未设置驱蚊材料的木箱中固定成年小白鼠作为对照组，每一周每天评估观察一次，第二周开始每周观察一次直至第二个月，第二个月开始每两周观察一次至第六个月，而后每个月观察一次，以此类推，直至发现推料的有效保护率＜70％，实验结束，得出有效保护时间。
60.在此需要说明的是，有效保护率的计算方式以及有效保护时间的定义如下：
61.有效保护率＝(对照组吸血蚊虫数-实验组吸血蚊虫数)/对照组吸血蚊虫数
×
100％。
62.有效保护时间：为有效保护率≥70％所持续的时间。
63.进一步地，所述蚊虫趋避实验中，实验室内的环境温度为26.1℃，湿度为65％。本发明制得驱蚊材对不同蚊种的驱蚊效果如表1，表2所示：
64.表1驱蚊材料对白纹伊蚊的驱蚊效果
[0065][0066]
表2驱蚊材料对致倦库蚊的驱蚊效果
[0067]
[0068][0069]
通过对上述驱蚊效果进行分析，使用实施例1制得的驱蚊材料，在经过近一年的时间后，有效保护率仍然＞70％，具有长时间且持续高效的驱蚊效果。
[0070]
下面参考检测标准oecd 403对驱蚊材料进行急性吸入毒性试验：
[0071]
具体地，本次实验过程中，实验环境为spf级实验动物房，其中，实验环境的室温为22
±
1℃，相对湿度为60
±
5％；实验动物为6只spf级昆明种小鼠，雌雄各半，体重18.0-20.0克。
[0072]
实验步骤如下：
[0073]
样品处理：裁切下尺寸为20cm
×
25cm大小的驱蚊材料样品后，加入1000ml超纯水混合均匀后在温度为37℃的水浴中浸泡24h，然后收集浸泡液作为受试物。
[0074]
样品染毒浓度：正式试验采用一次限量法，染毒浓度设为5000mg/m3，一次吸入染毒4h。
[0075]
染毒设备：采用动式染毒法，用hope-med 8050染毒装置一次吸入染毒4h；
[0076]
染毒条件：进气流速约为3.6m3/h，染毒柜容积0.3m3，进气累计14.7m3，柜内温度：22
±
1℃，柜内湿度：55～85％，氧气浓度：20
±
0.5％；受试物相对密度为1.011；染毒期间禁食禁水，结束后正常饮食。
[0077]
观察过程：实验观察14天，记录中毒症状及死亡情况，观察期内存活动物每周称重，观察期结束存活动物称重，人道处死后进行尸检。
[0078]
测试结果如下：
[0079]
14天观察期内未见实验动物明显中毒症状及死亡；实验动物大体解剖未见异常；故小鼠一次4h吸入染毒lc
50
》5000mg/m3。本次急性吸入毒性试验结果见下表3。
[0080]
表3受试物对小鼠急性吸入毒性试验结果
[0081][0082]
通过对上述驱蚊效果进行分析，使用实施例1制得的驱蚊材料对人体安全、无毒。
[0083]
最后应说明的是：本发明实施例公开的仅为本发明较佳实施例而已，仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述各项实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应的技术方案的本质脱离本发明各项实施例技术方案的精神和范围。