阅读说明：本技术 含次氯酸和硅烷季铵的消毒和抗微生物溶液 (Disinfecting and antimicrobial solutions containing hypochlorous acid and silane quats ) 是由 P·E·艾迪 C·A·艾迪 于 2020-11-11 设计创作，主要内容包括：一种消毒和抗微生物溶液,包含：次氯酸；硅烷季铵离子或其盐；以及水。次氯酸可以以0.1至1000ppm的浓度存在于溶液中。硅烷季铵离子或其盐可以是以下中的一种或多种：3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基二甲基十八烷基铵离子、3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基二甲基十八烷基氯化铵、3-(三羟基甲硅烷基)丙基二甲基十八烷基铵离子以及3-(三羟基甲硅烷基)丙基二甲基十八烷基氯化铵。硅烷季铵离子或其盐可以是溶液的0.1至10重量％。消毒和抗微生物溶液可以进一步包含异丙醇。消毒和抗微生物溶液可以进一步包含氯化钠水溶液电解的阳极电解液产物,并且阳极电解液产物包含消毒和抗微生物溶液的次氯酸。(A disinfecting and antimicrobial solution comprising: hypochlorous acid; silane quaternary ammonium ions or salts thereof; and water. Hypochlorous acid may be present in the solution at a concentration of 0.1 to 1000 ppm. The silane quaternary ammonium ion or salt thereof may be one or more of the following: 3- (trimethoxysilyl) propyldimethyloctadecyl ammonium ion, 3- (trimethoxysilyl) propyldimethyloctadecyl ammonium chloride, 3- (trihydroxysilyl) propyldimethyloctadecyl ammonium ion, and 3- (trihydroxysilyl) propyldimethyloctadecyl ammonium chloride. The silane quaternary ammonium ion or salt thereof may be 0.1 to 10% by weight of the solution. The disinfecting and antimicrobial solution may further comprise isopropyl alcohol. The disinfecting and antimicrobial solution may further comprise an anolyte product of the electrolysis of the aqueous sodium chloride solution, and the anolyte product comprises hypochlorous acid of the disinfecting and antimicrobial solution.)

含次氯酸和硅烷季铵的消毒和抗微生物溶液

背景技术

氯化钠的水溶液(有时被称为盐水溶液)的电解产生次氯酸(HOCl)。更具体地说，通常具有钠离子和氯离子可渗透的膜的电解池将阳极和阴极分开。在阳极处，产生次氯酸、盐酸(HCl)和次氯酸根离子(ClO^-)的酸性溶液，以及氧气 (O₂)和氯气(Cl₂)气体。氯成分处于平衡状态，并且主要化学物质是pH的函数，其中次氯酸在2与7之间的pH值时占主导地位。在阴极处，产生氢氧化钠 (NaOH)的碱性溶液以及氢气(H₂)气体。在阳极处产生的酸性溶液有时被称为“阳极电解液”或“酸性电解水”。在阴极处产生的碱性溶液有时被称为“阴极电解液”或“碱性电解水”。两者的结合有时被称为“中性电解水”。

次氯酸已经在各种应用中用作杀菌剂、消毒剂和抗微生物剂。次氯酸的示例性应用包括在医院中对食品加工表面进行消毒和对医疗设备进行杀菌。次氯酸通过与膜酶和结构蛋白不可逆地反应来非常迅速地杀死微生物。含有氢氧化钠的“阴极电解液”已经被用作清洁剂。

然而，次氯酸的反应性带来了问题，因为次氯酸不能作为持久性或预防性的抗微生物剂。类似地，“阳极电解液”的保存期限有限，其中次氯酸的浓度随时间快速下降。

发明内容

本公开通过将硅烷季铵组分与次氯酸结合而解决了该问题。硅烷季铵组分为含有次氯酸的溶液赋予持久的抗微生物组分。当含有硅烷季铵组分的溶液施加在表面上时，导致硅烷季铵组分结合到表面上。硅烷季铵组分不会以与次氯酸相同的方式通过反应而失效。因此，即使次氯酸已经反应并因此过期，或者即使溶液中的次氯酸的浓度已经降低，硅烷季铵组分也提供持久的抗微生物功效。在某种意义上，硅烷季铵组分在次氯酸已经反应或者在溶液中的浓度已经降低的情况下提供备用的抗微生物功能。

根据本公开的第一个方面，消毒和抗微生物溶液包含：次氯酸；硅烷季铵离子或其盐；以及水。在实施例中，次氯酸以0.1至1000ppm的浓度存在于溶液中。在实施例中，次氯酸以0.1至200ppm的浓度存在于溶液中。在实施例中，次氯酸以200至1000ppm的浓度存在于溶液中。

在实施例中，硅烷季铵离子或其盐是以下中的一种或多种：3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基二甲基十八烷基铵离子、3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基二甲基十八烷基氯化铵、3-(三羟基甲硅烷基)丙基二甲基十八烷基铵离子以及3-(三羟基甲硅烷基)丙基二甲基十八烷基氯化铵。在实施例中，硅烷季铵离子或其盐为溶液的0.1至10 重量％。在实施例中，硅烷季铵离子或其盐为溶液的0.75至5重量％。在实施例中，硅烷季铵离子或其盐为溶液的1.9至2.1重量％。在实施例中，消毒和抗微生物溶液进一步包含异丙醇。

在实施例中，消毒和抗微生物溶液进一步包含：氯化钠水溶液电解的阳极电解液产物，并且阳极电解液产物包括次氯酸。在实施例中，消毒和抗微生物溶液进一步包含：产生阳极电解液产物的氯化钠水溶液电解的阴极电解液产物，并且阴极电解液产物包含氢氧化钠。

根据本公开的第二方面，消毒和抗微生物溶液包含：0.1至1000ppm的次氯酸；0.1至10重量％的硅烷季铵离子或其盐；以及水。在实施例中，硅烷季铵离子或其盐是以下中的一种或多种：3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基二甲基十八烷基铵离子、3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基二甲基十八烷基氯化铵、3-(三羟基甲硅烷基)丙基二甲基十八烷基铵离子以及3-(三羟基甲硅烷基)丙基二甲基十八烷基氯化铵。在实施例中，消毒和抗微生物溶液进一步包含异丙醇。

根据本公开的第三方面，抗微生物溶液包含：氢氧化钠；硅烷季铵离子或其盐；以及水。在实施例中，硅烷季铵离子或其盐是以下中的一种或多种：3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基二甲基十八烷基铵离子、3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基二甲基十八烷基氯化铵、3-(三羟基甲硅烷基)丙基二甲基十八烷基铵离子以及3-(三羟基甲硅烷基)丙基二甲基十八烷基氯化铵。在实施例中，硅烷季铵离子或其盐为溶液的 0.1至10重量％。在实施例中，抗微生物溶液进一步包含异丙醇。在实施例中，抗微生物溶液进一步包含：氯化钠水溶液电解的阴极电解液产物，该阴极电解液产物包含氢氧化钠。在实施例中，抗微生物溶液进一步包含：氯化钠水溶液电解的阳极电解液产物，该阳极电解液产物包含次氯酸。

通过参考以下说明书和权利要求书，本领域技术人员将进一步理解和领会本公开的这些和其它特征、优点和目的。

具体实施方式

出于本文描述的目的，应当理解，在以下说明书中描述的具体装置和过程仅仅是所附的权利要求中限定的发明概念的示例性实施例。因此，与本文公开的实施例相关的物理特征不应被认为是限制性的，除非权利要求明确地另外声明。

本文描述了一种消毒和抗微生物溶液。该消毒和抗微生物溶液包括次氯酸、硅烷季铵离子或其盐以及水。

在实施例中，次氯酸是氯化钠水溶液电解的产物。在实施例中，次氯酸以0.1 至1000ppm的浓度，诸如0.1至200ppm的浓度，或200至1000ppm的浓度存在于溶液中。

在实施例中，硅烷季铵离子或其盐是以下中的一种或多种：3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基二甲基十八烷基铵离子、3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基二甲基十八烷基氯化铵、3-(三羟基甲硅烷基)丙基二甲基十八烷基铵离子以及3-(三羟基甲硅烷基)丙基二甲基十八烷基氯化铵。在实施例中，硅烷季铵离子或其盐为溶液的0.1至10 重量％，诸如为溶液的0.75至5重量％，诸如为溶液的1.9至2.1重量％。

在实施例中，消毒和抗微生物溶液进一步包含异丙醇。

在特定的实施例中，消毒和抗微生物溶液包含0.1至1000ppm的次氯酸、0.1 至10重量％的硅烷季铵离子或其盐以及水。该溶液可以进一步包含异丙醇。

在实施例中，次氯酸是氯化钠水溶液电解的阳极电解液的组分。在这样的实施例中，含有次氯酸的阳极电解液与含有硅烷季铵离子或其盐的溶液结合。在一种变型中，氯化钠水溶液电解的阴极电解液产物也加入到消毒和抗微生物溶液中，从而向水溶液中提供氢氧化钠。

硅烷季铵离子或其盐的加入提供了持久的抗微生物活性，该抗微生物活性在次氯酸由于反应或其它原因而失效后而得以保留。硅烷季铵离子的硅烷基团键合到它所应用的表面上。当微生物细胞接触硅烷季铵离子时，认为有若干种机制导致微生物细胞的死亡——(1)季铵基团导致细胞中的离子失衡；或者(2)长烷基链渗透到细胞中并使细胞破裂。与次氯酸不同，硅烷季铵离子破坏微生物细胞而不消耗硅烷季铵离子。硅烷季铵离子可以自由地破坏更多的微生物细胞。因此，即使在次氯酸已经反应之后，硅烷季铵离子仍保持与它所应用的表面结合，以继续提供抗微生物性能。

在本公开的另一个方面中，抗微生物溶液包含氢氧化钠、硅烷季铵离子或其盐以及水。硅烷季铵离子或其盐是以下中的一种或多种：3-(三甲氧基甲硅烷基) 丙基二甲基十八烷基铵离子、3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基二甲基十八烷基氯化铵、 3-(三羟基甲硅烷基)丙基二甲基十八烷基铵离子和3-(三羟基甲硅烷基)丙基二甲基十八烷基氯化铵。硅烷季铵离子或其盐为溶液的0.1至10％重量。

在实施例中，氢氧化钠是氯化钠水溶液电解的阴极电解液产物的组分，并且该阴极电解液产物与硅烷季铵离子或其盐结合。在实施例中，抗微生物溶液进一步包括氯化钠水溶液电解的阳极电解液产物，并且该阳极电解液产物包括次氯酸。

应当理解，在不脱离本公开的概念的情况下，可以对前述结构进行变化和修改，并且进一步应当理解，这样的概念旨在由所附的权利要求覆盖，除非这些权利要求通过它们的语言明确地另外声明。