具有新穎聚合物負載體系的抗菌配方和方法與流程

本發明涉及抗菌和除臭材料領域，更具體地說，涉及為廣泛應用領域提供抗菌和除臭功能的配方和方法。

背景技術：

在不限制本發明的范圍的前體下，本發明所描述的背景為與抗微生物和除臭相關的配方、方法和負載體系，以向軟和硬表面提供抗微生物和除臭功能性涂層，材料包括紡織品、有機和無機固體介質、顆粒、多孔和無孔介質以及其他包括人和動物皮膚、皮膚損傷；用于中和人和動物產生的液體、固體廢物氣味，以及通過與功能性涂層接觸的方式來氧化分解有害物質。

在不限制本發明的范圍的前提下，通常基于通過結合配方和方法來穩定含N-鹵胺的抗菌和除臭目標產品；提供用于降低基于鹵素的功能性涂層目標產品的氯氣味和氣相腐蝕性的配方

不限制本發明的范圍的前提下，N-鹵胺可以通過物理和/或化學結合，在協同作用下，通過聚合物負載劑固定在目標產品上。相互作用包括但不限于范德華力，配位鍵合，離子相互作用，氫鍵，交聯，自由基相互作用等。換句話說，本發明提供了一種用于生產消毒除臭液、滅菌劑、氧化性涂層和介質的配方和方法，這些產品可以廣泛用于生物危害控制，防止和消除氣味和其它有害物質，以及抑制促使有機物質產生惡臭的生物酶。在不限制本發明的范圍的前體下，功能性涂層和介質可以在儲存時穩定存在，并且在使用中具有耐久性。在不限制本發明的范圍的前體下，所發明的鹵素穩定配方可以減少基于N-鹵胺的抗微生物劑和除臭目標產品的氯氣味道。在不限制本發明的范圍的前體下，所發現的鹵素穩定化配方可以降低源自N-鹵胺的鹵素導致的金屬腐蝕。

盡管時至今日，人們為防止傳染性病原體的傳播作出了廣泛的努力，但傳染病仍然是美國和全世界第三大導致死亡的原因。醫療相關的感染(HAI)仍然是世界上最為緊迫和最昂貴的醫療保健問題之一。受污染的環境硬表面和軟表面在感染傳播中起了關鍵作用，它們導致了大約有記錄的與醫療相關的感染的爆發的20％。交叉感染不僅是導致醫院疾病爆發和死亡的主要原因，而且還顯著增加了入院病人的住院時間和醫療開支。醫院感染率，特別是那些由耐藥性細菌引起的感染率，在全球范圍內正在以驚人地速度增加。雖然更為嚴格的感染控制措施正在實施，但很顯然，目前所使用的減少醫院感染的方式是遠遠不夠的。傳染源傳播的一個關鍵因素是致病微生物在環境表面上存活的能力。已經被大家所共識的是，許多感染源可以在環境中存活很長時間。例如，在各種醫院表面上，革蘭氏陽性菌(萬古霉素敏感和抗性大腸桿菌和甲氧西林敏感和抗性葡萄球菌)至少可以存活1天，有些甚至能存活超過90天。革蘭氏陰性菌(包括銅綠假單胞菌，大腸桿菌，肺炎克雷伯桿菌，粘質沙雷氏菌，奇異變形桿菌，不動桿菌和腸桿菌)可以存活2小時到60天。醫學上重視的真菌(假絲酵母屬，曲霉屬，鐮孢屬，毛霉屬和擬青霉屬)可以存活數天至數周。病毒(副流感病毒，甲型和乙型流感病毒，呼吸道合胞病毒，人腸道病毒和SARS冠狀病毒)可以存活數小時至數天。例如，曾經的耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)的醫院爆發，經查明與污染的擔架和手持淋浴具有直接的關聯。在血液腫瘤學單位中的綠膿桿菌爆發，經查明是從清潔設備表面的污染引起的。并且在長期看護中心的諾如病毒爆發病例，據查明與居住房間、餐桌和電梯按鈕的污染表面有直接關系。最近的研究表明，攜帶耐藥性細菌如MRSA和耐萬古霉素腸球菌(VRE)的患者可能嚴重污染其周圍環境，而受污染的表面可能顯增加傳播到隨后的入住者的感染風險。

為應對傳染性病原體、生物膜得廣泛傳播和普遍存在臭味問題，能夠在接觸時有效地滅活微生物的抗菌表面已經引起了相當大的研究興趣。這些方法已經廣泛用于生產木材、紙張、塑料、紡織品、涂料等。然而，目前市場上的相關產品基本上是將殺菌劑加入聚合物中，其主要目的是僅僅保護聚合物材料免于由微生物攻擊引起的變質和變色。

近期，開發能有效地滅活病原體、殺滅能產生臭味分子的微生物和防止生物膜形成的抗菌表面的開發已迫在眉睫，但成功的實例仍然很少，而且應用范圍有限。N-鹵代胺顯示出對微生物的強有力的耐久性抗菌性。抗菌表面可以有效防止或減少有害氣味。它們可通過直接接觸殺滅產生臭味微生物以及中和微生物產生的惡臭產物，甚至能滅活產生惡臭產物的生物酶，催化酶通常引起有機物質分解，并將轉化為氨或其他有害物質。

在不限制本發明的范圍的前提下，本發明背景是為目標產品提供抗菌、除臭、化學臭味中和功能涂層的一種配方、方法以及負載體系。具體地講，本發明提供了用于為軟和硬表面提供抗菌，氣味控制和有害化學物質控制功能的配方和方法，包括應用于涂層、織物、有機和無機固體介質，顆粒多孔和無孔對象，人和動物皮膚和皮膚損傷以及其他相關產品。

技術實現要素：

本發明基于如下的發現，即具有鹵素穩定化和/或新穎的負載體系和/或靶向系統的多官能配方，可用于將N-鹵胺添加和/或固定到廣泛的目標物體上以提供有效的抗菌和除臭功能。發明了幾種定制配方和方法，含有N-鹵胺的配方和方法具有較低氯味和氣相腐蝕的抗菌和除臭功能，可以用于廣泛范圍的應用。

本發明涉及用于控制微生物并減少各種環境和生物體系和結構中的氣味的配方和方法。涉及用于減少由鹵素基抗菌產品引起的氯味和氣相腐蝕的配方和方法。涉及為軟和硬表面、有機和無機、固體和顆粒、多孔和無孔，以及包括為人和動物皮膚，完整和病理損傷提供穩定、持久的功能性涂層的配方和方法。發明了幾種定制的聚合物負載體系以將N-鹵胺固定到目標產品上，以提供具有抗菌、除臭、氧化和酶抑制功能的多功能表面，它可以控制微生物代謝產生的持久性的惡臭化合物。在軟和硬表面上潛在應用的包括但不限于紡織品、塑料、木材、金屬、玻璃和大理石、礦物質、植物來源的有機材料和哺乳動物皮膚。抗菌和除臭介質中的潛在應用包括但不限于氣味控制貓砂(貓衛生墊砂)、冰箱除臭劑和其它氣味控制相關目標產品，包括在個人護理和寵物護理使用產品。

在不限制本發明的范圍的前體下，該方法包括加入一種或多種水溶性和/或水分散性的N-鹵胺化合物，例如2-氯-1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺，和基于陽離子季銨基團(QAM)的N-鹵胺等。鹵素穩定劑可以是一種或多種自由基清除劑，例如氫醌，(2,2,6,6-四甲基哌啶-1-基)氧基、2,2,6,6-四甲基哌啶-1,4-二醇、2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇。負載組分可以是一種或多種水溶性/可分散的天然或合成聚合物，例如淀粉，纖維素，明膠等及其衍生物，或乙烯基或丙烯酸樹脂乳液。潛在的待涂覆介質包括但不限于砂子、沸石、玻璃珠、粘土、玉米芯、草桿和木材。

本公開的另外的實施方案提供一類新的水溶性含陽離子季銨(QAM)的N-鹵胺，其包含結構式I to V:

其中:

R₁,R2,R3＝含1 to 8碳的短鏈烴

X₁＝Cl,Br

X₂,X₃,X₄,X₅＝H,Cl,Br

n＝4 to 12

基于陽離子季胺的N-鹵代胺包含至少一種提供所需正電荷的季銨部分(QAM)，至少一種提供抗菌、除臭和氧化功能的N-鹵胺。此外，本發明中的大多數聚合物負載劑在溶液中均顯示負電荷，并且在干燥膜形式下依然具有負的表面電荷。帶負電荷的聚合物為那些帶正電荷的季胺QAMs基N-鹵胺提供超強的結合/穩定能力。

本主題發明更具體地揭示了一種水基消毒除臭液，它由(a)至少一種水溶性/可分散的N-鹵胺，包括但不限于N-氯-N-乙基苯磺酰胺鈉三水合物、N，N-二氯-4-甲基基苯磺酰胺、N-氯-N-磺基氨基磺酸鹽、N-溴-N-氯-四硝基苯氨基磺酸鹽、N-氯亞氨基二磺酸鹽、N-氯-N-芳基氨基磺酸鈉、N-氯-N-甲基苯磺酰胺、N-氯-N-甲基苯磺酰胺、2,4,6,8-四氯-2,4,6,8-四唑雙環辛烷-3,7-二酮、三氯亞氨基磷酸酯鈉、N-鹵代亞硫酰胺、N-鹵代-N-硫代酰胺酯、氯代異氰脲酸酯、N-鹵代氨基甲酸酯、N-鹵代磺酰胺酯、N-氯-亞氨二磺酸鹽、N，N-二氯甲胺、2-氯-1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺、2,4-二氯-1,3,5-三嗪-2,4，6-三胺、2,4,6-三氯-1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺、1-氯-5,5-二甲基乙內酰脲、1-溴-5,5-二甲基乙內酰脲、1，3-二溴-5,5-二甲基乙內酰脲、1-氯-3-溴-5,5-二甲基乙內酰脲、1,3-二氯-5,5-二甲基乙內酰脲、1-氯-4,4,5,5-四甲基咪唑烷、1,3-二氯-4,4,5,5-四甲基咪唑烷-2-酮、1-氯-2,2,5,5-四甲基咪唑烷-4-酮、1,3-二氯-2,4-二甲基咪唑烷-2-酮、二氯異氰脲酸鉀、二溴異氰脲酸鉀、二溴異氰尿酸鉀、二溴異氰尿酸鈉、單氯代-六氯代三聚氰胺、單氯代-六氯代三聚氰胺、單氯代-3-氯-4,4-二甲基-2-惡唑烷酮、N-氯代琥珀酰亞胺、1-氯吡咯烷-2,5-二酮、1,3-二氯四氫喹唑啉-2,4-二酮、1,4-二氯-2，2,5,5-四取代-哌嗪-3,6-二酮、N-氯-2,2,6,6-四甲基哌啶、N-氯-4-氨基-2,2,6,6-四甲基哌啶。聚氯化聚丙烯酰胺、氯化聚甲基丙烯酰胺、溴化聚甲基丙烯酰胺、聚N-氯-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基丙烯酸酯、N-氯-N-聚(N-氯-乙內酰脲-甲基-對苯乙烯)。1-氯-3-溴烷基三甲基銨-4,4,5,5-四甲基咪唑烷-2-酮、1-溴-3-溴烷基三甲基銨-4,4、5,5-四甲基咪唑烷-2-酮、1-氯-3-溴烷基三甲基銨-2,2,5,5-四甲基咪唑烷-4-酮、1-溴-3-溴烷基三甲基銨-2,2,5,5-四甲基咪唑啉-4-酮、2-氯-4-溴烷基三甲基銨-1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺、2-溴-4-溴烷基三甲基銨-1,3,5-三嗪-2、1-氯-3-溴烷基三甲基銨-5,5-二甲基乙內酰脲和1-溴-3-溴烷基三甲基銨-5,5-二甲基乙內酰脲；和

(b)至少一種水溶性鹵素穩定化劑，其選自氫醌、(2,2,6,6-四甲基哌啶-1-基)氧基、2,2,6,6-四甲基-哌啶-1-基、1,4-二醇，2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇、4-氨基-2,2,6,6-四甲基哌啶、2,2,6,6-四甲基哌啶、甲基丙烯酸四甲基-4-哌啶酯、2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酮、(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)苯甲酸酯、1,1'-亞乙基雙，5-四甲基哌嗪酮)、4-乙酰氨基-2,2,6,6-四甲基哌啶、雙(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)琥珀酸酯、雙(2,2,6,6-四甲基哌啶基)、(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)己烷-1,6-二胺和其它2,2,6,6-四甲基哌啶的水溶性衍生物。

本發明還揭示了一種水基消毒除臭液，其包含(a)至少一種水溶性/可分散的N-鹵胺，包括但不限于N-氯-N-鄰二甲基苯磺酰胺三水合物、N，N-二氯-N，N-二氯苯磺酰胺、N-氯-N-鄰氨基苯磺酰胺化物、單氯氨基磺酸鹽、二氯氨基磺酸鹽、N-氯亞氨基二磺酸鹽、N-氯-N-芳基氨基磺酸鈉、2-氯-N-甲基苯磺酰胺、4,6,8-四氯-2,4,6,8-四唑雙環辛烷-3,7-二酮、三氯亞氨基磷酸酯鈉、N-鹵代亞硫酰胺、N-鹵代-N-硫代酰胺酯、氯代異氰脲酸酯、N-鹵代氨基甲酸酯、N-鹵代磺酰胺酯、N-氯-亞氨二磺酸鹽、N，N-二氯甲胺、2-氯-1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺、2,4-二氯-1,3,5-三嗪-2,4，1,2,6-三胺、2,4,6-三氯-1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺、1-氯-5,5-二甲基乙內酰脲、1-溴-5,5-二甲基乙內酰脲、3-二溴-5,5-二甲基乙內酰脲、1-氯-3-溴-5,5-二甲基乙內酰脲、1,3-二氯-5,5-二甲基乙內酰脲、1-氯-4,4,5,5-四甲基咪唑烷-2-酮、1,3-二氯-4,4,5,5-四甲基咪唑烷-2-酮、1-氯-2,2,5,5-四甲基咪唑烷-4-酮、1,3-二氯-2,2，3,5-二甲基咪唑啉-4-酮、1,3-二氯-s-三嗪-2,4,6-三酮、三氯異氰脲酸、二氯異氰脲酸鉀、二氯異氰尿酸鈉、二溴異氰脲酸鉀、二溴異氰尿酸鈉、六溴三聚氰胺、3-氯-4,4-二甲基-2-惡唑烷酮、N-氯琥珀酰亞胺、1-氯吡咯烷-2,5-二酮、1,3-二氯四氫喹唑啉-2,4-二酮、1,4-二氯-2,5-二2,5,5-四取代-哌嗪-3,6-二酮、N-氯-2,2,6,6-四甲基哌啶、N-氯-4-氨基-2,2,6,6-四甲基哌啶、氯化聚丙烯酰胺，氯化聚(甲基丙烯酰胺)，溴化聚甲基丙烯酰胺、聚N-氯-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基丙烯酸酯、聚N-氯-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基丙烯酸酯、N-氯-乙內酰脲-甲基-對苯乙烯乳液、1-氯-3-溴烷基三甲基銨-4,4,5,5-四甲基咪唑烷-2-酮、1-溴-3-溴烷基三甲基銨-4,4、1-氯-3-溴烷基三甲基銨-2,2,5,5-四甲基咪唑烷-4-酮、1-溴-3-溴烷基三甲基銨-2,2,5,5-四甲基咪唑烷-2-酮、四甲基咪唑烷-4-酮、2-氯-4-溴烷基三甲基銨-1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺、2-溴-4-溴烷基三甲基銨-1,3,5-三嗪-2,4，6-三胺、1-氯-3-溴烷基三甲基銨-5,5-二甲基乙內酰脲和1-溴-3-溴烷基三甲基銨-5,5-二甲基乙內酰脲；

(c)至少一種選自纖維素、羧酸纖維素、羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、羥丙基纖維素、淀粉、瓜爾膠、明膠、乙烯基樹脂乳液、丙烯酸樹脂乳液、聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚乙烯亞胺、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、聚環氧乙烷、聚N-異丙基丙烯酰胺、聚2-惡唑啉、烯丙胺鹽酸鹽、聚苯乙烯磺酸鹽和聚二烯丙基二甲基氯化銨。

本發明還公開了一種水基消毒除臭液，其包含(a)至少一種水溶性/可分散的N-鹵胺，包括但不限于N-氯-N-鄰二甲基苯磺酰胺三水合物、N，N-二氯-N，N-二氯苯磺酰胺、N-氯-N-鄰氨基苯磺酰胺化物、單氯氨基磺酸鹽、二氯氨基磺酸鹽、N-氯亞氨基二磺酸鹽、N-氯-N-芳基氨基磺酸鈉、2-氯-N-甲基苯磺酰胺、4,6,8-四氯-2,4,6,8-四唑雙環辛烷-3,7-二酮、三氯亞氨基磷酸酯鈉、N-鹵代亞硫酰胺、N-鹵代-N-硫代酰胺酯、氯代異氰脲酸酯、N-鹵代氨基甲酸酯、N-鹵代磺酰胺酯、N-氯亞胺二磺酸鹽、N，N-二氯甲胺、2-氯-1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺、2,4-二氯-1,3,5-三嗪-2,4、1,2,6-三胺、2,4,6-三氯-1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺、1-氯-5,5-二甲基乙內酰脲、1-溴-5,5-二甲基乙內酰脲、3-二溴-5,5-二甲基乙內酰脲、1-氯-3-溴-5,5-二甲基乙內酰脲、1,3-二氯-5,5-二甲基乙內酰脲、1-氯-4,4,5,5-四甲基咪唑烷-2-酮、1,3-二氯-4,4,5,5-四甲基咪唑烷-2-酮、1-氯-2,2,5,5-四甲基咪唑烷-4-酮、1,3-二氯-2,2，3,5-二甲基咪唑啉-4-酮、1,3-二氯-s-三嗪-2,4,6-三酮、三氯異氰脲酸、二氯異氰脲酸鉀、二氯異氰尿酸鈉、二溴異氰脲酸鉀、二溴異氰尿酸鈉、六氯三聚氰胺、3-氯-4,4-二甲基-2-惡唑烷酮、N-氯琥珀酰亞胺、1-氯吡咯烷-2,5-二酮、1,3-二氯四氫喹唑啉-2,4-二酮、2,5,5-四取代-哌嗪-3,6-二酮、N-氯-2,2,6,6-四甲基哌啶、N-氯-4-氨基-2,2,6,6-四甲基哌啶、氯化聚丙烯酰胺、氯化聚甲基丙烯酰胺、溴化聚甲基丙烯酰胺、聚N-氯-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基丙烯酸酯、聚N-氯-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基丙烯酸酯、N-氯-乙內酰脲-甲基-對苯乙烯乳液、1-氯-3-溴烷基三甲基銨-4,4,5,5-四甲基咪唑烷-2-酮、1-溴-3-溴烷基三甲基銨-4,4、1-氯-3-溴烷基三甲基銨-2,2,5,5-四甲基咪唑烷-4-酮、1-溴-3-溴烷基三甲基銨-2,2,5,5-四甲基咪唑烷-2-酮、四甲基咪唑烷-4-酮、2-氯-4-溴烷基三甲基銨-1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺、2-溴-4-溴烷基三甲基銨-1,3,5-三嗪-2,4，6-三胺、1-氯-3-溴烷基三甲基銨-5,5-二甲基乙內酰脲和1-溴-3-溴烷基三甲基銨-5,5-二甲基乙內酰脲；

(b)至少一種水溶性鹵素穩定化化合物，其選自氫醌、(2,2,6,6-四甲基哌啶-1-基)氧基、2,2,6,6-四甲基-哌啶-1-基、1,4-二醇，2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇、4-氨基-2,2,6,6-四甲基哌啶、2,2,6,6-四甲基哌啶、甲基丙烯酸四甲基-4-哌啶酯、2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酮、(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)苯甲酸酯、1,1'-亞乙基雙，5-四甲基哌嗪酮)、4-乙酰氨基-2,2,6,6-四甲基哌啶、雙(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)琥珀酸酯、雙(2,2,6,6-四甲基哌啶基)、(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)己烷-1,6-二胺和2,2,6,6-四甲基哌啶的其它水溶性衍生物；和

(c)至少一種選自纖維素、羧酸纖維素、羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、羥丙基纖維素、淀粉、瓜爾膠、明膠、乙烯基樹脂乳液、丙烯酸樹脂乳液、聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚乙烯亞胺、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、聚環氧乙烷、聚N-異丙基丙烯酰胺、聚2-惡唑啉、烯丙胺鹽酸鹽、聚苯乙烯磺酸鹽和聚二烯丙基二甲基氯化銨。

本發明的水基消毒除臭液體可與其它類似產品一起使用以增強和補充抗微生物和氣味控制活性。該制劑可用于與主要的消毒和/或除臭產品共同使用，包括但不限于季銨化合物、氧化劑(包括漂白劑)、酚類(包括三氯生)、醇、酰胺、醛，殺生物劑包括銀、銅和鋅及其合金和抗菌生物肽。

在本發明的水基消毒除臭液中的聚合物負載劑，在將水基消毒除臭液施加到基質的表面并使其干燥之后，通過物理和/或化學相互作用來固定N-鹵胺，從而降低干后涂層的游離鹵素的氣味。在本發明的水基消毒和負載劑還可以通過物理和/或化學相互作用穩定N-鹵胺，從而減少從涂層的游離鹵素的氣味。

在本發明的一個實施方案中，N-鹵胺是陽離子烷基N-鹵胺，其包括含有2-12個碳原子的脂族烴鏈。水基消毒除臭液通過活性鹵素殺滅包括通常微生物。在本發明的另一個實施方案中，消毒除臭液還可以可以殺滅產生氣味的微生物并中和有氣味的化學試劑和其它有害化合物。在本發明的另一個實施方案中，消毒除臭液可以使那些通過催化天然底物產生有氣味的化學物質，并依賴于含硫氨基酸的生物酶失活。

本發明還揭示了一種制備抗菌和/或除臭和/或酶失活紡織品的方法，通過將本發明的水基消毒除臭液施加到織物或無紡布基材上，并允許液體在所述基材上干燥而制得具有抗菌和/或除臭和/或酶失活的紡織品材料。

本發明進一步公開了通過將本發明的水基消毒除臭液施用于固體基質表面，并使液體在所述基質上干燥以產生具有抗菌和/或除臭和/或酶失活的固體材料的方法。

本發明還揭示了通過將本發明的水基消毒除臭液施加到固體基質上并使液體在所述基質上干燥以產生具有抗菌和/或除臭和/或酶滅活顆粒材料的方法，以及具有抗菌和/或除臭和/或酶失活的固體材料，其中所述顆粒材料可以是無機或有機的、多孔或無孔的以及天然或合成的。

本發明還揭示了一種對人或動物上的皮膚局部進行消毒和/或除臭的方法，其包括將本發明的水基消毒除臭液施用于人或動物上的皮膚局部。本發明還公開了一種對人或動物上的傷口進行消毒和/或除臭的方法，其包括施用已經用本發明的水基消毒除臭液處理過的軟敷料。本發明還揭示了用本發明的水基消毒除臭液處理制備的干粉形式的個人衛生產品。

本發明還揭示了一種用于食品加工，農業或工業過程的設備的表面進行消毒和/或除臭的方法，包括將本發明的水基消毒除臭液施用到設備的表面。

本發明還公開了一種用本發明的抗菌和/或除臭和/或酶失活的液體處理過的顆粒材料組成的動物貓砂。在本發明的一個實施方案中，動物衛生墊砂用于控制動物衛生墊砂床(例如貓砂盆)的氣味，包括用本發明的動物衛生墊砂鋪在常規衛生墊砂面上，作為動物衛生墊砂的覆蓋層。在這種情況下，本發明的動物砂通常使用0.25英寸至約1英寸厚作為覆蓋層。更典型地，本發明的動物砂的覆蓋層將施加0.25英寸至0.5英寸厚的覆蓋層。本發明的動物砂還可以包含那些可水激活的無機或有機顆粒配方，其為動物衛生墊砂提供結團功能。

本發明還揭示了一種由沸石、結團劑和N-鹵胺組成的動物衛生砂配方，其中結團劑的含量為20wt％至40wt％，其中N-鹵胺含量為0.1wt％至10wt％。

本發明還揭示了一種由無機顆粒材料、聚合物負載劑和N-鹵胺組成的動物貓砂配方，其中負載劑的含量為0.05wt％至1.0wt％，其中所述N-鹵胺的含量在0.1wt％至10wt％的范圍。

附圖說明

圖1顯示在滴加氨水溶液的貓砂樣品的上部空間氨含量，添加的氨量為模擬一只貓每天的總排尿量，并且模擬極端情況下，假設尿中的所有尿素轉化成氨的。

圖2顯示每天滴加氨溶液到樣品上24小時后上部空間的氨含量，同樣模擬極端情況。

圖3是將硫化氫溶液施加到測試樣品之后上部空間的硫化氫含量，硫化氫添加量為模擬從貓糞便中散發量。

具體實施方式

雖然下面詳細討論了本發明的各種實施例的制造和使用，但是應當可以理解，本發明提供了許多可應用的發明概念，可以包括在更廣泛的具體應用情境。本文討論的具體實施例僅僅是說明制造和使用本發明的具體方式，而不應限定本發明的范圍。

為了便于理解本發明，下面定義了許多術語。本文定義的術語具有與本發明相關領域的普通技術人員通常理解的含義。諸如“一”，“一個”和“該”的術語不旨在僅指單數實體，而是包括可用于說明的特定示例的一般類型。本文中的術語用于描述本發明的具體實施方案，但是它們的用法不限制本發明，除非在權利要求中概述。

N-鹵胺是氧化性鹵素連接到氮原子上的一類化合物。N-鹵胺比水溶性含氯物質釋放較少的游離鹵素，從而提高與有機材料的相容性。N-鹵胺對于金屬部分的侵蝕性也比其它鹵素供體小。N-鹵胺對廣泛范圍微生物劑具有有效的抗菌作用，同時又具有較低誘導微生物耐藥性的風險。此外，N-鹵胺對廣泛的氣味相關分子具有超強中和能力，如硫化氫，硫醇，烷基硫化物等。N-鹵胺結構能夠將硫化物轉化為亞砜和砜；硫醇轉化為烴二硫化物，然后氧化為亞砜和砜；醇/醛轉化為酮，然后轉化羧酸；氰化物轉化為二氧化碳和氨，使惡臭和有害分子可以變成無臭、無害的衍生物。

本公開的各種實施方案提供了具有能夠提供微生物靶向和生物膜靶向殺菌功能的的水溶性含陽離子季胺(QAM)的N-鹵胺。陽離子N-鹵胺和微生物表面電荷以及疏水性對對微生的物附起著重要的作用。這兩個因素決定對微生物粘附到基質表面的時間的長短。表面電荷導致兩個表面之間的較強的相互靜電作用。通常情況下，微生物帶負電荷。具體來說，大多數細菌是帶負電的，盡管這種電荷的大小因菌株而不同，細菌細胞在細胞壁上具有凈負電荷。表面電荷無疑與細菌細胞上的表面電荷一樣復雜，細菌附著與這些表面電荷的相互作用有關。在革蘭氏陽性菌中，負電荷的原因是存在與肽聚糖或下面的質膜連接的磷壁酸，這些磷壁酸是帶負電荷的，因為它們的結構中存在磷酸鹽，而革蘭氏陰性菌具有磷脂和脂多糖的外覆蓋層，脂多糖賦予革蘭氏陰性細菌細胞表面強的負電荷。基于陽離子季胺QAM的N-鹵胺可用作生物靶向殺生物劑用于廣泛的生物控制應用，包括但不限于軟和硬物體表面和工業水系統。

生物膜是具有高粘性、粘稠的帶負電荷物質，類似于由粘多糖和DNA組成的“細菌粘液”。因為負電荷通常與生物膜基質相關，陽離子季胺QAMs基N-鹵胺可用作生物膜靶向殺菌劑，應用于廣泛的生物膜控制，包括但不限于醫療裝置和工業水系統。生物膜最大的特性就是容易形成對抗生素的抗藥性，生物膜比浮游細胞的抗藥性高達1,000倍。定期添加的殺菌劑可以有效地滅活浮游細胞，但可能無法去除業已形成的生物膜。對于需控制要微生物和生物膜的工業水系統，可以添加少量的陽離子季胺型N-鹵胺，帶正電荷的N-鹵胺可以靶向水中的微生物和設備表面上的生物膜。帶正電荷的N-鹵胺可以被選擇性的吸引并固定到生物膜表面，然后生物膜中高度富集的N-鹵胺將破壞基質并使生物膜內部的細菌失活。據報道，生物膜已經涉及多種微生物感染，估計占所有感染的80％。如果用在那些病原微生物容易粘附并導致感染的裝置表面上，這種新的基于生物膜靶向的陽離子QAMsN-鹵胺將提供更有效的殺菌功能。

一些水溶性N-鹵胺，例如1-氯-3-溴-5,5-二甲基乙內酰脲和1,3-二氯-5,5-二甲基乙內酰脲是鹵化乙內酰脲，能有效地滅活休閑場所、廢棄物、工業過程中的微生物和防止各種表面上的生物膜形成。但是這些化學品都具有非常強烈的氯氣味道，而且在含水系統中具有非常有限的活性壽命。它們的蒸汽相可能對系統組件具有較強的腐蝕性。雖然部分鹵化的N-鹵胺的氯氣味和氣相腐蝕可以遠低于完全鹵化的N-鹵胺，但是氯氣味和氣相腐蝕性仍然是很大的問題并限制了它們的用戶接受度和應用范圍。通常N-鹵胺結構有三種類型：酰亞胺，酰胺和胺。N-鹵鍵解離的穩定性順序是胺>酰胺>酰亞胺鹵胺類。一般N-鹵胺與水的解離反應將產生胺、酰胺或酰亞胺和次氯酸或次溴酸。通常具有特征性的氯氣由微量的由次氯酸分解產生。它們在水溶液中的固有氯氣氣味強度為胺<酰胺<酰亞胺。通常痕量的氯氣就能產生輕微的氯氣味。溴基N-鹵代胺僅有可能在水溶液中產生次溴酸，然后產生少量無臭無味的液溴。然而，溴基水性N-鹵胺在水溶液中卻具有類似的氯氣味。研究結果表明，來自N-鹵胺水溶液的氯氣具有復雜的來源，部分氯氣味道歸因于鹵代的雜質。銨是一些N-鹵胺的水解副產物。有機物質是另一個主要的雜質來源。一旦它們在水溶液中接觸N-鹵胺，雜質就有可能釋放具有令人討厭氣味的化學物質，例如來自銨的氯胺和來自有機物質的鹵代烴，其中一些是有害的和有毒的。

鹵素穩定劑可以選自具有至少一個能夠與鹵素自由基反應以阻止鹵化雜質形成的化合物。這些鹵素穩定劑可以為水性體系中的N-鹵胺提供額外的幫助，例如延長保質期，改進功能耐久性，較低氯氣味，較低氣相腐蝕性和較低的毒性。

一旦將水性制劑施加到基質的表面上，聚合物負載劑可以提供粘合功能以提供抗菌功能的持久性。此外，負載聚合物也可用作水性體系中N-鹵胺的次級穩定劑。高分子量聚合物可以溶解或分散在水中以形成均勻分布的3D網絡或均勻的懸浮液。這些伸展的聚合物鏈或大塊分散的微球提供巨大的親和力、負載點和巨大的表面積，可以允許N-鹵胺分子附著在它們上。負載聚合物親和基團/表面與N-鹵胺分子之間的相互作用包括但不限于范德華力、絡合作用、離子相互作用、氫鍵、交聯、自由基相互作用等。一旦平衡建立，那些錨定或結合的N-鹵胺具有較低的釋放氯氣、導致有臭味的雜質或產生有毒物質的可能性。水性體系中N-鹵胺與負載劑的協同作用可以延長保質期，減少氯氣味道，降低氣相腐蝕性并降低毒性。根據各種實施方案，本發明包括加入一種或多種水溶性/可分散的N-鹵胺，包括但不限于N-氯-N-鄰氨基甲基苯磺酰胺鈉三水合物、N，N-二氯-4-甲基苯磺酰胺、N-溴N-氯-N-磺基氨基磺酸鹽、單氯氨基磺酸鹽、二氯氨基磺酸鹽、N-氯亞氨基二磺酸鹽、N-氯-N-芳基氨基磺酸鈉、2,4,6,8-四甲基-N-亞硝基苯磺酰胺、四氯-2,4,6,8-四唑雙環辛烷-3,7-二酮、三氯亞氨基甲氧基磷酸鈉，N-鹵代亞硫酰胺、N-鹵代-N-硫代酰胺酯、氯代異氰脲酸酯、N-鹵代氨基甲酸酯、N-鹵代磺酰胺酯、N-氯-亞氨基二磺酸酯、N，N-二氯甲胺、2-氯-1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺、2,4-二氯-1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺、2,4，6-三氯-1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺、1-氯-5,5-二甲基乙內酰脲、1-溴-5,5-二甲基乙內酰脲、1,3-二溴-5,5-二甲基乙內酰脲、1-氯-3-溴-5,5-二甲基乙內酰脲、1,3-二氯-5,5-二甲基乙內酰脲、1-氯-4,4,5,5-四甲基咪唑烷-2-酮、1,3-二氯-4,4,5,5-四甲基咪唑烷-2-酮、1-氯-2,2,5,5-四甲基咪唑烷-4-酮、1,3-二氯-2,2,5,5-四甲基咪唑烷-2-酮、1,3-二氯-s-三嗪-2,4,6-三酮、三氯異氰脲酸、二氯異氰脲酸鉀、二氯異氰脲酸鉀、二溴異氰脲酸鉀、二溴異氰脲酸鈉、單至六氯三聚氰胺、單至六溴三聚氰胺、3-氯-4-，4-二甲基-2-惡唑烷酮、N-氯代琥珀酰亞胺、1-氯吡咯烷-2,5-二酮、1,3-二氯四氫喹唑啉-2,4-二酮、1,4-二氯-2,2,5,5-四取代-哌嗪-3,6-二酮、N-氯-2,2,6-六甲基哌啶、N-氯-4-氨基-2,2,6,6-四甲基哌啶。任何水溶性/可分散的聚合N-鹵胺，例如聚合物N-氯-N-碘代苯磺酰胺、氯化聚丙烯酰胺、溴化聚丙烯酰胺、氯化聚甲基丙烯酰胺、溴化聚甲基丙烯酰胺、聚N-氯-2,2，6,6-四甲基-4-哌啶基丙烯酸酯、聚N-氯-乙內酰脲-甲基-對苯乙烯乳液。陽離子N-鹵胺，例如1-氯-3-溴烷基三甲基銨-4,4,5,5-四甲基咪唑烷-2-酮、1-溴-3-溴烷基三甲基銨-4,4,5,5-四甲基咪唑烷-2-酮、1-氯-3-溴烷基三甲基銨-2,2,5,5-四甲基咪唑烷-4-酮、1-溴-3-溴烷基三甲基銨-2,2,5,5-四甲基咪唑烷-4-酮、2-氯-4-溴烷基三甲基銨-1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺、2-溴-4-溴烷基三甲基銨-1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺、1-氯-3-溴烷基三甲基銨-5,5-二甲基乙內酰脲和1-溴-3-溴烷基三甲基銨-5,5-二甲基乙內酰脲等。烷基可以是4至12個碳的低級烷基。

本發明的各種實施方案包括加入一種或多種水溶性鹵素穩定化合物，包括但不限于氫醌、(2,2,6,6-四甲基哌啶-1-基)氧基、2,2,6,6-四甲基-哌啶-1,4-二醇、2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇、4-氨基-2,2,6,6-四甲基哌啶、2,2,6,6-四甲基哌啶、2,2，6,6-四甲基-4-哌啶基甲基丙烯酸酯、2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酮、(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)苯甲酸酯、1,1'-亞乙基雙3,3,5,5-四甲基哌嗪酮)、4-乙酰氨基-2,2,6,6-四甲基哌啶、雙(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)琥珀酸酯、雙(2,2,6，6-四甲基哌啶-4-基)丁二酸酯、雙(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)己烷-1,6-二胺和2,2,6,6-四甲基哌啶和其它水溶性2,2,5,5-四甲基咪唑烷-4-酮衍生物。

在于本發明的液體中，N-鹵胺的含量通常在100ppm至10wt％范圍，更典型地含量在0.01至2wt％，并且最典型地以0.1至1wt％的范圍。在于本發明的液體中，鹵素穩定劑含量通常在0.1至2wt％的范圍，而更典型地為0.2至0.5wt％范圍。本發明的液體中，聚合物負載劑含量通常在0.1至2wt％的范圍，而更典型地含量在0.2至0.5wt％。

根據各種實施方案，本發明包括添加一種或多種水溶性/可分散的聚合物負載/穩定化合物，包括但不限于纖維素、羧酸纖維素、羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、羥丙基纖維素、淀粉、瓜爾膠、明膠、乙烯基樹脂乳液、丙烯酸樹脂乳液、聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚乙烯亞胺、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、聚環氧乙烷、聚N-異丙基丙烯酰胺、聚2-惡唑啉、聚烯丙胺鹽酸鹽、聚苯乙烯磺酸鹽、聚二烯丙基二甲基氯化銨等。

在本發明的最基本形式中，它提供了一種用于制備穩定的基于N-鹵胺的水性消毒除臭液的配方和方法。一種或多種水溶性/可分散的N-鹵胺添加到含有一種或多種水溶性/可分散的聚合物粘合劑和一種或多種水溶性鹵素穩定劑的聚合物溶液中，例如但不限于1-氯-4,4,5,5-四甲基咪唑烷-2-酮、1-氯-2,2,5,5-四甲基咪唑烷-4-酮、2-氯-1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺、N-氯-2,2,6,6-四甲基哌啶、N-氯-4-氨基-2,2,6，6-四甲基哌啶、1-氯-5,5-二甲基乙內酰脲和/或1-溴-5,5-二甲基乙內酰脲，以及陽離子N-鹵胺，1-氯-3-溴烷基三甲基銨-5,5-二甲基乙內酰脲、1-溴-3-溴烷基三甲基銨-5,5-二甲基乙內酰脲。所制得的消毒液可以在數秒至數分鐘內殺死99.9％的細菌、真菌、病毒和孢子，并在數秒至數分鐘內通過氧化降解惡臭或有害化合物。可以通過擦拭或噴涂的方式，把功能液體應用在任何通常可接觸的表面上，即可提供長達幾天至幾個月的持續保護，使其免受污染。聚合物負載/穩定劑是選自水溶性/可分散聚合物的一種或多種。優選的聚合物是羥乙基纖維素和丙烯酸樹脂乳液。殺菌劑是選自上述水溶性/可分散的N-鹵胺的一種或多種。優選的殺菌劑是水溶性單鹵代N-鹵胺，單鹵代N-鹵胺比二或多鹵代分子釋放游離鹵素的可能性較低，提供更好的相容性和穩定性。單鹵代N-鹵胺對底物的腐蝕性也比其它鹵素供體低。另一類優選的新型殺菌劑是本發明中描述的水溶性陽離子季胺QAMs基N-鹵胺。

本發明涉及殺菌劑的配方和方法，它可以應用于非常廣泛的基質，以提供廣譜殺菌活性和殺滅引起氣味的微生物和有效中和有害化學劑。在一些實施方案中，本發明可以為硬表面和軟表面提供抗菌功能，包括涂層，紡織品，有機和無機介質，以及其他相關的固體和顆粒物。在一些情況下，本發明提供了中和由人和動物液體和固體廢物產生的氣味的功能。本發明提供的功能性表面，還可以用于氧化降解有毒氣體，如殺蟲劑和用于化學戰中的毒劑的或通常存在于工業流體的氣味化學物質，例如硫化氫。

為了更好地說明本發明，將基于具體應用分五組進行闡述。

第一組：消毒液

根據本發明的各種實施方案，本發明提供了一種制備消毒液的方法。消毒液可在數秒至數分鐘內滅活大多數常見致病微生物，包括細菌、耐藥細菌、真菌、病毒和孢子。在不限制本發明的范圍的情況下，根據本發明的具體實施例，消毒液可以通過噴射或擦拭的方式施加到目標物體表面。

當受感染的人咳嗽或打噴嚏到他或她的手中，當觸摸物體表面時，這些表面可能被污染。通常傳染源具有很強的生存能力，一些病原體可以在環境中存活長達90天。孢子可以在環境中保持活力幾個月或甚至幾年。人們可能在接觸污染的表面后，在他們洗手之前，接觸到他們的眼睛，嘴或鼻子而導致感染。就醫的人通常容易發生感染，也叫醫療相關感染(HAI)。廣泛傳播的HAI越來越多地與耐藥病原體相關，包括耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)和耐萬古霉素腸球菌(VRE)，估計每年導致88,000人死亡和超過45億美元的醫療費用。最近，耐藥細菌也擴散到醫療機構之外，例如有公共場所MRSA感染的報告，對公眾構成了越來越大的風險。被這些微生物污染的環境源在交叉污染和交叉感染中有非常高的比例，它們約占有記錄HAI暴發的20％。

艱難梭狀芽胞桿菌(Clostridium difficile)，也稱為CDF/cdf或C.diff，是一種革蘭氏陽性孢子形成細菌，其最知名是因為它引起抗生素相關性腹瀉(AAD)，它被選為代表孢子菌株。艱難梭狀芽胞桿菌導致的HAI感染一直維持歷史高位水平，并且成為醫療設施中日益增長的問題。當人們在醫療設施中意外地攝取孢子后，就容易導致感染爆發。在過去十年中，流行性的C.diff菌株的出現被查明均與北美洲和歐洲的大腸桿菌感染(CDI)的大爆發有關。在美國，每年因為感染導致14,000人死亡。這些感染的爆發對醫院和長期護理設施的感染防控提出了巨大的挑戰。成功控制感染爆發通常需要多年的努力和逐步嚴格實施多種控制措施來實現，包括限制抗生素使用。除稀釋的漂白劑之外，C.diff孢子能抵抗大多數常規表面清潔和消毒方法。

濃度為10％的氯漂白劑是唯一能有效地殺死環境表面上的芽孢桿菌孢子的消毒產品。而所需濃度的含氯漂白劑具有非常大刺激性，產生令人嚴重不快的氣味和腐蝕性，這是潛在的危險。此外，稀釋的漂白劑僅僅提供臨時消毒作用，因為一旦漂白溶液被噴灑到表面上并暴露于光和/或空氣，短時間之后，幾乎所有的漂白劑將被分解而失去其消毒功能。

根據一個實施方案，水溶性N-鹵胺優選為1-氯-4,4,5,5-四甲基咪唑烷-2-酮，1-氯-2,2,5,5-四甲基咪唑烷-4-酮，2-氯-1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺，N-氯-4-氨基-2,2,6,6-四甲基哌啶，1-氯-5,5-二甲基乙內酰脲和1-溴-5,5-二甲基乙內酰脲。所有這些單鹵代N-鹵胺具有另一個未鹵化的N-H基團；那些單鹵代N-鹵胺是弱酸并且可以被大多數堿例如氫氧化鈉，氫氧化鉀中和。那些中和后的N-鹵代胺在水溶液中具有正電荷。由于較強的離子相互作用，中和的單鹵代N-鹵胺可以與離子絡合物結合到陰離子聚合物或其它帶負電荷的聚合物上，以提供更長的保質期，更好的耐久性和較低的氯氣味和毒性。

根據一個實施方案，另一種優選的水溶性N-鹵胺是選自本發明的陽離子季胺QAMs型N-鹵胺的一種，包括但不限于1-氯-3-溴烷基三甲基銨-4,4,5,5-四甲基咪唑烷-2-酮、1-溴-3-溴烷基三甲基銨-4,4,5,5-四甲基咪唑烷-2-酮、1-氯-3-溴烷基三甲基銨-2,2,5,5-四甲基咪唑烷-4-酮、1-溴-3-溴烷基三甲基銨-2,2,5,5-四甲基咪唑烷-4-酮、2-氯-4-溴烷基三甲基銨-1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺、4-溴烷基三甲基銨-1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺、1-氯-3-溴烷基三甲基銨-5,5-二甲基乙內酰脲和1-溴-3-溴烷基三甲基銨-5,5-二甲基乙內酰脲等。

根據一個實施方案，另一種優選的水溶性鹵素穩定化合物選自本發明的自由基清除劑，包括但不限于氫醌、(2,2,6,6-四甲基哌啶-1-基)氧基、2,2，6,6-四甲基哌啶-1,4-二醇、2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇、4-氨基-2,2,6,6-四甲基哌啶、四甲基哌啶、2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基甲基丙烯酸酯、2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酮、(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)苯甲酸酯、(3,3,5,5-四甲基哌嗪酮)、4-乙酰氨基-2,2,6,6-四甲基哌啶、雙(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)琥珀酸酯、雙(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)丁二酸酯、雙(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)己烷-1,6-二胺和其它2,2,6，6-四甲基哌啶水溶性衍生物。

根據各種實施方案，聚合物粘合劑/粘合劑優選為水溶性陰離子聚合物，例如聚甲基丙烯酸(PMAA)，聚丙烯酸(PAA)或具有負電荷的水溶性聚合物，例如纖維素及其衍生物。在中性或堿性環境中，PMAA和PAA將呈陰離子(-COOH→-COO-)的形式，攜帶負電荷，可以與具有正電荷的N-鹵胺形成離子絡合物。絡合/穩定主要通過帶正電荷的N-鹵胺和帶負電荷的聚合物粘合劑之間的離子相互作用提供。聚合物鏈將吸引和負載水溶液中帶正電荷的N-鹵胺，并形成薄膜。這將顯著地將N-鹵胺分子結合/穩定在含水體系中的聚合物中以及在它們形成的膜中。

消毒液中N-鹵胺的量通常足以提供約1-40％的活性氯和/或溴。溶液中的活性氯和/或溴的有效量通常足以導致包括孢子的微生物在分鐘內失活。優選情況，液體中的N-鹵胺的活性氯和/或溴負載為約1％至10％。

根據本發明的一個實施例，消毒液體可以添加到商業清潔布中并用作消毒清潔布。根據本發明的另一個實施方案，消毒液可用作護膚霜和洗劑的殺菌添加劑。根據本發明的另一個實施方案，消毒除臭液可以用作氣味相關基質的擦拭，溶液浸泡或噴霧，包括但不限于廚房區域，鞋，內衣，襪子，護理墊，垃圾桶，垃圾袋，寵物床，貓砂，狗尿墊和動物糞便相關的用途。

第二組：抗菌紡織品

根據本發明的各種實施方案，提供了用于制造軟表面的抗微生物涂層的方法，所述表面例如為織物，織布或無紡布材料，天然或合成的或其共混物。含N-鹵胺和聚合物負載劑的溶液可以通過噴涂或浸蘸或浸泡方式施加到織物上。一經干燥，將可以把含有有效量的N-鹵胺涂層固定在織物上，從而提供有效的抗菌和氣味控制功能。

在一個實施方案中，所使用的紡織品可以是織物，無論是紡織，針織或機織，還是無紡布材或網。在優選的方法中，可以使用典型的浸漬-干燥法，以獲得本發明的多功能紡織品。可以在紡織染整浴中加入包含水溶性/可分散的N-鹵胺，水溶性/可分散的聚合物負載劑和潤濕劑的水溶液。合適的潤濕劑的實例包括但不限于十二烷基硫酸鈉，Triton X-100，壬苯醇醚-9，聚山梨醇酯，月桂酸甘油酯。此外，本領域已知的和使用的潤濕劑將適合用于本發明。

本領域很容易地理解的是，水性織物染整浴的各種配方的濃度可以根據所使用的具體配方和所得到的或所需性能而在較大范圍調整。通常，N-鹵胺添加約0.1％至20％活性鹵素的濃度，優選添加約0.5％至10％活性鹵素。使用的聚合物負載劑的濃度將取決于所用N-鹵胺的濃度。通常，N-鹵胺與添加的聚合物負載劑的比例為約10:1至1:10。染整浴的pH通常為約3至10，優選為約4至8。潤濕劑通常以約0.01％至1％的濃度添加。

根據本發明的各種實施方案，提供了一種制備用于無紡織物的多功能涂層的方法；所得到的無紡布可以在醫院中作制服，手術衣，手術單和亞麻布等以滅活病原體。對于無紡布涂層技術，可以通過耐久工藝(DP)染整加工的簡單實施方案，使用0.1至20％的N-鹵胺。通過將多個多功能無紡纖維應用歸結為一大類，本發明的各種實施方案包括但不限于面罩或空氣過濾器。提供了通過使空氣流與面罩或過濾器接觸來使包含在空氣流中的病原微生物和病毒或失活可氧化的有害蒸氣的方案。

第三組：多功能涂層

根據本發明的各種實施方案，提供了一直用于硬表面如金屬，木材，塑料，油漆等的多功能涂層的方法。N-鹵胺和聚合負載劑溶液可以通過噴涂或擦拭方式施加到目標物體表面上。表面一經干燥，即可將包含有效量的N-鹵胺物質的聚合物負載材料的透明保護性膜固定在硬表面上。

目前，10％的氯漂白劑是唯一有效殺滅環境表面上的芽孢桿菌孢子的消毒液。但是氯漂白消毒噴霧不能為目標表面提供持久的殺菌功能。漂白溶液一旦被噴灑到物體表面上并暴露于光和/或空氣中，漂白劑將在短時間內分解(通常在數分鐘內)并失去其殺菌功能。然而C.diff孢子可以在環境表面上活長達5個月。為目標表面提供持續自凈化的消毒噴霧將在醫療設置中具有非常大的前景，可大大防止醫院相關感染。

根據各種實施方案，本公開提供了能夠在目標物體的至少一個表面上形成抗微生物和除臭涂層的配方和方法。具體地講，使用陰離子或帶負電荷的聚合物負載劑作為成膜材料，并將陽離子N-鹵胺固定在目標表面上，從而增加有效的殺菌N-鹵胺，并控制在各種應用中的功能耐久性和持久性。

在具體的實施方案中，水溶性N-鹵胺優選為來自以下至少一種含季胺(QAM)的陽離子N-鹵胺，其包括但不限于1-氯-3-溴烷基三甲基銨-4,4,5,5-四甲基咪唑烷-2-酮、1-溴-3-溴烷基三甲基銨-4,4,5,5-四甲基咪唑烷-2-酮、1-氯-3-溴烷基三甲基銨-2,2,5,5-四甲基咪唑烷-2-酮、1-溴-3-溴烷基三甲基銨-2,2,5,5-四甲基咪唑烷-4-酮、2-氯-4-溴烷基三甲基銨-1,3,5-三嗪-2,4,6-三甲基咪唑烷-4-酮、4,6-三胺，2-溴-4-溴烷基三甲基銨-1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺、1-氯-3-溴烷基三甲基銨-5,5-二甲基乙內酰脲和1-溴-3-溴烷基三甲基銨-5,5-二甲基乙內酰脲等。烷基可以是4至12個碳的低級烷基。

在具體實施方案中，聚合物負載劑/穩定劑優選于至少一種水溶性或水分散性帶負電荷聚合物。這些聚合物帶有負電荷并且可以與帶正電荷的N-鹵胺形成離子絡合物。水溶液及其所得的膜中，帶負電的聚合物鏈將吸引和負載帶正電荷的N-鹵胺，離子相互作用將提供強的結合/穩定能力。

在具體的實施方案中，優選的水溶性鹵素穩定化合物是選自自由基清除劑，包括但不限于(2,2,6,6-四甲基哌啶-1-基)氧基、2,2,6,6-四甲基-哌啶-1,4-二醇、2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇、4-氨基-2,2,6,6-四甲基哌啶、2,2,6,6-四甲基哌啶、2,2，6,6-四甲基-4-哌啶基甲基丙烯酸酯、2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酮、(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)苯甲酸酯、1,1'-亞乙基雙3,3,5,5-四甲基哌嗪酮)、4-乙酰氨基-2,2,6,6-四甲基哌啶。

固定在涂層中的N-鹵胺的量通常足以提供約5至40％的活性鹵素。加載到涂層中的N-鹵胺通常使微生物失活，降解惡臭或有害化合物或失活其負責催化從有機底物產生惡臭化合物反應的酶。更適合地，在介質上的活性鹵素含量為約10％至20％。聚合物負載劑20至50％的量通常足以提供形成的涂層。優選地，保持在涂層中的聚合物含量為約30％至40％。

第四組：抗微生物和除臭介質

根據各種實施方案，本發明提供了提供一次性抗微菌和除臭介質的配方和方法。這種抗微生物和除臭介質的潛在應用包括但不限于生物危害吸收劑，抗菌貓砂，防臭貓砂，冰箱除臭劑和其它氣味相關產品。潛在介質包括但不限于砂子、沸石、玻璃珠、粘土、玉米芯、草桿、木材和塑料纖維。

N-鹵胺不僅可以通過氧化方式殺滅產生氣味的微生物，N-鹵胺還可以通過氧化反應破壞具有氣味的化學物質。本發明提供了一直制備含穩定的N-鹵胺涂層介質的配方和方法。經處理的介質可廣泛用于滅活微生物和中和氣味化學品的相關應用，例如用于滅活有害生物液體，減少或消除微生物的臭味，中和來自動物糞便的氣味等。這樣的涂層也可以分解有害化合物如農藥中的毒素或化學武器相關的化學制劑。

游離氯或溴能通過氧化反應有效地分解有害化學品。N-鹵胺結構能夠將硫化物，例如硫化氫，二硫化碳，二甲基二硫醚和其它烷基二硫化物轉化為亞砜和砜；硫醇轉化為烴二硫化物，然后轉化為亞砜和砜；醇/醛轉化成酮，在極端氧化條件下，最后轉化成羧酸；氰化物轉化為二氧化碳和水中銨。所得的羧酸可以被來自N-鹵胺的剩余的酰胺，酰亞胺或胺基捕獲。N-鹵胺的極端氧化能力將破壞大多數目標化合物，并產生無危害，無氣味的終產物。

具體來說，貓砂盆的氣味可能是與貓一起生活的最具挑戰的部分。在貓砂盆中使用氣味控制貓砂可以很大程度上創造和維持一個清新的嗅覺空間。本發明在貓砂基質上負載的N-鹵胺的量通常足以提供約0.01至2％的活性鹵素。負載在介質上的有效活性鹵素量通常足以殺滅微生物、防止和降解氣味的，包括通過失活能促使微生物代謝產生惡臭的酶。優選地，保持在介質上的活性鹵素含量為約0.1％至1％。

本發明的特征在于一種結團動物砂配方，在一個實施方案中，結團動物貓砂配方包含：沸石，表面活性物質和結團劑。沸石用表面活性物質涂覆，然后用成團劑涂覆。

在本發明的一個實施方案中，無機介質可以是天然存在的。天然存在的無機介質可以是砂子、沸石、粘土、陶瓷、膨潤土、白堊、石灰石、硅藻土和海泡石。在一個實施方案中，沸石也可以是包括一種或多種沸石的組合。在一個實施方案中，沸石是斜發沸石。沸石可以具有約50％至約98％的純度。在一個實施方案中，沸石具有約94％至約99％的純度。在任何情況下，這些無機顆粒材料可用于制備本發明的動物貓砂和一系列附加產品。

表面活性物質(表面活性劑)可以是硫酸鈉、硫酸鉀、磷酸鈉、焦磷酸鈉、碳酸鈉、硬脂酸鉀、硫酸鋁鉀或硫酸鋁，或這些化合物中的一種或多種的組合。在本發明的一個實施方案中，表面活性物質是硫酸鈉或硫酸鉀。在本發明的另一個實施方案中，當沸石的水分含量大于5％時，硫酸鈉是無水硫酸鈉。

結團劑可以是鈉膨潤土、纖維素、瓜爾膠、殼聚糖、車前子、瓊脂、藻酸，淀粉、角叉菜膠、阿拉伯樹膠、印度膠、黃蓍膠、刺梧桐樹膠、落葉松膠、刺槐豆膠、果膠、羅望子膠或黃原膠或這些化合物中的一種或多種的組合。

眾所周知，膨潤土水化后引起膨脹。在水合狀態下，鈉膨潤土通常表現出較大粘性，這將使膨脹粘土的相鄰顆粒聚集。膨脹粘土的粘性使其在結塊過程中具有“膠狀”的功能。團塊的粘結性與形成團塊的粘土共混物內膨脹性粘土的顆粒分布有關。通過形成團塊便于從污染的貓砂中去除動物糞便。

在本發明的一個實施方案中，成團劑是鈉膨潤土，纖維素具有約90％至約99％的純度和/或200-325的篩目尺寸。在本發明的另一個實施方案中，結團劑是纖維素。在其它實施方案中，纖維素具有約90％至約99％的純度和/或60-200的篩目尺寸。結團劑通常存在于含有鈉膨潤土的動物用砂石組合物中，其含量在20至40重量％范圍內，優選以30至35重量％范圍內的含量存在。在這樣的動物書寫組合物中，鈉膨潤土通常以至少55重量％的含量存在，并且更典型地以至少60重量％，至少65重量％，或甚至大于70重量％。

根據本發明，動物砂可以通過利用處理的除臭介質來制造，所述除臭介質由無機顆粒材料例如沸石，珍珠巖或粘土組成，表面涂覆含有0.1％至10％的N-鹵胺和0.05％至1.0％的水平負載劑。顆粒物質通常用0.25wt％的N-鹵胺和0.10.2重量％的負載劑涂覆。無機顆粒材料通常以至少70wt％的含量存在于動物砂中，更典型地以至少80wt％的水平存在。根據該技術，通過在容器中噴霧或混合的方式將N-鹵胺溶液施加到顆粒。可以使用其它添加劑例如表面活性劑或粘合劑來增強混合以及與基材的結合。然后在商業干燥設備中將顆粒干燥至10％或更少的水分，以確保自由流動的顆粒。干燥設備可以是任何常規的低強度類型，包括但不限于盤式干燥器，流化床干燥器，噴射干燥器，轉筒干燥器，旋轉真空干燥器和螺帶式混合器。也可以是在強制空氣或環境條件下干燥。

在具體的方法中，本發明的沸石基底結塊動物砂還根據以下程序制造。使用斜發沸石沸石(St.Cloud Zeolite，Winston，New Mexico)(至少97％純，為14-40目)作為原料。然后將干燥形式的無水硫酸鈉(2wt％)施加到沸石上，同時通過攪拌來混合試劑以確保沸石表面得到適當涂覆。然后將化合物再次與市售的羥乙基纖維素(2％；篩目大小為20-80)，MCDMH(0.25％，篩網100-200)，位阻胺(0.025％)和TMIO(0.025％)混合。結團試驗證明，沸石結團砂具有較好的結團性能。含有沸石的貓砂的氣味控制明顯優于市售的含膨潤土的貓砂。

總而言之，與目前的技術相比，本發明提供了簡單、實用、靈活、用戶友好和低成本的方法，通過形成持久性的含鹵素的涂層，為軟表面和硬表面提供具穩定、有效的抗菌和除臭功能。多功能涂層可以直接降解惡臭和有害化合物，因此不僅通過直接殺滅產生惡臭的微生物，而且還能降解微生物產生的臭味，以及失活微生物酶以抑制惡臭終產物釋放到環境中。

實例1

本實施例闡述了不同消毒液配方的性能比較。制備三種N-鹵胺水溶液，第一種配方除了N-鹵胺之外沒有其它成分，第二種另外添加了負載劑/穩定劑的配方，第三種加入額外加入鹵素穩定劑。對于對照，樣品1，將10克2-氯-1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺和0.05克Triton X-100加入1000ml去離子水中。樣品2，將10克2-氯-1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺，3克瓜爾膠和0.05克Triton X-100加入1000ml去離子水中。樣品3，將10克2-氯-1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺，0.5克2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基甲基丙烯酸酯，3克瓜耳膠，和0.05克Triton X-100加入1000ml去離子水中。在室溫下攪拌24小時后，獲得樣品1的澄清溶液；對于樣品2和3，為清澈和略粘稠的溶液。實驗室人員將樣品1鑒定為具有令人討厭的氯氣味，而樣品2僅具有輕微的氯氣味。樣品3具有溫和、新鮮氣味，無明顯的氯的氣味。結果表明，向含有N-鹵胺的含水流體中加入負載劑/穩定劑或自由基清除劑可以有效減少由于揮發氯的氯氣味和氣相腐蝕風險。

實例2

本實施例闡述了使用紡織整理工藝中經常使用的典型浸漬-干燥方法，使織物基質吸收水性N-鹵胺液體。例如，將含有20克1-氯-5,5-二甲基乙內酰脲，2克2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基甲基丙烯酸酯，3克羥乙基纖維素和0.2克Triton X-100溶解在1000ml去離子水中制得染整溶液。然后通過“浸漬-干燥”程序，將200克聚丙烯無紡織物在室溫下浸入浴中至少5分鐘以從水性染整浴中吸收配方。將織物放入實驗室絞擰器中以除去過量的溶液，使其獲得超過60％的濕增重。將織物在80℃的溫度下干燥，本實例展示，通過常規的紡織品整理工藝可以獲得相應的功能涂層。

實例3

進一步測試實施例2所述的整理劑制備的紡織品樣品，通過碘化鉀滴定測量處理后的紡織品中的活性氯含量，以作為或者涂層對紡織品合成纖維的成功應用的指標。將0.51g附有涂層的織物切成細碎片，并在室溫下在恒定的溫度下用1g的KI在100mL去離子水(該溶液含有0.05％(v/v)的TX-100)攪拌1小時。用標準硫代硫酸鈉水溶液滴定形成的碘(I 2)的量。在相同條件下滴定無涂層的織物作為對照。根據等式(1)計算織物上可用的活性氯含量：

其中V_S，V₀，C_Na2S2O3和W_S是在涂覆和未涂覆樣品的滴定中消耗的硫代硫酸鈉溶液的體積(mL)，標準化硫代硫酸鈉溶液的濃度(mol/L)和氯代樣品的重量(mg)。通過調節紡織品處理中使用的涂層液濃度，獲得一系列具有活性氯含量分別為558,1080,2952和4960ppm的聚丙烯織物，表明通過常規行業整理工藝產生的織物的可以獲得足夠的氯以賦予相應的功能性。

實例4

測試實施例3中具有不同活性氯含量的織物樣品中的抗菌性能。根據AATCC測試方法100-1999的修改進行抗菌測試。所有測試在生物安全2級通風櫥中進行。在本研究中，分別使用金黃色葡萄球菌(金黃色葡萄球菌，ATCC 6538)和大腸桿菌(大腸桿菌，ATCC 15597)作為革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌的典型實例。使用白色念珠菌(白色念珠菌10231)測試樣品的抗真菌活性，使用大腸桿菌噬菌體MS₂ 15597-B1代表病毒。使用獲自North American Science Associates(Northwood，Ohio；批號N24609)的枯草芽孢桿菌孢子測試經處理的織物的殺芽孢性質。

具有不同活性氯的含涂層織物對廣泛范圍的微生物顯示出有效的殺滅效力。表1所示為革蘭氏陰性菌，革蘭氏陽性菌，真菌，病毒和孢子的典型殺菌結果。在成品紡織品樣品中較高的活性氯含量顯示更有效的殺滅效力。當具有4960ppm氯含量下，處理的織物在僅3分鐘或更短時間內對金黃色葡萄球菌，大腸桿菌和白色念珠菌提供了10⁸-10⁹CFU/mL的完全殺滅。MS₂病毒比所測試的細菌和真菌物種更具抵抗性：在相同的氯含量下，織物樣品需要延長到10分鐘才獲得對病毒10⁶-10⁷PFU/mL的完全殺滅。特殊的殺滅微生物活性顯示出經處理的織物在較大范圍的感染控制中的巨大應用潛力，特別是對于需要快速、廣譜殺滅效力的那些領域。細菌孢子比細菌和真菌以及病毒顆粒更難以殺死。處理過的織物在接觸10分鐘后獲得了對孢子的完全殺滅效果。這些結果進一步支持了經處理的織物用于醫療行業應用的潛力。

表1.具有不同活性氯含量的經處理的織物的抗菌活性，所述活性氯含量來自水性染整工藝

實例5

這些測試的目的是測試兩種不同的水基消毒液配方當作為噴霧液施用于硬表面時的功效性和持久性。購買于Home Depot的Formica樣品用作試驗樣品。Formica樣品包括光滑和紋理兩種表面。使用兩種含有1％N-鹵胺的制劑作為消毒液噴涂Formica測試樣品(試樣)，室溫下空氣干燥，并在正常實驗室條件下避光分別儲存15分鐘，24小時，7天和2個月。根據日本標準協會協議，ISO 22196：2007/JIS Z 2801：2000，標題為“抗菌產品抗菌效率測試”進行抗微生物測試。程序

將各試驗片切成每邊50mm±2mm的正方形。將試驗片用干熱滅菌，通過將試驗片包裹在鋁箔中并將其放置在180℃的烘箱中30分鐘，使翹曲最小化。然后用1％消毒噴霧器噴涂試樣并使其風干。在測試之前將試件噴霧并儲存至多2個月。未噴灑的樣品用作對照。

測試接種細菌液制備

在測試前一天，通過使用無菌的4mm接種環來轉移金黃色葡萄球菌，以將來自TSA板的一個環量的細菌轉移到營養瓊脂(NA)斜面上，并過夜培養物。在34-36℃過夜培養后，通過沿著斜線的長度沿直線拖動無菌的4mm接種環，將一圈充滿的細菌轉移到10mL的1:500營養肉湯中。如果有必要，使用1：500營養肉湯(NB)達到6×10⁵cfu的最終測試濃度。抗菌測試程序

將石蠟膜切成每邊40mm±2mm的正方形。在測試之前，將每片石蠟膜用乙醇清潔并使其風干。無菌地將載體試驗片轉移到無菌陪替氏培養皿中。每個測試片用100μL的測試接種細菌液。用一塊干凈的石蠟膜覆蓋測試片并輕輕地按壓，使得攻擊接種物鋪展在石蠟膜區域上，確保接種物不溢出石蠟膜的邊緣。將培養皿在室溫下放置在生物安全通風櫥中30分鐘。在30分鐘接觸時間過去后，使用無菌鑷子將每個處理過的和未處理的試驗片仔細轉移到含有10mL SCDLP肉湯的單獨的無菌Whirl-Pak中。

將試樣在中和溶液中混合至少30秒。制備DPBS中的SCDLP肉湯的10倍系列稀釋液。使用鋪板法將SCDLP肉湯和稀釋液置于板計數瓊脂(PCA)上，并將板在34-36℃孵育48小時。孵育期后，將板用于建立菌落平板計數，以便計算相應的對數減少值(LRV)。

結果

如表2所示，當用1％消毒噴霧制劑處理時，即使在兩個月之后，涂覆的硬質Formica表面仍顯示出高水平的抗菌效果。兩個月后，表面光滑和紋理的樣品均提供了超過3個LRV的殺滅測試生物體。結果證明使用N-鹵胺的水性制劑處理的表面具有高水平的抗菌活性，在處理后至少兩個月內維持一定程度的抗菌活性。

表2.在用水基N-鹵胺制劑涂層的硬表面，對金黃色葡萄球菌的抗微生物功效和持久性

實例6:

負載劑對抗菌硬表面耐久性的影響

本測試的目的是確定負載劑在水基N-鹵胺制劑中對硬表面上的抗菌功能。使用具有紋理表面的Formica試樣樣品作為測試制品。使用兩種含有1％N-鹵胺，含或不含負載劑的制劑作為施加到試樣上的消毒液。制劑#1含有0.2％羥乙基纖維素；制劑#2不含任何負載劑。噴霧于Formica試樣表面，然后儲存在具有層流空氣流的Germfree BZ 3SSRX生物安全櫥中。使用層流暴露來模擬試樣的加速老化條件。暴露72小時后，用30分鐘接觸時間來進行抗菌測試。

結果

如表3所示，使用含有負載劑的水性抗菌消毒液處理的Formica試樣顯示出了優良的抗菌功能，達到幾個數量級的降低，并通過LRV評估時。

表3.涂層硬表面對金黃色葡萄球菌的抗微生物功效

實例7

本實驗的目的是評價負載劑對含有N-鹵胺的水基制劑的表面的氯氣釋放的影響。這些實驗中的基質是具有抗菌除臭劑涂層的沸石顆粒，空氣干燥并在環境溫度下儲存。在本試驗中，將20kg斜發沸石沸石顆粒(14-40目)與0.05kg MCDMH(Lonza Inc)分散在2升水中懸浮液，在以10轉/分鐘旋轉的混凝土攪拌器中混合10分鐘，在25℃下干燥2周，直到水分含量為9％(樣品1)。在另一批次中，將20kg相同尺寸范圍的沸石顆粒與0.05kg MCDMH加上0.008kg羥乙基纖維素粘合劑在2L水中混合，并在混凝土攪拌器中以10轉/分鐘速度旋轉混合。攪拌結束后，將材料在烘箱中空氣干燥至9％水分(樣品2)。兩組沸石顆粒在KI比色測試時顯示出相似量的結合氯。測定與干燥沸石相關的氯氣味的程度：將100g干燥的沸石儲存在1.25升密封的玻璃容器中。儲存1周后，測量在100℃以上沸石的頂部空間中的氯氣味。每個試驗重復3次。樣品1和樣品2分別在頂空中指示100ppm和90ppm，表明負載劑的存在降低了從固體多孔顆粒上的涂層釋放出的氯氣的程度。

實例8

本實例的目的是研究位阻胺(SHA)對經N-鹵胺水溶液(MCDMH)涂層處理的固體顆粒釋放的氯氣的影響。所述方法通過添加0.005kg的SHA到實施例1中所述的比例混合MCDMH和顆粒制備的沸石制劑。再次將100克干燥的涂覆沸石樣品儲存在密封的玻璃容器一周。然后測量該樣品上方頂部空間中的活性氯水平。每個試驗重復3次。樣品3在頂層空中顯示50ppm的累積活性氯，與樣品1中的100ppm相比。結果顯示了鹵素穩定劑在制劑中顯著減少活性氯從處理的顆粒中的散發。

實例9

本實驗的目的是研究負載劑以及位阻胺SHA對硬表面基材上的N-鹵胺制劑的干燥涂層中氯味道的影響。該方法使用在100ml溶解了1克MCDMH的水中添加了0.2克羥乙基纖維素負載劑和0.1克SHA，溶解后作為表面處理。將制備的抗菌消毒液施加到9cm²的硬表面基質(Formica coupons)上，并室溫下，在化學通風櫥中干燥。在4小時，24小時，48小時和96小時后，分別取樣測定每cm²的活性氯含量。將測試樣品在室溫下在去離子水中浸泡1小時后，獲得的溶液用碘量滴定法來測量每個表面上的氯。結果報告在表4中。

表4.負載劑和SHA對空氣干燥后在硬質表面基材上的涂層中Cl的穩定性影響

研究結果表明，在用含有負載劑/SHA組合的N-鹵胺制劑處理的表面上，活性氯的保持久性好很多，表明儲存時活性氯的損失低得多。含有負載劑/位阻胺的涂層具有優異的持久性。

實例10

本實驗的目的是研究負載劑和位阻胺SHA對在軟表面基材上的N-鹵胺，在空氣干燥后涂層中活性氯的持久性的影響。將MCDMH加上羥乙基纖維素粘合劑和SHA的溶液(每種含有等量的氧化性Cl)施加到9cm²的軟表面基底(棉織物或紙)上，并室溫下在化學通風櫥中風干。在4小時，24小時，48小時和96小時后取樣的織物測定每cm²的活性氯含量。通過碘量滴定測量剩余的氯。結果示于表5中。

表5.負載劑和SHA對N-鹵胺制劑涂層并空氣干燥后在軟表面基材上的Cl持久性的影響

結果顯示了負載劑和SHA對處理過得軟表面上活性氯的持久性顯著提高。

實例11

本實驗的目的是研究負載劑和位阻胺SHA對多孔基材上的干燥涂層中活性氯的持久性影響。將羥乙基纖維素粘合劑和位阻胺SHA加入MCDMH溶液，并施加到50克多孔基質(斜發沸石沸石)上，同等濃度的MCDMH溶液處理的多孔介質做參照組，所有樣品室溫下在化學通風櫥中干燥。稱取5克處理過的沸石，灌入20ml的柱子中，然后使用100ml水通過重力流過每個柱子。測量輸出流體中的氯濃度和保留在涂覆沸石中的氯濃度。該實驗的結果示于表6。

表6.粘合劑和SHA對在多孔基材上的空氣干燥涂層中Cl的持久性的影響。

結果表明，用單獨的N-鹵代胺水溶液，沒有負載劑和穩定劑處理的沸石，經過水流沖洗后損失更多的氯，因此在這些顆粒的表面上保留和測量到較少的氯。

實例12

本發明涉及更寬范圍的N-鹵胺化合物作為酶抑制劑的用途，其機理為水性抗菌消毒液破壞酶的活性，從而控制其催化產生氣味。尿酶屬于酰胺水解酶和磷酸三酯酶大家族。它可以催化尿素水解成二氧化碳和氨。反應如下進行：

(NH₂)₂CO+H₂O→CO₂+2NH₃

當脲酶催化尿素水解以產生氨和氨基甲酸酯時，所產生的氨基甲酸酯隨后通過自發水解降解以產生另一種氨和碳酸。尿素酶活性因為它產生氨，從而增加其環境的pH。脲酶是高分子量的含鎳金屬酶，其活性與功能取決于含硫氨基酸構象的完整性。很多具有相似的含硫氨基酸殘基的酶，有助于從有機物質產生惡臭。通常，取決于它們的構象完整性和取決于活性催化位點的結構。

測試方法

脲酶抑制劑活性可以在水性系統中評估。將尿素加上具有可能抑制尿素酶活性的測試化合物和純的脲酶一起培養，來評估對尿素酶催化的尿素水解的影響。我們設計此試驗來嚴重N-鹵胺的對脲酶的抑制作用。在25℃下使用純化的Jack Bean脲酶(50,000-80,000單位/g)進行測試：在25℃下pH 7.0下，單位脲酶將每分鐘從尿素中釋放1μmole的NH3。

將1ml 1wt％N-鹵胺作為酶抑制劑加入10mL 0.001wt％的Jack Bean脲酶溶液中，并使其在25℃靜置3分鐘。將溶液轉移到含有20ml 0.1％尿素溶液的1.25L玻璃容器中，每個容器使用塑料膜密封，使其在25℃靜置24小時。使用氨測試計測定每個容器的頂部空間中的氨含量。

在相同條件下進行無抑制劑的試驗作為對照。10mL 0.001wt％Jack Bean脲酶溶液轉移到含有20ml 0.1％尿素溶液的1.25L玻璃容器中，每個容器用塑料膜密封，并使其在25℃靜置24小時。使用氨測試儀測定每個容器的頂部空間中的氨含量。每個試驗重復三次，記錄平均值。

結果：

在N-鹵胺存在下，脲酶被完全失活，在測試條件下沒有檢測到任何氨產物。還觀察到，將N-鹵胺溶液加入脲酶溶液，馬上引起渾濁沉淀形成，表明變性的蛋白質酶可能變成不溶物。

表7.上部空間氨含量

結果表明，如實施例1中制備的水性制劑中的N-鹵胺具有足以抑制生物酶活性并達到有效氣味控制的作用。這種超強蛋白質酶抑制可能是活性氯氧化破壞酶的賴以生存的氨基酸殘基，它對氧化劑非常敏感。

實例13

本實驗的目的是驗證人工合成的多孔固體顆粒(在英國零售處購買的貓砂形式的硅酸鈣顆粒)也可以用實施例1中所述的水性抗菌除臭液進行涂層。鹵胺水性液體通過將0.025kg MCDMH(Lonza Inc.)，0.005kg羥乙基纖維素和0.0025kg位阻胺在1升水中混合溶解而制備。然后將5kg人工合成硅酸鈣顆粒與1升N-鹵胺溶液在混凝土攪拌機中以10轉/分鐘旋轉的混合10分鐘，在25℃下干燥2周，直到水分含量達8％。在室溫下將測試樣品在去離子水中浸泡1小時后，通過碘量滴定測量其氯含量。與之前使用天然多孔基質(沸石)的經驗相比，經處理的人工合成硅酸鈣顆粒基質含有336ppm活性氯。當用作貓砂時，該活性氯含量可以提供非常優異的氣味控制性能。結果說明了可以用實施例1中所述的N-鹵胺制劑成功涂層廣泛范圍的固體無機顆粒。

實例14

本實例的目的是研究實施例1中所述的N-鹵胺的抗菌除臭涂層應用于有機顆粒基質。Feline Pine^TM鋸木屑貓砂從美國零售店購買得，N-鹵胺水性涂層溶液通過在1升水溶解10g MCDMH(Lonza Inc)，2g羥乙基纖維素和1g位阻胺制備。將2kg Feline Pine鋸屑顆粒與1升N-鹵胺溶液在混凝土攪拌機中以10轉/分鐘旋轉的混合10分鐘，在25℃下干燥2周直至水分含量到8％。在室溫下將測試樣品在去離子水中浸泡1小時后，通過碘量滴定測量活性氯含量。滴定結果表面處理果的鋸末含有465ppm活性氯。如此濃度的活性氯含量用作貓砂材料，在試驗中能獲得優異的氣味控制。說明了本發明可以成功地用實施例1中所述的N-鹵胺的水性抗菌消毒液涂覆有機基材。

實例15

本實例用來評估N-鹵胺抗菌除臭液在生產氣味控制動物衛生墊砂中的效用，同時引入結團功能以更好的吻合商業需要。這些實驗中選擇的結團配方是膨潤土。

本發明的結團動物衛生墊砂可以按如下流程制備。使用至少96％純度，12-30目尺寸范圍的斜發沸石沸石(KMI Zeolite，Inc.，Sandy Valley，NV。)作為起始材料。將MCDMH，HEC和SHA分別以2.5％，0.3％和0.25％的濃度加入適量水中。然后將水性液體施加到以上的沸石以達到15wt％的濕增重，將涂層的沸石攪拌10分鐘以確保水分散體分布均勻，攪拌混合物以確保沸石的表面獲得均勻的涂覆。向該化合物中加入適量市售的鈉膨潤土(30wt％，篩目大小為200+)，同時繼續攪拌混合。然后將產品轉移到平坦的混凝土地板上，在室溫干燥2周，直到水分含量達8％。在室溫下將測試樣品在去離子水中浸泡1小時后，通過碘量滴定測量活性氯含量。滴定結果表面，獲得的衛生墊砂中的氯含量為548ppm，與預期的有效控制氣味所需的活性氯水平一致，并且在添加水以模擬動物尿液的沉積的實驗中，它可以快速有效形成團塊。實驗結果說明用于用途涂覆沸石衛生墊砂顆粒的除臭制劑與成團劑具有很好的相容性，具有非常高的商業化價值。

實例16

在本實例中，將通過實施例1所述的消毒除臭液處理的沸石顆粒貓砂與目前市場上銷售的貓砂產品進行防臭性能比較。Purina's Tidy Cat結團貓砂，Church&Dwight's Arm&Hammer Double Duty非結團砂，和Clorox's Freshstep結團砂均從美國零售店購得。貓砂從英國零售商處購得。

A.測試流程

氨水實驗

本實驗使用稀釋的氨溶液(0.6wt％)來測試貓砂對氨味的控制性能。將半杯貓砂放入1.25L玻璃容器中，每個容器用塑料膜密封。每天，將1ml氨水溶液施加到貓砂上，以模擬一只10磅重成年貓每天在貓砂中排泄180ml尿液。分別在施加氨水溶液的5分鐘和24小時后，分別使用氨氣測試儀測定每個容器的頂部空間中的氨氣含量。重復這些測試直到10天，中途無需更換貓砂。

硫化氫實驗

使用稀釋的硫化氫溶液(實驗室制備)測定貓砂的臭味控制性能。將半杯貓砂放入1.25L玻璃容器中，每個容器用塑料膜密封。將5ml H₂S溶液施加到貓砂上。分別在施用H₂S溶液的2、30和60分鐘后，使用H₂S測試儀測定每個容器的頂部空氣中的H₂S含量。

B.測試結果

在實驗結果顯示(圖1、2和3)，與所有其它市售防臭貓砂相比，N-鹵胺涂層的沸石貓砂表現出對氨和H₂S非常優異的氣味控制效果。在這些實驗中，施加到沸石上的涂層含有0.25wt％的MCDMH。盡管這些制劑含有消毒功能，但是本測試中，對惡臭化合物的清除效果視乎與其抗菌性能沒有本質的聯系。在現實生活中，微生物能夠產生惡臭的，這是由于脲酶的催化作用。盡管涂層具有酶抑制成分(MCDMH)，這兩種機制都可能有助于氣味消除，但是本實驗中的結果與氣味控制也無明顯聯系。實驗結果表明，沸石涂層不但可以通過直接瞬間氧化降解惡臭，還可以通過抗菌和酶失活的方式來控制氣味，在之前的實施例中業已證明。

實例17

在本實例中，使用N-鹵胺涂層沸石作為普通貓砂的一層上層覆蓋層來做性能評估，用污染的動物貓砂做實驗。本實驗的目的是評估多功能除臭顆粒介質覆蓋在污染的常規貓砂上而獲得氣味控制效果。在測試的四個家庭中，使用常規貓砂，將N-鹵胺涂層沸石撒在污染的貓砂上，覆蓋到大約1/2英寸厚。六個氣味評估人員分別對添加覆蓋層的貓砂盆的氣味的影響程度和速度進行了觀察。所有觀測結果表面，在施用N-鹵胺沸石顆粒覆蓋層的數分鐘內，原來貓砂盤里的糞便惡臭顯著減少。多功能覆蓋層可以有效降低動物貓砂氣味，實驗結果同時表明，除臭的速度表明至少部分除臭效應是由于鹵胺直接快速氧化降解惡臭分子而獲得。