[发明专利]环氧乙烷、五氟乙烷与七氟丙烷的灭菌气体组合物

说明书

发明领域

本发明一般涉及消毒领域，特别涉及含有环氧乙烷，五氟乙烷和七氟丙烷的灭菌气体组合物。

发明背景

多年以来，人们一直采用沸水或蒸汽对欲消毒之物品进行灭菌。由于某些物品，特别是在医学与航天工业中使用的那些物品，不耐蒸汽灭菌法中的温度或湿气，故而近年来已出现了采用不同杀菌剂之需求。

环氧乙烷因具有高功效已经成为一种广泛使用的杀菌剂，且又因其挥发迅速，其残余物不易被所消毒物品吸收或吸附。环氧乙烷本身是一种极易燃烧的气体。其闪点低于-20°F，且在3.0至100的体积百分数范围内易在空气中形成爆炸性混合物。因此，当仅用环氧乙烷作为灭菌气时，诸如防爆装置之类的预防措施是必不可少的。

一种较好的办法是将环氧乙烷与惰性载气或抑燃组分相混合，抑燃组分可起到稀释环氧乙烷的作用且使此混合物从整体上成为非燃性气体。如果这种惰性组分是真正惰性的，即它不在化学上参与燃烧过程，则此惰性物种的灭火效率取决于诸如其比热和热传导率之类的物理性质，实例可参见H.F.库沃德(H.F.Coward)和G.W.琼斯(G.W.Jones)的“气体与蒸气的燃烧性限度”，(公报号503，第5页，1952年)。物理熄灭机理依赖于撤出维持燃烧所需要的能量。

环氧乙烷/卤化碳混合物的燃烧性性质并不遵循这种简单的物理相互关系-反之，众所周知，这种混合物的灭火性质起源于一种化学机理，卤素物种通过这种机理在化学上参与燃烧反应，并且妨碍或抑制燃烧反应。R.赫斯特(R.Hirst)在“消防工程师协会”季刊(第25卷，第59期，第231-250页，1965年)中陈述卤素物种灭火能力的顺序是I＞Br＞Cl＞F。人们一般知晓含碘卤化碳在化学上不太稳定且比卤化碳族的其他成员更具毒性。也已知含溴物种比其含氯类似物具有更大的臭氧消耗潜力。由于环境的原因，潜在的卤化碳载气已被限于含氟和/或氯的氢卤碳化合物。氢-取代的卤化碳比起全卤代的含氯氟烃具有低得多的大气寿命。然而，通过在分子中引入氢而降低卤素含量的作法，将倾向于降低载气的燃烧性抑制性能或灭火性能。

在过去二十年间，与环氧乙烷一起用于灭菌混合物所选用的火焰抑制剂一直是二氯二氟甲烷(业内称为CFC-12)。然而，CFC-12在最近已受到仔细研究，因其属于一种含氯氟烃，被认为对上层大气的臭氧层造成了严重破坏。因此，现在CFC-12在世界范围内正在减少使用和禁用。

二氧化碳是另一种已知的与环氧乙烷一起用于灭菌混合物的火焰抑制剂。然而，由于二氧化碳的特性，以环氧乙烷/CFC-12混合物计，非可燃环氧乙烷/二氧化碳混合物在每单位体积内含有少于40％的环氧乙烷。因此，灭菌必须在较高的压力下完成或需要更长一些的接触时间。此外，环氧乙烷与二氧化碳两者蒸气压的较大差异使得其混合物在从存储罐或钢瓶抽出时产生分离，提高了输送灭菌剂混合物的危险性，在含富二氧化碳时其不能灭菌，而含富环氧乙烷时其是爆炸性的。

CFC-12的臭氧损耗效应已为人们所关注，对此而提出的短期解决方案一直是使用氢氯氟碳化合物(HCFCs)，其含有业已降低的氯含量。已知的环氧乙烷灭菌剂气体混合物包括1-氯-1,2,2,2-四氟乙烷(HCFC-124)，氯二氟甲烷(HCFC-22)及其混合物。有一种由AlliedSignal公司市售的产品，OXYFUME2202，是一种被广泛使用的包含HCFC-124和HCFC-22的灭菌剂混合物。然而，由于氯的存在，这种组合物对于平流层臭氧的损耗仍有可能。

氢氟碳化合物(HFCs)不含氯且其臭氧损耗能力(“ODPs”)近乎为零。因而它们被认为是环境友好的。不过，并非所有的氢氟碳化合物都适合于作为环氧乙烷气体混合物中的火焰抑制剂。一种任意的非可燃性气体的简单替换并不一定能确保一种有用的灭菌气混合物。例如，1,1,1,2-四氟乙烷(HFC-134a)通常被认为是最有可能替代CFC-12的，但它却不是环氧乙烷气体混合物中的有效火焰抑制剂。人们推测，额外的氢原子对其燃烧性可能是有贡献的。