一种利用丙烯酸酯工业废水制备纯棉织物杀菌剂的制备方法

技术领域

本发明涉及化工纺织助剂技术领域，具体涉及一种利用丙烯酸酯工业废水制备纯棉织物杀菌剂的制备方法及其应用。

背景技术

纯棉织物是以棉花为原料，通过织机，由经纬纱纵横沉浮相互交织而成的纺织品。纯棉织物织物品种繁多，花色各异。棉纤维具有较好的吸湿性，在正常的情况下，纤维可向周围的大气中吸收水分，其含水率为8-10％，所以它接触人的皮肤，使人感到柔软而不僵硬，与此同时，也导致纯棉织物容易吸潮发霉变质。尤其是在梅雨季节室内潮湿的环境，给霉菌的形成和繁植提供了条件，使沾上湿气的衣服更易被霉菌依附从而大量繁殖。霉菌形成菌落，随着菌丝不断扩展蔓延，颜色逐渐由浅变深，在衣服上留下大量霉斑使纤维材料变色、脆化分解、降低强度，并排出酸性物质，产生难闻异味。细菌、霉菌的侵蚀，造成周遭环境的破坏，霉菌分泌的霉菌毒素还会引起人的神经和内分泌紊乱、免疫抑制、致癌致畸、肝肾损伤、繁殖障碍等；细菌的滋生使人易感染到传染性疾病(汗斑、足癣)、眼鼻喉上呼吸道疾病、皮肤病；免疫力较低的人群更是容易受到霉菌的侵害，孕妇胎儿畸形、儿童记忆力下降反应迟缓等，严重危害到婴幼儿、孕妇、老年人的身体健康。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种有效提升防霉除菌效果的纯棉织物杀菌剂的制备方法及其纯棉织物杀菌剂的应用。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种利用丙烯酸酯工业废水制备纯棉织物杀菌剂的制备方法，其操作步骤包括：

丙烯酸酯工业废水经过分离提纯后制得丙烯酸水溶液，进行原料的获取；

在反应釜中加入质量份数为95-110份的水、4-5.5份的马来酸酐、22-36份的甲基丙烯酸二甲氨基乙酯季铵盐，混合均匀并升温至75-90℃；

用滴加的方式于所述反应釜中滴加质量份数为170-186份的所述丙烯酸水溶液，23-28份的引发剂水溶液，环境温度为80±3℃，滴加完毕后，并继续保温3至4小时得到所述混合液，；

将所述混合液降温至15-25℃，制得纯棉织物杀菌剂。

进一步的是，所述操作步骤中的水为100份、马来酸酐为5份、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯季铵盐为30份、丙烯酸水溶液为175份、引发剂水溶液为25份。

进一步的是，所述纯棉织物杀菌剂的分子量为800-2500。

进一步的是，所述丙烯酸酯工业废水包含25％-45％的丙烯酸、2％-4％的季戊四醇四丙烯酸酯和0.3-1.5％的季戊四醇，以及催化剂、抗氧化剂、阻聚剂。

进一步的是，所述丙烯酸酯工业废水的制备过程如下：

将单体丙烯酸抽真空装入滴加槽；

将季戊四醇打入反应釜，向所述反应釜内加入抗氧化剂和阻聚剂，所述反应釜被加热至190℃-230℃；

所述滴加槽向所述反应釜内持续滴入丙烯酸单体；

向所述反应釜内加入催化剂，进行常压酯化反应；

反应完毕后，冷却并加入浓度为5％的碳酸钠水溶液，搅拌30分钟后静置分层；

将酯层分离出，剩余液体为所述丙烯酸酯工业废水。

进一步的是，所述丙烯酸水溶液丙烯酸纯度98％、含量40％。

进一步的是，所述引发剂水溶液为氧化还原体系，将过硫酸铵与亚硫酸氢钠1：1混合后，加水稀释至20％的水溶液。

进一步的是，所述过硫酸铵与亚硫酸氢钠分别为纯度99％、98％以上。

一种利用丙烯酸酯工业废水制备的纯棉织物杀菌剂的应用，所述纯棉织物杀菌剂与醋酸混合进行对纯棉织物的酸性皂洗操作。

进一步的是，其特征在于，所述酸性皂洗操作的浴比为1：(15-30)。

本发明的有益效果是：

1、该抗菌剂的制备过程中利用甲基丙烯酸二甲氨基乙酯季铵盐和马来酸酐的嵌均共聚，使得具有杀菌活性的适当数量的甲基丙烯酸二甲氨基乙酯季铵盐分散在马来酸酐的分子链上，不仅充分利用了甲基丙烯酸二甲氨基乙酯季铵盐的抗菌活性，同时利用马来酸酐的水溶性，避免了小分子抗菌剂的不足，也使得马来酸酐也具有了抗菌活性，保证了对纯棉织物的防霉抗菌效果。

2、抗菌剂制备方法的工艺流程完善，且制备方法简单，原料低廉，易于操作，实现了丙烯酸酯工业废水的再利用，在降低生产成本的同时也节省了废水的处理投入成本，提升了资源的可持续性。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进一步说明。

在制备过程实施前，首先进行制备原料的准备。具体来说，生产过程中应用的水、马来酸酐和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯季铵盐均为现有产品的应用或直接通过购买获得。引发剂水溶液为通过将纯度为为99％的过硫酸铵与亚硫酸氢钠1：1混合后，加水稀释至20％形成。丙烯酸水溶液通过丙烯酸水溶液由丙烯酸酯工业废水经过分离提纯后制得，该分离提纯为常规技术手段，此处并不做赘述，工作人员可根据技术要求进行制备。丙烯酸酯工业废水产生过程方法如下：将单体丙烯酸抽真空装入滴加槽；将季戊四醇打入反应釜，向所述反应釜内加入抗氧化剂和阻聚剂所述反应釜被加热至210℃；滴加槽向所述反应釜内持续滴入丙烯酸单体；向反应釜内加入催化剂，进行常压酯化反应；反应完毕后，冷却并加入浓度为5％的碳酸钠水溶液，搅拌30分钟后静置分层；将酯层分离，剩余的含有未反应的丙烯酸单体等有机物的废液为丙烯酸酯工业废水。丙烯酸酯工业废水包括所述废液包含25％-37％的丙烯酸、2％-4％的季戊四醇四丙烯酸酯和0.3-1.5％的季戊四醇，以及微量的催化剂、抗氧化剂、阻聚剂，抗氧化剂为BHT，所述阻聚剂为对羟基苯甲醚，所述催化剂为浓硫酸，其中，浓硫酸的浓度是98％,BHT采用食品级，微量的抗氧化剂食品级BHT存在使得，最总固色剂产品的颜色无色至淡黄色。

实施例一：

纯棉织物杀菌剂的制备方法的操作步骤包括：丙烯酸酯工业废水经过分离提纯后制得丙烯酸水溶液(纯度98％、含量40％)；在反应釜中加入质量份数为100份的水、4份的马来酸酐、22份的甲基丙烯酸二甲氨基乙酯季铵盐，混合均匀并升温至80℃；用滴加的方式于所述反应釜中滴加质量份数为170份的丙烯酸水溶液，25份的引发剂水溶液25g，环境温度为80℃，滴加完毕后，并继续保温3小时得到所述混合液；将所述混合液降温至20℃，制得纯棉织物杀菌剂一。

实施例二

纯棉织物杀菌剂的制备方法的操作步骤包括：丙烯酸酯工业废水经过分离提纯后制得丙烯酸水溶液(纯度98％、含量40％)；在反应釜中加入质量份数为100份的水、5份的马来酸酐、30份的甲基丙烯酸二甲氨基乙酯季铵盐，混合均匀并升温至80℃；用滴加的方式于所述反应釜中滴加质量份数为175份的丙烯酸水溶液，25份的引发剂水溶液25g，环境温度为80℃，滴加完毕后，并继续保温3小时得到所述混合液；将所述混合液降温至20℃，制得纯棉织物杀菌剂二。

实施例三

纯棉织物杀菌剂的制备方法的操作步骤包括：丙烯酸酯工业废水经过分离提纯后制得丙烯酸水溶液(纯度98％、含量40％)；在反应釜中加入质量份数为110份的水、5.5份的马来酸酐、36份的甲基丙烯酸二甲氨基乙酯季铵盐，混合均匀并升温至80℃；用滴加的方式于所述反应釜中滴加质量份数为180份的丙烯酸水溶液，28份的引发剂水溶液25g，环境温度为80℃，滴加完毕后，并继续保温3小时得到所述混合液；将所述混合液降温至20℃，制得纯棉织物杀菌剂三。

应用过程中，分别利用实施例一、实施例二和实施例三制备得到的纯棉织物杀菌剂一、二、三对纯棉织物进行皂洗操作。该皂洗操作步骤如下：

步骤S1，染色排液，将纯棉织物进行染色排液，；

步骤S2，冷却热洗，将纯棉织物冷却至35℃，热洗10分钟；

步骤S3，酸性皂洗，将纯棉织物进行酸性皂洗，加入1g/L醋酸、1g/L的纯棉织物杀菌剂，在温度为60℃的进行10分钟的酸性皂洗操作，纯棉织物进行酸性皂洗中的浴比为1：25。

步骤S4，冷水洗，将纯棉织物进行冷水洗6分钟，冷水温度为18℃；

步骤S5，热水洗，将纯棉织物进行7分钟的热水洗，热水温度为80℃；

步骤S6，二次冷水洗，将纯棉织物进行冷水洗6分钟，冷水温度为18℃。

与传统的皂洗工艺相比，该应用减少操作步骤，并实现了皂洗温度的降低，为染厂降低了能耗，节约了皂洗成本，同时也减少了污水排放，对污水处理费实现了节省。

实验例

实验1：

上述纯棉织物杀菌剂一、二、三对纯棉织物经过皂洗操作得到对应的纯棉织物样本1、纯棉织物样本2和纯棉织物样本3。对纯棉织物样本1、纯棉织物样本2和纯棉织物样本3在60℃环境下烘干，整烫。将整烫之后的部分样品置于培养皿中，进行抗霉菌实验，并取均为未进行上述纯棉织物杀菌剂皂洗操作的纯棉织物作为对比1，进行相同的抗菌霉实验。

试验依据：AATCC30-2004测试方法Ⅲ；

供试菌种：黑曲霉素；

试验条件：温度28℃±1℃，时间7天，相对湿度RH≥95％。

试验结果：纯棉织物样本1、纯棉织物样本2和纯棉织物样本3未见霉菌生长；对比1表面的霉菌覆盖率大于80％。

在上述实验环境中进行7天的反应时间。

试验结果：纯棉织物样本1、纯棉织物样本2和纯棉织物样本3的表面霉菌覆盖率小于10％；对比1表面的霉菌覆盖率至100％。

由上可知，前七天的试验中中纯棉织物样本1、2、3未见霉菌生长，虽在后续总共14天的试验中出现了霉菌覆盖，但是覆盖面积远小于对比1的样本表面覆盖率，由此可知，证明了经过上述制备生成的抗菌剂皂洗操作的纯棉织物具有可观的防霉效果。

实验2：

采用上述制备的纯棉织物样本1、纯棉织物样本2和纯棉织物样本3分别进行抗菌性能测定和耐洗性能测定。其中抗菌性能测定方法为：分别选取相同单位的纯棉织物样本1、纯棉织物样本2和纯棉织物样本3，将其浸于含有相同菌浓度的缓冲溶液中，置于振荡培养箱中振荡培18小时，通过测定溶液中菌的繁殖情况获得样本的抗菌效果；参照FZ/T73023进行耐洗性实验，将整理过的本发明实施例1～5制备的抗菌防霉针织物分别按照与洗涤剂3g/L，浴比1：30，水温40℃的条件洗涤。每次洗涤5min后漂洗两次，即为一次有效洗涤。洗涤30次后，晾干进行抗菌测试，测试结果如表1所示。

表1

从表1中可看出，纯棉织物样本1、2、3均有极好的抗菌效果，抑制效果明显，纯棉织物杀菌剂对菌种有一定的杀害作用，可以从根本上抑制菌落繁殖和生长，实现纯棉织物具有优良的抗菌能力；同时经过30次的洗涤，抗菌能力依然较好，可见本发明抗菌效果持久，耐洗性好，适合广泛推广，实现健康生活。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。