一种柔化甲酸水溶液及其制备方法和消毒剂及应用与流程

本发明属于材料处理领域，具体涉及一种柔化甲酸水溶液及其制备方法和消毒剂及应用。
背景技术：
：甲酸（化学式hcooh，分子式ch2o2，分子量46.03）俗名蚁酸，存在于蜂类、某些蚁类和毛虫的分泌物中，是一种基本有机化工原料，广泛用于农药、皮革、染料、医药和橡胶等工业中。甲酸可直接用于织物加工、鞣革、纺织品印染和青饲料的贮存，也可用作金属表面处理剂、橡胶助剂和工业溶剂。但是，由于甲酸具有刺激气味，且有腐蚀性，人类接触后会出现皮肤、粘膜刺激症状，并引起结膜炎、眼睑水肿、鼻炎、支气管炎，重者可引起急性化学性肺炎。而且，浓甲酸水溶液口服后可腐蚀口腔及消化道粘膜，引起呕吐、腹泻及胃肠出血，甚至因急性肾功能衰竭或呼吸功能衰竭而致死。因此，甲酸的应用受到了制约。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种柔化甲酸水溶液及其制备方法和消毒剂及应用，以在不影响甲酸应用的前提下，柔化甲酸的腐蚀性能和挥发性能，从而减小甲酸对人体健康的不良影响。为了达到上述目的，本发明采用如下方案：一种柔化甲酸水溶液的制备方法，包括将木质素磺酸钙水溶液和甲酸水溶液混合，得到柔化溶液体系。与现有技术相比，本发明提供的柔化甲酸水溶液的制备方法具有如下有益效果：本发明提供的柔化甲酸水溶液的制备方法，将木质素磺酸钙水溶液与甲酸水溶液混合，使得甲酸与木质素磺酸钙之间形成分子间氢键，这样甲酸在分子层面上固定到木质素磺酸钙中，从而保证所制备的柔化甲酸水溶液中几乎没有甲酸挥发；由于木质素磺酸钙是一种比较好的亲水性表面活性剂，使得木质素磺酸离子的亲油基团定向排列在柔化甲酸水溶液表面；具体的，木质素磺酸离子的亲油基团朝向柔化甲酸水溶液外，木质素磺酸离子的亲水基团（磺酸基团、羟基基团）朝向柔化甲酸水溶液内，并参与分子间氢键的形成，而如果甲酸需要挥发，不仅需要与木质素磺酸离子中的亲水基团断开分子间氢键，而且还需要穿过柔化甲酸水溶液表面的木质素磺酸离子的亲油性基团，但可以知道的是甲酸是一种亲水性物质，基本不能穿过亲油基团从柔化甲酸水溶液中挥发。因此，本发明提供的柔化甲酸水溶液的制备方法所制备的柔化甲酸水溶液相对甲酸水溶液来说，所制备的柔化甲酸水溶液的腐蚀性比较低，而且经试验证明其具有良好的消毒作用，因此，本发明所制备柔化甲酸水溶液用于消毒剂时，消毒剂并不会对人体健康产生不利的影响。而且，本发明所制备的柔化甲酸水溶液用于消毒剂时，不仅能够利用消毒杀菌，而且能够降低被消毒物质的表面张力，从而强化消毒功能。一种柔化甲酸水溶液，采用上述技术方案所述的柔化甲酸水溶液的制备方法制成。与现有技术相比，本发明提供的柔化甲酸水溶液的有益效果与技术方案提供的所述柔化甲酸水溶液的制备方法的有益效果相同，在此不做赘述。本发明还提供了一种消毒剂，至少包括上述技术方案提供的柔化甲酸水溶液。与现有技术相比，本发明提供的消毒剂的有益效果与上述技术方案提供的所述柔化甲酸水溶液的制备方法的有益效果相同，在此不做赘述。本发明还提供了一种柔化甲酸水溶液在制备抗菌试剂中的应用。与现有技术相比，本发明提供的所述应用的有益效果与上述技术方案提供的所述柔化甲酸水溶液的制备方法的有益效果相同，在此不做赘述。附图说明此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：图1为没有经过腐蚀试验的铁钉图；图2为质量浓度为60%的甲酸水溶液的72h铁钉腐蚀试验结果图；图3为本发明实施例一制备的柔化甲酸水溶液的72h铁钉腐蚀实验结果图；图4为本发明实施例二制备的柔化甲酸水溶液的72h铁钉腐蚀实验结果图；图5为本发明实施例三制备的柔化甲酸水溶液的72h铁钉腐蚀实验结果图；图6为本发明实施例四制备的柔化甲酸水溶液的72h铁钉腐蚀实验结果图；图7为本发明实施例五制备的柔化甲酸水溶液的72h铁钉腐蚀实验结果图；图8为ph试纸测试结果比较图。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，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。本发明实施例提供的甲酸柔化方法，包括将木质素磺酸钙水溶液和甲酸水溶液混合，得到柔化甲酸水溶液。将木质素磺酸钙水溶液和甲酸水溶液混合的过程中，甲酸与木质素磺酸钙之间形成分子间氢键，这样甲酸在分子层面上固定到木质素磺酸钙中，从而保证所制备的柔化甲酸水溶液中几乎没有甲酸挥发；由于木质素磺酸钙是一种比较好的亲水性表面活性剂，使得木质素磺酸离子的亲油基团定向排列在柔化甲酸水溶液表面；具体的，木质素磺酸离子的亲油基团朝向柔化甲酸水溶液外，木质素磺酸离子的亲水基团（磺酸基团、羟基基团）朝向柔化甲酸水溶液内，并参与分子间氢键的形成，而如果甲酸需要挥发，不仅需要与木质素磺酸离子中的亲水基团断开分子间氢键，而且还需要穿过柔化甲酸水溶液表面的木质素磺酸离子的亲油性基团，但可以知道的是甲酸是一种亲水性物质，基本不能穿过亲油基团从柔化甲酸水溶液中挥发。因此，本发明实施例提供的柔化甲酸水溶液的制备方法所制备的柔化甲酸水溶液相对甲酸水溶液来说，所制备的柔化甲酸水溶液的腐蚀性比较低，而且经试验证明其具有良好的消毒作用，因此，本发明所制备柔化甲酸水溶液用于消毒剂时，消毒剂并不会对人体健康产生不利的影响。而且，本发明实施例所制备的柔化甲酸水溶液用于消毒剂时，不仅能够利用消毒杀菌，而且能够降低被消毒物质的表面张力，从而强化消毒功能。可以理解的是，本发明实施例提供的柔化甲酸水溶液从实质上来说，仍然是甲酸和木质素磺酸钙的混合体系，只是由于其在水中分散，使得二者之间形成分子间氢键，且由于木质素磺酸钙中含有大量的羟基，因此，木质素磺酸钙中的羟基能够与甲酸的羧基产生分子间作用力，以形成分子间氢键。其中，上述实施例中甲酸水溶液和木质素磺酸钙水溶液的质量浓度可以根据实际需要设定，例如：甲酸水溶液中甲酸的质量浓度大于等于50％，所述木质素磺酸钙水溶液中木质素磺酸钙的质量浓度为90％-95％,此时甲酸水溶液和木质素磺酸钙水溶液的体积比为1：（0.5-2.5）。这种情况下，木质素磺酸钙和甲酸的接触几率相对较大，而且还能够在2h-5h内使得甲酸与木质素磺酸钙的混合比较均匀，以保证甲酸与木质素磺酸钙之间能够充分的形成分子间氢键。至于混合时所使用的混合温度，只要温度不要太高即可，例如：混合的温度为18℃-35℃，混合的时间为2h-5h。此时，甲酸能够充分的吸附到木质素磺酸钙上，并能够给甲酸和木质素磺酸钙的分子运动提供一定的能量，使得甲酸和木质素磺酸钙之间形成分子间氢键的速度加快。本发明实施例还提供了一种柔化甲酸水溶液，采用上述柔化甲酸水溶液的制备方法制备而成。与现有技术相比，本发明实施例提供的柔化甲酸水溶液的有益效果与上述技术方案提供的柔化甲酸水溶液的制备方法的有益效果相同，在此不做赘述。本发明实施例还提供了一种消毒剂，至少包括上述技术方案提供的柔化甲酸水溶液。与现有技术相比，本发明实施例提供的消毒剂的有益效果与上述技术方案提供的柔化甲酸水溶液的制备方法的有益效果相同，在此不做赘述。具体的，所述抗菌试剂为抗革兰氏菌试剂，如抗革兰氏阳性菌试剂或抗革兰氏阴性菌试剂。其中，抗革兰氏阳性菌试剂为抗金黄色葡萄球菌试剂，当然也可以是其他抗革兰氏阳性菌试剂；抗革兰氏阴性菌试剂为抗大肠杆菌试剂，当然也可以是其他抗革兰氏阴性菌试剂。下面结合实施例具体说明本发明提供的柔化甲酸水溶液的制备方法及应用。实施例一本发明实施例提供了一种柔化甲酸水溶液的制备方法，具体包括如下步骤：第一步，将质量浓度为60%的甲酸水溶液和质量浓度为92%的木质素磺酸钙水溶液在配液槽中混合均匀，得到混合溶液；其中，甲酸水溶液和木质素磺酸钙水溶液的体积比为1：0.5。第二步，将混合溶液转入到双螺杆机中，在25℃混合2h，得到柔化甲酸水溶液。实施例二：本发明实施例提供了一种柔化甲酸水溶液的制备方法，具体包括如下步骤：第一步，将质量浓度为60%的甲酸水溶液和质量浓度为92%的木质素磺酸钙水溶液在配液槽中混合均匀，得到混合溶液；其中，甲酸水溶液和木质素磺酸钙水溶液的体积比为1：1。第二步，将混合溶液转入到双螺杆机中，在25℃混合2h，得到柔化甲酸水溶液。实施例三本发明实施例提供了一种柔化甲酸水溶液的制备方法，具体包括如下步骤：第一步，将质量浓度为60%的甲酸水溶液和质量浓度为92%的木质素磺酸钙水溶液在配液槽中混合均匀，得到混合溶液；其中，甲酸水溶液和木质素磺酸钙水溶液的体积比为1：1.5。第二步，将混合溶液转入到双螺杆机中，在25℃混合2h，得到柔化甲酸水溶液。实施例四本发明实施例提供了一种柔化甲酸水溶液的制备方法，具体包括如下步骤：第一步，将质量浓度为60%的甲酸水溶液和质量浓度为92%的木质素磺酸钙水溶液在配液槽中混合均匀，得到混合溶液；其中，甲酸水溶液和木质素磺酸钙水溶液的体积比为1：2.0。第二步，将混合溶液转入到双螺杆机中，在25℃混合2h，得到柔化甲酸水溶液。实施例五本发明实施例提供了一种柔化甲酸水溶液的制备方法，具体包括如下步骤：第一步，将质量浓度为60%的甲酸水溶液和质量浓度为92%的木质素磺酸钙水溶液在配液槽中混合均匀，得到混合溶液；其中，甲酸水溶液和木质素磺酸钙水溶液的体积比为1：2.5。第二步，将混合溶液转入到双螺杆机中，在25℃混合2h，得到柔化甲酸水溶液。实施例六第一步，将质量浓度为75%的甲酸水溶液和质量浓度为95%的木质素磺酸钙水溶液在配液槽中混合均匀，得到混合溶液；其中，甲酸水溶液和木质素磺酸钙水溶液的体积比为1：1.5。第二步，将混合溶液转入到管式反应器中，在18℃混合5h，得到柔化甲酸水溶液。实施例七第一步，将质量浓度为90%的甲酸水溶液和质量浓度为90%的木质素磺酸钙水溶液在配液槽中混合均匀，得到混合溶液；其中，甲酸水溶液和木质素磺酸钙水溶液的体积比为1：2.5。第二步，将混合溶液转入到三螺杆机中，在38℃混合3h，得到柔化甲酸水溶液。为了证明本发明所制备的甲酸木质素磺酸钙具有较低的腐蚀性和甲酸挥发性，分别进行如下试验：一、腐蚀试验室温下，将图1所示的铁钉浸入质量浓度为60%的木质素磺酸钙水溶液中72h，然后取出，试验结果如图2所示;室温下，将图1所示的铁钉浸入实施例一至五所制备的柔化甲酸水溶液中72h，然后取出，试验结果如图3-7所示。通过对比图1-图7可以发现，甲酸水溶液对铁钉具有强烈的腐蚀作用，而柔化甲酸水溶液对铁钉的腐蚀程度，随着柔化甲酸水溶液中木质素磺酸钙的含量增加而降低，可见，通过在甲酸水溶液中增加木质素磺酸钙对甲酸的腐蚀性能具有一定的缓解。二、挥发性试验利用ph试纸测量甲酸水溶液2.5h挥发出的甲酸的酸度、实施例一至五所制备的柔化甲酸水溶液2.5h挥发出的甲酸的酸度，测试结果如图8所示；其中，a为甲酸水溶液的ph试纸测试结果，b-f依次为实施例一至五所制备的柔化甲酸水溶液的ph试纸测试结果，且图8中试纸的从上到下的酸度逐渐增加。对比图8中a-f可以发现，甲酸水溶液2.5h挥发出的甲酸酸性最强，而柔化甲酸水溶液2.5h挥发出的甲酸酸性较弱，因此，本发明实施例所制备的柔化甲酸水溶液的甲酸挥发度比较低。通过上述腐蚀试验和挥发性试验可以发现，将本发明实施例制备的柔化甲酸水溶液应用于杀毒剂时，可以降低甲酸对人体皮肤和呼吸道的伤害。三、消毒杀菌试验1、材料与试剂1.1材料：高压灭菌锅、紫外分光光度计、生化培养箱、ep管、烧杯、平板、移液枪、菌落计数器、圣女果等。1.2试剂mh肉汤：配制100mlmh肉汤；营养琼脂：根据说明书配制营养琼脂，待冷却至约50℃时倒平板，冷却凝固后于37℃培养箱空培养一晚备用；生理盐水：称取0.9g氯化钙，溶解后定容到100ml；试验液：质量浓度为60%的甲酸水溶液、实施例一至五制备的柔化甲酸水溶液；注：试验用到的材料、试剂均需121℃高压灭菌20min后备用。1.3菌种革兰氏阳性菌：金黄色葡萄球菌；革兰氏阴性菌：大肠杆菌。2试验方法2.1表面消毒试验试验以普通实验操作台为消毒对象，用棉球沾取试验液擦拭桌面消毒，作用时间为15min，15min后，用沾湿生理盐水的棉签擦拭消毒部位采样，将采样后的棉签划营养琼脂平板接种，并于37℃培养箱培养16小时，16小时后菌落计数。试验同时设阳性对照组(于消毒前采样，采样方法和活菌培养计数与试验组相同)。2.2瓜果蔬菜消毒模拟试验以圣女果为消毒对象，用记号笔在试验用的圣女果中间较平部位标出染菌区(1.0cm×1.0cm)，用移液枪移取50μl菌液，均匀涂抹在标记出的染菌区，置37℃恒温箱15min干燥。将圣女果浸泡入加有15ml试验液的25ml小烧杯中浸泡消毒15min，用沾湿生理盐水的棉签涂抹染菌区采样，将采样后的棉签划琼脂平板接种，接种后于37℃培养箱培养16小时，16小时后菌落计数。试验同时设阳性对照组(于另一颗圣女果染菌烘干后采样，采样方法与试验组相同)。注：所使用的菌液的od625值=0.09~0.1，其是按照体积比0.5：100，将原始菌液和水混合，使得原始菌液被稀释得到的。3试验结果与分析3.1表面消毒试验不同试验液物品表面消毒效果统计如表1，结合表1可知，不同试验液均具有消毒效果，其中，甲酸水溶液、实施例一至三所制备的柔化甲酸水溶液能100%消毒普通物品表面，实施例四和五所制备的柔化甲酸水溶液消毒效果较甲酸水溶液、以及实施例一至三所制备的柔化甲酸水溶液消毒效果弱。表1不同试验液表面消毒效果组别甲酸水溶液实施例一实施例二实施例三实施例四实施例五消毒前菌落数201938853消毒后菌落数0000113.2瓜果蔬菜消毒模拟试验3.2.1对大肠杆菌消毒效果不同试验液对瓜果污染大肠杆菌消毒效果统计如表2所示。结合表2可知，不同试验液均具有消毒效果，其中，甲酸水溶液、实施例一、二、四和五所制备的柔化甲酸水溶液对瓜果污染大肠杆菌的消毒率达到99.5%以上。实施例三所制备的柔化水溶液对大肠杆菌消毒效果90%以上，但较甲酸水溶液、实施例一、二、四和五所制备的柔化甲酸水溶液消毒效果弱。表2不同试验液对瓜果污染大肠杆菌的消毒效果组别甲酸水溶液实施例一实施例二实施例三实施例四实施例五消毒前菌落数＞400＞1000＞1000＞1000＞1000＞200消毒后菌落数141100033.2.2对金黄色葡萄球菌消毒效果不同试验液对瓜果污染金黄色葡萄球菌消毒效果统计如表3，结合表3可知，不同试验液均具有消毒效果，其中，甲酸水溶液、实施例一至五所制备的柔化甲酸水溶液对瓜果污染金黄色葡萄球菌的消毒率均达到99.5%以上。其中，实施例二和三所制备的柔化甲酸水溶液组对金黄色葡萄球菌的消毒效果最好。表3不同试验液对瓜果污染金黄色葡萄球菌的消毒效果组别甲酸水溶液实施例一实施例二实施例三实施例四实施例五消毒前菌落数＞400＞400＞1000＞1000＞1000＞800消毒后菌落数1000710综上可知，实施例二所制备的甲酸水溶液的杀菌消毒效果最好，无论对革兰氏阴性菌还是革兰氏阳性菌均有很好的杀菌消毒效果，能用于日常物品的表面消毒，也可用于被细菌污染物品的消毒等。以上所述的具体实施方式，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方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，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。当前第1页12