一種無機粉塵清潔劑的製備方法與流程

2024-04-14 23:16:05

1.本發明涉及無機粉塵清潔技術領域，尤其涉及一種無機粉塵清潔劑的製備方法。


背景技術：

2.在粉塵量較大的工業園區以及道路兩邊，存在房屋、植物綠色植物葉片上積塵多的問題，這些積塵是長期、大量積累的灰塵，形成團聚體，粘接在房屋表面和葉片上，粉塵團聚體難以靠機械作用衝洗乾淨，難以清理。特別是葉片上的積塵，堵塞葉面氣孔，影響植物的光合作用，引起葉片枯黃，甚至枯萎。另外，家中的家具和電器上也容易積塵，若家具和電器為光滑表面，則表面的積塵很容易清理，但是對於一些磨砂表面的家具和電器，由於表面凹凸不平，在用溼毛巾擦洗時，灰塵進入到縫隙中，導致擦洗後的家具和電器上仍存在灰漬，影響房屋內整潔的環境。
3.目前市面上常用的清潔劑主要依靠表面活性劑分子結構中的親水親油基團，在溶液中形成定向排列，在外力的作用下對物體的表面進行清潔，但僅能清潔表面的油漬和較容易衝洗的汙垢。而對於植物表面或家具電器表面的無機粉塵顆粒團聚體，由於不存在親油基團，難以與表面活性劑分子形成良好的吸附，所以傳統的表面活性劑無法對「凹凸表面」的無機粉塵積塵形成有效的清潔效果。因此，如何清潔「凹凸表面」的無機粉塵顆粒團聚體成為亟待解決的難題。


技術實現要素：

4.針對現有技術中存在的上述不足，本發明提供了一種無機粉塵清潔劑，該清潔劑為梳形的分子鏈上含醯胺基團和矽烷基團的聚合物清潔劑，可有效的對無機粉體顆粒團聚體形成吸附和分散，從而去除「凹凸表面」頑固的積塵，清潔效果好。
5.實現本發明上述目的所採用的技術方案為：
6.一種無機粉塵清潔劑的製備方法，包括以下步驟：(1)底料製備：將不飽和聚醚單體a和氧化劑加入反應釜，加水溶解並攪拌均勻；
7.(2)溶液
①
製備：稱取硫醇類鏈轉移劑和還原劑，加水溶解並攪拌均勻；
8.(3)溶液
②
製備：稱取不飽和醯胺類單體b和不飽和矽烷類單體c，加水溶解並攪拌均勻；
9.(4)將反應釜中的底料升溫至35～55℃，同時開始向反應釜中滴加溶液
①
和
②
，滴加時間1～4小時，控制反應溫度35～60℃，控制單體a，b和c的總質量濃度為30～60％，滴加結束後，保溫反應1～2小時，冷卻至室溫，加入鹼性化合物調整ph至6.5～7.5，加水調整固含為20～30％，即得到無機粉塵清潔劑。
10.所述單體a、b、c的摩爾比為1:(2～9):(1～3)。
11.所述單體a為嵌段型聚醚大單體，其通式為：
[0012][0013]
上述通式中r1為h或甲基，r2為h或甲基，a是ch2或ch2ch2；x為10～50的整數，y為10～150的整數。
[0014]
所述單體a為烯丙醇、丁烯醇、異丁烯醇或異戊烯醇與環氧乙烷和環氧丙烷的加成物中的一種或兩種以上任意比例的混合物。
[0015]
所述單體b為n-乙烯基己內醯胺、n,n-二甲基丙烯醯胺、n,n-二乙基丙烯醯胺、異丙基丙烯醯胺、n-乙烯基吡咯烷酮、n-乙烯基乙醯胺、n-乙烯基甲醯胺、n-甲基-n-乙烯基乙醯胺中的一種或兩種以上的混合物。
[0016]
所述單體c為γ-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、乙烯基三甲氧基矽烷和乙烯基三乙氧基矽烷中的一種或兩種以上的混合物。
[0017]
所述氧化劑為雙氧水、過硫酸銨、過硫酸鉀、叔丁基過氧化氫或異丙苯過氧化氫中的一種或兩種以任意比例的混合物，氧化劑的用量為a，b，c三種單體總摩爾數的1～8％。
[0018]
所述硫醇類鏈轉移劑為巰基乙酸、巰基丙酸以及巰基乙醇中的一種或兩種以上任意比例的混合物，鏈轉移劑用量為a，b，c三種單體總摩爾數的1～15％。
[0019]
所述還原劑為維生素c、雕白粉、亞硫酸氫鈉或莫爾鹽中的一種或兩種以上任意比例的混合物，還原劑的用量為a，b，c三種單體總摩爾數的0.1～2％；所述鹼性化合物為氨水、鹼金屬氫氧化物中的一種或兩種以上任意比例的混合物。
[0020]
所製備的無機粉塵清潔劑的數均分子量為20000～80000。
[0021]
與現有技術相比，本發明的技術方案具有以下優點：(1)本發明中無機粉塵清潔劑從分子結構設計理論出發，在不飽和聚醚上引入功能性的醯胺基團和矽烷基團，得到具有梳形分子結構的高分子聚合物，矽烷基團水解後可與無機粉塵顆粒表面的羥基發生縮合作用而產生化學吸附，醯胺基團可以絡合液相中的離子，形成凝膠，起到橋接不同粉塵顆粒的作用。梳形分子結構的高分子聚合物的主鏈上的多元官能團廣泛分布，在粉塵團聚體表面產生物理和化學吸附，能夠大大提升聚合物分子對無機粉體顆粒團聚體的吸附能力。同時聚合物分子的長側鏈的空間位阻作用，可將粉體顆粒團聚體「打散」，使得團聚體在外力的衝洗下易於被清洗，從而可有效的清潔「凹凸表面」(如葉面、磨砂的家具電器表面等)頑固的無機粉塵顆粒。
[0022]
(2)本發明提供的無機粉塵清潔劑採用低溫引發水相自由基聚合反應製備，工藝簡單，過程易控，成本低廉，易於工業化推廣應用。
[0023]
(3)將本發明提供的無機粉塵清潔劑用於外門、瓷磚、家具、葉片等表面的頑固積塵清潔時，清潔效果好，能夠將沉積在細小縫隙中的積塵清理乾淨。
附圖說明
[0024]
圖1為實施例1提供的無機粉塵清潔劑和市場購買的清潔劑用於外門的清潔效果圖；
[0025]
圖2為實施例2提供的無機粉塵清潔劑和市場購買的清潔劑用於外牆瓷磚的清潔
效果圖；
[0026]
圖3為實施例3提供的無機粉塵清潔劑和市場購買的清潔劑用於金屬表面的清潔效果圖；
[0027]
圖4為實施例4提供的無機粉塵清潔劑和市場購買的清潔劑用於桌面的清潔效果圖；
[0028]
圖5為實施例4提供的無機粉塵清潔劑和市場購買的清潔劑用於植物葉面上的清潔效果圖；
具體實施方式
[0029]
以下實施例更加詳細的描述了本發明的無機粉塵清潔劑的製備過程，而且這些實施例以說明的方式給出，可以讓熟悉這項目的技術人員能夠了解本發明的內容並加以實施，但這些實施例絕不限制本發明的保護範圍。凡根據本發明精神實質所作的等效變化或修飾都應涵蓋在本發明的保護範圍內。
[0030]
本發明的實施例中不飽和聚醚單體a均為商業化產品，可以在市場上購買。
[0031]
本發明實施例中，共聚物的數均分子量均採用英國malvern生產的viscotektda305max多檢測器凝膠滲透色譜儀進行測試，流動相為0.1mol/l的硝酸鈉溶液，流速為0.7ml/min，色譜柱為a-guard+1x a6000m。
[0032]
實施例1
[0033]
本實施例中無機粉塵清潔劑的製備方法，包括以下步驟：(1)底料製備：在裝有溫度計、攪拌器的四口燒瓶中，加入320.96g甲基烯丙基聚氧乙烯-聚氧丙烯醚(0.08mo1)、27.5％濃度的雙氧水1.186g和水相混，攪拌均勻；
[0034]
(2)溶液
①
製備：稱取1.017g(0.0096mo1)巰基丙酸、0.281g(0.0016mol)維生素c，加水溶解並攪拌均勻；
[0035]
(3)溶液
②
製備：稱取15.84(0.16mol)n,n-二甲基丙烯醯胺、19.84g(0.08mol)γ-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷，加水溶解並攪拌均勻；
[0036]
(4)加熱底料至45℃，同時向底料中滴加溶液
①
和
②
，其中溶液
①
滴加4小時，溶液
②
滴加3.5小時，控制單體a，b和c的總質量濃度為35％，滴加結束後，保溫反應1小時，冷卻至室溫，氫氧化鈉溶液，調節ph為7，加水調整固含為25％的微黃色透明液體，測試其數均分子量為42000。
[0037]
將本實施例中製得的無機粉塵清潔劑和市場上購買的普通清潔劑(對比例1)用於外門上粉塵的清潔，清潔效果如圖1所示。本實施例中製得的無機粉塵清潔劑能夠對外門上的積塵團聚顆粒進行有效清潔，清潔效果好，清潔後的外門乾淨光亮，而購買的普通清潔劑只能將外門表面疏鬆的灰塵清洗乾淨，對於頑固積塵仍難以清除。
[0038]
實施例2
[0039]
本實施例中無機粉塵清潔劑的製備方法，包括以下步驟：(1)底料製備：在裝有溫度計、攪拌器的四口燒瓶中，加入480g甲基烯丁基聚氧乙烯-聚氧丙烯醚(0.08mo1)、3.192g(0.014mol)過硫酸銨和水相混，攪拌均勻；
[0040]
(2)溶液
①
製備：稱取1.747g(0.0224mo1)巰基乙醇、0.330g(0.0028mol)雕白粉，加水溶解並攪拌均勻；
[0041]
(3)溶液
②
製備：稱取35.52(0.32mol)n-乙烯基吡咯烷酮、11.84g(0.08mol)乙烯基三甲氧基矽烷，加水溶解並攪拌均勻；
[0042]
(4)加熱底料至40℃，同時向底料中滴加溶液
①
和
②
，其中溶液
①
滴加3.5小時，溶液
②
滴加3小時，控制單體a，b和c的總質量濃度為30％，滴加結束後，保溫反應1小時，冷卻至室溫，氫氧化鉀溶液，調節ph為7，加水調整固含為20％的微黃色透明液體，測試其數均分子量為38000。
[0043]
將本實施例中製得的無機粉塵清潔劑和市場上購買的普通清潔劑(對比例2)用於外牆瓷磚上粉塵的清潔，清潔效果如圖2所示。本實施例中製得的無機粉塵清潔劑能夠對外牆瓷磚上的灰塵及積塵進行有效清潔，清潔效果好，清潔後的瓷磚乾淨，無積塵，而購買的普通清潔劑只能將瓷磚表面的灰塵清洗乾淨，但是瓷磚上附著的積塵仍難以清洗乾淨。
[0044]
實施例3
[0045]
本實施例中無機粉塵清潔劑的製備方法，包括以下步驟：(1)底料製備：在裝有溫度計、攪拌器的四口燒瓶中，加入401.44g丙烯醇聚氧乙烯-聚氧丙烯醚(0.08mo1)、9.72g(0.036mol)過硫酸鉀和水相混，攪拌均勻；
[0046]
(2)溶液
①
製備：稱取6.624g(0.072mo1)巰基乙酸、2.258g(0.0058mol)莫爾鹽，加水溶解並攪拌均勻；
[0047]
(3)溶液
②
製備：稱取34g(0.32mol)n-乙烯基乙醯胺，45.6g(0.24mol)乙烯基三乙氧基矽烷，加水溶解並攪拌均勻；
[0048]
(4)加熱底料至35℃，同時向底料中滴加溶液
①
和
②
，其中溶液
①
滴加2.5小時，溶液
②
滴加2小時，控制單體a，b和c的總質量濃度為40％，滴加結束後，保溫反應1小時，冷卻至室溫，加入氨水，調節ph為7，加水調整固含為20％的微黃色透明液體，測試其數均分子量為26000。
[0049]
將本實施例中製得的無機粉塵清潔劑和市場上購買的普通清潔劑(對比例3)用於金屬表面上粉塵的清潔，清潔效果如圖3所示，需要注意的是，金屬表面不是很光滑。本實施例中製得的無機粉塵清潔劑能夠對金屬表面上的灰塵進行有效清潔，清潔效果好，清潔後的金屬乾淨光亮，而購買的普通清潔劑只能將金屬表面的灰塵清洗乾淨，但是由於金屬表面上細小的凹凸導致有灰塵顆粒殘留在小孔內，形成灰漬。
[0050]
實施例4
[0051]
本實施例中無機粉塵清潔劑的製備方法，包括以下步驟：(1)底料製備：在裝有溫度計、攪拌器的四口燒瓶中，加入344.16g丁烯醇聚氧乙烯-聚氧丙烯醚(0.08mo1)、5.76g(0.064mol)叔丁基過氧化氫和水相混，攪拌均勻；
[0052]
(2)溶液
①
製備：稱取5.888g(0.064mo1)巰基乙酸、0.832g(0.008mol)亞硫酸氫鈉，加水溶解並攪拌均勻；
[0053]
(3)溶液
②
製備：稱取88.96g(0.64mol)n-乙烯基己內醯胺，15.2g(0.08mol)乙烯基三乙氧基矽烷，加水溶解並攪拌均勻；
[0054]
(4)加熱底料至40℃，同時向底料中滴加溶液
①
和
②
，其中溶液
①
滴加3小時，溶液
②
滴加2.5小時，控制單體a，b和c的總質量濃度為45％，滴加結束後，保溫反應1小時，冷卻至室溫，氫氧化鈉溶液，調節ph為7，加水調整固含為25％的微黃色透明液體，測試其數均分子量為22000。
[0055]
將本實施例中製得的無機粉塵清潔劑和市場上購買的普通清潔劑(對比例4)用於桌面上粉塵的清潔，清潔效果如圖4所示。本實施例中製得的無機粉塵清潔劑能夠對桌面上的灰塵進行有效清潔，清潔效果好，清潔後的桌面乾淨光亮，而購買的普通清潔劑只能將桌面上層的灰塵清洗乾淨，但是對積沉在桌面細孔內的積塵仍難以清除，從而在桌面上形成灰漬，即使反覆清洗也無法去除。
[0056]
將本實施例中製得的無機粉塵清潔劑和市場上購買的普通清潔劑(對比例5)用於植物葉面上積塵的清潔，清潔效果如圖5所示。本實施例中製得的無機粉塵清潔劑能夠對葉面上的灰塵進行有效清潔，清潔效果好，清潔後的葉面乾淨光亮，而購買的普通清潔劑只能將葉面上層的灰塵清洗乾淨，但是葉面上仍殘留有積塵，清潔效果較差。