一种控制水基固体悬浮物中微生物污染的方法技术

本发明专利技术涉及一种去除水基固体颗粒悬浮物中微生物污染的方法，特别是有机与无机颜料的分散体和含有此类固体悬浮物的着色剂。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种去除水基固体颗粒悬浮物中微生物污染的方法，特别是有机与无机颜料的分散体和含有此类固体悬浮物的色料制剂(colourant)。微生物，特别是细菌、酵母和真菌，存在于各种各样的环境中并能在最为极端的条件下生存。形成芽胞的微生物体能在休眠状态下存活许多年，而等到适宜的环境条件出现后又恢复生长。而其他的一些微生物则只要环境湿度能达到足以维持生长时就能存在，所有微生物均能代谢有机底物，作为营养源。众所周知，食品工业中普遍存在微生物的腐败作用，为此经常用一些极端的方法如高压高热(高压锅处理)和γ射线照射以防止和去除这种作用。含有碳、氮、氧和硫的水基系统是微生物生长繁殖的理想环境，污染的后果是散发臭味，形成菌丛及在油漆上形成固体沉积由于增稠剂的消化造成，堵塞过滤系统等。由于挥发性有机化合物(VOC’S)的立法及环境压力加大，不断增加的系统如油漆，印墨等都由溶剂型制剂转向水基制剂。日常生活当中的众多色彩是由有机或无机的颜料产生的，这些颜料是一些非常小的颗粒(几个纳米到几百微米)，分散于合成或天然材料(墨、油漆、纤维、化妆品等)中，易受微生物侵袭。预防这种侵袭的传统方法是添加化学杀虫剂，这种杀虫剂对微生物有毒性，能杀死或使微生物处于休眠状态。从其特性来讲，同样对人有毒，而造成副作用如皮肤过敏，因此人们通过立法对其应用进行限制。另外，由于一定的工业生产方法(热、PH值、氨、硫醇类等)对最有效的化学杀虫剂有不利影响，所以往往需要提高杀虫剂的水平以克服这些不利因子的影响。当介质中存在固体颗粒时，杀虫剂将吸附于颗粒的表面而影响其使用效率。水性颜料分散体及其制剂，由于其自身的特性而不适合作任何程度的热处理。这一方面与其添加剂的雾化点有关，另一方面与因化学生色团对高能破坏作用的易感而产生的γ射线照射有关。由于以上原因，在防止水基颜料悬浮液微生物污染时应以化学杀虫剂的使用为主。由于颜料粉末非常小(纳米级)，具有高的表面积且易吸潮，所以能导致不同水平处于营养状态或休眠状态微生物的污染。当这样的颜料悬浮液分散进入含有机表面活性剂的水中后，环境条件变得更适合于微生物污染的传播，特别是在温暖的气候条件下，在仓库、船洞及其他典型的贮存条件下。通常污染水平可高达每毫升108菌落形成单位(CFU)。因此必须添加足量的化学杀虫剂以最小化微生物的污染，但化学杀虫剂如果不能被完全消耗又会残留于应用系统而成为一种潜在的毒性物质。这就使制造商很为难，因为即使主产品其本身不具毒性，但产品中含有超过一定数量的杀虫剂时都必须有警告标签(如R43-皮肤过敏)以让使用者明确其具有毒性。可见，如果能开发一种在生产中，在贮存及过程中或过程后，添加某些材料制成成品制剂后不受微生物污染的固体颗粒水基悬浮液的生产方法，在技术上将有显著的优势。如开发的方法使得化学杀虫剂使用量低于标签上的规定量而又能有效控制微生物生长，它在技术上将更具有优势。本专利技术涉及一种利用超声并结合使用极低水平化学杀虫剂以控制水基流体中的固体颗粒悬浮物，特别是颜料和染料悬浮物中微生物生物活性的方法。根据本专利技术，该方法在用于微生物生物活性控制的化学杀虫剂使用量不超出必须贴标签的规定限量的同时显著减少了处理时间，同时又能有效地提高颜料产品的产量与效力。另外，本专利技术还提出了而细心选择不同的化学杀虫剂，以匹配具体的水基颜料制剂成分以改进效力的方法。本专利技术还提供了在对固体分散体与化学杀虫剂的混合物经超声处理后污染水平达每毫升109菌落形成单位时，在环境温度下，无生物学活性的水基制剂形式的、有色颗粒分散体的生产方法。适合应用于本专利技术的水基固体悬浮物包括含有能增强加工和涂敷特性的添加剂的有机或无机颜料与染料物质水分散体。此类添加剂如乙氧基脂肪醇和酚，磺化的萘及它们的衍生物，丙烯酸聚合物及其与苯乙烯的共聚物，既包括水溶液，也包括乳浊液。“固体”在这里是指与溶于水或在水中的乳浊状态的添加剂一起的颜料及染料颗粒，该颗粒可以是单个的晶体、晶体的聚集物或聚集物的团，其大小从几个纳米到几百微米。虽然在悬浮液中可使用任意水平的固体，但在使用较高的固体含量如超过65％时，就会有典型的粘性物质形成，这虽然仍可以用本专利技术提供的方法处理，但由于在用泵抽时受限而造成特定的麻烦。同样，特别稀的悬浮液如固体含量抵于5％时，虽然易于处理(易抽)，但低的固体含量因经济方面的原因而限制了其实际应用。因此，以重量计含有固体10％到80％，优选20％到60％的固体悬浮液适合应用于本专利技术。任一水平化学杀虫剂可以应用于将依据本专利技术处理的分散体制剂中。优选化学杀虫剂使用水平低于要标以皮肤过敏标签R43的规定水平。按分散体的重量计，化学杀虫剂的常用含量应为15ppm到500ppm，最优选50ppm到250ppm。在此，化学杀虫剂是指能抑制水基系统中污染微生物生长的物质。这里所指的污染微生物包括革兰氏阳性菌、阴性菌、酵母及真菌。适宜的化学杀虫剂包括醛和异噻唑酮。如上所述，本专利技术既可用于所描述的简单固体悬浮液，又可用于成品分散制剂。这里所指的简单固体悬浮液包括颜料、染料、着色剂、杀虫水剂和视需要而定的添加剂。在此，适宜应用的优选添加剂包括乙氧基脂肪醇和酚，磺化的萘及它们的衍生物，丙烯酸聚合物及其衍生物，苯乙烯/丙烯酸的混合物等。优选的添加剂使用水平为着色剂质量的2％到200％。成品分散体制剂是指着色剂分散体及存前已描述的优选添加剂，如JONCRYL61(RTM)(35％固体)，JONCRYL77(RTM)(45％固体)，PE wax(JONWAX,RTM)，均可从Johnson&Johnson获得，二甘醇-乙醚，防沫剂(如磷酸三丁脂)和水的组合物。成品分散体制剂包括墨、油漆、织物染料等。根据本专利技术，任何能抑制革兰氏阳性菌、阴性菌、酵母或真菌化学杀虫剂都能应用于本方法。适宜的化学杀虫剂包括醛如甲醛，二醛如戊烷-1,5-二醛，取代和非取代的异噻唑啉-3-酮，N-辛基-异噻唑啉-3-酮或1,2-苯异噻唑啉-3-酮，六氢-1,3,5-三-(2-羟乙基)-硫-三嗪，硫酸四羟甲基鏻，氯化二甲基-N-烷基苯铵，一元醇或二元醇(芳香族或脂肪族)，硫代氰酸甲基硫代苯异噻唑酮及它的化合物。从我们的经验看，颗粒杀虫剂的效力与着色剂的化学类型密切相关。应该认识到可利用范围内的化学杀虫剂应用于具体的固体悬浮液时，其中有一些会比另外一些更具效力。优选的用于控制细菌、酵母生长的化学杀虫剂在此是戊烷-1,5-二醛，甲基异噻唑啉-3-酮和它的氯化衍生物，优选的用于控制真菌生长的化学杀虫剂是N-辛基-异噻唑啉-3-酮。这里所指的超声是指声波超出了人耳的反应，16KHz或更大。超声作为一种声波可以通过任何具有弹性性质的物质如固体、液体或气体传送。振动体(声源)的运动被传送给媒介分子，媒介分子又将运动传导给与其相邻的分子，直到大约返回声波的起始点。当声波通过媒介传送时除了在分子位置上的差异外还存在压力上的差异。当分子的表面相互聚集在一起(如分子被压缩)时的压力要比正常时高，相反当分子表面最大限度地分开(如在疏松区)时，压力就比正常时低。如果有足够大的负压作用于液体(这里表现为对疏松区的声学压力)，分子间的平均距离将超过保持液体紧密接触的临界分子距离，液体将本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种去除污染水平高达１０↑［９］ＣＦＵ／ｍｌ的水基固体悬浮物或溶液微生物污染的方法，同时结合使用化学杀虫剂和对悬浮物或溶液的超声波降解。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：DSH史密斯，
申请(专利权)人：西巴特殊化学品控股有限公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]