一種聚季銨鹽異養(yǎng)菌殺菌劑的制備及應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種聚季銨鹽異養(yǎng)菌殺菌劑的制備及應(yīng) 用。 二、
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，工業(yè)循環(huán)水處理系統(tǒng)主要是通過投加殺生劑來控制微生物的生長，使用的 殺生劑主要有氧化型殺菌劑(如氯氣、臭氧等)和非氧化型殺菌劑(如季銨鹽、季膦鹽等）。近 年來，聚季銨鹽類殺菌劑由于其高效的殺菌性能、水溶性好、低毒性、易降解等特點倍受關(guān) 注。國內(nèi)在聚季銨鹽殺菌劑的合成及應(yīng)用方面已有相關(guān)報道。《化學(xué)世界》2009年第50卷第2 期90-93頁報道了王瑛等以環(huán)氧氯丙烷、N，N，N'，N'_四甲基乙二胺、甲胺、乙胺、十二胺為原 料，通過共縮聚反應(yīng)制備了三種水溶性聚季銨鹽，其均具有一定的殺菌性能；《高等學(xué)?；?學(xué)學(xué)報》第26卷第9期1774-1776頁報道了王蕊欣等以丙烯酰胺、4-乙烯基吡啶(4-VP)、硫酸 二甲酯為原料制備了聚季銨鹽QPAV，并報道了其具有較強的抗菌性能;《過程工程學(xué)報》第 14卷第2期324-328頁報道了張文藝等（即本發(fā)明人）以四甲基乙二胺和二氯乙醚為原料制 備的水溶性聚季銨鹽P0DEDED，其殺菌率可達99 %以上。
[0003] 本發(fā)明以環(huán)氧氯丙烷、乙二胺和二乙胺為原料，制備一種新型聚季銨鹽殺菌劑(代 號為:PQAS01)。 三、

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是：
[0005] 針對現(xiàn)有工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中異養(yǎng)菌對傳統(tǒng)殺菌劑產(chǎn)生耐藥性而導(dǎo)致的殺菌 劑藥效不高這一難題，以環(huán)氧氯丙烷、乙二胺和二乙胺為主要原料，"一步法"合成一種聚季 銨鹽殺菌劑(PQAS01)。
[0006] 本發(fā)明的PQAS01合成原理與路線是：
[0007] 環(huán)氧氯丙烷上的氯原子與二乙胺發(fā)生親核取代反應(yīng)，同時，環(huán)氧氯丙烷作為不對 稱環(huán)氧化合物，與乙二胺發(fā)生SN2親核取代反應(yīng)，開環(huán)聚合形成聚季銨鹽PQAS01，其反應(yīng)化 學(xué)式如下：
[0008]
[0009] 本發(fā)明的環(huán)氧氯丙烷C3H5CIO的分子量是92.5，乙二胺C2H8N2的分子量為60.1，二乙 胺〇此以的分子量為73.14。
[0010]本發(fā)明的PQAS01對工業(yè)循環(huán)水中異養(yǎng)菌的殺菌機理是：
[0011] 聚合物分子結(jié)構(gòu)中存在多個帶正電荷的-CH2N+(CH2CH3) 2-、-H2N+(CH2)2-基團和吸 電子基團-OH，由于微生物細胞表面帶有負電荷，正負電荷相互吸引，使得PQAS01分子更易 作用于細菌表面，使其降低或失去活性，從而抑制細菌的生長。
[0012] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
[0013] 先向裝有回流冷凝管和溫度計的反應(yīng)釜中加入122份環(huán)氧氯丙烷，邊攪拌邊加入 100份二乙胺和11份乙二胺的混合液，50°C下恒溫反應(yīng)3h后，得棕黃色粘稠狀液體即為本發(fā) 明的PQAS01產(chǎn)品。將本發(fā)明的PQAS01配成一定質(zhì)量濃度的溶液投加到循環(huán)水中，當(dāng)每立方 米循環(huán)水中PQAS01的含量為10-14g時，其對異養(yǎng)菌的去除率可達92.80-99.98%。
[0014]本發(fā)明的主要優(yōu)點是：
[0015]本發(fā)明制備的PQAS01與傳統(tǒng)季銨鹽殺菌劑相比，不僅具有原料價廉易得、殺菌性 能強，而且合成過程中無其他副產(chǎn)物生成，工藝簡單，無高溫高壓反應(yīng)條件，無"三廢"排放。 四、【具體實施方式】
[0016] 本發(fā)明聚季銨鹽殺菌劑PQAS01的制備及應(yīng)用如下：
[0017] 先向裝有回流冷凝管和溫度計的反應(yīng)釜中加入122份環(huán)氧氯丙烷，邊攪拌邊加入 100份二乙胺和11份乙二胺的混合液，50°C下恒溫反應(yīng)3h后，得棕黃色粘稠狀液體即為本發(fā) 明的PQAS01殺菌劑產(chǎn)品。將本發(fā)明的PQAS01配成質(zhì)量濃度為10kg/m 3的溶液，采用計量栗將 配制的殺菌劑溶液投加到循環(huán)水中，當(dāng)工業(yè)循環(huán)水的pH為7.0-9.0、溫度為25-45Γ、藥效時 間為8-18h(即加藥后8-18h)、每立方米循環(huán)水中PQAS01的含量為10-14g時，其對異養(yǎng)菌的 去除率可達92.80-99.98%。
[0018]以下提供本發(fā)明的7個實施例：
[0019] 實施例1
[0020] 向裝有回流冷凝管和溫度計的反應(yīng)釜中加入22.57kg環(huán)氧氯丙烷，啟動攪拌器進 行攪拌，攪拌轉(zhuǎn)速為300r/min，再向上述物料中加入14.63kg二乙胺和1.32kg乙二胺的混合 液，50 °C恒溫反應(yīng)3h，所得棕黃色、帶有粘稠性的液體即為PQAS01，其產(chǎn)量為38kg。將PQAS01 配成質(zhì)量濃度為l〇kg/m 3的PQAS01溶液，采用計量栗將配制的殺菌劑溶液投加到循環(huán)水中。 向初始異養(yǎng)菌菌落數(shù)為1.44X105個/mL、pH為7.0、溫度為35°C的工業(yè)循環(huán)水中投加 PQAS01 溶液，使得每立方米循環(huán)水中PQAS01的量為10g，8h后其對異養(yǎng)菌的去除率仍可達94.61 %。
[0021] 實施例2-7與實施例1的區(qū)別是原料投加量不同、異養(yǎng)菌殺菌性能測試殺菌條件不 同，其它工藝參數(shù)和制備方法均相同。表1為7個實施例的藥劑合成配方、產(chǎn)量和異養(yǎng)菌殺菌 性能測試結(jié)果。
[0022]表1本發(fā)明藥劑合成配方、產(chǎn)量和異養(yǎng)菌殺菌性能測試結(jié)果
【主權(quán)項】
1. 一種聚季銨鹽異養(yǎng)菌殺菌劑的制備及應(yīng)用。其特征在于:該聚季銨鹽異養(yǎng)菌殺菌劑 為具有如下式所示結(jié)構(gòu)的化合物。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚季銨鹽異養(yǎng)菌殺菌劑的制備。其特征在于:先向裝有回流冷 凝管和溫度計的反應(yīng)釜中加入122份環(huán)氧氯丙烷，邊攪拌邊加入100份二乙胺和11份乙二胺 的混合液，50°C下恒溫反應(yīng)3h后，得棕黃色粘稠狀液體即為本發(fā)明的聚季銨鹽異養(yǎng)菌殺菌 劑產(chǎn)品。3. -種聚季銨鹽異養(yǎng)菌殺菌劑的應(yīng)用。其特征在于:將該聚季銨鹽異養(yǎng)菌殺菌劑應(yīng)用 于工業(yè)循環(huán)冷卻水中，聚季銨鹽異養(yǎng)菌殺菌劑的用量為10~14g/m 3循環(huán)水。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種聚季銨鹽異養(yǎng)菌殺菌劑的制備及應(yīng)用。先向反應(yīng)釜中加入一定量環(huán)氧氯丙烷，邊攪拌邊加入一定量二乙胺和乙二胺的混合液，50℃下恒溫反應(yīng)3h，得到棕黃色粘稠狀液體即為本發(fā)明的聚季銨鹽殺菌劑(代號為：PQAS01)產(chǎn)品。將本發(fā)明的PQAS01配成一定質(zhì)量濃度的溶液投加到工業(yè)循環(huán)冷卻水中，當(dāng)每立方米循環(huán)水中PQAS01的含量為10-14g時，其對異養(yǎng)菌的殺菌率可達92.80％以上。
【IPC分類】A01N33/12, C08G73/00, A01P1/00
【公開號】CN105601913
【申請?zhí)枴緾N201510989706
【發(fā)明人】張文藝, 陳萍, 何敏, 鄧文, 黃彬
【申請人】常州大學(xué)
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2015年12月24日