一种聚季铵盐异养菌杀菌剂的制备及应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种聚季铵盐异养菌杀菌剂的制备及应 用。 二、
【背景技术】
[0002] 目前，工业循环水处理系统主要是通过投加杀生剂来控制微生物的生长，使用的 杀生剂主要有氧化型杀菌剂(如氯气、臭氧等)和非氧化型杀菌剂(如季铵盐、季膦盐等）。近 年来，聚季铵盐类杀菌剂由于其高效的杀菌性能、水溶性好、低毒性、易降解等特点倍受关 注。国内在聚季铵盐杀菌剂的合成及应用方面已有相关报道。《化学世界》2009年第50卷第2 期90-93页报道了王瑛等以环氧氯丙烷、N，N，N'，N'_四甲基乙二胺、甲胺、乙胺、十二胺为原 料，通过共缩聚反应制备了三种水溶性聚季铵盐，其均具有一定的杀菌性能；《高等学校化 学学报》第26卷第9期1774-1776页报道了王蕊欣等以丙烯酰胺、4-乙烯基吡啶(4-VP)、硫酸 二甲酯为原料制备了聚季铵盐QPAV，并报道了其具有较强的抗菌性能;《过程工程学报》第 14卷第2期324-328页报道了张文艺等（即本发明人）以四甲基乙二胺和二氯乙醚为原料制 备的水溶性聚季铵盐P0DEDED，其杀菌率可达99 %以上。
[0003] 本发明以环氧氯丙烷、乙二胺和二乙胺为原料，制备一种新型聚季铵盐杀菌剂(代 号为:PQAS01)。 三、
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是：
[0005] 针对现有工业循环冷却水系统中异养菌对传统杀菌剂产生耐药性而导致的杀菌 剂药效不高这一难题，以环氧氯丙烷、乙二胺和二乙胺为主要原料，"一步法"合成一种聚季 铵盐杀菌剂(PQAS01)。
[0006] 本发明的PQAS01合成原理与路线是：
[0007] 环氧氯丙烷上的氯原子与二乙胺发生亲核取代反应，同时，环氧氯丙烷作为不对 称环氧化合物，与乙二胺发生SN2亲核取代反应，开环聚合形成聚季铵盐PQAS01，其反应化 学式如下：
[0008]
[0009] 本发明的环氧氯丙烷C3H5CIO的分子量是92.5，乙二胺C2H8N2的分子量为60.1，二乙 胺〇此以的分子量为73.14。
[0010]本发明的PQAS01对工业循环水中异养菌的杀菌机理是：
[0011] 聚合物分子结构中存在多个带正电荷的-CH2N+(CH2CH3) 2-、-H2N+(CH2)2-基团和吸 电子基团-OH，由于微生物细胞表面带有负电荷，正负电荷相互吸引，使得PQAS01分子更易 作用于细菌表面，使其降低或失去活性，从而抑制细菌的生长。
[0012] 本发明采用的技术方案是：
[0013] 先向装有回流冷凝管和温度计的反应釜中加入122份环氧氯丙烷，边搅拌边加入 100份二乙胺和11份乙二胺的混合液，50°C下恒温反应3h后，得棕黄色粘稠状液体即为本发 明的PQAS01产品。将本发明的PQAS01配成一定质量浓度的溶液投加到循环水中，当每立方 米循环水中PQAS01的含量为10-14g时，其对异养菌的去除率可达92.80-99.98%。
[0014]本发明的主要优点是：
[0015]本发明制备的PQAS01与传统季铵盐杀菌剂相比，不仅具有原料价廉易得、杀菌性 能强，而且合成过程中无其他副产物生成，工艺简单，无高温高压反应条件，无"三废"排放。 四、【具体实施方式】
[0016] 本发明聚季铵盐杀菌剂PQAS01的制备及应用如下：
[0017] 先向装有回流冷凝管和温度计的反应釜中加入122份环氧氯丙烷，边搅拌边加入 100份二乙胺和11份乙二胺的混合液，50°C下恒温反应3h后，得棕黄色粘稠状液体即为本发 明的PQAS01杀菌剂产品。将本发明的PQAS01配成质量浓度为10kg/m 3的溶液，采用计量栗将 配制的杀菌剂溶液投加到循环水中，当工业循环水的pH为7.0-9.0、温度为25-45Γ、药效时 间为8-18h(即加药后8-18h)、每立方米循环水中PQAS01的含量为10-14g时，其对异养菌的 去除率可达92.80-99.98%。
[0018]以下提供本发明的7个实施例：
[0019] 实施例1
[0020] 向装有回流冷凝管和温度计的反应釜中加入22.57kg环氧氯丙烷，启动搅拌器进 行搅拌，搅拌转速为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恒温反应3h，所得棕黄色、带有粘稠性的液体即为PQAS01，其产量为38kg。将PQAS01 配成质量浓度为l〇kg/m 3的PQAS01溶液，采用计量栗将配制的杀菌剂溶液投加到循环水中。 向初始异养菌菌落数为1.44X105个/mL、pH为7.0、温度为35°C的工业循环水中投加 PQAS01 溶液，使得每立方米循环水中PQAS01的量为10g，8h后其对异养菌的去除率仍可达94.61 %。
[0021] 实施例2-7与实施例1的区别是原料投加量不同、异养菌杀菌性能测试杀菌条件不 同，其它工艺参数和制备方法均相同。表1为7个实施例的药剂合成配方、产量和异养菌杀菌 性能测试结果。
[0022]表1本发明药剂合成配方、产量和异养菌杀菌性能测试结果
【主权项】
1. 一种聚季铵盐异养菌杀菌剂的制备及应用。其特征在于:该聚季铵盐异养菌杀菌剂 为具有如下式所示结构的化合物。2. 根据权利要求1所述的聚季铵盐异养菌杀菌剂的制备。其特征在于:先向装有回流冷 凝管和温度计的反应釜中加入122份环氧氯丙烷，边搅拌边加入100份二乙胺和11份乙二胺 的混合液，50°C下恒温反应3h后，得棕黄色粘稠状液体即为本发明的聚季铵盐异养菌杀菌 剂产品。3. -种聚季铵盐异养菌杀菌剂的应用。其特征在于:将该聚季铵盐异养菌杀菌剂应用 于工业循环冷却水中，聚季铵盐异养菌杀菌剂的用量为10~14g/m 3循环水。
【专利摘要】本发明公开了一种聚季铵盐异养菌杀菌剂的制备及应用。先向反应釜中加入一定量环氧氯丙烷，边搅拌边加入一定量二乙胺和乙二胺的混合液，50℃下恒温反应3h，得到棕黄色粘稠状液体即为本发明的聚季铵盐杀菌剂(代号为：PQAS01)产品。将本发明的PQAS01配成一定质量浓度的溶液投加到工业循环冷却水中，当每立方米循环水中PQAS01的含量为10-14g时，其对异养菌的杀菌率可达92.80％以上。
【IPC分类】A01N33/12, C08G73/00, A01P1/00
【公开号】CN105601913
【申请号】CN201510989706
【发明人】张文艺, 陈萍, 何敏, 邓文, 黄彬
【申请人】常州大学
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2015年12月24日