一種聚季銨鹽異養菌殺菌劑的制備及應用
【技術領域】
[0001] 本發明屬于水處理技術領域，具體涉及一種聚季銨鹽異養菌殺菌劑的制備及應 用。 二、
【背景技術】
[0002] 目前，工業循環水處理系統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 注。國內在聚季銨鹽殺菌劑的合成及應用方面已有相關報道。《化學世界》2009年第50卷第2 期90-93頁報道了王瑛等以環氧氯丙烷、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；《高等學校化 學學報》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;《過程工程學報》第 14卷第2期324-328頁報道了張文藝等（即本發明人）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] 本發明以環氧氯丙烷、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、
【發明內容】
[0004] 本發明的目的是：
[0005] 針對現有工業循環冷卻水系統中異養菌對傳統殺菌劑產生耐藥性而導致的殺菌 劑藥效不高這一難題，以環氧氯丙烷、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] 本發明的PQAS01合成原理與路線是：
[0007] 環氧氯丙烷上的氯原子與二乙胺發生親核取代反應，同時，環氧氯丙烷作為不對 稱環氧化合物，與乙二胺發生SN2親核取代反應，開環聚合形成聚季銨鹽PQAS01，其反應化 學式如下：
[0008]
[0009] 本發明的環氧氯丙烷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]本發明的PQAS01對工業循環水中異養菌的殺菌機理是：
[0011] 聚合物分子結構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] 本發明采用的技術方案是：
[0013] 先向裝有回流冷凝管和溫度計的反應釜中加入122份環氧氯丙烷，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3h后，得棕黃色粘稠狀液體即為本發 明的PQAS01產品。將本發明的PQAS01配成一定質量濃度的溶液投加到循環水中，當每立方 米循環水中PQAS01的含量為10-14g時，其對異養菌的去除率可達92.80-99.98%。
[0014]本發明的主要優點是：
[0015]本發明制備的PQAS01與傳統季銨鹽殺菌劑相比，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物生成，工藝簡單，無高溫高壓反應條件，無"三廢"排放。 四、【具體實施方式】
[0016] 本發明聚季銨鹽殺菌劑PQAS01的制備及應用如下：
[0017] 先向裝有回流冷凝管和溫度計的反應釜中加入122份環氧氯丙烷，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3h后，得棕黃色粘稠狀液體即為本發 明的PQAS01殺菌劑產品。將本發明的PQAS01配成質量濃度為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水中，當工業循環水的pH為7.0-9.0、溫度為25-45Γ、藥效時 間為8-18h(即加藥后8-18h)、每立方米循環水中PQAS01的含量為10-14g時，其對異養菌的 去除率可達92.80-99.98%。
[0018]以下提供本發明的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釜中加入22.57kg環氧氯丙烷，啟動攪拌器進 行攪拌，攪拌轉速為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3h，所得棕黃色、帶有粘稠性的液體即為PQAS01，其產量為38kg。將PQAS01 配成質量濃度為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水中。 向初始異養菌菌落數為1.44X105個/mL、pH為7.0、溫度為35°C的工業循環水中投加 PQAS01 溶液，使得每立方米循環水中PQAS01的量為10g，8h后其對異養菌的去除率仍可達94.61 %。
[0021] 實施例2-7與實施例1的區別是原料投加量不同、異養菌殺菌性能測試殺菌條件不 同，其它工藝參數和制備方法均相同。表1為7個實施例的藥劑合成配方、產量和異養菌殺菌 性能測試結果。
[0022]表1本發明藥劑合成配方、產量和異養菌殺菌性能測試結果
【主權項】
1. 一種聚季銨鹽異養菌殺菌劑的制備及應用。其特征在于:該聚季銨鹽異養菌殺菌劑 為具有如下式所示結構的化合物。2. 根據權利要求1所述的聚季銨鹽異養菌殺菌劑的制備。其特征在于:先向裝有回流冷 凝管和溫度計的反應釜中加入122份環氧氯丙烷，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3h后，得棕黃色粘稠狀液體即為本發明的聚季銨鹽異養菌殺菌 劑產品。3. -種聚季銨鹽異養菌殺菌劑的應用。其特征在于:將該聚季銨鹽異養菌殺菌劑應用 于工業循環冷卻水中，聚季銨鹽異養菌殺菌劑的用量為10~14g/m 3循環水。
【專利摘要】本發明公開了一種聚季銨鹽異養菌殺菌劑的制備及應用。先向反應釜中加入一定量環氧氯丙烷，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3h，得到棕黃色粘稠狀液體即為本發明的聚季銨鹽殺菌劑(代號為：PQAS01)產品。將本發明的PQAS01配成一定質量濃度的溶液投加到工業循環冷卻水中，當每立方米循環水中PQAS01的含量為10-14g時，其對異養菌的殺菌率可達92.80％以上。
【IPC分類】A01N33/12, C08G73/00, A01P1/00
【公開號】CN105601913
【申請號】CN201510989706
【發明人】張文藝, 陳萍, 何敏, 鄧文, 黃彬
【申請人】常州大學
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2015年12月24日