專利名稱：雙烷基季銨鹽殺菌滅藻劑、其制備方法及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種雙烷基季銨鹽殺菌滅藻劑、其制備方法及其應(yīng)用，更具體地說，本發(fā)明涉及在一個分子中同時含有2個長碳鏈烷基的季銨鹽殺菌滅藻劑、其制備方法及其應(yīng)用。
自季銨鹽用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的殺菌后，目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)許多用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)殺菌的季銨鹽。在本領(lǐng)域中，大家已注意到，這些季銨鹽的取代基團(tuán)的變化對其殺菌性能有很大影響，但是，各種取代基對其殺菌性能的影響必須通過實(shí)驗(yàn)來確定。因此，盡管在已有技術(shù)中公開了一些包括許多季銨鹽的很寬的通式，但也不能認(rèn)為已實(shí)際制備出了通式所公開的所有季銨鹽，并評價了它們對循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的殺菌性能。
US4857209公開了一種在新鮮水系統(tǒng)中控制無脊椎動物的方法，其特點(diǎn)是在所述的新鮮水系統(tǒng)中加入水溶性烷基二甲基芐基氯化銨，其中烷基二甲基芐基氯化銨中正烷基的分布為約40％C12、約50％C14和10％的C16，所述的新鮮水系統(tǒng)為冷卻水系統(tǒng)。
US4444790公開了一類季銨鹽殺菌劑，其通式為(癸基)(R)2N(正癸基)X，其中所述的R為碳原子數(shù)1-4的烷基，癸基為含10個碳原子的一級帶支鏈的烷基的混合物，X為鹵素等。
JP10-277560A公開了一種海水冷卻水系統(tǒng)中防止泥渣吸附的方法，其特點(diǎn)是在海水冷卻水系統(tǒng)中先添加季銨鹽殺菌劑、再向其中添加0.01-0.5毫克/升的過氧化氫。
季銨鹽類殺菌滅藻劑常用的制備方法為將叔胺、溴代烴和水同時加入反應(yīng)器中升溫反應(yīng)，得到季銨鹽殺菌滅藻劑；或者將叔胺(或鹵代烴)和水放入反應(yīng)容器中，升溫，再滴加鹵代烴(或叔胺)，反應(yīng)得到季銨鹽殺菌滅藻劑。
本發(fā)明的另一個目的在于提供一種雙烷基季銨鹽殺菌滅藻劑的制備方法，該方法得到的季銨鹽的水溶液為均一、穩(wěn)定、透明、不分層的溶液，可直接作為循環(huán)水系統(tǒng)的藥劑。
本發(fā)明的再一目的在于將雙烷基季銨鹽應(yīng)用于水處理。
本發(fā)明涉及一種雙烷基季銨鹽殺菌滅藻劑，其特點(diǎn)為在一個分子中同時含有兩個長碳鏈烷基，其通式為R1(R3)2NR2X，其中R1與R2不同，R1為十二烷基、十四烷基或十六烷基，R2為辛烷基或癸烷基，R3為碳原子數(shù)為1-4的烷基，X為氯或溴。
本發(fā)明的季銨鹽優(yōu)選R1為十二烷基、R2為癸基、R3為碳原子數(shù)為1-4的烷基，X為氯或溴；R1為十四烷基、R2為辛基、R3為碳原子數(shù)為1-4的烷基，X為氯或溴； R1為十四烷基、R2為癸基、R3為碳原子數(shù)為1-4的烷基，X為氯或溴；R1為十六烷基、R2為辛基、R3為碳原子數(shù)為1-4的烷基，X為氯或溴。
本發(fā)明所述的R3優(yōu)選為甲基；所述的X優(yōu)選為溴。
本發(fā)明最優(yōu)選以下四種季銨鹽十二烷基二甲基癸基溴化銨、十四烷基二甲基辛基溴化銨、十四烷基二甲基癸基溴化銨和十六烷基二甲基辛基溴化銨。
本發(fā)明還提供一種雙烷基季銨鹽殺菌滅藻劑的制備方法，其特點(diǎn)是將叔胺、溴代烴和水同時加入反應(yīng)器中升溫反應(yīng)，得到季銨鹽殺菌滅藻劑；或者將叔胺(或鹵代烴)和水放入反應(yīng)容器中，升溫，再滴加鹵代烴(或叔胺)反應(yīng)，得到季銨鹽殺菌滅藻劑，其特征在于水的投加量為原料總重量的30～45wt.％。
發(fā)明人發(fā)現(xiàn)以水作為產(chǎn)品的溶劑時，水的投加量有一最佳投加范圍，以使所得產(chǎn)品為均一、穩(wěn)定、透明、不分層的溶液，這樣得到的季銨鹽的水溶液可不經(jīng)過進(jìn)一步處理而直接用作循環(huán)水系統(tǒng)的藥劑。若水的投加量不在上述的范圍內(nèi)，則產(chǎn)品混濁、分層，還需進(jìn)一步處理使其形成均一、穩(wěn)定、透明、不分層的溶液后才能用作循環(huán)水系統(tǒng)的藥劑，若直接應(yīng)用會影響其殺菌滅藻性能。
本發(fā)明所述的原料的摩爾配比為叔胺/溴代烴＝(1.7～0.8)/1。
本發(fā)明制備方法的反應(yīng)溫度為40～105℃；反應(yīng)時間為2～12小時。
本發(fā)明的雙烷基季銨鹽殺菌滅藻劑可用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)細(xì)菌和藻類控制。其在循環(huán)冷卻水中的有效濃度為2-30mg/L。
本發(fā)明的雙烷基季銨鹽殺菌滅藻劑用于循環(huán)水系統(tǒng)細(xì)菌和藻類控制時，具有劑量低、殺菌持續(xù)時間長、pH適用范圍廣、投加方法簡便等優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明的雙烷基季銨鹽的制備方法可直接得到均一、穩(wěn)定、透明、不分層的溶液，所得的季銨鹽的水溶液可不經(jīng)過進(jìn)一步處理而直接用作循環(huán)水系統(tǒng)的藥劑。
下述實(shí)施例中所得到的季銨鹽采用中華人民共和國專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HG/T 2230-90十二烷基二甲基芐基氯化銨中活性含量的測定方法(四苯硼鈉法)測定，只是在計算時將十二烷基二甲基芐基氯化銨的分子量換為相應(yīng)的季銨鹽的分子量即可。
表1十二烷基二甲基癸基溴化胺對異氧菌的殺菌效果

起始菌數(shù)2.3×106個/mL；“/”表示無殺菌效果。
表2十四烷基二甲基辛基溴化胺對異氧菌的殺菌效果

起始菌數(shù)2.3×106個/mL。
表3十四烷基二甲基癸基溴化胺對異氧菌的殺菌效果

起始菌數(shù)2.3×106個/mL。
表4十六烷基二甲基辛基溴化胺對異氧菌的殺菌效果

起始菌數(shù)2.3×106個/mL。
結(jié)果表明，本發(fā)明的雙烷基季銨鹽殺菌滅藻劑均具有殺菌劑量低，殺菌持續(xù)時間長的優(yōu)點(diǎn)。表5十二烷基二甲基癸基溴化胺不同pH值下異氧菌的殺菌效果

有效濃度10.0mg/L；起始菌數(shù)2.3×106個/mL。表6 十四烷基二甲基辛基溴化胺不同pH值下異氧菌的殺菌效果

有效濃度6.0mg/L；起始菌數(shù)2.3×106個/mL。表7 十四烷基二甲基癸基溴化胺不同pH值下異氧菌的殺菌效果

有效濃度6.0mg/L；起始菌數(shù)2.3×106個/mL。表8 十六烷基二甲基辛基溴化胺不同pH值下異氧菌的殺菌效果

有效濃度6.0mg/L；起始菌數(shù)2.3×106個/mL。
結(jié)果表明本發(fā)明的雙烷基季銨鹽殺菌滅藻劑具有pH適用范圍廣的特點(diǎn)。表9 雙烷基季銨鹽與常用季銨鹽(1227、1427)的殺菌性能比較

注各殺菌滅藻劑的有效濃度均為10mg.L-1。
結(jié)果表明，本發(fā)明的雙烷基季銨鹽殺菌滅藻劑的性能優(yōu)于常用季銨鹽殺菌滅藻劑。
表10雙烷基季銨鹽的滅藻性能

權(quán)利要求
1.一種雙烷基季銨鹽殺菌滅藻劑，其特征為在一個分子中同時含有兩個長碳鏈烷基，其通式為R1(R3)2NR2X，其中R1與R2不同，R1為十二烷基、十四烷基或十六烷基，R2為辛烷基或癸烷基，R3為碳原子數(shù)為1-4的烷基，X為氯或溴。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙烷基季銨鹽殺菌滅藻劑，其特征在于R1為十二烷基、R2為癸基。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙烷基季銨鹽殺菌滅藻劑，其特征在于R1為十四烷基、R2為辛基。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙烷基季銨鹽殺菌滅藻劑，其特征在于R1為十四烷基、R2為癸基。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙烷基季銨鹽殺菌滅藻劑，其特征在于R1為十六烷基、R2為辛基。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的雙烷基季銨鹽殺菌滅藻劑，其特征在于R3為甲基。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的雙烷基季銨鹽殺菌滅藻劑，其特征在于X為溴。
8.一種雙烷基季銨鹽殺菌滅藻劑的制備方法，其特征在于將叔胺、溴代烴和水同時加入反應(yīng)器中升溫反應(yīng)，得到季銨鹽殺菌滅藻劑；或者將叔胺或鹵代烴和水放入反應(yīng)容器中，升溫，再滴加鹵代烴或叔胺反應(yīng)，得到季銨鹽殺菌滅藻劑，其特征在于水的投加量為原料總重量的30～45wt.％。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于原料的摩爾配比為叔胺/溴代烴＝(1.7～0.8)/1。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的制備方法，其特征在于反應(yīng)溫度為40～105℃。
11.根據(jù)權(quán)利要求8-10任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于反應(yīng)時間為2～12小時。
12.權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的雙烷基季銨鹽殺菌滅藻劑用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)細(xì)菌和藻類控制。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種雙烷基季銨鹽殺菌滅藻劑、其制備方法及其應(yīng)用。本發(fā)明在制備雙烷基季銨鹽時將叔胺、溴代烴和水同時加入反應(yīng)器中升溫反應(yīng)，得到季銨鹽殺菌滅藻劑；或者將叔胺(或鹵代烴)和水放入反應(yīng)容器中，升溫，再滴加鹵代烴(或叔胺)反應(yīng)，得到季銨鹽殺菌滅藻劑，其特點(diǎn)是水的投加量為原料總重量的30～45wt.％。用本發(fā)明的方法制得的季銨鹽的水溶液為均一、穩(wěn)定、透明、不分層的溶液。所得的產(chǎn)品具有優(yōu)良的殺菌和滅藻性能，可作為循環(huán)冷卻水處理用殺菌滅藻劑。
文檔編號A01N33/02GK1426680SQ0114433
公開日2003年7月2日 申請日期2001年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月17日
發(fā)明者酈和生, 王崠, 崔小明, 張春原, 郭紅衛(wèi) 申請人:北京燕山石油化工公司研究院