[發明專利]不溶性高分子季銨鹽類殺菌劑及其制備方法以及殺菌填充床

有效

• 申請號: 201210425932.1
• 申請日: 2012-10-31
• 公開（公告）號: CN102924723A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 吳高明;梅素容;夏環;張壘;嚴剛;楊文枝
• 申請（專利權）人: 武漢鋼鐵（集團）公司;武漢悟拓科技有限公司
• 主分類號: C08G81/00
• 分類號: C08G81/00;A01N25/10;A01N33/12;A01P1/00;C02F1/50
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 涂潔

技術領域

本發明涉及一種殺菌劑及其制備方法，以及使用該殺菌劑的殺菌填充床。

背景技術

水是冶金工業可持續發展的重要環境影響評價指標。中水回用通常需要多種處理技術的合理組合，即各種水處理方法結合起來深度處理污水。為了提高水資源的利用效率，對回用中水還必須進行消毒處理，使其微生物指標符合標準。消毒方法可分為物理和化學方法。物理方法主要有加熱、冷凍、輻照、紫外線、超聲波和微波消毒等；化學方法是利用各種化學試劑進行消毒，常用的消毒劑有氯及其化合物，各種鹵素、臭氧、重金屬離子或其它氧化劑等。

目前我國有90%的企業采用在價格、操作方面有利的氯類消毒劑，其具有殺菌力強、價格低廉和水中持續時間長等優點。其中應用最廣泛的是次氯酸鈉消毒法，但是次氯酸鈉容易造成管網的腐蝕和水中鹽分的增加，引起金屬的點蝕、縫隙腐蝕和應力腐蝕破裂，對工業設備的潛在危害很大。而且氯類消毒劑能與水中的有機物生成危害人體健康的三鹵甲烷（THMs），容易造成二次污染問題，另外長期使用還會導致細菌產生不同程度的抗藥性等。因此，開發綠色環保的氯類消毒劑替代品對于冶金行業回用中水消毒處理勢在必行。

季銨鹽是一種含氮的有機化合物，其帶有正電荷，這些正電荷與微生物細胞壁上帶有負電的基團生成電價鍵。電價鍵在細胞壁上產生應力，導致溶菌作用和細胞死亡。季銨鹽還可破壞細菌細胞壁的可透性，使維持生命的養分攝入量降低。不溶性高分子季銨鹽也可以通過滲透和擴散作用，穿過表面進入細胞膜，從而阻礙細胞膜的半滲透作用，并進一步滲入細胞內部，使細胞酶鈍化，抑制蛋白酶的生成，使蛋白質變性而導致細胞死亡。季銨鹽類殺菌劑屬于接觸殺菌，具有不受水的硬度影響，成本低，毒性小，殺菌效率高等特點，但是用于冶金行業中水回用的消毒時，仍存在易溶于水，易起泡，重復利用性差，造成水體的二次污染的問題。

發明內容

本發明的目的是為了解決上述技術問題，提供一種不溶于水，可以有效地避免二次污染、易再生、可重復利用、殺菌效果好、溶脹性好、安全無毒、使用壽命長的不溶性高分子季銨鹽類殺菌劑的制備方法。

本發明還提供一種上述制備方法制得的不溶性高分子季銨鹽類殺菌劑。

本發明還提供一種用于冶金行業回用中水消毒的殺菌填充床。

本發明一種不溶性高分子季銨鹽類殺菌劑的制備方法，包括以下步驟：

一、將磺酸陽離子樹脂用無水乙醇和30%稀硫酸進行浸泡、洗滌后，與95%乙醇一起在30℃～50℃下反應24～48h，再加入吡啶，使樹脂、95%乙醇和吡啶的質量/體積（g/ml）比為1:(5～8):(3～6)，攪拌反應8～10h，濾出的樹脂進行洗滌、干燥；

二、將步驟一中得到的樹脂和亞硫酰氯以質量/體積（g/ml）比為1:(3～7)混合后在70～90℃攪拌6～12h，反應完畢后，濾出的樹脂進行洗滌、干燥；

三、將步驟二中得到的樹脂以及異丁醇和聚乙烯亞胺按質量/體積（g/ml）比為1:(8～10):(3～6)混合后在室溫下反應24～48h，得到PI樹脂體系；

四、向步驟三中得到PI樹脂體系中加入與樹脂重量/體積（g/ml）比為1:(1～3)的1-溴己烷，70～90℃下反應24～48?h后繼續添加與樹脂重量/體積（g/ml）比為1:(0.5～2)的碘甲烷，30℃～60℃下反應24～48?h，反應全部結束后濾出的樹脂洗滌、自然晾干后得到高效殺菌劑。

涉及的季銨化試劑選自1-溴己烷-碘甲烷體系，使用1-溴己烷對聚乙烯亞胺中的氨基進行叔銨化，然后用碘甲烷進行季銨化。

本發明不溶性高分子季銨鹽類殺菌劑由上述方法制得。