專(zhuān)利名稱：雙季銨鹽柱撐蒙皂石、蛭石殺菌劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種殺菌劑及其制備方法。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種雙季銨鹽柱撐蒙皂石、蛭石殺菌劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
雙季銨鹽(Biquaternary Ammonium Salt)具有較強(qiáng)的殺菌、殺真菌功效，對(duì)石化廠、化肥廠、煉油廠、制藥廠等化工企業(yè)及發(fā)電廠、礦山的工業(yè)循環(huán)水殺菌滅藻均有特效，已被廣泛應(yīng)用于油田注水、化工、醫(yī)藥、電力、治金行業(yè)循環(huán)冷卻水處理中。季銨鹽殺菌作用是通過(guò)使細(xì)菌、真菌蛋白質(zhì)變性，并破壞分解；影響代謝過(guò)程如葡萄糖的呼吸作用；或是影響細(xì)胞的滲透性和維持原生質(zhì)動(dòng)力學(xué)平衡的酶而達(dá)到的，而雙季銨鹽兩個(gè)季銨陽(yáng)離子的協(xié)同作用使得其殺菌效力明顯優(yōu)于單季銨離子。
雙季銨鹽的結(jié)構(gòu)一般有三個(gè)組成部分一是疏水基(hydrophobic group)，由兩條或兩條以上長(zhǎng)鏈脂肪烴組成，一般位于分子的兩端。二是親水基(hydrophilicgroup)，包含兩個(gè)季銨陽(yáng)離子。三是連接基(spacer)，位于分子的中間，起到連接兩個(gè)親水基的作用。
鑒于其特殊分子結(jié)構(gòu)所帶來(lái)的高表面活性以及特殊性質(zhì)，雙季銨鹽在眾多場(chǎng)合顯示出重要的殺菌和殺真菌作用。但雙季銨鹽的親水基使其具有水溶性，在室外或其它接觸流水的場(chǎng)合，易被水淋失；此外，它也難以和疏水性有機(jī)物形成均勻的混合相。性能上的這些不足影響了它的使用范圍。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種雙季銨鹽柱撐蒙皂石、蛭石殺菌劑及其制備方法。
本發(fā)明雙季銨鹽柱撐蒙皂石、蛭石殺菌劑的特征在于它是一種含雙季銨鹽的蒙皂石、蛭石，按重量百分比計(jì)，雙季銨鹽在蒙皂石、蛭石中的含量為5～20％。
所說(shuō)的雙季銨鹽是陽(yáng)離子型表面活性劑，它們的分子結(jié)構(gòu)式為 式中R為CmH2m+1、CmH2m+1CH2COO或CmH2m+1COOCH2CH2；m＝8，10，12，14，16；X為Br或Cl；Y為CH2，NCH3，S或O；Y所在的括號(hào)中，除Y以外CH2的個(gè)數(shù)為1至7。
所說(shuō)的蒙脫石是一種具有層狀結(jié)構(gòu)的鋁硅酸鹽礦物，它們?cè)谧匀唤绲漠a(chǎn)出形態(tài)為粘土、泥巖、頁(yè)巖或塊狀礦石。
本發(fā)明提供的雙季銨鹽柱撐蒙皂石、蛭石殺菌劑的制劑方法包括下列步驟(1)經(jīng)分離提純的蒙皂石、蛭石，連同蒙皂石、蛭石重量5～15％的鈉鹽，加水?dāng)嚢杈鶆颍瞥蓾舛葹?0～30％的懸浮液礦漿，反應(yīng)6～12小時(shí)，每隔0.5～1小時(shí)攪拌一次；(2)離心或過(guò)濾脫水后，清洗1～2次，重新制成濃度為10～30％的礦漿，加入蒙皂石、蛭石重量5～20％的雙季銨鹽，攪拌均勻后反應(yīng)6～12小時(shí)，每隔0.5～1小時(shí)攪拌一次；(3)離心或過(guò)濾脫水后，清洗1～2次，并重新脫水，自然涼干，或在低于80℃溫度下烘干，所得產(chǎn)物即為雙季銨鹽柱撐蒙皂石、蛭石殺菌劑，研磨至小于300目，裝袋保存。
所說(shuō)的鈉鹽為NaCl、NaNO3、Na2SO4、Na2CO3、NaHCO3中的一種或數(shù)種。
本發(fā)明中，雙季銨鹽與蒙皂石、蛭石反應(yīng)后，雙季銨鹽陽(yáng)離子被固定在蒙皂石、蛭石的層間位置，因此不易被水淋失；雙季銨鹽陽(yáng)離子通過(guò)緩釋作用進(jìn)入周邊環(huán)境，大大延長(zhǎng)了它的使用壽命；雙季銨陽(yáng)離子與載體礦物之間的協(xié)同作用，增強(qiáng)了它的殺菌能力；雙季銨鹽柱撐蒙皂石、蛭石的表面具有疏水性，易于和有機(jī)聚合物形成均勻分散系，擴(kuò)大了它的使用范圍；載體礦物蒙皂石、蛭石來(lái)源廣泛，價(jià)格低廉，分散性能優(yōu)良。雙季銨鹽柱撐蒙皂石、蛭石殺菌劑適合于用作各種涂料、填料中的抗菌防霉添加劑，尤其適合于潮濕悶熱環(huán)境內(nèi)墻涂料的抗菌防霉，以及公共場(chǎng)合和動(dòng)物養(yǎng)殖場(chǎng)的環(huán)境消毒；石油、化工、醫(yī)藥、電力、治金等行業(yè)的設(shè)備防腐及循環(huán)冷卻水的殺菌處理。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明以天然蒙皂石或蛭石為雙季銨鹽的載體，是因?yàn)樗鼈兙Ц裰械膶娱g陽(yáng)離子易于被溶液中的其它陽(yáng)離子置換，具有陽(yáng)離子可交換性；當(dāng)較大的陽(yáng)離子進(jìn)入這兩種礦物層間位置后，礦物基本結(jié)構(gòu)層之間的距離會(huì)因此而增加，即具有晶格可膨脹性。利用這些晶體化學(xué)性質(zhì)，可以通過(guò)插層反應(yīng)將雙季銨鹽陽(yáng)離子植入蒙皂石和蛭石的層間。
雙季銨鹽是公認(rèn)的殺菌劑，它對(duì)各類(lèi)細(xì)菌和真菌都具有很強(qiáng)的殺滅作用。但雙季銨鹽的親水基使其具有水溶性，在室外或其它接觸流水的場(chǎng)合，易被水淋失；此外，它也難以和疏水性有機(jī)物形成均勻的混合相。
本發(fā)明通過(guò)插層反應(yīng)將雙季銨鹽陽(yáng)離子植入蒙皂石和蛭石的層間，制備新型殺菌劑。由于載體礦物和雙季銨鹽的協(xié)同作用，其殺菌效力將優(yōu)于單獨(dú)使用的雙季銨鹽；載體礦物的緩釋作用大大延長(zhǎng)了它的使用壽命；柱撐反應(yīng)后蒙皂石和蛭石的表面具有疏水性，易于和有機(jī)聚合物形成均勻分散系，擴(kuò)大了它的使用范圍。
雙季銨鹽柱撐蒙皂石、蛭石殺菌劑制備方法的第一步是對(duì)載體礦物進(jìn)行鈉化，以提高它們的陽(yáng)離子置換能力。如果所用的載體礦物是天然鈉基蒙脫石，則這一步可以省去。對(duì)鈉鹽使用量的要求不是很?chē)?yán)格，一般而言，鈉鹽用量不低于礦物重量的8％。
制備方法的第二步是用雙季銨陽(yáng)離子對(duì)載體礦物進(jìn)行插層。雙季銨鹽和礦漿混合后，雙季銨陽(yáng)離子會(huì)置換載體礦物原有的層間陽(yáng)離子，形成雙季銨鹽柱撐蒙皂石、蛭石。對(duì)雙季銨鹽使用量的要求也不是很?chē)?yán)格，推薦使用量為雙季銨鹽相當(dāng)于礦物重量的10～15％。
在第一步和第二步反應(yīng)中，若能利用工業(yè)余熱等廉價(jià)熱源將介質(zhì)加熱，則能大大加快反應(yīng)進(jìn)程。
本發(fā)明制備的雙季銨鹽柱撐蒙皂石、蛭石殺菌劑適合于用作有機(jī)聚合物中的抗菌防霉添加劑、環(huán)境消毒劑、工業(yè)設(shè)備防腐劑以及循環(huán)冷卻水消毒劑等。尤其適合于潮濕悶熱環(huán)境內(nèi)墻涂料的抗菌防霉，以及公共場(chǎng)合和動(dòng)物養(yǎng)殖場(chǎng)的環(huán)境消毒；石油、化工、醫(yī)藥、電力、治金等行業(yè)的設(shè)備防腐及循環(huán)冷卻水的殺菌處理。
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說(shuō)明。
實(shí)施例1雙季胺鹽柱撐蒙脫石殺菌劑的制備1.1稱取10公斤蒙脫石，連同1公斤NaCl，加30公斤水?dāng)嚢杈鶆?，制成懸浮液礦漿，反應(yīng)6小時(shí)，每隔0.5小時(shí)攪拌一次；
1.2離心脫水后清洗2次，加30公斤水?dāng)嚢杈鶆蛑匦轮频V漿，加入0.5公斤2-(2-苯氧基乙氧基)-乙基三甲基氯化銨(雙季銨鹽)，攪拌均勻后反應(yīng)12小時(shí)，每隔1小時(shí)攪拌一次；1.3離心脫水后，清洗2次，并重新脫水，在70℃溫度下烘干，所得產(chǎn)物即為雙季銨鹽柱撐蒙脫石殺菌劑，研磨至小于300目，裝袋保存。
實(shí)施例2雙季胺鹽柱撐貝得石殺菌劑的制備2.1稱取10公斤貝得石，連同1.5公斤NaNO3，加90公斤水?dāng)嚢杈鶆颍瞥蓱腋∫旱V漿，反應(yīng)8小時(shí)，每隔0.5小時(shí)攪拌一次；2.2離心脫水后清洗1次，加40公斤水?dāng)嚢杈鶆蛑匦轮频V漿，加入1.0公斤二氯化N，N-二(十二烷基二甲基)-3-氧雜-1，5-戊二銨(雙季銨鹽)，攪拌均勻后反應(yīng)10小時(shí)，每隔0.5小時(shí)攪拌一次；2.3離心脫水后，清洗1次，并重新脫水，在60℃溫度下烘干，所得產(chǎn)物即為雙季銨鹽柱撐貝得石殺菌劑，研磨至小于300目，裝袋保存。
實(shí)施例3雙季胺鹽柱撐累托石殺菌劑的制備3.1稱取10公斤累托石，連同0.5公斤Na2SO4，加40公斤水?dāng)嚢杈鶆?，制成懸浮液礦漿，反應(yīng)10小時(shí)，每隔1小時(shí)攪拌一次；3.2離心脫水后清洗2次，加50公斤水?dāng)嚢杈鶆蛑匦轮频V漿，加入1.5公斤二氯化N，N-二(十二烷基二甲基)-3-氮雜-1，5-戊二銨(雙季銨鹽)，攪拌均勻后反應(yīng)6小時(shí)，每隔0.5小時(shí)攪拌一次；3.3離心脫水后，清洗2次，并重新脫水，在78℃溫度下烘干，所得產(chǎn)物即為雙季銨鹽柱撐累托石殺菌劑，研磨至小于300目，裝袋保存。
實(shí)施例4雙季胺鹽柱撐皂石殺菌劑的制備4.1稱取10公斤皂石，連同0.5公斤Na2CO3，加50公斤水?dāng)嚢杈鶆?，制成懸浮液礦漿，反應(yīng)12小時(shí)，每隔1小時(shí)攪拌一次；4.2離心脫水后清洗1次，加60公斤水?dāng)嚢杈鶆蛑匦轮频V漿，加入2.0公斤二氯化N，N-二(十二烷基二甲基)-3-氮雜-1，5-戊二銨(雙季銨鹽)，攪拌均勻后反應(yīng)6小時(shí)，每隔0.5小時(shí)攪拌一次；4.3離心脫水后，清洗2次，并重新脫水，在70℃溫度下烘干，所得產(chǎn)物即為雙季銨鹽柱撐皂石殺菌劑，研磨至小于300目，裝袋保存。
實(shí)施例5雙季胺鹽柱撐蛭石殺菌劑的制備5.1稱取10公斤蛭石，連同1公斤NaHCO3，加90公斤水?dāng)嚢杈鶆?，制成懸浮液礦漿，反應(yīng)10小時(shí)，每隔1小時(shí)攪拌一次；
5.2離心脫水后清洗1次，加90公斤水?dāng)嚢杈鶆蛑匦轮频V漿，加入2.0公斤2-(2-苯氧基乙氧基)-乙基三甲基氯化銨(雙季銨鹽)，攪拌均勻后反應(yīng)8小時(shí)，每隔1小時(shí)攪拌一次；5.3離心脫水后，清洗1次，并重新脫水，在79℃溫度下烘干，所得產(chǎn)物即為雙季銨鹽柱撐蛭石殺菌劑，研磨至小于300目，裝袋保存。
權(quán)利要求
1.一種雙季銨鹽柱撐蒙皂石、蛭石殺菌劑，其特征在于它是一種含雙季銨鹽的蒙皂石、蛭石，按重量百分比計(jì)，雙季銨鹽在蒙皂石、蛭石中的含量為5～20％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙季銨鹽柱撐蒙皂石、蛭石殺菌劑，其特征在于所說(shuō)的雙季銨鹽是陽(yáng)離子型表面活性劑，它們的分子結(jié)構(gòu)式為 式中R為CmH2m+1、CmH2m+1CH2COO或CmH2m+1COOCH2CH2；m＝8，10，12，14，16；X為Br或Cl；Y為CH2，NCH3，S或O；Y所在的括號(hào)中，除Y以外CH2的個(gè)數(shù)為1至7。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙季銨鹽柱撐蒙皂石、蛭石殺菌劑，其特征在于所說(shuō)的蒙皂石是具有層狀結(jié)構(gòu)的鋁硅酸鹽礦物的總稱，包括蒙脫石、貝得石、累托石和皂石，它們?cè)谧匀唤绲漠a(chǎn)出形態(tài)為粘土、泥巖、頁(yè)巖或塊狀礦石。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙季銨鹽柱撐蒙皂石、蛭石殺菌劑，其特征在于所說(shuō)的蛭石是一種具有層狀結(jié)構(gòu)的鎂鋁硅酸鹽礦物，它在自然界的產(chǎn)出形態(tài)為塊狀礦石。
5.一種雙季銨鹽柱撐蒙皂石、蛭石殺菌劑的制備方法。其特征在于它的步驟如下(1)經(jīng)分離提純的蒙皂石、蛭石，連同蒙皂石、蛭石重量5～15％的鈉鹽，加水?dāng)嚢杈鶆颍瞥蓾舛葹?0～30％的懸浮液礦漿，反應(yīng)6～12小時(shí)，每隔0.5～1小時(shí)攪拌一次；(2)離心或過(guò)濾脫水后，清洗1～2次，重新制成濃度為10～30％的礦漿，加入蒙皂石、蛭石重量5～20％的雙季銨鹽，攪拌均勻后反應(yīng)6～12小時(shí)，每隔0.5～1小時(shí)攪拌一次；(3)離心或過(guò)濾脫水后，清洗1～2次，并重新脫水，自然涼干，或在低于80℃溫度下烘干，所得產(chǎn)物即為雙季銨鹽柱撐蒙皂石、蛭石殺菌劑，研磨至小于300目，裝袋保存。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種雙季銨鹽柱撐蒙皂石、蛭石殺菌劑的制備方法，其特征在于所說(shuō)的鈉鹽為NaCl、NaNO3、Na2SO4、Na2CO3、NaHCO3中的一種或數(shù)種。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種雙季銨鹽柱撐蒙皂石、蛭石殺菌劑及其制備方法。這種殺菌劑以蒙皂石類(lèi)礦物或蛭石為載體，經(jīng)過(guò)鈉化反應(yīng)和雙季銨陽(yáng)離子得柱撐反應(yīng)后得到抗菌劑制品，雙季銨鹽在抗菌劑中的含量為5～20％。雙季銨鹽陽(yáng)離子被固定在蒙皂石、蛭石的層間位置，因此不易被水淋失，大大延長(zhǎng)了它的使用壽命；該抗菌劑易于和有機(jī)聚合物形成均勻分散系，擴(kuò)大了它的使用范圍；載體礦物蒙皂石、蛭石來(lái)源廣泛，價(jià)格低廉，分散性能優(yōu)良。本發(fā)明制備的殺菌劑適合于用作有機(jī)聚合物中的抗菌防霉添加劑、環(huán)境消毒劑、工業(yè)設(shè)備防腐蝕劑以及循環(huán)冷卻水的消毒劑等。尤其適合于潮濕悶熱環(huán)境內(nèi)墻涂料的抗菌防霉，以及公共場(chǎng)合和動(dòng)物養(yǎng)殖場(chǎng)的環(huán)境消毒。
文檔編號(hào)A01N59/00GK1709060SQ20051005046
公開(kāi)日2005年12月21日 申請(qǐng)日期2005年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月27日
發(fā)明者葉瑛, 周玉航, 宋義虎, 張平萍, 王麗丹, 張維睿 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)