[发明专利]用于检测异噻唑啉酮的方法和装置

说明书

背景技术

异噻唑啉酮(isothiazolone, ITA)化合物通常在多种水性和非-水性系统(包括冷却塔水、金属加工液(metalworking fluid)、去离子水和个人护理产品)中被用作杀生物剂和防腐剂。金属加工液(MWF)用于润滑和冷却正在加工的工件。所述液体包括无水油以及意欲用水稀释的液体(包括可溶性油、半合成液体和合成液体)。水性MWF可支持微生物的生长、引入污染物(例如细胞和细胞组分)连同相关的副产物(例如内毒素、外毒素和真菌毒素)。添加的用于减少微生物生长的基于ITA的杀生物剂具有其自身的危害性，特别是皮炎(皮疹)。

有必要根据需要测定杀生物剂的浓度，从而使冷却塔、金属加工液和其它水性系统的操作人员能够在关于杀生物剂添加到其系统的时间和需求的实践中作出经济的决策。浓度测定在实地和在实验室内均需快速而精确地进行，且不需要复杂的设备，例如HPLC，并用最少的样品制备物。此外，将有利的是，使浓度测定可自动化进行以使分析者的培训减至最少并启用自动反馈回路(即自动化的测量和剂量)。

已尝试开发在实地应用中使用的用于测定水性系统中异噻唑啉酮浓度的快速、可靠和灵敏的方法。这些技术一直不尽如人意，这是因为完成分析所需的时间长度和对水性系统中通常存在的添加剂和离子杂质所造成的阳性和阴性干扰的灵敏度，以及因为在测量低浓度的异噻唑啉酮时难以获得高灵敏度。通常向再循环的冷却塔水中加入各种添加剂以防止或抑制硬性离子的沉淀、分散水垢和抵抗腐蚀。例如，冷却塔水中通常存在聚丙烯酸盐、磷酸盐、膦酸盐、铁、锌、锡和其它金属，以及悬浮的颗粒材料，例如粘土和淤泥。

美国专利号5,094,957描述了用于测定异噻唑啉酮浓度的比色测定。然而，该测定需要数小时用于显色，且在该时间段内达不到最小值。因此，仍需要一种可在小于20分钟内实施、用最少的样品制备物且适于自动化的用于测定ITA浓度的方法。

发明内容

因此，在一方面，本发明涉及用于定量测定溶液中异噻唑啉酮化合物的存在情况的方法。所述方法包括将溶液的pH控制在约3至约10的范围内，将已知量的已调节pH的溶液与已知量的芳族硫醇盐(thioate)阴离子混合，定量测定所得混合溶液的颜色强度，并将该颜色强度与异噻唑啉酮化合物的量相关联。

在另一方面，本发明涉及用于定量测定溶液中异噻唑啉酮化合物的存在情况的自动化系统。

在又一方面，本发明涉及用于定量测定溶液中异噻唑啉酮的存在情况的传感器装置。所述传感器装置包括基底(substrate)以及包含芳族硫醇盐试剂或阴离子的水凝胶传感薄膜(hydrogel sensor film)。

附图说明

参照附图阅读下面的详述时将能更好地理解本发明的这些以及其它特征、方面和优势，在整个附图中相似的符号表示相似部分，其中：

图1为比较本发明方法的一个实施例与美国5,094,957的测定的图示。

具体实施方式

可使用本发明的方法进行检测的异噻唑啉酮包括取代的和未被取代的3-异噻唑啉酮及其混合物。实例包括5-氯-2-甲基-3-异噻唑啉酮(CMI)和2-甲基-3-异噻唑啉酮(MI)。命名为KATHON? (可获自Dow (Rohm & Haas))的CMI和MI的3/1混合物被广泛用作杀生物剂。水性系统中存在的一些异噻唑啉酮可为络合镁或钙盐的形式。

在本发明的上下文中，术语“异噻唑啉酮化合物”意指一种或多种取代的或未被取代的3-异噻唑啉酮化合物或络合物。即，除ITA化合物和络合物的混合物外，该术语还包含单一的ITA化合物。

可使用本发明的方法进行分析的溶液包括基于水的金属加工液(例如合成的、半合成的液体和可溶性油)、冷却塔水和其它经受工业用水处理的水。所述方法可用于测定溶液中ITA的存在情况，以及定量测定大于0 ppm至小于约100 ppm，特别是大于0 ppm至小于约30 ppm，更特别是大于0 ppm至小于约5 ppm范围内的异噻唑啉酮化合物的浓度。所述方法可自动化进行，且可方便地并入工业用水处理系统，包括用于处理金属加工液的系统。