[发明专利]不溶性高分子季铵盐类杀菌剂及其制备方法以及杀菌填充床

说明书

技术领域

本发明涉及一种杀菌剂及其制备方法，以及使用该杀菌剂的杀菌填充床。

背景技术

水是冶金工业可持续发展的重要环境影响评价指标。中水回用通常需要多种处理技术的合理组合，即各种水处理方法结合起来深度处理污水。为了提高水资源的利用效率，对回用中水还必须进行消毒处理，使其微生物指标符合标准。消毒方法可分为物理和化学方法。物理方法主要有加热、冷冻、辐照、紫外线、超声波和微波消毒等；化学方法是利用各种化学试剂进行消毒，常用的消毒剂有氯及其化合物，各种卤素、臭氧、重金属离子或其它氧化剂等。

目前我国有90%的企业采用在价格、操作方面有利的氯类消毒剂，其具有杀菌力强、价格低廉和水中持续时间长等优点。其中应用最广泛的是次氯酸钠消毒法，但是次氯酸钠容易造成管网的腐蚀和水中盐分的增加，引起金属的点蚀、缝隙腐蚀和应力腐蚀破裂，对工业设备的潜在危害很大。而且氯类消毒剂能与水中的有机物生成危害人体健康的三卤甲烷（THMs），容易造成二次污染问题，另外长期使用还会导致细菌产生不同程度的抗药性等。因此，开发绿色环保的氯类消毒剂替代品对于冶金行业回用中水消毒处理势在必行。

季铵盐是一种含氮的有机化合物，其带有正电荷，这些正电荷与微生物细胞壁上带有负电的基团生成电价键。电价键在细胞壁上产生应力，导致溶菌作用和细胞死亡。季铵盐还可破坏细菌细胞壁的可透性，使维持生命的养分摄入量降低。不溶性高分子季铵盐也可以通过渗透和扩散作用，穿过表面进入细胞膜，从而阻碍细胞膜的半渗透作用，并进一步渗入细胞内部，使细胞酶钝化，抑制蛋白酶的生成，使蛋白质变性而导致细胞死亡。季铵盐类杀菌剂属于接触杀菌，具有不受水的硬度影响，成本低，毒性小，杀菌效率高等特点，但是用于冶金行业中水回用的消毒时，仍存在易溶于水，易起泡，重复利用性差，造成水体的二次污染的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种不溶于水，可以有效地避免二次污染、易再生、可重复利用、杀菌效果好、溶胀性好、安全无毒、使用寿命长的不溶性高分子季铵盐类杀菌剂的制备方法。

本发明还提供一种上述制备方法制得的不溶性高分子季铵盐类杀菌剂。

本发明还提供一种用于冶金行业回用中水消毒的杀菌填充床。

本发明一种不溶性高分子季铵盐类杀菌剂的制备方法，包括以下步骤：

一、将磺酸阳离子树脂用无水乙醇和30%稀硫酸进行浸泡、洗涤后，与95%乙醇一起在30℃～50℃下反应24～48h，再加入吡啶，使树脂、95%乙醇和吡啶的质量/体积（g/ml）比为1:(5～8):(3～6)，搅拌反应8～10h，滤出的树脂进行洗涤、干燥；

二、将步骤一中得到的树脂和亚硫酰氯以质量/体积（g/ml）比为1:(3～7)混合后在70～90℃搅拌6～12h，反应完毕后，滤出的树脂进行洗涤、干燥；

三、将步骤二中得到的树脂以及异丁醇和聚乙烯亚胺按质量/体积（g/ml）比为1:(8～10):(3～6)混合后在室温下反应24～48h，得到PI树脂体系；

四、向步骤三中得到PI树脂体系中加入与树脂重量/体积（g/ml）比为1:(1～3)的1-溴己烷，70～90℃下反应24～48 h后继续添加与树脂重量/体积（g/ml）比为1:(0.5～2)的碘甲烷，30℃～60℃下反应24～48 h，反应全部结束后滤出的树脂洗涤、自然晾干后得到高效杀菌剂。

涉及的季铵化试剂选自1-溴己烷-碘甲烷体系，使用1-溴己烷对聚乙烯亚胺中的氨基进行叔铵化，然后用碘甲烷进行季铵化。

本发明不溶性高分子季铵盐类杀菌剂由上述方法制得。