[发明专利]一种低聚季铵盐杀菌剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种低聚季铵盐的制备方法，具体涉及一种低聚季铵盐杀菌剂及其制备方法。

背景技术

季铵盐表面活性剂作为表面活性剂中重要的一种，有着广泛的研究与应用。其在杀菌、道路建设、造纸、纺织、涂料、金属腐蚀、皮革等方面都起着不溶忽视的作用。

然而目前在对其的研究中主要停留在单活性中心表面活性剂和双子表面活剂上，对三聚体、四聚体等的低聚体的研究则较少。在同一个分子结构中通过联结基将多个活性中心，连接在一起，有效的抑制了表面活性剂极性头基间的排斥力，加之亲油基团的聚集亦促使分子扭曲程度加大，不同分子见的亲水结构间斥力也降低，因而极大地提高了表面活性。

公开号为103191671A的中国专利，公开了一种三聚季铵盐型阳离子表面活性剂，其制备简单，热稳定性好，应用范围广泛，但是由于其连接基为苯环，分子结构决定其特性较难溶于水，因此主要被作为金属缓蚀剂和乳化剂在工业中使用，而作为杀菌剂应用的则较少。公开号为103288672A的中国专利，公开了一种树枝状低聚表面活性剂的制备方法，该反应易发生，且其联结基较大，临界胶束浓度cmc更小，但其聚集体中正电荷中心仍较少。

发明内容

本发明的目的是提供一种低聚季铵盐杀菌剂及其制备方法，该低聚季铵盐杀菌剂具有较多的活性作用中心、亲水性能强、表面活性高的优点。

为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现：

一种低聚季铵盐杀菌剂，该低聚季铵盐杀菌剂的结构如下：

其中n＝7、9、11、13或15，m＝1～5。

一种低聚季铵盐杀菌剂的制备方法，将对甲苯磺酸酯基双子季铵盐、盐酸胍和乙醇钠加入溶剂中，搅拌并升温至120～180℃，反应10～48h后，停止加热，得到粗产物，经过后处理，得到低聚季铵盐杀菌剂；其中，对甲苯磺酸酯基双子季铵盐、盐酸胍和乙醇钠的物质的量之比为(0.008～0.040)：0.008：0.008。

本发明进一步的改进在于，自室温30min内升温至120～180℃。

本发明进一步的改进在于，所述步骤3)中溶剂为N’N-二甲基甲酰胺和乙醇的混合物，并且N’N-二甲基甲酰胺和乙醇的体积比为(1～5):1。

本发明进一步的改进在于，所述后处理具体为：调节粗产物pH值至5～6，在90℃、0.09MPa下减压旋蒸，然后过滤，将滤液在140℃、0.09MPa下减压旋蒸，然后向减压旋蒸产物加入丙酮后，冷冻重结晶，得白色针状粉末固体即为低聚季铵盐杀菌剂。

本发明进一步的改进在于，对甲苯磺酸酯基双子季铵盐通过以下过程制备：

1)将长链烷基二甲基叔胺、异丙醇加入到容器中，加热到50℃后向容器中滴加盐酸，滴毕后，搅拌均匀，再向容器中滴加环氧氯丙烷，滴加过程中开始升温，滴毕时升温至80～130℃，反应9～15h，得粗产物，减压旋蒸，重结晶，得到羟丙基双子季铵盐；其中，盐酸、长链烷基二甲基叔胺、环氧氯丙烷的摩尔比为(0.95～1.1)：(2.0～2.15)：(0.95～1.1)，异丙醇与长链烷基二甲基叔胺的比为(10～40mL):(0.02～0.0215)mol；

2)将羟丙基双子季铵盐和对甲苯磺酰氯加入到装有三氯甲烷的容器中，搅拌均匀后，于50～80℃下，调节pH值为8～9，且pH值半小时内不再变化，得粗产物，将粗产物进行提纯得到对甲苯磺酸酯基双子季铵盐；其中，羟丙基双子季铵盐和对甲苯磺酰氯的摩尔比为(0.95～1.05)：(1.2～2.5)。

本发明进一步的改进在于，所述步骤1)中长链烷基二甲基叔胺为八烷基二甲基叔胺、十烷基二甲基叔胺、十二烷基二甲基叔胺、十四烷基二甲基叔胺、十六烷基二甲基叔胺或十八烷基二甲基叔胺。

本发明进一步的改进在于，所述步骤2)中三氯甲烷与羟丙基双子季铵盐的比为(10～20)mL:(0.0095～0.0105)mol。

本发明进一步的改进在于，所述步骤2)中提纯的具体过程为：调节粗产物的pH值至7，然后进行分液，并将氯仿层收集，用丙酮进行溶解，静置，出现白色粉末状沉淀后，过滤，烘干，得到固体白色粉末，即为对甲苯磺酸酯基双子季铵盐。