使用氮基甲基膦酸控制生物沾污的方法和组合物技术

＊＊＊ （ａ） 本发明专利技术涉及一种抑制细菌粘着于潜水表面的方法。本方法是将潜水表面与抑制细菌粘着于潜水表面有效量的至少一种氨基甲基膦酸或其盐相接触。本发明专利技术还涉及在水系统中控制生物沾污的方法。本方法是加入有效量的至少一种氨基甲基膦酸或其盐以抑制细菌粘着于水系统中沉水表面。本方法不明显杀死沾污的微生物即可有效地控制生物沾污。本发明专利技术方法中使用的氨基甲基膦酸具有下述结构式Ｒ↑［１］Ｒ↑［２］ＮＣＨ↓［２］Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）↓［２］。式中，Ｒ↑［１］和Ｒ↑［２］独立地为Ｃ↓［６］－Ｃ↓［２０］烷基或ＣＨ↓［２］Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）↓［２］基。但是Ｒ↑［１］和Ｒ↑［２］不均为ＣＨ↓［２］Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）↓［２］基。或者，Ｒ↑［１］和Ｒ↑［２］与Ｎ一起可形成式（ａ）的５－８元杂环。在杂环中，Ｘ为Ｏ，ＮＨ或ＣＨ↓［２］。氨基甲基膦酸盐可以是酸式盐或季铵化的氨基甲基膦酸盐。本发明专利技术还涉及在上述方法中使用的包括氨基甲基膦酸或其盐的组合物。本组合物含有抑制细菌粘着于潜水表面或沉水表面有效量的至少一种氨基甲基膦酸或其盐。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及使用氨基甲基膦酸或其盐抑制附着在潜水或沉入水的表面上的细菌，特别是含水体系中表面上的细菌。本专利技术还涉及控制生物沾污的方法和组合物。
技术介绍
微生物可以附着在各种表面上，特别是与水流接触的表面，这种表面提供了微生物生长的适合环境。例如，已知微生物可以附着在船体、船舱、牙齿、医疗移植物、冷却塔、和热交换器的表面。能附着在上述沉入水中或潜入水中表面的微生物可以沾污表面或导致其损坏。在哺乳动物(例如人、牲畜、宠物)中，微生物附着在其表面会引起一些健康问题。例如，牙斑是由微生物附着在牙齿表面引起的。有害微生物附着的医疗移植物表面有时会结痂，必须将其去掉。科学研究证实在水系统中生物沾污的第一个阶段通常是发生在沉入水中或潜入水中表面上，也就是暴露在水系统的表面上，形成一层薄生物膜。在潜水的表面上接触并繁殖的微生物(如细菌)通常会形成生物膜并改变表面以适应更复杂生物群落的发展，使该水系统和潜水表面上形成进一步的生物沾污。有关生物沾污的初始阶段形成生物膜的重要机理综述在下述文献中给出C.A.Ken的“生物沾污基本科学和模型(Biological FoulingBasicScience and Models)”(见Melo，L.F.，Bott，T.R.，Bernardo，C.A.(eds.)，FoulingScience and Technology，NATO ASI Series，Series E，Applied ScienceNo.145，Kluwer Acad.Publishers，Dordrecht，The Netherlands，1988)。其它参考文献包括M.Fletcher和G.I.Loeb，应用环境微生物(Appl.Environ.Microbiol.)37(1979)67-72；M.Humphries等人，FEMS微生物生态学(FEMSMicrobiology Ecology)38(1986)299-308；和M.Humphries等人，FEMS微生物通讯(FEMS Microbiology Letter)42(1987)91-101。生物沾污，或生物学的沾污，在多种水系统中一直是令人讨厌的问题。微生物和大生物体沾污两者都是由微生物、大微生物、细胞外物质、和污泥和碎片聚集引起的，并逐渐形成生物团。上述生物包括微生物如细菌、真菌、酵母、水藻、硅藻属、原生动物，和大微生物如大水藻、藤壶，和小软体动物如亚洲蛤(Asiatic clams)和斑纹贝(Zebra Mussels)。其它出现在水系统，特别是工业工艺流水中令人讨厌的生物沾污现象是形成粘菌。粘菌可出现在干净、有盐味或盐水系统。粘菌由缠结的微生物、纤维和碎片沉积物组成。它可以是粘稠状、浆状、弹性体、木薯淀粉状，或硬的，并具有特殊的与其水系统不同的怪味。粘菌形成所涉及的微生物是基本上不同种的形成孢子和形成非孢子细菌，特别是形成包囊的细菌，其分泌凝胶状物质，包封或包入细胞。粘菌微生物还包括细丝状细菌、改型的细丝状真菌、酵母、和类酵母微生物。导致水系统退化的生物沾污经常使水系统中出现多种问题，如失去粘性、形成气体、令人讨厌的臭味、pH降低、变色，和絮凝。而且，水系统的退化会引起有关水处理系统的沾污，例如包括冷却塔、泵、热交换器、和管道，加热系统、洗涤系统，和其它类似系统的沾污。当生物污物出现在工业用水，例如冷却水、金属加工水、或其它再循环水系统如造纸和纺织制造业用水中时，它会直接造成有害的经济影响。如果不加以控制，工业用水中的生物沾污会干扰工艺操作、降低工艺效率、浪费能源、堵塞水操作系统、甚至会降低产品质量。例如，在发电厂、精炼厂、化工厂、空调系统、和其它工业操作系统的冷却水经常遇到生物沾污问题。从冷却塔带来气载微生物以及从供水系统带来的水载微生物一般会污染这些水系统。在上述系统中的水通常会为上述微生物提供非常好的生长介质。需氧和需光微生物在水塔中茂盛生长。其它微生物生长和繁殖于一些区域，如塔泵、管道、热交换器等等。如果不加以控制，出现的生物污物会堵塞水塔、堵塞管道、且粘菌层和其它微生物缠结物会包覆在热交换器表面。这会妨碍正常操作、降低冷却效率和，可能更严重的是增加整个工艺的成本。受生物沾污影响的工业化过程还包括造纸，纸浆、纸、纸板等的制造，和纺织制造业、特别是需水的无纺工业。上述工艺通常在适合生物沾污微生物生长的条件下要再循环大量的水。例如造纸机械要处理被称作“回水系统”的大容量再循环的水。供给造纸机的水一般仅含有大约0.5％纤维和无纤维造纸固体，这意味者每吨纸几乎需要200吨水通过高位水箱。这些水大部分在回水系统中再循环。回水系统为生物沾污微生物提供了非常好的生长介质。微生物生长的结果是在高位水箱、水管、和造纸设备中形成粘菌和其它沉淀物。这样的生物沾污不仅干扰水和物料的流动，而且当它们掉下来后，会在纸上造成斑点、孔洞、和怪味，以及卷筒纸破裂-导致造纸机操作被破坏。娱乐水域如游泳池或温泉或装饰水如水池或喷泉的生物沾污会严重地影响公众的消遣。生物沾污物有时会有令人讨厌的味道。更重要的，特别在娱乐水中，生物沾污会降低水质到不适合使用并甚至引起危害健康的程度。卫生用水，和工业用水和娱乐用水一样，也受生物沾污和与之相关问题的影响。卫生用水包括厕所用水、蓄水池水、化粪池水、和污水处理水。由于在卫生用水中包括废物的原因，这些水系统特别容易引起生物沾污。为了控制生物沾污，常规技术是用足够浓度的化学品(杀生物剂)杀死或基本上抑制生物附着微生物的生长来处理受影响水系统。例如参见美国专利US 4,293,559和US 4,295,932。例如，一直使用氯气和次氯酸盐溶液加入水系统杀死或抑制细菌、真菌、水藻、和其它有害微生物生长。可是，氯化合物不仅会损坏用来建筑水系统的材料，而且会与有机物反应在水流中形成有害物质，如致癌物氯甲烷和氯化二氧杂芑(dioxin)。也已使用一些有机化合物，如亚甲基二硫氰酸酯、二硫代氨基甲酸酯、卤代有机物、和季铵盐表面活性剂。上述许多种物质在非常有效杀死微生物或抑制其生长的同时，还对人、动物、或其它非靶标生物有毒或有害。控制水系统，其中包括相关的沉水表面中生物沾污的一种可能途径是防止或抑制细菌粘着水系统中的潜水表面。当然，这可以通过使用杀微生物剂实现，可是通常这种方法会出现上述缺点。作为一种替代，本专利技术提供了用于完全抑制细菌粘着在沉水表面或潜水表面并控制水系统生物附着的方法和组合物。本专利技术克服了现有技术的缺点。通过阅读本说明书和所附的权利要求，可以很清楚地看到本专利技术的其它优点。专利技术概述本专利技术涉及抑制细菌粘着于潜水表面的方法。本方法是将潜水的表面与抑制细菌粘着有效量的至少一种氨基甲基膦酸或其盐相接触。在本方法中使用的氨基甲基膦酸具有下述结构式R1R2NCH2P(O)(OH)2。在该式中，R1和R2独立地为C6-C20烷基或CH2P(O)(OH)2基。可是R1和R2不均为CH2P(O)(OH)2基。或者，R1和R2与氮一起形成下式的5-8元杂环 在杂环中，X为O、NH、或CH2。虚线表示基团X在特定的杂环中可占有不同的位置。本专利技术还涉及控制水系统生物沾污的方法。本方法向水系统加入有效量至少一种上述的氨基甲基膦酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抑制细菌粘着于潜水表面的方法，其中包含将潜水的表面与抑制细菌粘着的有效量的一种氨基甲基膦酸或其盐相接触的步骤，其中氨基甲基膦酸为下述结构式Ｒ↑［１］Ｒ↑［２］ＮＣＨ↓［２］Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）↓［２］的化合物，式中，Ｒ↑［１］和Ｒ↑［２］独立地为Ｃ↓［６］－Ｃ↓［２０］烷基或ＣＨ↓［２］Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）↓［２］基，但是Ｒ↑［１］和Ｒ↑［２］不均为ＣＨ↓［２］ＰＯ（Ｏ）（ＯＨ）↓［２］基；或Ｒ↑［１］和Ｒ↑［２］与Ｎ一起形成下式的５－８元杂环：＊＊＊其中，Ｘ为Ｏ、ＮＨ、 或ＣＨ↓［２］；和其中氨基甲基膦酸盐是酸式盐或季铵化的氨基甲基膦酸盐。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯E麦克尼尔，马里利恩S惠特莫尔，斯蒂芬D布赖恩特，格雷西拉H温克，
申请(专利权)人：巴科曼实验室国际公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]