一种聚五亚甲基胍盐及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种聚五亚甲基胍盐及其制备方法，该聚五亚甲基胍盐结构式为

A polypentamethylene guanidine salt and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种聚五亚甲基胍盐及其制备方法和应用
本专利技术涉及高分子聚合物领域，尤其涉及一种聚五亚甲基胍盐及其制备方法和应用。
技术介绍
目前广泛使用的新型胍类聚合物抗菌剂——聚六亚甲基胍盐酸盐，由于其具有杀菌广谱、性能温和、安全性高、水溶液无色无气味及细菌不会对其产生抗药性等优点，已经广泛应用在日用化学品、化工助剂、工业杀菌防腐、纺织、造纸、制革、农业种植等领域。目前的聚六亚甲基胍盐酸盐合成方式比较单一，通常是以己二胺作为主要原料合成的，但目前市场上的己二胺来源单一，都是由国外几家大型企业进行生产和分销，进口的己二胺价格昂贵，导致聚六亚甲基胍盐酸盐的成本相对较高，限制了其发展和应用，另外，一旦国外公司限制己二胺的供货，国内相关生产单位都将面临生产无法进行的困境。如2018年，己二胺原料供应受限，不但价格翻了两倍，甚至还面临没有原料可买的困境，导致国内的聚六亚甲基胍盐酸盐生产厂家苦不堪言。因此使用便宜易得的原料，生产出杀菌效果能与聚六亚甲基胍盐酸盐达到一致的杀菌剂，即提供一种代替聚六亚甲基胍盐酸盐的胍类聚合物抗菌剂及其制备方法是本领域技术人员急需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术为解决现有技术中聚六亚甲基胍盐酸盐生产成本较高、且原料己二胺供应受限的问题，提供一种聚五亚甲基胍盐及其制备方法和应用。本专利技术提供的聚五亚甲基胍盐及其制备方法，采用便宜而且易得的原料，生产出杀菌效果能与聚六亚甲基胍盐酸盐达到一致的杀菌剂，且其工艺简单、生产成本低廉。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案是：本专利技术第一个方面是提供了一种聚五亚甲基胍盐，其结构如式Ⅰ所示：其中，聚合度n＝40～120，X为HCl、H3PO4、H2SO4或HO-CO-CH2-CH3。本专利技术第二个方面是提供一种聚五亚甲基胍盐的制备方法，包括以下具体步骤：(1)向反应容器中依次加入1,5-戊二胺和起始剂，密闭所述反应容器，搅拌20min，升温至95～105℃；(2)维持反应温度，在30min内匀速加入胍盐后，继续搅拌30min；(3)按照升温程序，搅拌反应；(4)加入中止剂，停止加热，继续搅拌30min后反应停止，降至室温后得到聚合物熔体；(5)将反应容器中制得的聚合物熔体转移到水解罐中，加入去离子水水解，得聚五亚甲基胍盐粗品的水溶液；(6)使用离子交换膜分离器提纯所述聚五亚甲基胍盐粗品的水溶液，再将提纯液进行浓缩、干燥，即得聚五亚甲基胍盐。进一步地，步骤(1)中，所述起始剂为丁二醛或戊二醛。进一步地，步骤(2)中，所述胍盐为盐酸胍、磷酸胍、硫酸胍或丙酸胍。进一步地，步骤(3)中，所述程序升温反应依次为：在115～125℃下搅拌反应50～70min，在135～145℃下搅拌反应80～120min。进一步地，步骤(4)中，所述中止剂为丁二醇或戊二醇。进一步地，步骤(1)-步骤(4)中，所述1,5-戊二胺、胍盐、起始剂和中止剂的摩尔比为1:(0.95～1.05):(0.01～0.012)：(0.01～0.012)。进一步地，步骤(5)中，所述聚五亚甲基胍盐粗品的水溶液的质量浓度为10％～40％。进一步地，步骤(6)中，制得的所述聚五亚甲基胍盐固体的纯度大于99％。进一步地，所述方法制备的聚五亚甲基胍盐可以作为抗菌剂应用。本专利技术采用上述技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：(1)使用戊二胺代替己二胺生产出聚合物胍盐，成本更低，使得聚五亚甲基胍盐的售价能被更多行业和应用范围所接受；(2)戊二胺原料更加稳定、易得，国内已有多家大型企业进行生产，不会被国外公司限制原料，因此能保证原料来源和价格上的稳定性；(3)使用戊二胺生产聚五亚甲基胍，升温程序和生产工艺更加简单，合成时间更短，单位产能可以得到进一步提升；(4)聚五亚甲基胍对微生物杀灭效果更好；(5)与聚六亚甲基胍盐酸盐相比，对水生有害藻类杀灭抑制效果特别强，适于在水产养殖、水质调节、景观水等应用范围使用，可以有效填补聚六亚甲基胍盐的应用弱项。附图说明图1是本专利技术的聚五亚甲基胍盐酸盐单体单元的结构式示意图；图2是本专利技术的聚五亚甲基胍盐酸盐的核磁共振氢谱图。具体实施方式下面通过具体实施例对本专利技术进行详细和具体的介绍，以使更好的理解本专利技术，但是下述实施例并不限制本专利技术范围。实施例1聚五亚甲基胍盐酸盐的制备方法，依次按以下步骤进行：(1)向反应容器中依次加入102.18公斤的1,5-戊二胺和1.03公斤丁二醛，密闭所述反应容器，搅拌20min使其混合均匀后，升温至95～105℃；(2)维持上述反应温度，于30min内匀速加入95.53公斤盐酸胍后，继续搅拌30min，确保搅拌均匀；(3)在115～125℃下搅拌反应50min后升温，再在135～145℃下搅拌反应80min；(4)向所述反应容器中加入1.04公斤戊二醇，停止加热，继续搅拌30min后反应停止，降至室温后得到聚合物熔体；(5)将所述的聚合物熔体转移到水解罐中，加入去离子水水解，制得聚五亚甲基胍盐酸盐粗品的水溶液；(6)使用离子交换膜分离器提纯所述聚五亚甲基胍盐酸盐粗品的水溶液，再将提纯液进行浓缩、干燥后制得聚五亚甲基胍盐酸盐固体，即99％以上纯度的聚五亚甲基胍盐酸盐158.60公斤。对本专利技术的聚五亚甲基胍盐酸盐进行核磁共振分析，如图1和图2所示，所述聚五亚甲基胍盐酸盐中有六种不同的H，按H的种类分别记为a、b、c、d、e、f，由于胍基上与N直接相连的H(d和e)和HCl中与Cl直接相连的H(f)为活泼质子，当以氘代水(D2O)作为溶剂时，在核磁共振氢谱上不出峰。因此，谱图上只有a(3.2处)、b(1.6处)、c(1.3处)三种H对应的三个峰及氘代水溶剂引起的水峰(4.8处)。实施例2聚五亚甲基胍盐酸盐的制备方法，依次按以下步骤进行：(1)向反应容器中依次加入300.0公斤的1,5-戊二胺和3.03公斤丁二醛，密闭所述反应容器，搅拌20min使其混合均匀后，升温至95～105℃；(2)维持上述反应温度，于30min内匀速加入274.87公斤盐酸胍后，继续搅拌30min，确保搅拌均匀；(3)在115～125℃下搅拌反应65min后升温，再在135～145℃下搅拌反应120min；(4)向所述反应容器中加入3.18公斤丁二醇，停止加热，继续搅拌30min后反应停止，降至室温后得到聚合物熔体；(5)将所述的聚合物熔体转移到水解罐中，加入去离子水水解，制得聚五亚甲基胍盐粗品的水溶液；(6)使用离子交换膜分离器提纯所述聚五亚甲基胍盐酸盐粗品的水溶液，再将提纯液进行浓缩、干燥后制得聚五亚甲基胍盐酸盐固体，即99％以上纯度的聚五亚甲基胍盐酸盐472.83公斤。实施例3聚五亚本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚五亚甲基胍盐，其特征在于，具有如下(Ⅰ)结构式：/n

【技术特征摘要】
1.一种聚五亚甲基胍盐，其特征在于，具有如下(Ⅰ)结构式：



其中，聚合度n＝40～120，X为HCl、H3PO4、H2SO4或HO-CO-CH2-CH3。


2.一种如权利要求1所述聚五亚甲基胍盐的制备方法，其特征在于，包括步骤：
(1)向反应容器中依次加入1,5-戊二胺和起始剂，密闭所述反应容器，搅拌20min，升温至95～105℃；
(2)维持反应温度，在30min内匀速加入胍盐后，继续搅拌30min；
(3)按照升温程序，搅拌反应；
(4)加入中止剂，停止加热，继续搅拌30min后反应停止，降至室温后得到聚合物熔体；
(5)将反应容器中制得的聚合物熔体转移到水解罐中，加入去离子水水解，得聚五亚甲基胍盐粗品的水溶液；
(6)使用离子交换膜分离器提纯所述聚五亚甲基胍盐粗品的水溶液，再将提纯液进行浓缩、干燥，即得聚五亚甲基胍盐。


3.根据权利要求2所述的聚五亚甲基胍盐的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述起始剂为丁二醛或戊二醛。


4.根据权利要求2所述的聚五亚甲基胍盐的制备方法，其特征在于，步骤(...

【专利技术属性】
技术研发人员：余刚，
申请(专利权)人：上海高聚生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31