CN103931610B - 20％dbnpa水溶性液剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种20％DBNPA水溶性液剂及其制备方法。本发明选择不同分子量和不同比例的PEG以及添加助溶剂作为主要组成部分，通过比较各种配方下定量DBNPA的溶解情况，选择符合制剂要求的配比；其结果为选用质量百分数为40％的聚乙二醇400、10％甘油、20％DBNPA以及30％水的配比下，得到可满足水溶性液剂的性能要求的20％DBNPA水溶性液剂的最佳配方。该20％DBNPA水溶性液剂稳定性好、成本低，甚至在-20℃的环境下储存和运输时不会析出固体或沉淀，即使冷冻凝固后再恢复原状时，具性能依然不受影响。

Description

20％DBNPA水溶性液剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种防止细菌和藻类等生长的水溶性液剂，尤其涉及一种20％DBNPA水溶性液剂及其制备方法

背景技术

DBNPA(2,2-Dibromo-3-Nitrilopropionamide)，二溴腈基乙酰胺，是一种广谱高效的工业杀菌剂，其作用机理是该化合物能迅速穿透微生物的细胞膜，并作用于一定的蛋白基团，使细胞的正常氧化还原中止，从而引起细胞死亡；同时，它的分支还可以选择性地溴化或氧化微生物的特殊酶代谢物，最终导致微生物死亡。由于该物质具有高效广谱、容易降解、无残留残毒、对环境无污染等优点，在发达国家已被广泛用于造纸、工业循环冷却水、金属加工用润滑油、纸浆、木材、涂料等行业中防止细菌和藻类的生长繁殖。在我国，该产品于2000年代初被引入，主要用于工业循环水中防止细菌和藻类生长。

DBNPA原药为白色结晶固体，无特殊气味，熔点123-125℃。微溶于水(25℃，1.5g／100g水)，溶于乙醇、丙酮、苯、聚乙二醇和N，N-二甲基甲酰胺等有机溶剂。尤其易溶于聚乙二醇200(PEG200)和N，N-二甲基甲酰胺，溶解度达120g／100g溶剂。DBNPA晶体在通常的存放条件下比较稳定，一般规定存储期二年；但它在溶液中不稳定，分解速率与介质的pH值有关，在碱性条件下、受热及遇稍强还原剂(如硫化氢)均会分解，所以在商品化时除了考虑活性成分之间的协同外，还加入稳定剂。如美国陶氏化学公司的陶氏AM7287杀菌剂，就是含有20％DBNPA的制剂，该制剂可以与水任意比例混合，十分方便各种用户的使用，但其价格很昂贵。

为了满足国内市场的需要，本发明根据该化合物的物理化学性质，通过比较不同分子量聚乙二醇、比例以及助剂选用，筛选得到几组较理想的配比，得到的制剂产品在零下20℃情况下，依然可保持澄清透明的稳定状态。

发明内容

本发明的目的在于提供一种储存稳定、成本较低的20％DBNPA水溶性液剂及其制备方法，以解决现有技术中所存在的问题。该20％DBNPA水溶性液剂稳定性好、成本低，甚至在-20℃的环境下储存和运输时不会析出固体或沉淀，即使冷冻凝固后再恢复原状时，其性能依然不受影响。

本发明通过选择不同分子量和不同配比的PEG以及添加助溶剂作为主要组成部分，通过比较各种配方下定量DBNPA的溶解情况，选择符合制剂要求的配比。结果所选用质量百分数为40％的聚乙二醇400、10％甘油、20％DBNPA以及30％水的配比下，得到可满足水溶性液剂性能要求的20％DBNPA水溶性液剂的最佳配方。该20％DBNPA水溶性液剂在零下20℃的情况下，依然可保持澄清透明的稳定状态，而且成本较低，尤其适合在温度较低的环境下储存和运输。

本发明的20％DBNPA水溶性液剂，其包括如下质量百分比的组分：40％的聚乙二醇400(简称PEG400)、10％的甘油、20％的DBNPA以及30％的水。

优选的，上述的20％DBNPA水溶性液剂，其由如下质量百分比的组分组成：40％的聚乙二醇400、10％的甘油、20％的DBNPA以及30％的水。

本发明的20％DBNPA水溶性液剂的制备方法，包括如下步骤：

按照20％DBNPA水溶性液剂的配比，依次加入质量百分比为40％的聚乙二醇400、10％的甘油、30％的水和20％的DBNPA，在55-60℃下水浴加热并搅拌均匀，自然冷却到室温，获得所述20％DBNPA水溶性液剂。

上述的室温可以为10℃。

本发明的20％DBNPA水溶性液剂可在造纸、工业循环冷却水、金属加工用润滑油、纸浆、木材或涂料中防止细菌和藻类的生长繁殖进行应用。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、本发明的20％DBNPA水溶性液剂稳定性好，在零下20℃的情况下依然可保持澄清透明的稳定状态，甚至在-20℃的环境下储存和运输时不会析出固体或沉淀，即使冷冻凝固后再恢复原状时，其性能依然不受影响。

2、本发明的20％DBNPA水溶性液剂成本低，其中采用质量百分比为40％的PEG400，其用量最低，与作为抗凝剂和助溶剂的甘油以及水复配后，能够使得DBNPA溶解性和稳定性达到很好的状态，在很大程度上降低了成本，制备耗能低，溶解所需的时间短，使用时还可与水以所需的比例混合使用。

总之，本发明通过选择不同分子量和不同配比的PEG以及添加助溶剂作为主要组成部分，通过比较各种配方下定量DBNPA的溶解情况，得到可满足水溶性液剂性能要求的20％DBNPA水溶性液剂的最佳配方，该最佳配方的20％DBNPA水溶性液剂稳定性好、成本低。

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本发明作进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本发明而非用于限定本发明的保护范围。

实施例1

一、材料与方法

1.1.材料：

DBNPA原药，白色结晶，工业产品，含量99.5％，由上海清力水处理技术公司提供。

聚乙二醇200、聚乙二醇400、聚乙二醇600、聚乙二醇2000，均为化学纯，由上海凌峰化学试剂有限公司生产。

甘油，分析纯，由上海凌峰化学试剂有限公司生产。

锥形瓶、移液管、药匙。

电子天平，精度0.1g，

1.2.方法：

分别称取PEG200、PEG400、PEDG600和PEG2000各4g、8g、10g、12g和16g(精确到0.1g)，再各加入16g、12g、10g、8g和4g水，55-60℃水浴加热并搅拌，配制成质量百分比分别为20％、40％、50％、60％和80％的各种分子量的PEG水溶液20g。然后分别加入5gDBNPA(精确到0.1g)，55-60℃水浴加热并搅拌。自然冷却到10℃左右时，观察溶质溶解情况，如溶液中有溶质析出，则表明不合格。

分别称取PEG200、PEG400、PEG600和PEG2000各8g和10g，加入2.5g甘油，再相应的分别加入9.5g和7.5g水，水浴加热搅拌，然后分别加入5gDBNPA并标上编号，观察溶质溶解情况。

将常温下无溶质析出的全部瓶子放入-20℃冰箱中，冷冻保藏48小时，观察各样品中在低温下的溶质析出情况。

二、结果与讨论

2.1.不同分子量的PEG的选择

作为主要溶剂的PEG，有多种型号的产品，价格也有一定的差异。PEG的分子量不同，其理化特性有很大的区别。分子量200和400的PEG，在常温下为液体，而分子量600的PEG，在常温下为半固体状，而分子量2000以上的PEG，则全部为固体状态。液态或半固态的PEG能与水以任意比例混溶，而固体的PEG虽然易溶于水，但在高浓度时易析出。

通过比较相同温度、相同浓度、不同分子量的聚乙二醇的溶液析出固体质量可知，在相同温度、相同浓度的情况下，聚乙二醇分子量越大，溶质溶解越多(附表1)。

2.2.不同比例的PEG的选择

试验结果表明(附表1)，对于同一分子量的PEG，随着PEG含量的增加，对DBNPA的溶解性能越好。但是，PEG用量的增加，势必导致成本的增加；而且，对于高分子量的PEG，高浓度情况下，PEG本身在水中的溶解度会随着温度的下降而急剧降低，导致大量沉淀产生。因此，需要选用尽可能少的PEG用量而又能保证DBNPA完全溶解。试验结果表明，在PEG用量50％(质量百分比)以上时，各分子量PEG配制的溶液均能较好地将DBNPA完全溶解。

2.3.温度对溶液稳定性的影响

在溶解过程采用水浴加热(50-60℃)的方法可以明显加速溶质的溶解速度，并使DBNPA的溶解度增加。但在降温至室温(10℃)和-20℃以后，部分样品有较多的沉淀析出。试验结果表明(附表1)，在无其他助剂的情况，PEG200、PEG400、PEG600含量在48％以上时所配制的溶液可以在零下20℃时依然有良好的稳定性能。

2.4.助剂甘油对冷藏稳定性能的改善

加入10％甘油作为助剂后，比较在相同条件下溶液中的固体析出量，发现加入了甘油的样品比未加入甘油的样品析出固体显著减少(附表1)。

2.5.结论

综合全部试验数据和经济性价比考虑，如果各分子量的PEG价格相当，则可以选用分子量为200、400、600和2000的PEG，质量百分比为40％，再加入甘油10％，DBNPA20％，剩余部分用水补足100％，即可得到稳定的水溶性液剂。考虑到分子量大的固态PEG在溶解时所需要的时间长，搅拌能耗高，故建议最适配方为质量百分比为40％的PEG400、10％甘油、20％DBNPA以及30％水所组成的20％DBNPA水溶性液剂。

总之，本发明通过选择不同分子量和不同配比的PEG以及添加助溶剂作为主要组成部分，通过比较各种配方下定量DBNPA的溶解情况，得到可满足水溶性液剂性能要求的20％DBNPA水溶性液剂的最佳配方(其组分为：质量百分比为40％的PEG400、10％甘油、20％DBNPA以及30％水)，该最佳配方的20％DBNPA水溶性液剂稳定性好、成本低；在零下20℃的情况下依然可保持澄清透明的稳定状态，甚至在-20℃的环境下储存和运输时不会析出固体或沉淀，即使冷冻凝固后再恢复原状时，其性能依然不受影响。

表1，不同配方的20％DBNPA水溶性液剂的性能比较

实施例2

20％DBNPA水溶性液剂的制备：

按照20％DBNPA水溶性液剂的配比，依次加入质量百分比为40％的聚乙二醇400、10％的甘油、30％的水和20％的DBNPA，在55-60℃下水浴加热并搅拌均匀，自然冷却到10℃时，获得所述20％DBNPA水溶性液剂。该水溶性液剂在10℃下为稳定状态的澄清透明液体。

将获得的20％DBNPA水溶性液剂在-20℃冷冻保藏48小时，冷冻后的水溶性液剂依然为澄清透明液体，并具有良好的稳定性能。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背木发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (4)

1.一种20％DBNPA水溶性液剂，其特在在于，包括如下质量百分比的组分：40％的聚乙二醇400、10％的甘油、20％的DBNPA以及30％的水。

2.如权利要求1所述的20％DBNPA水溶性液剂的制备方法，包括如下步骤：

按照20％DBNPA水溶性液剂的配比，依次加入质量百分比为40％的聚乙二醇400、10％的甘油、30％的水和20％的DBNPA，在55-60℃下水浴加热并搅拌均匀，自然冷却到室温，获得所述20％DBNPA水溶性液剂。

3.如权利要求2所述的20％DBNPA水溶性液剂的制备方法，其特征在于，所述室温为10℃。

4.如权利要求1所述的20％DBNPA水溶性液剂在造纸、工业循环冷却水、金属加工用润滑油、纸浆、木材或涂料中防止细菌和藻类的生长繁殖的应用。