[发明专利]羟乙膦酸季铵盐

说明书

本发明提供了一种羟乙膦酸季铵盐化合物(QAE)，其包含季铵阳离子和羟乙膦酸根阴离子，具有式I描述了一种通过使季铵盐与羟乙膦酸或其盐反应制备这样的化合物的方法。可变比率的各反应物也可用于形成不同的QAE化合物。所述羟乙膦酸季铵盐化合物可用于水处理、化妆品、卫生、个人护理、油漆、涂料、木材处理、农用化学品、抗微生物剂、消毒剂或杀生物组合物；因为所述化合物提供了高抗腐蚀和杀生物性质和低结垢性质。还描述了一种水处理组合物，其具有式I的QAE化合物和水处理杀生物剂，可用于冷却塔和其它循环水或娱乐用水系统。

技术领域

本公开涉及羟乙膦酸季铵盐(QAE)、制备羟乙膦酸季铵盐的方法及其使用方法。

背景技术

季铵氯化物已经用于各种多种产品中，包括表面活性剂、抗微生物组合物、防腐组合物、水处理组合物和其它杀生物组合物。然而，季铵氯化物虽然是有效的抗微生物剂，但其缺点在于溶液中氯离子的解离导致金属表面的腐蚀。

为了解决季铵氯化物的此腐蚀问题，已经开发了其它季铵化合物。一类季铵化合物是季铵碳酸盐/季铵碳酸氢盐。与传统的季铵氯化物不同，季铵碳酸盐/季铵碳酸氢盐提供对很多种金属基材具有优异的腐蚀抑制性质的溶液。然而，季铵碳酸盐/季铵碳酸氢盐也具有一个缺点，其中在硬水中，由于水中存在钙，碳酸盐/碳酸氢盐倾向于形成水垢。

本领域需要一种将在含有金属表面的系统中提供低腐蚀和低结垢的季铵化合物。本公开提供了对鉴定具有抗腐蚀性质、杀生物活性和低结垢性质的季铵化合物的需要的答案。

现在已经令人惊讶地发现，通过消除氯离子和碳酸根/碳酸氢根离子的存在，羟乙膦酸季铵盐或其衍生物可以用于代替季铵氯化物和季铵碳酸盐/季铵碳酸氢盐，氯离子和碳酸根/碳酸氢根离子的存在目前导致硬水中结垢和金属腐蚀的问题。

发明内容

本发明在一个实施方案中描述羟乙膦酸季铵盐化合物(QAE)，所述羟乙膦酸季铵盐化合物(QAE)具有季铵阳离子和羟乙膦酸根阴离子。如进一步所述，可变比率的各种反应物可以一起反应，导致形成不同的羟乙膦酸季铵盐。此外，还描述了QAE化合物的制备方法和用途。

根据本发明，描述了羟乙膦酸季铵盐化合物，所述化合物具有式I，式I具有季铵阳离子和羟乙膦酸根阴离子，如下所示：

其中，具有式I的季铵阳离子，

R1或R2，是H或取代或未取代的直链或支化的C₁-C₈烷基、芳基、烷基芳基/芳基烷基、环烷基、(芳族或非芳族)杂环基、烷氧基或z-(O-(CH₂)_a)_b基团；其中z是H或R’，其中R是1或更大的任意整数；a或b是1或更大的任意整数；R3或R4是取代或未取代的直链或支化的C₆-C₃₀烷基、芳基、烷基芳基/芳基烷基、环烷基、(芳族或非芳族)杂环基、烯基、苯基、烷基取代的苯基、苄基、萘基甲基或乙基苄基基团；

其中R1、R2、R3或R4中的两个或多个可以与氮原子一起形成取代或未取代的杂环；并且其中基团R1、R2、R3或R4中碳原子的总数必须是至少12；

其中具有式I的羟乙膦酸根阴离子是羟乙膦酸或其盐，其中R5和R6是PO₃^2-或PO₃X_y；其中每个X是H、M、H^-、HM、M^-或M⁺；其中y是0-2；并且M是锂、钠、钾或其任意组合；并且其中R7基团是H或取代或未取代的直链或支化的C₁-C₈烷基；并且

其中m是1-4且n是1。