DE2600466A1 - Verfahren zur verhinderung des algenwachstums - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE A. GRUNECKtR

H. KINKELDEY

on IMi

W. STOCKMAIR

K. SCHUMANN

DR. REK NAT ■ OPL-PHYS.

P. H. JAKOB G. BEZOLD

DR. RER MATT· DtPL-CHEM.

Buchman Laboratories, Inc. München

1256 Forth McLean Boulevard Memphis/Tennessee 38108 lind au

U.S.A.

β MÜNCHEN 22

MAXlMILtANSTRASSS 43

8- Januar 1976 P 9888-64-Au

Verfahren zur Verhinderung des Algenv/achstums

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von PoIy-/2-hydroxyäthyl en-(dimethylimiiio )-äthylen-(diraethylirairi5o )-methylendichloridZ und dessen Verwendung zur Bekämpfung des Algenx/achstums.

Bekanntlich herrschen in Kühltürmen und anderen industriellen Systemen Bedingungen, die das Algenwachstum begünstigen- Ealls daher keine geeigneten Maßnahmen zur Bekämpfung des Algenwachstums ergriffen werden, wird die Wirksamkeit derartiger Systeme stark beeinträchtigt. In anderen Systemen, z.B. in Schwimmbädern, ist das Algenwachstum aus ästhetischen und hygienischen Gründen unerwünscht.

Es sind bereits zahlreiche algizide Mittel, z.B. bestimmte quaternare Ammoniumverbindungen, vorgeschlagen worden, die zv/ar

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TELEFON (Ο89) O TELEGRAMME MONAPAT

mehr oder weniger starke algizide Wirkung besitzen, jedoch nicht in jeder Hinsicht zufriedenstellen. So sind etwa die quaternären Ammoniumverbindungen kationische grenzflächenaktive Mittel, die selbst bei Verwendung geringster Mengen in Wasser ein unerwünschtes Schäumen verursachen. Ein weiterer Nachteil der quaternären Ammoniumverbindungen besteht darin, daß ihre Herstellung kompliziert und schwierig ist. Außerdem reizen diese quaternären -Verbindungen die Haut von Wa rmblüt ern.

Aufgabe der Erfindung ist es daher insbesondere, ein neues, für Industriewässer und Swimmingpools geeignetes algizides Mittel zu schaffen, das nicht schäumt, ungiftig ist und die Haut von Warmblütern nicht reizt. Der Ausdruck "Warmblüter" umfaßt hierbei z.B. Menschen, niedere ffiLere und Vögel-

Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein algizides Mittel bereitzustellen, das sich einfach und auf wirtschaftliche Weise herstellen läßt.

Zur Lösung dieser Aufgaben eignet sich nach der Erfindung ein gut wasserlöslicher kationischer polymerer Polyelektrolyt, der bei der Umsetzung von Epichlorhydrin und Salzsäure mit Ε,ΪΓ,ΕΓ¹ ,-N'-Tetramethyläthylendiamin in einem wässrigen Medium, entsteht. Im allgemeinen haben die erhaltenen Polymeren Molekulargewichte von etwa 800 bis 10 000. Sie stellen ein PolyZ2^hydroxyäthylen-(dimethyliminio ) -äthyl en- (dimethyliminio ) -methyl endichlorid7 der Formel

CHOH-CH₇-N-CH-

CH-aCl ^Δ

-CtI₉-CIU-N -C CH-,

-»n

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dar, in der η eine ganze Zahl von 4- bis 40 ist.

Als algizide Mittel werden diese Polymeren in einer Menge von etwa 0,1 bis 100 Teilen, vorzugsweise 0,2 bis 20 Teilen, pro Million Teile Wasser verwendet. Auch größere Mengen können ohne negative Ausx^irkung eingesetzt werden, jedoch v/erden dadurch ohne größeren Nutzeffekt die Betriebskosten erhöht.

Da die polymeren Polyelektrolyte nicht nur stark wirksame Algizide darstellen, sondern praktisch nicht schäumen und keine ReizxcLrkung ausüben, eignen sie sich für die verschiedensten Anwendungsbereiche, bei denen algizide Mittel mit derartigen Eigenschaften Voraussetzung oder zumindest wünschenswert sind. Hierzu zählt z.B. die Bekämpfung des Al— genwachstums in Kühltürmen, Teichen oder Sv/immingpools.

Die Beispiele erläutern die Erfindung.

Beispiel 1 Herstellung von Poly/2^::-hydroxyäthylen-Cdimethylimirilo)-äthTlen-

(dimethyl.imiao) -methyl endi chloride

Ein mit mechanischem Rührer, Rückflußkühler, Thermometer und Tropftrichter ausgerichteter 12 1-Kolben wird mit 965 g 60 prozentigem N,N,N¹ ,IT¹-Tetramethyläthylendiamin beschickt. Man kühlt die Lösung in einem Eisbad und tropft dann innerhalb 1 1/2 Stunden bei einer Temperatur unterhalb 45°C 975. g 37»5 prozentige Salzsäure zu. Die erhaltene Lösung von IT,N,W-N¹-Tetramethyläthylendiamin-dihydrochlorid \ri.rd dann innerhalb 3 Stunden bei 20 bis 35°C mit 925 g Epichlorhydrin versetzt. Das Reaktionsgemisch wird bei Raumtemperatur so lange gerührt, bis eine homogene Lösung erhalten wird (etwa 3 Stunden). Diese Lösung wird dann mit 965 g 60 prozentigem Ν,Ν,Ν¹ ,IT'-Tetramethyl-

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äthylendiamin derart versetzt, daß die Reaktionstemperatur nicht über 7O⁰C ansteigt. Die Lösungstemperatur wird 1/2 Stunde bei 7O°C gehalten, xirorauf man 1 Stunde unter Rückfluß erhitzt. Das erhaltene Produkt besitzt eine Viskosität von 720 cP und ein Kolekulargeiv^richt von etwa 3000.

Weitere Poly/^-hydroxyäthylen-Cdimethyliminio)-äthylen-(dimethylimimo)-methylendichlorid©^;7 mit unterschiedlichen Molekulargewichten von etwa 800 bis 10 000 werden durch Abändern der Versuchsbedingungen von Beispiel 1 hergestellt-

In Beispiel 2 wird die Wirksamkeit des Polymeren aus Beispiel

1 (im folgenden: Verbindung A) gegenüber verschiedenen Algen untersucht. Zum Vergleich wird auch die Wirksamkeit des aus der US-PS 3 771 989 bekannten Poly/öxyäthylen-(dimethylimirio)-äthylen-(dimethylimino)-äthylendichlorids/ (im folgenden: Verbindung B) unter identischen Bedingungen geprüft.

Beispiel 2 Wirksamkeit der Verbindungen A und B gegenüber Chlorella pyrg-

noidosa, Chlorococcum hypnosuorum und Phormidium inundatum.

Nach dem in Beispiel 2 der US-PS 3 771 989 beschriebenen Verfahren wird das Algenwachstum untersucht und folgendermaßen bewertet:

4 = ausgezeichnet
3 = gut

2 = gering

1 = sehr gering, nicht genau bestimmbar 0 = kein Wachstum

Die erzielten Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengestellt.

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Tabelle 1

Wachstumshemmung bei Chlorella pyrenoidosa, Chlorococcum hypnosporum und Phormidium inundatum in einer Difco-Algenaufschlämmung nach 21 tägiger Inkubation

Te st Organismen Konzentration Verbindung Verbindung

(ppm) ' A B

Chlorella	0,1
pyrenoidosa	η ά
	υ,ί 0,5
	1,0
	2,0
	4,0
	8,0
Chlorococcum	0,1
hypnosporum	0,3
	0,5
	1,0
	2,0
	4,0
	8,0
	0,1
Phormidium	0,3
inundatum	0,5
	1,0
	2,0
	• 4,0
	8,0

4	4
4	4
4	4
4	0
0	0
0	0
0	0
2	2
2	0
0	O
0	0
0	0
0	0
0 .	0
4	4
4	4
4	4
4	4
4	4
4	4
0	O

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Beispiel 3

In diesem Beispiel wird die Reizwirkung des Polymeren aus Beispiel 1 auf der menschlichen Haut untersucht. Hierzu werden 2 Tropfen einer 64 prozentigen wässrigen Lösung des Polymeren bei 19 männlichen und 11 weiblichen Erwachsenen auf einen schmalen Bereich des Unterarms aufgebracht. Der behandelte Fleck wird 24 Stunden mit einem 2,54 cm breiten Pflaster bedeckt. Unmittelbar nach dem Entfernen des Pflasters und auch danach ist bei keinem der Erwachsenen eine Hautreizung zu beobachten.

Beispiel 4

In diesem Versuch wird die Schaummenge bestimmt, die von einer Lösung mit 100 ppm des Polymeren aus Beispiel 1 (Lösung Nr. 1) bzw. einer Lösung von 100 ppm des handelsüblichen algiziden Kittels "Hyamine35OO" (Lösung ITr. 2) erzeugt wird. "Hyamine35OO" besteht aus zwei Komponenten, nämlich 50 % inerten Bestandteilen und 5° °/° der aktiven Komponente: H-Alkyl (10% C^₀, 40% C^₂ und 50% C^^-dimethylbenzylammoniumchlorid. Alle Proζentangaben beziehen sich hierbei auf das Gewicht.

100 ml jeder Lösung werden 15 Minuten in einer Schüttelvorrichtung bewegt, worauf man die Schaumhöhe mißt. Die erzielten Ergebnisse sind in Tabelle 2 wiedergegeben.

Tabelle 2

Lösung Schaumhöhe (mm)

1 0

2 35

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Claims (2)

1. Pat entansnrüche

   Verfahren zur Verhinderung des Algenwachstums in wässrigen Systemen, dadurch gekennzeichnet , daß man die Algen mit Poly/2-h3rdroxyäthylen-(dimethylimirso)-äthylen-(dimethyliminfo)-methylendichlorid/der Formel

   CH_q Cl" t ^J

   CHOH - CH„ -

   CH,

   3 Cl" J η CH- t ^J - CH₂- ilt-
   I CH

   in der η eine ganze Zahl von 4· bis 4-0 ist, in Berührung "bringt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß das Molekulargewicht des Polymeren 800 bis 10 000 beträgt.

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   ORIGINAL !NSPECIiD