[发明专利]一种喷射共沉淀法制备吡啶硫酮盐分散液的方法

说明书

技术领域

本发明具体的涉及一种高品质吡啶硫酮盐分散液的制备方法，具体来说，涉及一种利用喷射共沉淀法可控制备粒径分布窄、分散性能好的吡啶硫酮盐分散液的方法。

背景技术

吡啶硫酮（又称为2-巯基吡啶-N-氧化物；1-羟基-2-吡啶硫酮；2-吡啶硫醇-1-氧化物）的多价金属盐，是公认的广谱、低毒、环保的真菌抑菌剂和防霉剂，广泛用于民用涂料、胶粘剂、地毯和个人护理用品中，还可用于船舶防污漆，防止甲壳生物、海藻以及水生物附着船壳板。吡啶硫酮的多价金属盐在水和大多数有机溶剂中仅微量溶解，包括吡啶硫酮锌、吡啶硫酮铜、吡啶硫酮镁、吡啶硫酮钙、吡啶硫酮钡、吡啶硫酮锆等。其中，吡啶硫酮锌、吡啶硫酮铜是使用最为广泛的二价吡啶硫酮的金属盐，吡啶硫酮铜和吡啶硫酮锌是对革兰氏阴性细菌和阳性细菌、酵母和真菌呈活性的抗微生物剂，吡啶硫酮锌是目前洗发水中用作去屑的重要组分，吡啶硫酮铜的悬浊液广泛应用于油漆和聚合物的防腐剂。

传统的生产吡啶硫酮多价金属盐使用的是搅拌釜式工艺，即在搅拌釜中加入一定量的吡啶硫酮酸或者吡啶硫酮的可溶性盐的水溶液，在搅拌状态下向釜内滴加一定浓度的多价金属盐的水溶液，反应一段时间后得到吡啶硫酮盐的悬浮液。由于吡啶硫酮酸或者吡啶硫酮铜的可溶性盐与多价金属盐的反应过程为快速共沉淀反应，反应在瞬间完成，析出的固体颗粒的生长过程与反应器内的局部浓度的大小直接相关，因此，反应器内两种反应物的微观混合效果将直接影响最终产品的粒径分布与平均粒径大小。

采用搅拌釜式工艺生产吡啶硫酮盐分散液，由于搅拌釜的宏观混合时间一般在几秒～几十分钟之间，局部微观混合效果较差，所以采用该工艺制得的吡啶硫酮盐的粒径分布较宽，且其平均粒径相对较大，这直接影响了吡啶硫酮盐在溶液中的分散性能，限制了吡啶硫酮盐的应用。为了满足现有应用中对吡啶硫酮盐颗粒大小及粒径分布的要求，现有工艺中大多采用研磨、粉碎、超声等物理方法对搅拌釜工艺中制得的吡啶硫酮盐分散液或者吡啶硫酮盐粉体进行处理，以得到粒径分布相对均一、平均粒径较小的吡啶硫酮盐分散液。如专利US 7481873B公开了一种无粉尘、小颗粒吡啶硫酮铜分散液的方法，其主要采用研磨、粉碎、超声等物理方法将大颗粒的吡啶硫酮铜颗粒磨成小颗粒，再将小颗粒的吡啶硫酮铜分散在分散液中，或者先将大颗粒的吡啶硫酮铜分散在分散液中，再通过上述物理方法将颗粒粉碎成小颗粒，最终制得颗粒粒径分布为0.1～10微米，平均粒径0.2～0.5微米的吡啶硫酮铜分散液。

专利US7544367B2报道了另一种制备吡啶硫酮盐分散液的方法，首先通过过滤的方法得到1～50微米的吡啶硫酮盐颗粒，再将上述颗粒加入到至少含有以下电解质（碱金属或者碱土金属的盐，0.01～10％wt）、表面活性剂、分散剂或者以上几种的组合溶液中，得到无团聚的吡啶硫酮盐分散液，进一步将分散液加热到60度以上，利用此方法可将无团聚颗粒的尺寸降低至亚微米级，最终得到无团聚的亚微米级吡啶硫酮盐分散液。

专利US 6465015B1则通过在颗粒的生成过程中加入声波（如超声波）的方法，主要是在两股反应液的接触处引入超声波，超声波的引入主要是强化两股反应液在接触处的微观混合、反应效果，最终获得了粒径相对均一、无团聚的吡啶硫酮盐分散液。

另外，表面活性剂的加入也是减少吡啶硫酮盐颗粒在分散液中团聚的主要手段之一，如专利US5650095、CN1142173A报道了在吡啶硫酮铜分散液的制备过程中，分散液中的团聚现象主要是由于吡啶硫酮铜分子为极性分子，分子之间易形成氢键而造成的，在加入表面活性剂后，减低或者消除了吡啶硫酮铜分子之间的氢键作用，从而得到了不含凝胶的吡啶硫酮铜分散液或者溶液，专利中提出了非离子型表面活性剂更有利于降低吡啶硫酮铜颗粒在分散液中的团聚。