[发明专利]一种连续可控制备小粒径吡啶硫酮盐颗粒的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备小粒径（平均粒径<1μm）吡啶硫酮盐的方法，尤其涉及一种通过微通道反应器，快速、连续可控制备小粒径吡啶硫酮盐颗粒的方法。

背景技术

吡啶硫酮盐具有很好的抑菌性能，吡啶硫酮的多价金属盐（如镁，铝，锌，锡，镉，锆，铜等）凭借其溶解度低的特点，在应用过程中能够保持更长久的抗菌活性，而被广泛用于涂料，胶黏剂，抗微生物剂及洗发水等。其中，应用最广泛的是吡啶硫酮锌和吡啶硫酮铜。以吡啶硫酮（需加入碱溶液，如氢氧化钠/钾或氨水溶液反应，形成可溶性吡啶硫酮钠盐，钾盐或铵盐）或可溶性吡啶硫酮盐为起始原料，与可溶性金属化合物反应来制备吡啶硫酮的多价金属盐是目前用于合成吡啶硫酮的多价金属盐的主要方法。该工艺过程简单，可溶性吡啶硫酮盐原料易得，如吡啶硫酮钠，价格适宜。众多美国专利，如2809971，4323683，5238490，5540860等均利用该方法在有机分散介质中制备了吡啶硫酮的多价金属盐。但是所制备的吡啶硫酮盐颗粒较大（>2μm）。

研究表明，相比较于大粒径的吡啶硫酮盐，小粒径的吡啶硫酮盐颗粒（<1μm）在溶剂中的分散性更好，储存周期更长，渗透力也得到了很大的改善，具有更高的利用价值。目前，制备小粒径吡啶硫酮盐颗粒的方法主要有：（1）将块体材料通过机械切片、研磨等各种方法分解成小粒径颗粒。美国专利7481873和0118134利用吡啶硫酮或可溶性吡啶硫酮盐与可溶性金属化合物在有机分散剂介质中进行反应，以避免吡啶硫酮盐颗粒发生团聚，得到了粒径约3μm的吡啶硫酮铜颗粒，然后经过了后续的研磨工序得到了粒径分布为0.1-10μm，平均粒径为0.2-0.5μm的吡啶硫酮铜颗粒。采用这种方法得到的颗粒不规则、粒径分布宽、重复性差。（2）美国专利6017936提供了一种在高压湍流反应器中一次性制备粒径<1μm的吡啶硫酮盐的方法，他们用吡啶硫酮或可溶性吡啶硫酮盐与可溶性金属化合物在有机分散剂介质中进行反应，通过反应器所产生的高压（>1000psi）和湍流效应减小颗粒的尺寸。并且，反应需在低温条件下进行（0-23℃），所需的进料时间和反应时间较长（分别为8min和5-10min）。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：在制备小粒径吡啶硫酮盐颗粒的过程中，为了简化制备过程，避免使用分散剂及繁琐的后续颗粒研磨、粉碎等处理过程，提出了在温和条件下用直接沉淀法在微通道反应器中快速的一种连续可控制备小粒径吡啶硫酮盐颗粒的方法。

本发明具体的技术方案是：一种连续可控制备小粒径吡啶硫酮盐颗粒的方法，其具体步骤为：将合成吡啶硫酮盐颗粒的吡啶硫酮或可溶性吡啶硫酮盐、水溶性金属化合物分别配制成水溶液，然后以1-200mL/min的流速分别由各自的进料泵输入到与泵相连接的内径为0.01-10mm，混合通道长0.01-1m的微通道反应器中，使吡啶硫酮或可溶性吡啶硫酮盐和金属化合物的摩尔比为0.1-10:1；在0-100℃的反应温度下，吡啶硫酮或可溶性吡啶硫酮盐和水溶性金属化合物在微反应器的混合通道内混合实现化学沉淀反应，将反应所得的吡啶硫酮的多价金属盐混合液进行分离、洗涤和干燥，即得到小粒径吡啶硫酮盐颗粒。

优选所述的可溶性吡啶硫酮盐为吡啶硫酮钠、吡啶硫酮钾、吡啶硫酮锂或吡啶硫酮铵中的任意一种或几种；所述的可溶性金属化合物为锌盐、铜盐、镁盐、铝盐、镍盐或钴盐中的任意一种或几种。

优选所述的吡啶硫酮或可溶性吡啶硫酮盐水溶液的浓度为0.01-4.0mol/L；水溶性金属化合物水溶液的浓度为0.01-2.0mol/L。

优选所述的可溶性金属化合物为氯化铝、硝酸镁、氯化锌、硝酸锌、硫酸铜、氯化铜、硝酸铜、硫酸镍或氯化钴中的任意一种或几种。

优选所述的微通道反应器的内径为0.3-1mm。优选所述的吡啶流通或可溶性吡啶硫酮盐和金属化合物的摩尔比为1-4:1。

优选所述的反应温度为20-80℃。优选本发明所制备的小粒径吡啶硫酮盐颗粒的平均粒径为0.2-1μm；粒径分布为0.01-2μm。本发明也可以制备可控粒径分布范围为0.01-10μm的吡啶硫酮盐颗粒。