微流場反應器制備片狀吡硫鎓鋅的方法與流程

本發明涉及一種利用微流場反應器連續可控制制備片狀吡硫鎓鋅的方法。屬于精細化工領域。

背景技術：

吡硫鎓鋅，又名吡啶硫酮鋅、吡噻旺鋅、2-吡啶硫醇-1-氧化物鋅絡合物，簡稱ZPT。是國內外公認的高效、安全的去屑止癢劑和殺菌劑，可以有效防止糠秕孢子菌的生成，殺菌止癢效果明顯、具有低刺激性，可降低表皮的新陳代謝作用。吡硫鎓鋅顯著的去屑效果和良好的安全性，使其廣泛應用于洗發香波的去屑劑，長期使用該產品，不但可以很好地去屑，而且能夠延緩頭發衰老，推遲白發和脫發產生。常規量對人體無害，長期使用無副作用。

吡硫嗡鋅的合成有很多文獻報道，鄭占淼報道了以吡啶為原料，合成吡硫鎓鋅(化學世界,1993,34(9):437-440)；王元祥報道了以2-氨基吡啶為原料合成吡硫鎓鋅(江蘇化工，1991年，第2期)；美國學者Berstein等人公開了以2-鹵素吡啶為原料，多步反應，合成吡硫鎓鋅(US2809971，2786847，3589999，3590035，3773770)，以上的研究主要集中在ZPT所用原料吡啶硫酮鈉-N-氧化物上，對吡硫嗡鋅產品的顆粒形貌及粒徑大小研究甚少。

胡永琪等人用反應結晶法對吡啶嗡鋅的顆粒形貌及粒徑大小進行了研究，考察了濃度、反應溫度、時間、pH值、超聲等因素對反應的影響，在四口燒瓶里合成出爪形、棱柱形吡硫嗡鋅(河北科技大學學報,2010,31(1):44-47)；吡啶硫酮鹽-N-氧化物與鋅離子的反應是一個快速沉淀反應，在傳統的間歇反應器中，沉淀速率遠遠大于混合速率，生成的吡硫鎓鋅局部濃度過飽和，從而沉淀過程中成核速率與生成速率分布不均勻，導致粒徑分布較寬，容易發生團聚現象。

張利雄等人通過微通道反應器，通過調節反應溫度、摩爾比、吡啶硫酮鈉與硫酸鋅在微通道里快速混合、沉淀，但只得到了小粒徑不規則的顆粒(CN103242228A)；駱培成等人通過T型混合反應器共沉淀法制備出了吡啶硫酮銅(無機化學學報,2013,29(8):1738-1744)阿奇化工公開了非球形或非片形吡硫翁鋅的合成方法：吡啶硫酮鈉與鋅離子在表面活性劑組合物的作用下，在20-60℃、pH4-9的反應條件下，生成非球形或非片形的吡硫翁鋅(CN1298874A)。同時阿奇化工也公開了一種在高壓湍流反應器中一次性制備出粒徑<1μm的吡硫鎓鋅的方法，在有機分散劑作用下，通過高壓和湍流效應減小顆粒的尺寸(US6017936)。

上述公開的文獻和專利，雖然都對吡硫鎓鋅的顆粒形貌及粒徑大小進行了研究，但都沒有制備出片狀吡硫鎓鋅。微流場反應器，由于受到微觀尺寸的限制，較傳統的間歇反應器，反應物能夠均勻的接觸、迅速的微觀混合，極大地強化了傳質傳熱過程。有效地限制了顆粒的大小、提高了顆粒的分布均勻性。在原料里加入適當的表面活性劑，可以有效的避免生成物團聚現象的發生。

技術實現要素：

本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種片狀吡硫鎓鋅的合成新方法。具體是提供一種利用微流場反應器連續可控制制備片狀吡硫鎓鋅的方法。

本發明解決其技術問題所采用的方案如下：

一種連續可控制制備片狀吡硫鎓鋅的方法，其具體步驟為：利用微流場反應器，控制溫度在0-100℃，將吡啶硫酮鹽-N-氧化物(XPT)水溶液、鋅鹽水溶液用進料泵輸入，快速混合沉淀，固液分離、水洗、干燥，得到片狀吡硫鎓鋅。

所述微流場反應器的孔道內徑為0.01-10mm，優選0.2-1mm；長度為0.01-2m，優選0.01-0.5m。

所述的溫度優選控制在0-40℃。

所述的吡啶硫酮鹽-N-氧化物為吡啶硫酮鋰-N-氧化物、吡啶硫酮鈉-N-氧化物、吡啶硫酮鉀-N-氧化物、吡啶硫酮銨-N-氧化物中的一種或者幾種混合物；所述吡啶硫酮鹽-N-氧化物水溶液的濃度為0.05～3mol/L，優選為0.1～1.5mol/L。

所述的鋅鹽為硫酸鋅、硝酸鋅、氯化鋅、高氯酸鋅、氟硼酸鋅、醋酸鋅中的一種或者幾種；所述鋅鹽水溶液濃度為0.05～3mol/L，優選0.1～1.5mol/L。

所述的鋅鹽與吡啶硫酮鹽-N-氧化物進料的摩爾比為0.75-0.5，優選0.55-0.5。

所述的吡啶硫酮鹽-N-氧化物水溶液、鋅鹽水溶液二者或者其中之一，加入分散劑，所述分散劑在溶液中的濃度為0.001～0.01mol/L。

所述的分散劑為甲醇、乙醇、異丙醇、正丁醇、聚醚磺酸鹽(SOPA)、十二烷基磺酸鈉(SDS)、十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)、十二烷基磺酸銨(ACS)、月桂醇聚氧乙烯醚磺酸鈉(AES)、月桂醇醚磺酸銨(ALES)、聚萘甲醛磺酸鈉、聚丙烯酰胺(Drewfloc2278/2270)、琥珀酸酯磺酸鹽、十二烷基苯磺酸胺、十二烷基醇聚氧乙烯醚硫酸鈉、月桂基硫酸三乙醇胺、仲烷基磺酸鈉、脂肪醇羥乙基磺酸鈉、N-月桂酰基谷氨酸鈉、酰胺基聚氧乙烯醚硫酸鎂、月桂醇聚氧乙烯醚羧酸鈉、十二烷基磷酸酯、十二烷基磷酸酯鉀鹽、十二烷基磷酸酯三乙醇胺、α-烯基磺酸鈉、十二醇聚氧乙烯磺基琥珀酸酯二鈉中的一種或者幾種混合物。

本發明的有益效果如下：

1、提供了一種連續化合成吡啶嗡鋅的方法，合成出來的吡啶嗡鋅為片狀結構。

2、通過特定的微流場反應器，強化了反應過程的傳質傳熱。

3、使用了表面活性劑，有效的避免了吡硫鎓鋅顆粒的團聚現象。

附圖說明：

圖1為微流場反應器制備吡硫鎓鋅示意圖

圖2實施例1制備出的吡硫鎓鋅的掃描電鏡照片(SEM)

圖3實施例2制備出的吡硫鎓鋅的掃描電鏡照片(SEM)

具體實施方式

以下結合具體實施例對本發明進一步說明，但本發明的保護范圍不限于此：

實施例1

在0℃條件下，用流量泵分別將0.2mol/L的吡啶硫酮鈉-N-氧化物水溶液(簡稱SPT，內含0.001mol/L十二烷基磺酸鈉)、0.11mol/L的硫酸鋅水溶液均按15ml/min的流速，注入到內徑為500μm，混合孔道為10cm的微流場反應器里，反應后的懸濁液，過濾，去離子水洗滌，直到電導率小于600μs/cm，干燥，得片狀吡硫鎓鋅。

實施例2

在25℃條件下，用流量泵分別將0.2mol/L的吡啶硫酮鉀-N-氧化物水溶液(內含0.001mol/L十二烷基苯磺酸鈉)、0.11mol/L的硫酸鋅水溶液均按15ml/min的流速，注入到內徑為500μm，混合孔道為10cm的微流場反應器里，反應后的懸濁液，過濾，去離子水洗滌，直到電導率小于600μs/cm，干燥，得片狀吡硫鎓鋅。

實施例3

在25℃條件下，用流量泵分別將0.2mol/L的吡啶硫酮鈉-N-氧化物水溶液(簡稱SPT，內含0.002mol/L聚醚磺酸鹽(Darvan-1))、0.11mol/L的硝酸鋅水溶液均按15ml/min的流速，注入到內徑為500μm，混合孔道為10cm的微流場反應器里，反應后的懸濁液，過濾，去離子水洗滌，直到電導率小于600μs/cm，干燥，得片狀吡硫鎓鋅。

實施例4

在0℃條件下，用流量泵分別將0.2mol/L的吡啶硫酮鈉-N-氧化物水溶液(簡稱SPT，內含0.001mol/L十二烷基磺酸鈉)、0.11mol/L的硫酸鋅水溶液均按15ml/min的流速，注入到內徑為400μm，混合孔道為15cm的微流場反應器里，反應后的懸濁液，過濾，去離子水洗滌，直到電導率小于600μs/cm，干燥，得片狀吡硫鎓鋅。

實施例5

在0℃條件下，用流量泵分別將0.2mol/L的吡啶硫酮鋰-N-氧化物水溶液(內含0.001mol/L十二烷基磺酸鈉)、0.105mol/L的氯化鋅水溶液均按15ml/min的流速，注入到內徑為500μm，混合孔道為10cm的微流場反應器里，反應后的懸濁液，過濾，去離子水洗滌，直到電導率小于600μs/cm，干燥，得片狀吡硫鎓鋅。

實施例6

在40℃條件下，用流量泵分別將0.2mol/L的吡啶硫酮鈉-N-氧化物水溶液(簡稱SPT，內含0.001mol/L月桂醇聚氧乙烯醚羧酸鈉)、0.105mol/L的硫酸鋅水溶液均按15ml/min的流速，注入到內徑為500μm，混合孔道為10cm的微流場反應器里，反應后的懸濁液，過濾，去離子水洗滌，直到電導率小于600μs/cm，干燥，得片狀吡硫鎓鋅。

實施例7

在40℃條件下，用流量泵分別將0.2mol/L的吡啶硫酮鈉-N-氧化物水溶液(簡稱SPT，內含0.001mol/L十二烷基磷酸酯鉀鹽)、0.1mol/L的醋酸鋅水溶液均按15ml/min的流速，注入到內徑為500μm，混合孔道為10cm的微流場反應器里，反應后的懸濁液，過濾，去離子水洗滌，直到電導率小于600μs/cm，干燥，得片狀吡硫鎓鋅。