CN106632026B - 微流场反应器制备片状吡硫鎓锌的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种微流场反应器制备片状吡硫鎓锌的方法，利用微流场反应器，控制温度在0‑100℃，将吡啶硫酮盐‑N‑氧化物水溶液、锌盐水溶液用进料泵输入，快速混合沉淀，固液分离、水洗、干燥，得到片状吡硫鎓锌。此方法具有操作简单，工艺稳定等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用微流场反应器连续可控制制备片状吡硫鎓锌的方法。属于精细化工领域。
背景技术
吡硫鎓锌，又名吡啶硫酮锌、吡噻旺锌、2-吡啶硫醇-1-氧化物锌络合物，简称ZPT。是国内外公认的高效、安全的去屑止痒剂和杀菌剂，可以有效防止糠秕孢子菌的生成，杀菌止痒效果明显、具有低刺激性，可降低表皮的新陈代谢作用。吡硫鎓锌显著的去屑效果和良好的安全性，使其广泛应用于洗发香波的去屑剂，长期使用该产品，不但可以很好地去屑，而且能够延缓头发衰老，推迟白发和脱发产生。常规量对人体无害，长期使用无副作用。
吡硫嗡锌的合成有很多文献报道，郑占淼报道了以吡啶为原料，合成吡硫鎓锌(化学世界,1993,34(9):437-440)；王元祥报道了以2-氨基吡啶为原料合成吡硫鎓锌(江苏化工，1991年，第2期)；美国学者Berstein等人公开了以2-卤素吡啶为原料，多步反应，合成吡硫鎓锌(US2809971，2786847，3589999，3590035，3773770)，以上的研究主要集中在ZPT所用原料吡啶硫酮钠-N-氧化物上，对吡硫嗡锌产品的颗粒形貌及粒径大小研究甚少。
胡永琪等人用反应结晶法对吡啶嗡锌的颗粒形貌及粒径大小进行了研究，考察了浓度、反应温度、时间、pH值、超声等因素对反应的影响，在四口烧瓶里合成出爪形、棱柱形吡硫嗡锌(河北科技大学学报,2010,31(1):44-47)；吡啶硫酮盐-N-氧化物与锌离子的反应是一个快速沉淀反应，在传统的间歇反应器中，沉淀速率远远大于混合速率，生成的吡硫鎓锌局部浓度过饱和，从而沉淀过程中成核速率与生成速率分布不均匀，导致粒径分布较宽，容易发生团聚现象。
张利雄等人通过微通道反应器，通过调节反应温度、摩尔比、吡啶硫酮钠与硫酸锌在微通道里快速混合、沉淀，但只得到了小粒径不规则的颗粒(CN103242228A)；骆培成等人通过T型混合反应器共沉淀法制备出了吡啶硫酮铜(无机化学学报,2013,29(8):1738-1744)阿奇化工公开了非球形或非片形吡硫翁锌的合成方法：吡啶硫酮钠与锌离子在表面活性剂组合物的作用下，在20-60℃、pH4-9的反应条件下，生成非球形或非片形的吡硫翁锌(CN1298874A)。同时阿奇化工也公开了一种在高压湍流反应器中一次性制备出粒径<1μm的吡硫鎓锌的方法，在有机分散剂作用下，通过高压和湍流效应减小颗粒的尺寸(US6017936)。
上述公开的文献和专利，虽然都对吡硫鎓锌的颗粒形貌及粒径大小进行了研究，但都没有制备出片状吡硫鎓锌。微流场反应器，由于受到微观尺寸的限制，较传统的间歇反应器，反应物能够均匀的接触、迅速的微观混合，极大地强化了传质传热过程。有效地限制了颗粒的大小、提高了颗粒的分布均匀性。在原料里加入适当的表面活性剂，可以有效的避免生成物团聚现象的发生。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种片状吡硫鎓锌的合成新方法。具体是提供一种利用微流场反应器连续可控制制备片状吡硫鎓锌的方法。
本发明解决其技术问题所采用的方案如下：
一种连续可控制制备片状吡硫鎓锌的方法，其具体步骤为：利用微流场反应器，控制温度在0-100℃，将吡啶硫酮盐-N-氧化物(XPT)水溶液、锌盐水溶液用进料泵输入，快速混合沉淀，固液分离、水洗、干燥，得到片状吡硫鎓锌。
所述微流场反应器的孔道内径为0.01-10mm，优选0.2-1mm；长度为0.01-2m，优选0.01-0.5m。
所述的温度优选控制在0-40℃。
所述的吡啶硫酮盐-N-氧化物为吡啶硫酮锂-N-氧化物、吡啶硫酮钠-N-氧化物、吡啶硫酮钾-N-氧化物、吡啶硫酮铵-N-氧化物中的一种或者几种混合物；所述吡啶硫酮盐-N-氧化物水溶液的浓度为0.05～3mol/L，优选为0.1～1.5mol/L。
所述的锌盐为硫酸锌、硝酸锌、氯化锌、高氯酸锌、氟硼酸锌、醋酸锌中的一种或者几种；所述锌盐水溶液浓度为0.05～3mol/L，优选0.1～1.5mol/L。
所述的锌盐与吡啶硫酮盐-N-氧化物进料的摩尔比为0.75-0.5，优选0.55-0.5。
所述的吡啶硫酮盐-N-氧化物水溶液、锌盐水溶液二者或者其中之一，加入分散剂，所述分散剂在溶液中的浓度为0.001～0.01mol/L。
所述的分散剂为甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、聚醚磺酸盐(SOPA)、十二烷基磺酸钠(SDS)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、十二烷基磺酸铵(ACS)、月桂醇聚氧乙烯醚磺酸钠(AES)、月桂醇醚磺酸铵(ALES)、聚萘甲醛磺酸钠、聚丙烯酰胺(Drewfloc2278/2270)、琥珀酸酯磺酸盐、十二烷基苯磺酸胺、十二烷基醇聚氧乙烯醚硫酸钠、月桂基硫酸三乙醇胺、仲烷基磺酸钠、脂肪醇羟乙基磺酸钠、N-月桂酰基谷氨酸钠、酰胺基聚氧乙烯醚硫酸镁、月桂醇聚氧乙烯醚羧酸钠、十二烷基磷酸酯、十二烷基磷酸酯钾盐、十二烷基磷酸酯三乙醇胺、α-烯基磺酸钠、十二醇聚氧乙烯磺基琥珀酸酯二钠中的一种或者几种混合物。
本发明的有益效果如下：
1、提供了一种连续化合成吡啶嗡锌的方法，合成出来的吡啶嗡锌为片状结构。
2、通过特定的微流场反应器，强化了反应过程的传质传热。
3、使用了表面活性剂，有效的避免了吡硫鎓锌颗粒的团聚现象。
附图说明：
图1为微流场反应器制备吡硫鎓锌示意图
图2实施例1制备出的吡硫鎓锌的扫描电镜照片(SEM)
图3实施例2制备出的吡硫鎓锌的扫描电镜照片(SEM)
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明进一步说明，但本发明的保护范围不限于此：
实施例1
在0℃条件下，用流量泵分别将0.2mol/L的吡啶硫酮钠-N-氧化物水溶液(简称SPT，内含0.001mol/L十二烷基磺酸钠)、0.11mol/L的硫酸锌水溶液均按15ml/min的流速，注入到内径为500μm，混合孔道为10cm的微流场反应器里，反应后的悬浊液，过滤，去离子水洗涤，直到电导率小于600μs/cm，干燥，得片状吡硫鎓锌。
实施例2
在25℃条件下，用流量泵分别将0.2mol/L的吡啶硫酮钾-N-氧化物水溶液(内含0.001mol/L十二烷基苯磺酸钠)、0.11mol/L的硫酸锌水溶液均按15ml/min的流速，注入到内径为500μm，混合孔道为10cm的微流场反应器里，反应后的悬浊液，过滤，去离子水洗涤，直到电导率小于600μs/cm，干燥，得片状吡硫鎓锌。
实施例3
在25℃条件下，用流量泵分别将0.2mol/L的吡啶硫酮钠-N-氧化物水溶液(简称SPT，内含0.002mol/L聚醚磺酸盐(Darvan-1))、0.11mol/L的硝酸锌水溶液均按15ml/min的流速，注入到内径为500μm，混合孔道为10cm的微流场反应器里，反应后的悬浊液，过滤，去离子水洗涤，直到电导率小于600μs/cm，干燥，得片状吡硫鎓锌。
实施例4
在0℃条件下，用流量泵分别将0.2mol/L的吡啶硫酮钠-N-氧化物水溶液(简称SPT，内含0.001mol/L十二烷基磺酸钠)、0.11mol/L的硫酸锌水溶液均按15ml/min的流速，注入到内径为400μm，混合孔道为15cm的微流场反应器里，反应后的悬浊液，过滤，去离子水洗涤，直到电导率小于600μs/cm，干燥，得片状吡硫鎓锌。
实施例5
在0℃条件下，用流量泵分别将0.2mol/L的吡啶硫酮锂-N-氧化物水溶液(内含0.001mol/L十二烷基磺酸钠)、0.105mol/L的氯化锌水溶液均按15ml/min的流速，注入到内径为500μm，混合孔道为10cm的微流场反应器里，反应后的悬浊液，过滤，去离子水洗涤，直到电导率小于600μs/cm，干燥，得片状吡硫鎓锌。
实施例6
在40℃条件下，用流量泵分别将0.2mol/L的吡啶硫酮钠-N-氧化物水溶液(简称SPT，内含0.001mol/L月桂醇聚氧乙烯醚羧酸钠)、0.105mol/L的硫酸锌水溶液均按15ml/min的流速，注入到内径为500μm，混合孔道为10cm的微流场反应器里，反应后的悬浊液，过滤，去离子水洗涤，直到电导率小于600μs/cm，干燥，得片状吡硫鎓锌。
实施例7
在40℃条件下，用流量泵分别将0.2mol/L的吡啶硫酮钠-N-氧化物水溶液(简称SPT，内含0.001mol/L十二烷基磷酸酯钾盐)、0.1mol/L的醋酸锌水溶液均按15ml/min的流速，注入到内径为500μm，混合孔道为10cm的微流场反应器里，反应后的悬浊液，过滤，去离子水洗涤，直到电导率小于600μs/cm，干燥，得片状吡硫鎓锌。
Claims (10)
1.一种连续可控制制备片状吡硫鎓锌的方法，其特征在于：利用微流场反应器，控制温度在0-100℃，将吡啶硫酮盐-N-氧化物水溶液、锌盐水溶液用进料泵输入，快速混合沉淀，固液分离、水洗、干燥，得到片状吡硫鎓锌；
所述的吡啶硫酮盐-N-氧化物水溶液、锌盐水溶液二者或者其中之一，加入分散剂，所述分散剂在溶液中的浓度为0.001~0.01 mol/L；
所述的分散剂为十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、聚醚磺酸盐、月桂醇聚氧乙烯醚羧酸钠、十二烷基磷酸酯钾盐。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述微流场反应器的孔道内径为0.01-10mm，长度为0.01-2m。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述微流场反应器的孔道内径为0.2-1mm，长度为0.01-0.5m。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的温度控制在0-40℃。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的吡啶硫酮盐-N-氧化物为吡啶硫酮锂-N-氧化物、吡啶硫酮钠-N-氧化物、吡啶硫酮钾-N-氧化物、吡啶硫酮铵-N-氧化物中的一种或者几种混合物；所述吡啶硫酮盐-N-氧化物水溶液的浓度为0.05~3mol/L。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述吡啶硫酮盐-N-氧化物水溶液的浓度为0.1~1.5 mol/L。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的锌盐为硫酸锌、硝酸锌、氯化锌、高氯酸锌、氟硼酸锌、醋酸锌中的一种或者几种；所述锌盐水溶液浓度为0.05~3mol/L。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述锌盐水溶液浓度为0.1~1.5mol/L。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的锌盐与吡啶硫酮盐-N-氧化物进料的摩尔比为0.75-0.5。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：所述的锌盐与吡啶硫酮盐-N-氧化物进料的摩尔比为0.55-0.5。
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