论文总字数：15344字

摘 要

吡啶硫酮铜又称为2-巯基吡啶-N-氧化物铜盐，是一种高效低毒的抗菌防污剂，因此广泛应用于船舶防污漆中。由于CPT的低毒性和稳定性, 可添加到涂料中, 使涂料呈现出凝胶的稳定性, 延长涂料的贮存时间，作为广谱、低毒、环保的真菌和细菌的抑菌剂和防霉剂的吡啶硫酮铜(CPT) , 广泛用于民用涂料、胶粘剂和地毯中;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。本文通过氧化、巯基化制备出浓度为40%吡啶硫酮钠，取100g吡啶硫酮钠稀用软水释到浓度为5%，在水浴加热到70℃下保温，按2:1.3的比例滴加硫酸铜，通过正反滴定判断其终点，硫酸铜微过量，溶液PH=8其产率最高达99.2%。

关键词：吡啶硫酮铜；防污漆；制备；应用

Preparation and application of pyridine sulfur copper

Abstract

The copper salt of 2- -N- is a kind of highly effective and low toxicity antibacterial anti - pollution agent, so it is widely used in marine anti - pollution paint.. Due to the low toxicity and the stability of the CPT can be added to paint, paint showing the gel stability, coating to extend the storage time, as a broad-spectrum, low toxicity, environmental fungal and bacterial antimicrobial agent and antifungal agent of pyridine thione copper (CPT), widely used in civil coatings, adhesives and carpet, widely used as biocides in antifouling paints, prevent crustaceans, algae and aquatic organism attachment planking. Through oxidation, thiolated of prepared concentration 40% sodium pyrithione, 100g sodium pyrithione dilute with soft water release to concentration is 5%, in a water bath heating to 70 DEG C for heat preservation, according to the ratio of 1:1.2 dripping with copper sulfate, through positive and negative titration judge the end, copper sulfate micro excess, soluble liquid PH=8 the yield was up to 99.2%.

Key Words: Pyridine sulfur ketone copper; Antifouling paint; Preparation; Application

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 文献综述 2

1.1 引言 2

1.2 研究背景及意义 2

1.2.1 海洋涂料行业的发展 2

1.3 吡啶硫酮铜的介绍 3

1.3.1 吡啶硫酮铜的结构 3

1.3.2 吡啶硫酮铜的性质 3

1.4研究的目 3

第二章 吡啶硫酮铜制备工艺的研究 4

2.1 吡啶硫酮钠应用 4

2.2 表面活性剂 4

2.2.1 表面活性剂的机理 4

2.3 分散剂 4

2.3.1 分散剂的分散机理 5

第三章 实验部分 6

3.1 实验材料 6

3.1.1 主要试验试剂 6

3.2.1 主要实验仪器 6

3.2 实验操作 7

3.2.1 吡啶硫酮铜的制备 7

3.2.2 实验步骤 7

3.3 吡啶硫酮铜的指标测定 9

3.3.1 分析方法 9

3.3.2 吸油量 11

3.4 结果与讨论 12

3.4.1 温度、表面活性剂、对产品的收率的影响 12

3.4.2 投料比与反应速率的影响 12

3.4.3 pH值对反应收率的影响 13

3.4.4 钠盐对收率和晶型的影响 13

第四章 吡啶硫酮铜在涂料中的应用 14

4.1 吡啶硫酮铜在油漆中的细度的测定 14

4.2 吡啶硫酮铜在漆料基料中粘度的测定 14

4.3 不同表面活性剂的影响 15

4.4 不同的分散剂的影响 16

致 谢 17

参考文献 18

第一章 文献综述

1.1 引言

吡啶硫酮铜又称为奥麦丁铜、2 -巯基吡啶-N - 氧化物铜盐，具有较高的稳定性，在避光条件下可长期存放，是一种广谱、高效低毒、环保的防污剂和抑菌剂，广泛应用于船舶防污漆中、防止甲壳生物、海藻以及水生物附着船壳板。由于其低毒和稳定性可添加到涂料中，使涂料呈现出凝胶的稳定性，延长涂料的存储时间^[1]。作为广谱、低毒、环保的真菌和细菌的抑菌剂和防霉剂的吡啶硫酮铜(CPT) , 广泛用于民用涂料、胶粘剂和地毯中;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^[2]。由于CPT 的低毒性和稳定性, 可添加到涂料中, 使涂料呈现出凝胶的稳定性, 延长涂料的贮存时间。但由于制备的条件不同所得的铜盐的晶型与晶粒大小不同，添加到涂料后会使涂料的粘稠度发生变化，使其对所要保护的对象的粘附力发生变化进而改变了其保护能力。

1.2 研究背景及意义

1.2.1 海洋涂料行业的发展

现代意义上的海洋保护涂料的发展始于20 世纪40 年代，随着富锌漆、防污涂料等产品的诞生，海洋涂料开始在军事等领域得到广泛应用，在欧洲，英国、挪威以北海油田开发为契机，研制了包括采油、输油、炼油和后勤支援等一套海上石油工业重防腐涂料体系。20 世纪后半叶，荷兰Sigma(现已被PPG 收购)和丹麦老人牌(Hempel)、英国国际油漆(International Paints，现属于荷兰阿克苏诺贝尔涂料)、挪威佐敦(Jotun)等欧洲涂料企业开始逐渐在全球船舶涂料领域形成了优势。在美国，其航天航空技术发展的过程带动了新一代重防腐涂料的研发，如杜邦(Dupont)的氟涂料、氯磺化聚乙烯防腐涂料；Ameron 公司(现已被PPG 收购)的聚氨酯防腐涂料和APC 公司(Advanced PolymerCoating LLC， 先进聚合物) 的无机- 有机聚合物涂料Siloxirane®等。这些涂料之后在海洋防腐领域也得到了广泛的应用^[4]。在日本和韩国，为保护跨海大桥、海底隧道以及支持造船产业的发展，带动了关西涂料公司的玻璃鳞片涂料、旭硝子和大金公司的氟涂料、KCC 的船舶涂料等产品的成功开发和市场应用。在我国，1966 年4 月18 日，为了解决海军用舰船涂料的短缺，由周恩来总理批示，海军、中国船舶总公司、中科院和当时的化学工业部共同组建了“四一八”舰船涂料攻关协作组，开辟了中国舰船涂料从无到有、从仿到创的历史。上海江南造船厂自1973 年起在上海开林造漆厂、上海市涂料所、振华造漆厂等配合下对国产车间底漆进行了大量工艺试验，先后开发出与进口涂料质量相当的环氧富锌漆702#、无机富锌漆704#、无锌环氧漆703#。20 世纪90 年代后期开始，通过成功引进、消化和吸收，在我国浙江、上海、江苏等地形成了一大批富有活力的船舶涂料生产商。21 世纪初，中国造船产业、集装箱产业等海洋装备产业迅猛崛起，中国生产的集装箱目前已占到全球集装箱市场的95%，而中国造船业已攀升到全球第三位，新接订单量更是于2007 年开始超过日韩，位居全球首位。海洋经济的发展对中国海洋涂料市场的发展产生了强劲的推动力。

吡啶硫酮铜(Copper2-pyridinethiol-1-oxide)也是单纯作为海洋防污剂来开发的，它对软污损海生物具有良好的防污活性。CPT的商品名为Copper Omadine，是由美国Arch公司研发，目前已在欧盟BPD进行登记，但还没有在美国EPA登记。CPT是一种性质较为稳定的金属螯合物，在水中的溶解度较低(lt;1mg/L)，并且会随海水温度指标的变化其毒性也会发生变化，CuPT能够发生生物降解、化学水解和光降解反应，在人工海水(初始浓度为50 μg/L，pH值＝8)中的化学水解半衰期为12.9 d，在天然海水中的化学水解半衰期为4 d。CPT更易发生光降解反应，在以过滤氙弧灯(154W/m2)为光源的人工海水中其半衰期仅为29.1 min。CPT释放到海水中后，配位键断裂，分解为铜离子和羟基吡啶硫酮^[5]。羟基吡啶硫酮可再与金属离子形成复合物，而其稳定性取决于pH值、金属离子的种类和数量。羟基吡啶硫酮的化学转变产物均对光线非常敏感，如1-氧-2-巯基吡啶(羟基吡啶硫酮的自由形态)经紫外光辐照后可形成羟基吡啶硫酮二聚体，并可被进一步的氧化形成1-氧-2-磺酸吡啶，其毒性已远低于母体化合物毒性，因此研究其在防污剂和油漆中的应用有巨大的意义。

1.3 吡啶硫酮铜的介绍

1.3.1 吡啶硫酮铜的结构

吡啶硫酮铜分子式是C₁₀H₈N₂S₂O₂CU，其分子量315.86，其分子结构式如图1.3.1所示：

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