[發(fā)明專利]一種復合殼型微膠囊的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410338307.2
• 申請日: 2014-07-16
• 公開（公告）號: CN104147985A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發(fā)明（設計）人: 劉天晴;左明明
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: B01J13/02
• 分類號: B01J13/02
• 代理公司: 揚州市錦江專利事務所 32106
• 代理人: 江平

技術領域

本發(fā)明屬于新材料生產技術領域，也涉及化學化工技術領域。

背景技術

微膠囊廣泛地應用于醫(yī)藥、食品、涂料、油墨、粘合劑等行業(yè)。微膠囊技術是使用成膜材料將固體，液體或氣體包埋，制備成為一種固體顆粒產品的技術。微膠囊的直徑通常為微米級到納米級，被成膜材料包埋在內部的材料稱為囊芯，成膜材料在微膠囊外部形成的包覆層稱作壁材。在制備微膠囊時，應根據囊芯材料的物理性質來選擇合適的壁材，例如油溶性的芯材需選擇水溶性的壁材，水溶性的囊芯選擇油溶性的材料作為壁材。微膠囊技術可有效地保護芯材，減少外界環(huán)境因素對芯材的影響，同時可控制芯材的有效釋放。

殼材料是決定微膠囊性能的關鍵因素，對殼材料的主要要求為無毒、性能穩(wěn)定、成膜性好、無刺激性、有一定的強度以及可塑性等。目前可用作壁材的有天然高分子材料和人工合成高分子材料。天然高分子材料主要有阿拉伯膠、海藻酸鈉、卡拉膠、石蠟等。合成聚合物主要有聚乙烯，聚丙烯，聚乙酸乙烯酯，聚丁二烯，聚乙烯醇等。

按照微膠囊壁材形成原理的不同，微膠囊制備方法總體可分為化學法、物理法以及物理化學法。化學法主要有界面聚合法、原位聚合法和銳孔一凝固浴法等。物理法主要有噴霧干燥法、超臨界流體法、和溶劑揮發(fā)法等。物理化學法具體有相分離法、干燥浴法、熔化分散冷凝法等。

目前，通過選用上述方法及殼材都能夠成功地制備不同芯材、形狀，大小的微膠囊，但是所制備的微膠囊通常具有機械強度差，不耐酸、堿等缺點，導致其難以應用在復雜環(huán)境條件下，如高溫、高壓、強酸或強堿等。

發(fā)明內容

本發(fā)明是提出一種可提高微膠囊的機械強度、耐酸、堿性高的復合殼型微膠囊的制備方法。

本發(fā)明技術方案包括以下步驟：

1）對囊芯材料進行表面改性并局部包裹：將二氯甲烷、十二烷基硫酸鈉、司班80和囊芯材料混合攪拌反應后，再加入鈦酸丁酯回流反應，取得表面改性的囊芯材料；接著向表面改性的囊芯材料中加入殼材料，經反應后取得部分包裹的微膠囊；

2）再次包裹：將部分包裹的微膠囊溫度降至常溫后，緩慢加入由正丁醚和環(huán)氧樹脂組成的混合液，經攪拌反應后制備成復合殼型微膠囊。

本發(fā)明采用具有耐高溫、耐酸堿、耐高壓等特點的環(huán)氧樹脂，對未包裹殼材料的微膠囊的囊芯部分接上環(huán)氧樹脂，制成的復合殼型微膠囊既具備控釋性質，又具備一定機械強度，耐酸堿性等特點。

另外，本發(fā)明所述囊芯材料為氯化鈉或氧化鈰、高錳酸鉀中的任意一種。上述囊芯材料為典型的水溶性材料，它們適合于被聚乙烯或聚丙烯、聚丙烯酸正丁酯等油溶性材料包裹。

加入鈦酸丁酯后在混合體系的溫度為70℃的條件下進行回流反應。在該回流溫度下，鈦酸丁酯的活性達到最大值，同時在此回流溫度下氯化鈉（或氧化鈰、高錳酸鉀）被其修飾后的效果最好。

所述殼材料為聚乙烯或聚丙烯、聚丙烯酸正丁酯中的任意一種。首先，上述材料都屬于油溶性的材料，它們適合于包裹水溶性的氯化鈉（或氧化鈰、高錳酸鉀）。其次，使用上述油溶性的材料作為微膠囊的殼材，當所制備的微膠囊被放入水體系后，水能夠滲入殼材，確保所制備的微膠囊中的囊芯能夠在水體系中釋放。

所述囊芯材料與鈦酸丁酯、殼材料、環(huán)氧樹脂、十二烷基硫酸鈉、司班80、二氯甲烷、正丁醚分別占投料總質量的7%～10%、2%～4%、7%～10%、1%～2%、0.5%～1.5%、0.5%～1.5%、45%～50%和21%～37%。當上述各原料添加量在以上限定的范圍內時，所制備的微膠囊包裹率較高（達94%）。同時生產成本控制在較低的范圍內。

附圖說明

?????圖?1a為微膠囊中囊芯（如氯化鈉）改性前掃描電鏡圖。

?????圖1b為微膠囊中囊芯（如氯化鈉）經過改性后掃描電鏡圖。

?????圖1c為氯化鈉表面局部被包裹上聚丙烯酸正丁酯掃描電鏡圖。

?????圖1d為氯化鈉表面被聚丙烯酸正丁酯和環(huán)氧樹脂復合殼完全包裹掃描電鏡圖。

?????圖2為微膠囊中囊芯（氯化鈉）在水體系中的釋放曲線。

具體實施方式

一、制備工藝：

準確稱取一定質量比的二氯甲烷、十二烷基硫酸鈉、司班80和氯化鈉（或氧化鈰、高錳酸鉀）于三口燒瓶中，攪拌反應10分鐘后，緩慢加入定量的鈦酸丁酯在70℃的條件下回流反應20分鐘，接著加入定量的聚乙烯（或聚丙烯、聚丙烯酸正丁酯）于反應裝置中。繼續(xù)反應一段時間后，將體系溫度降至常溫（25℃），并緩慢加入一定量的正丁醚和環(huán)氧樹脂的混合液，體系繼續(xù)攪拌反應2小時，得到復合殼型的微膠囊。