[发明专利]含有纳米颗粒的纳/微米复合结构微胶囊的制备

说明书

技术领域

本发明涉及具有纳米复合结构以及含有纳米颗粒的微胶囊的合成过程与制作方法。

背景技术

微胶囊化是一种以壳核结构来保护功能性芯材料的有效方法。微胶囊技术是一种利用成膜(壳等)材料形成微小的空间来包覆芯材料的材料加工工艺。微胶囊化技术已经被广泛地应用于食品、化工、印刷、石油工业、制药业以及纺织工业等众多领域。例如用于保护或者可控制芯材料释放的微胶囊技术，已经得到了广泛的应用。

先前有关制作微胶囊的专利方法主要涉及到以下几个领域：通过微胶囊来控制芯材料的释放；保护芯材料避免受到环境的影响；降低一些芯材料的活性或者毒性；为一些对压力和温度敏感的特殊的工业材料提供保护；也可以为粉末的运输提供液体组份，以便实现特殊的多组分芯材料的特别目的兼容传送。

通常，先有技术所描述的制作微胶囊过程，是通过特殊功能性材料和结构来形成微胶囊。这些由不同的化学聚合过程和工艺所制的微胶囊具有不同的应用方式。为了改变微胶囊的结构，需要将现有的工艺能够应用于完全不同的方面，以制作多样化结构的微胶囊。这将需要一种新的方法来合成含有纳米颗粒的微胶囊，纳米颗粒能够使在原有工艺制得的微胶囊具有多样的结构。

在先前的微胶囊合成的技术中，微胶囊通常是具有壳核结构，即芯材料被壳材料包围，形成具有连续的或者多核心的核结构。胶囊的外壳是由特殊的技术或者化学反应形成的单层或者多层结构。芯材料可以是一种受环境因素影响的材料，例如可以通过可控制释放芯材料来改变周围的环境。在壳核结构中，芯材料是主要的功能性成分，壳材料通过使芯材料与周围环境隔绝来保护芯材料。

近年来，在不同的应用领域有大量的研究致力于设计和合成具有新型的形态和特殊功能的聚合物。壳核结构微胶囊的存在使智能化的功能性材料在相关的微结构和微系统中的应用成为可能。

近年来，各种具有特殊结构和形态的材料被研究人员广泛地关注，同时也使人们加强了对合成功能性材料的兴趣，例如由壳核结构衍生而来的空心球颗粒和合成的壳结构。通过优化控制材料的结构、尺寸和成分使功能性材料具有独特的光学、热学、电学、磁力学和催化特性。通常这些功能性材料通过具有较高的比表面积和特殊的结构。

具有较高的机械稳定性和其他独特的性能的理想的胶囊因其具有能够实现较高的应用要求以及具有广泛应用空间而备受瞩目，例如为准备纳米结构的材料对环境条件要求的抑制，使支链分子微胶囊化，药物的释放以及核酸主链分子的胶囊化。

某些具有芯材料可控释放的外壳具有微孔结构的微胶囊已经被报道过。然而，这些结构的微胶囊对于并不需要让芯材料释放的应用来说并不能令人满意，此类应用，例如相变材料对温度的调节的应用。

发明目的

本发明的目的是能够克服或者充分地改进上述微胶囊至少一个缺陷，或者至少能够给公众提供一种可用的选择。

发明概述

本发明的第一个方面提供了制作微胶囊的工艺，下面所说的纳米颗粒微胶囊的合成，合成工艺如下：

●合成反应的第一阶段，使第一类辅助材料和纳米颗粒混合；

●制备将不连续相材料分散到连续相材料中的乳液，不连续相材料构成乳液并且由连续相材料构成第二阶段随机的第二类辅助材料；

●在乳液中加入制备好的聚合物；

●加入聚合物而发生聚合反应，使在芯材料周围形成壳，即使芯材料成为不连续相。

合成的微胶囊可以是纳米化合物的胶囊。合成的微胶囊可以是微米化合物的胶囊。它们可以同时存在纳米级或者微米级的胶囊。第一类混合物可以化合生成液体。在乳液的准备过程中，第一类混合物可以保持液体状态。这些混合物可以形成悬浮液或者乳状液。

合成过程中所选择的第一类和第二类辅助材料目的是使纳米颗粒能够定位于期待的位置。所选择的第一类和第二类辅助材料至少有一种要与第一类纳米颗粒的界面张力一致，合成第一类具有纳米颗粒的聚合物，第二类辅助材料与纳米颗粒界面张力一致，而生成第二类含有纳米颗粒的聚合物，致使纳米颗粒能够定位于所期待的位置。所期待的位置可以是壳材料的内部，可以在芯材料中，在壳材料的表面或者位于壳材料与芯材料之间，或者可以会形成二种或者更多种的化合物。

制备的乳液可以是水包油状的乳液。