[发明专利]微胶囊、其用途及其制造方法

说明书

本发明涉及这样的微胶囊(microcapsule)，该微胶囊具有由聚合 物壳所包围的芯，其中所述的芯包含疏水性液体或疏水性蜡。所述的 壳由疏水性单官能烯键式不饱和单体、多官能烯键式不饱和单体、任 选的其他单体以及其他的疏水性聚合物形成。在本发明中，所述的芯 可以包含活性组分，例如紫外线(UV)吸收剂、阻燃剂或相变物质。合 意的是，可以容易地将颗粒状组合物掺入到多种产品(例如涂料、防 晒剂或多种纺织产品)中。

在许多情况下，合意的是提供这样的胶囊，该胶囊包含包围芯材 料的壳。例如，所述的芯可以包含缓释的活性组分，例如芳香剂、杀 虫剂、各种药剂等。在其他情况下，对于被包封在所述壳内的芯材料 而言，合意的是永久性地、或者是至少在合适的触发剂诱导所述的芯 被释放出来之前基本保持完整。在许多情况下，重要的是所述的芯材 料没有从所述的胶囊中被释放出来。这包括(例如)用于防晒剂和各种 衣服制品中的包封的紫外线吸收剂。

另一种重要的应用包括可以用作热能储存产品的经包封的相变材 料。此类产品包括织物，并且特别是衣服。具有特殊价值的是(例如) 包含相变碳氢化合物材料的、与纤维纺丝原液相结合的微胶囊，其随 后被挤出，从而形成细丝，该细丝经固化后，再被收集。由于纺丝工 艺通常需要被挤出的原液经过温度常高于大约150℃或200℃的环境 下，并且可能甚至高达350℃或更高，所以合意的是基本上全部的芯 材料被保持在所述的壳中。诸如尼龙和聚酯纤维之类的纤维可以通过 熔融纺丝工艺来制造，其通常涉及极高的温度，例如超过300℃或 350℃。但是，难以找到适当的化学措施(right chemistry)来提供密 封且耐久的壳壁，该壳壁可以被引入到纤维中，但在纺丝工艺过程中 却不会受到有害的影响。

文献中已经提出多种用于制备胶囊的方法。例如，已知通过以下 过程来包封疏水性液体：将疏水性液体分散到包含三聚氰胺甲醛预冷 凝物的水性介质中；然后降低pH，从而形成了包围所述疏水性液体的、 不透性的氨基塑料树脂壳壁。许多这种类型的工艺在GB-A-2073132， AU-A-27028/88和GB-A-1507739中有所描述，其中所述的胶囊优选 用于提供在压敏无碳复印纸中使用的经包封的墨水。

然而，虽然基于三聚氰胺甲醛树脂的胶囊是不透性的且耐久的， 但是他们往往具有在高温下不渗透性较低的缺点。此外，还具有甲醛 发生衍生进化的风险。

WO-A-9924525描述了这样的微胶囊，其含有作为芯的亲脂性潜 热储存材料(其在-20℃至120℃下发生相变)。所述的胶囊由30至 100wt％的(甲基)丙烯酸的C1-24烷基酯、至多80重量％的二或多官能 单体、以及至多40重量％的其他单体聚合而成。据说，所述的微胶囊 用于矿物模制制品中。但是，所述的特定的聚合物组合物不适于暴露 在高温中，这是因为所述的亲脂性相变材料会很快丧失。此外，没有 任何一种特定的聚合物材料足够强，从而能够耐受高压。

US2003118822描述了这样的微胶囊，其包含一种或多种亲脂性物 质作为芯材料，以及聚合物胶囊壳。所述的亲脂性物质包括平均直径 为45nm至1000nm的固态无机颗粒。所述的微胶囊是由单体发生水包 油的乳液聚合物反应而得到的，其中所述的单体包括30至100重量％ 的丙烯酸或甲基丙烯酸的C1-C24烷基酯、以及至多80重量％的双官 能或多官能单体，并且这些单体少量地溶解于水中，此外所述的单体 还包括至多40％的其他单体。据传，在反应过程中，所述的无机颗粒 在稳定性方面起到了保护性胶体的作用。

WO 2005 002719描述了采用细(mini)乳液聚合反应来制备尺寸 和形状均匀的微胶囊的方法。所述的方法采用了通过混合单体、乳化 剂、超疏水性试剂、低粘度疏水性材料、和去离子水来形成细乳液。 据传，超疏水性试剂的存在能够通过渗透压来稳定单体原液。大量的 可行的超疏水性试剂建议包括：C12至C20脂肪族碳氢化合物、C12 至C20脂肪族醇、C12至C20烷基丙烯酸酯、C12至C20烷基硫醇、 有机染料、氟化烷烃、硅油化合物、天然油、合成油、分子量为1000 至500,000的低聚物、以及分子量为1000至500,000的聚合物。使用 大量列举的实施例来对典型的超疏水性试剂进行说明，其中所述的所 有超疏水性试剂均为单体物质。所举例的所有超疏水性试剂均可溶解 于所述的芯材料中。