[发明专利]微胶囊、它们的用途和制造它们的方法

说明书

本发明涉及微胶囊，其具有被聚合物壳包围的芯，在其中该芯包含 疏水液体或者疏水蜡。壳是由疏水性单官能烯属不饱和单体、多官能烯 属不饱和单体以及任选的其它单体形成的。在本发明中，所述的芯可以 包含活性成分例如紫外线(UV)吸收剂、阻燃剂或者相变物质。期望的是 该微胶囊能够容易的混入到多种产品例如再循环流体冷却系统中。

这里有许多的情况，在其中令人期望的是提供一种胶囊，其包含由 壳包围着的芯材料。例如该芯可以包含缓慢释放的活性成分，例如芳香 剂、杀虫剂、药品等等。在其它情况中，令人期望的是将在壳中封装的 芯材料永久性的完整保持或者至少直到合适的触发剂引起芯释放之前 完整的保持。存在着这样情况，其中重要的是芯材料不从胶囊中释放出 来。该情况包括了例如胶囊化的紫外光吸收剂，其用于防晒油遮光剂和 服装制品中。

另外一种重要的应用包括了胶囊化的相变材料，其可以用作热能存 储产品。这样的产品包括织物，特别是衣服。

在文献中已经提出了不同的制造胶囊的方法。例如已知的是如下来 胶囊化疏水液体：将该疏水液体分散在含有三聚氰胺甲醛预缩合物的水 性介质中，然后降低pH，产生包围该疏水液体的不渗透的氨基塑料树 脂壳壁。

这类方法的变化描述在GB-A-2073132、AU-A-27028/88和 GB-A-1507739中，在其中胶囊优选被用来提供压敏无碳复印纸中所用 的胶囊化油墨。

WO-A-9924525描述微胶囊，其含有作为芯的亲脂性潜热存储材料， 该材料在-20到120℃具有相转变。该胶囊是通过将30-100wt％的(甲基) 丙烯酸的C_1-24烷基酯、高到80重量％的二-或者多官能单体和高到40 重量％的其它单体进行聚合来形成的。该微胶囊据说被用于矿物模制制 品中。

WO-A-01/54809提供了胶囊，其能够在纺纱加工过程中容易地混入 到纤维中，而没有活性芯材料的损失。该胶囊包含聚合物壳，该壳是由 包含下面成分的单体混合物形成：A)30-90重量％的甲基丙烯酸，B)10-70 重量％的(甲基)丙烯酸烷基酯，其能够形成玻璃化转变温度超过60℃的 均聚物，和C)0-40重量％的其它烯属不饱和单体。

US2003118822描述了微胶囊，其包含一种或多种作为芯材料的亲 脂性物质以及聚合物胶囊壳。该亲脂性物质包括平均直径为45-1000nm 的固体无机粒子。该微胶囊是通过单体的水包油乳液聚合来获得的，所 述的单体包含30-100重量％的丙烯酸或者甲基丙烯酸的C₁-C₂₄烷基酯和 高到80重量％的双官能或者多官能单体(该双官能或者多官能单体在水 中是略溶的)以及高到40％的其它单体。据称无机粒子在反应过程中迁 移到水相和油相的界面上来充当了稳定化中的保护性胶体。

US6200681还描述了在所述的微胶囊制造中，使用细微分散的固体 粒子例如金属盐或者氧化物作为保护性胶体来制备微胶囊。

WO2005105291描述了包含粒子的组合物，该粒子包含了在聚合物 壳中的芯材料，在其中该芯材料包含疏水物质。一种特定组合的特征(在 其中聚合物壳必须是粒子和聚合物壳总重量的至少8％)是由一种单体混 合物形成的，该单体混合物包括5-90重量％的烯属不饱和水溶性单体、 5-90重量％的多官能单体和0-55重量％的其它单体，并且在其中对这些 单体的比例进行选择，以使得该粒子表现出至少350℃的半高。它还建 议微胶囊可以包含多种活性材料。所给出的广泛罗列的可能的活性物质 包括UV吸收剂、阻燃剂、颜料、染料、酶和建筑清洁剂。在所述的颜 料中包括多种有机和无机材料例如氧化铁颜料。

相变材料的另外一个重要的应用领域是用于使用再循环流体的主 动温度调节系统中。公知的是传热流体的效率能够通过引入微胶囊化的 相变材料而提高。US3596713描述了将相变材料用于传热流体中，该流 体含有由相变材料制成的粒子和密封的外壳。粒子吸热膨胀，引起浮力 增加，产生自然的对流。但是，在粒子中的相变材料具有比常规的水性 传输流体更低的密度。因此这样的系统限制了水性载流体或者其他更高 密度的流体的应用。