[发明专利]一种原位聚合微胶囊化制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及相变储能微胶囊制备技术，特别是一种以有机高分子材料为壁材、利用 改进的原位聚合法实现疏水性芯材料微胶囊化的制备方法。

背景技术

微胶囊化技术是指用涂层薄膜或壳材料敷涂微小的固体颗粒、液滴或气泡的一种技 术。利用微胶囊化技术可以实现如：改善芯材物质的物理性质；提高物质的稳定性，使 芯材免受环境的影响，改善芯材的反应活性、耐久性(延长挥发性物质的贮存时间)、 压敏性、热敏性和光敏性；减少有毒物质对环境造成的不利影响；使药物具有缓释和靶 向功能；屏蔽气味；降低物质毒性等许多目的。其广泛应用于医学、药物、农药、染料、 颜料、涂料、食品、日用化学品、生物制品、胶粘剂、高分子材料助剂等诸多领域。

微胶囊化的技术涉及多个学科，用于制备微胶囊的方法很多，目前文献报道的大约 有200多种，一般根据涂层方法的不同，将微胶囊化为化学法、物理法、物理化学法， 其中化学法主要包括界面聚合法、原位聚合法和锐孔法。

目前，典型的原位聚合微胶囊化工艺，是将有机高分子单体与引发剂全部加入分散 相或连续相中，即单体成分及催化剂是全部位于芯材液滴的内部或外部。在微胶囊化体 系中，单体在单一相中是可溶的，而聚合物在整个体系中是不可溶的，因此聚合反应在 芯材液滴的表面上发生。该法可采用水溶性或油溶性单体或单体的混合物，亦可采用低 分子量的聚合物或预聚物来代替单体。许多熟知的聚合反应均可在此法中应用。

使用原位聚合微胶囊化技术最多的是对各种不溶于水的液体进行微胶囊化。芯材料 为疏水性液体，单体溶于芯材料中，通常用水作微胶囊化的介质。以表面活性剂及有增 稠作用的保护胶体，使芯材料在水中均匀、稳定地分散，反应开始后，单体被引发聚合， 聚合物由于溶解度的降低，而不断的沉积在芯材料表面，最终完成对芯材料的微胶囊化 封装。因此，此工艺能否成功实现的关键在于：(1)、疏水性单体必须和疏水性的芯材料 相溶性要好，能够混溶形成均相；(2)、必须有效地控制单体引发聚合的速率，避免单体 在芯材料内部形成大的高分子自聚物块体。这些均限制了传统原位聚合微胶囊化技术的 适用范围，对于原本相溶性较差的有机高分子单体和芯材料，若采用传统原位聚合微胶 囊化工艺进行包覆形成微胶囊产品是难于实现的。

发明内容

为避免现有技术存在的上述不足，本发明提供一种改进的原位聚合微胶囊化制备方 法，其使用相对于有机高分子单体具有增溶作用的一类疏水性材料，使原本相溶性较差 的有机高分子单体和芯材料，能够完全混溶制成疏水性分散相，以水作为连续相，并借 鉴界面聚合微胶囊化理论，将水溶性引发剂加入到连续相中，通过原位聚合方法，实现 相对于单体呈惰性的一类疏水性芯材料的高效率微胶囊化封装。

本发明改进的原位聚合微胶囊化制备方法，采取以下步骤：

a、将有机高分子单体、欲包覆的相对于单体呈惰性的有机疏水性芯材料、能使该 单体和该芯材料稳定混溶的增溶性材料以及表面活性剂搅拌共混制得稳定油相，一定温 度下将该油相慢慢滴加到水中，搅拌，使油相在水相中分散均匀形成乳状液；

b、在该乳状液中添加自由基引发剂水溶液，通过加热和搅拌，使自由基引发有机高 分子单体原位聚合，过滤，洗涤，干燥即得微胶囊成品。

步骤a中，将10.0份有机疏水性芯材料、1.0～10.0份增增溶性材料、2.0～10.0份有 机高分子单体和2.0～3.5份表面活性剂搅拌共混制得稳定油相，将将油相慢慢滴加到 50～200份水中，在20～95℃下搅拌10～60min，使油相在水相中分散均匀形成乳状液；步 骤b中，在该乳状液中添加5～10份自由基引发剂水溶液，在40～90℃条件下，搅拌，使自 由基引发有机高分子单体原位聚合，聚合反应3～8小时；其中，该自由基引发剂水溶液 中的自由基引发剂为所述有机高分子单体质量的1～4％；以上份数均为质量份。

所述有机高分子单体通常选用自由基引发聚合的一类疏水性的有机高分子单体，其 中优先选用甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯和苯乙烯等中的一种或多种。所述自由基 引发剂通常选用过硫酸铵、过硫酸钾、过氧化苯甲酰、亚硫酸氢钠等水溶性引发剂。