[发明专利]一种包水微胶囊壁材及该壁材制备的包水微胶囊

说明书

技术领域

本发明涉及微胶囊的制备，具体涉及一种微胶囊壁材及其制备的包水微胶囊。

背景技术

微胶囊是指利用成膜材料将固体、液体或气体囊于其中，形成直径几十微米至上千微米的微小容器。微胶囊内部装载的物料称为芯材或称囊心物质，外部包囊的壁膜称为壁材或称为包囊材料。微胶囊有多种分类方法：从芯材看，可分为单核和复核微胶囊；从壁材结构看，可分为单层膜和多层膜微胶囊；从壁材组成看，可分为无机膜和有机膜微胶囊；从透过性看，又可分为不透和半透微胶囊，半透微胶囊通常称为缓释微胶囊。微胶囊具有保护物质免受环境影响，降低毒性，掩蔽不良味道，控制芯材释放，延长存储期，改变物态便于携带和运输，改变物性使不相容的成分均匀混合，易于降解等功能，这些功能使微胶囊技术在工业领域中得到了广泛应用。

微胶囊的使用效果好坏，很大一部分因素取决于其壁材，不同的应用条件对微胶囊壁材有不同的要求。可用作微胶囊壁材的多是天然高分子、半合成高分子和合成高分子材料，通常要根据芯材的物理性质来选择适宜的壁材，油溶性的芯材需选水溶性的壁材，水溶性的芯材则选油溶性的壁材，即壁材应不与芯材反应或混溶。在选择壁材时还要考虑壁材本身的性能，如渗透性、稳定性、机械强度、溶解性、可聚合性、黏度、电性能、吸湿性及成膜性等，对于生物活性物质的芯材，还要着重考虑壁材的毒性，与芯材的相容性。

壁材主要有蛋白质类如明胶、骨胶、纤维蛋白原、血红蛋白及氨基酸，植物胶类如树胶、阿拉伯树胶、琼脂、褐藻酸钠鹿角胶，蜡类如石蜡、松香、蜂蜡等，还有现在被广泛用作生物微胶囊的海藻酸盐类和壳聚糖类，以及天然高分子材料、半合成高分子材料、合成高分子材料等，原则上，只要能够包囊芯材成膜的高分子材料都可作为微胶囊的壁材。

但在现有技术中，已知用作微胶囊芯材的物质有胶黏剂、催化剂、除垢剂、增塑剂、稳定剂、油墨、涂料、染料、颜料、溶剂、液晶、金属单体等，可分为：①香料、气体和气味等挥发性很高的物质；②某些液体反应性物质在涂料和黏合剂等用作固化剂或混合催化剂；③杀虫剂、农药等有毒物质；④对光、氧和湿度敏感的化合物；⑤微胶囊化可改变物质的功能，如将密度小的物质微胶囊化，能提高其使用性能。上述芯材基本均为油溶性、脂溶性物质或者固体，而针对使用纯水或者含有水溶性溶剂的溶液作为芯材的微胶囊，虽然按照原理，可以选油溶性的壁材，但在实际应用中，往往会出现壁材变质霉化、包埋率和芯材利用率低、保存时间和保存效果不佳的问题。

例如申请号为201010137378.8，名为“一种微胶囊的制备方法”的发明专利,采用了将壁材与溶解有有效成分的水溶液以及有机溶剂进行混合分散,制备出油包水型乳液，在搅拌或者加热条件下配合催化剂的作用，使壁材形成膜状物,将溶有有效成分的乳液液滴包裹起来,然后通过过滤、离心或者蒸馏除去连续相,再经过洗涤即得到微胶囊。该技术由于需要加热蒸馏去除连续相的步骤，并不适用于制备包水微胶囊。

又例如申请人为泽尼卡有限公司，专利号：97181638.7的发明专利“新的油包水微胶囊化方法及由此制备的微胶囊剂”，该发明公开了一种可用于包封含水物质甚至水的微胶囊剂的方法，其技术方案是选用尿素—甲醛作为预聚物，将其与欲包封物质溶解在水中形成水相，同时制备含有有机溶剂和表面活性剂的连续有机液，然后将水相分散在有机液中形成乳状液，乳状液包括水相分散液滴，在分散液滴和有机液之间形成一个界面，在催化剂的作用下，将乳状液加热至20-100℃，尿素—甲醛预聚物发生自缩合作用，从而将水相液滴包封起来形成胶囊。

该发明主要利用了尿素与甲醛的缩合反应机理，尿素和甲醛存在着复杂的反应机理，这是因为其反应过程受到pH值、温度和时间的影响，尿素和甲醛反应生成大分子脲醛树脂，发生加成和缩合反应：1)加成反应。碱性条件下，在尿素和甲醛在水溶液中，当甲醛与尿素的摩尔比≤1发生加成反应生成比较稳定的一羟甲基脲(以U代表NH2—CO—NH2)。     U+HCHO→U—CH2—OH(一羟甲基脲)     一羟甲基脲继续与甲醛反应生成二羟甲基脲。     U—CH2—OH+HCHO→HO—CH2—U—CH2—OH     还可以生成少量的三羟甲基脲、四羟甲基脲。一羟甲基脲、二羟甲基脲和三羟甲基脲的反应速度比为9：3：1，理论上比较完全的加成反应时间为1h。