[发明专利]囊封的极性物质和制备方法

说明书

优先权要求

本申请要求2011年6月3日提交的序号为61/493,070的临时申请的优先权，所述申请以其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及核中含有极性物质、壳中含有粒子并且在壳和核之一或二者中含有聚合物的包囊，包囊的制备方法和这样的包囊的应用。

背景技术

在利用活性化学成分执行功能的许多体系中，需要控制一种或多种活性化学成分与所述体系其它组分的接触。所述活性化学成分经接触后反应，并且为了确保所述成分在适当的时间反应，它们必须保持隔离直到需要所预期的反应。通常的途径是将所述体系设置成两个或更多部分体系，其中反应性成分在将要应用之前才接触，例子包括环氧和聚氨酯两部分体系。在一些体系中，两部分输送体系是过于复杂、庞大的，或者不适应所述反应体系的规模，例如无碳纸体系和粘合剂体系。在其它反应体系中，所述活性成分作用于所述反应体系以外的环境，例如人类、动物、植物或害虫。在这些体系中，所述活性成分必须在精确的时间与环境接触，或者逐渐释放到环境，例子包括药物、农用化学剂、杀虫剂等等。在一些体系中，输送体系的尺寸必须非常小，纳米或微米级别对于例如无碳纸、药物和农用化学剂是有效的。囊封通常包括将活性成分溶解在极性或非极性溶剂中并分别与非极性或极性的不相容溶剂形成乳液或悬液。具有活性成分的组分优选在不连续相中并在连续相中形成离散的液滴。聚合物形成组分或者包含在两相中或者在乳液或悬液形成后添加。含有活性成分的液滴形成之后，在所述液滴表面形成聚合物。参见Jahns等的US7,572,397；Wulff等的US6,890,653；和Kawai等的US7,147,915，通过引用并入本文。所述聚合物是通过界面聚合、原位聚合、由于凝聚引起的静电沉积、沉淀等等形成。由此产生的结构是具有核壳形态的粒子，具有活性成分在溶剂或分散剂中的核和聚合物的壳。

生成具有核壳形态的小粒子的常规囊封方法需要具体调节加工条件和化学，并包括种子溶胀、高剪切均化和声波处理。壳形成的合成途径可以包括静电沉积（逐层沉积和凝聚）、界面聚合（缩聚）、沉积沉淀（脲-甲醛，三聚氰胺-甲醛，等等）和自由基聚合。虽然所述合成途径设计成在壳形成之后锁定粒子中的活性成分，但粒子生成技术（例如种子-溶胀、高剪切或声波处理）可影响囊封程度。文献中已知的常规技术经常需要表面活性剂来降低界面张力以帮助粒子生成。如果超过临界胶束浓度，则水溶性低的活性成分在粒子生成和壳形成期间可部分与胶束分隔，并且一部分活性分子可留在所述囊封粒子之外。避免使用常规表面活性剂的囊封技术将是有利的。被称为“Pickering”乳液稳定化的技术可用于稳定不需要常规表面活性剂的乳液或悬液中的不连续相。这种技术使用小的固体粒子降低油/水界面处的界面张力。

常规囊封技术表现出其它缺点。一个缺点是活性成分可迁移穿透壳，接触容纳所述囊封粒子的环境。这在粒子小并且壳非常薄的情况下是个问题。这种小粒子的壳还可能在施加轻微压力下破裂。这在所述体系在预期应用例如无碳纸、农用化学剂或按需固化粘合剂之前受到处理或压力时是个问题。Pickering乳液已经用于水包油型（非极性溶剂在极性溶剂中）体系中来解决这些问题，参见Jahns等US7,572,397、Kawai等US7,147,915。这些体系对于相对疏水的（非极性）活性物质适用，但是对于相对亲水的（极性）活性物质不适用。McElroy等在Macromolecules2010,43,1855-1859,“Microencapsulation of a Reactive Liquid-Phase Amine for Self-Healing Epoxy Composites”中公开了在非极性液体中囊封相对疏水的胺。

需要稳定的囊封粒子，所述粒子具有含有相对极性的活性物质的核壳结构，所述核壳结构表现出比较高的壳强度，其中所述壳具有受控的活性剂渗透性。需要便于控制粒度的制备粒子的方法和不含有表面活性剂的粒子。

发明内容