[发明专利]一种聚氨酯包裹精油的微胶囊的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及精细化工中微胶囊的制备领域，尤其涉及一种以无机粉末作为分散剂，经过低温高速剪切均质化预处理，再通过界面聚合制备微米级精油微胶囊的方法。

背景技术

天然植物精油具有皮肤滋养、安抚烦躁、改善睡眠、促进血液循环、增强机能免疫力等作用。然而，因为植物精油性质极不稳定易分解变质和散失挥发等问题，其发展应用受到很大制约，微胶囊技术能够保护植物精油免受外界环境影响，极大地改善了其稳定性和贮藏性，为植物精油的进一步开发利用提供了强有力的支撑。

在两种互不相溶、分别溶解有两种单体的溶液的界面上（或界面有机相一侧）进行的缩聚反应叫做界面聚合。界面聚合具有反应快速、反应温度低、包覆效率高、生成的囊壁致密性好等诸多优点，是制备微胶囊中最常用的制备方法之一。例如授权公告号为CN101306341B的中国专利公开了一种界面聚合法制备相变储能微胶囊的方法，以油溶性熔点在10～80℃的有机相变材料为核心，以乙烯基自由基单体为外壳聚合物，以水为聚合介质，以阴离子表面活性剂为乳化剂，以油溶性引发剂催化聚合反应，以磁力搅拌为乳化手段，通过界面聚合制备粒径分布在0.2～5μm范围内的相变微胶囊。授权公告号为CN101731210B的中国专利公开了界面聚合法制备农药微胶囊的工艺，包括：将不溶于水或在水中溶解度较低的农药有效成分溶解在甲苯或二甲苯中使其充分溶解形成有机溶液；加入与农药有效成分相匹配的乳化剂搅拌均匀，然后和甲苯二异氰酸酯混合形成有机相；将有机相倒入溶有水溶性单体和聚乙烯醇作为分散剂的水溶液中，高速分散均质机剪切形成混合液；将混合液搅拌，使甲苯二异氰酸酯和水溶液单体充分反应；加入现有技术常用的增稠剂、防冻剂充分搅拌后，即得农药微胶囊水悬浮剂。以尿素代替多元胺、多元醇，以表面活性剂为乳化剂，制得了粒径在2～5μm的微胶囊。

上述界面聚合制备微胶囊报道中，绝大多数体系都用有机表面活性剂来乳化分散油水混合液，制备的微胶囊粒径大多在50nm～10μm之间。有机表面活性剂虽然具有很高的乳化能力，但是其主要靠界面膜的形成，才能保持乳液的稳定。界面聚合主要在界面处发生较剧烈的化学反应，会对界面膜有较大的破坏，同时也大大影响静电层的稳定。因此，常规使用表面活性剂的界面聚合，其对体系配方和反应条件的要求较为苛刻，对反应过程的控制十分严格，如无法很好的控制住反应的速率，将极有可能引起反应体系的失稳。

发明内容

本发明提供了一种聚氨酯包裹精油的微胶囊的制备方法，采用无机粉末分散剂代替有机表面活性剂来乳化和分散油相混合液，通过低温高速剪切均质化预处理及室温环境下的界面聚合，从而制得一种粒径分布窄、平均粒径可控性强、反应体系稳定、精油含量高、包覆效率高、形态规整的微米级精油微胶囊。

一种聚氨酯包裹精油的微胶囊的制备方法，包括以下步骤：

1）将精油和异氰酸酯单体混合均匀，得到油相混合液；

2）将步骤1）中的油相混合液与含有无机粉末分散剂的水相混合液混合，在0℃～10℃下2000r·min^-1～8000r·min^-1高速剪切均质化5min～20min，得到含有液滴的微悬浮液；

3）步骤2）中含有液滴的微悬浮液在扩链剂和催化剂的作用下，密闭反应1h～3h，然后经后处理得到聚氨酯包裹精油的微胶囊。

步骤1）中，精油作为微胶囊的核心，异氰酸酯单体作为油相反应单体，混合后，即得油相混合液。

步骤2）中，通过无机粉末分散剂来乳化和分散油相混合液，无机粉末分散剂在高速剪切均质化过程中有利于生成稳定的异氰酸酯单体/精油液滴。

无机粉末分散剂适合高速剪切分散，不会像表面活性剂乳化体系那样在高速剪切时产生大量气泡(这些气泡极不利于油水相体系的乳化)。无机粉末分散剂主要以内外双颗粒层结构形式附着于异氰酸酯单体/精油液滴周围。内层很薄，由少量极细小颗粒构成，均一吸附于分散相表面，起到稳定液滴表面的作用，是控制单体液滴尺寸的关键。外层厚度远大于内层，主要由较大的颗粒及颗粒聚集体构成，主要通过提供机械阻隔作用来稳定分散相。即使是在进行较剧烈的界面缩聚反应时，其提供的强大机械阻隔力也可以很好的防止液滴聚并和形变，使得体系十分的稳定。