[发明专利]一种基于液体弹珠制备载水微胶囊的方法

说明书

技术领域

本发明涉及载水微胶囊的制备，具体涉及一种基于液体弹珠制备载水微胶囊的方法，属于微胶囊制备技术领域。

背景技术

微胶囊是指利用天然或合成高分子材料，将固体、气体或液体作为囊芯物包裹而成的球形微容器或包装物。被包裹的物质称为芯材，包裹芯材的外壳称为壁材，外径一般在微米～毫米级。由于其具有降低毒性、掩蔽不良味道、保护物质免受环境影响、控制芯材释放、延长存储期、改变物态便于携带和运输、易于降解等功能，微胶囊在医学工程、纺织工业、食品工业、造纸工业、保温建筑材料、自修复涂料、影像材料、烟草等领域得到了广泛应用。

以水基液体为芯材的微胶囊在烟草、医药、化妆品等领域具有广阔的应用前景，近几年引起了学术界和产业界的极大关注。经对现有技术的文献检索发现，目前应用较为成熟的微胶囊主要是以蛋白质、植物胶、蜡、海藻酸盐、壳聚糖、合成高分子材料等作为壁材，包覆胶黏剂、催化剂、除垢剂、增塑剂、稳定剂、油墨、涂料、染料、颜料、溶剂等油性芯材。然而，以纯水或水基液体作为芯材的微胶囊，目前仍存在制备方法复杂、芯材包埋率低、芯材保存效果不佳的问题。例如，中国专利“一种微胶囊的制备方法”(申请号为201010137378.8)公开了一种通过制备油包水型乳液来制备微胶囊的方法，但该技术难以控制微胶囊的粒径大小及分布，且由于需要加热蒸馏去除连续相，并不适用于制备载水微胶囊；美国专利US4889144公开了一种以海藻酸钙为壁材包覆活性物质的压力敏感型微胶囊，但是这种以天然多糖为壁材的微胶囊只能包覆油性芯材，不能包覆水基液体；中国专利CN103815542A公开了一种多层载水微胶囊的制备方法，以海藻酸钠络合物为内层壁材包覆水基液体，以蜡质材料为中间层壁材，以防止水份挥发，最外层仍以海藻酸钠为原料，形成一层保护膜，减少蜡质层的破裂。该微胶囊虽然能够以水基液体为芯材，但由于需与海藻酸钠形成络合物，对水基液体的pH值有一定的要求，且多层包裹工艺复杂、条件苛刻，不适用于大规模的工业生产。因此，开发更加简便有效的方法制备载水微胶囊具有重要的研究和应用价值。

“液体弹珠”(liquidmarble)是由疏水性颗粒，如石松粉、聚四氟乙烯、疏水的铜粉、石墨、二氧化硅等，吸附在水滴表面所形成的复合液滴。借助这种基于疏水性微粒稳定气-液界面的原理，可以快速、简便地制备得到内部贮存有水、壳层为疏水性微粒的载水胶囊，且其尺寸可控，在化妆品、制药、烟草、微流体运输等领域具有广阔的应用前景。我们前期(中国发明专利CN201510741940.0)公开了一种利用液体弹珠制备载水微胶囊的方法。首先以疏水性粉末为稳定剂，通过滚滴法制备液体弹珠；再将液体弹珠浸入到含有引发剂的光固化涂料中或在液体弹珠外部喷洒含有引发剂的光固化涂料，通过紫外辐射固化得到载水微胶囊。这种“两步”法可简单、快速制备得到载水微胶囊，具有较好的保水效果。但是在液体弹珠表面直接涂覆光固化涂层的工艺，可操作性较差，实施过程容易造成液体弹珠破裂。因此，本发明在上述技术基础之上，进一步做了完善和改进，公开一种基于液体弹珠制备载水微胶囊的“四步”法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种制备载水微胶囊的方法。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明涉及一种基于液体弹珠制备载水微胶囊的方法，包括如下步骤：

步骤一，将一定体积的水基液体滴加到由疏水性微粒构成的粉末床上，通过晃动粉末床使液滴滚动，进而使疏水性微粒吸附于液滴表面制得液体弹珠；

步骤二，将液滴弹珠置于低温环境下冷冻；

步骤三，在冷冻后的液滴弹珠表面浸渍涂布瞬干胶，将液体弹珠“封装”；

步骤四，在“封装”后的液体弹珠表面浸渍涂布光固化涂层，通过紫外辐射固化，得到载水微胶囊。

步骤一中，所述一定体积为5μL～50μL。

步骤一中，所述水基液体为纯水或水溶液；所述水溶液的溶质选自下列一种或多种化合物：乙酸钾、氯化钠、氯化钾、氯化镁、碳酸钾、氯化钙、甘油、透明质酸、壳聚糖、山梨醇、丙二醇、乳酸钠、磷酸钾、焦磷酸钠、多磷酸钠、柠檬酸钙、葡萄酸钙、柠檬酸钾、葡萄酸钾、酒石酸钾、天然薄荷脑、甘草提取物、桔梗提取物、可可、水溶性多糖，但本发明并不局限于上述举例的范围。

步骤一中，所述疏水性微粒为石松粉、聚四氟乙烯、四氧化三铁纳米粒子、炭黑、碳纳米管、聚乳酸、石墨粉、石墨烯、聚磷腈、二氧化硅、二氧化钛、碳酸钙、聚苯乙烯胶体粒子中的一种或多种，但本发明并不局限于上述举例的范围。