一种交互聚合的多壳液晶微胶囊的制造方法技术

本发明专利技术涉及一种不同种类的囊壳物质与不同种类的聚合方法相交互而制造多壳液晶微胶囊的方法。其特征在于液晶胶囊多壳层结构。为了有效地保护液晶特有的光学色彩采用了多层包覆形成多壳保护的胶囊，其结构特征是第一壳层为两种带不同电荷的亲水胶体做壁材，第二壳层为透明的有机化合物单体形成的聚合物。第一层与第二壳层之间构筑了一层互穿网络的高分子合金过渡层，强度显著提高。有效地保护了液晶的不受环境酸碱腐蚀，提高了耐抗性，机械承压性，不破碎，应用安全性高，可真正有效地用于如印刷油墨，承受印刷的压力。并有效地保护了液晶特有的光学色彩。粒径小而均匀(2-15μm)。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种不同种类的囊壳物质与不同种类的聚合方法相交互而制造多壳液晶微胶囊的方法
技术介绍
为了防止某些物质(气、液、固)发生氧化、变色、腐蚀及失去稳定性，就要采取相应技术手段进行保护。采用成膜材料将其包裹其内，囊括其中形成不同微小胶囊，内包物为芯材，外包覆层为壳材，此种微小胶囊制备技术的方法是本世纪受到高度关注的一项高端技术，用途十分广泛。 目前在医药领域为保护药的品质采用胶囊技术，但药类胶囊的粒径较大。然而在工业及高端
应用甚少，实际上迫切需要。如显色剂，功能长效缓释剂、防腐剂等都有待采取微胶囊技术实施保护。 目前医药领域多采用高温喷雾干燥技术，工艺虽然简单，但高温蒸发，会破坏活性物质，囊壁破裂，致密性差，保护性差。 目前制造胶囊的芯材多为固体粉末和高浓度液体，所成胶囊不透明。涉及液晶的极少。目前绝大多数采用单层包覆形成的胶囊，不结实，不安全，但因为它是最终产品，故没有关系。但在工业中应用它是中间产品，它要受到各种力的作用，会破损，故不可行，达不到预期的显色和缓释等保护目的。 液晶由于特殊的分子结构及在空间的排列构象使其具有独特的光学特性，而呈现出特有的光学色彩。目前关于液晶应用的相关报道很少，在应用
仅限于液晶显示器，和温度显示计，原因是液晶在环境介质中会受到溶剂、酸碱、压力及碰撞中会发生改变和消失这一特有的光学特性。这也正是它在油墨上应用难的原因。故这方面的文献很少。因为液晶的形态很特殊，是非液非固非气的第四态，介于流体与固体之间，所以对其包覆难度较大，常规单层包覆，囊壁不够结实，皮软，易粘连。碰撞和挤压下均会破裂，如:印刷是一个施压对压的油墨转移的过程，故胶囊不结实是必破无疑。本专利技术克服了 2013年申请号为CN103233397A—种可逆感温的烟用包装纸的制备中其胶囊粒子大小到5-1000 μ m，它要比墨层都高，无法实现印刷的缺点；包覆层为一层，胶囊易破裂和它的胶囊壳层中加入粘土、硅酸盐、铝等物质，导致液晶的光学色彩无法展现等缺点。 本专利技术克服了 2012年申请的CN102675958A包覆层为一层，胶囊易破裂的缺点。本专利技术克服了 1992年申请的CN1062744A采用的液晶是双层壁的胶囊但是内层为油脂很难聚合，第一层壳与第二层壳之间粘合不牢的缺点。本专利技术是专门针对液晶胶囊有效包覆的技术方法，增加囊壁强度和柔刚结合度，且为多层囊壳，保证了应用的安全稳定性，故在凹印与丝网印刷中可以应用。
技术实现思路
本专利技术是针对物质的一种特殊第四形态产品，兼具流态与晶态的特征，具有动态分子组合构象的小分子液晶，制备成微乳液，进行不同种类物质与不同种类聚合方法相互交融性的聚合，其特征为构筑了微胶囊独特的多壳层结构。形成多壳微胶囊。基于液晶分子两端极性基的引力，不易分散，故引入第三组分进行溶解。采用天然的带负电荷的阿拉伯树胶和带正电荷的明胶，通过正负电荷的相互吸引相互作用而逐步沉积到囊芯的周围，使先附上去的阿拉伯树胶与后吸附上去的明胶呈双层复凝聚状态包覆于囊芯的表面，实现了对液晶进行第一壳层包覆。在第二壳层包覆前，中间构筑形成了溶胀接枝过渡层，采用天然的明胶，阿拉伯树胶各占50%。这层是靠各种基团反应而接枝，整体聚合中形成互传网络的合金结构层。最后在乳化剂引发剂的作用下进行甲基丙基酸甲酯等单体的自由基聚合，构成第二壳层。形成微胶囊细小均匀，结实、不相互粘连，稳定性好，安全性高，液晶在其中被保护，其特有的双折射光学特性及色彩受到保护，避免了不包覆所导致的应用环境中的PH变化、溶剂的腐蚀、光线、应力等作用下失去它特有的光学特征与色彩。 本专利技术为实现上述的技术目标所采取的技术方案为: A、特征在于以下反应步骤与工艺流程。在反应器中先加入带负电荷的亲水胶体水溶液，在高速搅拌下加入液晶溶液，形成微乳液，然后再特定的温度时间下，再加入带正电荷的亲水胶体水溶液，两种不同电荷相互作用，形成复凝聚层，然后逐渐降温，降低搅拌速度，一定时间稳定性下，再由硬化剂和促进剂的作用将复凝聚层转化为不溶解的交联结构第一壳层。 B、然后加胶体溶液形成第一壳层表面的溶胀接枝过渡层，也即是第一层与第二层之间的溶胀接枝过渡层。因为第一壳层是在冰点以下完成坚膜的，表皮紧实光滑，很难附着其他异类物质，即很难进行第二层壳的包覆聚合。因此加热使第一壳层表皮溶胀发粘，再加同种胶体就很容易在溶胀的表皮上附着进而实现分子的融合接枝，这里面除了物理作用，还有离子作用，羟基及其它基团的作用。这样制备的接枝过渡层有利于第二壳层的包覆。导致接枝分子链与第二壳层的有机化合物在后续聚合中形成互穿网络结构，相当高分子合金层，故此层强度很大。 C、然后在乳化剂的保护下进一步实现甲基丙烯酸甲酯等单体的自由基聚合，形成第二壳层。经清洗分离后而成2-15 μ m左右的微胶囊产品，产品充分显示了液晶特有的光学特性与色彩。 此制造体系是一个从乳液经过正负电荷作用复凝聚形成微小包裹壳层，再进而交联，然后借助中间互穿网络的溶胀接枝层实现二次乳液的甲基丙烯酸甲酯等单体的自由基聚合，形成多壳微小胶囊的类乳液聚合体系。它容括了乳液与溶液、离子与自由基、互穿网络与核壳聚合的多种优异特点。 此制造体系所用材料其芯材为小分子胆留型液晶，此种液晶是一种非固、非液、非气形态，是三态之外的第四态，兼具液态与晶态的特性，呈现流态与固态之间的形态。具备光学各向异性晶体所特有的双折射特性，受温度，光线及角度的影响，使其各种光学性能发光变化，呈现不同色彩。做芯材可是胆留型液晶中的任一种或任意组合。液晶为slichem-79与BDH2281的混合物.或胆留醇肉桂酸盐、胆留醇壬酸酯，胆留醇苯甲酸酯、苯甲酸乙酸酯。 此制造方法中第一壳层壳材为阿拉伯树胶与明胶，是天然的环保胶体。中间构筑的溶胀接枝过渡层也为阿拉伯树胶与明胶，第二壳材为甲基丙烯酸甲酯单体、乙烯醋酸乙烯低聚体及其它透明单体。载体介质均为水.故生产过程无害，产品绿色、安全。 此制造方法中所用的形成第二壳层聚合的乳化剂为油酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠其中的一种。 此制造方法中所用的构成第二壳层聚合的引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵、过氧化二苯甲酰其中的一种。 此制造方法中使凝聚层形成交联结构的硬化剂为甲醛、砜基乙基磺酸盐、α-羟基砜基、吡啶盐类中的一种，硬化促进剂为均苯三酚、嘧啶二酮、尿嘧啶、酒石酸氢钠其中一种。 本专利技术的制造技术中从囊芯到多层囊壳的材料用量: 囊芯 液晶与丙酮、丁酮比例为1: 1占总体系重量的4.25% 第一壳层 浓度为15-20%的阿拉伯树胶水溶液占总体系重量的1.59%。 浓度为15-20%的明胶水溶液占总体系重量的1.59%。 用浓度50%的HAc调体系PH = 4，(不参与反应，忽略不计)。 用蒸馏水进行体系稀释，蒸馏水占总体系重量的74.4% 37%浓度的甲醛或砜基乙基磺酸盐等硬化剂，占总体系重量的0.637% 1%浓度的硬化促进剂均苯三酚或嘧啶二酮等占总体系重量的0.03%。 用浓度10%的NaHCo3调体系PH = 8左右，(不参与反应，忽略不计)。 第一与第二壳层中间的溶胀接枝过渡层， 由15-20本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种交互聚合的多壳液晶胶囊的制造方法，其特征包括以下步骤：(1)形成囊芯和第一壳层：在反应器中先加入带负电荷的阿拉伯树胶亲水胶体水溶液，然后在高速搅拌下加入用丁酮或丙酮溶解的液晶溶液，形成微乳液，然后在40‑60℃下，经过3‑15分钟后，再加入带正电荷的明胶亲水胶体水溶液，两种不同电荷相互作用，在液晶构成的囊芯上形成复凝聚层。然后逐渐降温，降低搅拌速度，20‑50分钟稳定状态下，再由硬化剂和促进剂的作用将复凝聚层转化为不溶解的交联结构第一壳层，(2)形成溶胀接枝过渡层：在加热35‑50℃下加入浓度为15‑25％，用量为50％/50％明胶/阿拉伯树胶胶体溶液形成第一壳层表面的溶胀接枝过渡层，因第一壳层紧致光滑的表面很难附着其他物质，但加热后表面溶胀发粘，加进少量明胶/阿拉伯后就很容易的粘附于表面经反应形成接枝，这将对第二壳层物质的包覆起到积极作用，导致接枝分子链与第二壳层的有机化合物在后续聚合中形成互穿网络结构，相当高分子合金；(3)形成第二壳层：之后再升温至35‑60℃，加入定量的乳化剂溶液，在乳化剂的保护下，体系升温至60‑90℃时，将含有引发剂、乳化剂、甲基丙烯酸甲酯、乙烯醋酸乙烯低聚物及其它透明化合物单体其中的一种溶液滴入体系，反应2‑3.5小时实现了甲基丙烯酸甲酯等单体的自由基聚合，形成第二壳层；(4)清洗分离后得到2‑15μm左右的微胶囊产品。...

【技术特征摘要】
1.一种交互聚合的多壳液晶胶囊的制造方法，其特征包括以下步骤:(1)形成囊芯和第一壳层:在反应器中先加入带负电荷的阿拉伯树胶亲水胶体水溶液，然后在高速搅拌下加入用丁酮或丙酮溶解的液晶溶液，形成微乳液，然后在40-60°C下，经过3-15分钟后，再加入带正电荷的明胶亲水胶体水溶液，两种不同电荷相互作用，在液晶构成的囊芯上形成复凝聚层。然后逐渐降温，降低搅拌速度，20-50分钟稳定状态下，再由硬化剂和促进剂的作用将复凝聚层转化为不溶解的交联结构第一壳层，(2)形成溶胀接枝过渡层:在加热35-50°C下加入浓度为15-25%，用量为50% /50 %明胶/阿拉伯树胶胶体溶液形成第一壳层表面的溶胀接枝过渡层，因第一壳层紧致光滑的表面很难附着其他物质，但加热后表面溶胀发粘，加进少量明胶/阿拉伯后就很容易的粘附于表面经反应形成接枝，这将对第二壳层物质的包覆起到积极作用，导致接枝分子链与第二壳层的有机化合物在后续聚合中形成互穿网络结构，相当高分子合金；(3)形成第二壳层:之后再升温至35-60°C，加入定量的乳化剂溶液，在乳化剂的保护下，体系升温至60-90°C时，将含有引发剂、乳化剂、甲基丙烯酸甲酯、乙烯醋酸乙烯低聚物及其它透明化合物单体其中的一种溶液滴入体系，反应2-3.5小时实现了甲基丙烯酸甲酯等单体的自由基聚合，形成第二壳层；(4)清洗分离后得到2-15 μ m左右的微胶囊产品。2.如权利要求1所述的液晶胶囊制造方法，其特征在于，形成第一壳层的步骤中:(I)在形成囊芯和第一壳层步骤中，转速由使液晶分散的高转速1400-2200转/分，作用是使形成的微乳液更细小分散，逐步降至100-500转/分，作用是稳定已形成的第一壳层，使之不碰撞不粘结。温度从开始液晶分散的40°C -70°C降至0°C以下；作用是形成物理收缩获得坚实的膜层； (2)在形成溶胀接枝层的步骤中，溶胀接枝层的搅拌速度为200-700转/分，温度从加50% /50%明胶/阿拉伯树胶的胶体溶液时的35-50°C，调至放入乳化剂时的50_70°C，作用是加快乳化分散。 (3)在形成第二壳层的步骤中，第二壳层搅拌速度保持在200-700转/分，调到加聚合单体单体的60-90°C.作用是促进聚合。反应时间为2-3.5小时，其中单体加入采用滴加方式。3.如权利要求1所述的液晶胶囊制造方法，是调节反应器内制造体系的PH值，将从开始形成液晶为囊芯，明胶阿拉伯树胶为包覆层的微乳液分散时的PH = 2-4，作用是酸性有利于体系的分散，调至最后成囊时的PH = 8-12，作用是碱性有利于囊壳的稳定。4.一种多壳液晶微胶囊，其特征在于多壳液晶微胶囊包括囊芯、第一壳层、...

【专利技术属性】
技术研发人员：武军，杨伟栋，肖武，范诵，陈俊忠，
申请(专利权)人：永发印务东莞有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44