两亲性各向异性粉末及其制备方法技术

本发明专利技术揭示两亲性各向异性粉末及一种用于制备两亲性各向异性粉末的方法。本发明专利技术提供一种两亲性各向异性粉末，其透过控制已知表面活性剂的两亲性特性和粗乳液颗粒的几何特性而同时具有最大化学表面活性特性和最大物理表面活性特性。本发明专利技术还提供一种用于制备两亲性各向异性粉末的方法，允许凭借简单性和高产量的大规模生产、及控制颗粒尺寸在约100‑2500nm。

Two amphiphilic anisotropic powder and process for producing the same

The present invention discloses two amphiphilic anisotropic powder and a method for preparing two amphiphilic anisotropic powder. The invention provides a two amphipathic anisotropic powder, through the geometrical characteristics of the two amphiphilic properties control known surfactant and crude emulsion particles and also has the largest chemical surface active properties and surface characteristics of the maximum physical activity. The invention also provides a method for preparing two amphipathic anisotropic powder, allowed by virtue of simplicity and high yield, large-scale production and control of particle size is about 100 2500nm.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】两亲性各向异性粉末及其制备方法
本专利技术有关两亲性各向异性粉末及其制备方法。
技术介绍
已报导用于制备具有各种形状和尺寸的微粒(纳米尺寸或微米尺寸颗粒)的各种方法。更具体，含有聚合物的球形微粒允许随着制备球形微粒的方法以控制尺寸和形状，且因此其适用性已扩展。如其应用之一所示，存在着使用细球形颗粒的皮克林(Pickering)乳液以形成稳定的粗乳液颗粒(图1)。存在随着球形颗粒的亲水性/疏水性的水相和油相间的接触角(θ)差异，且O/W乳液颗粒是以θ<90°形成，而W/O乳液颗粒是以θ>90°形成。此外，尝试透过施加两亲性性质至微细球粒以提供新的各向异性粉末，使得其同时具有亲水性和疏水性。这种尝试的特别实例包括杰纳斯(Janus)颗粒。然而，由于这种颗粒具有由于其球状的形态限制，使得化学各向异性会受限。换句话说，尽管这种颗粒具有形态各向异性，不过其整体是疏水性或亲水性，且在化学各向异性会被限制。因此，另一尝试是除了控制几何结构的外，透过施加化学各向异性以提供具有表面活性特性的各向异性粉末。然而，尽管两亲性各向异性粉末具有高适用性，不过尚未开发可供大规模生产的方法且不容易工业大规模生产这种均匀质量的粉末，导致无法实际工业应用。本专利技术的在先技术记载于韩国专利公布号1997-0025588。
技术实现思路
技术问题本专利技术要解决的技术问题是要透过控制几何构造和化学亲水性以提供具有最大化学表面活性特性和物理表面活性特性的两亲性各向异性粉末。本专利技术要解决的另一技术问题是提供一种用于制备两亲性各向异性粉末的方法，其允许凭借简单和最大化产量进行大规模生产。技术方案在一个实施例中，提供含有第一亲水性聚合物球体和第二疏水性聚合物球体的两亲性各向异性粉末，其中所述第一聚合物球体和所述第二聚合物球体是通过其中一个聚合物球体至少部分地渗透另一聚合物球体来彼此结合在一起，且所述第一聚合物球体具有核-壳结构，所述壳包含官能团。根据一具体实施例，第一聚合物球体和第二聚合物球体的核可包含乙烯基聚合物，且第一聚合物球体的壳可包含具有官能团的乙烯基单体共聚物。根据另一具体实施例，乙烯基聚合物可为乙烯基芳族聚合物。根据又一具体实施例，该官能团可为硅氧烷。根据又一具体实施例，第一聚合物球体的壳可更包括引入其中的亲水性官能团。根据又一具体实施例，亲水性官能团可为从下组成群组选择的至少一者：羧酸基、砜基、磷酸基、氨基、烷氧基、酯基、醋酸酯基、聚乙二醇基和羟基。根据又一具体实施例，两亲性各向异性粉末基于结合部分可具有对称形式、不对称雪人形式或不对称逆转雪人形式，其中第一聚合物球体和第二聚合物球体彼此结合。根据又一具体实施例，两亲性各向异性粉末可具有100-2500nm粒径。根据又一具体实施例，两亲性各向异性粉末可形成粒径为2-200μm的粗乳液颗粒。在另一通常实施例，提供一种用于制备两亲性各向异性粉末的方法，该方法包括下列步骤：(1)搅拌第一单体和聚合引发剂，以形成第一聚合物球体的核；(2)搅拌所述第一聚合物球体的所生成的核与包含第一单体、聚合引发剂和官能团的化合物，以形成涂覆的具有核-壳结构的第一聚合物球体；(3)搅拌具有核-壳结构的所生成的第一聚合物球体与第二单体和聚合引发剂，以提供形成有第二聚合物球体的各向异性粉末；及(4)将亲水性官能团引入至所生成的各向异性粉末。根据一个具体实施例，在步骤(1)中，将第一单体和聚合引发剂以100-1000：1重量比进行混合。根据另一具体实施例，在步骤(2)中，所述含官能团的化合物可为含硅氧烷(甲基)丙烯酸酯。根据又一具体实施例，在步骤(2)中，将第一单体、聚合引发剂和含官能团的化合物以80-98：0.2-1.0：1-20的重量比进行混合。根据又一具体实施例，在步骤(3)中，将第二单体和聚合引发剂以150-250：1的重量比进行混合。根据又一具体实施例，在步骤(3)中，基于100重量份的具有核-壳结构的第一聚合物球体，混合40-300份重量份的第二单体。根据又一具体实施例，在步骤(4)，该亲水性官能团可以为通过利用硅烷偶联剂和反应改性剂而被引入。根据又一具体实施例，该硅烷偶联剂可为N-[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]乙二胺。根据又一具体实施例，该反应改性剂可为氢氧化铵。有益效果根据本专利技术的具体实施例，可透过控制已知表面活性剂的两亲性特性和巨粉末颗粒的几何特性，以提供同时具有最大化学表面活性特性和最大物理表面活性特性的两亲性各向异性粉末。此外，根据本专利技术的具体实施例，可提供一种用于制备两亲性各向异性粉末的方法，其凭借简单性和高收率而允许大规模生产，且将粒径控制在约100-2500nm。附图说明图1为显示根据球形固体粉末界面处的接触角变化的皮克林(Pickering)乳液制型形成机构的示意图。图2为说明根据一个具体实施例的制备两亲性各向异性粉末的示意图。图3显示根据一个具体实施例的用于制备两亲性各向异性粉末的圆筒形旋转反应器的照片和示意图。图4显示电子显微镜所拍摄的根据一个具体实施例的两亲性各向异性粉末的照片图像(比例尺：1μm)，及含有彼此结合的第一聚合物球体和第二聚合物球体的两亲性各向异性粉末的示意图。图5为说明随着存在/不存在两亲性特性的各向异性粉末的乳化能力和乳液颗粒的显微图像。图6为表示在制备实施例4中作为硅烷偶联剂使用的化合物的表。具体实施方式以下将详细说明示例性具体实施例。如本说明书所使用，除非另有定义，否则用语「取代」意指本说明书揭示官能团的至少一氢原子取代成一卤素(F、Cl、Br或Ⅰ)、羟基、硝基、亚氨基(＝NH、＝NR、其中R是C1-C10烷基)、脒基、联氨或腙基、羧基、取代或未取代的C1-C20烷基、取代或未取代的C3-C30杂芳基、或取代或未取代的C2-C30杂环烷基。如本说明书所使用，术语「(甲基)丙烯酰基」意指丙烯酰基和/或甲基丙烯酰基。如本说明书所使用，两亲性粉末的颗粒尺寸是透过测量粉末颗粒的最大长度来决定。在一实施例，提供含有第一亲水性聚合物球体和第二疏水性聚合物球体的两亲性各向异性粉末，其中所述第一聚合物球体和所述第二聚合物球体是通过其中一个聚合物球体至少部分地渗透另一聚合物球体来彼此结合在一起，且所述第一聚合物球体具有核-壳结构，所述壳包含官能团。如本说明书所使用，「球体」意指含有一聚合物的主体。例如，一球体可为球形、球状或椭圆形，且具有基于主体部分的最大长度的微观尺度或纳米尺度长轴长度。根据一具体实施例，第一聚合物球体和第二聚合物球体的核可包括乙烯基聚合物，且第一聚合物球体的壳可包括具有官能团的乙烯基单体共聚物。根据另一具体实施例，乙烯基聚合物可为乙烯基芳族聚合物，如聚苯乙烯。根据又一实施方案，该官能团可为硅氧烷。根据又一实施例，第一聚合物球体的壳可更包括一引入其中的亲水性官能团。根据又一具体实施例，亲水性官能团可为带一负电荷或带正电荷官能团或PEG(聚乙二醇)基的官能团，且可从下列组成的群组选择的至少一者：羧酸基、砜基、磷酸基、氨基、烷氧基、酯基、醋酸酯基、聚乙二醇基和羟基。根据又一具体实施例，两亲性各向异性粉末基于结合部分可具有一对称形式、不对称雪人形式或不对称逆转雪人形式，其中第一聚合物球体和第二聚合物球体彼此结合。术语「雪人形式」意指第一聚合物结合第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
含有第一亲水性聚合物球体和第二疏水性聚合物球体的两亲性各向异性粉末，所述第一聚合物球体和所述第二聚合物球体是通过其中一个聚合物球体至少部分地渗透另一聚合物球体来彼此结合在一起，且所述第一聚合物球体具有核‑壳结构，所述壳包含官能团。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.30 KR 10-2014-0066003;2015.05.14 KR 10-2011.含有第一亲水性聚合物球体和第二疏水性聚合物球体的两亲性各向异性粉末，所述第一聚合物球体和所述第二聚合物球体是通过其中一个聚合物球体至少部分地渗透另一聚合物球体来彼此结合在一起，且所述第一聚合物球体具有核-壳结构，所述壳包含官能团。2.根据权利要求1所述的两亲性各向异性粉末，其特征在于，所述第一聚合物球体和所述第二聚合物球体的该核包含乙烯基聚合物，且所述第一聚合物球体的壳包含具有乙烯基单体与官能团的共聚物。3.根据权利要求2所述的两亲性各向异性粉末，其特征在于，所述乙烯基聚合物是乙烯基芳族聚合物。4.根据权利要求1所述的两亲性各向异性粉末，其特征在于，所述官能团是硅氧烷。5.根据权利要求1所述的两亲性各向异性粉末，其特征在于，所述第一聚合物球体的壳还包含被引入其中的亲水性官能团。6.根据权利要求5所述的两亲性各向异性粉末，其特征在于，所述亲水性官能团为选自羧酸基、砜基、磷酸基、氨基、烷氧基、酯基、醋酸酯基、聚乙二醇基和羟基中的至少一种。7.根据权利要求1所述的两亲性各向异性粉末，其特征在于，基于所述第一聚合物球体与所述第二聚合物球体彼此结合的部分，所述两亲性各向异性粉末具有对称形式、非对称雪人形式或不对称逆转雪人形式。8.根据权利要求1所述的两亲性各向异性粉末，其特征在于，所述两亲性各向异性粉末的粒径为100-2500nm纳米。9.根据权利要求1所述的两亲性各向异性粉末，其特征在于，所述两亲性各向异性粉末形成粒径为2-200μm的粗乳液颗粒。10.一种用于制备根据权利要求1-9中任一项所述的两亲性各向异性粉末的方法，其包括以下步骤：...

【专利技术属性】
技术研发人员：南珍，金荣宣，安顺爱，姜炳永，韩相勋，
申请(专利权)人：株式会社爱茉莉太平洋，
类型：发明
国别省市：韩国,KR