酯封端聚酰胺凝胶制造技术

酯封端二聚酸型聚酰胺与溶剂混合形成凝胶。溶剂是易燃性的，烛芯被加入到凝胶中以形成蜡烛。取决于组成，蜡烛可形成自由挺立的柱形，或较好被装入合适容器中。溶剂可以是矿物油。在蜡烛外围设置固体涂层，有利于增强凝胶体的透明度和／或机械稳定性，消除凝胶具有油性触感和接受明显指印的趋势。该酯封端二聚酸型聚酰胺也可与活性成分混合，如香料，色料，拒虫剂，杀虫剂，生物活性成分等，以便为活性成分提供一释放载体。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及凝胶化制品，尤其涉及易燃性制品如蜡烛，和/或含有活性成分如香料的制品，其中制品包含外涂层。本专利技术的背景有广泛用途的普通类型的蜡烛由嵌入链烷烃蜡块中的烛芯组成，而蜡为燃烧的蜡烛提供燃料。链烷烃具有许多适合用于蜡烛的性能。在蜡烛中使用的链烷烃典型地加以高度精制且在室温下是结晶状态。晶体石蜡是天然白色，和白色链烷烃蜡烛是常见的。色料可加入到这些链烷烃类蜡烛中从而获得基本上任何所需颜色。链烷烃类蜡烛也是硬质并能够成形为自由挺立的柱形结构。该柱形蜡烛，不管是白色还是彩色，能够放置在烛台等上，并且是受欢迎的消费品。链烷烃是不昂贵的原料，这使它成为蜡烛的经济上有吸引力的成分。也许消费者没有认识到，链烷烃也是良好的用于制备蜡烛的原料，因为它满足了蜡烛的相当严格的燃烧要求，这将在下文中更详细地描述。然而，链烷烃类蜡烛具有一个突出的缺点。链烷烃类蜡烛既不透明也不是半透明，事实上是不透明。蜡烛制造者已经认识到对透明蜡烛，尤其采用柱形的即硬质和自支持性的透明蜡烛的未满足要求。因此，文献中描述了制备令人满意的透明柱形蜡烛的各种尝试。一种方法是将热塑性聚酰胺与溶剂结合，其中聚酰胺树脂是从二聚酸形成的并用作凝胶剂。这一方法的实例见于，例如，US专利3,615,289,3,645,705,3,819,342和4,449,987中。由这一方法制造的蜡烛(被称作聚酰胺凝胶蜡烛)具有明显的缺点，限制了它们的工业可行性。例如，此类组合物通常不是非常透明的或甚至半透明的，并需要添加“澄清剂”来获得甚至半透明状态(参见，例如，US3,819,342)。还有，该组合物常常并不象所需要的那样硬，并且需要添加剂来提高劲度和硬度，为的是获得甚至短的柱形(参见US3,645,705)，或简单地建议用于容器中(参见，例如，US3,819,342)。用聚酰胺凝胶剂制备的蜡烛的另一显著问题是它们典型地显示出凝溢，该术语是指在凝胶或胶体悬浮液上形成液体。换句话说，常常在聚酰胺凝胶蜡烛的表面上形成溶剂或其它蜡烛添加剂的液滴。凝溢是蜡烛中最不希望有的性能，因为1)消费者不想接触湿、油性蜡烛；2)随着油的散逸，蜡烛变得更加脆性，和3)一旦蜡烛被点燃，液体溶剂/添加剂的液滴趋向于快速地燃烧，使蜡烛具有焦烧状外观。当蜡烛中引入香料时凝溢是特别突出的通常观察到香料从蜡烛中渗出并且加剧了不稳定燃烧问题(在例如US3,615,289中有讨论)。因此，例如，US3,645,805建议在聚酰胺凝胶蜡烛中只使用少量香料，而US3,615,289推荐至多约2％的香料。当较高量的香料被引入聚酰胺凝胶蜡烛或以下将要讨论的嵌段共聚物凝胶蜡烛中时，将典型观察到香料从蜡烛基质中分离出来并聚集在蜡烛的顶部。香料的离析会使凝胶化的填充香料的蜡烛遇到燃烧不稳定或闪烁问题，因此这些蜡烛趋向于以“失控”方式燃烧，这在现有技术中还未解决。聚酰胺凝胶蜡烛还趋向于“起霜”，这一术语是指在蜡烛的表面上形成不透明区域。起霜作用会引起蜡烛的显著的美感缺陷(不透明区域)，这与透明背道而驰。事实上凝溢和起霜现象反映出这样一种事实聚酰胺凝胶蜡烛的各组分相互之间没有充分的相容性来保持均匀的状态。现有技术已经意识到这一问题并试图借助于各种方法来解决它。两种这类方法是溶剂的精心选择(参见US3,819,342)，和/或在蜡烛组合物中包括添加剂，如“抗不稳定燃烧”化合物(参见US3,615,289)。这些方法仍然没有非常成功地提供为公众所接受的蜡烛。目前还有与用聚酰胺凝胶剂制备的凝胶蜡烛有关的几个其它问题。一个问题是蜡烛无法具有和/或保持完全无色外观。更具体地说，现已观察到这些凝胶蜡烛随着时间推移和/或燃烧的进行而典型地形成不希望有的黄色调。另一个问题是当向聚酰胺凝胶蜡烛中添加色料时，蜡烛的初始颜色会退去，这可能是由于蜡烛的有机组分和色料之间的反应。同时，聚酰胺凝胶蜡烛常常被观察到形成不可逆交联的结构，这是不希望有的，因为一旦熔化组合物被浇铸成蜡烛形式，当原始蜡烛带有结构缺陷时它不能再熔化和再浇铸。一般来说，聚酰胺凝胶蜡烛具有严重的缺点，并且没有受到工业上广泛的接受。制备透明凝胶蜡烛的又一个方法是将嵌段共聚物分散到透明油中，其中优选的嵌段共聚物是橡胶。这一方法的公开物见于，例如，US专利5,578,089和PCT国际申请No.PCT/US96/13993。根据‘089专利，选自二嵌段共聚物，三嵌段共聚物，星形共聚物，多嵌段聚合物和其混合物的至少两种组分可以与烃油一起使用来制备凝胶蜡烛。PCT/US96/13993也涉及各种嵌段共聚物，优选热塑性橡胶，与矿物油一起使用来形成适合于模塑成蜡烛的凝胶。由这些技术制得的蜡烛旨在克服对于聚酰胺凝胶蜡烛所观察到的许多问题。然而，‘089专利指出，尽管蜡烛能够在室温下自由挺立，该专利还建议蜡烛优选被装入容器中。‘089专利建议容器是必要的，因为蜡烛本身的凝胶状性质和当加热时其潜在的流动性。嵌段共聚物蜡烛的凝胶状性质类似于以上所讨论的聚酰胺蜡烛的凝胶状性质尽管“自由挺立”结构可以从这些凝胶中的每一种形成，但这类结构仅仅是在Jell-OTM(众所周知的凝胶化食品)为自由挺立的意义上的那种“自由挺立”。因此，一部分Jell-OTM可以放置在板上并且本身能够在板上方保持一定高度，无需容器包含。在这种意义上，Jell-OTM和现有技术凝胶事实上是自由挺立型。然而，消费者希望蜡烛具有自由挺立的柱形结构，尽管此类结构可以从具有Jell-OTM稠度的材料制成，它只能勉强维持柱形结构-稍有分流和柱子可能会垮掉。尽管现有技术尝试着提高凝胶蜡烛的硬度(参见US3,645,705中公开的作为劲度添加剂的甲基酯)，这些尝试无法提供所需硬度或损害其它性能如透明度，避免凝溢的能力，和自我保持良好的火焰。例如，提高凝胶蜡烛的硬度的尝试在采取措施时将会伴随着熔化凝胶的粘度的提高。更粘性的熔化凝胶将趋向于引入和保留更多的气泡。气泡在冷却蜡烛中的存在将引起蜡烛具有半透明性，而不是所需要的透明外观。为什么凝胶蜡烛常常被建议装在容器中使用而不是在自由挺立式的另一种理由是当受热时凝胶蜡烛的潜在流动性。因此，当从嵌段共聚物制备的现有技术凝胶蜡烛被点燃时，本专利技术人已观察到熔化凝胶流在蜡烛的侧边并流在支承台上，这在商业上是不希望有的。本专利技术人推测这归因于蜡烛材料内部的热转移。因此，接近凝胶蜡烛的火焰和烛芯的高温将快速和有效地转移到这个蜡烛中，这样整个表面被加热到其熔点以上，产生太多的熔化蜡烛。在任何情况下，凝胶蜡烛所具有的潜在流动性问题能够通过将蜡烛放置在容器中来加以避免，这是现有技术中常常建议的方法。由于从模具中分离出凝胶蜡烛的问题，容器的使用是需要的。在现有技术中用于形成凝胶蜡烛的热塑性聚酰胺常常也可以用作胶粘剂。当熔化和/或与油混合时，用于形成凝胶蜡烛的嵌段共聚物是非常粘性的橡胶。因此，现有技术的凝胶蜡烛不易从模具中取出(脱模)，却坚固地保持在模具内而且只能在损坏蜡烛表面外貌的情况下才能取出。损坏外貌将大大地降低蜡烛的透明度，而它是凝胶蜡烛使用的主要目的。所以，尽管人们给予很大的关注，现有技术中对于透明、自由挺立、硬质和带香味的蜡烛仍然有未满足的诸多方面。本专利技术提供一种凝胶结构，它非常适合制备透明蜡烛。还本文档来自技高网...

【技术保护点】
包括燃料和固体涂层的易燃性制品，其中涂层包裹燃料的至少一部分。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：V伯杰，J海德尔，VAG威廉斯，CR弗里哈特，RR戈登，RC马克尤恩，MS帕威林，
申请(专利权)人：友联坎普公司，布什布克艾伦，
类型：发明
国别省市：US[美国]