非水包封制造技术

一种用于形成包封的亲水材料的非水包封方法，其包含提供一种乳液体系，该乳液体系包含有包含一种或多种烃的烃组分、包含选自一种或多种胺和一种或多种醇中的至少一种的亲水组分、包含碱的盐酸盐的分配抑制剂组分(该碱的共轭酸的pKa为1至15)、包含重均分子量为300至600千道尔顿的聚异丁烯聚合物的粘度调节剂组分，以及包含一种或多种疏水改性粘土的乳化剂组分。该方法还包含处理乳液体系以形成至少一个连续相和包封的分散相，包封的分散相包含包封在其中的亲水组分并且包封的分散相与连续相分离以形成包封的亲水材料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】非水包封
实施例涉及用于包封材料的非水乳液体系、使用所述非水乳液体系包封材料的方法，以及用所述用于包封材料的非水乳液体系形成的微胶囊。
技术介绍
寻求微粒的包封，以例如通过隔离保护相关化合物和/或允许反应性或非反应性微粒的受控释放。例如，许多材料、生物和农业应用对亲水有效载荷(材料)，如胺和醇的包封方法有很高的需求。例如，胺微胶囊和/或醇微胶囊在开发先进的智能材料，例如受控释放方面已引起了相当大的兴趣。然而，亲水包封体系存在几个问题，例如亲水有效载荷中的高水含量、复杂的包封技术和/或较差阻隔性质。在这点上，胺和醇的包封可能难以通过大多数常规的包封技术，例如乳液模板界面聚合、微流体、胺渗透到中空微胶囊中、溶剂蒸发和微流体等来加以实现，例如，由于大量溶剂残留、较差阻隔性质和/或不可规模化生产(例如用于工业应用)的问题。已经提出使用非水体系来包封例如胺和醇的材料，例如，因为据信水残留物可能会促进有效载荷的过早释放。进一步，许多包封体系可能与水反应，这可能导致不希望的副产物。此外，设计非水体系(例如，不添加水的体系)可以减少使用能量密集型干燥步骤的可能性和/或避免对能量密集型干燥步骤的需要。因此，寻求一种简化的技术来生产具有最小化的水有效载荷和/或不含水有效载荷、具有高有效载荷负载和/或良好阻隔性质特征的微胶囊(即，包封材料)。
技术实现思路
实施例可以通过提供用于形成包封的亲水材料的非水包封方法来实现，该方法包含提供一种乳液体系，该乳液体系包含有包含一种或多种烃的烃组分、包含选自一种或多种胺和一种或多种醇中的至少一种的亲水组分、包含碱的盐酸盐的分配抑制剂组分(该碱的共轭酸的pKa为1至15)、包含重均分子量为300至600千道尔顿的聚异丁烯聚合物的粘度调节剂组分，以及包含一种或多种疏水改性粘土的乳化剂组分。该方法还包含处理乳液体系以形成至少一个连续相和包封的分散相，所述包封的分散相包含包封在其中的亲水组分并且所述包封的分散相与连续相分离以形成包封的亲水材料。附图说明图1示出了亲水材料的非水包封的示例性过程。图2A、2B、2C、2D、3A和3B示出了分配抑制剂的分析。图4A、4B和4C示出了乳化剂的分析。图5A和5B示出了粘度调节剂的分析。图6A和6B示出了使用DETA作为亲水组分制备的实例1的分析。图7示出了使用其他亲水组分制备的实例的分析。具体实施方式实施例涉及亲水材料的非水包封，所述亲水材料例如胺、醇和其他可用于生产聚合物产品(例如，基于聚氨酯的产品)的反应性或非反应性添加剂。非水包封是基于油包油乳液体系，通过控制有效载荷分配实现。通常，胶囊的形成需要产生含有至少一种水相的乳液。然而，水对许多反应体系可能是有害的。实施例涉及引入基于两种有机的基本无水相之间的相分离的稳定的基本无水的油包油乳液体系。乳液体系包含分散相和连续相。基本上非水和无水是指按乳液体系的总重量计，水以小于0.5重量％的量存在。例如，水可以不单独添加到乳液体系中，但是可以以少量存在于用于形成乳液体系的组分中。油包油乳液体系可能非常适合在非水环境中形成微胶囊(也称为包封材料)。对于乳液体系，需要合适的溶剂对来驱动相分离成为乳液。例如，常规非水乳液中使用的液体对包含非极性溶剂(如烃和聚合物)和高极性溶剂(如甲醇、甲酰胺和醇)的组合。然而，极性有机有效载荷通常在两个相都分配，潜在地干扰随后的包封化学。因此，对于用于包封亲水有效载荷的乳液体系，希望保持有效载荷与连续相的不混溶性，并调节界面聚合动力学。在这样的乳液体系中，反应性极性有效载荷如胺和醇可能倾向于在两个乳液相之间分配，潜在地干扰随后的界面聚合和/或促进Ostwald熟化(这可能显著降低乳液稳定性)。掺入有效的分配抑制剂是将活性核心物质保持在乳化液滴内的一种建议途径。进一步，不利的反应物输送可能产生局部动力学湍流，导致壳生长中断和/或产生低质量壳材料。建议将连续相的粘度保持在一定水平，作为改变反应物扩散速率的高效方法，以减少界面上不希望的动力学湍流。示例性实施例涉及可被称为Pickering乳液体系的非水乳液体系，是指由吸附在两相之间的界面上的固体颗粒建立的乳液体系。这种Pickering乳液体系的示例图如下：例如，在乳液体系中，如果两种不同的不混溶溶剂(例如非水溶剂)混合，一种溶剂的小液滴可以形成并分散在整个体系中，产生两种不同的相。最终，液滴聚结在一起，减少体系中的能量。然而，如果将固体颗粒添加到混合物中，颗粒会结合到两相之间的界面的表面，并降低液滴聚结的可能性、最小化液滴和/或防止液滴聚结。进一步，根据示例性实施例，连续相的粘度可以于23℃下在1500-4500cP之间调节(例如，以最小化动力学湍流和/或减少聚结)。结果可能是乳液体系具有增加的体系稳定性，例如，在室温下具有良好的储存稳定性，其中两相在延长的时间段内基本保持。进一步，所得的包封材料在连续相中和/或在另一种液体(如液体环氧树脂和/或用于形成聚氨酯聚合物的配制体系)中可以显示出良好的稳定性(例如，基本上保持在壳构造中)。提高的稳定性(例如，在室温和/或更高的温度下)可以实现为工业应用中所用溶液的延长适用期和/或保质期。在示例性实施例中，乳液体系包含不混溶的烃-胺对液体和/或不混溶的烃-醇对液体。烃组分包含一种或多种烃。胺和/或醇形成亲水组分，该亲水组分包含选自一种或多种胺和一种或多种醇中的至少一种。烃组分和亲水组分可以以0.5:2.0至2.0:0.5(例如，0.7:1.5至1.5:0.7)的重量比存在。乳液体系还包含掺入分配抑制剂组分、粘度调节剂组分和乳化剂组分。分配抑制剂、粘度调节剂和/或乳化剂在被添加到乳液体系之前，在室温下可以是固体。烃液体可以包含具有2至100个碳原子(例如，2至50个碳原子、2至25个碳原子)的一种或多种烃。烃液体可以包含环状烃、直链烃和/或支链烃。在烃液体的示例性实施例中，包含至少一种环状烃和直链烃。环状烃和直链烃可以以0.5:2.0至2.0:0.5(例如，0.7:1.5至1.5:0.7)的重量比存在。亲水组分液体可以包含一种或多种胺和/或重均分子量为50道尔顿至30千道尔顿的一种或多种醇。例如，一种或多种胺可以具有50道尔顿至1000道尔顿、50道尔顿至500道尔顿、50道尔顿至250道尔顿等的重均分子量。一种或多种醇可以具有50道尔顿至1000道尔顿、50道尔顿至500道尔顿、50道尔顿至250道尔顿等的重均分子量。乳液体系还包含有包含一种或多种分配抑制剂的分配抑制剂组分和包含一种或多种粘度调节剂的粘度调节剂组分。一种或多种分配抑制剂可以在分散相中，并且一种或多种粘度调节剂可以在连续相中。分配抑制剂是碱的盐酸盐，该碱的共轭酸的pKa为1至15(例如5至15、10至15等)。例如，盐酸盐可能不会与胺发生剧烈反应。相对于亲水组分的总重量，分配抑制剂组分可以以至少10重量％、至少31重量％、至少40重量％、至少50重量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于形成包封的亲水材料的非水包封方法，所述方法包括：/n提供一种乳液体系，所述乳液体系包含：/n烃组分，所述烃组分包含一种或多种烃，/n亲水组分，所述亲水组分包含选自一种或多种胺和一种或多种醇中的至少一种，/n分配抑制剂组分，所述分配抑制剂组分包含碱的盐酸盐，所述碱的共轭酸的pKa为1至15，/n粘度调节剂组分，所述粘度调节剂组分包含重均分子量为300至600千道尔顿的聚异丁烯聚合物，以及/n乳化剂组分，所述乳化剂组分包含一种或多种疏水改性粘土；以及/n处理所述乳液体系以形成至少一个连续相和包封的分散相，所述包封的分散相包含包封在其中的所述亲水组分；/n所述包封的分散相与所述连续相分离以形成所述包封的亲水材料。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171106 US 62/5818181.一种用于形成包封的亲水材料的非水包封方法，所述方法包括：
提供一种乳液体系，所述乳液体系包含：
烃组分，所述烃组分包含一种或多种烃，
亲水组分，所述亲水组分包含选自一种或多种胺和一种或多种醇中的至少一种，
分配抑制剂组分，所述分配抑制剂组分包含碱的盐酸盐，所述碱的共轭酸的pKa为1至15，
粘度调节剂组分，所述粘度调节剂组分包含重均分子量为300至600千道尔顿的聚异丁烯聚合物，以及
乳化剂组分，所述乳化剂组分包含一种或多种疏水改性粘土；以及
处理所述乳液体系以形成至少一个连续相和包封的分散相，所述包封的分散相包含包封在其中的所述亲水组分；
所述包封的分散相与所述连续相分离以形成所述包封的亲水材料。


2.根据权利要求1所述的方法，其中所述烃组分至少包含重量比为0.5:2.0至2.0:0.5的环烃和直链烃。


3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中所述烃组分和所述亲水组分以0.5:2.0至2.0:0.5的重量比存在。


4.根据权利要求1至3中任一项所...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕晓村，J·S·卡茨，A·K·施密特，J·S·穆尔，
申请(专利权)人：陶氏环球技术有限责任公司，伊利诺伊大学评议会，罗门哈斯公司，
类型：发明
国别省市：美国;US