本发明专利技术公开了一种微纳碳酸钙稳定的pH响应型皮克林乳液，使氯化钙溶液与脂肪烃溶剂油在脂肪酸疏水改性的碳酸钙颗粒的稳定作用下乳化获得皮克林乳液，通过钙离子与碳酸钙表面修饰的脂肪酸根在不同pH下的相互作用，使得碳酸钙表面在不同pH下发生亲疏水性改变，从而带来乳液相类型根据pH变化而改变的效果。所获得的pH响应型皮克林乳液可广泛用于涂料、流体运输、食品和化妆品等领域。食品和化妆品等领域。食品和化妆品等领域。
【技术实现步骤摘要】
一种微纳碳酸钙稳定的pH响应型皮克林乳液
[0001]本专利技术涉及皮克林乳液相关领域，具体讲是一种微纳碳酸钙稳定的pH响应型皮克林乳液，通过水相中钙离子与疏水改性碳酸钙表面脂肪酸根的相互作用实现乳液的pH响应性，可使乳液类型从油包水(O/W)转变为水包油(W/O)型或从水包油转变为油包水型。此乳液制备和应用涉及胶体分散、涂料、流体运输、食品和化妆品等领域。
技术介绍
[0002]皮克林(Pickering)乳液是以超细固体颗粒作为乳化剂而得到的乳状液，即不必用两亲性的表面活性剂来降低界面张力，直接用胶体尺寸范围的胶体微粒分散于乳液之中即可制得稳定的乳液。与传统表面活性剂稳定的乳液相比，皮克林乳液具有诸多显著优势：可显著降低乳化剂的用量，对人体的毒害远小于表面活性剂，对环境友好。因此，皮克林乳液在食品、化妆品、医药等领域均有着重要的应用价值。皮克林乳液的类型主要取决于所用固体颗粒的亲疏水性，固体颗粒亲水，则易形成水包油型乳液；反之，固体颗粒疏水，则易形成油包水型反相乳液。已有许多种类的固体颗粒被成功用于皮克林乳液的制备。例如二氧化钛、二氧化硅、硅藻土、碳酸钙等。
[0003]在工业应用中，颗粒稳定剂需满足价格低廉、易于获得、环境友好、对生物亲和等特点，而碳酸钙(CaCO3)均满足这些需求。碳酸钙是一种十分常见的无机化合物，具有原料来源广泛、价格低廉、无毒无害，环境友好，稳定性好等显著优点。此外碳酸钙的制备过程容易控制，利于实现工业化生产，这使得碳酸钙的需求量快速递增，因此，碳酸钙已经广泛应用于塑料、橡胶、造纸、涂料等行业当中，起到降低成本，改善产品性能的作用，其也可应用于稳定剂用于皮克林乳液的制备。通过pH、温度等环境刺激改变碳酸钙稳定的乳液的类型，在建筑涂料、流体运输、食品和化妆品产业存在广阔的应用前景。已有文献(CN202110355038.0)在碳酸钙颗粒表面聚合入具有pH响应的功能基团，通过pH的改变可改变基团的亲疏水性，从而带来乳液类型的转变。然而，在颗粒表面聚合或接入pH或温度响应的基团，操作复杂且带来成本的提高。目前尚缺少一种简单而有效的方法来实现碳酸钙稳定皮克林乳液的pH响应，使之随pH的变化带来相类型的变化。
技术实现思路
[0004]因此，为了解决上述不足，本专利技术在此提供一种微纳碳酸钙稳定的pH响应型皮克林乳液，通过钙离子与碳酸钙表面修饰的脂肪酸根在不同pH下不同相互作用，使得碳酸钙表面发生亲疏水性改变，从而带来乳液相类型的转变，pH的改变可使得乳液转变为油包水型或水包油型。
[0005]本专利技术是这样实现的，构造一种微纳碳酸钙稳定的pH响应型皮克林乳液，其制备和乳液相类型转变步骤包括：
[0006](1)使用去离子水和无水氯化钙配制浓度为80
‑
1000mmol/L的氯化钙溶液，进一步用盐酸将溶液pH值调整至2
‑
4，得到水相；
[0007](2)称取一定质量表面经长链脂肪酸疏水改性的疏水微纳碳酸钙颗粒，加入到一定体积脂肪烃溶剂油中，搅拌使得碳酸钙颗粒分散入脂肪烃溶剂油，形成均匀的悬浮油；
[0008](3)在乳化剪切作用下将水相逐渐滴加到悬浮油中，全部滴完后继续乳化1
‑
3min，获得油包水型皮克林乳液；
[0009](4)乳液的相类型转变：向所制得油包水乳液中滴加氢氧化钠溶液使得乳液pH达到9
‑
13，乳化1
‑
3min，乳液可转变成水包油型，再次向水包油型乳液滴加盐酸溶液使得乳液pH达到2
‑
4，乳化1
‑
3min，乳液可转变成油包水型，如此反复。
[0010]优选地，所述微纳碳酸钙水改性碳酸钙接触角为110
‑
140
°
，用量为水相质量的2
‑
6wt％，粒径为30nm
‑
10μm；
[0011]优选地，所述碳酸钙悬浮油和水相的体积比为1:2
‑
2:1；
[0012]优选地，乳化条件为1000
‑
5000rpm乳化1
‑
3min。
[0013]优选地，乳液的相类型转变所用氢氧化钠溶液和盐酸溶液浓度为0.01
‑
0.3％；
[0014]酸碱溶液会对水相中钙离子浓度的稀释，相转变次数根据氯化钙溶液和酸碱溶液浓度，为1
‑
10次。
[0015]本专利技术具有如下优点：本专利技术涉及一种微纳碳酸钙稳定的pH响应型皮克林乳液，相对于现有技术具有如下有益效果：
[0016]本专利技术采用钙离子溶液作为水相，通过钙离子与碳酸钙表面修饰的脂肪酸根在不同pH下的相互作用，使得碳酸钙表面发生亲疏水性改变，从而带来乳液相类型的转变，pH的改变可使得乳液转变为油包水型或水包油型。在pH值为7左右时，碳酸钙表面经脂肪酸根修饰表面为疏水状态，此时其稳定获得的皮克林乳液为油包水型；此时，当水相中存在80mmmol以上的氯化钙，钙离子会争夺碳酸钙表面的脂肪酸根并形成游离脂肪酸钙进入油相，导致碳酸钙表面由疏水变为亲水，此时的获得的皮克林乳液为水包油型。在氯化钙溶液中加入盐酸，盐酸与脂肪酸钙反应产生脂肪酸根和氯化钙，脂肪酸根能吸附在碳酸钙表面，使碳酸钙表面呈疏水状态，导致乳液呈油包水型。进一步向体系中加入氢氧化钠，氢氧化钠与颗粒表面脂肪酸根发生中和反应，形成脂肪酸钠，此时脂肪酸根又可与钙离子反应生成脂肪酸钙，此过程使得碳酸钙失去脂肪酸表面修饰变得亲水，相应的乳液又变成水包油型，如此反复。
[0017]本专利技术以价格低廉且已实现广泛商品化的脂肪酸疏水改性碳酸钙颗粒作为皮克林乳液的稳定剂，通过简单的离子相互作用实现皮克林乳液的pH值响应，通过pH值的改变可使得乳液从油包水型转变为水包油型或从水包油型转变为油包水型，无需采用pH响应基团修饰碳酸钙表面，乳液制备过程大幅简化。所获得的pH响应型皮克林乳液可广泛用于涂料、流体运输、食品和化妆品等领域。
附图说明
[0018]图1是微纳碳酸钙稳定的pH响应型皮克林乳液制备和相类型转变示意。
具体实施方式
[0019]下面将结合附图1对本专利技术进行详细说明，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0020]本专利技术通过改进在此提供一种微纳碳酸钙稳定的pH响应型皮克林乳液，下面结合实施例对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0021]实施例1：
[0022](1)使用去离子水和无水氯化钙配制浓度为80mmol/L的氯化钙溶液，进一步用盐酸将溶液pH值调整至2，得到水相；
[0023](2)称取6g表面经硬脂酸疏水改性的，接触角为140...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种微纳碳酸钙稳定的pH响应型皮克林乳液，其特征在于；其制备和乳液相类型转变步骤包括：(1)使用去离子水和无水氯化钙配制浓度为80
‑
1000mmol/L的氯化钙溶液，进一步用盐酸将溶液pH值调整至2
‑
4，得到水相；(2)称取一定质量表面经长链脂肪酸疏水改性的疏水微纳碳酸钙颗粒，加入到一定体积脂肪烃溶剂油中，搅拌使得碳酸钙颗粒分散入脂肪烃溶剂油，形成均匀的悬浮油相；(3)在乳化剪切作用下将水相逐渐滴加到悬浮油中，全部滴完后继续乳化1
‑
3min，获得油包水型皮克林乳液；(4)乳液的相类型转变：向所制得油包水乳液中滴加氢氧化钠溶液使得乳液pH达到9
‑
13，乳化1
‑
3min，乳液可转变成水包油型，再次向水包油型乳液滴加盐酸溶液使得乳液pH达到2
‑
4，乳化1
‑
3min，乳液可转变成油包水型，如此反复。2.根据权利要求1所述的一种微纳碳酸钙稳定的pH响应型油包水皮克...
【专利技术属性】
技术研发人员：田兴友，李坤，曹宇翔，李潇潇，林瑜薇，袁云，孙俊，刘研研，王化，胡坤，张海宝，
申请(专利权)人：中科乐美科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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