可生物降解的聚脲/聚氨酯微胶囊制造技术

本发明专利技术涉及一种用于制备可生物降解的聚脲/聚氨酯微胶囊、优选地含香料的聚脲/聚氨酯微胶囊的方法，与现有技术的微胶囊相比，所述微胶囊具有生物降解性、稳定性和性能方面的均衡。此外，本发明专利技术涉及可生物降解的聚脲/聚氨酯微胶囊，所述微胶囊包括根据本发明专利技术的方法获得的至少一种亲脂性活性物质。在另一个方面，本文所述的发明专利技术涉及这种微胶囊或包含根据本发明专利技术微胶囊的微胶囊分散体用于制造家居用品、纺织品护理产品、洗涤剂、织物柔软剂、清洁剂、香味促进剂、香味洗剂或芳香增强剂、化妆品、个人护理产品、农产品或医药产品的用途。最后，本发明专利技术涉及包含这种微胶囊或微胶囊分散体的消费品。品。品。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可生物降解的聚脲/聚氨酯微胶囊


[0001]本专利技术涉及一种用于制备可生物降解的聚脲/聚氨酯微胶囊、优选含香料或调味剂的聚脲/聚氨酯微胶囊的方法，所述微胶囊包括至少一种亲脂性活性物质。与现有技术的微胶囊相比，所述微胶囊具有生物降解性、稳定性和性能方面的均衡。此外，本专利技术涉及可生物降解的聚脲/聚氨酯微胶囊，所述微胶囊包括根据本专利技术的方法可获得的至少一种亲脂性活性物质。在另一个方面，本文所述的专利技术涉及这种微胶囊或包含根据本专利技术微胶囊的微胶囊分散体用于制造家居用品、纺织品护理产品、洗涤剂、织物柔软剂、清洁剂、香味促进剂、香味洗剂或芳香增强剂、化妆品、个人护理产品、农产品、医药产品或纸张印刷涂料的用途。最后，本专利技术涉及包含这种微胶囊或微胶囊分散体的消费品。

技术介绍

[0002]微胶囊是由核及包裹核的壁材组成的颗粒，其中核可以是固体、液体或气体物质，其由高分子的不渗透、可渗透或半渗透的壁材包裹。在制备过程中，经过乳化和凝聚或界面聚合，由起始成分形成的聚合物沉积在待包封的物质上，从而固定下来。核也被称为内相。外相、壳或包裹层等名称也被用于壁。微胶囊的直径通常在1至1000μm的范围内。壁厚通常为0.5至150μm。典型地，装载量可以是25至95重量％，但也可以是1至99重量％。
[0003]此外，包封的目的是保护被包封的有效物质或活性物质，在特定时间有针对性地释放它们，将液体转变为可控制的粉末形式，延缓挥发性组分的损失(例如在芳香剂或调味剂的情况下)，防止与其他混合物组分的过早化学反应，或确保在加工前或加工过程中更好地处理。疏水性活性物质，例如芳香剂或调味剂，可以很容易地通过包封结合到许多不同的应用配方中。
[0004]微胶囊的内容物可以通过各种方式释放，并且尤其基于以下描述的机制之一：通过粉碎或剪切对胶囊进行机械性破坏；通过熔化壁材对胶囊进行破坏，通过溶解壁材对胶囊进行破坏或通过胶囊壁扩散活性物质。
[0005]已知有多种壳材料可用于制备微胶囊。壳可以是天然、半合成或合成材料。例如，天然壳材料为阿拉伯树胶，琼脂，琼脂糖，麦芽糊精，海藻酸或其盐类、如海藻酸钠或海藻酸钙，脂肪和脂肪酸，鲸蜡醇，胶原蛋白，壳聚糖，卵磷脂，明胶，白蛋白，虫胶，多糖如淀粉或葡聚糖，多肽，蛋白质水解物，蔗糖和蜡。此外，半合成壳材料为化学改性的纤维素，尤其是纤维素酯和纤维素醚，如醋酸纤维素、乙基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素和羧甲基纤维素，以及淀粉衍生物，特别是淀粉醚和淀粉酯。合成壳材料例如为聚合物，如聚丙烯酸酯、聚酰胺、聚乙烯醇或聚乙烯吡咯烷酮。
[0006]根据壳材料的类型和制备方法，微胶囊在直径、尺寸分布以及物理和/或化学性质方面相应地产生了不同的性质。
[0007]由多异氰酸酯与多胺和/或二醇或多元醇聚合形成的聚脲微胶囊或聚脲/聚氨酯微胶囊，是已知的胶囊，其用于包括香料在内的多种

[0008]例如，在WO 2011/161229或WO 2011/160733中描述了通过两种多异氰酸酯和一种
多胺反应获得的聚脲微胶囊。根据WO 2011/161229或WO 2011/160733，聚脲微胶囊是在存在聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为保护胶体的情况下制备的。WO 2012/107323公开了一种具有聚脲外壳的聚脲微胶囊，该聚脲外壳包括多异氰酸酯与胍唑(3,5
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二氨基
‑
1,2,4
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三氮唑)和氨基酸在存在阴离子稳定剂或表面活性剂(如阴离子型聚乙烯醇)的情况下的反应产物。EP 0 537467B描述了在存在稳定剂(如聚乙烯醇)的情况下，由含有聚氧化乙烯基的多异氰酸酯制备的微胶囊。根据WO 2007/096592，微胶囊化可以在油相中进行，油相在连续的水相中乳化，连续的水相通常由表面活性剂体系如聚乙烯醇或其羧基化和磺化衍生物稳定。
[0009]上述示例性的来自现有技术的递送系统既具有良好的稳定性、即保留活性物质的能力以及因此胶囊避免挥发性成分损失的能力，又具有良好的性能，例如在芳香剂胶囊的情况下释放芳香剂。
[0010]然而，上述现有技术的微胶囊的缺点是，聚合物胶囊壁或胶囊壳材料需要大量的聚合物来保证足够的稳定性和不遭受太大的活性物质损失。此外，微胶囊化将塑料带入环境，在那里，塑料作为“微塑料”会造成问题。
[0011]由于塑料颗粒对环境的影响越来越受到公众的批评，而且由于社会对环境问题的压力不断增加，对生物基和可生物降解的解决方案的需求不断增长，对于微胶囊化需要开发新材料，以减少环境中的微塑料。在这种情况下，重点是生物基和生物降解材料。
[0012]因此，需要一方面为各自的应用提供具有突出稳定性和突出释放性能的聚脲/聚氨酯微胶囊，另一方面提供主要或几乎完全可生物降解的聚脲/聚氨酯微胶囊。
[0013]然而，在微胶囊的情况下，利用可生物降解材料减少环境中微塑料数量的任务并不是容易解决的，因为微胶囊所期望的功能性，例如嗅觉特性和正面的次级特性，例如高稳定性和毒理学稳定性，在许多应用中与快速生物降解的要求相冲突。
[0014]制备既具有良好的稳定性又具有良好的活性物质释放的微胶囊尤其困难。活性物质的保留能力并因此胶囊避免挥发性成分损失的能力，尤其取决于胶囊在产品基料中的稳定性。然而，特别具有良好稳定性的胶囊并不自动表现出良好的生物降解性。
[0015]随着交联度的提高，微胶囊的稳定性增大，但同时，胶囊壳的生物降解能力也在下降。对于非常稳定的微胶囊，其性能(如感官性能)更低，原因是通过压力、摩擦等原因破裂并释放出活性物质的微胶囊的数量减少。如果微胶囊很不稳定，它在储存过程中就会被破坏，也不会表现出性能。
[0016]在此背景下，本专利技术的综合任务是提供一种用于制备微胶囊的方法，该方法可以一方面提供具有较低聚合物含量的微胶囊，这些微胶囊同时具有高稳定性和所包封的活性物质的优异释放特性以及良好生物降解性的协调关系。
[0017]令人惊讶的发现，该任务可以通过使用氨基酸和脱模剂制备聚脲/聚氨酯微胶囊来解决，该脱模剂被掺入微胶囊壳中。在乳化和交联过程中，通过有针对性地调节pH值，可以进一步提高或优化微胶囊的稳定性和感官性能。通过选择性的使用另一种，即第二催化剂，甚至可以获得具有更好的稳定性和性能的微胶囊。

技术实现思路

[0018]当前问题通过独立权利要求的主题解决。优选的实施方案由从属权利要求的原文以及随后的描述得出。
[0019]因此，本专利技术的第一主题涉及一种用于制备可生物降解的聚脲/聚氨酯微胶囊的方法，该方法按顺序包括以下步骤：(a)进行第一聚合和/或交联步骤，包括：(a1)提供内部非水相，其包含具有两个或更多个异氰酸酯基团的至少一种多异氰酸酯和至少一种待包封的亲脂性活性物质；(a2)提供外部水相，其包含至少一种保护胶体和可选地乳化剂，并且将所述水相的pH值调节为1至5；(a3)将所述内部非水相和所述外部水相混合，获得水包油乳液或分散液；(a4)添加至少一种第一氨基酸或氨基酸盐酸盐和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于制备可生物降解的聚脲/聚氨酯微胶囊的方法，所述方法按顺序包括以下步骤：(a)进行第一聚合和/或交联步骤，包括：(a1)提供内部非水相，其包含具有两个或更多个异氰酸酯基团的至少一种多异氰酸酯和至少一种待包封的亲脂性活性物质；(a2)提供外部水相，其包含至少一种保护胶体和可选地乳化剂，并且将所述水相的pH值调节为1至5；(a3)将所述内部非水相和所述外部水相混合，获得水包油乳液或分散液；(a4)添加至少一种第一氨基酸或氨基酸盐酸盐和催化剂，并且将所述乳液或分散液的pH值调节为4至8；(b)通过加入至少一种羟基供体，进行第二聚合和/或交联步骤；(c)通过添加至少一种第二氨基酸，并且将所述乳液或分散液的pH值调节为4至8，尤其在至少60℃的温度下，进行第三聚合和/或交联步骤，获得微胶囊分散体；(d)可选地添加另外的催化剂，并且将所述乳液或分散液的pH值调节为4至7；(e)将从步骤(c)或(d)获得的微胶囊分散体在至少60℃的温度下固化至少60分钟；(f)添加至少一种脱模剂，并将所述脱模剂掺入微胶囊壳中；(g)对步骤(f)中获得的微胶囊进行后固化；和可选地：(h)将所述微胶囊与所述微胶囊分散体分离，并且可选地干燥所述微胶囊或通过添加增稠剂来调节微胶囊浆料的粘度。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述具有两个或更多个异氰酸酯基团的至少一种多异氰酸酯选自由以下项组成的组：脂肪族、脂环族、氢化芳香族、芳香族或杂环的多异氰酸酯、其取代产物以及上述化合物的混合物，特别地，其中所述至少一种多异氰酸酯包括两种脂肪族多异氰酸酯或一种脂肪族和一种芳香族多异氰酸酯，特别地，其中所述至少一种多异氰酸酯包括具有不同链长的呈交替的单体、低聚或聚合结构的多异氰酸酯。3.根据前述权利要求1或2中任一项所述的方法，其中所述至少一种待包封的亲脂性活性物质选自由以下项组成的组：芳香剂、调味剂、清凉剂、TRPV1和TRPV3调节剂、在皮肤或粘膜上引起刺激性味道或热或热感的物质、或在口腔或咽喉中引起刺麻感的物质、或具有刺激性或辛辣性或收敛作用的活性物质、农药、生物杀灭剂、杀虫剂、驱虫剂类物质、食品添加剂、化妆品活性物质、药物活性物质、染料、染料前体、荧光染料、农用化学品、光学增白剂、溶剂、蜡、硅油、润滑剂、纸张印刷涂料，以及上述两种或更多种活性物质的混合物。4.根据前述权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，从由具有醛、羧酸或酯官能的芳香剂或调味剂组成的组中选择待包封的至少一种亲脂性活性物质。5.根据前述权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述保护胶体选自由以下项组成的组：
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二醇，特别是乙二醇、1,2
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丙二醇、1,3
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丙二醇、1,2
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丁二醇、异构体丁二醇、1,2
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戊二醇、1,2
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己二醇、1,2
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辛二醇、1,2
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癸二醇、1,2
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十二烷二醇，和
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多元醇，优选三元醇，尤其甘油及其乙氧基化和丙氧基化产物；三羟甲基丙烷及其乙氧基化和丙氧基化产物；聚乙烯醇(PVOH)及其衍生物，尤其铵或磺酸盐官能化的聚乙烯醇；
多酚，尤其1,3,5
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三羟基苯；多糖，尤其葡萄糖，淀粉或化学、机械和/或酶改性的淀粉，纤维素衍生物，例如羟乙基纤维素、尤其季铵化羟乙基纤维素和羧甲基纤维素，
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聚乙烯吡咯烷酮，马来酸乙烯基共聚物，木质素磺酸钠，马来酸酐/苯乙烯共聚物，乙烯/马来酸酐共聚物，环氧乙烷、环氧丙烷和聚乙氧基化山梨醇酸酯的共聚物，十二烷基硫酸钠，
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动物和植物聚合物，特别是阿拉伯树胶(塞内加尔型和塞伊尔型)、蛋白质、明胶、乳香树脂、虫胶、木质素、壳聚糖、皂苷，以及上述化合物的混合物。6.根据前述权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述保护胶体与淀粉组合使用。7.根据前述权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，从由精氨酸、组氨酸、赖氨酸、色氨酸、鸟氨酸、盐酸精氨酸、盐酸组氨酸、盐酸赖氨酸、盐酸色氨酸、盐酸鸟氨酸及其混合物组成的组中选择至少一种第一氨基酸。8.根据前述权利要求1至7中任一项所述的方法，其中所述第一催化剂选自由以下项组成的组：二氮杂双环[2.2.2]辛烷(DABCO)、铋催化剂和锡催化剂以及上述催化剂的混合物；以及可选的其他催化剂，所述其他催化剂选自由以下项组成的组：对甲苯磺酸、硫酸、氧化锗或酶催化剂、尤其南极假丝酵母脂肪酶B(CALB)。9.根据前述权利要求1至8中任一项所述的方法，其中所述羟基供体为具有两个或更多个羟基基团的多元醇，尤其是甘油，丙二醇，1,3,5
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三羟基苯，淀粉，改性淀粉，纤维素衍生物如羟乙基纤维素、尤其是季铵化羟乙基纤维素，或羧甲基纤维素，阿拉伯树胶(塞内加尔型和塞伊尔型)或其混合物。10.根据前述权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于，从由精氨酸、组氨酸、天...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱利安，
申请(专利权)人：西姆莱斯股份公司，
类型：发明
国别省市：