活性染料微胶囊的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种活性染料微胶囊的制备方法，具体是以明胶-阿拉伯树胶为囊壳材料，活性染料为芯材，通过水相相分离原理制备活性染料微胶囊的方法。本发明专利技术工艺简单，不需要特殊的工艺设备，包埋率高，成本较低。本发明专利技术制得的微胶囊粒径分布均匀(直径10～40μm之间)，具有很好的韧性，囊壁牢固，且对所包囊的染料具有不渗透性。本发明专利技术较好地解决了活性染料的扩散性问题，能减少染料粉尘污染环境。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及染料微胶囊，具体地说是一种以明胶-阿拉伯树胶为囊壳材料，利用 相分离的原理制备活性染料微胶囊的方法。
技术介绍
自1%4年帝国化学工业首次合成活性染料以来，世界各国相继对活性染料开展 了研究和生产，目前已有四千多种该类产品。随着石油化工的发展，我国的活性染料工业 也得到快速的发展，并逐渐成为世界上最大的活性染料生产国。但随着其应用实践的不断 开发，活性染料所表现出来的高难度技术问题也越来越多，如固色率不高、湿摩擦牢度差、 日光牢度差、上染过程中耗盐量大等缺点，为了达到好的上染效果，常常需要加大染料使用 量，同时加入大量的盐，这样不仅提高了劳动强度，最为重要的是造成了染料废水中的高盐 度，很大程度上增加了活性染料染色过程中废水的治理难度。此外，在染料生产和配色过程 中所存在的粉尘问题，也会严重危害生产者的健康。而将活性染料胶囊化，可以较好的贮存 染料分子，改善其理化性质，提高物质的稳定性和耐用性，使物质免受环境的影响，同时也 可降低染料粉尘对人体健康的危害，减少毒副作用。通常无机材料和有机材料均可以用作壁材来包覆芯材，其中高分子壁材最为常 用，如聚氯乙烯、聚醚、聚乙二醇、聚酰胺、聚脂、聚氨基酸、纤维素及明胶等。国内目前研究 较多的是分散染料的微胶囊化，如东华大学的陈水林等采用原位聚合法和界面聚合法，通 过单体聚合制得了分散染料微胶囊，有效控制了染料的释放，可以减少分散染料对环境的 污染。但是与分散染料相比，活性染料具有较好的水溶性，用传统的微胶囊化工艺不易包 覆。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种，该方法制备的微胶囊粒径 分布均勻，包埋率较高，制备的微胶囊可以解决活性染料的扩散性问题，降低染料粉尘对环 境的污染。本专利技术提供的一种，首先将活性染料进行双重乳化， 形成双重乳状液，随后再采用壳材料包囊在双重乳状液周围制得活性染料微胶囊。具体方 法，包括如下步骤(1)内水相的制备将活性染料溶于0. 5 3%的聚乙烯醇水溶液中，再加入亲水 性乳化剂Tween 20，搅拌均勻作为内水相W1。所述的聚乙烯醇水溶液中，聚乙烯醇所占比例不可太高，否则内水相太粘，不利于 微胶囊化。所述的活性染料用量为内水相总量的0. 3 5% (重量)，亲水性乳化剂Tween 20 的用量为内水相总量的2 8% (重量)。(2)油相的制备将亲油性乳化剂加入环己烷中，混合均勻作为油相0。所述的亲油性乳化剂为Span类表面活性剂，如SpanSO、Span85等，其用量为油相 总重量的1 10%。(3)将步骤(1)制备的内水相W1加入到到步骤(2)制备的油相O中，超声乳化，形 成W1A)型乳状液。(4)外水相的制备将囊壳材料明胶和阿拉伯树胶溶于适量热水中，并向其中加 入少量的表面活性剂十二烷基硫酸钠作为外水相W2。明胶和阿拉伯树胶的用量均为外水相总量的 5% (重量)，两者质量比为1 Io表面活性剂十二烷基硫酸钠的用量为外水相总量的0. 01 0. 1 % (重量)，最佳 用量为0. 03 0. 05%。(5)将步骤C3)制备的W1A)型乳状液加入到步骤(4)制备的外水相W2中，缓慢搅 拌8 20min，并控制温度在40 50°C，使形成W1ZWW2型乳状液。(6)用醋酸溶液缓慢调节W1AVW2型乳状液的PH值至3 4，搅拌8 15min后， 缓慢冷却至室温，这时明胶与阿拉伯树胶发生复相凝聚，沉积在微胶囊的表面。(7)微胶囊的固化用冰水浴将步骤(6)所得产物降温至10°C以下，保持30 50min，加入37%的甲醛溶液，固化50 60min，甲醛溶液加入量占步骤(6)所得产物质量 的3 9%，再用NaOH溶液调节pH至10，缓慢加热至60°C，反应50 80min，放置冷却，分 离，洗涤，冷冻干燥得到活性染料微胶囊。所述步骤(5)中形成WW1AVW2型乳状液中，内水相油相外水相的质量比 1 1 5 1 5，最佳质量比为1 2 3 2 3。所述的活性染料为活性艳红M-;3BE、活性蓝M-2GE、活性艳红M_2B等M型活性染 料，其它类型活性染料的微胶囊化也适用于该方法。所述微胶囊化过程中，由于明胶-阿拉伯树胶混合胶体形成的囊壁牢度不够，所 以最后用甲醛在碱性条件下进行固化，降低囊壁对温度的敏感性。本专利技术合成工艺简便，不需要特殊的工艺设备，成本较低，制备的微胶囊粒径均勻 分布在10 40μπι之间，囊壁牢固，受温度影响不大。说明书附1实施例1制备得到的活性染料微胶囊显微镜照片具体实施例方式实施例1(1)内水相的制备将0. Ig活性艳红Μ-3ΒΕ溶于20mL 的聚乙烯醇水溶液中， 再加入Ig亲水性乳化剂Tween 20，搅拌均勻作为内水相巧。(2)油相的制备向50mL环己烷中加入2g亲油性乳化剂SpanSO，混合均勻作为油 相O。(3)将内水相巧加入到环己烷与SpanSO组成的油相O中，超声乳化，形成W1A)型 乳状液。(4)外水相的制备分别将0. 75g明胶和0. 75g阿拉伯树胶溶于50mL热水中，将 两者混合液作为外水相W2，并向外水相中加入0. 02g表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)。(5)将步骤(3)制备的W1A)型乳状液加入到外水相中W2，加入三口烧瓶中缓慢搅 拌lOmin，并控制温度为45°C，使形成W1AVW2型乳状液。(6)用5%冰醋酸(HAc)溶液缓慢调节W1AVW2型乳状液的pH值至3 4，搅拌 1Omin后，缓慢冷却至室温，这时明胶与阿拉伯树胶可以发生复相凝聚，沉积在微胶囊的表 (7)微胶囊的固化，用冰水浴将上述凝聚液降温至10°C以下，保持40min，加入5 10ml37%的甲醛溶液，固化60min，再用10% NaOH溶液调节溶液体系pH为10，缓慢加热至 60°C，反应60min，使微胶囊固化。(8)反应结束后，放置冷却，通过分离，洗涤，冷冻干燥得到活性艳红M-3BE微胶囊产品。在显微镜下观察微胶囊的粒径分布，用相机对准目镜进行图像采集，测得微胶囊 粒径分布在10 40 μ m之间。与染料芯材相比，染料微胶囊在空气中粉尘扩散性明显降低。实施例2(1)内水相的制备，将0. 2g活性蓝M-2GE溶于35mL 1. 5%的聚乙烯醇水溶液中， 再加入2. 1g亲水性乳化剂Tween 20，搅拌均勻作为内水相巧。(2)油相的制备，向95mL环己烷中加入3. 5g亲油性乳化剂SpanSO，混合均勻作为 油相O。(3)将内水相巧加入到环己烷与SpanSO组成的油相O中，超声乳化，形成W1A)型 乳状液。(4)外水相的制备，分别将1. 6g明胶和1. 6g阿拉伯树胶溶于IOOmL热水中，将两 者混合液作为外水相W2，并向外水相中加入0. 05g表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)。(5)将步骤( 制备的W1A)型乳状液加入到外水相中W2，加入三口烧瓶中缓慢搅 拌15min，并控制温度为45°C，使形成W1AVW2型乳状液。(6)用5%冰醋酸(HAc)溶液缓慢调节W1AVW2型乳状液的pH值至3 4，搅拌 1Omin后，缓慢冷却至室温，这时明胶与阿拉伯树胶可以发生复相凝聚，沉积在微胶囊的表(7)微胶囊的固化，用冰水浴将上述凝聚液降温至10°C以下，保持45min，加入 12 20ml37%的甲醛溶液本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种活性染料微胶囊的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（１）内水相的制备：将活性染料溶于０．５～３％的聚乙烯醇水溶液中，再加入亲水性乳化剂Ｔｗｅｅｎ　２０搅拌均匀作为内水相Ｗ１；其中活性染料用量为内水相总量的０．３～５％，亲水性乳化剂Ｔｗｅｅｎ　２０的用量为内水相总量的２～８％；（２）油相的制备：将亲油性乳化剂加入环己烷中，混合均匀作为油相Ｏ；所述的亲油性乳化剂为Ｓｐａｎ类表面活性剂，用量为油相总量的１～１０％；（３）将内水相Ｗ１加入到油相Ｏ中，超声乳化，形成Ｗ１／Ｏ型乳状液；（４）外水相的制备：将囊壳材料明胶和阿拉伯树胶溶于适量热水中，并向其中加入少量表面活性剂十二烷基硫酸钠作为外水相Ｗ２；明胶和阿拉伯树胶的用量均为外水相总量的１％～５％，明胶和阿拉伯树胶的质量比１∶１；十二烷基硫酸钠的用量为外水相总量的０．０１～０．１％；（５）将Ｗ１／Ｏ型乳状液加入到外水相Ｗ２中，缓慢搅拌８～２０ｍｉｎ，并控制温度在４０～５０℃，形成Ｗ１／Ｏ／Ｗ２型乳状液；（６）用醋酸溶液缓慢调节Ｗ１／Ｏ／Ｗ２型乳状液的ｐＨ值至３～４，搅拌８～１５ｍｉｎ后，缓慢冷却至室温；（７）微胶囊的固化：用冰水浴将步骤（６）所得产物降温至１０℃以下，保持３０～５０ｍｉｎ，加入３７％的甲醛溶液，固化５０～６０ｍｉｎ，甲醛溶液加入量占步骤（６）所得产物质量的３～９％，再用ＮａＯＨ溶液调节ｐＨ至１０，缓慢加热至６０℃，反应５０～８０ｍｉｎ，放置冷却，分离，洗涤，冷冻干燥得到活性染料微胶囊；所述的Ｗ１／Ｏ／Ｗ２型乳状液中内水相、油相和外水相的质量比为１∶１～５∶１～５。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：宋金萍，卞伟，鞠东，董川，双少敏，
申请(专利权)人：山西大学，
类型：发明
国别省市：14