[发明专利]一种以偶氮类盐酸盐改性的提高包裹率的微胶囊的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及微胶囊的生产技术领域。

背景技术

微胶囊是一种具有核-壳结构的微小胶囊产品，微胶囊技术广泛应用于制药工业、涂料、胶黏剂、食品、阻燃剂、石油化工、油墨及纺织等多个领域。 另外，微胶囊的制备技术也非常成熟，主要有原位聚合法、界面聚合法、油相相分离法等。

传统工艺中使用单一的表面活性剂，很少使用引发剂，制备出的微胶囊分散性较差，粒径分布不集中，尺寸不易于控制，粘结度较高。且以上制备工艺制得的微胶囊的包裹率只能达到75%左右。

发明内容

本发明的目的是提出一种能提高微胶囊芯材包裹率的、以偶氮类盐酸盐改性的微胶囊的制备方法。

本发明的技术方案是：在溶剂存在下，将表面活性剂、偶氮类盐酸盐、过硫酸铵和2，3-二甲基苯胺混合进行反应，取反应生成的固相，经洗涤、干燥，得改性的微胶囊。

本发明以偶氮类盐酸盐为芯材，2，3-二甲基苯胺为壳材，以过硫酸铵为引发剂，过氧乙酸用于调节pH值。

本发明中加入表面活性剂是为了其溶解后产生的离子会掺杂到2，3-二甲基聚苯胺壳材当中，对2，3-二甲基聚苯胺壳材进行了一定程度的改性，使得产品分散在丁醇中进行聚合反应；另一方面过硫酸铵溶液的加入是为了引发2，3-二甲基苯胺，2，3-二甲基苯胺的聚合不仅仅需要在酸性环境下，另外还需要有强氧化剂存在的条件下才能实现。

本发明采用的偶氮类盐酸盐是水溶性的芯材，水溶性的引发剂是引入了亲水性基团而使引发剂容易溶于水，可广泛应用于乳液聚合、水溶液聚合等，因其氰基被取代，所以是无毒的。水溶性偶氮引发剂的优势在于这种水溶性引发剂普遍适用于高分子合成的水溶液聚合与乳液聚合中。与一般类型的偶氮引发剂相比，水溶性偶氮引发剂引发效率高，产品的相对分子质量相对比较高、水溶性好、且残留体少。与无机过硫酸盐和其它水溶性引发剂相比较，偶氮类盐酸盐能进行平滑、稳定、可控制的分解反应，产生高线性和高分子量的聚合物。尤其在含有氯离子的溶液里，当溶液PH值<7时，强氧化性的基团与氯离子在pH<7时能产生Cl₂，而氯离子则能充当链终止剂，从而使分子量下降。基于这一点，使用不能氧化氯离子的水溶性偶氮类引发剂会得到更高分子量的聚合物。

与偶氮腈类产品不同，因其不含腈基，分解产物无毒，同时比其他引发剂分解平稳，转化率高，聚合过程不出现残渣和结块；在低温、低浓度下能够高效引发聚合，生成高线性和高分子量聚合物，因此被广泛应用于高分子合成的水溶液聚合和乳液聚合中。

本发明给与传统的油溶性芯材制备方法具有如下几个优点：

（1）水溶性的偶氮类引发剂引入了亲水性基团而使引发剂容易溶于水，因其氰基被取代，所以是无毒的。

（2）水溶性偶氮类引发剂引发效率高、水溶性好、且残留体少。

（3）副反应以及副产物相对较小。

（4）制备出的微胶囊分散性好，粘结度较低，粒径分布集中，尺寸易于控制，该壳材对微胶囊的包裹率最高可达86.33%。

（5）环境友好，生产成本低，经济价值高。

进一步地，本发明具体方法是：先将表面活性剂、偶氮类盐酸盐和部分溶剂混合乳化后再与过硫酸铵溶液混合至均匀，经调整混合体系的pH值至2后，再滴加2，3-二甲基苯胺。

本发明表面活性剂由十二烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠组成。十二烷基硫酸钠作为乳化剂，十二烷基苯磺酸钠作为表面活性剂，降低表面张力。

所述十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、过硫酸铵和2，3-二甲基苯胺的投料质量分别占总投料质量的0.25～0.54 %、0.44～0.73%、7.27～7.39%和 2.82～4.05%。该配方达到的效果最好，得到的微胶囊分散性最好，其次微胶囊的包裹率最高达到了 86.33%。

特别是十二烷基苯磺酸钠作为表面活性剂的投料质量不能高于1%，否则就如同鸡肋，影响不大还浪费成本。过硫酸铵作为引发剂应该多于3-二甲基苯胺，才能有利于2，3-二甲基苯胺的聚合。

所述偶氮类盐酸盐为偶氮二异脒盐酸盐（V50）、偶氮二异丁脒盐酸盐（AIBA）或偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐（AIBI）。都是水溶性的芯材。本发明弥补了以偶氮类盐酸盐为芯材只能在水性溶剂中应用的不足，以此偶氮类盐酸盐为芯材制备微胶囊的方法也可以在油溶性溶液当中实施。