[发明专利]一种羧酸盐表面活性剂与纳米颗粒稳定的双相转变乳液

说明书

本发明公开了一种羧酸盐表面活性剂与纳米颗粒稳定的双相转变乳液，属于天然产物表面活性剂的合成与应用领域。本发明选择特定结构的羧酸盐表面活性剂的分子和合适的纳米颗粒，得到可发生相转变的Pickering乳液，该乳液类型随着表面活性剂浓度的增加而发生从O/W到W/O再到O/W型乳液的转变，各阶段乳液的稳定时间均可超过300天，可广泛应用于化妆品、涂料等领域。

技术领域

本发明涉及一种羧酸盐表面活性剂与纳米颗粒稳定的双相转变乳液，属于表面活性剂科学技术领域。

背景技术

乳状液是一种或几种液体以液滴形式分散在另一种不相溶的液体中构成的具有一定稳定性的多相分散体系。通常，两种互不相溶的纯液体不能形成稳定的乳液，就需要加入第三组分即乳化剂来稳定这个体系。常用的乳化剂主要是表面活性剂及一些表面活性物质。Pickering乳液是一类以超细固体颗粒作为乳化剂得到的乳状液。颗粒的亲水性或亲油性很强时，不能形成稳定的乳液。市售的纳米颗粒一般亲水性较强，故需要对其表面进行修饰或者改性，而利用表面活性剂对纳米颗粒表面进行原位疏水化改性是一种简便的途径。乳状液在一定条件下还可以发生相转变，在工业生产、新材料制备及产品分离等领域有着重要应用。然而，尽管Pickering乳液种类很多，但可以发生双相转变的Pickering乳液体系极少。

双相转变的Pickering乳液体系能够用于某些特定应用场合的乳液类型的转变的可能性，比如分离过程，新材料制备等。目前已有的制备相转变乳液体系的方法就是通过选择合适的表面活性剂和纳米颗粒，将带相反电荷的表面活性剂对纳米颗粒进行原位改性，通过调节初始油水比、颗粒类型、表面活性剂浓度、颗粒浓度等方式，促使乳液体系发生相转变。发生双相转变的体系较少，主要以纳米二氧化硅和碳酸钙为主，通过挑选合适结构的表面活性剂，改变表面活性剂的浓度，得到双相转变乳液。羧酸盐型表面活性剂，也被称为脂肪酸皂或脂肪酸盐，是一类常见的阴离子表面活性剂。羧酸盐表面活性剂主要来源于可再生资源，性能温和，生物相容性好，是一种绿色环保的表面活性剂产品，有悠久的应用历史，在个人洗护用品方面使用量巨大。在当前可持续发展的背景下，这种环境友好型的表面活性剂再次得到了人们的广泛关注。但常规羧酸盐表面活性剂存在一个显著的缺陷，即其水溶性较差，因此限制了羧酸盐表面活性剂在诸多领域中的应用。因此到目前为止，未见到使用羧酸盐表面活性剂形成可发生双相转变的Pickering乳液。

发明内容

为了解决上述问题，本发明通过选择合适的羧酸盐表面活性剂的分子结构，辅以合适的纳米颗粒，通过表面活性剂和纳米颗粒电荷和结构的巧妙配合，可形成具有相转变性能的Pickering乳液，有利于羧酸盐表面活性剂在新技术领域中的应用。本发明羧酸盐表面活性剂具有较高溶解度，通过与纳米颗粒作用，对纳米颗粒进行原位疏水化改性，使其具备双亲性，可以自发吸附在油水界面，从而形成稳定乳液。

本发明的第一个目的是提供一种双相转变的乳液，所述乳液是利用式(I)所示结构的羧酸盐型阴离子表面活性剂与纳米氧化铝颗粒分散于水相和油相的混合体系中形成的；

其中，R₁为C₉-C₁₁烷基；R₂为氢、C₁-C₃烷基。

在本发明的一种实施方式中，所述纳米氧化铝颗粒相对水相的含量为0.5wt％-2wt％。

在本发明的一种实施方式中，所述羧酸盐型阴离子表面活性剂相对水相的浓度是0.05-100mmol/L。

在本发明的一种实施方式中，当羧酸盐型阴离子表面活性剂的浓度为0.05-4mM时，形成O/W型Pickering乳液体系；当羧酸盐型阴离子表面活性剂的浓度处于4.5-9mM时，Pickering乳液体系由O/W型转变为W/O型；当羧酸盐型阴离子表面活性剂的浓度为20-100mM时，Pickering乳液体系由W/O型转变为O/W型Pickering乳液。