[发明专利]一种双层芳香有机相变材料微胶囊及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种微胶囊及其制备方法，具体是一种具有芳香气味的有机相变材料双层微胶囊及其制备方法。

背景技术

有机相变材料微胶囊是应用微胶囊技术在固-液相变材料微粒表面包覆一层性能稳定的膜而构成的具有核壳结构的复合相变材料。相较于传统的有机相变材料，它提高了传统有机相变材料的稳定性，强化了传统有机相变材料的传热性，改善了传统有机相变材料的加工性能；使得有机相变材料的应用范围得到很大的扩展。原位聚合法制备有机相变材料微胶囊采用的反应单体主要是尿素-甲醛、三聚氰胺-甲醛及其共聚和改性单体聚合物。

但是，在实际应用中发现，有机相变材料微胶囊采用原位聚合法制备往往会有具有异味的物质残留在有机相变材料微胶囊表面，尤其是还有极少量甲醛残留，直接影响到有机相变材料微胶囊的使用安全性能。

发明内容

本发明的目的之一是为了解决传统的有机相变材料微胶囊具有异味，并且传统的有机相变材料微胶囊表面还有极少量甲醛残留，直接影响到微胶囊的使用安全性能等的缺点而提供一种具有芳香气息和吸附性能的双层芳香有机相变材料微胶囊。

本发明的目的之二是提供上述的一种双层芳香有机相变材料微胶囊的制备方法。

本发明的技术原理

双层芳香有机相变材料微胶囊的制备包括两个过程，其一是脲醛树脂微胶囊的制备，即采用原位聚合法，以脲醛树脂为壁材，制备有机相变微胶囊，其中水相是尿素与甲醛形成的均匀溶液；油相是经充分乳化的有机相变材料的乳化液，将预聚体滴加到油相中，经原位聚合法形成有机相变微胶囊。其二为β-环糊精对脲醛树脂微胶囊的二次包埋，即利用包结络合法，以β-环糊精为壁材，制备芳香相变微胶囊，通过香精赋予微胶囊香气特征，利用β-环糊精的中空结构和空间体积匹配效应，吸附香精和极少量残留甲醛。

上述的双层芳香有机相变材料微胶囊所包括原位聚合法、包结络合法原理叙述如下：

1、原位聚合法原理

原位聚合法把反应性单体（或其可溶性预聚体）与催化剂全部加入分散介质（或连续相）中，芯材物质为分散相。实现原位聚合法的必要条件是：单体是可溶的，而聚合物是不可溶的，所以聚合反应在分散相芯材上发生。反应开始，单体先发生预聚，然后，预聚体聚合，当预聚体聚合尺寸逐步增大后，沉积在芯材物质的表面。由于交联及聚合的不断进行，最终形成芯材物质的微胶囊外壳。

在尿素和甲醛单体反应生成脲醛树脂的反应过程，将发生加成和缩合反应，具体如下：

1.1加成反应

碱性条件下，在尿素和甲醛的水溶液中，当甲醛与尿素的摩尔比≤1发生加成反应生成比较稳定的一羟甲基脲（以U代表NH₂-CO-NH₂）。

一羟甲基脲继续与甲醛反应生成二羟甲基脲。

 

pH=7-9时，在中性至弱酸碱性介质中，尿素与甲醛生成稳定的羟甲基脲。

1.2缩聚反应

在碱性条件下，反应停止在羟甲基脲阶段。为了有利于缩聚反应进行，将反应介质的pH值转为酸性。

在酸性条件下，一羟甲基脲和二羟甲基脲与尿素及甲醛进行缩聚反应，主要生成次甲基键和少量醚键连接的低分子化合物。在pH值较低的情况下，树脂缩聚反应速度快，易生成不含羟甲基的聚次甲基脲不溶性沉淀，使树脂的溶解性降低。缩聚反应速度激烈，树脂粘度增长很快，而且控制不好，树脂容易凝胶。所以缩聚阶段pH值的高低，应根据F/U摩尔比的大小、甲醛含量高低而定。

当pH=4-6时，在酸性介质中反应生成的羟甲基脲，进一步脱水缩聚生成次甲基脲和次甲基醚键连接的低分子化合物。

当pH<3时，在酸性介质中生成的一羟甲基脲和二羟甲基脲立即脱水，生成次甲基脲，树脂中的次甲基键含量远高于羟甲基键，次甲基醚键的含量极低，固化后树脂的游离甲醛释放量也极低。

2、包结络合法原理

包结络合法是以-环糊精为壁材的微胶囊制备方法。-环糊精是7个吡喃葡萄糖通过-1，4糖苷键连接成的，具有环状分子结构的物质。它的分子成油饼形，具有中空的结构，它的中心具有疏水性，而外层则呈亲水性。同时，-环糊精具有空间体积匹配效应，与具有适当大小、形状和疏水性的分子通过非共价键的相互作用形成稳定的包合物，因此，许多疏水性的香精物质、色素和维生素能取代它中心的水分子而和它强烈的络合。

本发明的技术方案

一种双层芳香有机相变材料微胶囊，即首先，以脲醛树脂为内层壁材包覆有机相变材料，得到脲醛树脂有机相变材料微胶囊；