[发明专利]一种二氧化硅核壳包覆液体的微胶囊及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料制备领域，具体涉及一种二氧化硅核壳包覆液体的微胶囊及其制备方法，尤其涉及一种二氧化硅核壳包覆双亲性液体的微胶囊及其制备方法。

背景技术

微胶囊制备技术是一种将固体、液体或气体包埋在微小而密封的胶囊中的技术，在医药、农药、食品、涂料等行业有着广泛的应用前景，是本世纪重点开发的高新技术之一。包覆用的壁壳称为壁材，而被包的囊芯称为芯材。微胶囊技术能够有效地防止pH值、氧气、湿度、热、光等外界环境因素对芯材的破坏；能够减少芯材向环境的扩散或蒸发；能有效地人为控制芯材的释放，使芯材原有的效能得到最大限度地发挥；改变芯材的物理和化学性质，将液体或半固体的流质体转化为自由流动的固体粉末，实现液体的固体化，便于贮藏和运输等。采用微胶囊技术可以生产多种高新产品，这些产品具有良好的性能和贮存稳定性，使用方便，可以有效解决传统工艺所不能解决的众多问题。

目前，微胶囊制备的方法主要可以分为物理法（液相分离、喷雾干燥、喷雾冷冻、真空蒸发沉积、静电结合等）、物理化学法（复凝聚法、水相聚合法、油相聚合法、复相乳化法、熔化分散冷凝法等）和化学法（界面聚合法、原位聚合法等）。几乎在所有这些已知方法制备的微胶囊包封物质中，都为与水不混溶的低极性物质（如液体石蜡、环己烷、三氯甲烷）或与油不相容的高极性物质（如水、离子液体），都是通过被称作水包油或者油包水的微胶囊化方法来制备。通常这些方法首先需要在水介质（连续相）中制备出油滴（分散相）或者在油相（连续相）中制备出水相（分散相），在一定条件(如温度和/或pH和/或搅拌等)下，体系中聚合物单体进行聚合或者已存在用作壳层的聚合物通过物理作用实现对分散相的液滴进行包覆。由于双亲性液体既能溶于水又能溶于低极性有机溶剂，因此无法有效地形成利于壳层结构包覆的微纳米芯材液滴；并且双亲液体（如四氢呋喃、丙酮、乙腈等）往往对有机和高分子材料具有较好的溶解能力，使其难以通过已有的方法进行微胶囊化。此外，常用手段对液体进行包覆难以获得尺寸高度均一的微胶囊。因此，发展一种方便、便宜地包覆液体尤其是双亲性液体材料微胶囊的通用制备方法并获得均一粒径一直是微胶囊材料领域的研究重点。

发明内容

本发明提供一种二氧化硅核壳包覆液体的微胶囊及其制备方法，该制备方法可以实现对双亲性液体的包覆的微胶囊的制备，对设备要求低、工艺简单，并且此方法可以制备包覆双亲性液体的微胶囊，制备的微胶囊粒径均匀。

为了达到上述的技术效果，本发明采取以下技术方案：

一种二氧化硅核壳包覆液体的微胶囊的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：选择高分子单体A制备出粒径均一、表面带正电荷的高分子微球B；

步骤二：表面活性剂吸附在微球B的表面得到种子微球C；

步骤三：采用正硅酸乙酯对种子微球C进行包覆得到多孔二氧化硅为壳的微球D；

步骤四：将微球D煅烧得到空心二氧化硅微球E；

步骤五：将空心二氧化硅微球E浸泡于芯材液体中，得到含有芯材的微球F；对于具有一定粘度的液体芯材则可通过加压浸泡来实现，加载压力为2～50atm。

步骤六：采用正硅酸乙酯对微球F进行包覆得到致密二氧化硅为外壳的核壳结构微胶囊G。

进一步的技术方案是：步骤一的具体操作如下：将表面活性剂溶于水中，然后加入溶于偶氮二异丁基脒盐酸盐(AIBA,V50)的高分子单体，均匀分散后，先通氮气15min～2h置换体系内的空气，然后升温至60～80℃，搅拌速率设定为100～800r/min，在氮气保护下反应，制得的微球用醇离心分离，冷冻干燥，即得到高分子微球B。

根据本发明的实施例，在上述的制备方法中，所述的高分子单体为苯乙烯类、苯乙烯类衍生物、丙烯酸酯类的一种。根据本发明的优选实施例，优选的是：所述的高分子单体为苯乙烯或甲基丙烯酸甲酯。

根据本发明的实施例，在上述的制备方法中，所述的表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮、烷基酚聚氧乙烯醚、蓖麻油聚氧乙烯醚、蓖麻油与环氧乙烷、苯乙基酚聚氧乙烯醚、油酸、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、斯潘系列、吐温系列、十六烷基溴化铵中的一种。根据本发明的优选实施例，优选的是：表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮（PVP）、油酸、吐温80和斯潘80中的一种。

进一步的技术方案是：步骤二的具体操作为：表面活性剂的乙醇溶液与高分子微球B的悬浊液混合，室温下持续搅拌1～2天，将反应液离心，移去上层清液，去除未吸附的表面活性剂，下层沉淀即为种子微球C。