專利名稱：膠囊化的精油的制作方法
本申請(qǐng)涉及精油的微膠囊、其制備方法以及它們的以下用途作為諸如硬表面清潔劑、衣物洗滌劑和軟化劑等用于消費(fèi)市場的綠色消毒產(chǎn)品的用途；諸如針對(duì)蚊子的無毒的殺幼蚊劑等殺蟲劑的用途；諸如針對(duì)例如蚊子、螞蟻和其它昆蟲的驅(qū)蟲劑的用途和作為抗病毒劑與抗真菌劑的用途。本發(fā)明還提供了包含封裝在微膠囊內(nèi)的精油的消毒劑或農(nóng)藥或驅(qū)蟲劑和殺幼蟲劑組合物，所述微膠囊具有膠囊壁，該膠囊壁主要由二異氰酸酯或多異氰酸酯與多官能胺可選擇地在二官能醇或多官能醇的存在下的反應(yīng)產(chǎn)物形成。本發(fā)明還提供了將精油封裝在包括含有乳化劑和懸浮劑的水相的微膠囊制劑中的方法提供有機(jī)相，所述有機(jī)相為含有二異氰酸酯或多異氰酸酯的精油，將水相和有機(jī)相合并以形成水包油乳化液，在攪拌下將二官能胺或多官能胺與二官能醇或多官能醇的水性溶液添加至該乳化液中，由此使胺和醇與異氰酸酯反應(yīng)從而形成精油周圍的微膠囊包膜。
更具體地，根據(jù)本發(fā)明，現(xiàn)在提供了制備精油微膠囊的方法，包括將二異氰酸酯或多異氰酸酯溶解在精油中，在含有二胺或多胺和/或二羥基化合物或多羥基化合物的水性溶液中乳化所得的混合物，通過界面聚合在精油液滴周圍形成聚脲和/或聚氨酯膜，由此進(jìn)行所述精油的膠囊化，該膜能夠增加所述精油的穩(wěn)定性、降低其蒸發(fā)速率并控制其在施用于底物時(shí)的釋放速率。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述聚合反應(yīng)在0℃～30℃的溫度下進(jìn)行。
優(yōu)選所述混合物還包含催化劑。
在優(yōu)選實(shí)施方式中，所述水性溶液還包含二元醇或多元醇并且可選擇地進(jìn)一步包含二胺或多胺。
優(yōu)選地，所述水性溶液還包含至少一種乳化劑。
還優(yōu)選這樣的方法，其中將所述精油與選自佐劑和能夠增強(qiáng)精油特性的試劑的其它成分一起膠囊化，優(yōu)選所述其它成分為芝麻油。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述膠囊化是以如下方式進(jìn)行的在環(huán)境條件下，將多異氰酸酯溶于所述精油中，在含有多胺和/或二元醇或多元醇的水性溶液中乳化所得混合物，其中發(fā)生了初步反應(yīng)，所述初步反應(yīng)形成了膜并消耗了全部所存在的多胺，然后反應(yīng)較慢的多元醇發(fā)生反應(yīng)并形成外部的交聯(lián)覆層，用水進(jìn)一步消耗任何殘余的異氰酸酯，以形成與任何殘余的異氰酸酯反應(yīng)的胺。
作為選擇，所述方法也可以在水性溶液中不存在二胺或多胺的環(huán)境中進(jìn)行。
在本發(fā)明的方法中，優(yōu)選所述二異氰酸酯或多異氰酸酯選自二環(huán)己基甲烷4，4′-二異氰酸酯；六亞甲基1，6-二異氰酸酯；異佛爾酮二異氰酸酯；三甲基六亞甲基二異氰酸酯；六亞甲基1，6-二異氰酸酯的三聚物；異佛爾酮二異氰酸酯的三聚物；1，4-環(huán)己烷二異氰酸酯；1，4-(二甲基異氰酸酯基)環(huán)己烷；六亞甲基二異氰酸酯的縮二脲；六亞甲基二異氰酸酯的脲；三亞甲基二異氰酸酯；亞丙基-1，2-二異氰酸酯和亞丁基-1，2-二異氰酸酯；脂肪族二異氰酸酯和脂肪族三異氰酸酯的混合物，四亞甲基二異氰酸酯、五亞甲基二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯和4-(異氰酸酯基甲基)-1，8-辛基二異氰酸酯，芳香族多異氰酸酯包括2，4-甲苯二異氰酸酯和2，6-甲苯二異氰酸酯、萘二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯和三苯基甲烷-p，p′，p″-三苯甲基三異氰酸酯。適宜的芳香族異氰酸酯是甲苯二異氰酸酯、聚亞甲基聚苯基異氰酸酯、2，4，4′-二苯基醚三異氰酸酯、3，3′-二甲基-4，4′-二苯基二異氰酸酯、3，3′-二甲氧基-4，4′-二苯基二異氰酸酯、1，5-萘二異氰酸酯和4，4′，4″-三苯基甲烷三異氰酸酯和異佛爾酮二異氰酸酯。
優(yōu)選地，所述二胺或多胺選自乙二胺、二乙撐三胺、丙二胺、四乙撐五胺、五亞甲基六胺、α，ω-二胺、亞丙基-1，3-二胺、四亞甲基二胺、五亞甲基二胺和1，6-六亞甲基二胺、聚乙烯胺、二乙撐三胺、三乙撐三胺、五乙撐六胺、1，3-苯二胺、2，4-甲苯二胺、4，4′-二氨基二苯基甲烷、1，5-二氨基萘、1，3，5-三氨基苯、2，4，6-三氨基甲苯、1，3，6-三氨基萘、2，4，4′-三氨基二苯基醚、3，4，5-三氨基-1，2，4-三唑、二(六亞甲基三胺)和1，4，5，8-四氨基蒽醌。
優(yōu)選地，所述二元醇或多元醇選自諸如乙二醇、二乙二醇、丙二醇、1，4-丁二醇、1，4-己二醇、二丙二醇、環(huán)己基-1，4-二甲醇、1，8-辛二醇等多元醇，和平均分子量為200～2000的諸如聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇等多元醇、三羥甲基丙烷、丙三醇、己三醇和季戊四醇、1，3-二羥基苯、2，4-二羥基甲苯、4，4′-二羥基二苯基甲烷、1，5-二羥基萘、1，3，5-三羥基苯、2，4，6-三羥基甲苯、1，3，6-三羥基萘、2，4，4′-三羥基二苯基醚以及水解的聚乙烯醇。
優(yōu)選地，所述催化劑選自諸如N，N-二甲基氨基乙醇、N，N-二甲基環(huán)己基胺、二(2-二甲基氨基乙基)醚、N，N-二甲基十六烷胺、二氨基二環(huán)辛烷、辛酸亞錫和二月桂酸二丁基錫等氨基化合物或有機(jī)金屬化合物，其濃度基于二元醇為0.1重量％～0.3重量％，以及諸如三乙胺或二乙基甲基胺等叔胺和Cu、Pb、Zn、Co、Ni、Mn的金屬鹽。
在本發(fā)明的一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施方式中，通過將防止微膠囊聚集的乳化劑、分散劑和空間位阻聚合物添加至用于制備所述微膠囊的水性溶液中而使用這些物質(zhì)。這些乳化劑、空間位阻劑可以選自木質(zhì)素磺酸鈉、木質(zhì)素磺酸鉀、木質(zhì)素磺酸鎂、木質(zhì)素磺酸鈣或木質(zhì)素磺酸銨；低密度和高密度聚乙烯醇，或吐溫20，40或80，并使用選自羧甲基纖維素、鈉鹽、黃原膠(Xantan gum)、山核桃(Karya)膠和槐豆膠、聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)、具有不同乙酸酯水解度的水溶性聚乙烯醇(PVA)(作為最優(yōu)選范圍之一水解度是80％～90％，另一范圍為95％以上的水解度)和聚(乙氧基)壬基苯酚等的懸浮劑來形成分散液。PVP可以以約20,000～約90,000的各種分子量獲得；具有各種分子量的聚(乙氧基)壬基苯酚取決于乙氧基鏈的長度。聚(乙氧基)壬基苯酚、聚醚嵌段共聚物、脂肪醇的聚氧化乙烯加合物、表面活性劑以及脂肪酸的酯，如硬脂酸酯、油酸酯、山梨聚糖一硬脂酸酯、山梨聚糖一油酸酯、山梨聚糖倍半油酸酯。上述提及的每一種乳化劑、分散劑和空間位阻聚合物可以單獨(dú)使用或結(jié)合使用。通常在分散非水性精油/異氰酸酯之前將它們添加至水性溶液中，或在某些情況中在界面聚合過程中或界面聚合后再添加它們。
在本發(fā)明的特別優(yōu)選的實(shí)施方式中，所得的微膠囊包括60％～95％的精油，所述微膠囊的剩余部分則包含膠囊壁和添加劑。
優(yōu)選地，所得微膠囊的平均尺寸為10μm～100μm。
在本發(fā)明的特別優(yōu)選的實(shí)施方式中，所得到的微膠囊含有作為殺幼蟲劑的精油，該微膠囊的尺寸為0.5μm～100μm并且可選擇地適于漂浮在水面上，該微膠囊不會(huì)被紫外線(UV)輻射降解，而且能夠緩慢釋放有效劑量的封裝在其中的精油農(nóng)藥。
在本發(fā)明的其它優(yōu)選實(shí)施方式中，所得到的微膠囊含有作為殺幼蟲劑的精油，該微膠囊的尺寸為0.5μm～100μm，并且可選擇地，該微膠囊適于漂浮在水面上，并且可選擇地，該微膠囊該微膠囊不會(huì)被紫外線輻射降解，而且能夠緩慢釋放有效劑量的封裝在其中的精油農(nóng)藥。
在本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式中，所得到的微膠囊含有作為殺幼蟲劑的精油，該微膠囊的尺寸為0.5μm～100μm，而且能夠緩慢釋放有效劑量的封裝在其中的精油驅(qū)蟲劑。
根據(jù)本發(fā)明還可以提供一個(gè)方法，其中，所得到的微膠囊含有作為殺幼蟲劑的精油，該微膠囊的尺寸為0.5μm～100μm，該微膠囊可選擇地不會(huì)被紫外線輻射降解，而且能夠緩慢釋放有效劑量的封裝在其中的精油驅(qū)蚊劑。
在本發(fā)明的另一方面中，所得微膠囊含有在消費(fèi)品中作為含氯消毒劑的替代品的精油，并且當(dāng)該微膠囊在硬表面清潔劑、衣物洗滌劑和軟化劑中使用時(shí)擁有持續(xù)的抗菌活性。
在本發(fā)明的再一方面中，所述微膠囊在形成后與活性胺或含有羥基的試劑反應(yīng)，所述活性胺或含有羥基的試劑還含有陰離子基團(tuán)或陽離子基團(tuán)或兩性基團(tuán)或親水基團(tuán)，所述基團(tuán)使膠囊化的精油的微膠囊的表面具有陰離子性或陽離子性或兩性，或具有親水性但不帶電荷。
在本發(fā)明的另一方面中，所述微膠囊在形成后通過在其表面上吸收單體或聚合物而進(jìn)行后改性，這能夠增加它們的親水性或疏水性，或使它們的表面具有陰離子性或陽離子性或兩性，或具有親水性但不帶電荷。
本發(fā)明還提供了通過上述任何方法制備的精油微膠囊。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，在室溫下，通過界面聚合反應(yīng)將精油封裝在聚脲或聚氨酯微膠囊中而形成微膠囊。這些膠囊的特性是，它們能夠防止膠囊化的精油的蒸發(fā)或氧化，并且使它們吸附和保留在所施用的表面上，以及具有緩釋緩釋性能。膠囊化的方法和膠囊膜材料提供了精油制劑，該制劑具有較低的毒性或無毒性，而且是生態(tài)安全的[稱為“綠色”]，它能夠克服現(xiàn)有材料和技術(shù)的毒性和低效方面的局限。
在本發(fā)明的另一實(shí)施方式中，對(duì)于目前使用的合成化學(xué)品，用于控制蚊子的緩釋精油微膠囊制劑據(jù)稱是有競爭力的“綠色”替代物。本發(fā)明的制劑還將在比其它天然殺幼蟲劑更低的成本下改善其性能。通過界面聚合以在界面上形成聚脲和聚氨酯膜的微膠囊化降低了每種用途所需的有效濃度，并增加了活性的持續(xù)時(shí)間。對(duì)于所聲稱的殺幼蟲劑的用途，精油微膠囊是微米尺寸的精油的膠囊化的顆粒，該顆粒能夠漂浮在水面上，不會(huì)被紫外線輻射降解，并能夠緩慢釋放有效劑量。
在另一實(shí)施方式中，本發(fā)明的精油微膠囊將用于取代消費(fèi)品中的含氯消毒劑，它具有良好的持續(xù)抗菌活性，通常在諸如硬表面清潔劑和洗滌劑中需要本發(fā)明的精油微膠囊。
在本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施方式中，膠囊化通過以下方式進(jìn)行將基于雙酚A的多異氰酸酯溶于精油中，在含有多胺和二元醇或多元醇(例如，聚乙二醇[PEG])的水中乳化該混合物。發(fā)生初步反應(yīng)，該反應(yīng)形成了膜并消耗了全部多胺。然后反應(yīng)較慢的多元醇發(fā)生反應(yīng)并形成外部的交聯(lián)覆層。用水進(jìn)一步消耗任何殘余的異氰酸酯，以形成與殘余的異氰酸酯反應(yīng)的胺。最終的產(chǎn)物僅含有分散在水中的微膠囊且未殘留有有毒化學(xué)物質(zhì)。該溶液沒有作進(jìn)一步的提純，添加其它物質(zhì)以形成最終的制劑。
在本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施方式中，膠囊化通過以下方式進(jìn)行將基于雙酚A的多異氰酸酯溶于精油中，在含有二元醇或多元醇(例如，聚乙二醇[PEG])的水中乳化該混合物。發(fā)生初步反應(yīng)，該反應(yīng)形成了膜，并主要得到具有最少脲基的聚氨酯封裝覆層，所述脲基通過用水對(duì)異氰酸酯進(jìn)行水解并將所得到的胺與剩余的異氰酸基團(tuán)反應(yīng)形成。最終的產(chǎn)物僅含有分散在水中的微膠囊且未殘留有有毒化學(xué)物質(zhì)。溶液不需要進(jìn)行進(jìn)一步提純，添加其它物質(zhì)以形成最終制劑。
在本發(fā)明的其它優(yōu)選實(shí)施方式中，所述微膠囊在形成后與含有活性胺或羥基的試劑發(fā)生反應(yīng)，所述試劑還含有陰離子或陽離子或兩性或親水基團(tuán)，這使得膠囊化的精油的微膠囊的表面具有陰離子性或陽離子性或兩性，或具有親水性但不帶電荷。
在本發(fā)明的另外的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述微膠囊在形成后通過將單體或聚合物吸收至其表面上而進(jìn)行后改性，所述單體或聚合物能夠增加其親水性或疏水性，或使其表面具有陰離子性或陽離子性或兩性，或具有親水性但不帶電荷。
在另一實(shí)施方式中，將精油與佐劑或能夠增強(qiáng)所述精油性能的試劑例如芝麻油一起封裝，芝麻油含有能夠增強(qiáng)其它精油特性的成分以作為殺幼蟲劑或抗菌劑。
在本發(fā)明特別優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述方法的特征在于，將精油在室溫下封裝在通過界面聚合形成的牢固的聚脲或聚氨酯微膠囊中。通過控制以下因素反應(yīng)物的性質(zhì)和濃度以及反應(yīng)發(fā)生的條件，例如pH、離子強(qiáng)度、溫度、乳化劑、懸浮劑、溶劑的存在，與迄今用于封裝上述精油的其它方法相比，可以更有效地控制微膠囊的尺寸和封裝屏障對(duì)精油的滲透性。通過該方法，精油可以作為目前所使用的有毒化學(xué)品的有效的綠色代替品，并且與非膠囊化的精油和使用其它方法膠囊化的精油相比，這樣的精油具有顯著改善的功效。由于基于精油的非膠囊化的產(chǎn)品對(duì)氧化和揮發(fā)都極為敏感，因此需要進(jìn)行膠囊化，這些性質(zhì)會(huì)損害其功效，且膠囊需要防止氧化和蒸發(fā)?，F(xiàn)有技術(shù)中所列舉的膠囊化的精油相對(duì)于其所施用的表面不具有吸附和停留能力和/或不具有所需的緩釋特性，這些是具有低成本的產(chǎn)物所需要的?，F(xiàn)有技術(shù)中的微膠囊精油的釋放特性或者過快或者過慢或/和不能以恒定速率釋放。我們發(fā)明的膠囊具有必要的特性，以使得它們能夠被吸附并保持在它們所施用的表面上，并具有所需的緩釋特性。膠囊化的方法和用于膠囊膜的材料提供了理想的精油制劑，該制劑作為緩釋產(chǎn)品，克服了現(xiàn)有材料和技術(shù)的局限，它可以增強(qiáng)活性材料的活性的穩(wěn)定性和持續(xù)時(shí)間，并減少了所需的量，因而降低了生產(chǎn)成本。由于這種獨(dú)特的精油微膠囊是一個(gè)新事物，它具有所需吸附性和緩釋特性，所以人們對(duì)它進(jìn)行了大量的探索，但與合成化學(xué)品相比，還未獲得具有低成本的“綠色”材料。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代化學(xué)和制藥學(xué)工業(yè)出現(xiàn)之前，在日常生活中的許多領(lǐng)域，精油被用作藥物和化妝品用途的防腐劑和消毒材料，例如抗菌劑(抗病毒劑、殺菌劑和抗真菌劑)和殺幼蟲劑。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，具有廣譜抗菌活性的精油類制劑對(duì)哺乳動(dòng)物是相對(duì)無毒的，特別是對(duì)于基于精油的表面清潔組合物，這種組合物是特別有效的消毒劑和抗菌劑，但是它們已經(jīng)被更有效的合成化學(xué)品和抗菌素取代，因?yàn)楹铣苫瘜W(xué)品和抗菌素更加便宜且高效，并且能夠以較低濃度使用。然而，合成化學(xué)品的毒性和環(huán)境影響隨時(shí)間而逐漸顯現(xiàn)，所以現(xiàn)在人們正在致力于用曾被拋棄的上述精油試劑來取代合成化學(xué)品。
在用于消費(fèi)品的消毒劑領(lǐng)域中，對(duì)于用作消毒劑和抗菌劑的合成化學(xué)品及抗菌素，需要安全的替代品來代替目前所使用的對(duì)人類和環(huán)境顯示毒性的化學(xué)品。已經(jīng)報(bào)導(dǎo)了一些尤其是對(duì)小孩具有慢毒性的消毒劑。因而需要用無毒的天然“綠色”材料來取代含有活性氯的化學(xué)品和其它合成化學(xué)品。幾乎不具有毒性或無毒性的芳香天然精油顯示出了良好的抗菌特性，因此，是用來取代含氯消毒劑的有力競爭者。我們已經(jīng)證明桉葉油在衣物柔順用途中具有良好的抗菌活性。然而，包括目前的膠囊化制劑的精油產(chǎn)品無法進(jìn)入消費(fèi)市場的原因在于原材料的價(jià)格、持續(xù)活性不足以及需要反復(fù)施用。
在農(nóng)藥領(lǐng)域中，本微膠囊可以用在例如殺幼蟲劑、驅(qū)蟲劑和殺蟲劑等應(yīng)用中。對(duì)于殺幼蟲劑應(yīng)用，用于控制蚊子的精油微膠囊可以與現(xiàn)有工藝中的殺幼蟲劑[有機(jī)磷酸酯、有機(jī)氯化物、氨基甲酸酯、石油油品、昆蟲生長調(diào)節(jié)劑(IGR)(例如蒙五一五或百利普芬)]相競爭。
控制蚊子的兩個(gè)重要原因是避免惱人的叮咬和防止蚊子攜帶的疾病例如瘧疾、腦炎、登革熱和黃熱病以及西尼羅河病毒等的傳播。世界衛(wèi)生組織估計(jì)每年有超過5億的臨床病例歸因于由蚊子攜帶并傳播的致病物。在美國近來由蚊子攜帶的疾病急劇增加，從而顯著增加了殺幼蟲劑的商業(yè)價(jià)值。目前，即使殺蟲劑可能會(huì)損害人類健康并且已經(jīng)知道會(huì)對(duì)環(huán)境和野生動(dòng)物產(chǎn)生有害影響，但仍然使用化學(xué)殺蟲劑作為殺幼蟲劑或殺成蟲藥來控制蚊子。生物殺幼蚊劑主要是基于微生物的產(chǎn)品，該產(chǎn)品被注冊作為用于在室外控制蚊子幼蟲的農(nóng)藥。除了價(jià)格昂貴以外，生物制品難以進(jìn)行有效應(yīng)用，這是因?yàn)橛行缘某掷m(xù)時(shí)間主要取決于產(chǎn)品的制劑、環(huán)境條件、水質(zhì)和蚊子的種類。礦物油的kly 2％噴灑。
本發(fā)明的微膠囊的用途無毒的殺幼蟲劑、用于硬表面的清潔劑、衣物洗滌劑、尿布、女用衛(wèi)生棉條、衣物柔順劑。特別是針對(duì)蚊子和螞蟻的驅(qū)昆蟲劑。
本發(fā)明的精油微膠囊具有下列用途。在給定的用途中，使用本發(fā)明的微膠囊時(shí)，可以通過減少用于延長活性所需的用量而增加精油的功效，因而降低了使用成本，并使得精油可以與目前的合成化學(xué)品相競爭。
1)用于諸如柜臺(tái)頂面、瓷磚、瓷器產(chǎn)品(水槽和馬桶)、地板、窗戶、餐具、玻璃器皿、盤子以及牙科和外科用具等的硬表面的消毒劑和清潔組合物；2)應(yīng)用于紡織結(jié)構(gòu)物以改善皮膚生理狀況的香料和益膚液；3)高效的快速減少細(xì)菌效果的抗菌擦拭物，該擦拭物描述在關(guān)于精油的“與現(xiàn)有技術(shù)的比較”部分中所述的下列美國專利中；4)針對(duì)革蘭氏陽性細(xì)菌的具有高的殘留效果的長效抗菌組合物，該組合物描述在關(guān)于精油的“與現(xiàn)有技術(shù)的比較”部分中所述的下列美國專利中；5)用精油配制的抗菌組合物，該組合物描述在關(guān)于精油的“與現(xiàn)有技術(shù)的比較”部分中所述的下列美國專利中；6)基于精油的消毒劑和清潔組合物，該組合物描述在關(guān)于精油的“與現(xiàn)有技術(shù)的比較”部分中所述的下列美國專利中；7)在殺菌性硬表面清潔組合物中的噴霜?jiǎng)?)液體清潔劑組合物；9)具有防腐、抗病毒和殺幼蟲活性的抗菌組合物，例如用于治療感冒瘡、頭虱、陰道炎、瘊、疣和腳癬的藥劑，和作為抗菌漱口劑以及表面清潔劑；10)滅虱劑；11)天然農(nóng)藥；12)調(diào)味劑；13)芳香劑；14)人類和動(dòng)物傳染病的治療劑；15)驅(qū)虱劑組合物；16)止痛和消炎組合物；17)芳香劑或驅(qū)昆蟲劑；18)藥物和化妝品中的活性劑；19)擠制肥皂和/或清潔劑棒中的有益試劑；20)食品或煙草添加劑；21)藥物和化妝品中的活性劑；22)護(hù)發(fā)產(chǎn)品；和23)含有膠囊化的香料的牙膏。
24)蚊子、螞蟻和昆蟲的驅(qū)除劑25)殺幼蚊劑26)抗病毒劑27)抗真菌劑28)針對(duì)牙床疾病的凝膠29)不會(huì)導(dǎo)致毒性綜合癥的女用衛(wèi)生棉條30)尿布與現(xiàn)有技術(shù)的比較對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的回顧表明，精油已經(jīng)被用于上述各種用途的許多不同的組合物中。盡管已經(jīng)對(duì)該油類采用了膠囊化技術(shù)以改善穩(wěn)定性、促進(jìn)緩釋并降低應(yīng)用成本(對(duì)于我們所提議開發(fā)的相同用途)，但就我們所知，這些努力還未制造出能有效地與目前可得到的合成化學(xué)品相競爭的商業(yè)產(chǎn)品。其原因在于目前所使用的精油，包括那些已被膠囊化的精油，不能滿足用于制造具有低成本的微膠囊產(chǎn)品的上述的一種或多種要求。目前可得到的產(chǎn)品的缺點(diǎn)包括1)由于不合適的封裝屏障，它們在所施用的表面上不具有足夠長的保存限期，和/或不能在這些基體上以持續(xù)有效的劑量緩釋；2)它們通過破壞或改變油類的許多性質(zhì)的方法而制造；和3)在許多情況中，它們必須以高于低成本的劑量使用才能有效，因而成本顯著高于目前可得到的合成化學(xué)品。
與膠囊化的精油有關(guān)的專利文獻(xiàn)可以分成下列幾類1)一類專利是，描述了所有膠囊化的方法和廣泛的聚合物密封劑，但僅給出了有限的實(shí)例和權(quán)利要求；2)一類專利是，基于含有吸收在內(nèi)部的精油的固體核，具有和不具有隨附的包衣；3)通過預(yù)制聚合物的凝聚或吸附，在聚合物外殼內(nèi)進(jìn)行精油液滴或乳化液的膠囊化；4)通過預(yù)制聚合物的凝聚或吸附，在聚合物外殼內(nèi)進(jìn)行精油液滴或乳化液的膠囊化；和5)在微生物內(nèi)進(jìn)行膠囊化。與本專利比較接近的現(xiàn)有技術(shù)是以精油作為液核的膠囊化。在專利US 3,957,964、US 5,411,992、US 6,414,036中描述了所有的膠囊化方法和廣泛的聚合物密封劑，但是只給出了有限的實(shí)例和權(quán)利要求。沒有任何一個(gè)實(shí)例或權(quán)利要求具體涉及界面聚合以形成聚氨酯或聚脲膠囊化的精油。
在專利US 6,238,677、US 5,753,264、US6,200,572、PCT/PUBLICATION-1997-07-09A1中，涉及通過預(yù)制聚合物的凝聚或吸附，在聚合物外殼內(nèi)進(jìn)行精油液滴或乳化液的膠囊化。這些專利與我們所提出的專利無關(guān)，并且由于其微膠囊壁的性質(zhì)，實(shí)際上不具有我們的申請(qǐng)中的必要的緩釋性或所需的穩(wěn)定性。
在專利US 5,232,769中，通過諸如溶解于精油滴中的三聚氰胺或脲等單體的界面聚合，以及通過甲醛的界面交聯(lián)而在聚合物外殼內(nèi)進(jìn)行的精油液滴或乳化液的膠囊化。在該情況中不存在緩釋，在甲醛、三聚氰胺或脲的實(shí)例中的微膠囊很硬，并且會(huì)對(duì)其所施用的表面產(chǎn)生不良的感覺。
通過界面聚合形成聚脲和聚氨酯微膠囊的方法已被廣泛應(yīng)用于農(nóng)藥和除草劑的膠囊化[參見A.Markus，Advances in the technology ofcontrolled release pesticide formulations”in Micro-encapsulationMethodsand Industrial Applications，S.Benita(Ed)，1996，第73-91頁，和美國專利US 4,851,227，1989年7月25日]。然而這些方法和材料仍未用在精油的膠囊化中，但確實(shí)令人驚異的是它們對(duì)無毒精油效果良好。使用界面縮合來封裝諸如藥物、農(nóng)藥和除草劑等物質(zhì)在1971年5月4日授權(quán)的US3,577,515中進(jìn)行了討論。該膠囊化方法包括兩個(gè)互不相溶的液相，通過攪拌將一相分散在另一相中，隨后在主體(連續(xù))相與分散液滴之間的界面進(jìn)行來自各相的單體的聚合。互不相溶的液體通常是水和有機(jī)溶劑。適于制造微膠囊的材料類型中包括聚氨酯和聚脲。對(duì)使用乳化劑(也稱為懸浮劑或分散劑)也做了討論。美國專利披露了包括聚合物球面和液核的微膠囊的形成，根據(jù)所使用的單體和溶劑，其直徑范圍為30μm～2mm。
使用界面縮合來封裝諸如藥物、農(nóng)藥和除草劑等物質(zhì)在1971年5月4日授權(quán)的US 3,577,515中進(jìn)行了討論。該膠囊化方法包括兩個(gè)互不相溶的液相，通過攪拌將一相分散在另一相中，隨后在主體(連續(xù))相與分散液滴之間的界面進(jìn)行來自各相的單體的聚合。互不相溶的液體通常是水和有機(jī)溶劑。適于制造微膠囊的材料類型中包括聚氨酯和聚脲。對(duì)使用乳化劑(還已知作為懸浮劑或分散劑)也做了討論。美國專利披露了包括聚合物球面和液核的微膠囊的形成，根據(jù)所使用的單體和溶劑，其直徑范圍為30μm～2mm。
英國專利1,371,179披露了含有染料、墨水、化學(xué)試劑、藥物、調(diào)味材料、殺真菌劑、殺菌劑和例如除草劑和殺蟲劑等農(nóng)藥的聚脲膠囊的制備。這些膠囊由分散的有機(jī)相中的各種二異氰酸酯和多異氰酸酯制備。所存在的一些異氰酸酯與水反應(yīng)生成可進(jìn)一步在界面與剩余的異氰酸酯反應(yīng)的胺，隨后進(jìn)行聚合以形成聚脲外殼。水相還含有表面活性劑，例如乙氧基化的壬基苯酚或直鏈醇的聚乙二醇醚。另外，水相含有保護(hù)性的膠體，通常是聚丙烯酸酯、甲基纖維素和聚乙烯醇(PVA)。例如顆粒尺寸可以小至1μm。昆蟲荷爾蒙及模擬物的膠囊化也包括在所提及的體系中。
美國專利US 4,046,741和美國專利US 4,140,516似乎涉及對(duì)英國專利1,371,179中所披露的方法的發(fā)展。根據(jù)美國專利US 4,046,741，與微膠囊有關(guān)的問題是由包封在微膠囊中的殘余異氰酸酯析出二氧化碳所造成的不穩(wěn)定性。美國專利US 4,046,741披露了用氨水或諸如二乙胺等的胺對(duì)聚脲微膠囊進(jìn)行后處理。這可以除去殘余的異氰酸酯，使得隨后可以在較低的pH下存儲(chǔ)微膠囊而不會(huì)產(chǎn)生二氧化碳。美國專利US4,140,516披露了使用季鹽作為相轉(zhuǎn)移催化劑以加速聚脲微膠囊的形成。
加拿大專利1,044,134與殺蟲劑，特別是擬除蟲菊酯的微膠囊有關(guān)。將殺蟲劑與多異氰酸酯一同溶解在與水不相溶的有機(jī)溶劑中。然后通過攪拌將有機(jī)溶劑中的溶液分散在水中，在持續(xù)攪拌的同時(shí)添加多官能胺。多異氰酸酯和多官能胺反應(yīng)從而在含有殺蟲劑的分散液滴周圍形成聚脲外殼壁。
活性劑的微膠囊化(或膠囊化)是用來控制它們的釋放和改善保存限期以及活性的持續(xù)時(shí)間的已知方法?；诨钚詣┑哪z囊化的緩釋制劑能夠制造比非膠囊化的產(chǎn)品成本更低的產(chǎn)品。許多其它的疏水性或非水溶性試劑例如農(nóng)藥已經(jīng)成功地用各種方法進(jìn)行了膠囊化。微膠囊是可流動(dòng)的粉末或粒徑約為0.1μm～1000μm的粉末。它們可以使用各種涂布方法進(jìn)行制備，其中可以使用微細(xì)分布的固、液甚至氣體物質(zhì)。聚合物通常用作涂布材料或壁材料。基本上，微膠囊由兩個(gè)完全不同的區(qū)域構(gòu)成，核芯區(qū)和涂層區(qū)。適于制備微膠囊的方法包括相分離法(簡單凝聚和復(fù)合凝聚)、界面聚合法(分散液的縮聚或加聚)和物理機(jī)械法(流化床法，噴霧干燥)。傳統(tǒng)微膠囊的主要缺點(diǎn)在于制備相對(duì)復(fù)雜。
由于許多原因需要對(duì)例如藥物、農(nóng)藥(包括殺蟲劑、殺線蟲劑、除草劑、殺真菌劑和殺微生物劑)、防腐劑、維生素和調(diào)味劑等物質(zhì)進(jìn)行膠囊化。在藥物和農(nóng)藥的情況中，膠囊化可以提供活性物質(zhì)的受控釋放。在維生素的情況中，可以進(jìn)行膠囊化以保護(hù)維生素免受氧化，因而延長其保存限期。在調(diào)味劑的情況中，可以進(jìn)行膠囊化以使調(diào)味劑處于易于計(jì)量的形態(tài)，它可以根據(jù)可控的激發(fā)因素，例如加入水來釋放調(diào)味劑。在調(diào)味品膠囊化領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員通常都知道，目前用于制造穩(wěn)定的、干燥的香料的實(shí)用商業(yè)方法通常限于噴霧干燥和擠壓凝固。前一種方法需要使香料在含有膠囊化固體的液體載體中乳化或溶解，隨后在高溫、高速氣體中干燥并作為低堆積密度的固體進(jìn)行收集。
盡管大多數(shù)商業(yè)膠囊化材料通過噴霧干燥處理，但該方法的一些局限性是顯而易見的。復(fù)合物或天然香料混合物的低分子量成分可能會(huì)在該方法中損失或比例失調(diào)。所得到的香料載體是多孔的且難以操作。另外，會(huì)在干燥過程中和干燥過程后在曝露的表面上發(fā)生例如氧化等有害的化學(xué)反應(yīng)。最終的產(chǎn)物，干燥的自由流動(dòng)的粉末，將由于再水合作用而快速釋放膠囊密封材料，而不管是否需要快速釋放。
還存在基于精油之外的材料的殺幼蟲劑的膠囊化形式。例如Wellmark International生產(chǎn)的ALTOSID是微膠囊化的殺幼蚊劑，它已經(jīng)在美國進(jìn)行使用，從而通過阻止未成熟的蚊子幼蟲變成傳播疾病的成蟲，以減少蚊子的侵?jǐn)_。該活性成分，蒙五一五，是干擾蚊子的正常發(fā)育的昆蟲生長調(diào)節(jié)劑。
本發(fā)明的微膠囊特性對(duì)于精油的緩釋和改善的穩(wěn)定性需要進(jìn)行膠囊化，這兩個(gè)特性對(duì)于以低成本來制造產(chǎn)品都是需要的?；诰偷漠a(chǎn)品對(duì)氧化和揮發(fā)極為敏感，這些性質(zhì)會(huì)損害它們的功效，因而需要進(jìn)行膠囊化以防止氧化和蒸發(fā)。許多“綠色”材料，包括精油，比它們試圖取代的合成化學(xué)品效率更低且更昂貴。因而需要以更小的有效劑量并通過提高單位劑量的活性的持續(xù)時(shí)間而提高功效來制造這些“綠色”材料。我們提出的產(chǎn)品是緩釋制劑，會(huì)以膠囊化的精油的形式滿足上述需要。當(dāng)施用于給定底物時(shí)，油類將以恒定速率長時(shí)間釋放，因而提高了單位劑量的活性的持續(xù)時(shí)間并減少了所需的用量，因而降低了產(chǎn)品的成本。膠囊化還可以避免氧化和揮發(fā)，從而使精油穩(wěn)定化，這對(duì)于產(chǎn)品制劑、保存限期、用途和應(yīng)用時(shí)活性的持續(xù)時(shí)間來說一個(gè)需要的步驟。
本發(fā)明的微膠囊是通過具有高封裝效率和低油損失的低成本方法得到的含有精油液核的微米尺寸的微膠囊。所得的微膠囊以恒定不變的速率釋放有效劑量(術(shù)語上稱為零級(jí)釋放)，與相同量的非膠囊化的精油相比，提供了更長的活性持續(xù)時(shí)間。上述要求可以通過我們的室溫界面形成的微膠囊而得到滿足，該微膠囊由可以在分散油滴周圍形成聚脲或聚氨酯膜的試劑形成。牢固的聚脲或聚氨酯薄膜的可滲透性易于由聚合條件、反應(yīng)物的組成和催化劑來進(jìn)行控制。得到的材料是無毒的并且是最終可生物降解的。
對(duì)具有競爭性的微膠囊化的精油制劑有很多要求，這些要求可以通過本發(fā)明的室溫界面形成的微膠囊而得到滿足，該微膠囊由可以在分散油滴周圍形成聚脲或聚氨酯膜的試劑形成。下列要求必須被滿足1)微膠囊必須是球形，這可以保證每單位體積具有最小的表面積，從而可以同時(shí)提供有效的受控緩釋和最大的流動(dòng)特性；2)為了制造美觀、均勻而易用的制劑，并且當(dāng)施用至給定表面時(shí)，不會(huì)具有難看的粗糙外觀或不佳的觸感，需要膠囊為納米至微米尺寸；3)微膠囊應(yīng)當(dāng)包含封裝有精油液核的薄的外部聚合物薄膜。聚合物膜控制油的釋放并防止其被氧化或蒸發(fā)。球形膜內(nèi)封裝有液核的構(gòu)造保證了理想的恒定且持續(xù)的釋放模式(術(shù)語稱為零級(jí)釋放)；4)應(yīng)當(dāng)調(diào)節(jié)封裝膜的交聯(lián)密度和疏水/親水平衡，以提供所需的控制釋放的持續(xù)時(shí)間；5)封裝膜應(yīng)當(dāng)牢固而不易碎，以便于機(jī)械加工和為表面提供平滑感，正如在對(duì)于硬表面和織物的某些應(yīng)用中所要求的那樣；
6)需要在水性溶液中在低溫或室溫下形成微膠囊，以防止油的性質(zhì)在高溫下發(fā)生變化，并使產(chǎn)品成本最小化；7)微膠囊提供例如吸附所需的電荷等表面特性；和8)為了促使賦予調(diào)節(jié)功能，產(chǎn)品中所使用的封裝膜和試劑應(yīng)當(dāng)便宜，從而提供經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)品(不致癌性、不會(huì)導(dǎo)致畸形且不含重金屬)。
上述這些要求可以通過我們的界面形成微膠囊的方法而得到滿足，該微膠囊用室溫下在分散油滴或乳化液周圍而形成聚脲或聚氨酯膜的試劑形成。然而，同樣的要求還不能由當(dāng)前可用的技術(shù)來滿足。

發(fā)明內(nèi)容
精油包括但不局限于下列的油棉籽油、大豆油、肉桂油、玉米油、雪松油、蓖麻油、丁香油、香葉油、檸檬草油、亞麻子油、薄荷油、芝麻油、百里香油、迷迭香油、茴芹油、羅勒油、樟腦油、香茅油、桉葉油、茴香油、葡萄柚油、檸檬油、桔油、橙油、松針油、胡椒油、玫瑰油、紅桔油、茶樹油、油茶籽油、莧蒿子油、蒜油、麻油、洋蔥油、迷迭香油、香茅油、熏衣草油、香葉油、杏仁油、留蘭香油。這些油可以單獨(dú)封裝或任意組合封裝。例如在殺幼蚊劑中可以使用芝麻油以增強(qiáng)松油的功效，或在驅(qū)蚊劑的情況中，可以封裝諸如溶解在杏仁油中的香茅油、熏衣草油、香葉油等有效成分的混合物。
除了精油之外，液核還可以含有佐劑或例如芝麻油等能夠增強(qiáng)精油特性的試劑，所述芝麻油含有能夠增強(qiáng)精油特性的成分以作為殺幼蟲劑或抗菌劑。芝麻油或類似試劑的量占液核組成的2％～80％，但優(yōu)選5％～60％。芝麻油同時(shí)可以作為精油的協(xié)同性添加劑，通過作為殺幼蟲劑或抗菌劑來增強(qiáng)精油的性能，這超過了其單獨(dú)使用所能達(dá)到的效果。芝麻油可以增強(qiáng)各種殺蟲劑的活性，這在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的，但其既未應(yīng)用于精油也未應(yīng)用于膠囊化的精油。
包括聚合球面和液芯的微膠囊的尺寸在直徑上為0.05mm～2mm，更優(yōu)選為0.5μm～100μm。為了以低成本提供可接受的揮發(fā)性和穩(wěn)定性以及受控釋放，聚合物占微膠囊的比例為約5重量％～約90重量％，優(yōu)選為約50重量％～約85重量％。為了封裝并緩慢釋放精油，微膠囊的尺寸至少約為0.05μm～約1000μm，特別優(yōu)選約為20μm～約100μm的微膠囊。
精油相的分散優(yōu)選通過攪拌完成。優(yōu)選在將多官能胺添加到反應(yīng)混合物之前減慢攪拌。典型的初始攪拌速率為約500rpm～約2000rpm，優(yōu)選為約1000rpm～約1200rpm。通過控制反應(yīng)混合物的攪拌和水性溶液中各成分的性質(zhì)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)直徑的微調(diào)。
在制造微膠囊的過程中，使溶有不溶于水的二異氰酸酯或多異氰酸酯的不溶于水的精油分散在水相中，構(gòu)成不溶于水的相，從而在整個(gè)水相中形成不溶于水相的液滴的分散液；然后在攪拌下向所述分散液中加入多官能胺和/或多官能醇，由此所述胺和醇與二異氰酸酯或多異氰酸酯反應(yīng)，從而在所述不溶于水的材料周圍生成聚脲和/或聚氨酯外殼壁；為了幫助液滴在水相中懸浮，可以使用乳化劑和/或懸浮劑，以增強(qiáng)所述微膠囊在溶液中的懸浮作用。
在本發(fā)明的范圍內(nèi)，多異氰酸酯通常被理解為分子中含有兩個(gè)和多個(gè)異氰酸酯基的那些化合物。優(yōu)選的異氰酸酯是二異氰酸酯和三異氰酸酯，其異氰酸酯基可以與脂肪族部分或芳香族部分連接。脂肪族多異氰酸酯可以任意選自含有兩個(gè)異氰酸酯官能團(tuán)、三個(gè)異氰酸酯官能團(tuán)、或多于三個(gè)異氰酸酯官能團(tuán)的脂肪族多異氰酸酯，或這些多異氰酸酯的混合物。優(yōu)選地，脂肪族多異氰酸酯含有5～30個(gè)碳原子。更優(yōu)選地，脂肪族多異氰酸酯包含一個(gè)或多個(gè)環(huán)烷基部分。優(yōu)選的異氰酸酯的例子包括二環(huán)己基甲烷4，4′-二異氰酸酯；六亞甲基1，6-二異氰酸酯；異佛爾酮二異氰酸酯；三甲基六亞甲基二異氰酸酯；六亞甲基1，6-二異氰酸酯的三聚物；異佛爾酮二異氰酸酯的三聚物；1，4-環(huán)己烷二異氰酸酯；1，4-(二甲基異氰酸酯基)環(huán)己烷；六亞甲基二異氰酸酯的縮二脲；六亞甲基二異氰酸酯的脲；三亞甲基二異氰酸酯；亞丙基-1，2-二異氰酸酯；和亞丁基-1，2-二異氰酸酯?？梢允褂枚喈惽杷狨サ幕旌衔?。適宜的脂肪族二異氰酸酯和脂肪族三異氰酸酯的例子是四亞甲基二異氰酸酯、五亞甲基二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯和4-(異氰酸酯基甲基)-1，8-辛基二異氰酸酯。芳香族多異氰酸酯的例子包括2，4-甲苯二異氰酸酯和2，6-甲苯二異氰酸酯、萘二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯和三苯基甲烷-p，p′，p″-三苯甲基三異氰酸酯。適宜的芳香族異氰酸酯是甲苯二異氰酸酯(TDIDESMODURRegistered TM VL，Bayer)；聚亞甲基聚苯基異氰酸酯(MONDURRegistered TM MR，Miles Chemical Company)；PAPI Registered TM135(Dow Company)；2，4，4′-二苯基醚三異氰酸酯、3，3′-二甲基-4，4′-二苯基二異氰酸酯、3，3′-二甲氧基-4，4′-二苯基二異氰酸酯、1，5-萘二異氰酸酯和4，4′，4″-三苯基甲烷三異氰酸酯。更適宜的二異氰酸酯是異佛爾酮二異氰酸酯。二異氰酸酯與例如乙二醇、丙三醇和三羥甲基丙烷等多元醇的加合物也是適宜的，所述加合物通過將每摩爾多元醇與摩爾數(shù)對(duì)應(yīng)于各個(gè)醇的羥基數(shù)的二異氰酸酯加成獲得。這樣，多個(gè)二異氰酸酯分子用氨基甲酸酯基與多元醇連接，以形成大分子的多異氰酸酯。另一種適宜的該類產(chǎn)物(DESMODUR Registered TM L)可以通過將三摩爾甲苯二異氰酸酯與一摩爾的2-乙基丙三醇(1，1-二羥甲基丙烷)反應(yīng)制備。適宜的產(chǎn)物還可以通過將六亞甲基二異氰酸酯或異佛爾酮二異氰酸酯與乙二醇或丙三醇加成得到。優(yōu)選的多異氰酸酯是二苯基甲烷-4，4′-二異氰酸酯和聚亞甲基聚苯基異氰酸酯。上述例舉的二異氰酸酯和三異氰酸酯可以單獨(dú)使用或作為兩種或多種該異氰酸酯的混合物使用。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，多異氰酸酯是聚亞甲基聚苯基異氰酸酯。這些化合物可以以商標(biāo)Mondur-MRS得到。在體系中全部伯胺或羥基官能團(tuán)與異氰酸酯官能團(tuán)的摩爾當(dāng)量比優(yōu)選約為0.8∶1～1∶1.2，更優(yōu)選約1∶1.1。
所述多官能胺可以是任何現(xiàn)有技術(shù)中所教導(dǎo)的用于此目的的多胺，本發(fā)明中所使用的胺用于形成聚脲外皮。二胺或多胺(如乙二胺、苯二胺、甲苯二胺、六亞甲二胺。所述多官能胺可以是任何現(xiàn)有技術(shù)中所教導(dǎo)的用于此目的的多胺，特別優(yōu)選為二胺、三胺、四胺或五胺。例如乙二胺、二乙撐三胺、丙二胺、四乙撐五胺、五亞甲六胺等)存在于水相中和有機(jī)/油相中。本發(fā)明的范圍內(nèi)的適宜的多胺通?？梢岳斫鉃榉肿又泻袃蓚€(gè)或多個(gè)伯氨基，且所述氨基與脂肪族部分或芳香族部分相連接的那些化合物。適宜的脂肪族多胺的例子是α，ω-二胺，包括但不限于乙二胺、亞丙基-1，3-二胺、四亞甲五胺、五亞甲六胺和1，6-六亞甲二胺等。優(yōu)選的二胺是1，6-六亞甲二胺。
其它適宜的脂肪族多胺是聚乙胺，包括但不限于二乙撐三胺、三乙撐三胺、四乙撐五胺、五乙撐六胺。
適宜的芳香族多胺的實(shí)例是1，3-苯二胺、2，4-甲苯二胺、4，4′-二氨基二苯基甲烷、1，5-二氨基萘、1，3，5-三氨基苯、2，4，6-三氨基甲苯、1，3，6-三氨基萘、2，4，4′-三氨基二苯基醚、3，4，5-三氨基-1，2，4-三唑、二(六亞甲基三胺)和1，4，5，8-四氨基蒽醌。這些不溶于水或在水中溶解度不高的多胺可以作為鹽酸鹽使用。
也可以使用結(jié)構(gòu)與上述化合物相似，但是具有存在于碳原子間的醚鍵內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)氧原子的化合物。優(yōu)選氫原子存在于胺上、特別是末端氨基上?？梢允褂梅枷阕宥?，例如甲苯二胺?？梢允褂枚喙倌芑衔锏幕旌衔?。
其它適宜的多胺是除了氨基之外還含有磺基或羧基的那些多胺。此類多胺的實(shí)例是1，4-苯二胺磺酸、4，4′-二氨基二苯基-2-磺酸或例如鳥氨酸和賴氨酸等二氨基羧酸。
此類氨基化合物還可以含有陰離子基團(tuán)或陽離子基團(tuán)或兩性基團(tuán)或親水基團(tuán)，所述基團(tuán)使膠囊化的精油的微膠囊的表面具有陰離子性或陽離子性或兩性，或具有親水性但不帶電荷。
與異氰酸酯反應(yīng)生成氨基甲酸酯基的二羥基或多羥基化合物可以選自例如乙二醇、二乙二醇、丙二醇、1，4-丁二醇、1，4-己二醇、二丙二醇、環(huán)己基-1，4-二甲醇、1，8-辛二醇等多元醇，和平均分子量為200～2000的諸如聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇等多元醇。優(yōu)選的交聯(lián)劑是含有多于2個(gè)羥基官能團(tuán)的化合物，例如三羥甲基丙烷、丙三醇、己烷、三醇和季戊四醇?；诙迹褂玫慕宦?lián)劑的量為5重量％～40重量％，優(yōu)選為10重量％～20重量％。芳香族羥基化合物選自1，3-二羥基苯、2，4-二羥基甲苯、4，4′-二羥基二苯基甲烷、1，5-二羥基萘、1，3，5-三羥基苯、2，4，6-三羥基甲苯、1，3，6-三羥基萘、2，4，4′-三羥基二苯基醚。也可以使用還含有羧酸基、磺酸基、膦酸基和季銨基的具有羥基的試劑，以使膠囊化的精油的微膠囊的表面具有陰離子性或陽離子性或兩性，或不帶電荷的親水性。
可以將催化劑添加至精油或水性溶液中以提高異氰酸酯與胺或羥基的反應(yīng)活性。適于在本發(fā)明中使用的催化劑是例如N，N-二甲基氨基乙醇、N，N-二甲基環(huán)己基胺、二(2-二甲基氨基乙基)醚、N，N-二甲基十六烷胺、二氨基二環(huán)辛烷、辛酸亞錫和二丁基錫二月桂酸酯等氨基化合物或有機(jī)金屬化合物，其濃度基于二元醇為0.1重量％～0.3重量％。
所述催化劑也可以是金屬鹽、叔胺等。例如三乙胺或二乙基甲基胺和Cu、Pb、Zn、Co、Ni、Mn的金屬鹽。
為形成分散液，可以使用例如木質(zhì)素磺酸的鈉鹽、鉀鹽、鎂鹽、鈣鹽或銨鹽等乳化劑。
能夠在溶液中增強(qiáng)所述微膠囊的懸浮作用的懸浮劑優(yōu)選是非堿性乳化劑，所述非堿性乳化劑選自低密度聚乙烯醇和高密度聚乙烯醇或吐溫20、40或80，并且所述懸浮劑選自羧甲基纖維素、鈉鹽、黃原膠，山核桃(Karya)膠和槐豆膠。
優(yōu)選地所述非堿性乳化劑選自低密度聚乙烯醇和高密度聚乙烯醇或吐溫20、40或80，所述懸浮劑選自羧甲基纖維素、鈉鹽、黃原膠，山核桃膠和槐豆膠。
水性分散液需要表面活性劑。優(yōu)選為非離子型表面活性劑。作為適宜的表面活性劑的例子可以舉出聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙烯醇(PVA)和聚(乙氧基)壬基苯酚?？梢缘玫椒肿恿糠秶鸀榧s20,000～約90,000的PVP是并且所有這些PVP都可以使用，但分子量約為40,000的PVP是優(yōu)選的。聚(乙氧基)壬基苯酚可以以商標(biāo)Igepal得到，其分子量根據(jù)乙氧基鏈的長度而變化?？梢允褂镁?乙氧基)壬基苯酚，但I(xiàn)gepal 630(表示分子量約為630)是優(yōu)選的聚(乙氧基)壬基苯酚。表面活性劑的其它實(shí)例包括聚醚嵌段共聚物，如Pluronic.TM.和Tetronic.TM.，脂肪醇的聚氧化乙烯加合物，如Brij.TM.表面活性劑，和脂肪酸的酯，如硬脂酸酯和油酸酯等。該脂肪酸的實(shí)例包括山梨聚糖一硬脂酸酯、山梨聚糖一油酸酯、山梨聚糖倍半油酸酯等。脂肪酯的醇部分的實(shí)例包括丙三醇、葡糖基等。脂肪酯作為Arlacel C.RTM.市售的表面活性劑。
表面活性劑在表面活性劑的性質(zhì)方面是變化的，并且表面活性劑的性質(zhì)會(huì)影響所形成的微膠囊的尺寸。其它方面也是一樣，使用分子量為40,000的PVP將得到比Igepal 630更大的微膠囊。所使用的表面活性劑以及攪拌的程度和強(qiáng)度會(huì)影響所得到的微膠囊的尺寸。通常，它們的尺寸為約1μm～約100μm，這取決于所使用的條件。
盡管不太優(yōu)選，但也可以使用離子型表面活性劑。可以提及的有聚丙烯酸的部分中和的鹽，例如聚丙烯酸鈉或聚丙烯酸鉀或聚甲基丙烯酸鈉或聚甲基丙烯酸鉀。
作為不溶于水的溶劑，可以使用對(duì)膠囊化反應(yīng)呈惰性、但可以溶解或分散多異氰酸酯和待膠囊化的材料的非極性溶劑。作為適宜的溶劑可以舉出烴類溶劑，例如煤油和諸如甲苯、二甲苯等烷基苯等。優(yōu)選僅使用少量溶劑；基于水的量，用量至多約5％通常就已足夠，在大多數(shù)情況中，優(yōu)選使用約為3％或更少量的溶劑。
反應(yīng)易于在室溫進(jìn)行，但優(yōu)選在低于室溫直至約0℃進(jìn)行操作，優(yōu)選約15℃?？赡茉谝恍┣闆r中將反應(yīng)溫度升高到最高為70℃，但優(yōu)選的溫度范圍為0℃～30℃，最優(yōu)選低于20℃。
微膠囊可以懸浮在水中以提供適于飛機(jī)噴藥的懸浮液。該懸浮液可以含有懸浮劑，諸如瓜爾膠、鼠李聚糖膠(rhamsan gum)或黃原膠等膠類懸浮劑。
然而，如果需要，添加光穩(wěn)定劑也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。適宜的光穩(wěn)定劑包括加拿大專利1,179,682中所披露的叔苯二胺化合物，其內(nèi)容以參考的方式引入?？梢酝ㄟ^將光穩(wěn)定劑與精油和多異氰酸酯一起溶解在不溶于水的溶劑中來加入。作為選擇，光穩(wěn)定劑可以如加拿大專利1,044,134中所披露的那樣加入到聚脲外殼中，其內(nèi)容以參考的方式引入。
膠囊由分散的有機(jī)相中的各種二異氰酸酯和多異氰酸酯制備。所存在的一些異氰酸酯與水反應(yīng)生成可進(jìn)一步在界面與剩余的異氰酸酯反應(yīng)的胺，隨后進(jìn)行聚合以形成聚脲外殼。水相還含有表面活性劑，例如乙氧基化的壬基苯酚或直鏈醇的聚乙二醇醚。另外，水相含有保護(hù)性的膠體，通常是聚丙烯酸酯、甲基纖維素和聚乙烯醇(PVA)。例如顆粒尺寸可以小至1μm。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，膠囊化如下進(jìn)行將多異氰酸酯(在一個(gè)優(yōu)選情況中基于雙酚A)溶于精油中，在含有多胺和二元醇或多元醇(例如，聚乙二醇[PEG])的水中乳化該混合物。發(fā)生初步反應(yīng)，該反應(yīng)形成了膜并主要得到具有少量脲基的聚氨酯封裝覆層，所述脲基通過用水對(duì)異氰酸酯進(jìn)行水解并將所得到的胺與剩余的異氰酸基團(tuán)反應(yīng)形成。最終的產(chǎn)物僅含有分散在水中的微膠囊且未殘留有有毒化學(xué)物質(zhì)。溶液不需要進(jìn)行進(jìn)一步提純，可以添加其它物質(zhì)以形成最終制劑。
用于在界面聚合過程中加入到封裝膜中和/或作為佐劑或添加劑加入水性溶液中的一種優(yōu)選材料是聚乙烯醇。在合成農(nóng)藥的膠囊化中已經(jīng)提到了聚乙烯醇。例如在最近轉(zhuǎn)讓給Dow的美國專利5,925,464(1999年7月20日，Mulqueen；Patrick Joseph；Smith；Geoff；Lubetkin；Steven D)中，小的微膠囊農(nóng)藥(如毒死蜱)制劑可以通過在水相中將PVA和多胺(如二乙撐三胺)與用于制造微膠囊的多異氰酸酯(如Voranate M220)進(jìn)行界面縮聚反應(yīng)進(jìn)行膠囊化而獲得?？梢缘玫斤@示出改善的存貯穩(wěn)定性的微膠囊，尤其是活性材料從所得微膠囊中的浸出得到了改善，特別是當(dāng)微膠囊的尺寸很小(例如小于5μm)的時(shí)候。
正如所述專利中所陳述并引入本發(fā)明的，“在膠囊化反應(yīng)過程中，在PVA存在下的膠囊化方法的優(yōu)點(diǎn)在于，通過改變多胺添加前的時(shí)間，可以以一定的精度控制膠囊壁中聚氨酯和聚脲的量。由于這兩種聚合物對(duì)封裝材料具有完全不同的擴(kuò)散率，因此除了通過改變膠囊壁厚度和膠囊的尺寸以外，該聚氨酯/聚脲的比率提供了用于控制活性物質(zhì)的釋放速率的又一個(gè)獨(dú)立方法。在膠囊化反應(yīng)中使用PVA的另一優(yōu)點(diǎn)在于，作為空間屏障的形成在微膠囊的表面上的PVA懸伸物在生產(chǎn)或存貯過程中可以倒伏(doewards)聚集，并當(dāng)需要時(shí)，同時(shí)增強(qiáng)噴霧干燥的功效和干燥產(chǎn)物在水中的快速分散”。
美國專利US 4,417,916披露了不溶于水的材料如除草劑在聚脲外殼中的膠囊化。使用多異氰酸酯和多胺來形成聚脲，該發(fā)明的要旨似乎在于在形成聚脲的反應(yīng)中使用木質(zhì)素磺酸鹽化合物作為乳化劑。封裝在所列舉的實(shí)例中的不溶于水的材料的濃度范圍為320g/l組合物～520g/l組合物。
美國專利US 4,563,212與美國專利US 4,417,916所教導(dǎo)的相似，但使用了不同于木質(zhì)素磺酸鹽的乳化劑，特別是磺化萘甲醛縮合物和磺化聚苯乙烯。
歐洲專利EP 611 253描述了使用非離子型表面活性劑(含有親水性嵌段和疏水性嵌段的嵌段共聚物)的多異氰酸酯和多胺的反應(yīng)，從而將諸如農(nóng)藥等材料封裝在聚脲中。
在一個(gè)已描述的實(shí)施方式中，將鹽形式的多胺添加至異氰酸酯的分散液中，使得通過添加堿而引發(fā)聚合。據(jù)說這可以改善行為改變的化合物(醛)的穩(wěn)定性，但這并沒有進(jìn)行例證。
在一優(yōu)選實(shí)施方式中，封裝材料是部分溶于水的材料，并且所封裝的部分溶于水的材料的量基于微膠囊的總重量至少為5％，優(yōu)選至少為90％。
在另一方面本，發(fā)明提供一種微膠囊，所述微膠囊含有部分溶于水的有機(jī)材料，所述有機(jī)材料的分子量大于約100且小于約400，并至少含有一個(gè)雜原子，所述有機(jī)材料被封裝在聚脲或聚氨酯外殼內(nèi)，所述被封裝的材料的量基于微膠囊的總重量至少為5％，優(yōu)選至少為9％。
微膠囊的封裝壁由具有不同程度的孔隙率和孔尺寸的聚合物構(gòu)成?？壮叽绾涂紫堵士梢杂靡阎椒ǜ淖?，所述孔尺寸可以從微米至亞微米至納米級(jí)孔變化，在一個(gè)優(yōu)選應(yīng)用中可以是相對(duì)致密的屏障，其中穿過屏障的傳輸是通過“溶液-擴(kuò)散”機(jī)制實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明的聚合物壁可以選自例如聚脲、多胺、聚磺酰胺、聚酯、聚碳酸酯或聚氨酯等聚合物，并且占各微膠囊的約5重量％～約35重量％。優(yōu)選地，微膠囊壁占微膠囊的約10重量％～約25重量％。
乳化劑優(yōu)選選自木質(zhì)素磺酸的鹽，例如其鈉鹽、鉀鹽、鎂鹽和鈣鹽。特別有效的是木質(zhì)素磺酸的鈉鹽，此處將其稱為木質(zhì)素磺酸鹽乳化劑或表面活性劑。
在本發(fā)明的另一實(shí)施方式中，微膠囊的制備包括由含有適宜的乳化劑/交聯(lián)樹脂、可選擇的消泡劑形式的穩(wěn)定劑和可選擇的抗菌劑的溶液所構(gòu)成的水相。乳化劑/交聯(lián)樹脂優(yōu)選來自苯乙烯和馬來酸酐的共聚產(chǎn)物，或來自苯乙烯、馬來酸酐和醇的共聚產(chǎn)物。苯乙烯和馬來酸酐的共聚提供非酯化的共聚物或酸酐共聚物。當(dāng)苯乙烯和馬來酸酐的共聚與醇一同進(jìn)行時(shí)，馬來酸酐的環(huán)打開形成共聚物，所述共聚物是共聚反應(yīng)中的相應(yīng)的醇的半酸和半酯。此類醇包括但不限于直鏈或支鏈的低級(jí)C1～C6烷基醇。酸酐共聚物和半酸/半酯共聚物進(jìn)一步與氫氧化物如氫氧化銨、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鎂、氫氧化鈣等反應(yīng)，以提供水溶性鹽形式的前述樹脂。前述氫氧化物與酸酐共聚物的反應(yīng)使得馬來酸酐的環(huán)打開，從而提供二鹽，如二鈉鹽或二鉀鹽。當(dāng)酸酐共聚物與例如氫氧化銨反應(yīng)時(shí)，馬來酸酐的環(huán)打開，從而提供酰胺/銨鹽。在本發(fā)明的內(nèi)容中，乳化劑/交聯(lián)樹脂優(yōu)選選自苯乙烯和馬來酸酐的無水共聚產(chǎn)物的氫氧化銨、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鎂、氫氧化鈣鹽；以及苯乙烯和馬來酸酐的半酸/半酯共聚產(chǎn)物的氫氧化銨、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鎂、氫氧化鈣鹽。特別優(yōu)選的樹脂是苯乙烯和馬來酸酐的無水共聚產(chǎn)物的氫氧化銨和氫氧化鈉鹽，最優(yōu)選氫氧化銨的鹽。
可以向微膠囊的溶液中添加以改善保存限期和/或噴霧性和/或諸如對(duì)底物的吸附等性能，所述佐劑可以選自天然的聚合物和合成的聚合物，例如聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚環(huán)氧乙烷、乙烯/馬來酸酐共聚物、甲基乙烯基醚-馬來酸酐共聚物、水溶性纖維素、水溶性聚酰胺或聚酯、丙烯酸的共聚物或均聚物、水溶性淀粉和改性淀粉、諸如藻酸鹽、糊精等天然膠以及諸如明膠和酪蛋白等蛋白質(zhì)。
可以理解，盡管本發(fā)明主要針對(duì)于制備精油微膠囊的方法，但是本發(fā)明還針對(duì)于由此處所描述的本發(fā)明的任意方法制備的精油微膠囊，并且特別針對(duì)于通過本發(fā)明的任意方法制備并在任意下列用途中使用的精油微膠囊用于諸如柜臺(tái)頂面、瓷磚、瓷器產(chǎn)品(水槽和馬桶)、地板、窗戶、餐具、玻璃器皿、盤子以及牙科和外科用具等的硬表面的消毒劑和清潔組合物；應(yīng)用于紡織結(jié)構(gòu)物以改善皮膚生理狀況的香料和益膚液；提供改善的快速減少細(xì)菌效果的抗菌擦拭物；用于革蘭氏陰性細(xì)菌和革蘭氏陽性細(xì)菌的長效抗菌組合物；消毒劑和消毒組合物；在殺菌性硬表面清潔組合物中的噴霜?jiǎng)?；液體清潔劑組合物；具有防腐、抗病毒和殺幼蟲活性的抗菌組合物，例如作為用于治療感冒瘡、頭虱、陰道炎、瘊、疣和腳癬的藥劑和作為抗菌漱口劑以及表面清潔劑；滅虱劑；天然農(nóng)藥；調(diào)味劑；芳香劑；類和動(dòng)物傳染病的治療劑；驅(qū)虱劑組合物；止痛和消炎組合物；芳香劑或驅(qū)昆蟲劑；藥物和化妝品中的活性試劑；擠制肥皂和/或清潔棒中的有益試劑；食品或煙草添加劑；藥物和化妝品中的活性劑；護(hù)發(fā)產(chǎn)品；和含有膠囊化的香料的牙膏；蚊子、螞蟻和昆蟲的驅(qū)除劑；殺幼蚊劑；抗病毒劑；抗真菌劑；針對(duì)牙床疾病的凝膠；不會(huì)導(dǎo)致毒性綜合癥的女用衛(wèi)生棉條；尿布。
盡管在下列實(shí)施例中將連同優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述，從而使其各個(gè)方面能夠被更全面的理解和認(rèn)識(shí)，但本發(fā)明絕不限于這些特定的實(shí)施方式。相反地，本發(fā)明意圖涵蓋正如由所附權(quán)利要求所限定的包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)的所有的變化、改變和等價(jià)替代。因而，包括了優(yōu)選實(shí)施方式的下列實(shí)施例將用于描述本發(fā)明的實(shí)施，可以理解，所具體顯示的具體內(nèi)容是僅作為實(shí)例用于說明討論本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的目的，提供這些具體內(nèi)容的原因是為了提供最有用的和易于理解的關(guān)于制劑工藝的描述以及本發(fā)明的原理和概念。
實(shí)施例實(shí)施例1使用表1中的組成1，按照如下方式通過界面聚合來形成精油微膠囊將13.5g異氰酸酯與88g桉葉油混合，并使用高剪切攪拌器將其添加至347g含有胺EDA和DETA的水中?；旌显谑覝叵鲁掷m(xù)2小時(shí)然后加入分散劑黃原膠(Xanthane gum)[Rodopol](1.35g)以得到穩(wěn)定的乳化液，并根據(jù)需要將pH調(diào)節(jié)至7.0。該制劑在500ppm下在一天后對(duì)尖音庫蚊的幼蚊致死率是100％。
實(shí)施例2重復(fù)實(shí)施例1，不同的是用TDI[見表1中的配方2]代替VoronateM-580，所得的微膠囊在500ppm下甚至在一天后也無致死率，表明如何選擇制造膠囊化制劑的材料很重要。
實(shí)施例3用松油[見表1中的配方3]重復(fù)實(shí)施例2。所得包囊的產(chǎn)率為78％，膠囊的平均尺寸為100μm。
實(shí)施例4用松油[見表1中的配方3]重復(fù)實(shí)施例1。所得包囊的產(chǎn)率為85％，膠囊的平均尺寸為50μm。
實(shí)施例5用具有3.4g TDI和0.75g EDA以及0.68g DETA的松油[見表1中的配方5]重復(fù)實(shí)施例2。所得的膠囊在500ppm下在一天后對(duì)尖音庫蚊的幼蚊的致死率是97％。
實(shí)施例6重復(fù)實(shí)施例5，不同的是用具有4.4g Voronate M-580的松油代替TDI和0.75g EDA以及0.68g DETA[見表1中的配方6]。所得的膠囊在500ppm下在一天后對(duì)尖音庫蚊的幼蚊致死率是97％。
實(shí)施例7重復(fù)實(shí)施例4，不同的是用松油和Voronate M 580和TEPA和HMDA代替EDA和DETA[見表1中的配方7]。所得的膠囊在500ppm下在一天后對(duì)尖音庫蚊的幼蚊致死率僅為10％。
實(shí)施例8
用松油并以TDI代替Voronate M-580[見表1中配方8]重復(fù)實(shí)施例7。所得的膠囊在500ppm下在一天后對(duì)尖音庫蚊的幼蚊致死率僅為53％。
實(shí)施例9重復(fù)實(shí)施例4，不同的是用松油和Voronate M 580和PEG4000代替胺[見表1中配方9]。所得的膠囊在500ppm下在一天后對(duì)尖音庫蚊的幼蚊致死率僅為7％。
實(shí)施例10重復(fù)實(shí)施例9，不同的是用TDI代替Voronate M 580[見表1中配方10]。所得的膠囊在500ppm下在一天后對(duì)100L桶中測試的尖音庫蚊的幼蚊致死率為100％。
實(shí)施例11A用不同濃度的TDI和PEG 4000[見表1中配方11]重復(fù)實(shí)施例10。得到的膠囊在800ppm和1000ppm下在一天后對(duì)在100L的桶中進(jìn)行測試的尖音庫蚊的幼蚊的致死率分別為87％和100％。14天和20天后在1000ppm濃度下的致死率分別為87％和80％。
實(shí)施例11B當(dāng)使用500ppm的部分季銨化的四乙撐五胺重復(fù)實(shí)施例11時(shí)，得到的包囊制劑在14天和20天后對(duì)尖音庫蚊的幼蚊致死率分別為95％和90％。表明對(duì)具有陽離子性表面的微膠囊其功效得到改善。
實(shí)施例12A當(dāng)實(shí)施例11中所制造的封裝松油在70L的水池中進(jìn)行測試時(shí)，在800ppm的濃度下，對(duì)于1、7、13和21天后的三個(gè)不同水池的尖音庫蚊幼蚊的平均致死率分別為98％，53％，66％和39％。而未膠囊化的松油在相同的800ppm的濃度下在第一天后僅有8％的致死率，再往后則致死率為0％。在400ppm下1天后和7天后的致死率分別為93％和43％。
實(shí)施例12B當(dāng)上述實(shí)施例12A中的松油包囊還含有芝麻油[松油和芝麻油的液核總量的10重量％]時(shí)，在800ppm的濃度下，在1天和7天后，膠囊化的混合物對(duì)三個(gè)不同水池的尖音庫蚊幼蚊的平均致死率分別為93％和89％。非膠囊化的松油/芝麻油在1天和7天后的致死率分別為23％和7％。這表明松油與芝麻油的混合物可以取得比單獨(dú)的芝麻油明顯更好的效果。
實(shí)施例13用PEG 2000代替PEG 4000并使用更高濃度的TDI[見表1中配方12]重復(fù)實(shí)施例11，在400ppm下在70L水池中進(jìn)行測試，對(duì)尖音庫蚊幼蚊的致死率為70％～73％。未膠囊化的松油在相同的400ppm的濃度下僅有7％的致死率。
實(shí)施例14用丁香油重復(fù)上述實(shí)施例1，封裝效率為83％。
實(shí)施例15將實(shí)施例11中所制備的具有TDI和PEG 4000的微膠囊精油制劑[見表1中配方13]放置在淺的70L水浴中，在800ppm的濃度下1天后對(duì)埃及斑蚊(A.aegypti)幼蚊和尖音庫蚊顯示出90％的殺死效果，而作為對(duì)照的未膠囊化的精油僅為10％。這些結(jié)果可以與使用其它殺幼蟲劑的測試進(jìn)行比較例如，來自皂皮樹(Quillaja saponaria)的皂角苷提取物在800ppm下1天～5天后對(duì)埃及斑蚊和尖音庫蚊的幼蟲致死率為100％。使用Novartis制造的賽滅凈(cyromazine，昆蟲生長調(diào)節(jié)劑)來對(duì)幼蚊的殺滅活性進(jìn)行測試，賽滅凈或者是直接使用，或者是以膠囊化的形式使用。有效濃度為0.5g/m2的賽滅凈在3天后給出的致死率為60％，最佳緩釋制劑在8天后給出的致死率為100％。
實(shí)施例16根據(jù)實(shí)施例2制造桉葉油的微膠囊并在使用纖維軟化劑的條件下使用，在低溫下對(duì)兩種受試的微生物(金黃色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)和大腸桿菌(Escherichia coli))具有顯著的消毒功效。在濃度為0.8％時(shí)，超過99％的細(xì)菌被殺死。濃度對(duì)功效有強(qiáng)烈的影響隨著活性成分的濃度從0.2％增加至0.8％，被殺死的微生物數(shù)量以1百萬作為因數(shù)增長。作為比較，目前在歐洲被用來代替氯類消毒劑的含氧碳酸鹽，在室溫下對(duì)微生物的功效卻極為有限。
實(shí)施例17根據(jù)實(shí)施例1制造桉葉油的微膠囊，并以每平方米壁面積1.0g的濃度(基于精油的重量)施用于磚壁，顯示出在低溫下對(duì)兩種受試的微生物(金黃色葡萄球菌和大腸桿菌)具有顯著的消毒功效——?dú)⑺懒?5％以上的細(xì)菌。
實(shí)施例18根據(jù)實(shí)施例2制造桉葉油的微膠囊，并以每平方米地板面積0.8g的濃度(基于精油的重量)施用于大理石地板，顯示出在低溫下對(duì)兩種受試的微生物(金黃色葡萄球菌和大腸桿菌)具有顯著的消毒功效——?dú)⑺懒?0％以上的細(xì)菌。
表1用于形成膠囊化的精油的材料組成


實(shí)施例19在該實(shí)施例中對(duì)作為驅(qū)蚊劑的膠囊化的精油的用途進(jìn)行了說明。
將香茅油、熏衣草油和香葉油這三種精油按1∶1∶1的比率配制，將該混合物作為活性成分的混合物溶解于杏仁油中，以形成24％的活性成分的溶液(由以色列的Tamar LTD提供，商品名為Di-Tush)，根據(jù)上述程序用下列組合進(jìn)行膠囊化。因而，將153g活性精油濃度為24％的Di-Tush與19.8g的TDI混合，并將其分散在含有2.7g PVA的270g水的水溶液中。約5分鐘后形成32.3g PEG 4000溶于75g水中的微膠囊并繼續(xù)分散，最后在制備結(jié)束時(shí)，添加2.4g Nefocide、0.7g Rodopol和磷酸二氫鈉。將該制劑稱為N141。對(duì)于2個(gè)人類志愿者的結(jié)果如表2所示。
表2驅(qū)除劑#141在8小時(shí)接觸期內(nèi)對(duì)埃及斑蚊的相對(duì)功效(8∶30～16∶30)

對(duì)于8小時(shí)的測試接觸期的每個(gè)小時(shí)中蚊籠中人類志愿者的前臂在10分鐘內(nèi)被蚊子叮咬減少的百分比根據(jù)以下公式計(jì)算減少的百分比＝100×(C-T)/C其中C是在未處理的蚊籠中每個(gè)小時(shí)中人類志愿者的前臂在10分鐘內(nèi)被蚊子叮咬的次數(shù)，T是在經(jīng)處理的蚊籠中每個(gè)小時(shí)中人類志愿者的前臂在10分鐘內(nèi)被蚊子叮咬的次數(shù)。
實(shí)施例20重復(fù)上述的實(shí)施例19，以給出額外的制劑#141，并以相同的方式用活性濃度為48％的Di-Tush制劑制備另一制劑#143。兩個(gè)制劑均對(duì)小鼠進(jìn)行測試，同時(shí)用市售的合成驅(qū)蚊劑MO438E(29％活性成分(a.i.))對(duì)小鼠進(jìn)行測試。結(jié)果如表3所示。結(jié)果表明兩個(gè)制劑都具有良好的驅(qū)蚊性。
表3驅(qū)除劑#141在8小時(shí)接觸期內(nèi)對(duì)埃及斑蚊的相對(duì)功效(8∶30～16∶30)

在測試的每個(gè)小時(shí)中落在三只小鼠身上的蚊子對(duì)小鼠的叮咬數(shù)的減少的百分比根據(jù)以下公式計(jì)算減少的百分比＝100×(C-T)/C其中C是在未處理的對(duì)照蚊籠中在每個(gè)小時(shí)內(nèi)在三只未處理的對(duì)照小鼠身上落下的蚊子的數(shù)目，T是在經(jīng)處理的蚊籠中在每個(gè)小時(shí)內(nèi)在三只經(jīng)處理的受試小鼠身上落下的蚊子的數(shù)目。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，本發(fā)明并不局限于前述的說明性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，在不背離本發(fā)明的基本特征的條件下，可以通過其它的特定形式來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因而應(yīng)當(dāng)認(rèn)為，本發(fā)明的實(shí)施方式和實(shí)施例在所有的方面都是描述性的而非限制性的。參見所附的權(quán)利要求而不是前述的描述，權(quán)利要求應(yīng)當(dāng)包含與權(quán)利要求等同的意義和范圍內(nèi)的所有變化。
權(quán)利要求
1.一種用于制備精油微膠囊的方法，所述方法包括將二異氰酸酯或多異氰酸酯溶于精油中，在含有二胺或多胺和/或二羥基化合物或多羥基化合物的水性溶液中乳化所得到的混合物，通過界面聚合在所述精油液滴的周圍形成聚脲和/或聚氨酯薄膜，由此進(jìn)行所述精油的膠囊化，所述薄膜能夠增強(qiáng)所述精油的穩(wěn)定性、降低其蒸發(fā)速率并在施用于底物時(shí)控制其釋放速率。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述聚合反應(yīng)在0℃～30℃的溫度進(jìn)行。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述混合物還包含催化劑。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述水性溶液還包含二元醇或多元醇，此外可選擇地包含二胺或多胺。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述水性溶液還包含至少一種乳化劑。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述精油與選自佐劑和能夠增強(qiáng)所述精油性能的試劑的其它成分一起膠囊化。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述其它成分是芝麻油。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述精油選自棉籽油、大豆油、肉桂油、玉米油、雪松油、蓖麻油、丁香油、香葉油、檸檬草油、亞麻子油、薄荷油、芝麻油、百里香油、迷迭香油、茴芹油、羅勒油、樟腦油、香茅油、桉葉油、茴香油、葡萄柚油、檸檬油、桔油、橙油、松針油、胡椒油、玫瑰油、紅桔油、茶樹油、油茶籽油、莧蒿子油、蒜油、麻油、洋蔥油、迷迭香油、香茅油、熏衣草油、香葉油、杏仁油、留蘭香油及它們的混合物。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述膠囊化是以如下方式進(jìn)行的在環(huán)境條件下，將多異氰酸酯溶于所述精油中，在含有多胺和/或二元醇或多元醇的水性溶液中乳化所得的混合物，其中發(fā)生了初步反應(yīng)，所述初步反應(yīng)形成了膜并消耗了全部所存在的多胺，然后反應(yīng)較慢的多元醇發(fā)生反應(yīng)并形成外部的交聯(lián)覆層，用水進(jìn)一步消耗任何殘余的異氰酸酯，以形成與任何殘余的異氰酸酯反應(yīng)的胺。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中所述水性溶液中不存在二胺或多胺。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其中所述方法在0℃～30℃的溫度進(jìn)行。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述二異氰酸酯或多異氰酸酯選自二環(huán)己基甲烷4，4′-二異氰酸酯；六亞甲基1，6-二異氰酸酯；異佛爾酮二異氰酸酯；三甲基六亞甲基二異氰酸酯；六亞甲基1，6-二異氰酸酯的三聚物；異佛爾酮二異氰酸酯的三聚物；1，4-環(huán)己烷二異氰酸酯；1，4-(二甲基異氰酸酯基)環(huán)己烷；六亞甲基二異氰酸酯的縮二脲；六亞甲基二異氰酸酯的脲；三亞甲基二異氰酸酯；亞丙基-1，2-二異氰酸酯和亞丁基-1，2-二異氰酸酯；脂肪族二異氰酸酯和脂肪族三異氰酸酯的混合物，如四亞甲基二異氰酸酯、五亞甲基二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯和4-(異氰酸酯基甲基)-1，8-辛基二異氰酸酯，芳香族多異氰酸酯，包括2，4-甲苯二異氰酸酯和2，6-甲苯二異氰酸酯、萘二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯和三苯基甲烷-p，p′，p″-三苯甲基三異氰酸酯，適宜的芳香族異氰酸酯，如甲苯二異氰酸酯、聚亞甲基聚苯基異氰酸酯、2，4，4′-二苯基醚三異氰酸酯、3，3′-二甲基-4，4′-二苯基二異氰酸酯、3，3′-二甲氧基-4，4′-二苯基二異氰酸酯、1，5-萘二異氰酸酯和4，4′，4″-三苯基甲烷三異氰酸酯和異佛爾酮二異氰酸酯。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述二胺或多胺選自乙二胺、二乙撐三胺、丙二胺、四乙撐五胺、五亞甲基六胺、α，ω-二胺、亞丙基-1，3-二胺、四亞甲基二胺、五亞甲基二胺和1，6-六亞甲基二胺、聚乙烯胺、二乙撐三胺、三乙撐三胺、五乙撐六胺、1，3-苯二胺、2，4-甲苯二胺、4，4′-二氨基二苯基甲烷、1，5-二氨基萘、1，3，5-三氨基苯、2，4，6-三氨基甲苯、1，3，6-三氨基萘、2，4，4′-三氨基二苯基醚、3，4，5-三氨基-1，2，4-三唑、二(六亞甲基三胺)和1，4，5，8-四氨基蒽醌。
14.如權(quán)利要求4所述的方法，其中所述二元醇或多元醇選自諸如乙二醇、二乙二醇、丙二醇、1，4-丁二醇、1，4-己二醇、二丙二醇、環(huán)己基-1，4-二甲醇、1，8-辛二醇等多元醇，和平均分子量為200～2000的諸如聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇等多元醇、三羥甲基丙烷、丙三醇、己三醇和季戊四醇、1，3-二羥基苯、2，4-二羥基甲苯、4，4′-二羥基二苯基甲烷、1，5-二羥基萘、1，3，5-三羥基苯、2，4，6-三羥基甲苯、1，3，6-三羥基萘、2，4，4′-三羥基二苯基醚以及聚乙烯醇。
15.如權(quán)利要求3所述的方法，其中所述催化劑選自諸如N，N-二甲基氨基乙醇、N，N-二甲基環(huán)己基胺、二(2-二甲基氨基乙基)醚、N，N-二甲基十六烷胺、二氨基二環(huán)辛烷、辛酸亞錫和二月桂酸二丁基錫等氨基化合物或有機(jī)金屬化合物，其濃度基于二元醇為0.1重量％～0.3重量％，以及諸如三乙胺或二乙基甲基胺等叔胺和Cu、Pb、Zn、Co、Ni、Mn的金屬鹽。
16.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，將防止或減少微膠囊顆粒聚集的選自乳化劑、懸浮劑或空間位阻聚合物的成分添加至分散有精油混合物的水性溶液中，所述成分選自木質(zhì)素磺酸鹽的鈉鹽、鉀鹽、鎂鹽、鈣鹽或銨鹽；低密度聚乙烯醇和高密度聚乙烯醇、或吐溫20、40或80、羧甲基纖維素、鈉鹽、黃原膠、山核桃膠和槐豆膠、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、水溶性聚乙烯醇(PVA)和聚(乙氧基)壬基苯酚、聚醚嵌段共聚物、脂肪醇的聚氧化乙烯加合物及脂肪酸的酯。
17.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所得到的微膠囊包含60％～95％的精油，所述微膠囊的剩余部分由膠囊壁和添加劑構(gòu)成。
18.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所得到的微膠囊的平均尺寸為10μm～100μm。
19.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所得到的微膠囊含有作為殺幼蟲劑的精油，所述微膠囊的尺寸為0.5μm～100μm，并且適于漂浮在水面上，不會(huì)被紫外線輻射所降解，而且能夠緩慢釋放有效劑量的封裝在其中的精油農(nóng)藥。
20.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所得到的微膠囊含有精油，所述微膠囊的尺寸為0.5μm～100μm，并且適于漂浮在水面上，不會(huì)被紫外線輻射所降解，而且能夠緩慢釋放有效劑量的封裝在其中的精油殺幼蟲劑。
21.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所得到的微膠囊含有精油，所微膠囊的尺寸為0.5μm～100μm，而且能夠緩慢釋放有效劑量的封裝在其中的精油驅(qū)蟲劑。
22.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所得到的微膠囊含有精油，所述微膠囊的尺寸為0.5μm～100μm，而且能夠緩慢釋放有效劑量的封裝在其中的精油驅(qū)蚊劑。
23.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所得到的微膠囊含有由溶解在杏仁油中的由香茅油、熏衣草油和香葉油所構(gòu)成的混合精油，所述微膠囊的尺寸為0.5μm～100μm，并且能夠緩慢釋放有效劑量的封裝在其中的精油驅(qū)蚊劑。
24.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所得到的微膠囊含有作為驅(qū)蟲劑的精油，所述微膠囊的尺寸為0.5μm～100μm，并且能夠緩慢釋放有效劑量的封裝在其中的驅(qū)蟲劑。
25.如權(quán)利要求21～24任一項(xiàng)所述的方法，其中所述微膠囊降低了因紫外線或氧化而降解的膠囊化精油的量。
26.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所得到的微膠囊含有在消費(fèi)品中作為含氯消毒劑的代替品的精油，并且當(dāng)所述微膠囊用在硬表面清潔劑、衣物洗滌劑和軟化劑中時(shí)擁有持續(xù)的抗菌活性。
27.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述微膠囊在形成后與活性胺或含有羥基的試劑反應(yīng)，所述活性胺或含有羥基的試劑還含有陰離子基團(tuán)或陽離子基團(tuán)或兩性基團(tuán)或親水基團(tuán)，所述基團(tuán)使膠囊化的精油的微膠囊的表面具有陰離子性或陽離子性或兩性，或具有親水性但不帶電荷。
28.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述微膠囊在形成后通過在其表面上吸收單體或聚合物而進(jìn)行后改性，所述單體或聚合物能夠增加它們的親水性或疏水性，或使它們的表面具有陰離子性或陽離子性或兩性或具有親水性但不帶電荷。
29.如權(quán)利要求1所述的用于形成精油微膠囊的方法，其中所述微膠囊適于用作抗病毒劑和抗真菌劑。
30.如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述精油是姜油、棉籽油或其混合物之外的油。
31.一種精油微膠囊，該精油微膠囊是用權(quán)利要求1～30任一項(xiàng)所述的方法制備的。
全文摘要
本發(fā)明提供一種制備精油微膠囊的方法，所述方法包括將二異氰酸酯或多異氰酸酯溶于精油中，在含有二胺或多胺和/或二羥基化合物或多羥基化合物的水性溶液中乳化所得到的混合物，通過界面聚合在所述精油液滴的周圍形成聚脲和/或聚氨酯薄膜，由此進(jìn)行所述精油的膠囊化，所述薄膜能夠增強(qiáng)所述精油的穩(wěn)定性、降低其蒸發(fā)速率并控制其在施用于底物時(shí)的釋放速率。
文檔編號(hào)A01N25/28GK1805784SQ200480016143
公開日2006年7月19日 申請(qǐng)日期2004年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月11日
發(fā)明者阿里·馬庫斯, 查爾斯·林德 申請(qǐng)人:內(nèi)蓋夫研發(fā)局屬本古里昂大學(xué)