專利名稱：一種包埋有胺類活性物質(zhì)微膠囊的制備方法及應(yīng)用的制作方法
一種包埋有胺類活性物質(zhì)微膠囊的制備方法及應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域一種包埋有胺類活性物質(zhì)微膠囊的制備方法及其在電子器件封裝材料中的應(yīng) 用，屬于化學(xué)復(fù)合材料制備和電子器件封裝材料領(lǐng)域。
技術(shù)背景微膠囊技術(shù)可廣泛應(yīng)用于食品、活性物質(zhì)的保護(hù)，在藥物包埋、農(nóng)藥制劑、可 逆熱變色染料等領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用。電子器件封裝材料如環(huán)氧樹脂體系，國內(nèi)外目前一般采用雙組分，主體部分為具有一定分子量的環(huán)氧樹脂等，另一部分為固化 劑，使用前需將兩部分充分混合，然后在一定溫度下進(jìn)行固化。用于電子器件的封 裝時，由于在各器件上用量小，很難將兩部分有效混合，同時封裝時間長，可能有 部分己發(fā)生反應(yīng)，因而整體的質(zhì)量很難控制。微膠囊技術(shù)的優(yōu)勢在于形成微膠囊時，目的物如固化劑、固化促進(jìn)劑原有的化學(xué)性質(zhì)絲毫無損，而依靠囊壁的屏蔽作用可起到被保護(hù)的效果；在適當(dāng)?shù)臈l件下又可逐漸地通過某些外部刺激如溫度、壓力使 目的物的功能再次顯示出來；目的物微膠囊化后，目的物的許多應(yīng)用性質(zhì)也會得到 改善；電子器件封裝用環(huán)氧樹脂的雙組分體系可以簡化為單一組分，對提高產(chǎn)品的 穩(wěn)定性起到可靠的保證作用。脲醛或酚醛的原位聚合具有原料成本低、反應(yīng)迅速、 包封效果好、熱穩(wěn)定等優(yōu)點。因此，本發(fā)明采用脲醛樹脂或酚醛樹脂作為壁材，通 過原位聚合法成功地制得強度合適、在較高溫度和一定壓力下可滲透的微膠囊。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種包埋有胺類活性物質(zhì)微膠囊的制備方法及其在電子 器件封裝材料中的應(yīng)用。以尿素和甲醛或苯酚和甲醛為反應(yīng)單體，通過加成縮合反 應(yīng)，分別得到脲醛或酚醛預(yù)聚產(chǎn)物；在酸性條件或較高溫度下，預(yù)聚產(chǎn)物進(jìn)一步發(fā) 生縮聚反應(yīng)，從而在胺類活性物質(zhì)微液滴表面直接原位聚合，進(jìn)一步發(fā)生縮聚反應(yīng) 而交聯(lián)固化，制備得到有一定柔韌性、抗?jié)B透及密封性良好的微膠囊。本發(fā)明的技術(shù)方案 一種包埋有胺類活性物質(zhì)微膠囊的制備方法，以尿素和甲 醛、或苯酚和甲醛為縮聚反應(yīng)單體的聚合物為微膠囊壁材，胺類活性物質(zhì)為芯材； 微膠囊的壁材、芯材體積比為IO : 3 10 : 8;首先采用加成縮合反應(yīng)合成水溶性的 脲醛或酚醛預(yù)聚體，再經(jīng)直接原位聚合法制備成包埋有胺類活性物質(zhì)的微膠囊，步 驟為(1) 、水溶性脲醛或酚醛預(yù)聚體的制備以尿素和甲醛、或苯酚和甲醛為縮聚反應(yīng)單體，尿素和甲醛、或苯酚和甲醛以 等摩爾配比反應(yīng)，以二乙醇胺為pH值調(diào)節(jié)劑，在聚合反應(yīng)器內(nèi)按配比加入反應(yīng)單 體，快速攪拌下加熱至4(TC，滴入二乙醇胺調(diào)節(jié)p1^7 8，繼續(xù)加熱至75。C，反 應(yīng)1-3小時，得到水溶性脲醛或酚醛預(yù)聚體樹脂溶液；(2) 、包埋有胺類活性物質(zhì)微膠囊的制備將胺類活性物質(zhì)放入質(zhì)量濃度為10%-30%的氯化鈉水溶液介質(zhì)中，以壬基酚 聚氧乙烯醚OP-10為乳化劑進(jìn)行預(yù)乳化，胺類活性物質(zhì):10%-30%氯化鈉水溶 液:OP-10質(zhì)量配比為1:1.5-2:0.03-0.04，充分?jǐn)嚢枞榛?，制得胺類活性物質(zhì)乳化液；再將脲醛或酚酸預(yù)聚體樹脂溶液，與胺類活性物質(zhì)乳化液混合，保持皮芯體積 比為IO : 3 10 : 8，強力攪拌15分鐘后滴加催化劑，催化劑為體積比l : 9的鹽酸和 飽和氯化銨溶液，使預(yù)聚體進(jìn)一步進(jìn)行縮聚反應(yīng)，體系的pH為2-5，控制縮聚反應(yīng) 溫度為30-50'C，縮聚反應(yīng)時間為3 5小時，自然冷卻，取出產(chǎn)物后抽濾，用去離 子水洗至中性后自然干燥，得到球型的脲醛或酚醛包埋有胺類活性物質(zhì)的微膠囊。所制備的包埋有胺類活性物質(zhì)的微膠囊形態(tài)規(guī)整、膠囊大小在數(shù)百納米到數(shù)微 米，通過改變縮聚反應(yīng)催化劑鹽酸和氯化銨用量、縮聚反應(yīng)體系pH值、體系中乳 化劑OP-10用量、縮聚反應(yīng)時間、反應(yīng)溫度及攪拌速度來控制膠囊大小。所述的胺類活性物質(zhì)結(jié)構(gòu)為Ri ， R2=CnH2n+i ， n《3 。所述方法制備的包埋有胺類活性物質(zhì)微膠囊的應(yīng)用，是在電子器件封裝材料中的應(yīng)用，胺類活性物質(zhì)微膠囊的用量為環(huán)氧樹脂質(zhì)量的1%-3%。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明采用脲醛樹脂或酚醛樹脂作為包裹胺類活性物質(zhì)的 壁材，原位聚合法制備微膠囊是通過兩步法完成的；與傳統(tǒng)的界面聚合法制備微膠 囊相比，尿素/甲醛預(yù)聚體或苯酚/甲醛預(yù)聚體進(jìn)行原位聚合形成的微膠囊具有良好 的韌性和抗?jié)B透性，且沒有界面聚合法制備微膠囊時因囊壁較薄而容易出現(xiàn)團(tuán)聚的 缺點，所得的微膠囊可保持胺類活性物質(zhì)的穩(wěn)定性和持效性。本發(fā)明制備方法簡單易行，反應(yīng)時間短，包覆后的活性物質(zhì)在一定的條件下(較 高溫度和一定壓力)就能破開膠囊而緩慢釋放。通過調(diào)節(jié)體系pH值和乳化劑用量、 改變催化劑及反應(yīng)時間可對微膠囊化過程、微膠囊大小和微膠囊形貌進(jìn)行控制。本發(fā)明制備出的微膠囊在pH值為3.5的條件下，具有良好的強度，在常溫下具有抗?jié)B透性及密封性，可直接與環(huán)氧樹脂復(fù)配，應(yīng)用于電子器件封裝材料中。本發(fā)明提供了一種新型的胺類活性物質(zhì)微膠囊的制備方法及其在電子器件封 裝材料中的應(yīng)用，該技術(shù)工藝簡單，制備時間短，將電子器件封裝材料由雙組分體 系簡化為單一組分體系。合成的微膠囊壁結(jié)構(gòu)緊密，不粘結(jié)，形態(tài)為球體，粒徑分 布均勻，胺類活性物質(zhì)在常溫下不釋放。
具體實施方式
實施例l第一步室溫下在三頸瓶中依次加入尿素160g， 37。/。的甲醛200mL,混合均勻 后加熱至40'C，加入二乙醇胺調(diào)節(jié) 11=7，將三頸瓶放在75'C油浴中，反應(yīng)至預(yù)定 時間(l小時)。取出三頸瓶，即得到粘稠透明的脲醛預(yù)聚物。第二步稱取胺類活性物質(zhì)80g，水120g，氯化鈉30g， OP-10乳化劑3g，依次 加入到三頸燒瓶中，充分?jǐn)嚢枞榛?，量取適量的第一步中所得脲醛預(yù)聚物溶液，保 持皮芯比(體積比)為10 : 5,強力攪拌15分鐘后以一定的速度滴加催化劑(催化 劑為體積比l : 9的鹽酸和飽和氯化銨溶液)，使體系的pH逐漸下降，控制溫度為 30°C，當(dāng)下降至lJpH值為2后，繼續(xù)反應(yīng)一定時間停止，取出三頸燒瓶，自然冷卻， 取出產(chǎn)物后抽濾，用去離子水洗至中性后自然干燥，得到球型的脲醛微膠囊。實施例2第一步室溫下在三頸瓶中依次加入苯酚200g， 37。/。的甲醛200mL,混合均勻 后加熱至40。C，加入二乙醇胺調(diào)節(jié)pH-8，將三頸瓶放在75。C油浴中，反應(yīng)至預(yù)定 時間(l小時)。取出三頸瓶，即得到粘稠透明的酚醛預(yù)聚物。第二步稱取胺類活性物質(zhì)80g，水120g，氯化鈉30g， OP-10乳化劑3g，依次 加入到三頸燒瓶中，充分?jǐn)嚢枞榛?，量取適量的第一步中所得酚醛預(yù)聚物溶液，保 持皮芯比(體積比)為10 : 5,強力攪拌15分鐘后以一定的速度滴加催化劑(體積 比l : 9的鹽酸和飽和氯化銨溶液)，使體系的pH逐漸下降，控制溫度為3(TC，當(dāng)下 降到pH值為2后，繼續(xù)反應(yīng)一定時間停止，取出三頸燒瓶，自然冷卻，取出產(chǎn)物后 抽濾,用去離子水洗至中性后自然干燥，得到球型的酚醛微膠囊。實施例3稱取環(huán)氧樹脂水100g，脲醛微膠囊2g，充分?jǐn)嚢瑁?(TC下放置30天，測定黏 度無變化。進(jìn)而在120'C以上加熱4小時，環(huán)氧樹脂水已完全固化。 實施例4稱取環(huán)氧樹脂水100g，酚醛微膠囊2g，充分?jǐn)嚢?，?(TC下放置30天，測定黏 度無變化。進(jìn)而在12(TC以上加熱4小時，環(huán)氧樹脂水已完全固化。
權(quán)利要求
1、一種包埋有胺類活性物質(zhì)微膠囊的制備方法，其特征是以尿素和甲醛、或苯酚和甲醛為縮聚反應(yīng)單體的聚合物為微膠囊壁材，胺類活性物質(zhì)為芯材；微膠囊的壁材、芯材體積比為10∶3～10∶8；首先采用加成縮合反應(yīng)合成水溶性的脲醛或酚醛預(yù)聚體，再經(jīng)直接原位聚合法制備成包埋有胺類活性物質(zhì)的微膠囊，步驟為(1)、水溶性脲醛或酚醛預(yù)聚體的制備以尿素和甲醛、或苯酚和甲醛為縮聚反應(yīng)單體，尿素和甲醛、或苯酚和甲醛以等摩爾配比反應(yīng)，以二乙醇胺為pH值調(diào)節(jié)劑，在聚合反應(yīng)器內(nèi)按配比加入反應(yīng)單體，快速攪拌下加熱至40℃，滴入二乙醇胺調(diào)節(jié)pH＝7～8，繼續(xù)加熱至75℃，反應(yīng)1-3小時，得到水溶性脲醛或酚醛預(yù)聚體樹脂溶液；(2)、包埋有胺類活性物質(zhì)微膠囊的制備將胺類活性物質(zhì)放入質(zhì)量濃度為10％-30％的氯化鈉水溶液介質(zhì)中，以O(shè)P-10為乳化劑進(jìn)行預(yù)乳化，胺類活性物質(zhì)∶10％-30％的氯化鈉水溶液∶OP-10的質(zhì)量配比為1∶1.5-2∶0.03-0.04，充分?jǐn)嚢枞榛?，制得胺類活性物質(zhì)乳化液；再將脲醛或酚醛預(yù)聚體樹脂溶液，與胺類活性物質(zhì)乳化液混合，保持皮芯體積比為10∶3～10∶8，強力攪拌15分鐘后滴加催化劑，催化劑為體積比1∶9的鹽酸和飽和氯化銨溶液，使預(yù)聚體進(jìn)一步進(jìn)行縮聚反應(yīng)，體系的pH為2-5，控制縮聚反應(yīng)溫度為30-50℃，縮聚反應(yīng)時間為3～5小時，自然冷卻，取出產(chǎn)物后抽濾，用去離子水洗至中性后自然干燥，得到球型的脲醛或酚醛包埋有胺類活性物質(zhì)的微膠囊。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的制備方法，其特征是所制備的包埋有胺類活性物質(zhì)的 微膠囊形態(tài)規(guī)整、膠囊大小在數(shù)百納米到數(shù)微米，通過改變縮聚反應(yīng)催化劑鹽酸和 氯化銨用量、縮聚反應(yīng)體系pH值、體系中乳化劑OP-10用量、縮聚反應(yīng)時間、反應(yīng) 溫度及攪拌速度來控制膠囊大小。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的制備方法，其特征是胺類活性物質(zhì)結(jié)構(gòu)為Ri ， R2=CnH2n+1 ， n《3 。
4、用權(quán)利要求l所述方法制備的包埋有胺類活性物質(zhì)微膠囊的應(yīng)用，其特征 是在電子器件封裝材料中的應(yīng)用，胺類活性物質(zhì)微膠囊的用量為環(huán)氧樹脂質(zhì)量的1%-3%。
全文摘要
一種包埋有胺類活性物質(zhì)微膠囊的制備方法及應(yīng)用，屬于化學(xué)復(fù)合材料制備和電子器件封裝材料領(lǐng)域。本發(fā)明以尿素和甲醛、或苯酚和甲醛為縮聚反應(yīng)單體的聚合物為微膠囊壁材，胺類活性物質(zhì)為芯材；微膠囊的壁材、芯材體積比為10∶3～10∶8；首先采用加成縮合反應(yīng)合成水溶性的脲醛或酚醛預(yù)聚體，再經(jīng)直接原位聚合法制備成包埋有胺類活性物質(zhì)的微膠囊。通過調(diào)節(jié)體系pH值和乳化劑用量、改變催化劑及反應(yīng)時間可對微膠囊化過程、微膠囊大小和微膠囊形貌進(jìn)行控制。本發(fā)明制備出的微膠囊在pH值為3.5的條件下，具有良好的強度，在常溫下具有抗?jié)B透性及密封性，可直接與環(huán)氧樹脂復(fù)配，應(yīng)用于電子器件封裝材料中。
文檔編號C08L61/24GK101249409SQ20081002004
公開日2008年8月27日 申請日期2008年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月20日
發(fā)明者倪忠斌, 明 張, 水谷繼南, 福田治義, 穎 胡, 陳明清 申請人:江南大學(xué);長瀨精細(xì)化工(無錫)有限公司