一種苯并噁嗪樹脂包覆的水溶性鹽微膠囊及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及微膠囊的技術領域。更具體地，涉及一種苯并噁嗪樹脂包覆的水溶性鹽微膠囊及其制備方法。
【背景技術】
[0002]微膠囊是指具有核殼結構的微型容器或包裝物，其直徑在納米至毫米之間，其中微膠囊外部的包覆膜稱為璧材(或囊壁、殼體)，可以是天然或合成的高分子材料；包裹在微膠囊內(nèi)部的物質稱為芯材(或囊心)，可以是固體、液體或氣體。
[0003]微膠囊技術是采用天然或合成高分子材料通過化學法、物理法或化學物理法將芯材物質包覆起來形成某種具有密封或半透性囊膜的微型膠囊的技術。對物質進行微膠囊化可以改善其物理性質，提高其穩(wěn)定性。
[0004]在微膠囊化過程中，微膠囊殼材料的選擇對形成的微膠囊產(chǎn)品的性能影響起到?jīng)Q定性作用，同時微膠囊殼材的選擇也決定著微膠囊化工藝路線。苯并噁嗪樹脂主要通過開環(huán)聚合反應機理形成樹脂，具有原料來源廣泛、分子設計靈活，開環(huán)聚合、不釋放小分子，固化時無收縮以及良好的耐熱耐腐蝕性等優(yōu)點。
[0005]水溶性無機鹽類物質可作為食品、藥品添加劑，油田調剖堵水材料，相變儲能材料以及可逆示溫材料等，在化學合成、石油開采及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛應用。將水溶性無機鹽類物質微膠囊化可以延緩其潮解或控制釋放速度，或提高其相容性等。水溶性物質微膠囊化工藝較為復雜。目前，水溶性無機鹽類物質的微膠囊化方法主要有:油相分離技術，噴霧干燥法，噴霧凍凝法以及界面聚合法等。其中油相分離法工藝較為復雜，涉及大量有機溶劑回收，成本較高；噴霧干燥法目前主要用于制備部分香料及醫(yī)藥微膠囊；噴霧凍凝法對芯材顆粒形狀要求較高；界面聚合反應速度快，反應條件溫和，對反應單體純度要求不高，對反應單體的原料配比要求不嚴。
[0006]“已二酸微膠囊的制備及其在降解塑料中的應用”，來水利等，《塑料》，2009年38卷第4期，70-72頁，公開了采用溶劑揮發(fā)法工藝對已二酸進行包覆制備微膠囊，以已聚丁二酸丁二醇酯(PBS)為殼材，微膠囊粒徑在數(shù)百微米至數(shù)毫米之間；
[0007]“物理法制備微膠囊無機芯相變材料及其表征”，劉太奇等，《新技術新工藝》，2010年第3期，81?84頁，公開了采用溶劑揮發(fā)法工藝制備微膠囊相變材料，以聚甲基丙烯酸甲酯為壁材，CaCI2.6H20為芯材，微膠囊粒徑為9.12 μ m。
[0008]“高錳酸鉀緩蝕劑的制備及其性能研究”，陳艷美等，《環(huán)境工程學報》，2010年第4卷第5期，第1052-1056頁，公開了利用油相分離制備了高錳酸微膠囊緩蝕劑，以高錳酸鉀為芯材、硬脂酸為殼材，微膠囊粒徑在0.5?5mm之間。
[0009]“Cr (III)微膠囊的制備及其緩釋性能”，陳星光等，《石油化工》，2013年第12期，第1378-1382頁，公開了利用反相懸浮聚合和溶劑蒸發(fā)法制備了緩釋型Cr(III)微膠囊，以聚丙烯酰胺為壁材、三氯化鉻為芯材，Cr (III)微膠囊的粒徑分布主要集中在500?700 μ m。
[0010]“熱敏微膠囊的制備與性能研究”，齊萌等，《印染助劑》，2014年第4期，第28-31頁，公開了采用復凝聚法制備熱敏變色微膠囊，以明膠-阿拉伯樹膠為壁材、有機熱敏復配物為芯材、戊二醛為交聯(lián)劑，微膠囊顆粒平均粒徑為8.14 μ m。
[0011]上述微膠囊或是粒徑較大、或是工藝較為復雜，限制了其使用，因此需要提供一種較低成本的、高效、實用的包覆水溶性無機鹽的微膠囊及其制備方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明要解決的第一個技術問題是提供一種苯并噁嗪樹脂包覆的水溶性鹽微膠囊，所述苯并噁嗪樹脂包覆的水溶性物質微膠囊粒徑小、分散性好。
[0013]本發(fā)明要解決的第二個技術問題是提供一種苯并噁嗪樹脂包覆的水溶性鹽微膠囊的制備方法，該方法制備工藝簡單，制備周期短，整個反應過程都是在較低溫度下進行，制備成本較低。
[0014]為解決上述第一個技術問題，本發(fā)明采用下述技術方案:
[0015]—種苯并噁嗪樹脂包覆的水溶性鹽微膠囊，所述微膠囊的壁材為苯并噁嗪樹脂，所述微膠囊的芯材為水溶性鹽；所述微膠囊的粒徑為I?500 μ m。
[0016]所述水溶性物質選自堿金屬鹽或堿土金屬鹽。優(yōu)選地，所述水溶性物質選自水溶性鹽氯化鈣、水溶性鹽氯化鈉、水溶性鹽硫酸鈉、水溶性鹽硝酸鈉、水溶性鹽硝酸鉀、水溶性鹽氯化鉀、水溶性鹽醋酸鈉、、水溶性鹽醋酸鉀等。
[0017]為解決上述第二個技術問題，本發(fā)明采用下述技術方案:
[0018]—種苯并噁嗪樹脂包覆的水溶性無機鹽微膠囊的制備方法，包括以下制備步驟:
[0019](I)在10?100份有機溶劑中加入0.5?15份表面活性劑，形成油相溶液A ;
[0020](2)在I?10份去離子水中加入I?5份水溶性鹽，形成溶液B ；
[0021](3)將I?5份酚類，I?10份醛類和I?5份去離子水混合，攪拌溶解形成形成溶液C ;
[0022](4)將溶液B和C混合均勻后，加入到溶液A中，在100?2000r/min攪拌速率下形成W/0型乳狀液D ;
[0023](5)向乳狀液D中滴加入I?5份胺類溶液，加熱至50?80°C，反應30min?120min ；
[0024](6)后處理得到苯并噁嗪樹脂包覆的水溶性鹽微膠囊。
[0025]所述份為重量份。
[0026]步驟⑴所述有機溶劑選自石油醚、正己烷、環(huán)己烷、液體石蠟、甲苯或二甲苯。
[0027]步驟⑴所述表面活性劑為非離子表面活性劑，優(yōu)選地，所述非離子表面活性劑選自單硬脂酸甘油酯、失水山梨醇硬脂酸酯、雙硬脂酸聚甘油酯或單烷基磷酸酯中的一種或幾種；更優(yōu)選的，所述非離子表面活性劑為Span-80。
[0028]優(yōu)選地，步驟(3)中所述酚類選自間苯二酚、甲酚或二甲酚中的一種或幾種；所述醛類選自乙醛、甲醛、多聚甲醛、丁醛或糠醛中的一種或幾種；所述胺類選自甲胺、乙二胺、三乙胺、苯胺或三乙醇胺中的一種或幾種；優(yōu)選的，所述酚類為間苯二酚；所述醛類為丁醛；所述胺類為三乙胺。
[0029]優(yōu)選地，步驟(6)所述后處理是將溶液過濾或靜置，分離出微膠囊，然后洗滌、抽濾、干燥；優(yōu)選地，所述洗滌選用的溶劑為石油醚或環(huán)己烷。
[0030]上述制備方法，反應前所使用的壁材原料分別位于被包覆的水溶性物質所處的分散相中以及作為連續(xù)相的油相中，反應時微膠囊壁材優(yōu)先沉積于油水相界面，因此水溶性無機鹽被完全包覆于微膠囊內(nèi)部，芯材包覆率在60%以上，微膠囊粒徑在I?500 μ m。且微膠囊壁材固化成型快，溫度低，工藝簡便。
[0031]本發(fā)明的苯并噁嗪樹脂包覆的水溶性鹽微膠囊的應用，是將其應用于紡織、建筑、農(nóng)業(yè)以及石油開采等領域。比如將含有相變調溫材料的微膠囊用于制備節(jié)能建筑材料，或將含有水溶性鹽類芯材的微膠囊與硅酸鹽溶液混合注入油田地層中用于堵水調剖，或將微膠囊用于制造農(nóng)作物生長保護劑以及蓄熱調溫紡織品等。
[0032]本發(fā)明的有益效果如下:
[0033]1、與現(xiàn)有技術中制備水溶性芯材微膠囊相比，本發(fā)明的微膠囊璧材具有原料來源廣泛、分子設計靈活，開環(huán)聚合、不釋放小分子，固化時無收縮以及良好的耐熱耐腐蝕性，且成本較低等優(yōu)點。
[0034]2、本方法為界面聚合法，所使用的壁材原料分別位于被包覆的水溶性物質所處的分散相中以及作為連續(xù)相的油相中，反應時微膠囊壁材優(yōu)先沉積于油水相界面，芯材包覆率較高。
[0035]3、本方法制備工藝簡單，制備周期短，整個反應過程都是在室溫下進行，使得成本進一步降低。
【附圖說明】
[0036]圖1、2、3分別為本發(fā)明實施例1制備的微膠囊的放大倍數(shù)分別為3500倍，25000倍，8000倍的SEM圖。
【具體實施方式】
[0037]為進一步說明本發(fā)明，結合以下實施例具體說明:
[0038]實施例1
[0039]在10ml環(huán)己燒中加入1g表面活性劑司班-80 (Span-80)形成油相溶液A ；
[0040]在5g去離子水中加入3g水溶性鹽醋酸鉀，形成水相溶液B ；
[0041]在5g去離子水中加入3g間苯二酸和5g乙醛形成水相溶液C，
[0042]將溶液B和C混合均勻后加入到溶液A中，在100?5000r/min攪拌速率下形成穩(wěn)定的W/0型乳狀液D ;
[0043]向乳狀液D中滴加入2g苯胺溶液，加熱至50°C，反應30min ；
[0044]將上述反應完全溶液進行過濾，分離出微膠囊；用石油醚有機溶劑洗滌、抽濾、干燥，形成苯并噁嗪樹脂包覆的醋酸鉀微膠囊。圖1、2、3為實施例1制備的微膠囊的放大倍數(shù)分別為3500倍，25000倍，8000倍的SEM圖，從圖1中可以看出微膠囊分散性較好，粒徑在2?5μπι左右；從圖3中可以看到，將微膠囊切開后，顯示微膠囊為核殼結構，壁厚在
0.1 μ?? 左右。
[0045]用去離子水對剛制備完成的微膠囊進行清洗，過濾，然后采用液相色譜儀對溶液所含離子濃度進行檢測，通過分析計算可知，微膠囊包覆率在70 %以上。
[0046]微膠囊在有機溶劑中分散性好，并不發(fā)生團聚；同時在干燥后，微膠囊呈粉末狀，流動性較好。
[0047]實施例2
[0048]在90ml環(huán)己燒中加入8g表面活性劑司班-