CN102146218A - 一种活性染料微胶囊的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种活性染料双重乳液微胶囊的制备方法。具体地说是一种利用尿素、甲醛作为微胶囊壁材单体，活性染料作为芯材，通过原位聚合法制备活性染料微胶囊的方法。本发明制得的微胶囊具有很好的韧性，且对所包囊的染料具有不渗透性，粒径分布均匀(直径5～50μm)。本发明工艺简单，不需要特殊的工艺设备，包埋率高，成本较低。本发明较好地解决了活性染料的扩散性问题，能控制染料释放，减少染料粉尘与人体接触的机会，避免人体中毒，也可减少环境污染。

Description

一种活性染料微胶囊的制备方法

技术领域

本发明涉及染料微胶囊，具体地说是一种活性染料微胶囊的制备方法。

背景技术

活性染料是分子中具有反应性较强的活性基团，能够与纤维素纤维上的羟基、聚酰胺纤维上的氨基、蛋白质纤维上的氨基和羧羟基发生共价键结合的一类染料，主要用于棉、毛、丝、其他纤维素纤维和部分合成纤维的染色。从20世纪50年代开始，我国的活性染料工业也得到快速的发展，并逐渐成为世界上最大的活性染料生产国。但随着其应用实践的发展，活性染料所表现出来的高难度技术问题也越来越多，如固色率不高、湿摩擦牢度差、日光牢度差、上染过程中耗盐量大等缺点，为了达到好的上染效果，常常需要加大染料使用量，同时加入大量的盐，这样不仅提高了劳动强度，最为重要的是造成了染料废水中的高盐度，很大程度上增加了活性染料染色过程中废水的治理难度。此外，在染料生产和配色过程中所存在的粉尘问题，也会严重危害生产者的健康。而将活性染料胶囊化，可以较好地贮存染料分子，改善其理化性质，提高物质的稳定性和耐用性，使物质免受环境的影响，同时也可降低染料粉尘对人体健康的危害，减少毒副作用。

通常无机材料和有机材料均可以用作壁材来包覆芯材，其中高分子壁材最为常用，如聚氯乙烯、聚醚、聚乙二醇、聚酰胺、聚脂、聚氨基酸、纤维素及明胶等。国内目前研究较多的是非水溶性染料的微胶囊化。对于具有较好水溶性的活性染料而言，传统的微胶囊化工艺不易进行，而对活性染料进行双重乳化便成为微胶囊化的必要步骤。

发明内容

本发明的目的是提供一种活性染料微胶囊的制备方法，该方法制备的微胶囊粒径分布均匀，包埋率高，可以较好地解决活性染料的扩散性问题，降低染料粉尘污染。

本发明提供的一种活性染料微胶囊的制备方法，是利用尿素、甲醛作为微胶囊壁材原料，使其在酸性环境中发生加聚反应和缩聚反应，最后聚合成水不溶性脲醛聚合物，将芯材活性染料包裹起来，从而制得活性染料双重乳液微胶囊。

具体制备方法，包括如下步骤：

(1)内水相的制备：将活性染料溶于0.5～3％的聚乙烯醇水溶液中，再加入亲水性乳化剂Tween 20，搅拌均匀作为内水相。

所述活性染料的用量为内水相总量的0.3～5％(重量)。

聚乙烯醇的存在可以防止内水相外溢，但其所占比例不可太高，否则内水相太粘，不利于微胶囊化。

所述亲水性乳化剂Tween 20的用量为内水相总量的2～8％(重量)。

(2)油相的制备：将亲油性乳化剂加入环己烷中，混合均匀作为油相。

所述的亲油性乳化剂为Span类表面活性剂，如Span80、Span85等，其用量为油相总量的1～10％。

(3)将步骤(1)制备的内水相加入到步骤(2)制备的油相中，超声乳化，形成W/O(水/油)型乳状液。内水相与油相的比例决定了乳化效果的好坏，内水相与油相的重量比为1∶1～5，最佳比维持为1∶2～3。

(4)将聚乙烯醇加入到适量蒸馏水中，加热溶解，置于70～75℃的恒温水浴中，加入尿素，搅拌溶解，用HCl溶液调节pH为1.0～5.0，加入步骤(3)所得的W/O型乳状液，恒温搅拌30～60min；尿素的用量为步骤(4)总量的1.5～6％。

所述步骤(4)中，在反应时加入少量聚乙烯醇，有利于控制粒度，使制备的微胶囊粒度分布均匀，但加入量过多，会增加溶液的粘度，影响缩合反应的进行，其用量最好占步骤(4)总量的0.1～0.5％为宜。

(5)将37％的甲醛溶液加入到步骤(4)所得溶液中，恒温反应2～5h，尿素与甲醛发生复凝聚反应，包囊于W/O型乳状液微粒表面形成微胶囊溶液；甲醛溶液的用量为步骤(5)总量的2～10％；微胶囊溶液经过滤、冷冻干燥、醇洗即得活性染料微胶囊。

本发明合成工艺简便，不需要特殊的工艺设备，成本较低，制备的微胶囊粒径均匀分布在5～50μm之间，一定程度上解决了活性染料的扩散性问题，亦实现了水性体系的双重乳化难题。

说明书附图

图1实施例1制得的活性染料微胶囊显微镜照片

具体实施方式

实施例1

(1)内水相的制备：将0.1g活性艳红M-3BE溶于20mL 1％的聚乙烯醇水溶液中，再加入1g亲水性乳化剂Tween 20，搅拌均匀作为内水相。

(2)向50mL环己烷中加入1g亲油性乳化剂Span85，混合均匀作为油相。

(3)将内水相加入到环己烷与Span85组成的油相中，超声乳化，形成W/O(水/油)型乳状液。

(4)将0.26g聚乙烯醇加入到150mL蒸馏水中，加热溶解，转入三口烧瓶中，置于70℃的恒温水浴中，向三口烧瓶中加入5g尿素，搅拌溶解，用0.5mol/L的HCl溶液调节pH为1.0～5.0，再加入上述W/O型乳状液，恒温搅拌45min。

(5)加入12.5mL 37％的甲醛溶液，恒温反应3h，尿素与甲醛发生复凝聚反应，包囊于W/O型乳状液微粒表面形成微胶囊溶液。溶液经过滤、冷冻干燥、醇洗得活性艳红M-3BE微胶囊。在显微镜下观察微胶囊的粒径分布，用相机对准目镜进行图像采集，测得微胶囊粒径分布在5～50μm之间。与染料芯材相比，染料微胶囊在空气中粉尘扩散性明显降低。

实施例2

(1)内水相的制备：将0.12g活性艳红M-3BE溶于24mL质量分数为1.5％的聚乙烯醇水溶液中，再加入1.3g亲水性乳化剂Tween 20，搅拌均匀作为内水相。

(2)向60mL环己烷中加入1.4g亲油性乳化剂Span85，混合均匀作为油相。

(3)将内水相加入到环己烷与Span85组成的油相中，超声乳化，形成W/O(水/油)型乳状液。

(4)将0.3g聚乙烯醇加入到165mL蒸馏水中，加热溶解，转入三口烧瓶中，置于72℃的恒温水浴中，向三口烧瓶中加入5.5g尿素，搅拌溶解，用0.5mol/L的HCl溶液调节pH为1.0～5.0，再加入上述W/O型乳状液，恒温搅拌45min。

(5)加入14mL 37％的甲醛溶液，恒温反应3h，尿素与甲醛发生复凝聚反应，包囊于W/O型乳状液微粒表面形成微胶囊溶液。微胶囊溶液经过滤、冷冻干燥、醇洗得活性艳红M-2B微胶囊。通过对比发现，染料微胶囊在空气中的粉尘扩散性得到了有效的控制。

实施例3

(1)内水相的制备：将0.2g活性蓝M-2GE溶于35mL质量分数为1％的聚乙烯醇水溶液中，再加入2g亲水性乳化剂Tween 20，搅拌均匀作为内水相。

(2)向80mL环己烷中加入1.6g亲油性乳化剂Span85，混合均匀作为油相。

(3)将内水相加入到环己烷与Span85组成的油相中，超声乳化，形成W/O(水/油)型乳状液。

(4)将0.4g聚乙烯醇加入到160mL蒸馏水中，加热溶解，转入三口烧瓶中，置于70℃的恒温水浴中，向三口烧瓶中加入7g尿素，搅拌溶解，用0.5mol/L的HCl溶液调节pH为1.0～5.0，再加入上述W/O型乳状液，恒温搅拌45min。

(5)加入18mL质量分数为37％的甲醛溶液，恒温反应3.5h，尿素与甲醛发生复凝聚反应，包囊于W/O型乳状液微粒表面形成微胶囊溶液。微胶囊溶液经过滤、冷冻干燥、醇洗得活性蓝M-2GE微胶囊。

Claims (3)

1.一种活性染料微胶囊的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)内水相的制备：将活性染料溶于0.5～3％的聚乙烯醇水溶液中，再加入亲水性乳化剂Tween 20，搅拌均匀作为内水相；其中，活性染料的用量为内水相总量的0.3～5％，Tween 20的用量为内水相总量的2～8％；

(2)油相的制备：将亲油性乳化剂加入环己烷中，混合均匀作为油相；其中，亲油性乳化剂为Span类表面活性剂，用量为油相总量的1～10％；

(3)将步骤(1)制备的内水相加入到步骤(2)制备的油相中，超声乳化，形成水/油型乳状液；内水相与油相的重量比为1∶1～5；

(4)将聚乙烯醇加入到适量蒸馏水中，加热溶解，置于70～75℃的恒温水浴中，加入尿素，搅拌溶解，用HCl溶液调节pH为1.0～5.0，加入步骤(3)所得的水/油型乳状液，恒温搅拌30～60min；其中，尿素的用量为步骤(4)总量的1.5～6％，聚乙烯醇加入量占步骤(4)总量的0.1～0.5％；

(5)将37％的甲醛溶液加入到步骤(4)所得溶液中，恒温反应2～5h，尿素与甲醛发生复凝聚反应，包囊于水/油型乳状液微粒表面形成微胶囊溶液；甲醛溶液的用量为步骤(5)总量的2～10％；溶液经过滤、冷冻干燥、醇洗即得活性染料微胶囊。

2.如权利要求1所述的一种活性染料微胶囊的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述的Span类表面活性剂为Span80或Span85。

3.如权利要求1所述的一种活性染料微胶囊的制备方法，其特征在于，步骤(3)中内水相与油相的重量比为1∶2～3。

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