CN102430378A - 一种微胶囊及其制作方法 - Google Patents

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孙亚琴
潘嘉祺
陈麒忠
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本发明公开了一种微胶囊及其制作方法。所述的微胶囊，包括芯材和囊材，其特征在于所述的芯材为浓度为36%的盐酸，所述的囊材为石蜡、硬脂酸和聚乙烯按重量比即石蜡：硬脂酸：聚乙烯为100∶2∶0.5配比后加热至120℃，搅拌均匀，然后冷却而成。其制备方法即首先制备固体囊材，然后在微胶囊制备所用的装置中使固体囊材融化成液态囊材，将作为芯材的盐酸，以液滴的形式滴入液态囊材中，最终形成了固体囊材包覆液态盐酸的微胶囊。本发明的一种微胶囊，囊材的熔化温度≤90℃，因此当外界加热温度≥90℃时，固体囊材就会发生熔融破裂，释放芯材。另外其成型方法简单。

Description

一种微胶囊及其制作方法
技术领域
本发明涉及一种微胶囊及其制作方法。
背景技术
微胶囊化技术（Microencapsulation）是指将某一目的物（芯或内相）用各种天然的或合成的高分子化合物连续薄膜（壁或外相）完全包覆起来，而对目的物的原有化学性质丝毫无损，然后逐渐地通过某些外部刺激或缓释作用使目的物的功能再次在外部呈现出来，或者依靠囊壁的屏蔽作用起到保护芯材的作用。
随着科学技术的发展，微胶囊的制备技术也得到了迅猛发展。由于微胶囊化具有特殊的性能，如：保护芯材物质免受环境影响，屏蔽味道，颜色，气味，改变物质重量，体积，状态或表面性能，隔离活性成分，降低挥发性，减少毒副作用，降低对健康的危害；控制芯材物质的缓慢释放和突然释放；用于特殊目的的不相容物质的分离等。
在铸造行业的树脂砂制芯中，热芯盒法得到广泛使用。在热芯盒制芯过程中，采用的呋喃树脂或酚醛树脂需在催化剂的作用下才能固化，目前使用催化剂为潜伏型催化剂，即在常态下无催化作用，而在一定的温度条件下具有催化作用，常用的催化剂是氯化铵，它被加热到200℃左右时会分解产生盐酸，从而使型芯中的树脂固化。由此树脂的固化过程中必须加热至200℃以上，且氯化铵在分解过程中会产生氨，有刺激性气味，生产环境较差；另外，在混砂的过程中，由于砂粒的相互摩擦产生的热量，会使少量的氯化铵分解，产生的盐酸使一部分树脂固化而失效。
如果采用微胶囊技术，把酸包覆在微胶囊内，而微胶囊壁材的熔点选择在100℃以下，把这样的微胶囊和型砂混合，加热到100℃时它会破裂，溢出的酸作为催化剂，就会使型芯中的树脂固化，因而可以节约能源，提高树脂的利用率，改善工人的劳动条件。因此研究微胶囊材料的组成和性能以及制备，对于铸造行业具有很重要的意义。
发明内容
本发明的目的为了针对铸造行业树脂砂热芯工艺的要求，提供一种微胶囊及其制作方法，为树脂砂热芯工艺的改进奠定基础。
本发明的技术方案
一种微胶囊，包括芯材和囊材，所述的芯材为浓度为36%的盐酸，所述的囊材为石蜡、硬脂酸和聚乙烯按重量比即石蜡：硬脂酸：聚乙烯为100∶2∶0.5配比后加热至120℃，搅拌均匀，然后冷却而成；
所述的聚乙烯分子量为3000～5000。
上述的一种微胶囊的制备所用的装置，其示意图如图1所示，包括一个无底的内筒4、外筒6和电热装置5组成，内筒4置于外筒6中，所述的电热装置5插入内筒4放置固体囊材的位置。其工作过程如下：
即先将外筒内充水1，并在内筒的水中放入固体囊材，同时电热装置5置于固体囊材之中，在电热装置5加热时固体囊材融化囊材融化成液态囊材，液态囊材2在内筒内水面3上的高度为3~5mm；
将室温的浓度为36%的盐酸作为芯材，以液滴的形式滴入内筒中，当液滴进入液态囊材时，由于液滴的激冷作用，囊材在液滴的周围形成一层固态囊材，形成了固体囊材包覆液态盐酸的微胶囊，在重力的作用下微胶囊下沉至外筒，微胶囊在外筒得到进一步的冷却，使固体囊材的强度进一步的提高，滴入结束后，经筛网过滤得本发明的一种微胶囊。
所述的微胶囊的制备方法，包括如下步骤：
（1）、由石蜡、硬脂酸和聚乙烯按重量比100∶2∶0.5配比，先放入容器中进行加热至120℃，搅拌均匀，然后冷却成固体囊材；
（2）、在微胶囊的制备所用的装置中加水，后将固体囊材加入内筒中，固体囊材在电热装置的加热下，逐步升温至85~90℃，固体囊材融化成液态囊材，液态囊材在内筒内水面上的高度为3~5mm，控制内筒的平均水温为55~60℃，外筒的平均水温接近室温；
（3）、为了能使微胶囊颗粒分散容易，在外筒的水中加入占水重量0.5%的表面活性剂，将温度为室温、浓度为36%的盐酸作为芯材，以液滴的形式滴入内筒中，控制液滴的大小为0.4-0.6mm，液滴的滴速为20滴/min；
当液滴进入液态囊材时，由于液滴的激冷作用，囊材在液滴的周围形成一层固态囊材，形成了固体囊材包覆液态盐酸的微胶囊，在重力的作用下微胶囊下沉至外筒，微胶囊在外筒得到进一步的冷却，使囊材的强度进一步的提高，滴入结束后，经筛网过滤得本发明的一种微胶囊；
所述的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。
    本发明的技术效果
本发明的一种微胶囊，采用了热熔性的固体囊材，囊材的熔化温度≤90℃，因此当外界加热温度≥90℃时，固体囊材就会发生熔融破裂，释放芯材。另外本发明的微胶囊采用物理加热——冷凝的成型方法，成型方法简单。
附图说明
图1、一种微胶囊的制备所用的装置示意图
图2、单颗粒微胶囊的示意图
图3、多颗粒微胶囊的示意图。
具体实施方式
下面通过实施例并结合附图对本发明进一步阐述，但并不限制本发明。
本发明所用的原材料：
微晶石蜡为固体，上海新诺化工有限公司；
硬脂酸为固体，上海宝瑞化工有限公司；
聚乙烯为低密度聚乙烯，分子量为3000～5000，上海树脂厂； 
盐酸为化学纯，江阴市化学试剂厂；
表面活性剂为十二烷基笨黄酸钠为固体，化学纯，上海助剂厂。
实施例1
一种微胶囊，包括芯材和囊材，所述的芯材为浓度为36%的盐酸，所述的囊材为石蜡、硬脂酸和聚乙烯按重量比即石蜡：硬脂酸：聚乙烯为100∶2∶0.5配比后加热至120℃，搅拌均匀，然后冷却而成。
所述的微胶囊的制备方法，包括如下步骤：
（1）、石蜡、硬脂酸和聚乙烯按重量比100∶2∶0.5配比，先放入容器中进行加热至120℃，搅拌均匀，然后冷却成固体囊材；
（2）、在微胶囊的制备所用的装置中加水，后将固体囊材加入内筒中，固体囊材在电热装置的加热下，逐步升温至85℃，固体囊材融化成液态囊材，液态囊材在内筒内水面上的高度为3mm，控制内筒的平均水温为55℃，外筒的平均水温接近室温；
（3）、为了能使微胶囊颗粒分散容易，在外筒水中加入占水重量0.5%的表面活性剂为十二烷基笨黄酸钠，将室温的浓度为36%的盐酸作为芯材，以液滴的形式滴入内筒水中，控制液滴的大小为0.4-0.6mm，液滴的滴速为20滴/min；
当液滴进入液态囊材时，由于液滴的激冷作用，囊材在液滴的周围形成一层固态的囊材，形成了固体囊材包覆液态盐酸的微胶囊，在重力的作用下微胶囊下沉至外筒，微胶囊在外筒得到进一步的冷却，后经筛网过滤得到微胶囊，所得微胶囊的粒径,经测量约为1.2mm，见图2。
实施例2
一种微胶囊，包括芯材和囊材，所述的芯材为浓度为36%的盐酸，所述的囊材为石蜡、硬脂酸和聚乙烯按重量比即石蜡：硬脂酸：聚乙烯为100∶2∶0.5配比后加热至120℃，搅拌均匀，然后冷却而成。
所述的微胶囊的制备方法，包括如下步骤：  
（1）、石蜡、硬脂酸和聚乙烯按重量比100∶2∶0.5配比，先放入容器中进行加热至120℃，搅拌均匀，然后冷却成固体囊材；
（2）、在微胶囊的制备所用的装置中加水，后将固体囊材加入内筒，固体囊材在电热装置的加热下，逐步升温至90℃，固体囊材融化成液态囊材，液态囊材在内筒内水面上的高度为5mm，控制内筒的平均水温为60℃，外筒的平均水温接近室温；
（3）、为了能使微胶囊颗粒分散容易，在水中加入占水重量0.5%的表面活性剂为十二烷基笨黄酸钠，将室温的浓度为36%的盐酸作为芯材，以液滴的形式滴入内筒，控制液滴的大小为0.4-0.6mm，液滴的滴速为20滴/min；
当液滴进入液态囊材时，由于液滴的激冷作用，囊材在液滴的周围形成一层固态的囊材，形成了固体囊材包覆液态盐酸的微胶囊，在重力的作用下微胶囊下沉至外筒，微胶囊在外筒得到进一步的冷却，使囊材的强度进一步的提高，制作结束后，经过滤得到微胶囊，所得的微胶囊的粒径经测量约为1.6mm，见图3。
以上所述内容仅为本发明构思下的基本说明，而依据本发明的技术方案所作的任何等效变换，均应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种微胶囊，包括芯材和囊材，其特征在于所述的芯材为浓度为36%的盐酸，所述的囊材为石蜡、硬脂酸和聚乙烯按重量比即石蜡：硬脂酸：聚乙烯为100∶2∶0.5配比后加热至120℃，搅拌均匀，然后冷却而成。
2.如权利要求1所述的一种微胶囊，其特征在于所述的聚乙烯分子量为3000～5000。
3.如权利要求1或2所述的一种微胶囊的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）、由石蜡、硬脂酸和聚乙烯按重量比100∶2∶0.5配比，先放入容器中进行加热至120℃，搅拌均匀，然后冷却成固体囊材；
（2）、在微胶囊的制备所用的装置中加水；
上述的微胶囊的制备所用的装置，包括一个无底的内筒、外筒和电热装置组成，内筒置于外筒中，所述的电热装置插入内筒放置固体囊材的位置；
然后将步骤（1）所得的固体囊材加入到内筒中，固体囊材在电热装置的加热下，逐步升温至85~90℃，固体囊材融化成液态囊材，液态囊材在内筒内水面上的高度为3~5mm，控制微胶囊的制备所用的装置的内筒的平均水温为55~60℃，外筒的平均水温接近室温；
（3）、在微胶囊的制备所用的装置的外筒的水中加入占水重量0.5%的表面活性剂，将温度为室温、浓度为36%的盐酸作为芯材，以液滴的形式滴入内筒中，滴入结束后，经筛网过滤得本发明的一种微胶囊；
所述的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。
4.如权利要求3所述的一种微胶囊的制备方法，其特征在于包括如下步骤（3）所述的以液滴的形式滴入内筒中，所述的液滴的大小控制为0.4-0.6mm，液滴的滴速平均为20滴/min。
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