CN102947419B - 水包油型液晶乳状液及所述液晶乳状液的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于热-光矩阵以早期诊断乳腺肿瘤性病变的液晶乳状液。其包含热致液晶和聚乙烯醇的混合物。液晶乳状液包含14%重量比至48%重量比(基于干物质)的所述热致化合物混合物和50%重量比至86%重量比(基于干物质)的聚乙烯醇。本发明还涉及用于制备液晶乳状液的方法。

Description

水包油型液晶乳状液及所述液晶乳状液的制备方法
本发明涉及在聚乙烯醇(PAW)水溶液中的热致液晶混合物的乳状液及制备该乳状液的方法。
热致液晶属于液晶类，其在固体晶体加热过程中转化为液晶相，称为热致中间相，其中所述晶体并非熔化为常规液体而是在某一确定的温度下转化为所述中间相状态，并且所述中间相的各向同性化(isotropisation)仅在较高的温度下发生，即液晶变化为各向同性液体。其可能在降低温度的过程中根据液晶而经历不同的中间相。热致液晶特征在于基于由所述中间相反射的光的颜色依赖其温度而变化效应的热光性质。
从1970年代的专利说明书中已知乳状液，其中将包含5%至10%的甲醛的聚乙烯醇水溶液用作连续相。根据这些说明书的乳状液由于低稳定性以及乳化过程及其储存中强烈和难闻的气味释放而不适于工业应用，且最重要的是它们不适于在大表面上的应用。乳化过程需要使用旋转速度大于12000l/min的均质器以及它们的冷却系统。至于显著的热光要求，由于获得(使用所述方法)可重复乳状液出现的问题而放弃在工业过程中使用该方法。
目前应用的封装方法为微胶囊化方法。在工艺和广告应用中有效的热致液晶的微胶囊化不适合作为医学应用的封装方法，其需要通过人眼将光学连续性的热成像表面保证的观察视野调整至彩色图像记录的光学分辨率。光学连续性的缺乏由关于围绕液晶聚集体(aggregate)(宏观粒子)的壁厚度的“胶囊”的尺寸和封装密度产生并在医学应用的情况下成为缺点，特别是在女性乳腺癌早期诊断的矩阵(matrix)中的应用。这就是需要开发新型液晶乳状液及其制备方法的原因。
本发明的目的是提供热光稳定的乳状液形式的液晶组合物以及用于制备这类组合物的方法，所述乳状液不释放难闻气味并从用于生产热光液晶矩阵要求的工艺过程观点考虑是足够稳定的。此外，这类乳状液应易于制备并应以参数随时间的可重复性和稳定性为特征，例如粘度以及与其相关的分散相聚集体的平均尺寸。
发现能够获得关于液晶乳状液的“处理”条件和物理化学参数所要求的参数，其是通过使用适用于连续相制备的关于含有5%重量比至20%重量比的PAW、0.1%至1.0%的硼酸和1%至2%的壬基酚聚醚-5(乙氧基化壬基酚，将约5分子环氧乙烷添加至壬基酚的产物)的水-丙酮-醇溶液形式的聚乙烯醇的分子量和水解度。基于干物质，相对于连续相，包含的分散相含量应为14%重量比至48%重量比。此外，发现稳定乳状液形成的容易程度和可重复性强烈取决于连续相溶液的状态和调节时间。
特别便于本发明用途的聚乙烯醇具有50000至130000的分子量和83摩尔%至98摩尔%的水解度。本发明的乳状液适当包含4%重量比至19%重量比的聚乙烯醇。认为结合少量，优选为1%重量比至2%重量比的表面活性剂(壬基酚聚醚-5)作为分散剂的乳状液中聚乙烯醇的主要功能是充当增稠剂。乳状液应用后的相中聚乙烯醇的功能反过来充当成膜剂且部分充当封装剂。
为了在女性乳腺癌早期诊断的矩阵中应用的目的，油相(液晶相)的液滴尺寸应适当地小于5μm，优选小于4μm，且特别优选地，液滴尺寸应为1μm至2μm。然而，适当地，乳状液粘度应不大于5000mPa·s且优选应小于4500mPa·s。特别优选地，乳状液应具有4000mPa·s至4500mPa·s的粘度。
出乎意料地发现通过使用本发明的乳状液组合物及其制备方法，获得满足关于诸如油相液滴尺寸和乳状液粘度的参数的上述要求的液晶乳状液。
本发明还涉及用于制备液晶乳状液的方法。通过将温度接近从中间相转变为各向同性相的温度下的热致液晶(油相)混合物快速倾泻出至温度适当低于油相温度的5°C至10°C的含有聚乙烯醇、水、乙醇、丙酮、乳化剂和硼酸的水相来适当地制备本发明的乳状液。使用旋转速度为500l/min至5000l/min的搅拌器适当地进行混合。为了获得具有要求尺寸的液晶聚集体的液滴，将预制乳状液物质适当混合1分钟至15分钟。在冷却至室温后，应在不暴露于阳光直接作用的地方将乳状液储存在密封的容器中。在1天至10天期间，优选2天至8天期间，最优选4天至6天期间适当地使用乳状液。
为了获得水相，优选在22°C±2°C的温度下将聚乙烯醇加入至含有溶解的硼酸的水性醇溶液。将混合物混合直至获得良好分散的聚乙烯醇。然后，在连续混合时将混合物的温度升至约80°C至85°C并使混合物保持在该温度下直至聚乙烯醇完全溶解。然后，将溶液冷却至40°C的温度，加入丙酮和乳化剂并将整体混合以完成物质均化。在冷却至室温后，将获得的物质通过29T号筛，然后将其转移至密封的容器并适当地在温度不低于20°C的房间在内放置10天至15天，优选15天至30天，且最优选30天至60天。
用于制备乳状液的原料以及组合物的性质
油相：
组合物：热致液晶的混合物，其所具有的中间相范围在其它事物中随混合物构成化合物纯度而变，优选处于22.0°C至48.0°C的温度范围，其包含：合适比例重量比的胆甾醇壬酸酯、胆甾醇油醇碳酸酯、胆甾醇丙酸酯、氯化胆甾醇和4,4’-二戊基氧化偶氮苯。
性质：任何范围的所指示中间相范围的可见光谱范围的热光敏感性(颜色反应)；25°C温度下的密度优选为0.98g/cm3，且25°C温度下的粘度优选为75mPa·s至93mPa·s。
水相：
组合物：电导率优选低于10μS的去除矿物质的水；优选为分析纯的丙酮；无水乙醇；优选为分析纯的硼酸；优选具有低于1%的水含量的壬基酚聚醚-5。
性质：溶剂中的聚乙烯醇溶液形式的具有稳定的流变学参数的均匀、透明物质，25°C温度下测量的密度优选为1.004g/cm3且粘度优选为6300mPa·s。
使用下列测量仪器测量各个相和最终液晶乳状液的物理性质。使用来自Zehner S/N的比重计测量密度。使用粘度计布氏RVT型测量粘度。为测量乳状液中油相的液滴尺寸，使用光子相关分光镜(Zeta-Master 4，来自Malvern，装备有功率为5毫瓦的He-Ne激光)。还通过使用扫描电子显微镜BS-301/Tesla型测试含应用的乳状液层的膜的横截面而在最终产物中确认液滴尺寸。
实施例1
水相(连续相)的制备
在22°C±2°C的温度下，将28.2g的聚乙烯醇加入至含90.5g的去除矿物质的水、75.2g的乙醇和1.18g的硼酸的溶液。使用机械搅拌器RD 50D型将混合物混合以获得良好分散的聚乙烯醇，然后仍然混合，将混合物温度升至约80°C至85°C并使混合物保持在该温度下直至聚乙烯醇完全溶解。然后，将溶液冷却至40°C的温度并加入37.6g的丙酮和2.35g的壬基酚聚醚-5，并将获得的混合物混合达到均匀物质(235g)。在冷却至室温后，将获得的物质通过29T号筛，转移至密封的容器并在约20°C温度下的房间内放置22天。
油相(分散相)的制备
在约70°C的温度下，以合适比例的重量比混合胆甾醇壬酸酯、胆甾醇油醇碳酸酯、胆甾醇丙酸酯、氯化胆甾醇和4,4’-二戊基氧化偶氮苯以获得15g的油相。
液晶乳状液的制备
在约60°C的温度下，将热致液晶(油相，15g)的混合物快速倾入水相(连续相，235g)。使用旋转速度为680l/min的机械搅拌器RD 50D型将整体混合7分钟以获得250g的白色液晶乳状液，25°C温度下的粘度为4200mPa·s，25°C温度下的密度为1.002g/cm3且油相的平均液滴尺寸为3.1μm。
实施例2
使用表1给出的量的组分，通过按照实施例1描述的步骤制备液晶乳状液。
表1
Figure BDA00001941995000051
结果，获得25°C温度下的粘度为4250mPa·s，25°C温度下的密度为1.003g/cm3且油相的平均液滴尺寸为2.8μm的白色液晶乳状液。
实施例3
使用表2给出的量的组分，通过按照实施例1描述的步骤制备液晶乳状液。
表2
Figure BDA00001941995000052
结果，获得25°C温度下的粘度为4350mPa·s，25°C温度下的密度为1.005g/cm3且油相的平均液滴尺寸为2.4μm的白色液晶乳状液。

Claims (22)

1.水包油型液晶乳状液，其特征在于，其由以下组成： 
a)水相，其包含水、乙醇、丙酮、聚乙烯醇、分散剂和硼酸； 
b)油相，其包含热致液晶的混合物。 
2.如权利要求1所述的液晶乳状液，其特征在于，其包含的所述水相包含5%重量比至20%重量比的量的聚乙烯醇。 
3.如权利要求1所述的液晶乳状液，其特征在于，其包含的所述水相包含1%重量比至2%重量比的量的分散剂。 
4.如权利要求1所述的液晶乳状液，其特征在于，其包含的所述水相包含0.1%重量比至1.0%重量比的量的硼酸。 
5.如权利要求1所述的液晶乳状液，其特征在于，基于干物质，其包含14%重量比至48%重量比的所述热致液晶的混合物和50%重量比至86%重量比的聚乙烯醇。 
6.如权利要求1所述的液晶乳状液，其特征在于，其包含分子量为50000至130000且水解度为83摩尔%至98摩尔%的聚乙烯醇。 
7.如权利要求1所述的液晶乳状液，其特征在于，其包含的所述热致液晶的混合物选自胆甾醇壬酸酯、胆甾醇油醇碳酸酯、胆甾醇丙酸酯、氯化胆甾醇和4,4’-二戊基氧化偶氮苯。 
8.如权利要求1所述的液晶乳状液，其特征在于，其包含壬基酚聚醚-5作为所述分散剂。 
9.如权利要求1所述的液晶乳状液，其特征在于，所述油相的液 滴尺寸小于5μm。 
10.如权利要求1所述的液晶乳状液，其特征在于，所述油相的液滴尺寸小于4μm。 
11.如权利要求1所述的液晶乳状液，其特征在于，所述油相的液滴尺寸为1μm至2μm。 
12.如权利要求1所述的液晶乳状液，其特征在于，所述乳状液粘度小于5000mPa·s。 
13.如权利要求1所述的液晶乳状液，其特征在于，所述乳状液粘度小于4500mPa·s。 
14.如权利要求1所述的液晶乳状液，其特征在于，所述乳状液粘度为4000mPa·s至4500mPa·s。 
15.制备液晶乳状液的方法，其特征在于，其包括如下步骤： 
a)制备油相，其通过混合热致液晶来制备； 
b)制备水相，其通过以下来制备，将聚乙烯醇加入至含有溶解的硼酸的水性醇溶液，并将所得的混合物混合并加热至聚乙烯醇完全溶解，然后将获得的溶液冷却，加入丙酮和乳化剂并将整体混合以获得均匀物质，在冷却至室温后使获得的物质通过29T号筛，并将其转移至密封的容器并在温度不低于20℃的房间内放置10天至60天； 
c)将步骤a)所得的热致液晶的混合物快速倾入所述水相并使用旋转速度为500 1/min至5000 1/min的搅拌器将整体混合1分钟至15分钟以获得所述液晶乳状液。 
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，在步骤b)中将所述混合物加热至80℃至85℃的温度。 
17.如权利要求15所述的方法，其特征在于，在步骤b)中将获得的溶液冷却至40℃的温度。 
18.如权利要求15所述的方法，其特征在于，在步骤c)中在60℃至65℃的温度下将所述热致液晶的混合物倾入所述水相。 
19.如权利要求15所述的方法，其特征在于，在将所述水相用于所述乳化过程之前将所述水相调节10天至15天。 
20.如权利要求15所述的方法，其特征在于，在将所述水相用于所述乳化过程之前将所述水相调节15天至30天。 
21.如权利要求15所述的方法，其特征在于，在将所述水相用于所述乳化过程之前将所述水相调节30天至60天。 
22.如权利要求15所述的方法，其特征在于，将慢旋转搅拌器来搅拌所述水相和所述油相。 
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