CN104870554B

CN104870554B - 活性成分微颗粒

Info

Publication number: CN104870554B
Application number: CN201380066546.0A
Authority: CN
Inventors: 克莱芒蒂娜·尚帕涅; 让-马克·苏奥; 奥利维耶·盖雷
Original assignee: Coatex SAS
Current assignee: Coatex SAS
Priority date: 2012-12-20
Filing date: 2013-12-09
Publication date: 2017-09-29
Anticipated expiration: 2033-12-09
Also published as: CN104870554A; WO2014096622A1; US9439870B2; PT2935457T; IL239038A; KR102102499B1; ES2611913T3; AU2013366262A1; AU2013366262B2; IL239038A0; ZA201504520B; US20140178485A1; FR3000084B1; EP2935457B1; MY173054A; DK2935457T3; KR20150097720A; PL2935457T3; EP2935457A1; CA2895823C

Abstract

本发明涉及聚合物包封的微颗粒，其含有至少一种HASE型丙烯酸共聚物、具有20℃至90℃的相变温度的至少一种固‑液相变材料和至少一种活性成分。更具体地，该微颗粒含有至少一种HASE型丙烯酸共聚物，所述共聚物包含具有可聚合乙烯基官能团和羧基基团的至少一种阴离子单体、具有可聚合乙烯基官能团的至少一种非离子疏水单体和具有可聚合乙烯基官能团和疏水性烃链的至少一种烷氧基化的缔合型大分子单体。

Description

活性成分微颗粒

技术领域

本发明涉及活性剂包封领域，特别是使用HASE型丙烯酸共聚物的活性剂包封。

发明背景

正越来越多地开发微包封技术，并将其广泛地用于药物、化妆品、纺织品、农产品、农用化学品、清洁剂和涂料工业。可以包封很多亲水的或疏水的活性剂，例如有气味的分子、药物活性成分、化妆品试剂、光致变色颜料或光致发光颜料等。

包封是用于保护活性剂免受外部环境(pH、光、氧、湿度等)影响的有效方法，由此避免不期望的现象，如光和/或氧诱导的反应。包封还帮助保护活性剂免受其他分子的影响，并由此避免不相容问题。包封还使得能够限制活性剂在产品转换或储存过程期间的降解。其还可以使这些活性剂的处理或储存更容易。

存在很多已知的包封方法。因此，已建议通过原位聚合、通过溶剂提取或者此外通过凝聚来包封活性剂。

例如，已建议使用HASE型丙烯酸聚合物来包封活性剂、如药物活性成分或农用化学物质。

涉及包封的主要问题之一仍是经包封的活性剂之后释放的控制。对于一些应用，重要的是在期望时间触发活性剂的释放以使它执行其功能。因此试剂的释放必须能够响应刺激来干预。对于其他应用，重要的是延迟活性剂的释放(控释)。例如，当活性剂是有气味的试剂时，尤其是化学不稳定或易受外应力损害的有气味的试剂，重要的是确保其不仅在初始制剂(碱液、涂料、有气味的制剂)中稳定，还在施用至表面(纺织品、墙壁、皮肤)后也稳定。因此一般寻求后效(rémanence)的增加。目前所提出的包封工艺在触发或控制活性剂的释放的方法中一般不灵活，所形成的包封体通常响应于单一刺激而释放活性剂。因此，根据活性剂类型的应用领域(例如，药物、化妆品、纺织品、农产品、农用化学品、清洁剂、涂料工业)、期望的释放方法，必须选择合适的包封方法。

因此，存在对开发响应于多种刺激而能够释放活性剂或能够延迟其释放的颗粒的需求。还存在对开发用于保护活性剂的通用方法的需求，即允许保护不同类型的活性剂、并在寻求触发释放或受控释放时实现其触发释放和/或其受控释放的方法。该方法会优选是环境友好的。

发明内容

本发明涉及聚合物包封的微颗粒以及含有这些微颗粒的水分散体。聚合物包封的微粒包括：

a.至少一种HASE型丙烯酸共聚物，

b.具有20℃至90℃的相变温度的至少一种固-液相变材料，和

c.至少一种活性剂。

本发明还涉及这些微颗粒或含有它们的水分散体响应于pH变化、温度变化和/或摩擦而释放活性剂的用途。

本发明还涉及这些微颗粒或含有它们的水分散体用于制备化妆品、农用化学品、涂料、纺织品、清洁剂或纸产品的用途。

本发明还涉及一种用于制备微颗粒的水分散体的方法，其包括以下步骤：

a)制备含有以下成分的水溶液：

-借助碱溶解于所述水溶液的至少一种HASE型丙烯酸共聚物，

-至少一种活性剂，和

-至少一种固-液相变材料，所述固-液相变材料在比其相变温度高的温度下存在于或已经被引入到水溶液中，和

b)使HASE型丙烯酸聚合物凝聚以产生微颗粒的所述水分散体。

最后，本发明涉及一种用于通过干燥由微颗粒的水分散体制备固体颗粒的方法。

附图简要说明

图1示出通过共聚焦显微镜观察到的不属于本发明的微颗粒(A)和本发明的微颗粒(B、C和D)。

图2示出通过共聚焦显微镜观察到的本发明的微颗粒。

图3示出对于不同质量含量的HASE型丙烯酸共聚物，与所施加的剪切梯度(以1/s计的DG/dt)(x轴)有关的微颗粒的D_50％/D⁰ _50％变化(纵坐标)。

图4示出对于变量石蜡/柠檬烯比率，与所施加的剪切梯度(以1/s计的DG/dt)(x轴)有关的微颗粒的D_50％/D⁰ _50％变化(纵坐标)。

图5示出对于变量pH，与所施加的剪切梯度(以1/s计的DG/dt)(x轴)有关的微颗粒的D_50％/D⁰ _50％变化(纵坐标)。

图6示出浸入到含有1.5％测试B颗粒的溶液中然后在室温下干燥的棉纤维的显微镜图像。

定义

在本发明的说明中，术语“HASE”是“疏水改性的碱可溶乳液(HydrophobicallymodifiedAlkali-soluble Emulsions)”的缩写。

在本发明的说明中，表述“HASE型丙烯酸共聚物”是指含有酸性基团和疏水基团的直链的或交联的共聚物。HASE型共聚物是阴离子单体如(甲基)丙烯酸、非离子疏水单体和疏水缔合型大分子单体的共聚合的结果。在低pH(一般低于5)且没有添加碱时，HASE型丙烯酸共聚物不溶于水并且以乳液形式存在。当添加碱时，阴离子基团被中和并且共聚物溶解于水。

在本发明的说明中，表述“固-液相变材料”是指在20℃至90℃具有可逆地改变状态的能力的材料。在本发明的微颗粒的组合物中使用的相变材料在低于其相变温度的温度下为固态，而在高于其相变温度的温度下为液态。“相变温度”是指材料的熔化温度或对应于相变材料的固-液转换的温度。

在本发明的说明中，术语“活性剂”或“活性成分”是指感兴趣的用于包封的任何化合物。

在本发明的说明中，除非另有说明，所表述的百分比以重量百分比表示，并且是相对于参考组分的总重量表示的。例如，当指示共聚物包含10％的单体时，应理解为该共聚物包含相对于该共聚物总重量的10重量％的该单体。

在本发明的说明中，表述“至少一种”是指一种或更多种化合物(例如：一种或更多种HASE型丙烯酸共聚物、一种或更多种相变材料、一种或更多种活性剂)，如2至5种化合物的混合物。

在本发明的说明中，术语“微颗粒”是指具有从0.5μm至数十微米，如0.5μm至100μm、或1μm至70μm、或1μm至40μm的平均尺寸的颗粒。当微颗粒为球形颗粒时，平均粒度是指颗粒的平均直径。当颗粒不是球形时，即当它们具有较长维度和较短维度时，平均粒度是指颗粒的最长维度的尺寸。颗粒的尺寸可以通过本领域技术人员众所周知的方法、例如通过激光粒度测定法来测量。

表述“聚合物包封的微颗粒”或“复合微颗粒”或“微囊”是指具有由根据本发明的共聚物构成的外包膜并含有根据本发明的活性剂的微颗粒。

在本发明的说明中，字母“n”、“m”和“p”是指整数。

具体实施方式

本发明的聚合物包封的微颗粒使得活性剂能够被有效地保护。有利地，本发明的聚合物包封的微颗粒允许响应于pH变化、温度变化和/或机械应力(摩擦力)增加的活性剂释放。与活性剂的性质和其之后的用途相关地选择用于活性剂释放的方法。因为可以控制本发明的聚合物包封的微颗粒的机械强度，所以限制微颗粒随着时间的降解，并且由此例如控制活性剂随着时间的被动扩散变得可能。

本发明的聚合物包封的微颗粒可以为水分散体的形式，或者它们可以为固体微颗粒的形式。

本发明的聚合物包封的微颗粒包含：

-至少一种HASE型丙烯酸共聚物，

-具有20℃至90℃的相变温度的至少一种固-液相变材料，和

-至少一种活性剂。

HASE型丙烯酸共聚物

HASE型丙烯酸共聚物形成本发明的微颗粒的外包膜。

根据本发明的实施方案，成为本发明的微颗粒的组合物一部分的HASE型丙烯酸共聚物包括以下单体：

a)具有可聚合乙烯基官能团和羧基基团的至少一种阴离子单体，

b)具有可聚合乙烯基官能团的至少一种非离子疏水单体，

c)具有可聚合乙烯基官能团和疏水性烃链的至少一种烷氧基化的缔合型大分子单体。

具有可聚合乙烯基官能团和羧基基团的阴离子单体是在碱性水溶液中具有负电荷的单体。具有可聚合乙烯基官能团和羧基基团的阴离子单体例如选自丙烯酸和/或甲基丙烯酸。

具有可聚合乙烯基官能团的非离子疏水单体是在水溶液中既不带正电荷也不带负电荷的单体。具有可聚合乙烯基官能团的非离子疏水单体例如选自丙烯酸或甲基丙烯酸的酯类、酰胺类或腈类，或者选自丙烯腈、醋酸乙烯酯、苯乙烯、甲基苯乙烯、二异丁烯、乙烯基吡咯烷酮或乙烯基己内酰胺。具体地，具有可聚合乙烯基官能团的非离子疏水单体可以选自C₁-C₈烷基丙烯酸酯或C₁-C₈烷基甲基丙烯酸酯，如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、2-乙基己基丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯或其混合物。更具体地，具有可聚合乙烯基官能团的非离子疏水单体可以选自丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸乙酯或其混合物。

具有可聚合乙烯基官能团和疏水性烃链的烷氧基化的缔合型大分子单体可以具有以下式(I)：

(I)R-A-R’

其中：

-A表示由以下构成的聚合链：

-m个式-CH₂CHR₁O-的亚烷基氧单元，其中R₁表示含有1至4个碳的烷基基团，例如甲基或乙基基团，且m为0至150，

-p个式-CH₂CHR₂O-的亚烷基氧单元，其中R₂表示含有1至4个碳的烷基基团，例如甲基或乙基基团，且p为0至150，

-n个亚乙基氧单元，其中n为0至150、或10至150、或15至150、或10至100、或15至100、或15至50、或15至30，

其中，m+n+p＞4，或m+n+p≥5，并且其中式-CH₂CHR₁O-的亚烷基氧单元、-CH₂CHR₂O-的亚烷基氧单元和亚乙基氧单元是嵌段地、交替地或无规地，

-R表示含有选自丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、马来酸酯、衣康酸酯或巴豆酸酯的可聚合不饱和官能团的基团，和

-R’表示包含6至40个碳原子、或7至35个碳原子、或8至20个碳原子、或8至16个碳原子的直链的、支化的或带支链的烃链，或者包含6至100个碳原子或6至60个碳原子的经取代的或未经取代的环烷基或芳基基团。

R₁和R₂基团可以是相同的或不同的。

在具体的实施方案中，具有可聚合乙烯基官能团和疏水性烃链的烷氧基化的缔合型大分子单体具有以下式(I)：

(I)R-A-R’

其中，R、R’和A为如上所定义的，n表示为15至150、或15至50、或15至30的多个亚乙基氧单元。

(I)R-A-R’

其中，R表示含有选自丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的可聚合不饱和官能团的基团，而A和R’为如在上述实施方案中所定义的。

(I)R-A-R’

其中，R’表示包含8至20个碳原子或8至16个碳原子的直链的、支化的或带支链的烃链，优选具有8至18个碳原子或8至14个碳原子的直链烃链，或者具有12至20个碳原子或12至16个碳原子的支化的或带支链的烃链，而A和R’为如在上述实施方案中所定义的。

(I)R-A-R’

其中A、R和R’为如在上述实施方案中所定义的，其中m和p分别表示0。

(I)R-A-R’

其中：

-A为如在上述实施方案中所定义的，m和p分别表示0，而n为15至150、或15至50、或15至30(因此，A表示由15至150、或15至50、或15至30个亚乙基氧单元构成的聚合链)，

-R表示含有选自丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、马来酸酯、衣康酸酯或巴豆酸酯，优选选自丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的可聚合不饱和官能团的基团，和

-R’表示包含6至40个碳原子、或7至35个碳原子、或8至20个碳原子、或8至16个碳原子的直链的、支化的或带支链的烃链。

(I)R-A-R’

其中：

-R表示含有选自丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的可聚合不饱和官能团的基团，和

-R’表示包含8至20个碳原子的直链的、支化的或带支链的烃链，例如含有8至18个碳原子或8至14个碳原子的直链烃链，或者包含12至20个碳原子或12至16个碳原子的支化的或带支链的烷基链。

在具体的实施方案中，在本发明的颗粒的组合物中使用的丙烯酸共聚物包括：

a)选自丙烯酸、甲基丙烯酸或其混合物的具有可聚合乙烯基官能团和羧基基团的至少一种阴离子单体，

b)选自丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯或其混合物的具有可聚合乙烯基官能团的至少一种非离子疏水单体，和

c)具有以下式(I)的具有可聚合乙烯基官能团和疏水性烃链的至少一种烷氧基化的缔合型大分子单体：

(I)R-A-R’

其中A、R和R’为如在上述实施方案中所定义的。

b)选自丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯或其混合物的具有可聚合乙烯基基团的至少一种非离子疏水单体，和

c)式(I)的具有可聚合乙烯基官能团和疏水性烃链的至少一种烷氧基化的缔合型大分子单体：

(I)R-A-R’

其中：

-A为如在上述实施方案中所定义的，m和p分别表示0，而n为15至150、或15至50、或15至30(因此，A表示由15至150、或15至50、或15至30个亚乙基氧单元构成的聚合链)；

-R表示含有选自丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、马来酸酯、衣康酸酯或巴豆酸酯，优选选自丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的可聚合不饱和官能团的基团；

-R’表示包含8至20个碳原子或8至16个碳原子的直链的、支化的或带支链的烃链，更具体地含有8至18个碳原子或8至14个碳原子的直链烃链，或者包含12至20个碳原子或12至16个碳原子的支化的或带支链的烃链。

在本发明的颗粒组合物中使用的丙烯酸共聚物包括：

a)20重量％至65重量％或30重量％至45重量％的具有可聚合乙烯基官能团和羧基基团的至少一种阴离子单体；

b)35重量％至75重量％或45重量％至60重量％的具有可聚合乙烯基官能团的至少一种非离子疏水单体；和

c)0.5重量％至15重量％或1重量％至12重量％的具有可聚合乙烯基官能团和疏水性烃链的至少一种烷氧基化的缔合型大分子单体，更具体地，具有以下式(I)的烷氧基化的缔合型大分子单体：

(I)R-A-R’

其中A、R和R’为如在上述实施方案中所定义的。

在具体的实施方案中，在本发明的颗粒组合物中使用的丙烯酸共聚物包括：

a)20重量％至65重量％或30重量％至45重量％的选自丙烯酸、甲基丙烯酸或其混合物的具有可聚合乙烯基官能团和羧基基团的至少一种阴离子单体，

b)35重量％至75重量％或45重量％至60重量％的选自丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯或其混合物的具有可聚合乙烯基官能团的至少一种非离子疏水单体，和

c)0.5重量％至15重量％或1重量％至12重量％的式(I)的具有可聚合乙烯基官能团和疏水性烃链的至少一种烷氧基化的缔合型大分子单体：

(I)R-A-R’

其中：

-R’表示含有8至20个碳原子或8至16个碳原子的直链的、支化的或带支链的烃链，更具体地，含有8至18个碳原子或8至14个碳原子的直链烃链，或者包含12至20个碳原子或12至16个碳原子的支化的或带支链的烃链。

在本发明的颗粒组合物中所使用的HASE型丙烯酸共聚物由上述单体的共聚产生。它们可以根据WO 2011/104599、WO 2011/104600和EP1778797中描述的方法来制备。

在聚合期间，可以添加链转移剂来控制共聚物的分子量。链转移剂可以选自硫醇，例如乙基硫醇、正丙基硫醇、正丁基硫醇、异丁基硫醇、叔丁基硫醇、正戊基硫醇、异戊基硫醇、叔戊基硫醇、正己基硫醇、环己基硫醇、正辛基硫醇、正癸基硫醇或正十二烷基硫醇。

相变材料

本发明的颗粒包含至少一种固-液相变材料。相变材料具有在20℃至90℃、或25℃至80℃、或35℃至70℃的温度范围中可逆地改变状态的能力。

在本发明的颗粒组合物中所使用的相变材料可以选自天然蜡或合成蜡。天然蜡包括动物蜡、植物蜡和矿物蜡。

动物蜡和植物蜡一般由长烃链脂如脂肪酸、脂肪醇、或脂肪酸酯或脂肪醇酯、或甚至醚的混合物构成。“长烃链”是指具有例如10至40个碳原子的烃链。动物蜡和植物蜡通常具有25℃至90℃的相变温度。植物蜡的实例包括巴西棕榈蜡、小烛树蜡、蔗糖蜡、细茎针草蜡(Esparto)或牛油树脂蜡。动物蜡的实例包括蜂蜡或羊毛脂。

矿物蜡，包括固体石蜡(通常称为石蜡)，一般由含有例如20至40个碳原子的直链饱和烃构成。矿物蜡通常具有25℃至90℃的相变温度。矿物蜡的实例包括纯地蜡、地蜡、固体石蜡和微晶蜡。固体石蜡的实例包括具有40.5℃的熔点的二十一烷、具有36.1℃的熔点的二十烷和具有32.1℃的熔点的十九烷。

合成蜡一般由没有官能基团的长烃链构成。合成蜡的实例包括基于聚乙烯的聚合物和基于聚亚烷基二醇的聚合物，如基于聚乙二醇的聚合物和基于聚丙二醇的聚合物。

在本发明的微颗粒组合物中所使用的相变材料可以选自：长链烃醇类，例如具有14至30个碳原子或14至22个碳原子的醇类，如肉豆蔻醇、鲸蜡醇、硬脂醇、花生醇、山嵛醇；长烃链脂肪酸，例如具有12至30个碳原子或12至22个碳原子的酸，如癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、花生酸、山嵛酸；脂肪酸酯，如癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、花生酸、山嵛酸的酯；脂肪醚；或它们的混合物。

在本发明的颗粒的组合物中所使用的相变材料会根据颗粒之后的用途来选择。

活性剂

本发明的微颗粒包含至少一种活性剂。

活性剂可以选自香料或有气味的分子(例如，薄荷醇、忍冬、依兰油、香茅醛、橙花素或柠檬烯)、精油、芳香剂、遮光剂、保湿剂、软化剂、清新剂、染料、增塑剂、瘦体剂、药物活性成分、墨汁、颜料如光致变色或光致发光颜料、农用化学品活性成分、防腐剂、洗涤剂、酶、消泡剂、漂白剂、光学增白剂或抗菌剂。

在本发明的一些实施方案中，活性剂是香料或有气味的分子。

本发明的微颗粒

在一些实施方案中，本发明的微颗粒相对于微颗粒的总重量包含：

-1重量％至20重量％、或1重量％至15重量、或1重量％至10重量％的如上所述的至少一种HASE型丙烯酸共聚物，

-4重量％至95重量％、或4重量％至75重量％、或4重量％至50重量％的如上所述的至少一种相变材料，和

-4重量％至95重量％、或24重量％至95重量％、或49重量％至95重量％的如上所述的至少一种活性剂。

本发明的微颗粒可以是颗粒的水分散体形式，或者它们可以是固体形式，即固体颗粒(或微囊)的形式。因此，本发明涉及包含如上所述的微颗粒的水分散体和具有如上所述的组成的固体微颗粒。

微颗粒的水分散体可以包含1重量％至70重量％的微颗粒。

本发明的微颗粒使得能够响应于pH变化、温度变化和/或摩擦而释放包封的活性剂。在本发明的情况下能够调节微颗粒的机械强度以控制活性剂的释放。

“控制活性剂的释放”应理解为响应于刺激而触发活性剂的释放或延迟随时间的这种释放二者。因此，能够根据期望的应用或追求的效果在期望的时间触发活性剂的释放。另外，能够使本发明的微颗粒对一种或更多种刺激敏感，并由此使得能够在期望的时间释放所包封的活性剂。

有利地，本发明的微颗粒提供良好的机械强度，或甚至比不包含相变材料的颗粒的机械强度大的机械强度。这种特征在所包封的活性剂是香料或有气味的分子时是特别有利的。实际上，当活性剂是香料或有气味的分子时，通常寻求增加其后效。本发明的微颗粒由此使得所包封活性剂能够受控释放，由此延迟了它们的降解。

本发明的微颗粒由此提供最小的机械强度以使得它们在根据“实施例”部分中所述的方法在25℃下已经以200s^-1被剪切了2分钟后维持其完整性。因此，根据这个方面，本发明的微颗粒也被称为具有“受控的机械强度”。

可以调节HASE型丙烯酸共聚物、相变材料和/或活性剂的浓度以获得或多或少对机械压力有抵抗力的微颗粒；换言之，具有大于或等于上述最小机械强度的机械强度。实际上，对于一些应用，期望的是获得在低机械应力(低机械压力)下释放活性剂的微颗粒，而对于其他应用，期望的是获得对有点强的机械应力有抵抗力的颗粒。

本发明的微颗粒可以用来响应于pH变化、温度变化和/或摩擦而释放活性剂。

本发明的分散体或微颗粒可以用于化妆品领域，例如配制洗液、洗发水、乳霜、香体剂、化妆组合物、护理组合物。具体地在这方面，可以例举香精、精油、遮光剂、保湿剂、软化剂、清新剂和瘦体剂的包封。

本发明的分散体或微颗粒可以用于纺织工业领域，例如用于制造衣物、连裤袜、袜子、手套。具体地在这方面，可以例举香精、瘦体剂、止汗剂和抗菌剂的包封。由此将分散体或微颗粒施用至各种纺织品(图6)。

本发明的分散体或微颗粒可以用于涂料领域，其中具体地可以包封染料、颜料或树脂。

本发明的微颗粒可以用于造纸工业(墨汁、有气味的分子的包封)或清洁剂制造(有气味的试剂、消泡剂、增白剂的包封)领域。

因此，本发明的固体微颗粒或微颗粒的水分散体可以用于化妆品产品、农用化学品、清洁剂、涂料、纺织品、纸的制备。

本发明的颗粒的水分散体和颗粒的制备

本发明目的还涉及一种用于制备微颗粒的水分散体的方法，以及一种用于制备如上所述的聚合物包封的微颗粒的方法。本发明的固体微颗粒一般由微颗粒的水分散体制备。

微颗粒的水分散体可以通过包括以下步骤的方法来制备：

a)制备含有以下成分的水溶液：

-借助碱溶解于所述水溶液的至少一种HASE型丙烯酸共聚物，更具体地如上所述的HASE型丙烯酸共聚物，

-至少一种活性剂，更具体地如上所述的至少一种活性剂，和

-至少一种固-液相变材料，更具体地，如上所述的至少一种固-液相变材料，所述固-液相变材料在比其相变温度高的温度下存在于或已经被引入到水溶液中，和

b)使HASE型丙烯酸聚合物凝聚以产生微颗粒的所述水分散体。

当固-液相变材料被称为“在比其相变温度高的温度下存在于水溶液中”，应理解为含有HASE型丙烯酸共聚物、碱、活性剂和相变材料的水溶液的温度比该相变材料的相变温度高。

当固-液相变材料被称为“在比其相变温度高的温度下已经被引入到水溶液中”，应理解为在高于材料的相变温度的温度下添加材料，但是水、碱、HASE型共聚物、活性剂的温度可以比该相变温度低。因此，含有HASE型丙烯酸共聚物、碱、活性剂和相变材料的最终水溶液通常具有比该相变材料的相变温度低的温度。

通常，将单独的固-液相变材料或在与活性剂的混合物中的固-液相变材料加热至比其相变温度高的温度，并在比其相变温度高的温度下将其引入到含有HASE型丙烯酸共聚物、碱以及任选地活性剂的水溶液中，该水溶液通常具有比该相变材料的相变温度低的温度。

在步骤a)中，添加足以使HASE型丙烯酸共聚物溶解于水溶液的量的碱。

在该方法中使用的碱通常为有机碱或无机碱。例如，碱可以选自氢氧化钠、氨、石灰、钾和2-氨基-2-甲基-1-丙醇。

Jenkins等人2002年的文章(J.Phys.Chem.B 2002，106，1195-12041195)和Horiuchi等人1998年的文章(Can.J.Chem.76：1779-1787)描述了当添加碱时HASE聚合物溶解的现象。

根据本发明的实施方案，溶解共聚物所使用的碱的量为使得水溶液的pH大于或等于6.5，或者大于或等于7，或者大于或等于7.5。

根据本发明的其他实施方案，根据所使用的碱的类型，特别地如果所使用的碱是氢氧化钠，溶解共聚物所使用的碱的量为使得由碱提供的羟基基团的数量(nOH^-)与HASE型丙烯酸共聚物所具有的羧基基团的数量(nCOOH)之间的摩尔比(nOH^-/nCOOH)大于0.3，或大于0.4，或大于0.45，并且优选小于1.2。HASE型丙烯酸共聚物所具有的羧基基团的数量可以通过本领域技术人员已知的方法、如通过滴定来确定。

根据本发明的实施方案，在搅拌下制备步骤a)的水溶液。

在水溶液的温度比相变材料的相变温度低之后、即在水溶液冷却之后进行产生微颗粒的水分散体的HASE型丙烯酸聚合物的凝聚步骤(步骤b))。

可以通过添加盐如氯化钠、或者可替代地通过添加酸来实现凝聚。

在方法的步骤b)的一些实施方案中，通过添加酸来实现凝聚。在该方法中使用的酸可以特别地选自有机酸或无机酸。更具体地，酸可以选自磷酸、盐酸、乙酸、柠檬酸、D-葡萄糖酸、谷氨酸和抗坏血酸。

在方法的步骤b)的一些实施方案中，进行凝聚所使用的酸的量为使得分散体的pH小于或等于6.5，或者小于或等于6.3。

在方法的步骤b)的一些实施方案中，根据所使用酸的类型，特别地如果所使用的酸是乙酸，所添加的酸的量为使得由酸提供的质子的数量(nH₃O⁺)与HASE型丙烯酸共聚物所具有的羧基基团的数量(nCOOH)之间的摩尔比(nH₃O⁺)/nCOOH)大于0.1，或大于0.15，或大于0.2，并且小于1。

根据本发明的实施方案，在搅拌下进行盐或酸的添加。

HASE型丙烯酸聚合物的凝聚(或沉淀)使得能够形成构成微颗粒的外包膜的聚合物包膜。

在一些实施方案中，根据以下步骤制备含有溶解的HASE型丙烯酸共聚物、活性剂和固-液相变材料的水溶液(步骤a))：

a1)制备含有借助碱溶解的HASE型丙烯酸共聚物的水溶液，

a2)制备含有活性剂和相变材料的混合物，所述混合物是在比该相变材料的相变温度高的温度下制备的或者被加热至比相变材料的相变温度高的温度，和

a3)将步骤a2)中获得的混合物引入到步骤a1)中获得的水溶液中。

应注意，根据这些实施方案，在步骤a3)期间：

-步骤a2)中获得的混合物的温度比相变材料的相变温度高，例如，在相变材料的相变温度和混合物a2)的加热温度之间，和

-步骤a1)中获得的水溶液的温度比相变材料的相变温度低。

根据本发明的实施方案，在搅拌下进行将步骤a2)中获得的混合物引入到步骤a1)中获得的水溶液中。

在其他实施方案中，可以根据以下步骤制备含有溶解的HASE型丙烯酸共聚物、活性剂和固-液相变材料的水溶液(步骤a))：

a1)制备含有借助碱溶解的HASE型丙烯酸共聚物、至少一种活性剂和至少一种相变材料的水溶液，和

a2)将步骤a1)中获得的水溶液加热至比相变材料的相变温度高的温度。

根据本发明的实施方案，在搅拌下制备(步骤a1))水溶液或者在已经制备后搅拌。在该情况下，可以在加热(步骤a2))之前、期间或之后，但在进行步骤b)之前对其进行搅拌。

根据这些实施方案，步骤a1)中产生水溶液的HASE型丙烯酸共聚物、碱、活性剂和相变材料的引入顺序是不重要的。

因此，可以首先将HASE型丙烯酸共聚物、水和碱混合在一起。可以将含有相变材料和活性剂的第二混合物添加至该混合物以获得步骤a1)的水溶液。

或者，在没有初步次级混合步骤的情况下，可以将HASE型丙烯酸共聚物、水、碱、相变材料和活性剂混合物在一起以产生步骤a1)的水溶液。

因此，根据本发明，可以通过包括以下步骤的方法来制备颗粒的水分散体：

a1)制备含有碱和至少一种HASE型丙烯酸共聚物、更具体地如上所述的HASE型丙烯酸共聚物的水溶液，

a2)制备含有至少一种活性剂和至少一种相变材料的混合物，所述混合物是在比该相变材料的相变温度高的温度下制备的，和

a3)将步骤a2)中获得的混合物引入到步骤a1)中获得的水溶液中，和

b)使HASE型丙烯酸共聚物凝聚以产生颗粒的水分散体。

或者，可以通过包括以下步骤的方法来制备本发明的颗粒的水分散体：

a1)制备含有碱、至少一种活性剂、至少一种相变材料和至少一种HASE型丙烯酸共聚物、更具体地如上所述的HASE型丙烯酸共聚物的水溶液，和

a2)将步骤a1)中获得的水溶液加热至比相变材料的相变温度高的温度，和

b)使HASE型丙烯酸共聚物凝聚以产生颗粒的水分散体。

在干燥步骤b)中获得的微颗粒分散体之后可以获得固体微颗粒。

在本发明的方法中使用的HASE型丙烯酸共聚物、相变材料和活性剂可以为如在本发明的说明中所描述的。

用于制备本发明的微颗粒的方法是环境友好的，因为它们不使用有机溶剂。

用于配制活性剂的方法

在一个方面，本发明涉及一种用于配制活性剂的方法，其包括制备含有至少一种HASE型丙烯酸共聚物、至少一种相变材料和至少一种活性剂的微颗粒，所述配制使得活性剂能够受控释放。

实施例

HASE 1丙烯酸共聚物的制备

借助硫醇型链转移剂使用本领域技术人员已知的方法来制备根据本发明的丙烯酸共聚物。

该共聚物由以下单体构成：

35.5重量％的甲基丙烯酸，

52.4重量％的丙烯酸乙酯，

12.0重量％的式(I)的大分子单体，其中：

-m和p＝0，

-n＝30，

-R表示甲基丙烯酸酯，

-R’表示含有12个碳原子的支化的烃链。

根据本发明的微颗粒分散体的制备(编号1)

水溶液的制备

在40℃的温度下，在混合器中通过搅拌在2.9g的10％氢氧化钠溶液的存在下将7.5g的HASE 1共聚物(在水中聚合至30.8％)溶解于61.9g水。在该情况下，注意nOH^-＝7.25×10^-3而nCOOH＝9.5×10^-3。溶液的pH为约8.5。

将15.75g由Sigma-Aldrich公司以代号Paraffin wax 327204出售的石蜡(T_f＝53-57℃)与47.25g柠檬烯混合。搅拌混合物并将其加热至约80℃的温度。

利用蠕动泵将液态石蜡-柠檬烯混合物(在Tf和80℃之间的温度下)引入到HASE 1共聚物水溶液中。

凝聚

将6.44g的4％H₃PO₄溶液添加至已向其添加了石蜡-柠檬烯混合物的HASE 1共聚物水溶液中。测量pH。

借助Malvern Mastersizer 2000通过激光粒度测定法来表征所获得的颗粒(D_50％：对应于颗粒体积累积频率的50％的直径)。结果示于表1中。

根据本发明的微颗粒分散体的制备(编号2)

水溶液的制备

将15.75g由Sigma-Aldrich公司以代号Paraffin wax 327204出售的石蜡(T_f＝53-57℃)与47.25g柠檬烯混合，并将混合物加热至80℃。

同时，在40℃的温度下，在混合器中通过搅拌在2.9g的10％氢氧化钠溶液的存在下将7.5g的HASE 1共聚物(在水中聚合至30.8％)溶解于61.9g水。在该情况下，注意nOH^-＝7.25×10^-3而nCOOH＝9.5×10^-3。溶液的pH为约8.5。

将HASE 1共聚物水溶液和石蜡-柠檬烯混合物混合并加热至80℃。

借助混合器来混合全部组分并使温度逐渐降低。

凝聚

当混合物达到40℃时，添加6.44g的4％H₃PO₄溶液。测量pH。

表1：颗粒粒度测定

蜡、活性剂、HASE 1共聚物的含量变化的研究，以及蜡的性质的变化、活性剂的性质变化的研究

以下提出的颗粒分散体(表2)是根据用于制备编号1的方法制备的。

借助Malvern Mastersizer 2000通过激光粒度测定法来表征所获得的颗粒(D_50％：对应于颗粒体积累积频率的50％的直径)。结果示于表2中。

石蜡1：来自Sigma-Aldrich的固体石蜡327204T_f＝53-57℃

石蜡2：来自Sigma-Aldrich的固体石蜡411663T_f＞65℃

表2：颗粒粒度测量

测试A代表现有技术(不存在相变材料)。其他测试是根据本发明的。

观察到相变材料(或蜡)的存在提高包封体的机械强度(图1)。图1A(左上：测试A)示出没有蜡的颗粒不耐样品的干燥和真空电镀(没有可见的颗粒或颗粒残留物)。这些颗粒不显示维持其完整度所需的最小机械强度。

另一方面，根据本发明的颗粒(图1A、1B和1C分别为测试B、测试I和测试H)在干燥和真空电镀(其为非常破坏性的条件)之后维持其完整度。图2示出根据测试B所获得的本发明的微颗粒。

颗粒剪切强度的研究

使用在HAAKE Mars III流变仪的Couette双池中剪切的(在20℃剪切120秒)具有47±1％颗粒含量的分散体的D_50％(Mastersizer 2000Malvern)来评价颗粒剪切强度。D_50％/D⁰ _50％变化被表示为所施加的剪切梯度的函数(D⁰ _50％对应于非剪切颗粒的分散体的D_50％)。当D_50％/D⁰ _50％减小，意味着没有维持颗粒的完整度。然后通过激光粒度测定法测量实际上为颗粒残留物的颗粒。

图3使得能够评价HASE 1聚合物含量对微颗粒的剪切强度的影响(D_50％/D⁰ _50％作为对不同测试所施加的剪切强度的函数，圆形＝测试C，方形＝测试M，三角形＝测试K)。表明HASE含量越低，微颗粒耐剪切性越小。

图4使得能够评价蜡含量对微颗粒的剪切强度的影响(D_50％/D⁰ _50％作为对不同测试所施加的剪切梯度的函数，方形＝测试L，圆形＝测试C，三角形＝测试N)。表明蜡含量越高，微颗粒耐剪切性越小。

图5使得能够评价分散体的最终pH对微颗粒的剪切强度的影响(D_50％/D⁰ _50％作为对测试K所施加的剪切梯度的函数，方形＝在6.1的pH下的分散体，圆形：pH＝在11.7的pH下的分散体)。

Claims

1.一种聚合物包封的微颗粒，其相对于所述微颗粒的总重量含有：

a.1重量％至20重量％的至少一种HASE型丙烯酸共聚物，所述丙烯酸共聚物包含以下单体：

-具有可聚合乙烯基官能团和羧基基团的至少一种阴离子单体，

-具有可聚合乙烯基官能团的至少一种非离子疏水单体，和

-具有可聚合乙烯基官能团和疏水性烃链的至少一种烷氧基化的缔合型大分子单体，

b.4重量％至95重量％的具有20℃至90℃的相变温度的至少一种固-液相变材料，和

c.4重量％至95重量％的至少一种活性剂，

其中，微颗粒是指具有从0.5μm至100μm的平均尺寸的颗粒，所述相变材料选自天然蜡或合成蜡。

2.根据权利要求1所述的微颗粒，其中，所述HASE型丙烯酸共聚物相对于所述共聚物的总重量含有：

-20重量％至65重量％的具有可聚合乙烯基官能团和羧基基团的至少一种阴离子单体，

-35重量％至75重量％的具有可聚合乙烯基官能团的至少一种非离子疏水单体，和

-0.5重量％至15重量％的具有可聚合乙烯基官能团和疏水性烃链的至少一种烷氧基化的缔合型大分子单体，

其中所述HASE型丙烯酸共聚物中各组分的百分含量的总和等于100重量％。

3.根据权利要求1或2所述的微颗粒，其中，所述HASE型丙烯酸共聚物的所述至少一种烷氧基化的缔合型大分子单体具有式(I)：

(I)R–A–R’

其中：

-A表示由以下构成的聚合链:

-m个式-CH₂CHR₁O-的亚烷基氧单元，其中R₁表示含有1至4个碳的烷基基团，且m为0至150，

-p个式-CH₂CHR₂O-的亚烷基氧单元，其中R₂表示含有1至4个碳的烷基基团，且p为0至150，和

-n个亚乙基氧单元，其中n为0至150，

其中，m+n+p＞4，并且其中式-CH₂CHR₁O-的亚烷基氧单元、式-CH₂CHR₂O-的亚烷基氧单元和亚乙基氧单元是嵌段的、交替的或无规的，

-R’表示含有6至40个碳原子的直链的或带支链的烃链，或者含有6至100个碳原子的经取代的或未取代的环烷基或芳基基团。

4.根据权利要求3所述的微颗粒，其中，所述HASE型丙烯酸共聚物含有式(I)的至少一种烷氧基化的缔合型大分子单体，其中n为15至150。

5.根据权利要求3所述的微颗粒，其中，式(I)的所述烷氧基化的缔合型大分子单体的所述官能团R’表示含有8至20个碳原子的直链的或带支链的烃链。

6.根据权利要求3所述的微颗粒，其中，式(I)的所述烷氧基化的缔合型大分子单体是这样的：

-m和p分别表示0，

-n为15至150，

-R’表示含有8至18个碳原子的直链的烃链，或者含有12至20个碳原子的带支链的烷基链。

7.根据权利要求1或2所述的微颗粒，其相对于所述微颗粒的总重量含有：

a.1重量％至20重量％的所述至少一种HASE型丙烯酸共聚物，

b.4重量％至95重量％的选自天然蜡或合成蜡的至少一种相变材料，和

c.4重量％至95重量％的选自香料的至少一种活性剂。

8.根据权利要求1或2所述的微颗粒，其相对于所述微颗粒的总重量含有：

a.1重量％至20重量％的所述至少一种HASE型丙烯酸共聚物，

c.4重量％至95重量％的选自有气味的分子的至少一种活性剂。

9.一种含有根据权利要求1至8中任一项所述的微颗粒的水分散体。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的微颗粒或根据权利要求9所述的微颗粒的水分散体响应于pH变化、温度变化和/或摩擦而释放活性剂的用途。

11.根据权利要求1至8中任一项所述的微颗粒或根据权利要求9所述的微颗粒的水分散体用于制造化妆品、农用化学品、涂料、纺织品、清洁剂或纸产品的用途。

12.一种用于制备聚合物包封的微颗粒的水分散体的方法，其包括以下步骤：

a)制备含有以下成分的水溶液：

-借助碱溶解于所述水溶液的至少一种HASE型丙烯酸共聚物，所述HASE型丙烯酸共聚物含有

-具有可聚合乙烯基官能团的至少一种非离子疏水单体，

-至少一种活性剂，和

-具有20℃至90℃的相变温度的至少一种固-液相变材料，所述固-液相变材料在比其相变温度高的温度下存在于或已经被引入到所述水溶液中，和

b)使所述HASE型丙烯酸聚合物凝聚以产生微颗粒的所述水分散体，

其中，微颗粒是指具有从0.5μm至100μm的平均尺寸的颗粒，所述相变材料选自天然蜡或合成蜡，所述微颗粒相对于其总重量含有1重量％至20重量％的至少一种HASE型丙烯酸共聚物，4重量％至95重量％的至少一种相变材料，和4重量％至95重量％的至少一种活性剂。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，根据以下步骤进行步骤a)：

a1)制备含有借助碱溶解的所述HASE型丙烯酸共聚物的水溶液，

a2)制备含有所述活性剂和所述相变材料的混合物，所述混合物是在比所述相变材料的相变温度高的温度下制备的，和

a3)将步骤a2)中获得的所述混合物引入到步骤a1)中获得的所述水溶液中。

14.根据权利要求12所述的方法，其中，根据以下步骤进行步骤a)：

a1)制备含有碱、至少一种活性剂、至少一种相变材料和至少一种HASE型丙烯酸共聚物的水溶液，和

a2)将步骤a1)中获得的所述水溶液加热至比所述相变材料的转变温度高的温度。

15.根据权利要求12至14中任一项所述的方法，其中，溶解所述共聚物所使用的碱的量为使得所述溶液的pH大于或等于6.5。

16.根据权利要求12至14中任一项所述的方法，其中，通过添加使得所述分散体的pH小于或等于6.5的量的酸来进行步骤b)。

17.一种用于制备固体的聚合物包封的微颗粒的方法，其包括以下步骤：

a)根据权利要求12至16中任一项制备微颗粒的水分散体，和

b)干燥所述水分散体。