CN105670569A - 一种相变复合微胶囊水凝胶及其物理退热贴 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种相变复合微胶囊水凝胶及其物理退热贴，所述的相变复合微胶囊水凝胶含有高分子物质、相变复合微胶囊、温致变色微胶囊等材料。所述的退热贴依次由背衬层、水凝胶层和防粘层组成；所述的水凝胶为相变复合微胶囊水凝胶，涂布在背衬层上，所述的背衬层采用药用级无纺布制成，其上印有颜色-温度对比条带，其中间留有用于观察水凝胶层颜色变化的缝隙。该退热贴中的温致变色微胶囊随体温升高会逐渐褪色，高于39.5℃时褪为无色，警示退热贴已经失效。退热贴的相变复合微胶囊材料在冷却后可变回为固体，可以反复使用，节省了成本。本发明采用的相变材料和温敏变色材料均为高分子材料，无毒、无害、无副作用，使用安全。

Description

一种相变复合微胶囊水凝胶及其物理退热贴
技术领域
本发明涉及医用高分子材料技术领域，具体属于一种兼具物理吸热降温、温度指示于一体的相变复合微胶囊水凝胶及其物理退热贴。
背景技术
小儿发烧是常见多发疾病，如不及时处理，当体温超过41℃时，体内蛋白质会发生分解，从而对大脑造成不同程度的损伤。现有的降温退烧药大多为口服药，而且具有副作用，不利于小儿使用。物理降温简便易行，疗效可靠,副作用小，是小儿退热防止惊厥和避免留有后遗症的有效措施之一，近年被儿科专家所提倡。退热贴是最近流行起来的一种外贴剂，属于物理降温用品，具有退热快，降温效果好，安全无毒副作用，不破坏儿童体内的免疫功能系统等特点，被广泛运用于缓解小儿发热发烧。
现在市面上大部分退热贴的退热原理都是通过水凝胶中水分汽化将体内的过多热量带出去，从而达到降低体温的效果。但由于透气性差和凝胶中高分子骨架的固水作用，水分从这种退热贴中蒸发的速率很慢，退热效果并不理想。刚贴上会由于温差的原因起到一定效果，当凝胶温度与体温一致时，就不再起作用了。另外，这种退热贴都是一次性的，使用一次后，水分蒸发的差不多了就不能再用了，增加了使用成本。为此，专利CN201310607757.2公布了一种高分子相变材料，利用材料的相变过程吸收患者体表的热量，起到降温的作用，可以多次使用。但是，该专利提到的高分子材料在常温下是固体，其直接将该材料固定在退热贴片上，首先会造成退热贴片不能柔软地贴在皮肤上，造成传热困难，退热效果差；其次相变材料直接与皮肤接触会导致患儿皮肤不舒服。另外，该专利提高的高分子材料的合成方法非常复杂，制作成本高。
退热贴具有时效性，经过一段时间的使用后，就会失去降温效果。市售退热贴大多没有失效的指示功能，人们很难判断使用多久后需要更换新的退热贴或采取其他方法治疗。因此，一种具有失效指示的退热贴将会给人们带来很大的方便。为此，很多中国实用新型专利公布了具有温感变色功能的退热贴，例如：CN201320886848.X、CN201420529449.2、CN201420549051.5、CN201420863339.X等，这些专利公布的可示温退热贴要么就是结构复杂，很难实施，要么就是变色染料直接混在凝胶中，容易接触皮肤造成皮肤过敏。一些中国发明专利也公布了可警示失效的示温退热贴，例如：CN201210484334.1，但其结构特别复杂，既需要有各种传感器，还得有电源，这使得制造成本增加，实施难度增大。
相变材料(PhaseChangeMaterials,PCM)是一类能在特定温度或温度范围下发生物质相态变化，并伴随着吸收或释放大量潜热，达到调节环境温度的物质。相变材料微胶囊化不但可以解决PCM发生相变时的体积变化和液体泄漏的问题，而且还可以阻止PCM与外界环境的反应，从而保护PCM及减少有害物质污染环境，另一方面微胶囊由于粒径小、囊壁厚度很薄、比表面积很大，从而具有了巨大的传热面积，使传热得到极大的改善。通过检索发现，相变微胶囊材料在辅助医疗应用技术领域还未有应用报道。将相变微胶囊应用于退热贴可以大大提高退热贴的退热效果，而且，退热贴冷却后还可多次使用，降低消费者的成本。但是，将相变微胶囊用于退热贴还需要解决所用材料的相变温度、传热效率、微胶囊与凝胶相容性等诸多问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种相变复合微胶囊、一种温致变色微胶囊，二者可用于相变复合微胶囊水凝胶的制备。
本发明的最终目的在于提供一种可多次使用、降温效果好、并具有颜色指示、失效变色功能的相变复合微胶囊水凝胶及其物理退热贴，该退热贴可起到提神醒脑、缓解发烧引起的不适症状的作用。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种相变复合微胶囊，其特征在于，通过包括如下步骤的方法制得：
(1)纳米氧化铝预处理：称取1-2质量份的KH-570加入到100-200质量份无水乙醇中，搅拌15min后再加入到装有7-15质量份的纳米Al2O3和50-100质量份无水乙醇的容器中，继续搅拌15min后，超声振荡30min，然后再缓慢搅拌3h，过滤后蒸馏水洗涤，真空干燥得到白色粉末；
(2)将囊芯材料与囊壁材料与经过预处理的纳米Al2O3按质量比15-30:10:1-2混合，在40℃下搅拌均匀，制成油相A；
所述的囊芯材料，按质量份数计包括：二十烷20-30、二十一烷20-30、二十二烷10-20、十四醇20-30、十五醇10-20、硬脂酸甲酯20-30中的至少三种。优选为：硬脂酸甲酯20-30、二十一烷20-30、二十烷20-30。
所述的囊壁材料，按质量份数计包括：苯乙烯10-20、二乙烯基苯1-5、丙烯酰胺1-5、丙烯酸1-3；
(3)按质量比1:500-700将乳化剂十二烷基硫酸钠与去离子水加入到反应器中，搅拌均匀，水浴45-65℃下加热10min活化乳化剂，制成水相B；
(4)按质量比1:4-6将油相A加入到水相B中，在45-65℃水浴中以1800-2500rpm的转速搅拌乳化15min，再在冰水浴下超声分散15min，得单体混合细乳液；
(5)将细乳液倒入装有搅拌器、冷凝管的三口反应器中，揽拌并通入N2，升温到70-80℃，在缓慢搅拌(200-500rpm)下加入少量过硫酸钾KSP开始聚合反应，反应时间为6h；
(6)反应后，冷却至室温，将产物从反应器中滤出，经过抽滤，水洗处理后，放入常温真空干燥箱除去剩余水分和不完全反应材料，得到相变复合微胶囊。
一种温致变色微胶囊，其特征在于，通过包括如下步骤的方法制得：
(1)囊芯材料预处理：按发色剂、显色剂和溶剂按质量比1:3-7:20-40，将所述的溶剂在容器中加热熔化，加入所述的发色剂和显色剂，缓缓升温致90-120℃，充分搅拌并保温1小时，自然冷却得到固体复配物；
所述的发色剂为：2’-氯-6’-二乙胺基螺[异苯并呋喃-1,9’-氧化蒽]-3-酮、3’,6’-二甲氧基螺[异苯并呋喃-1,9’-氧化蒽]-3-酮、3’,6’-二(联苯氨基)螺[异苯并呋喃-1,9’-氧化蒽]-3-酮、2’,6’-二(二乙胺基)螺[异苯并呋喃-1,9’-氧化蒽]-3-酮、2’-苯氨基-6’-二乙胺基-3’-甲基螺[异苯并呋喃-1,9’-氧化蒽]-3-酮和10’-(4-甲氧基苯氨基)苯并螺[异苯并呋喃-1,9’-氧化蒽]-3-酮中的一种或几种；
所述的显色剂为有机弱酸双酚A、酒石酸、草酸、硬脂酸，优选双酚A；
所述的溶剂是质量比为1-2:1的十五醇和十六醇的混合物；
(2)纳米氧化铝预处理：称取1-2质量份的KH-570加入到100-200质量份无水乙醇中，搅拌15min后再加入到装有7-15质量份的纳米Al2O3和50-100质量份无水乙醇的烧杯中，继续搅拌15min后，超声振荡30min，然后再缓慢搅拌3h，过滤后蒸馏水洗涤，真空干燥得到白色粉末；
(3)将经预处理的囊芯材料、囊壁材料和经过预处理的纳米Al2O3按质量比15-30:10:1-2混合，在40℃下搅拌均匀，制成油相A；
所述的囊壁材料，按质量份数计包括：苯乙烯10-20、二乙烯基苯1-5、丙烯酰胺1-5、丙烯酸1-3；
(4)按质量比1:50-150将乳化剂十六烷基三甲基溴化铵与去离子水加入到反应器中，搅拌均匀，水浴45-65℃加热10min活化乳化剂，制成水相B；
(5)按质量比1:4-6将油相A加入到水相B中，在45-65℃水浴中，缓慢加入草酸调pH值为4-7，以1800-2500rpm的转速搅拌乳化15min，再在冰水浴下超声分散15min，得混合细乳液；
(6)将细乳液倒入装有搅拌器、冷凝管的三口反应器中，揽拌并通入N2，升温到70-80℃，在缓慢搅拌(200-500rpm)下加入少量过硫酸钾KSP开始聚合反应，反应时间为6h；
(7)反应后，冷却至室温，将产物从反应器中滤出，经过抽滤，水洗处理后，放入常温真空干燥箱除去剩余水分和不完全反应单体，得到温致变色微胶囊。
一种相变复合微胶囊水凝胶，其特征在于，通过包括如下步骤的方法制得：
组分按质量份数计包括：高分子物质10-20质量份、保湿因子5-15质量份、薄荷醇0.08-1质量份、冰片0.01-0.5质量份、如前所述的相变复合微胶囊20-40质量份、如前所述的温致变色微胶囊5-10质量份、蒸馏水30-70质量份、乙醇0.2-2质量份；
制备方法包括如下步骤：
(1)将薄荷醇和冰片溶解在乙醇中混合均匀，得到油相A；
(2)将保湿因子、油相A、高分子物质、相变复合微胶囊、温致变色微胶囊加入到蒸馏水中，搅拌均匀至充分溶胀，得到水凝胶液I；
(3)将需要加热的高分子物质加入到蒸馏水中在60-90℃下充分溶解得到水凝胶液II；将水凝胶液I和水凝胶液II在40-60℃下混合均匀后，冷却至室温得到水凝胶；
所述的高分子物质为羧甲基纤维素钠CMC-Na、羟丙基甲基纤维素HPMC、卡波普Carbopol934、940、941、壳聚糖CS、聚乙烯醇PVA、聚乙烯吡咯烷酮PVP-K30、海藻酸钠、聚丙烯酸钠中的2-3种；
所述的保湿因子是甘油、丙二醇、聚乙二醇(Mn<600)中的一种或几种。
一种相变复合微胶囊物理退热贴，依次由背衬层、水凝胶层和防粘层组成，所述背衬层采用药用级无纺布制成，其上印有颜色-温度对比条带，其中间留有用于观察水凝胶层颜色变化的缝隙。
一种相变复合微胶囊物理退热贴的制备方法，包括如下步骤：
(1)将如前所述的水凝胶用涂布器均匀涂布在背衬层上，涂层厚度为0.25-1mm，得到退热贴半成品；
(2)将退热贴半成品在室温放置22-26h后压上防粘层，按照图1形状切割，包装得到退热贴成品。
所述的背衬层采用药用级无纺布。
所述的防粘层是PET膜、PC胶片或PU膜，用于防粘、保湿。使用时揭去防粘层。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)本发明将相变微胶囊应用于退热贴，不仅可以大大提高退热贴的退热效果，而且退热贴冷却后还可多次重复使用。
(2)本发明相变微胶囊和温致变色微胶囊均被高分子微胶囊包裹，囊壁材料无毒、无害、无副作用，对皮肤无害安全可靠，同时可以保证微胶囊在水凝胶中均匀分散，具有高效的降温效果。
(3)本发明采用传热功能好的纳米氧化铝粉末，可以很好的将皮肤表面的热量传导至水凝胶层中的相变材料，使退热效率更好。
(4)本发明可以让使用者根据颜色变化方便的判断退热贴是否失效，并及时更换新的退热贴或采取其他治疗措施。
附图说明
图1相变复合微胶囊物理退热贴示意图，显示的是退热贴背面的背衬层。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行阐述，但这些例举性实施方式并非对本发明的实际保护范围构成任何形式的任何限定。
以下实施例中所用表面处理纳米氧化铝均为同一种方法得到的同一批次样品。方法为：称取1.5gKH-570加入到150g无水乙醇中，搅拌15min后转入装有15g纳米Al2O3和50g无水乙醇的烧杯中，继续搅拌15min后，超声振荡30min，然后再缓慢搅拌3h，过滤后蒸馏水洗涤，真空干燥得到白色粉末，备用。
实施例1：红色小儿退热贴的制备
(1)相变复合微胶囊的制备：将囊芯材料硬脂酸甲酯14g、二十一烷14g、二十烷12g，囊壁材料苯乙烯14g、二乙烯基苯3g、丙烯酰胺2g、丙烯酸1g，与4g表面处理的Al2O3在40℃下搅拌均匀混合成油相A。将0.5g乳化剂十二烷基硫酸钠与300g去离子水在反应器中搅拌均匀制成水相B，水浴加热10min，活化乳化剂。将油相A加入到水相B中，在45℃水浴中以2000rpm的转速搅拌乳化15min，再在冰水浴下超声分散15min，得单体混合细乳液。将细乳液倒入装有搅拌器、冷凝管的三口反应器中，揽拌并通入N2，升温到70℃，在缓慢搅拌(200rpm)下加入0.7g过硫酸钾KSP开始聚合反应，反应时间为6h。反应后，冷却至室温，将产物从反应器中滤出，经过抽滤，水洗处理后，放入常温真空干燥箱除去剩余水分和不完全反应单体，得到相变复合微胶囊。
(2)温致变色微胶囊的制备：将15g十五醇和10g十六醇在烧瓶中加热熔化，加入1g的2’-氯-6’-二乙胺基螺[异苯并呋喃-1,9’-氧化蒽]-3-酮和5g的双酚A，缓缓升温致90℃左右，充分搅拌并保温1小时，自然冷却得到固体复配物。将此固体复配物与14g苯乙烯、3g二乙烯基苯、2g丙烯酰胺、1g丙烯酸和4g表面处理的Al2O3在40℃下搅拌均匀混合成油相A。将3g乳化剂十六烷基三甲基溴化铵与300g去离子水在反应器中搅拌均匀制成水相B，水浴加热10min，活化乳化剂。将油相A加入到水相B中，在45℃水浴中，缓慢加入乙酸调pH值为6，并以2000rpm的转速搅拌乳化15min，再在冰水浴下超声分散15min，得单体混合细乳液。将细乳液倒入装有搅拌器、冷凝管的三口反应器中，揽拌并通入N2，升温到70℃，在缓慢搅拌(200rpm)下加入0.7g过硫酸钾KSP开始聚合反应，反应时间为6h。反应后，冷却至室温，将产物从反应器中滤出，经过抽滤，水洗处理后，放入常温真空干燥箱除去剩余水分和不完全反应单体，得到温致变色微胶囊。
(3)水凝胶的制备：将0.4g薄荷醇、0.2g冰片溶解在2g乙醇中，得到溶液I；将溶液I和10g聚丙烯酸钠、5g甘油、5g聚乙二醇、30g相变复合微胶囊、5g温致变色微胶囊加入到60g蒸馏水中，搅拌均匀至充分溶胀，得到水凝胶液I；将5g海藻酸钠加入到蒸馏水中在70℃下充分溶解得到水凝胶液II。将水凝胶液I和水凝胶液II在60℃下混合均匀后，冷却至室温得到水凝胶。
(4)将水凝胶用涂布器均匀涂布在医用上，得到退热贴半成品。将退热贴半成品在室温放置24h后压上防粘层，按照图1形状切割，得到退热贴。
所得退热贴可以很好的贴在小儿皮肤上，粘贴8h无任何皮肤不适，在体温低于37℃条件下，水凝胶为鲜艳玫红色。在贴到稍高温度(>37℃，<40℃)的物体表面时，物体表面温度快速下降，当物体表面温度超过39.5℃(需要药物退烧)，水凝胶褪为无色。
实施例2：黄色小儿退热贴的制备
(1)相变复合微胶囊的制备：将14g硬脂酸甲酯、14g二十一烷、12g二十烷、14g苯乙烯、3g二乙烯基苯、2g丙烯酰胺、1g丙烯酸与4g表面处理的Al2O3在40℃下搅拌均匀混合成油相A。将0.5g乳化剂十二烷基硫酸钠与300g去离子水在反应器中搅拌均匀制成水相B，水浴加热10min，活化乳化剂。将油相A加入到水相B中，在45℃水浴中以2000rpm的转速搅拌乳化15min，再在冰水浴下超声分散15min，得单体混合细乳液。将细乳液倒入装有搅拌器、冷凝管的三口反应器中，揽拌并通入N2，升温到70℃，在缓慢搅拌(200rpm)下加入0.7g过硫酸钾KSP开始聚合反应，反应时间为6h。反应后，冷却至室温，将产物从反应器中滤出，经过抽滤，水洗处理后，放入常温真空干燥箱除去剩余水分和不完全反应单体，得到复合微胶囊粉末。
(2)温致变色微胶囊的制备：将15g十五醇和10g十六醇在烧瓶中加热熔化，加入1g的3’,6’-二甲氧基螺[异苯并呋喃-1,9’-氧化蒽]-3-酮和5g的双酚A，缓缓升温致90℃左右，充分搅拌并保温1小时，自然冷却得到固体复配物。将此固体复配物与14g苯乙烯、3g二乙烯基苯、2g丙烯酰胺、1g丙烯酸和4g表面处理的Al2O3在40℃下搅拌均匀混合成油相A。将3g乳化剂十六烷基三甲基溴化铵与300g去离子水在反应器中搅拌均匀制成水相B，水浴加热10min，活化乳化剂。将油相A加入到水相B中，在45℃水浴中，缓慢加入乙酸调pH值为6，并以2000rpm的转速搅拌乳化15min，再在冰水浴下超声分散15min，得单体混合细乳液。将细乳液倒入装有搅拌器、冷凝管的三口反应器中，揽拌并通入N2，升温到70℃，在缓慢搅拌(200rpm)下加入0.7g过硫酸钾KSP开始聚合反应，反应时间为6h。反应后，冷却至室温，将产物从反应器中滤出，经过抽滤，水洗处理后，放入常温真空干燥箱除去剩余水分和不完全反应单体，得到复合微胶囊粉末。
(3)水凝胶的制备：将0.4g薄荷醇、0.2g冰片溶解在2g乙醇中，得到溶液I；将溶液I和10g聚丙烯酸钠、5g甘油、5g聚乙二醇、30g相变复合微胶囊、5g温致变色微胶囊加入到60g蒸馏水中，搅拌均匀至充分溶胀，得到水凝胶I；将5g海藻酸钠加入到蒸馏水中在70℃下充分溶解得到水凝胶II。将水凝胶I和水凝胶II在60℃下混合均匀后，冷却至室温得到水凝胶。
(4)将水凝胶用涂布器均匀涂布在医用上，得到退热贴半成品。将退热贴半成品在室温放置24h后压上防粘层，按照图1形状切割，得到退热贴。
所得退热贴可以很好的贴在小儿皮肤上，粘贴8h无任何皮肤不适，在体温低于37℃条件下，水凝胶为橙黄色。在贴到稍高温度(>37℃，<40℃)的物体表面时，物体表面温度快速下降，当物体表面温度超过39.5℃(需要药物退烧)，水凝胶褪为无色。
实施例3：蓝色小儿退热贴的制备
(1)相变复合微胶囊的制备：将14g硬脂酸甲酯、14g二十一烷、12g二十烷、14g苯乙烯、3g二乙烯基苯、2g丙烯酰胺、1g丙烯酸与4g表面处理的Al2O3在40℃下搅拌均匀混合成油相A。将0.5g乳化剂十二烷基硫酸钠与300g去离子水在反应器中搅拌均匀制成水相B，水浴加热10min，活化乳化剂。将油相A加入到水相B中，在45℃水浴中以2000rpm的转速搅拌乳化15min，再在冰水浴下超声分散15min，得单体混合细乳液。将细乳液倒入装有搅拌器、冷凝管的三口反应器中，揽拌并通入N2，升温到70℃，在缓慢搅拌(200rpm)下加入0.7g过硫酸钾KSP开始聚合反应，反应时间为6h。反应后，冷却至室温，将产物从反应器中滤出，经过抽滤，水洗处理后，放入常温真空干燥箱除去剩余水分和不完全反应单体，得到复合微胶囊粉末。
(2)温致变色微胶囊的制备：将15g十五醇和10g十六醇在烧瓶中加热熔化，加入1g的3’,6’-二(联苯氨基)螺[异苯并呋喃-1,9’-氧化蒽]-3-酮和7g的双酚A，缓缓升温致110℃左右，充分搅拌并保温1小时，自然冷却得到固体复配物。将此固体复配物与14g苯乙烯、3g二乙烯基苯、2g丙烯酰胺、1g丙烯酸和4g表面处理的Al2O3在40℃下搅拌均匀混合成油相A。将3g乳化剂十六烷基三甲基溴化铵与300g去离子水在反应器中搅拌均匀制成水相B，水浴加热10min，活化乳化剂。将油相A加入到水相B中，在45℃水浴中，缓慢加入乙酸调pH值为6，并以2000rpm的转速搅拌乳化15min，再在冰水浴下超声分散15min，得单体混合细乳液。将细乳液倒入装有搅拌器、冷凝管的三口反应器中，揽拌并通入N2，升温到70℃，在缓慢搅拌(200rpm)下加入0.7g过硫酸钾KSP开始聚合反应，反应时间为6h。反应后，冷却至室温，将产物从反应器中滤出，经过抽滤，水洗处理后，放入常温真空干燥箱除去剩余水分和不完全反应单体，得到复合微胶囊粉末。
(3)水凝胶的制备：将0.4g薄荷醇、0.2g冰片溶解在2g乙醇中，得到溶液I；将溶液I和10g聚丙烯酸钠、5g甘油、5g聚乙二醇、30g相变复合微胶囊、5g温致变色微胶囊加入到60g蒸馏水中，搅拌均匀至充分溶胀，得到水凝胶液I；将5g海藻酸钠加入到蒸馏水中在70℃下充分溶解得到水凝胶液II。将水凝胶液I和水凝胶液II在60℃下混合均匀后，冷却至室温得到水凝胶。
(4)将水凝胶用涂布器均匀涂布在医用上，得到退热贴半成品。将退热贴半成品在室温放置24h后压上防粘层，按照图1形状切割，得到退热贴。
所得退热贴可以很好的贴在小儿皮肤上，粘贴8h无任何皮肤不适，在体温低于37℃条件下，水凝胶为深蓝色。在贴到稍高温度(>37℃，<40℃)的物体表面时，物体表面温度快速下降，当物体表面温度超过39.5℃(需要药物退烧)，水凝胶褪为无色。
实施例4：绿色小儿退热贴的制备
(1)相变复合微胶囊的制备：将14g硬脂酸甲酯、14g二十一烷、12g二十烷、14g苯乙烯、3g二乙烯基苯、2g丙烯酰胺、1g丙烯酸与4g表面处理的Al2O3在40℃下搅拌均匀混合成油相A。将0.5g乳化剂十二烷基硫酸钠与300g去离子水在反应器中搅拌均匀制成水相B，水浴加热10min，活化乳化剂。将油相A加入到水相B中，在45℃水浴中以2000rpm的转速搅拌乳化15min，再在冰水浴下超声分散15min，得单体混合细乳液。将细乳液倒入装有搅拌器、冷凝管的三口反应器中，揽拌并通入N2，升温到70℃，在缓慢搅拌(200rpm)下加入0.7g过硫酸钾KSP开始聚合反应，反应时间为6h。反应后，冷却至室温，将产物从反应器中滤出，经过抽滤，水洗处理后，放入常温真空干燥箱除去剩余水分和不完全反应单体，得到复合微胶囊粉末。
(2)温致变色微胶囊的制备：将15g十五醇和10g十六醇在烧瓶中加热熔化，加入1g的2’,6’-二(二乙胺基)螺[异苯并呋喃-1,9’-氧化蒽]-3-酮和4g的双酚A和2g草酸，缓缓升温致110℃左右，充分搅拌并保温1小时，自然冷却得到固体复配物。将此固体复配物与14g苯乙烯、3g二乙烯基苯、2g丙烯酰胺、1g丙烯酸和4g表面处理的Al2O3在40℃下搅拌均匀混合成油相A。将3g乳化剂十六烷基三甲基溴化铵与300g去离子水在反应器中搅拌均匀制成水相B，水浴加热10min，活化乳化剂。将油相A加入到水相B中，在45℃水浴中，缓慢加入乙酸调pH值为6，并以2000rpm的转速搅拌乳化15min，再在冰水浴下超声分散15min，得单体混合细乳液。将细乳液倒入装有搅拌器、冷凝管的三口反应器中，揽拌并通入N2，升温到70℃，在缓慢搅拌(200rpm)下加入0.7g过硫酸钾KSP开始聚合反应，反应时间为6h。反应后，冷却至室温，将产物从反应器中滤出，经过抽滤，水洗处理后，放入常温真空干燥箱除去剩余水分和不完全反应单体，得到复合微胶囊粉末。
(3)水凝胶的制备：将0.4g薄荷醇、0.2g冰片溶解在2g乙醇中，得到油相A；将油相A和10g聚丙烯酸钠、5g甘油、5g聚乙二醇、30g相变复合微胶囊、5g温致变色微胶囊加入到60g蒸馏水中，搅拌均匀至充分溶胀，得到水凝胶液I；将5g海藻酸钠加入到蒸馏水中在70℃下充分溶解得到水凝胶液II。将水凝胶液I和水凝胶液II在60℃下混合均匀后，冷却至室温得到水凝胶。
(4)将水凝胶用涂布器均匀涂布在医用上，得到退热贴半成品。将退热贴半成品在室温放置24h后压上防粘层，按照图1形状切割，得到退热贴。
所得退热贴可以很好的贴在小儿皮肤上，粘贴8h无任何皮肤不适，在体温低于37℃条件下，水凝胶为墨绿色。在贴到稍高温度(>37℃，<40℃)的物体表面时，物体表面温度快速下降，当物体表面温度超过39.5℃(需要药物退烧)，水凝胶褪为无色。
实施例5：紫色小儿退热贴的制备
(1)相变复合微胶囊的制备：将14g硬脂酸甲酯、14g二十一烷、12g二十烷、14g苯乙烯、3g二乙烯基苯、2g丙烯酰胺、1g丙烯酸与4g表面处理的Al2O3在40℃下搅拌均匀混合成油相A。将0.5g乳化剂十二烷基硫酸钠与300g去离子水在反应器中搅拌均匀制成水相B，水浴加热10min，活化乳化剂。将油相A加入到水相B中，在45℃水浴中以2000rpm的转速搅拌乳化15min，再在冰水浴下超声分散15min，得单体混合细乳液。将细乳液倒入装有搅拌器、冷凝管的三口反应器中，揽拌并通入N2，升温到70℃，在缓慢搅拌(200rpm)下加入0.7g过硫酸钾KSP开始聚合反应，反应时间为6h。反应后，冷却至室温，将产物从反应器中滤出，经过抽滤，水洗处理后，放入常温真空干燥箱除去剩余水分和不完全反应单体，得到复合微胶囊粉末。
(2)温致变色微胶囊的制备：将15g十五醇和10g十六醇在烧瓶中加热熔化，加入1g的10’-(4-甲氧基苯氨基)苯并螺[异苯并呋喃-1,9’-氧化蒽]-3-酮(紫色)和5g的双酚A，缓缓升温致90℃左右，充分搅拌并保温1小时，自然冷却得到固体复配物。将此固体复配物与14g苯乙烯、3g二乙烯基苯、2g丙烯酰胺、1g丙烯酸和4g表面处理的Al2O3在40℃下搅拌均匀混合成油相A。将3g乳化剂十六烷基三甲基溴化铵与300g去离子水在反应器中搅拌均匀制成水相B，水浴加热10min，活化乳化剂。将油相A加入到水相B中，在45℃水浴中，缓慢加入乙酸调pH值为6，并以2000rpm的转速搅拌乳化15min，再在冰水浴下超声分散15min，得单体混合细乳液。将细乳液倒入装有搅拌器、冷凝管的三口反应器中，揽拌并通入N2，升温到70℃，在缓慢搅拌(200rpm)下加入0.7g过硫酸钾KSP开始聚合反应，反应时间为6h。反应后，冷却至室温，将产物从反应器中滤出，经过抽滤，水洗处理后，放入常温真空干燥箱除去剩余水分和不完全反应单体，得到复合微胶囊粉末。
(3)水凝胶的制备：将0.4g薄荷醇、0.2g冰片溶解在2g乙醇中，得到溶液I；将溶液I和10g聚丙烯酸钠、5g甘油、5g聚乙二醇、30g相变复合微胶囊、5g温致变色微胶囊加入到60g蒸馏水中，搅拌均匀至充分溶胀，得到水凝胶液I；将5g海藻酸钠加入到蒸馏水中在70℃下充分溶解得到水凝胶液II。将水凝胶液I和水凝胶液II在60℃下混合均匀后，冷却至室温得到水凝胶。
(4)将水凝胶用涂布器均匀涂布在医用上，得到退热贴半成品。将退热贴半成品在室温放置24h后压上防粘层，按照图1形状切割，得到退热贴。
所得退热贴可以很好的贴在小儿皮肤上，粘贴8h无任何皮肤不适，在体温低于37℃条件下，水凝胶为深紫色。在贴到稍高温度(>37℃，<40℃)的物体表面时，物体表面温度快速下降，当物体表面温度超过39.5℃(需要药物退烧)，水凝胶褪为无色。
图1为相变复合微胶囊物理退热贴示意图，显示的是退热贴的背面背衬层，其中小框中的颜色变化与温度变化对应。图中颜色只是示例，实际颜色与所采用的温致变色微胶囊颜色有关。
该退热贴中的温致变色微胶囊随体温升高会逐渐褪色，高于39.5℃时褪为无色，警示退热贴已经失效，需要更换新的退热贴或者采取其他治疗措施。
本发明退热贴的相变微胶囊内的相变材料在冷却后可变回为固体，可以反复使用，为使用者节省了成本。本发明所以相变材料和温敏变色材料均为高分子微胶囊，囊壁材料无毒、无害、无副作用，可安全使用，水凝胶中某些成分同时还具有抑制细菌作用。

Claims (8)

1.一种相变复合微胶囊，其特征在于，通过包括如下步骤的方法制得：
(1)纳米氧化铝预处理：称取1-2质量份的KH-570加入到100-200质量份无水乙醇中，搅拌15min后再加入到装有7-15质量份的纳米Al2O3和50-100质量份无水乙醇的容器中，继续搅拌15min后，超声振荡30min，然后再缓慢搅拌3h，过滤后蒸馏水洗涤，真空干燥得到白色粉末；
(2)将囊芯材料与囊壁材料与经过预处理的纳米Al2O3按质量比15-30:10:1-2混合，在40℃下搅拌均匀，制成油相A；
所述的囊芯材料，按质量份数计包括：二十烷20-30、二十一烷20-30、二十二烷10-20、十四醇20-30、十五醇10-20、硬脂酸甲酯20-30中的至少三种；
所述的囊壁材料，按质量份数计包括：苯乙烯10-20、二乙烯基苯1-5、丙烯酰胺1-5、丙烯酸1-3；
(3)按质量比1:500-700将乳化剂十二烷基硫酸钠与去离子水加入到反应器中，搅拌均匀，水浴45-65℃下加热10min活化乳化剂，制成水相B；
(4)按质量比1:4-6将油相A加入到水相B中，在45-65℃水浴中以1800-2500rpm的转速搅拌乳化15min，再在冰水浴下超声分散15min，得单体混合细乳液；
(5)将细乳液倒入装有搅拌器、冷凝管的三口反应器中，揽拌并通入N2，升温到70-80℃，在缓慢搅拌(200-500rpm)下加入少量过硫酸钾KSP开始聚合反应，反应时间为6h；
(6)反应后，冷却至室温，将产物从反应器中滤出，经过抽滤，水洗处理后，放入常温真空干燥箱除去剩余水分和不完全反应材料，得到相变复合微胶囊。
2.如权利要求1所述的一种相变复合微胶囊，其特征在于，所述的囊芯材料，按质量份数计：硬脂酸甲酯20-30、二十一烷20-30、二十烷20-30。
3.一种温致变色微胶囊，其特征在于，通过包括如下步骤的方法制得：
(1)囊芯材料预处理：按发色剂、显色剂和溶剂按质量比1:3-7:20-40，将所述的溶剂在容器中加热熔化，加入所述的发色剂和显色剂，缓缓升温致90-120℃，充分搅拌并保温1小时，自然冷却得到固体复配物；
所述的发色剂为：2’-氯-6’-二乙胺基螺[异苯并呋喃-1,9’-氧化蒽]-3-酮、3’,6’-二甲氧基螺[异苯并呋喃-1,9’-氧化蒽]-3-酮、3’,6’-二(联苯氨基)螺[异苯并呋喃-1,9’-氧化蒽]-3-酮、2’,6’-二(二乙胺基)螺[异苯并呋喃-1,9’-氧化蒽]-3-酮、2’-苯氨基-6’-二乙胺基-3’-甲基螺[异苯并呋喃-1,9’-氧化蒽]-3-酮和10’-(4-甲氧基苯氨基)苯并螺[异苯并呋喃-1,9’-氧化蒽]-3-酮中的一种或几种；
所述的显色剂为有机弱酸双酚A、酒石酸、草酸或硬脂酸；
所述的溶剂是质量比为1-2:1的十五醇和十六醇；
(2)纳米氧化铝预处理：称取1-2质量份的KH-570加入到100-200质量份无水乙醇中，搅拌15min后再加入到装有7-15质量份的纳米Al2O3和50-100质量份无水乙醇的烧杯中，继续搅拌15min后，超声振荡30min，然后再缓慢搅拌3h，过滤后蒸馏水洗涤，真空干燥得到白色粉末；
(3)将经预处理的囊芯材料、囊壁材料和经过预处理的纳米Al2O3按质量比15-30:10:1-2混合，在40℃下搅拌均匀，制成油相A；
所述的囊壁材料，按质量份数计包括：苯乙烯10-20、二乙烯基苯1-5、丙烯酰胺1-5、丙烯酸1-3；
(4)按质量比1:50-150将乳化剂十六烷基三甲基溴化铵与去离子水加入到反应器中，搅拌均匀，水浴45-65℃加热10min活化乳化剂，制成水相B；
(5)按质量比1:4-6将油相A加入到水相B中，在45-65℃水浴中，缓慢加入草酸调pH值为4-7，以1800-2500rpm的转速搅拌乳化15min，再在冰水浴下超声分散15min，得混合细乳液；
(6)将细乳液倒入装有搅拌器、冷凝管的三口反应器中，揽拌并通入N2，升温到70-80℃，在缓慢搅拌下加入少量过硫酸钾KSP开始聚合反应，反应时间为6h；
(7)反应后，冷却至室温，将产物从反应器中滤出，经过抽滤，水洗处理后，放入常温真空干燥箱除去剩余水分和不完全反应单体，得到温致变色微胶囊。
4.一种相变复合微胶囊水凝胶，其特征在于，通过包括如下步骤的方法制得：
组分按质量份数计包括：高分子物质10-20质量份、保湿因子5-15质量份、薄荷醇0.08-1质量份、冰片0.01-0.5质量份、权利要求1所述的相变复合微胶囊20-40质量份、权利要求3所述的温致变色微胶囊5-10质量份、蒸馏水30-70质量份、乙醇0.2-2质量份；
制备方法包括如下步骤：
(1)将薄荷醇和冰片溶解在乙醇中混合均匀，得到溶液I；
(2)将保湿因子、溶液I、高分子物质、相变复合微胶囊、温致变色微胶囊加入到蒸馏水中，搅拌均匀至充分溶胀，得到水凝胶液I；
(3)将需要加热的高分子物质加入到蒸馏水中在60-90℃下充分溶解得到水凝胶液II；将水凝胶液I和水凝胶液II在40-60℃下混合均匀后，冷却至室温得到水凝胶；
所述的高分子物质为羧甲基纤维素钠CMC-Na、羟丙基甲基纤维素HPMC、卡波普Carbopol934、940、941、壳聚糖CS、聚乙烯醇PVA、聚乙烯吡咯烷酮PVP-K30、海藻酸钠、聚丙烯酸钠中的2-3种；
所述的保湿因子是甘油、丙二醇、聚乙二醇中的一种或几种。
5.一种相变复合微胶囊物理退热贴，其特征在于，依次由背衬层、水凝胶层和防粘层组成，所述的水凝胶为权利要求4所述的相变复合微胶囊水凝胶，其涂布在背衬层上，所述的背衬层采用药用级无纺布制成，其上印有颜色-温度对比条带，其中间留有用于观察水凝胶层颜色变化的缝隙。
6.一种相变复合微胶囊物理退热贴的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将权利要求4所述的相变复合微胶囊水凝胶用涂布器均匀涂布在背衬层上，涂层厚度为0.25-1mm，得到退热贴半成品；
(2)将退热贴半成品在室温放置22-26h后压上防粘层，按照图(1)形状切割，包装得到退热贴成品。
7.如权利要求6所述的一种相变复合微胶囊物理退热贴的制备方法，其特征在于，所述的背衬层采用药用级无纺布制成。
8.如权利要求6所述的一种相变复合微胶囊物理退热贴的制备方法，其特征在于，所述的防粘层是PET膜、PC胶片或PU膜。
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