CN108420739A - 以聚乙二醇二丙烯酸酯为壁材的防晒微胶囊及其制备方法 - Google Patents

以聚乙二醇二丙烯酸酯为壁材的防晒微胶囊及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种以聚乙二醇二丙烯酸酯为壁材的防晒微胶囊及其制备方法。所述微胶囊的原料包括芯材,引发剂,乳化剂,聚乙二醇二丙烯酸酯及去离子水。制备方法为:将乳化剂与部分去离子水配制成乳化剂水溶液,然后将乳化剂水溶液、聚乙二醇二丙烯酸酯与剩余的去离子水混合,得到水相;将芯材与引发剂混合后在加热条件下混合均匀,得到油相;将水相加入油相中,剪切,形成乳液;向乳液中通入氮气,机械搅拌反应,得到微胶囊。本发明以聚乙二醇二丙烯酸酯大分子为单体,该单体无毒且具有良好的生物相容性,并含有两个双键,在引发剂作用下发生交联形成三维网状高聚物从而包覆芯材形成防晒微胶囊,减少化学型紫外防护剂直接与皮肤接触引起的副作用。

Description

以聚乙二醇二丙烯酸酯为壁材的防晒微胶囊及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种以聚乙二醇二丙烯酸酯为壁材的防晒微胶囊及其制备方法,属于微胶囊制备技术领域。
背景技术
不同波段的紫外线对人体的有害影响在文献中已经有很好的描述。为了减少皮肤暴露在太阳紫外线下引起的伤害,防晒产品应运而生。紫外防护剂包括物理型和化学型,为了得到更好的防晒效果,一般防晒产品中通常含有高浓度的这两种紫外防护剂,但是大多数的化学型紫外线接触皮肤会引起不同程度的过敏反应。近年来,微胶囊化技术涉及的领域越来越多,它能利用高分子材料将芯材包覆起来得到微胶囊,不仅能保证紫外线吸收剂的作用,同时能减少芯材对皮肤的副作用。
为了使添加了微胶囊的产品具有较高的安全性,制得的微胶囊必须无毒且具有一定的生物相容性。聚乙二醇是经美国FDA认可的非降解性的高分子生物材料,丙烯酰化的PEG衍生物常被用于水凝胶的制备,与细胞、组织直接接触也无毒副作用,但是用于微胶囊的制备却还未见过报道。
发明内容
本发明所要解决的问题是:现有防晒产品多使用安全性不高的化学型紫外防晒剂的问题。
为了解决上述问题,本发明提供了一种以聚乙二醇二丙烯酸酯为壁材的防晒微胶囊,其特征在于,原料包括以重量百分比计的芯材5.0%~30.0%,引发剂0.01%~0.4%,乳化剂0.5%~3.5%,聚乙二醇二丙烯酸酯2.0%~4.0%及余量的去离子水。
优选地,所述芯材为不溶于水的化学型紫外防护剂。
更优选地,所述不溶于水的化学型紫外防护剂为奥克立林、二苯酮-3、水杨酸辛酯、巴松1789和甲氧基肉桂酸异辛酯中的至少一种。
优选地,所述引发剂为过氧化二苯甲酰(BPO)。
优选地,所述乳化剂为阿拉伯树胶或聚乙烯醇。
更优选地,所述聚乙烯醇的水解度为88%。
优选地,所述聚乙二醇二丙烯酸酯的重均分子量为200。
本发明还提供了上述以聚乙二醇二丙烯酸酯为壁材的防晒微胶囊的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1):将乳化剂与部分去离子水配制成乳化剂水溶液,然后将乳化剂水溶液、聚乙二醇二丙烯酸酯与剩余的去离子水混合,得到水相;
步骤2):将芯材与引发剂混合后在加热条件下混合均匀,得到油相;
步骤3):将水相加入油相中,剪切,形成乳液;
步骤4):向乳液中通入氮气,机械搅拌反应1~4h,得到微胶囊。
优选地,所述步骤2)中的加热温度为50℃;所述步骤4)中机械搅拌的温度为80℃。
优选地,所述步骤3)中剪切的具体参数为:剪切速度为6000~10000rpm,剪切时间为3~6min;得到的乳液为乳白色水包油型(W/O)乳液。
本发明以聚乙二醇二丙烯酸酯大分子为单体自由基聚合形成微胶囊的壁材,以奥克立林、二苯酮-3、水杨酸辛酯、巴松1789和甲氧基肉桂酸异辛酯或者是两种以上的混合物为芯材,利用自由基界面聚合制备微胶囊。其中,水相是水溶性乳化剂和水溶性单体的混合水溶液,油相是芯材和引发剂的混合物。水相和油相混合后经高剪切处理后得到乳液,过氧化二苯甲酰在80℃下引发聚乙二醇二丙烯酸酯大分子单体在水油界面发生自由基界面聚合形成高聚物壁材,将芯材包覆在其中,形成具有核壳结构的微胶囊,整个实验过程在氮气条件下进行。
本发明使用的聚乙二醇二丙烯酸酯,由于其本身的结构特点,在作为反应单体的同时,能发生交联作用,其结构如式I所示:
本发明以聚乙二醇二丙烯酸酯大分子为单体,该单体无毒且具有良好的生物相容性,并含有两个双键,在引发剂作用下发生交联形成三维网状高聚物从而包覆芯材形成防晒微胶囊,减少了化学型紫外防护剂直接与皮肤接触引起的副作用。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
1、本发明以聚乙二醇二丙烯酸酯为壁材的防晒微胶囊,干态下为白色粉末,可以均匀分散在产品中,具有更广的应用层面。
2、本发明以聚乙二醇二丙烯酸酯大分子为壁材单体,该类单体本身具有很好的生物相容性,得到的防晒微胶囊具有无毒的特点,能降低所包覆的紫外线防护剂对皮肤的伤害。
3、本发明以聚乙二醇二丙烯酸酯为壁材的防晒微胶囊,可包覆多种紫外线防护剂,使其不受外界环境因素的影响,保持很好的防紫外效果。
4、制备本发明以聚乙二醇二丙烯酸酯为壁材的防晒微胶囊的方法简单,快速,而且可以通过对均质速度,均质时间以及搅拌速度等反应条件的控制,根据需要制备出不同粒径均一的微胶囊。
附图说明
图1为实施例2制得的防晒微胶囊的光学显微镜图;
图2为实施例4制得到的微胶囊的扫描电子显微镜图;
图3为实施例4制备得到的微胶囊的粒径分布图。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂,兹以优选实施例,并配合附图作详细说明如下。
实施例1
一种以聚乙二醇二丙烯酸酯为壁材的防晒微胶囊的制备方法:
(1)油相的制备
称取5g的水杨酸辛酯于100mL的烧杯中,加入0.1g过氧化二苯甲酰(BPO)后在50℃加热搅拌均匀作为油相。
(2)水相的配置:
称取10g阿拉伯树胶粉末于烧杯中,加入去离子水90g,在80℃水浴锅中下搅拌2h,使得阿拉伯树胶完全溶解,制成10%的阿拉伯树胶水溶液为乳化剂溶液备用。在100mL烧杯中加入7.5g上述10%阿拉伯树胶水溶液,1g聚乙二醇二丙烯酸酯(200)和36.4g去离子水,搅拌均匀后制得到水相。
(3)乳液的制备
将水相加入到油相中,两相混合后在高速均质机的6800rpm作用下均质3min,形成水包油的微乳液。
(4)微胶囊的制备:
将制备得到的乳液倒入锥形瓶中,通入氮气后放入80℃水浴锅中,在磁力搅拌的作用下反应3h,制得防晒微胶囊。
实施例2
一种以聚乙二醇二丙烯酸酯为壁材的防晒微胶囊的制备方法:
(1)油相的制备
称取15g的水杨酸辛酯于100mL的烧杯中,加入0.1g过氧化二苯甲酰(BPO)后在50℃加热搅拌均匀作为油相。
(2)水相的配置:
称取10g聚乙烯醇(水解度88%)于烧杯中,加入去离子水90g,在80℃下搅拌2h,使得聚乙醇完全溶解,制成10%的聚乙烯醇溶液为乳化剂溶液备用。在100mL烧杯中加入7.5g上述10%聚乙烯醇溶液,2g聚乙二醇二丙烯酸酯(200)和25.4g去离子水,搅拌均匀后制得到水相。
(3)乳液的制备
将水相加入到油相中,两相混合后在高速均质机的6800rpm作用下均质3min,形成水包油的微乳液。
(4)微胶囊的制备:
将制备得到的乳液倒入锥形瓶中,通入氮气后放入80℃水浴锅中,在磁力搅拌的作用下反应4h,制得防晒微胶囊。
光学显微镜下观察所制得的防晒微胶囊具有光滑的球形,分散性来良好,如图1所示。
实施例3
一种以聚乙二醇二丙烯酸酯为壁材的防晒微胶囊的制备方法:
(1)油相的制备
称取10g的奥克立林和5g的水杨酸辛酯于100mL的烧杯中,加入0.1g过氧化二苯甲酰(BPO)后在50℃加热搅拌均匀作为油相。
(2)水相的配置:
称取10g聚乙烯醇(水解度88%)于烧杯中,加入去离子水90g,在80℃下搅拌2h,使得聚乙醇完全溶解,制成10%的聚乙烯醇溶液为乳化剂溶液备用。在100mL烧杯中加入7.5g上述10%聚乙烯醇溶液,2g聚乙二醇二丙烯酸酯(400)和25.4g去离子水,搅拌均匀后制得到水相。
(3)乳液的制备
将水相加入到油相中,两相混合后在高速均质机的6600rpm作用下均质3min,形成水包油的微乳液。
(4)微胶囊的制备:
将制备得到的乳液倒入锥形瓶中,通入氮气后放入80℃水浴锅中,在磁力搅拌的作用下反应4h,制得防晒微胶囊。
实施例4
一种以聚乙二醇二丙烯酸酯为壁材的防晒微胶囊的制备方法:
(1)油相的制备
称取15g的甲氧基肉桂酸异辛酯于100mL的烧杯中,加入0.1g过氧化二苯甲酰(BPO)后在50℃加热搅拌均匀作为油相。
(2)水相的配置:
称取10g聚乙烯醇(水解度88%)于烧杯中,加入去离子水90g,在80℃下搅拌2h,使得聚乙醇完全溶解,制成10%的聚乙烯醇溶液为乳化剂溶液备用。在100mL烧杯中加入15g上述10%聚乙烯醇溶液,2g聚乙二醇二丙烯酸酯(200)和17.9g去离子水,搅拌均匀后制得到水相。
(3)乳液的制备
将水相加入到油相中,两相混合后在高速均质机的7000rpm作用下均质3min,形成水包油的微乳液。
(4)微胶囊的制备:
将制备得到的乳液倒入锥形瓶中,通入氮气后放入80℃水浴锅中,在磁力搅拌的作用下反应3h,制得防晒微胶囊。
所制得的防晒微胶囊为光滑的球形,如图2所示;其包覆率为93%,平均为6.056μm,具有较好的分散性,如图3所示。

Claims (10)

1.一种以聚乙二醇二丙烯酸酯为壁材的防晒微胶囊,其特征在于,原料包括以重量百分比计的芯材5.0%~30.0%,引发剂0.01%~0.4%,乳化剂0.5%~3.5%,聚乙二醇二丙烯酸酯2.0%~4.0%及余量的去离子水。
2.如权利要求1所述的以聚乙二醇二丙烯酸酯为壁材的防晒微胶囊,其特征在于,所述芯材为不溶于水的化学型紫外防护剂。
3.如权利要求2所述的以聚乙二醇二丙烯酸酯为壁材的防晒微胶囊,其特征在于,所述不溶于水的化学型紫外防护剂为奥克立林、二苯酮-3、水杨酸辛酯、巴松1789和甲氧基肉桂酸异辛酯中的至少一种。
4.如权利要求1所述的以聚乙二醇二丙烯酸酯为壁材的防晒微胶囊,其特征在于,所述引发剂为过氧化二苯甲酰。
5.如权利要求1所述的以聚乙二醇二丙烯酸酯为壁材的防晒微胶囊,其特征在于,所述乳化剂为阿拉伯树胶或聚乙烯醇。
6.如权利要求5所述的以聚乙二醇二丙烯酸酯为壁材的防晒微胶囊,其特征在于,所述聚乙烯醇的水解度为88%。
7.如权利要求1所述的以聚乙二醇二丙烯酸酯为壁材的防晒微胶囊,其特征在于,所述聚乙二醇二丙烯酸酯的重均分子量为200。
8.一种权利要求1-7任意一项所述的以聚乙二醇二丙烯酸酯为壁材的防晒微胶囊的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1):将乳化剂与部分去离子水配制成乳化剂水溶液,然后将乳化剂水溶液、聚乙二醇二丙烯酸酯与剩余的去离子水混合,得到水相;
步骤2):将芯材与引发剂混合后在加热条件下混合均匀,得到油相;
步骤3):将水相加入油相中,剪切,形成乳液;
步骤4):向乳液中通入氮气,机械搅拌反应1~4h,得到微胶囊。
9.如权利要求8所述的以聚乙二醇二丙烯酸酯为壁材的防晒微胶囊的制备方法,其特征在于,所述步骤2)中的加热温度为50℃;所述步骤4)中机械搅拌的温度为80℃。
10.如权利要求8所述的以聚乙二醇二丙烯酸酯为壁材的防晒微胶囊的制备方法,其特征在于,所述步骤3)中剪切的具体参数为:剪切速度为6000~10000rpm,剪切时间为3~6min;得到的乳液为乳白色水包油型乳液。
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