CN110511603B - 一种玫瑰精油微胶囊乳液及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种玫瑰精油微胶囊乳液及其制备方法和应用。所述玫瑰精油微胶囊乳液是由壁材A、壁材B和芯材经共混乳化、交联而得，所述壁材A为阿拉伯胶、明胶或壳聚糖，所述壁材B为聚乙烯醇或海藻酸钠，所述芯材为玫瑰精油。将所述玫瑰精油微胶囊乳液添加到水性涂料中可制备含有玫瑰精油微胶囊的水性涂料。本发明制备的玫瑰精油微胶囊乳液使用寿命长、缓释效果好，持久性好，与涂料的相容性高，易于均匀分散于涂料中；此外，含有玫瑰精油微胶囊的水性涂料，由于玫瑰精油独特的药理性能和杀菌作用，可有效避免涂料中杀菌剂的使用，安全环保，且可对一些长期失眠、情绪烦躁的人群达到很好的调理作用。

Description

一种玫瑰精油微胶囊乳液及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及一种玫瑰精油微胶囊乳液及其制备方法和在水性涂料中的应用，属于水性涂料技术领域。

背景技术

水性涂料是一种不含或含少量溶剂的涂料，具有节能、环保、低污染等优点，据有关数据显示，目前水性涂料已经占据工业涂料总量的30％左右。水性涂料的应用场所广泛，当水性涂料用于室内时，涂料自身的性能对室内环境具有较大的影响，而目前的水性涂料性能单调，还不能很好的满足室内使用，需要对水性涂料进行改性以开发出具有多种功能的功能型水性涂料。

目前有将植物精油添加到水性涂料中制备功能性水性涂料的相关报道，例如，中国专利CN201010197575.9中公开了一种可驱蚊型水性环保内墙涂料，该专利中在涂料中加入具有驱虫功能的植物精油，使得涂料具备驱蚊虫的特殊功能。但是，植物精油易挥发，其有效成分在常态下很快就失去，导致功能型涂料的持续性较差。

玫瑰精油是一种天然的植物精油，具有调节内分泌、改善睡眠、净化空气与杀菌，提供细胞营养，增加免疫力等功效，是天然的防腐剂。与其他植物精油一样，其在常态下有效成分很快会失去。针对此种情况，目前主要是将精油制作成微胶囊结构，利用微胶囊技术优异的包覆性能，从而达到长期缓释的效果。

中国专利CN201810262451.0公开了一种纳米温控缓释芳香微胶囊的制备方法，该专利以有机相变材料和油溶性香精(包括玫瑰香精)作为微胶囊芯材、高分子聚合物为壁材，形成微胶囊缓释结构，芯材中的固体相变材料可将香精包住，实现自封闭，使香精的释放速率大大降低；当外界温度大于相变材料的熔点时，香精可通过熔融的相变材料和具有微孔结构的囊壁快速释放出来，通过相变材料的融化和凝结来实现，当温度低于芯材熔点时香精的释放速率减缓。制得的纳米温控缓释芳香微胶囊，可应用与纺织、日化和建筑等领域，可应用与纺织、日化和建筑等领域。但是该专利中微胶囊的制备是先将芯材胶囊化再进行包裹，这样极有可能会造成释放速率不均匀，如若二次包覆效果不佳且会对第一层壁材造成损坏，间接造成芯材有效成分流失，缓释性和持久性不足，还无法满足使用需求。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提供一种玫瑰精油微胶囊乳液及其制备方法和在水性涂料中的应用。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种玫瑰精油微胶囊乳液，是由壁材A、壁材B和芯材经共混乳化、交联而得，所述壁材A为阿拉伯胶、明胶或壳聚糖，所述壁材B为聚乙烯醇或海藻酸钠，所述芯材为玫瑰精油。

作为优选方案，壁材A：壁材B：芯材的质量比为(1～2)：(1.5～2)：(1.8～2.4)。

作为优选方案，所述玫瑰精油微胶囊乳液，是在酸性的水溶液中，由壁材A、壁材B和芯材经共混乳化、交联而得。

所述玫瑰精油优选大马士革玫瑰精油或棕榈玫瑰精油。

一种制备本发明所述的玫瑰精油微胶囊乳液的方法，包括如下步骤：

a)向pH为2～4的酸性水溶液中加入表面活性剂，搅拌混合均匀；然后加入壁材A，搅拌混合均匀；然后加入壁材B，搅拌混合均匀；然后加入芯材，搅拌混合均匀(搅拌速度以600～800rpm为佳)，得到初乳溶液；

b)向初乳溶液中加入乳化剂，在30～50℃下进行乳化反应(反应过程中，搅拌速度以600～800rpm为佳)，得到复合乳化溶液；

c)向复合乳化溶液中加入交联剂，在30～50℃下进行交联反应(反应过程中，搅拌速度以600～700rpm为佳)，得到玫瑰精油微胶囊乳液。

作为优选方案，步骤a)中，所述酸性水溶液为盐酸水溶液或乙酸水溶液。盐酸水溶液可由浓盐酸与水混合而得(例如，1g浓盐酸与40～60g水混合)，乙酸水溶液由乙酸与水混合而得(例如，1g乙酸与40～60g水混合)。

作为优选方案，步骤a)中，50～55ml酸水溶液中加入0.5～1g表面活性剂；表面活性剂为吐温类表面活性剂，例如：吐温80、吐温60、吐温20。

作为优选方案，步骤a)中，50～55ml酸水溶液中加入1～2g壁材A、1.5～2.0g壁材B、1.8～2.4g芯材。

作为优选方案，步骤a)中，壁材B先溶于水，配成壁材B溶液后再加入酸水溶液中，壁材B溶液中，1.5～2.0g壁材B需要28～30g水。

作为优选方案，步骤a)中，加入芯材后，在30～50℃下搅拌混合均匀。

作为优选方案，步骤b)中，乳化剂为Span类乳化剂(例如：Span 80，中文名司盘80)、OP类乳化剂(例如：OP-10)、土耳其红油中的任意一种。

作为优选方案，步骤b)中，是向初乳溶液中加入5～15wt％的乳化剂水溶液；50～55ml酸水溶液对应加入3～5ml、5～15wt％的乳化剂水溶液。

作为优选方案，步骤c)中，交联剂为香草醛、肉桂醛、戊二醛中的任意一种。

作为优选方案，步骤c)中，是向复合乳化溶液中加入15～25wt％的交联剂水溶液；50～55ml酸水溶液对应加入3.0～3.5ml、5～25wt％的交联剂水溶液。

一种应用本发明所述的玫瑰精油微胶囊乳液制备的含有玫瑰精油微胶囊的水性涂料，所述水性涂料的组成及配比如下：

乳液1：20～30质量份；

乳液2：15～30质量份；

玫瑰精油微胶囊乳液：0.8～1.2质量份；

润湿分散剂：0.2～0.5质量份；

消泡剂：0.1～0.2质量份；

钛白粉：10～25质量份；

流平剂：0.3～0.5质量份；

增稠剂：0.3～0.6质量份；

水：20～30质量份；

所述乳液1为丙烯酸乳液或聚氨酯乳液；所述乳液2为有机硅改性丙烯酸乳液。

作为优选方案，乳液1的固含量为40～45％，乳液2的固含量为35～40％。

作为优选方案，所述丙烯酸乳液为净味丙烯酸乳液，进一步优选水性单分散丙烯酸乳液，例如：中国专利CN201910665828.1中公开的水性单分散丙烯酸树脂。

作为优选方案，所述润湿分散剂为聚烷氧基共聚物。

作为优选方案，所述消泡剂为有机硅消泡剂或聚二甲基硅氧烷。

作为优选方案，所述钛白粉为金红石型钛白粉。

作为优选方案，所述流平剂为有机硅丙烯酸酯类流平剂或羟甲基纤维素。

作为优选方案，所述增稠剂为缔合型聚氨酯或聚丙烯酸酯。

一种制备本发明所述的含有玫瑰精油微胶囊的水性涂料的方法，包括如下步骤：

将配比量的润湿分散剂、消泡剂和水搅拌混合均匀；然后加入配比量的钛白粉，搅拌混合均匀；然后加入配比量的乳液1和乳液2，搅拌混合均匀；然后加入配比量的流平剂和增稠剂，搅拌混合均匀；最后加入配比量的玫瑰精油微胶囊乳液，搅拌混合均匀，即得含有玫瑰精油微胶囊的水性涂料。

与现有技术相比，本发明具有如下显著性有益效果：

1、本发明将壁材A、壁材B和芯材经共混乳化、交联制得玫瑰精油微胶囊乳液，壁材A、壁材B可同步胶囊化，由于壁材A和壁材B的物化性质有所差异，制备过程中，壁材A和壁材B之间具有竞争反应，壁材A和壁材B不仅可以各自与芯材形成胶囊，且两种胶囊之间会互补，可形成多层包裹状态的微胶囊，使得制备的玫瑰精油微胶囊乳液使用寿命长、缓释效果好，持久性好；此外，本发明制备的玫瑰精油微胶囊乳液无需干燥固化即可直接添加到涂料产品中，不仅有效避免了干燥过程中的芯材损失问题，且与涂料的相容性好，易于均匀分散于涂料中；

2、本发明的含有玫瑰精油微胶囊的水性涂料为自分层型涂料，在漆膜干燥过程中微胶囊会随着两相迁移而阶梯分布，从制漆层面再次延缓了芯材的释放；

3、本发明的含有玫瑰精油微胶囊的水性涂料，由于玫瑰精油独特的药理性能和杀菌作用，可有效避免涂料中杀菌剂的使用，安全环保，且可对一些长期失眠、情绪烦躁的人群达到很好的调理作用；

4、本发明的玫瑰精油微胶囊乳液、水性涂料的制备工艺经济实用，制备过程简单，成本低廉，无需特殊设备和苛刻条件，易于实现规模化生产，所用原料绿色环保，具有极强的实用价值。

附图说明

图1为本发明实施例1中制得的玫瑰精油微胶囊分散于水中的电子显微镜视图；

图2为本发明实施例1中制得的玫瑰精油微胶囊的粒径分布图；

图3为本发明应用例1中玫瑰精油微胶囊在成膜后的水性涂料中的分布扫描电镜图；

图4为图3中玫瑰精油微胶囊的局部放大图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明技术方案做进一步详细、完整地说明。

实施例1

a)向50ml、pH为3.5的乙酸水溶液中加入0.5g吐温80，搅拌混合均匀；然后加入1g壳聚糖，搅拌混合均匀；将2.0g聚乙烯醇溶于28g热水中，然后将聚乙烯醇水溶液加入含有壳聚糖和吐温80的乙酸水溶液中，搅拌混合均匀；然后加入1.8g大马士革玫瑰精油，在40℃、在搅拌速度为600rpm下搅拌45分钟，搅拌混合均匀，得到初乳溶液；

b)向初乳溶液中滴加3ml、10wt％span80的水溶液，在40℃、在搅拌速度为600rpm下进行乳化反应3小时，得到复合乳化溶液；

c)向复合乳化溶液中缓慢滴加3ml、25wt％戊二醛水溶液，在40℃、在搅拌速度为700rpm下进行交联反应3小时，得到玫瑰精油微胶囊乳液。

图1为本实施例中制得的玫瑰精油微胶囊分散于水中的电子显微镜视图；从图1可见，本发明制备的玫瑰精油微胶囊形貌结构好，且可很好的分散于水中，与水的相容性好。

图2为本实施例中制得的玫瑰精油微胶囊的粒径分布图；图2可见，本发明制备的玫瑰精油微胶囊为微米级别，且粒径分布较为均匀。

应用例1

将0.2g聚烷氧基共聚物、0.1g有机硅消泡剂和20g水搅拌混合均匀；然后加入10g钛白粉，搅拌混合均匀；然后加入20g、固含量为41wt％的净味丙烯酸乳液和15g、固含量为37wt％的有机硅改性丙烯酸乳液，搅拌混合均匀；然后加入0.3g有机硅丙烯酸酯类流平剂和0.3g缔合型聚氨酯增稠剂，搅拌混合均匀；最后加入0.8g玫瑰精油微胶囊乳液，搅拌混合均匀，即得含有玫瑰精油微胶囊的水性涂料。

将所制得的水性涂料涂覆于基材上，干燥固化成膜，对成膜后的涂料性能进行测试，测试结果如表1所示。

图3为本应用例中玫瑰精油微胶囊在成膜后的水性涂料中的分布扫描电镜图；从图3可见，玫瑰精油微胶囊可均匀分散于水性涂料中，与水性涂料的相容性好。

图4为图3中玫瑰精油微胶囊的局部放大图；从图4可见，在涂料成膜后，涂料中的玫瑰精油微胶囊依旧为多层包裹状态的微胶囊，玫瑰精油芯材被很好的包裹住，没有受到损伤。

实施例2

a)向53ml、pH为3.5的乙酸水溶液中加入0.8g吐温60，搅拌混合均匀；然后加入1.5g明胶，搅拌混合均匀；将1.8g海藻酸钠溶于30g水中，然后将海藻酸钠水溶液加入含有明胶和吐温60的乙酸水溶液中，搅拌混合均匀；然后加入2.1g棕榈玫瑰精油，在40℃、在搅拌速度为700rpm下搅拌30分钟，搅拌混合均匀，得到初乳溶液；

b)向初乳溶液中滴加4ml、10wt％土耳其红油的水溶液，在40℃、在搅拌速度为700rpm下进行乳化反应2.5小时，得到复合乳化溶液；

c)向复合乳化溶液中缓慢滴加3.2ml、10wt％香草醛水溶液，在40℃、在搅拌速度为650rpm下进行交联反应4小时，得到玫瑰精油微胶囊乳液。

应用例2

将0.3g聚烷氧基共聚物、0.15g有机硅消泡剂和20g水搅拌混合均匀；然后加入18g钛白粉，搅拌混合均匀；然后加入25g、固含量为41wt％的净味丙烯酸乳液和22g、固含量为37wt％的有机硅改性丙烯酸乳液，搅拌混合均匀；然后加入0.4g有机硅丙烯酸酯类流平剂和0.41g缔合型聚氨酯增稠剂，搅拌混合均匀；最后加入1g玫瑰精油微胶囊乳液，搅拌混合均匀，即得含有玫瑰精油微胶囊的水性涂料。

将所制得的水性涂料涂覆于基材上，干燥固化成膜，对成膜后的涂料性能进行测试，测试结果如表1所示。

实施例3

a)向55ml、pH为2.5的盐酸水溶液中加入1g吐温60，搅拌混合均匀；然后加入2.0g阿拉伯胶，搅拌混合均匀；将1.5g聚乙烯醇溶于29g热水中，然后将聚乙烯醇水溶液加入含有阿拉伯胶和吐温60的盐酸水溶液中，搅拌混合均匀；然后加入2.4g大马士革玫瑰精油，在40℃、在搅拌速度为800rpm下搅拌60分钟，搅拌混合均匀，得到初乳溶液；

b)向初乳溶液中滴加5ml、10wt％span80的水溶液，在40℃、在搅拌速度为800rpm下进行乳化反应1.5小时，得到复合乳化溶液；

c)向复合乳化溶液中缓慢滴加3.5ml、10wt％肉桂醛水溶液，在40℃、在搅拌速度为700rpm下进行交联反应5小时，得到玫瑰精油微胶囊乳液。

应用例3

将0.5g聚烷氧基共聚物、0.2g有机硅消泡剂和30g水搅拌混合均匀；然后加入25g钛白粉，搅拌混合均匀；然后加入30g、固含量为43wt％的聚氨酯乳液和30g、固含量为37wt％的有机硅改性丙烯酸乳液，搅拌混合均匀；然后加入0.5g羟甲基纤维素和0.6g缔合型聚氨酯增稠剂，搅拌混合均匀；最后加入1.2g玫瑰精油微胶囊乳液，搅拌混合均匀，即得含有玫瑰精油微胶囊的水性涂料。

将所制得的水性涂料涂覆于基材上，干燥固化成膜，对成膜后的涂料性能进行测试，测试结果如表1所示。

表1应用例1-3的含有玫瑰精油微胶囊的水性涂料的性能测试数据

由表1可见，本发明提供的含有玫瑰精油微胶囊的水性涂料，具有优异的硬度、耐冲击性、附着力、防腐蚀能力(耐溶剂擦洗、耐盐雾)、耐磨性，各项物理指标均符合国家相关标准，尤其是，具有优异的缓释性和持久性，可长期缓慢释放玫瑰精油的芳香性，使得本发明的水性涂料可长期具备玫瑰精油的药理性能，安全环保，具有杀菌作用，对一些长期失眠、情绪烦躁的人群达到很好的调理作用。

最后需要在此指出的是：以上仅是本发明的部分优选实施例，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容做出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种含有玫瑰精油微胶囊的水性涂料，其特征在于：所述水性涂料的组成及配比如下：

乳液1：20~30质量份；

乳液2：15~30质量份；

玫瑰精油微胶囊乳液：0.8~1.2质量份；

润湿分散剂：0.2~0.5质量份；

消泡剂：0.1~0.2质量份；

钛白粉：10~25质量份；

流平剂：0.3~0.5质量份；

增稠剂：0.3~0.6质量份；

水：20~30质量份；

所述乳液1为丙烯酸乳液或聚氨酯乳液；所述乳液2为有机硅改性丙烯酸乳液；

所述玫瑰精油微胶囊乳液是由壁材A、壁材B和芯材经共混乳化、交联而得，所述壁材A为阿拉伯胶、明胶或壳聚糖，所述壁材B为聚乙烯醇或海藻酸钠，所述芯材为玫瑰精油，其制备方法包括如下步骤：

a)向pH为2~4的酸性水溶液中加入表面活性剂，搅拌混合均匀；然后加入壁材A，搅拌混合均匀；然后加入壁材B，搅拌混合均匀；然后加入芯材，搅拌混合均匀，得到初乳溶液；

b)向初乳溶液中加入乳化剂，在30~50℃下进行乳化反应，得到复合乳化溶液；

c)向复合乳化溶液中加入交联剂，在30~50℃下进行交联反应，得到玫瑰精油微胶囊乳液；

步骤c)中，交联剂为香草醛、肉桂醛、戊二醛中的任意一种。

2.根据权利要求1所述的含有玫瑰精油微胶囊的水性涂料，其特征在于，壁材A：壁材B：芯材的质量比为(1~2)：(1.5~2)：(1.8~2.4)。

3.根据权利要求1所述的含有玫瑰精油微胶囊的水性涂料，其特征在于：步骤a)中，所述表面活性剂为吐温类表面活性剂。

4.根据权利要求1所述的含有玫瑰精油微胶囊的水性涂料，其特征在于：步骤b)中，乳化剂为Span类乳化剂、OP类乳化剂、土耳其红油中的任意一种。

5.根据权利要求1所述的含有玫瑰精油微胶囊的水性涂料，其特征在于：所述润湿分散剂为聚烷氧基共聚物；所述消泡剂为有机硅消泡剂。

6.根据权利要求1所述的含有玫瑰精油微胶囊的水性涂料，其特征在于：所述流平剂为有机硅丙烯酸酯类流平剂或羟甲基纤维素；所述增稠剂为缔合型聚氨酯或聚丙烯酸酯。

7.一种制备权利要求1所述的含有玫瑰精油微胶囊的水性涂料的方法，其特征在于，包括如下步骤：

将配比量的润湿分散剂、消泡剂和水搅拌混合均匀；然后加入配比量的钛白粉，搅拌混合均匀；然后加入配比量的乳液1和乳液2，搅拌混合均匀；然后加入配比量的流平剂和增稠剂，搅拌混合均匀；最后加入配比量的玫瑰精油微胶囊乳液，搅拌混合均匀，即得含有玫瑰精油微胶囊的水性涂料。

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