DE3619060A1 - Umhuellte poroese partikel - Google Patents
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Description
Poröse Partikel aus anorganischen Teilchen mit relativ
geringem spezifischen Gewicht, beispielsweise Calciumsilikate,
sind aus der EP-A-9 836 und der US-A-35 01 324
bekannt. Sie eignen sich z. B. als Isolierstoffe. Aus
JP 54 014-409 sind bereits Granulate mit einer Hülle bekannt.
Die Hülle ist aber geschäumt und wird anschließend
carbonisiert. Aus JP 53 123-430 sind bereits Perlite bekannt,
welche mit einem synthetischen Harz bedeckt
werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, verbesserte
poröse Partikel mit einer Hülle bereitzustellen.
Gegenstand der Erfindung sind poröse Partikel aus im
wesentlichen anorganischen Bestandteilen, dadurch gekennzeichnet,
daß die porösen Partikel aus der Oberfläche eine
im wesentlichen porenfreie Hülle aufweisen, die im wesentlichen
aus wenigstens einem Polyurethan, Polyharnstoff,
Polycarbonat, Polyvinylalkohol, Polycarbodiimid,
Polystyrol, Alginat, Zellulosederivat, Phosphat und/oder
Oxalat besteht und wobei der Durchmesser der porösen
Partikel einschließlich Hülle maximal 2000 µm beträgt und
der gewichtsmäßige Anteil der Hülle bezogen auf poröse
Partikel einschließlich Hülle wenigstens 15% beträgt.
Die porösen Partikel bestehen im wesentlichen aus Diatomeenerde,
gemahlenem Bimsstein, gemahlener Schlacke,
Flugasche und insbesondere aus Calciumsilikat.
Ein besonders bevorzugtes Calciumsilikat hat die Zusammensetzung
Ca6Si6O17(OH)2 und besteht im wesentlichen aus
nadelartig verfilzten Kristallen, die zu sphärischen
Partikeln zusammengewachsen sind. Derartige Partikel
werden z. B. von der Firma Promat unter der Bezeichnung
Promaxon® vertrieben.
In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt das Verhältnis
des Porenvolumens zum Gesamtvolumen der porösen
Partikel einschließlich Hülle wenigstens 0,4 insbesondere
wenigstens 0,8.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform weisen die
Poren der porösen Partikel im wesentlichen einen Durchmesser
von weniger als 10 µm, vorzugsweise unter 1 µm auf.
Der Durchmesser der porösen Partikel liegt vorzugsweise
im Bereich 5 bis 800 µm, insbesondere von 10 bis 150 µm.
Der Durchmesser der porösen Partikel einschließlich Hülle
liegt vorzugsweise zwischen 5 bis 1500 µm, insbesondere
zwischen 50 bis 500 µm.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform beträgt das
spezifische Gewicht der porösen Partikel einschließlich
der Hülle weniger als 1 g/cm3, besonders bevorzugt weniger
als 0,6 g/cm3.
Bei den Alginaten und Zellulosederivaten handelt es sich
bevorzugt um aus wäßriger Lösung mit Calciumionen oder
anderen mehrfach geladenen Metallionen, z. B. Aluminiumionen,
vernetzte Polymere; bevorzugte Zellulosederivate
sind Carboxymethylzellulose und Zelluloseacetat. Die
Phosphate und Oxalate werden ebenfalls bevorzugt aus
wäßriger Lösung mit Calciumionen oder anderen mehrfach
geladenen Metallionen gefällt. Soweit zur Hüllenbildung
Metallionen verwendet werden, können diese in einer
bevorzugten Ausführungsform aus den Partikeln, insbesondere
deren Oberfläche, freigesetzt werden, z. B. mit einer
Säure.
Die Hüllenbildung an der Oberfläche der porösen Partikel
erfolgt vorzugsweise nach Beladung des Leervolumens der
porösen Partikel. Sollen die umhüllten porösen Partikel
leer, d. h. mit Luft gefüllt sein, muß die Beladungssubstanz
so gewählt werden, daß sie nach der Hüllenbildung
durch die Wand diffundieren kann. Die Beladungssubstanz
sollte aus kleinen Molekülen bestehen und/oder niedrig
sieden und/oder zu einer Aufquellung der Hülle führen.
Geeignete Beladungssubstanzen für diesen Zweck sind
beispielsweise Methylenchlorid, Chloroform, Chlorbenzol,
Trichlorfluormethan, Methanol, Wasser. Neben den Komponenten
zur Hüllenbildung können diese und andere Beladungsflüssigkeiten
noch Hilfsstoffe, wie z. B. Polyvinylalkohol,
Tenside, Polycarbonate und/oder Polystyrole
gelöst enthalten.
Es können aber auch Wirkstoffe als Beladungssubstanz
verwendet werden, z. B. reaktive Stoffe wie Amine, Säuren,
saure Salze oder sehr empfindliche Substanzen wie z. B.
Parfüme.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Umhüllung
der porösen Partikel so geführt, daß mehrere poröse
Partikel ohne Zwischenwände mit einer gemeinsamen Hülle
umgeben sind oder daß einzelne umhüllte Partikel ein
Agglomerat bilden.
Bei der Umhüllung werden in der äußeren Phase neben Komponenten
zur Wandbildung vorzugsweise folgende Hilfsstoffe
zur Verbesserung der Wandbildung eingesetzt:
Polyvinylalkohol, Polystyrol, Polycarbonat, Kelzane,
Alginate oder Wasserverdicker wie Natriumpolyacrylat
(C3H3O2Na) n , sowie Tenside, Essigsäure, Zitronensäure,
Oxalsäure. Je nach Verfahren dienen manche Stoffe entweder
als Wandbildungskomponente oder als Hilfsstoff.
Die Umhüllung wird bevorzugt in Anwesenheit einer äußeren
Phase durchgeführt. Die äußere Phase enthält vorzugsweise
Lösungsmittel, die die Beladungssubstanz nicht lösen. In
einer anderen bevorzugten Ausführungsform sind Beladungsphase
und äußere Phase gleich oder mischbar, wobei eine
Hülle über eine Salzbildung ausgebildet wird.
Bevorzugte Umhüllungsverfahren sind:
- 1) Man belädt die porösen Partikel mit einer Mischung aus Wasser, Polyaminen, Hilfsstoffen und gegebenenfalls Wirkstoffen mindestens bis zur Oberfläche, dispergiert die beladenen Partikel in geeigneten nicht wassermischbaren organischen Lösungsmitteln und läßt die Polyamine zur Bildung der Hülle an der Grenzfläche der Teilchen zur organischen Phase mit in der äußeren Phase gelösten Polyisocyanaten oder oligomeren Carbodiimiden reagieren.
- 2) Man belädt poröse Partikel mit einer Lösung aus organischen nicht wassermischbaren Lösungsmitteln, Hilfsstoffen, Polyisocyanaten oder oligomeren Carbodiimiden, gegebenenfalls in Mischung mit Wirkstoffen mindestens bis zur Oberfläche, dispergiert die beladenen Partikel in einer wäßrigen Lösung von Hilfsstoffen und läßt die Polyisocyanate oder oligomeren Carbodiimide zur Bildung der Hülle an der Grenzfläche der Teilchen zur wäßrigen Phase mit in der äußeren Phase gelösten Aminen reagieren.
- 3) Man belädt die porösen Partikel mit einer wäßrigen Lösung von Hilfsstoffen, gegebenenfalls in Mischung mit Wirkstoffen, dispergiert die beladenen Partikel in einer Lösung aus einem nicht wassermischbaren, unterhalb des Siedepunktes von Wasser siedenden Lösungsmittels und nicht wasserlöslichen filmbildenden Polymeren z. B. Polycarbonat, Polystyrol, Polycarbodiimid und/oder Ethylenzellulose und schlägt das in der äußeren Phase gelöste Polymere durch Sprühtrocknen als Hülle auf der Oberfläche der Teilchen nieder.
- 4) Man belädt poröse Partikel mit einer nicht wassermischbaren Lösung von filmbildenden Polymeren, z. B. Polycarbonat oder Polystyrol, in einem Gemisch aus einem niedrigsiedenden Löser und einem höhersiedenden Nichtlöser für das Polymere, gegebenenfalls in Mischung mit Wirkstoffen, dispergiert die beladenen Partikel in einer wäßrigen Schutzkolloidlösung und erwärmt die Dispersion auf eine Temperatur zwischen den Siedepunkten des niedrigsiedenden Lösers und des höhersiedenden Nichtlösers.
- 5) Man belädt poröse Partikel mit einer Lösung aus einem oberhalb des Siedepunktes von Wasser siedenden nicht wassermischbaren Lösungsmittels, gegebenenfalls in Mischung mit Wirkstoffen, dispergiert die beladenen Partikel in einer wäßrigen Lösung von Hilfsstoffen und wasserlöslichen Polymeren (Polyvinylakohol) und verdampft die äußere Phase durch Sprühtrocknen.
- 6) Man belädt poröse Partikel mit einer wäßrigen mehrfach
geladene Metallionen, insbesondere Ca++-Ionen
und Hilfsstoffe enthaltenden Lösung, gegebenenfalls
in Mischung mit Wirkstoffen, dispergiert die beladenen
Partikel
- a) in einer wäßrigen Lösung von Substanzen, die durch Metallionen, insbesondere Calciumionen, vernetzt werden können, in geeigneter Konzentration und trennt die umhüllten Teilchen gegebenenfalls von den flüssigen Anteilen des Slurry oder bevorzugt
- b) in einem nicht mit Wasser mischbaren Lösungsmittel, welches eine wäßrige Lösung von Substanzen, die durch Metallionen, insbesondere Calciumionen, vernetzt werden können, als feinteilige Emulsion enthält. Die in den Emulsionströpfchen enthaltende vernetzbare Substanz wird an den Grenzflächen der porösen Partikel durch die dort vorhandenen Calciumionen vernetzt.
- 7) In einem besonders bevorzugten Verfahren wird eine wäßrige Dispersion poröser Partikel aus Ca-Silikaten und/oder Ca-Carbonaten, wie sie z. B. beim Produktionsprozeß anfällt mit geeigneten durch Ca++-Ionen vernetzbaren Substanzen versetzt und durch vorsichtige dosierte Zugabe von Essigsäure, Zitronensäure oder anderen geeigneten Säuren Ca++-Ionen aus der Oberfläche der porösen Teilchen freisetzt, wo sie sofort die eingesetzten Substanzen unter Hüllenbildung vernetzen bzw. fällen.
- 8) In einem weiteren besonders bevorzugten Verfahren wird eine wäßrige Dispersion poröser Teilchen, wie sie z. B. beim Produktionsprozeß anfällt, mit einem filmbildenden Latex z. B. PU-Latex versetzt, dessen Teilchen im wesentlichen größer als die Poren der porösen Teilchen sind und der gesamte Slurry Sprüh- oder Wirbelbett-getrocknet, wobei sich ein Latexfilm als Hülle auf den Teilchen niederschlägt.
Die umhüllten Partikel sind mechanisch stabil und bilden
ein feines rieselfähiges Pulver. In einer bevorzugten Ausführungsform
sind die umhüllten Partikel mit Luft und/oder
Lösungsmitteldämpfen gefüllt. Solche Pulver haben im
allgemeinen ein Schüttgewicht von 50 bis 400 g/l,
bevorzugt von weniger als 100 g/l.
Die Dichtigkeit der Partikelhüllen in Dispersion gegen die
Flüssigkeit der äußeren Phase hängt von einer Vielzahl von
Parametern ab. Große Partikel mit entsprechend dicken
Hüllwänden weisen naturgemäß höhere Dichtigkeiten, auf als kleine Partikel
mit entsprechend dünneren Wänden. Ein höherer Wandanteil verbessert die Dichtigkeit, führt jedoch
zu höheren spezifischen Gewichten. Schließlich sind
Art der Hüllensubstanz und Art der Flüssigkeit der äußeren
Phase von wesentlichem Einfluß auf die Dichtigkeit der
Hüllwände. Im allgemeinen sind Hüllen dicht gegen Flüssigkeiten,
sofern diese nicht aus zu kleinen Molekülen bestehen
oder sofern es sich bei unvernetzten Hüllen um
Lösungsmittel für die Hüllsubstanz handelt.
Insbesondere lassen sich Partikel gegen Monomere und/oder
Lösungsmittel (z. B. Styrol, Toluol) abdichten, wie sie in
Harz- oder Lackformulierungen vorkommen. Harze, Lacke oder
Schmelzen können dann aushärten oder erstarren, ohne daß
Substanzen in die Partikel eindringen. Die flüssigkeitsdicht
umhüllten Partikel eignen sich damit hervorragend
als Leichtfüllstoffe für Formkörper aus organischen
und/oder anorganischen Substanzen oder für Beschichtungen.
Als Beispiele seien SMC-Formkörper (SMC = Sheet moulding
compound) oder Unterbodenschutz für Autos genannt, Anwendungen,
bei denen eine Gewichtserleichterung wichtig ist
und aus mechanischen Gründen eine Mindestschichtdicke oder
Mindestwandstärke gefordert werden muß. Weiterhin erhöhen
luftgefüllte Leichtfüllstoffe die thermische Isolierfähigkeit
von Bauteilen und wegen der geringen organischen Anteile
der Leichtfüllstoffe können diese Materialien auch
in Feuerschutzabdeckungen vorteilhaft eingesetzt werden.
Die erfindungsgemäßen porösen Partikel eignen sich somit
hervorragend für Füll- oder Baustoffe.
Weiterhin eignen sich die erfindungsgemäßen porösen
Partikel hervorragend zur Aufnahme von Wirkstoffen jeder
Art.
Nichtumhüllte poröse Partikel sind im allgemeinen gut
absorbierende Substanzen. Sie können mit Wirkstoffen in
flüssiger, geschmolzener oder gelöster Form oder feindispergiert
in Hilfslösungsmitteln beladen werden.
Damit ergibt sich eine wertvolle Alternative zur Mikroverkapselungstechnik.
Ein poröser Partikel kann als
mechanisch stabile Vorform einer Mikrokapsel betrachtet
werden, die unabhängig von ihrem späteren Inhalt hergestellt
werden kann. Wird der Partikel nach der Beladung
mit Wirkstoff umhüllt, so entsteht ein Effekt wie bei
einer Mikroverkapselung, ohne daß eine mechanisch stabile
Hülle erzeugt werden muß, da der poröse Partikel die
Stützfunktion übernimmt.
Es können auf diese Weise reaktive Substanzen umhüllt
werden, welche eine Hüllenbildung durch eine der üblichen
Mikroverkapselungstechniken erschweren oder sogar vereiteln.
Als Beispiele seien Amine, insbesondere wassermischbare
Amine, Reaktionskatalysatoren, sowie Säuren und
Lösungen saurer Salze genannt. Andere empfindliche Substanzen
wie z. B. Parfümöle werden leicht durch eine
chemische Reaktion bei der üblichen Hüllenbildung in der
Mikroverkapselungstechnik verändert, während die Umhüllung
einer beladenen porösen Partikel nicht durch eine
chemische Reaktion oder eine pH-gesteuerte Fällung
erfolgen muß, sondern in sehr viel einfacherer neutraler
Form erfolgen kann.
Umhüllte beladene poröse Partikel können also z. B. als
parfürmierte Puder mit Langzeitwirkung eingesetzt werden,
wobei die Duftwirkung durch absichtliches oder zufälliges
Zerreiben einzelner Partikel immer wieder hervorgerufen
werden kann.
Eine andere Anwendung als Träger von Reaktionskomponenten
von Harzen, z. B. Aminen oder Katalysatoren, erlaubt die
Herstellung einer lagerstabilen Eintopfmischung von Reaktionsharzen.
Die Aktivierung der Mischung durch Freisetzung
der umhüllten Komponente erfolgt thermisch oder
mechanisch durch hohe Scherung.
Eine weitere Anwendung liegt vorteilhaft in der Umhüllung
von Flammschutzmitteln, insbesondere wenn diese flüssig
oder wasserlöslich sind und der Einbau dieser Partikel als
Füllstoffe in brandgefährdete Wände erfolgt. Im Brandfalle
werden die Flammschutzmittel durch erhöhte Temperatur
freigesetzt, während die weitgehend anorganischen Partikel
stabil bleiben und zum Erhalt der Schutzwand beitragen.
Bei den im folgenden verwendeten Partikeln handelt es sich
um sphärische, nadelartig verfilzte Calciumsilikate mit
folgenden Eigenschaften:
spezifisches Gewicht der Silikatnadeln 2,6 g/cm3
spezifische Oberfläche (BET) 50 m2/g
Porenvolumen der Partikel 84 Vol-%
durchschnittliche Partikelgröße 40 bis 90 µm
Dichte der nicht umhüllten Teilchen aus Pyknometermessungen: 2,2 bis 2,4 g/cm3
chemische Zusammensetzung Ca6Si6O17(OH)2
spezifisches Gewicht der Silikatnadeln 2,6 g/cm3
spezifische Oberfläche (BET) 50 m2/g
Porenvolumen der Partikel 84 Vol-%
durchschnittliche Partikelgröße 40 bis 90 µm
Dichte der nicht umhüllten Teilchen aus Pyknometermessungen: 2,2 bis 2,4 g/cm3
chemische Zusammensetzung Ca6Si6O17(OH)2
Beladung:
eine Lösung von
1,2 g Hydrazinhydrat
125,4 g Wasser
200,0 g Methanol
wurde auf 30 g der Partikel gegossen.
eine Lösung von
1,2 g Hydrazinhydrat
125,4 g Wasser
200,0 g Methanol
wurde auf 30 g der Partikel gegossen.
Man erhält eine fließfähige Dispersion. in einem 1 l Rundkolben
wurde das Methanol bei 40°C wieder abgezogen, wobei
ein krümeliger Brei entsteht. Die zurückbleibende Flüssigkeitsmenge
entspricht dem doppelten Leervolumen der Partikel
(200% Beladung).
Umhüllung:
Bei Raumtemperatur werden 100 g des bei der Beladung erhaltenen Breis in 400 g einer Lösung von 2% Polystyrol im Perchlorethylen dispergiert.
Bei Raumtemperatur werden 100 g des bei der Beladung erhaltenen Breis in 400 g einer Lösung von 2% Polystyrol im Perchlorethylen dispergiert.
6 Minuten nach Versuchsbeginn wird die Reaktionslösung aus
200 g Lösung von 2% Polystyrol in Perchlorethylen,
50 g Chlorbenzol und
5,96 g biuretisiertes Hexamethylendiisocyanat
unter Rühren zugegeben und bei 500 U/min bis zu insgesamt 60 Minuten weitergerührt.
200 g Lösung von 2% Polystyrol in Perchlorethylen,
50 g Chlorbenzol und
5,96 g biuretisiertes Hexamethylendiisocyanat
unter Rühren zugegeben und bei 500 U/min bis zu insgesamt 60 Minuten weitergerührt.
Nach einer Nacht wird die flüssige Phase abgetrennt. Die
Partikel werden zur Entfernung von nicht umgesetztem Isocyanat
mit Trichlorfluormethan gewaschen, filtriert und
in der Luft bei Raumtemperatur getrocknet. Man erhält ein
rieselfähiges Pulver, welches zu 99% aus nahezu kugelförmigen
Agglomeraten von den Partikeln im Durchmesserbereich
von 100 bis 800 µm besteht. Durch Ausheizen im Trockenschrank
(15 Stunden bei 80°C) wurde das Wasser aus den
Partikeln verdampft. Aus Pyknometermessungen wurde eine
Dichte der umhüllten porösen Partikel von 0,48 g/cm3
bestimmt.
Beladung:
eine Lösung aus
102 g Methylenchlorid
25,1 g Polycarbonat
9,23 g biuretisiertes Hexamethylendiisocyanat
200 g Trichlorfluormethan
wird mit 30 g der Partikel vermischt.
eine Lösung aus
102 g Methylenchlorid
25,1 g Polycarbonat
9,23 g biuretisiertes Hexamethylendiisocyanat
200 g Trichlorfluormethan
wird mit 30 g der Partikel vermischt.
Man erhält eine fließfähige Dispersion. Das Trichlorfluormethan
wird anschließend abgezogen, wobei die homogen
beladenen Partikel als schlecht rieselfähiges, klumpiges
Pulver zurückbleibt. Die nicht verdampfte Lösungsmenge
entspricht dem 1,5fachen Leervolumen der eingesetzten
Partikel (150% Beladung).
Umhüllung:
Bei Raumtemperatur werden 100 g des beladenen Partikels in 400 g einer wäßrigen Lösung von 0,25% Polyvinylalkohol dispergiert.
Bei Raumtemperatur werden 100 g des beladenen Partikels in 400 g einer wäßrigen Lösung von 0,25% Polyvinylalkohol dispergiert.
1 Minute nach Versuchsbeginn wird die Reaktionslösung aus
96,4 g Wasser und
3,6 g Hydrazinhydrat
zugegeben und bei 500 U/min bis zu insgesamt 90 Minuten weitergerührt.
96,4 g Wasser und
3,6 g Hydrazinhydrat
zugegeben und bei 500 U/min bis zu insgesamt 90 Minuten weitergerührt.
Nach 60 Stunden wurde die Flüssigkeit von den Partikeln
abfiltriert und mit Wasser und Isopropanol nachgewaschen.
Der isopropanolfeuchte Partikel-Brei wurde bei 20 bis 35°C
zu einem rieselfähigen Pulver getrocknet. Danach wurde dem
Pulver bei 90°C das restliche Lösungsmittel entzogen. Es
entstehen umhüllte Partikel mit Durchmessern von 100 bis
800 µm. Pyknometermessungen an einer Siebfraktion von 500
bis 800 µm ergaben eine Dichte von 0,9 g/cm3.
Beladung:
eine Lösung aus
62,5 g Wasser und
200,0 g Methanol
wird mit 30 g der Partikel vermischt.
eine Lösung aus
62,5 g Wasser und
200,0 g Methanol
wird mit 30 g der Partikel vermischt.
Man erhält eine fließfähige Dispersion. Das Methanol wird
anschließend bei 40°C abgedampft. Das zurückbleibende Pulver
ist homogen mit Wasser beladen. Die eingesetzte Wassermenge
entspricht dem Leervolumen von 30 g der Partikel
(100% Beladung).
Umhüllung:
20 g der beladenen Partikel wurden in
200 g einer Lösung von 2% eines Polycarbonates in Methylenchlorid dispergiert und danach bei einer Eingangstemperatur von 62°C und einer Ausgangstemperatur von 49°C sprühgetrocknet.
20 g der beladenen Partikel wurden in
200 g einer Lösung von 2% eines Polycarbonates in Methylenchlorid dispergiert und danach bei einer Eingangstemperatur von 62°C und einer Ausgangstemperatur von 49°C sprühgetrocknet.
Man erhält ein rieselfähiges Pulver. Die umhüllten Teilchen
haben Durchmesser von 2 bis 230 µm. Die Dichte der
Teilchen liegt bei 0,8 g/cm3.
Beladung:
eine Lösung
260 g Methylenchlorid
12,2 g Polycarbonat
48,8 g Chloroform
wird mit 30 g der Partikel vermischt.
eine Lösung
260 g Methylenchlorid
12,2 g Polycarbonat
48,8 g Chloroform
wird mit 30 g der Partikel vermischt.
Man erhält eine fließfähige Dispersion. Von dieser Mischung
werden bei 45°C 150 g Methylenchlorid wieder abgezogen.
Das zurückbleibende klebrige Pulver ist mit der
Restlösung homogen beladen. Die nicht verdampfte Flüssigkeit
entspricht dem 2fachen Leervolumen der eingesetzten
Partikel (200% Beladung).
Umhüllung:
100 g beladenes Pulver werden in 300 g wäßriger 0,25%iger Polyvinylalkohollösung von Raumtemperatur dispergiert. Nach 2 Minuten wird die Dispersion in einen Tropftrichter überführt und zum Abtreiben des Methylenchlorids in 300 g eine Polyvinylalkohollösung von 50°C innerhalb von 30 Minuten eingetropft. Nach dem Eintropfen wird 60 Minuten bei 50°C nachgerührt, danach zum Abtreiben des Chloroforms vorsichtig auf 70°C erwärmt und unter Rühren weitere 60 Minuten bei dieser Temperatur gehalten.
100 g beladenes Pulver werden in 300 g wäßriger 0,25%iger Polyvinylalkohollösung von Raumtemperatur dispergiert. Nach 2 Minuten wird die Dispersion in einen Tropftrichter überführt und zum Abtreiben des Methylenchlorids in 300 g eine Polyvinylalkohollösung von 50°C innerhalb von 30 Minuten eingetropft. Nach dem Eintropfen wird 60 Minuten bei 50°C nachgerührt, danach zum Abtreiben des Chloroforms vorsichtig auf 70°C erwärmt und unter Rühren weitere 60 Minuten bei dieser Temperatur gehalten.
Die restliche Dispersion wird nun im Sprühtrockner mit
einer Eingangstemperatur von 145°C und einer Ausgangstemperatur
von 105°C gesprüht.
Man erhält ein rieselfähiges Pulver. Die Partikel besitzen
eine doppelwandige Hülle mit einer inneren Wand aus Polycarbonat
und einer äußeren Wand aus Polyvinylalkohol. Der
Durchmesser beträgt 50 bis 200 µm und die mittlere Dichte
0,9 g/cm3.
Beladung:
Eine Lösung aus
20,9 g Wasser
1,16 g CaCl2 (90%ig)
70,0 g Methanol
wird mit 10 g der Partikel vermischt.
Man erhält eine fließfähige homogene Dispersion. Das Methanol wird danach wieder abgezogen. Es bleibt ein schlecht rieselfähiges Pulver zurück, welches zu 100% mit wäßriger CaCl2-Lösung beladen ist.
Eine Lösung aus
20,9 g Wasser
1,16 g CaCl2 (90%ig)
70,0 g Methanol
wird mit 10 g der Partikel vermischt.
Man erhält eine fließfähige homogene Dispersion. Das Methanol wird danach wieder abgezogen. Es bleibt ein schlecht rieselfähiges Pulver zurück, welches zu 100% mit wäßriger CaCl2-Lösung beladen ist.
Umhüllung:
12,5 g der beladenen Partikel werden in 100 g einer Lösung von 2% Polystyrol in Perchlorethylen dispergiert. 350 g einer Lösung von 2% Polystyrol in Perchlorethylen werden mit einem Emulgator (Sorbitan-Monolaurate) vermischt.
12,5 g der beladenen Partikel werden in 100 g einer Lösung von 2% Polystyrol in Perchlorethylen dispergiert. 350 g einer Lösung von 2% Polystyrol in Perchlorethylen werden mit einem Emulgator (Sorbitan-Monolaurate) vermischt.
Unter heftiger Rührung werden 110,3 g einer Lösung von 2%
K-Alginat zugegeben. Nach einer Minute ist eine feinteilige
Emulsion mit einer Tröpfchengröße unter 10 µm Durchmesser
entstanden. Die erhaltene Emulsion wird zu der Dispersion
der Partikel gegeben und 3 Stunden bei Raumtemperatur
bei 50 Upm am Laborrührer weitergerührt. Danach haben sich
die kleinen Tröpfchen der Alginatlösung gleichmäßig an
die sehr viel größeren Partikel bzw. Agglomerate der Partikel
gelagert und sind dort geliert. Die entstandenen
umhüllten Partikel werden mit Trichlorfluormethan und mit
Isopropanol gewaschen und bei Raumtemperatur getrocknet.
Man erhält ein rieselfähiges Pulver mit Agglomeraten bis
zu 1000 µm. Danach wird dem Pulver bei 90°C die Restfeuchte
entzogen. Pyknometermessungen ergeben eine Dichte der
Teilchen von 0,75 g/cm3.
110 g einer wäßrigen Dispersion mit 10% porösen Partikeln
werden mit 300 g einer 1%igen K-Alginatlösung in Wasser
gut vermischt und 6 g einer 10%igen Essigsäure zugegeben.
Die Viskosität des Slurrys durchläuft in 10 Minuten nach
Zugabe der Essigsäure ein Maximum und bleibt dann leicht
viskos. 20 Minuten nach Versuchsbeginn wird der Slurry
durch ein grobes Sieb von 800 µm Maschenweite gegeben, mit
Isopropanol gewaschen und entwässert und getrocknet. Man
erhält ein rieselfähiges Pulver mit Agglomeraten bis
2000 µm, dem bei 90°C die Restfeuchte entzogen wird. Im
Pyknometer wird eine Dichte der erhaltenen Teilchen von
0,6 g/cm3 gemessen.
110 g einer wäßrigen Dispersion mit 10% porösen Partikeln
werden mit 100 g einer Lösung von 6,6% Na3PO4 im Wasser
vermischt und danach werden 100 g einer Lösung von 2,5%
Zitronensäure zugegeben.
Nach 20 Minuten unter leichtem Rühren werden die Partikel
abfiltriert, mit Isopropanol gewaschen und entwässert und
danach getrocknet. Man erhält ein feinteiliges Pulver mit
Teilchendurchmessern zwischen 5 und 90 µm. Nach Entzug der
Restfeuchte bei 90°C werden Dichtewerte von 1,1 g/cm3 im
Pyknometer gemessen.
187 g einer wäßrigen Dispersion mit 10% porösen Partikeln
werden mit 200 g einer Lösung von 4,3% Oxalsäure in
Wasser vermischt.
Nach 105 Minuten unter leichtem Rühren werden die Partikel
abfiltriert, mit Isopropanol gewaschen und entwässert und
danach getrocknet. Man erhält ein feinteiliges Pulver mit
Teilchendurchmessern zwischen 10 und 125 µm. Nach Entzug
der Restfeuchte bei 90°C werden im Pyknometer Dichtewerte
von 1,0 g/cm3 gemessen.
110 g einer wäßrigen Dispersion mit 10% porösen Partikeln
werden mit 11 g einer pigmentierten weißen PU-Latex mit
60% Feststoffgehalt
vermischt und die Mischung mit einer Eingangstemperatur
von 135°C und einer Ausgangstemperatur von 95°C sprühgetrocknet.
Die porösen Partikel sind mit Farbteilchen bedeckt.
Ein Teil der Farbe ist jedoch außerhalb der porösen
Partikel ausgefallen. Die Teilchengröße liegt zwischen 1,5
und 230 µm. Dichtemessungen im Pyknometer ergeben Dichten
von 0,95 g/cm3.
Claims (10)
1. Poröse Partikel aus im wesentlichen anorganischen
Bestandteilen, dadurch gekennzeichnet, daß die
porösen Partikel auf der Oberfläche eine im wesentlichen
porenfreie Hülle aufweisen, die im wesentlichen
aus einem Polyurethan, Polyharnstoff, Polycarbonat,
Polyvinylalkohol, Polycarbodiimid, Polystyrol,
Alginat, Zellulosederivat, Phosphat und/oder
Oxalat besteht und wobei der Durchmesser der porösen
Partikel einschließlich Hülle maximal 2000 µm beträgt
und der gewichtsmäßige Anteil der Hülle bezogen auf
poröse Partikel einschließlich Hülle wenigstens 15%
beträgt.
2. Poröse Partikel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Verhältnis des Porenvolumens zum Gesamtvolumen
der porösen Partikel einschließlich Hülle
wenigstens 0,4 beträgt.
3. Poröse Partikel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Poren einen Durchmesser von weniger als
10 µm aufweisen.
4. Poröse Partikel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das spezifische Gewicht der Partikel einschließlich
der Hülle kleiner als 1 g/cm3 ist.
5. Poröse Partikel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß in den Poren ein Wirkstoff enthalten ist.
6. Poröse Partikel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die anorganischen Bestandteile im wesentlichen
aus Calciumsilikat bestehen.
7. Poröse Partikel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Hülle im wesentlichen aus einem Polyurethan,
Polyharnstoff, Polycarbonat, Polyvinylalkohol
und/oder Polycarbodiimid besteht.
8. Verwendung der porösen Partikel nach Anspruch 1 für
Füll- oder Baustoffe.
9. Verfahren zur Herstellung von umhüllten porösen
Partikeln nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die porösen Partikel vor der Umhüllung mit einer
Beladungssubstanz beladen werden.
10. Verfahren zur Herstellung poröser Partikel nach
Anspruch 1 unter Verwendung von Metallionen, dadurch
gekennzeichnet, daß die Metallionen aus den porösen
Partikeln freigesetzt werden.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863619060 DE3619060A1 (de) | 1986-06-06 | 1986-06-06 | Umhuellte poroese partikel |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863619060 DE3619060A1 (de) | 1986-06-06 | 1986-06-06 | Umhuellte poroese partikel |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3619060A1 true DE3619060A1 (de) | 1987-12-10 |
Family
ID=6302420
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19863619060 Withdrawn DE3619060A1 (de) | 1986-06-06 | 1986-06-06 | Umhuellte poroese partikel |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3619060A1 (de) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2657255A1 (fr) * | 1989-12-27 | 1991-07-26 | Sederma Sa | Description de preparations cosmetiques originales dont les principes actifs sont pieges dans un reseau polymerique greffe a la surface de particules de silice. |
DE10064638A1 (de) * | 2000-12-22 | 2002-07-04 | Henkel Kgaa | Silikatische Partikel |
DE102006055707A1 (de) * | 2006-11-23 | 2008-05-29 | Institut für Luft- und Kältetechnik gemeinnützige Gesellschaft mbH | Verfahren zur Verkapselung eines Phasenwechsel-Wärmespeichermaterials |
DE102020110905A1 (de) | 2020-04-22 | 2021-10-28 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein | Kern-Schale Kapseln für die Textilveredelung |
-
1986
- 1986-06-06 DE DE19863619060 patent/DE3619060A1/de not_active Withdrawn
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2657255A1 (fr) * | 1989-12-27 | 1991-07-26 | Sederma Sa | Description de preparations cosmetiques originales dont les principes actifs sont pieges dans un reseau polymerique greffe a la surface de particules de silice. |
DE10064638A1 (de) * | 2000-12-22 | 2002-07-04 | Henkel Kgaa | Silikatische Partikel |
DE102006055707A1 (de) * | 2006-11-23 | 2008-05-29 | Institut für Luft- und Kältetechnik gemeinnützige Gesellschaft mbH | Verfahren zur Verkapselung eines Phasenwechsel-Wärmespeichermaterials |
DE102020110905A1 (de) | 2020-04-22 | 2021-10-28 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein | Kern-Schale Kapseln für die Textilveredelung |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8130 | Withdrawal |