在離心反應(yīng)器中通過界面反應(yīng)形成膠囊殼下包封物質(zhì)的方法
【專利摘要】包封物質(zhì)的方法，其中膠囊壁通過界面反應(yīng)得到，其中該界面反應(yīng)在具有旋轉(zhuǎn)填料的離心反應(yīng)器中進(jìn)行。
【專利說明】在離心反應(yīng)器中通過界面反應(yīng)形成膠囊殼下包封物質(zhì)的方法
[0001]發(fā)明描述
[0002]本發(fā)明涉及一種在具有旋轉(zhuǎn)填料的離心反應(yīng)器中通過形成膠囊殼的界面反應(yīng)包封物質(zhì)的方法。
[0003]借助在界面的反應(yīng)包封物質(zhì)本身為已知的。
[0004]在此，芯材料(分散相)分散在連續(xù)相中。通過使在每種情況下包含形成壁的反應(yīng)性原料的兩液體(互不混溶相)相互接觸，在乳液液滴界面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成聚合物膠囊壁。
[0005]例如，WO 03/101606描述了通過界面聚合在聚脲微膠囊中包封疏水性有機(jī)物質(zhì)，在此期間使包含雙-或多胺的水相與包含雙-或多異氰酸酯的水不混溶相接觸。
[0006]US 2007/0220686描述了通過界面聚合在聚脲或聚氨酯微膠囊中微囊包封顏料。
[0007]US 6，338，838描述了經(jīng)包封的防光組合物的生產(chǎn)，其中外部膠囊殼同樣通過界面聚合制得。
[0008]WO 2009/091726描述了借助異氰酸酯與胺界面聚合形成聚脲微囊包封疏水性化妝品物質(zhì)。
[0009]所有這些產(chǎn)品都是通過分批方法得到。然而，關(guān)于均勻產(chǎn)品質(zhì)量方面的產(chǎn)品性質(zhì)，例如包封速率、粒度分布或抗團(tuán)聚穩(wěn)定性不令人滿意。其另一缺點(diǎn)是該分批方法不能無限擴(kuò)大規(guī)模，且還存在非連續(xù)方法的缺點(diǎn)。
[0010]具有旋轉(zhuǎn)填料的離心反應(yīng)器本身同樣為已知的。
[0011]因此，US 7，537，644B2描述了該類型反應(yīng)器用于液體脫氣的用途。該文獻(xiàn)涉及許多與該類型反應(yīng)器的其他用途，例如由碳酸鈣生產(chǎn)納米顆粒用途有關(guān)的出版物。
[0012]本發(fā)明的目的是尋找有助于克服所述缺點(diǎn)并以簡單方法和良好產(chǎn)率得到具有良好性質(zhì)的包封產(chǎn)品的包封物質(zhì)的方法。
[0013]因此，找到用于包封物質(zhì)的方法，其中膠囊壁通過在界面的反應(yīng)得到，其中界面反應(yīng)在具有旋轉(zhuǎn)填料的離心反應(yīng)器中進(jìn)行。
[0014]界面反應(yīng)在至少兩個(gè)不混溶相的分散體系中進(jìn)行，其中一種分散相A分散在連續(xù)相B中。不混溶相為混合時(shí)自發(fā)形成不同相的那些。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，其中相A和相B都為液相的乳液，即兩相體系在界面活性物質(zhì)存在下在具有旋轉(zhuǎn)填料的離心反應(yīng)器中制得。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，包含水不混溶有機(jī)溶劑和原料A的相A與包含原料B的水相B在至少一種表面活性物質(zhì)和要包封的物質(zhì)存在下轉(zhuǎn)化為乳液，其中膠囊壁的形成通過原料A和B的化學(xué)反應(yīng)在乳液液滴的界面進(jìn)行。
[0017]根據(jù)另一實(shí)施方案，所用相A本身又為水不混溶有機(jī)溶劑在水中的乳液。此處反應(yīng)性原料A存在于有機(jī)相中`。預(yù)乳化在界面活性物質(zhì)存在下進(jìn)行。
[0018]根據(jù)本發(fā)明，相A和相B的乳液可以是水包油乳液類型或油包水乳液(W/0)類型。因此，要包封的物質(zhì)可以是親水性或疏水性物質(zhì)。在要包封親水性物質(zhì)的實(shí)施方案的情況下，制得油包水乳液。在要包封疏水性物質(zhì)的實(shí)施方案的情況下，制得水包油(0/W)乳液。本發(fā)明方法優(yōu)選用于包封疏水性物質(zhì)。乳液類型可通過選擇界面活性物質(zhì)調(diào)整。此外，乳液類型可通過連續(xù)相與分散相的定量比例調(diào)整。
[0019]所述措施的組合也可用于控制乳液類型。
[0020]與所選實(shí)施方案無關(guān)，水不混溶有機(jī)溶劑為那些在標(biāo)準(zhǔn)條件(20°C和0.1MPa壓力)下與水接觸時(shí)自發(fā)形成分離相的溶劑。
[0021]合適的水不混溶有機(jī)溶劑特別是合成或天然的芳族或非芳族烴，以及合成或天然的油。合適的油是:植物和動(dòng)物油、硅油、石蠟、甘油三酯或油性單體。
[0022]芳族溶劑如苯或甲苯也適合。同樣合適的是脂族烴如C5-C5tl鏈烷烴。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，由界面反應(yīng)得到的膠囊壁為縮聚物。合適的縮聚物優(yōu)選為聚脲、聚氨酯、三聚氰胺-甲醛縮合物、聚酰胺或聚碳酸酯。合適的縮聚物優(yōu)選為聚脲、聚氨酯或聚碳酸酯，特別是聚脲。
[0024]特別優(yōu)選生產(chǎn)聚脲或聚氨酯作為微膠囊的壁材料。在此，雙-或多官能異氰酸酯作為原料A使用。選自胺、羥胺或醇的雙-或多官能化合物作為原料B使用。
[0025]適合作為原料A的特別是二苯甲烷二異氰酸酯、聚二苯甲烷二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、1，4-苯二異氰酸酯或六亞甲基二異氰酸酯或其混合物。
[0026]適合作為生產(chǎn)聚脲的原料B的主要是C2-C6亞烷基二胺，特別是1，6-六亞甲基二胺或亞烷基三胺如二亞乙基三胺。如果希望膠囊壁的交聯(lián)度相對高且壁材料滲透性較低，則使用三胺是特別可取的。
[0027]此外，縮聚物可通過光氣或二酰氯如癸二酰氯、對苯二甲酰氯或鄰苯二甲酰氯與雙-或多官能胺、羥胺或醇反應(yīng)得到。
[0028]根據(jù)所有實(shí)施方案，包封在至少一種界面活性物質(zhì)存在下進(jìn)行。合適的界面活性物質(zhì)是表面活性劑或乳化劑。對于0/W和W/0乳液，可使用陰離子、陽離子或非離子乳化劑。
[0029]對于W/0乳液合適的乳化劑可以是脫水山梨醇脂肪酸酯，如Span?類，也可以是聚山梨醇酯、甘油脂肪酸酯、聚甘油酯、乙二醇脂肪酸酯、聚乙二醇、胺烷氧化物(如Quadrol㊣)、聚氧化烯共聚物或嵌段共聚物、聚乙二酰胺或聚異丁烯-聚胺聚合物(如Glissopal ?)適合用作乳化劑。對于0/W乳液合適的乳化劑是例如脫水山梨醇酯、甘油酯、聚甘油酯或木素磺酸鹽。
[0030]其他合適的W/0 或 0/W 乳化劑在 H.P.Fiedler, Lexikon derHilfsstoffe[Lexicon of auxiliaries],關(guān)鍵詞:HLB 值，第 77-82 頁，第 I 卷，第 4 版，Editio Cantor Verlag Aulendorf 中描述。
[0031]乳化劑可以基于分散相為0.5-10重量％的量使用。分散相的量基于乳液總量可以為5-60重量％。
[0032]可以使用的離心反應(yīng)器為該類型本身已知的配有旋轉(zhuǎn)填料的所有裝置。根據(jù)本發(fā)明，離心反應(yīng)器連續(xù)操作。
[0033]以下對工藝參數(shù)所述的范圍用于所有所述實(shí)施例。
[0034]離心反應(yīng)器可在0.l-3MPa的壓力下操作。
[0035]離心加速度在500_2000g，優(yōu)選800_1500g[m/s2]的范圍內(nèi)。
[0036]離心反應(yīng)器中的溫度可在0_150°C，優(yōu)選5_70°C的范圍內(nèi)。[0037]參數(shù)累積適用，即界面反應(yīng)可在0.1MPa至3MPa的壓力、500_2000g的離心加速度和0-150°C的溫度下進(jìn)行。優(yōu)選范圍在每種情況下可相互自由組合。
[0038]離心反應(yīng)器中的流速可以是lL/min至1000L/min。
[0039]所用旋轉(zhuǎn)填料可以是，例如由金屬、陶瓷或紡織織物組成的織物網(wǎng)(f abr i cmesh)。該織物網(wǎng)可具有0.5-10mm的網(wǎng)格寬度。
[0040]本發(fā)明方法適于生產(chǎn)包含生物活性物質(zhì)作為要包封的物質(zhì)的微膠囊。合適的生物活性物質(zhì)為藥物或化妝品物質(zhì)或農(nóng)用化學(xué)品。
[0041]此外，該方法也適于包封無機(jī)物質(zhì)如用作混凝土成分的硝酸鈣或氧化鐵。同樣可微囊包封無機(jī)或有機(jī)顏料。
實(shí)施例
[0042]以0/W乳液制備微膠囊
[0043]組成:
[0044]基于初始進(jìn)料I和2總量的重量％。
[0045]初始進(jìn)料I
[0046]19.5 重量 ％Solvesso200(芳族溶劑-輕油，沸程 220_290°C )
[0047]12 重量 ％Lupranat ? M20S(4, 4’ - 二苯甲烷二異氰酸酯)
[0048]40重量％水
`[0049]1.63重量％木素磺酸
[0050]1.87重量％Atlas G5000 (非離子表面活性劑，HLB17，聚氧化烯嵌段共聚物)
[0051]初始進(jìn)料2
[0052]24.5 重量 ％ 水
[0053]0.5重量％六亞甲基二胺
[0054]填料材料:紡織織物，網(wǎng)格寬度2mm
[0055]噴槍:5孔,直徑Imm
[0056]旋轉(zhuǎn)填料速度:5000rpm
[0057]反應(yīng)器轉(zhuǎn)鼓直徑:160mm
[0058]旋轉(zhuǎn)填料直徑:107mm
[0059]填料密度:56_
[0060]流速在0.81/h左右
[0061]將初始進(jìn)料I的組分用斜槳葉式攪拌器或Ultra-Turrax預(yù)乳化。然后利用噴槍將來自初始進(jìn)料容器的物質(zhì)同時(shí)噴射至旋轉(zhuǎn)填料上。在填料中，由于異氰酸酯和胺之間的反應(yīng)，液滴精細(xì)乳化且形成膠囊。在膠囊的形成之后，將懸浮液在55°C下溫和攪拌3.5h，以完全固化形成的膠囊。得到的微膠囊具有2.05 μ m的平均粒度(d (0.5)，體積平均)。
【權(quán)利要求】
1.一種包封物質(zhì)的方法，其中膠囊壁通過界面反應(yīng)得到，其中該界面反應(yīng)在具有旋轉(zhuǎn)填料的離心反應(yīng)器中進(jìn)行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中將包含水不混溶的有機(jī)溶劑和原料A的相A與包含原料B的水相B在至少一種表面活性物質(zhì)和要包封的物質(zhì)存在下轉(zhuǎn)化為乳液，其中膠囊壁的形成通過原料A和B的化學(xué)反應(yīng)在乳液液滴界面進(jìn)行。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中將織物網(wǎng)作為旋轉(zhuǎn)填料使用。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)的方法，其中將填料以500g至5000g的離心加速度旋轉(zhuǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)的方法，其中離心反應(yīng)器在0.l-3MPa的壓力下操作。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)的方法，其中在離心反應(yīng)器中的流速為lL/min至1000L/min。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)的方法，其中離心反應(yīng)器中的溫度在0-100°C的范圍內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求2-7中任一項(xiàng)的方法，其中相A和相B的乳液為水包油乳液或油包水乳液。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)的方法，其中要包封的物質(zhì)為親水性或疏水性物質(zhì)。
10.根據(jù)權(quán)利要求2-9中任一項(xiàng)的方法，其中相A為水不混溶的有機(jī)溶劑在水中的乳液。
11.根據(jù)權(quán)利要求2-10中任一項(xiàng)的方法，其中將芳族溶劑或輕油作為相A的有機(jī)溶劑使用。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)的方法，其中由界面反應(yīng)得到的膠囊壁為縮聚物。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-12中任一項(xiàng)的方法，其中通過界面反應(yīng)得到的膠囊壁由聚脲、聚氨酯、聚酰胺或聚碳酸酯組成。
14.根據(jù)權(quán)利要求2-13中任一項(xiàng)的方法，其中將雙-或多官能異氰酸酯作為原料A使用。
15.根據(jù)權(quán)利要求2-14中任一項(xiàng)的方法，其中將選自胺、羥胺或醇的雙-或多官能化合物作為原料B使用。
16.根據(jù)權(quán)利要求2-15中任一項(xiàng)的方法，其中將二苯甲烷二異氰酸酯、聚二苯甲烷二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、1，4-苯二異氰酸酯或六亞甲基二異氰酸酯作為原料A使用。
17.根據(jù)權(quán)利要求2-16中任一項(xiàng)的方法，其中將C2-C6亞烷基二胺作為原料B使用。
18.根據(jù)權(quán)利要求2-17中任一項(xiàng)的方法，其中將至少一種表面活性劑或乳化劑作為界面活性物質(zhì)使用。
19.根據(jù)權(quán)利要求2-17中任一項(xiàng)的方法，其中將木素磺酸或聚氧化烯嵌段共聚物或其混合物作為界面活性物質(zhì)使用。
20.根據(jù)權(quán)利要求1-17中任一項(xiàng)的方法，其中將結(jié)構(gòu)化學(xué)品作為要包封的物質(zhì)使用。
21.根據(jù)權(quán)利要求1-18中任一項(xiàng)的方法，其中將生物活性物質(zhì)作為要包封的物質(zhì)使用。
【文檔編號】A61K9/50GK103732219SQ201280038948
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2012年8月16日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月16日
【發(fā)明者】B·薩克微, C·馬格斯-索特, R·英格爾, A·鮑德爾, S·尤達(dá)特, C·索娃 申請人:巴斯夫歐洲公司