富含非离子表面活性剂耐高温纳米乳液的制备方法与流程

本发明属于纳米乳液的生产技术领域。

背景技术：

纳米乳液系分散相液滴粒子的粒径大小一般在20～200nm。纳米乳液由表面活性剂、油和水组成。纳米乳液与普通乳液相比具有明显的优势在于：1）具有极大的比表面积和自由能，从而使得该类乳液成为一种有效的传递系统；2）通过加入功能性分子可实现纳米乳液的功能化；3）具有高的稳定性。因此纳米乳液常用石油开采、机械加工、化妆品、制药等行业。纳米乳液制备方法由低能法和高能法，其中由于低能法操作条件温和、设备简单是制备纳米乳液优选的方法。采用低能法制备的纳米乳液配方中，表面活性剂多采用非离子表面活性剂，由此带来的最大问题是纳米乳液高温稳定性差。因此，提高用低能法制备非离子表面活性剂纳米乳液的高温稳定性是亟待解决的问题，这对拓展纳米乳液的应用领域有着积极的推动作用。

为了提高富含非离子表面活性剂纳米乳液的高温稳定性，相关研究工作者作出了不懈地努力。2009年，武汉大学董金凤课题组将月桂醇聚醚/正癸烷/水纳米乳液体系中加入双十二烷基溴化铵所得的纳米乳液的稳定性由30min提高到1d。但是，长期高温条件下非离子纳米乳液的研究成果未见报道。

技术实现要素：

针对当前富含非离子表面活性剂纳米乳液高温稳定较差的明显缺陷，本发明旨在提供一种可用低能法制备富含非离子表面活性剂纳米乳液的方法。

本发明技术方案是：将聚氧乙烯类非离子表面活性剂、表面活性离子液体和油相混合后，在30～60℃的温度条件下磁力搅拌，得混合滴液，然后将混合滴液滴加于水中，搅拌后得含富含非离子表面活性剂耐高温纳米乳液。

本发明方法制得的纳米乳液，在54℃环境下保存两个月以上仍不发生分层现象。本发明使用的非离子表面活剂、表面活性离子液体和液体石蜡均为低毒或无毒药品，可用于农药载体、石油开采和机械加工等领域。

进一步地，本发明所述聚氧乙烯类非离子表面活性剂为tween系列或brij系列非离子表面活性剂。

所述brij系列非离子表面活性剂可选自十二烷基聚四氧乙烯醚或聚氧乙烯月桂醇。该类型的分子中含有聚氧乙烯链，表面活性高，增溶性好。其富含的氧原子能与水中的羟基形成氢键，故在乳液的形成过程中表现出很好稳定性能。

所述tween系列非离子表面活性剂可选自tween20、tween40、tween80。该系列的非离子表面活性剂不易受电解质的影响，且在所有的非离子表面活性剂中生物毒性是最低。

本发明所述表面活性离子液体为十二烷基吡啶或者十二烷基吡咯，该类离子型表面活性剂中的亲水头基中含有氮原子，该原子不仅能与brij系列非离子表面活性剂中的聚氧链中的氧原子形成氢键，也能与水相中的羟基形成氢键，这样可以使乳液形成丰富的网状结构从而达到一定的稳定性

所述油相为液体石蜡，是碳原子个数在6~14正构烷烃混合物，常温下是无色透明油状液体，无臭无味五毒，是一类优良的油田化学品。由其制备的乳液在二次采油工业领域中有广泛的应用。

另外，本发明聚氧乙烯类非离子表面活性剂、表面活性离子液体和油相的混合体积比为2～8∶8～2∶1～5。所述混合滴液与水的投料质量比为5～15∶85～95。该投料比中的表面活性剂、油滴、非离子表面活性剂的用量较少，绿色环保，水溶性优良。

上述纳米乳液，油相是液体石蜡，表面活性剂是聚氧乙烯类非离子表面活性剂，表面活性离子液体为助表面活性剂。在一定温度下，通过相转变组分法合成组分含量不同的纳米乳液。

附图说明

图1是实施例中选取的三种新制备的纳米乳液的照片。

图2是实施例中选取的三种纳米乳液在54℃情况下保存2个月后的照片。

图3是样品1在54℃实验温度下背散射光强度随样品高度的变化情况。

图4是样品2在54℃实验温度下背散射光强度随样品高度的变化情况。

图5是样品3在54℃实验温度下背散射光强度随样品高度的变化情况。

具体实施方式

实施例一：

1、制备纳米乳液：

将brij30与液体石蜡混合，之后加入表面活性离子液体十二烷基吡啶或者十二烷基吡咯，使brij30、表面活性离子液体和液体石蜡的混合质量比为2～8∶8～2∶1～5。在30℃的温度、600～800rpm和磁力搅拌器上搅拌5min，所得的混合液滴的量为目标总乳液质量的15～5%。在此搅拌速率下逐滴加入水，滴加速度控制在2ml/h，最终加入量为总乳状液质量的85～95%。滴加完毕，继续搅拌10min。最后将产物——纳米乳液倒入直筒瓶内待用。

2、考察含非离子表面活性剂纳米乳液的高温稳定性：

将制好的纳米乳液放置54℃恒温箱中，每天拍照对比。

图1为新制备的分别含十二烷基吡啶和十二烷基吡咯纳米乳液的照片图，图2是纳米乳液在54℃情况下保存了2个月后的照片图。图1、2表明富含非离子表面活性剂纳米乳液具有很好的高温稳定性。

3、测定含非离子表面活性剂纳米乳液的高温稳定性：

在54℃下，将投入制备的纳米乳液倒入样品玻璃瓶中，用turbiscanlab稳定性分析仪在恒温54℃条件下进行测量。每30min扫描一次样品，共扫480次（10天）。背散射光强度随样品高度的变化情况如图3、4、5所示。

图3、4、5表明：每组配方样品在长达一个星期的54℃高温条件下，纳米乳液整体的背散射光强度几乎没有变化，进一步说明富含非离子表面活性剂纳米乳液具有很好的高温稳定性。

实施例二：

1、制备纳米乳液：

将tween40或tween60或tween80与液体石蜡混合，之后加入表面活性离子液体十二烷基吡啶或者十二烷基吡咯，使tween、表面活性离子液体和液体石蜡的混合质量比为2～8∶8～2∶1～5。

在60℃的温度、600～800rpm和磁力搅拌器上搅拌4min，所得的混合液滴的量为总乳液质量的15～5%。在此搅拌速率下逐滴加入水，滴加速度控制在2ml/h，最终加入量为总乳状液质量的85～95%。滴加完毕，继续搅拌10min，最后将产物——纳米乳液倒入直筒瓶内待用。

2、考察含非离子表面活性剂纳米乳液的高温稳定性：

将制好的纳米乳液放置54℃恒温箱中，每天拍照对比。

图1是新制备的分别含十二烷基吡啶和十二烷基吡咯纳米乳液的照片图，图2是纳米乳液在54℃情况下保存了2个月后的照片图。图1、2表明富含非离子表面活性剂纳米乳液具有很好的高温稳定性。

3、测定含非离子表面活性剂纳米乳液的高温稳定性：

在54℃下，将投入制备的纳米乳液倒入样品玻璃瓶中，用turbiscanlab稳定性分析仪在恒温54℃条件下进行测量。每30min扫描一次样品，共扫480次（10天）。背散射光强度随样品高度的变化情况如图3、4、5所示。

图3、4、5表明：每组配方样品在长达一个星期的54℃高温条件下，纳米乳液整体的背散射光强度几乎没有变化，进一步说明富含非离子表面活性剂纳米乳液具有很好的高温稳定性。