一种温控保健微胶囊及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属微胶囊制备技术领域，涉及一种适用于纺织领域的温控保健微胶囊及其制备方法。
【背景技术】
[0002]微胶囊技术是一种采用成膜材料将微小活性颗粒包覆成具有核芯-壁壳结构微粒的新型技术。将微小活性材料微胶囊化，可有效减少活性物质对于周边物系，包括固体、液体、气体和光照等的反应，并有效控制其对于外环境的流动、释放或扩展。目前，微胶囊技术已广泛用于食品、医药、纺织和工程材料等领域。
[0003]中国专利申请号200610017695公开了一种具有持久性抗菌芳香效果的纺织品纳米后整理试剂及其制作工艺，采用抗菌剂和芳香剂的混合物作为芯材，高粘附材料作为壁材，生成抗菌芳香型微胶囊溶液用作纺织品纳米后整理试剂，具有持久、耐洗、无毒等优点。
[0004]中国专利申请号201410194001公开了一种服装用储能调温微胶囊相变保温材料及其制备方法，采用有机醇和有机酯混合物为芯材，壳聚糖和二氧化硅凝胶混合物为壁材，制得储能调温微胶囊，用于服装产品具有调节保温效果好，保温时间长久，不影响服装穿着舒适性等优点。
[0005]微胶囊技术的应用，拓宽了新型功能性纺织品的开发途径。
[0006]在纺织应用领域，消费者对于纺织品的功能性和舒适性的要求愈来愈高，其中舒适保健功能类纺织品的需求量日益增大。随着纺织科学技术水平的提高，各类具有远红外功能、抗菌功能、磁疗功能的保健纺织品，如珍珠纤维纺织品、甲壳素纤维纺织品、中药活血化瘀纤维纺织品和负离子、磁疗康复家纺用品等相继问世，很大程度上满足了消费者的需求。
[0007]但是，现有保健功能纺织品在生产，服用和保健功效方面仍存在不足，具体表现为:
[0008]在生产中，以珍珠粘胶纤维(中国专利申请号200410067962.5)为例，由于该技术中，珍珠粉粒液体浆料采用水溶性分散剂，并以蒸馏水为载体，因此在纺丝工序中加入珍珠粉粒液体浆料后，珍珠粉粒在纺丝液中的分散性下降，在大批量纺丝时，珍珠粉粒团聚后堵塞喷丝孔的现象时有发生，纺丝结束，可见珍珠粉体沉淀于容器的底部；此一弊端严重影响了珍珠纤维的生产效率。同时，由于珍珠粉粒的沉淀，增加了原材料的成本。此外，在粘胶纺丝的凝固浴中，硫酸的侵蚀不可避免地降低了珍珠粉体的功效。
[0009]抗菌珍珠粘胶纤维(中国专利申请号200710008726)技术在珍珠粉粒母液中加入有机抗菌剂，相应地分散剂采用聚醚型非离子活性剂，载体为多元醇非离子活性剂，一定程度上分散性有所提高，但并未从根本上解决上述弊端。
[0010]以上所述珍珠粉体分散性不足以及粉体在加工中受硫酸侵蚀的弊端在功能性粉体共混纺丝加工中具有共性。
[0011 ] 在服用和保健功效方面，由于珍珠性寒，在夏季服用条件下，消费者感觉珍珠纤维内衣凉爽舒适，受到一致的好评；但在冬季服用时，内衣服用过于偏凉，一定程度上影响了舒适性。再者，考虑到温度和光照是激发功能性粉体内能，从而有效释放微量元素的重要因素，因此，在冬季温度偏低时，功能性粉体珍珠微颗粒的微量元素释放量以及远红外法向发射率均会受到现见的影响。显然，维持纺织产品中的功能性粉体处于有利于持续激发其内能的温度范围内，对于提高纺织品的服用舒适性，增强保健功效具有重要意义。
[0012]现有技术中，微胶囊技术的应用主要体现在解决活性材料与周边物系的隔离控制工艺技术，以扩大活性材料的应用领域；对于如何实现温控保健，使其活性成分发挥持久的最大效能尚属空白。
【发明内容】
[0013]本发明的目的在于提供一种温控保健微胶囊及其制备方法，以实现温控保健，发挥功能性粉体持久的功效，以及解决保健功能类纤维在生产过程中由于分散性不良造成生产效率下降、原料成本提高、粉体遇酸降解并同时提高产品冬季服用舒适性等技术问题。
[0014]本发明的一种温控保健微胶囊的制备方法，其特征是步骤为:制备预聚体一一制备保健功能性粉体与温致相变材料共混复合芯材乳液一一聚合反应成膜一一洗涤并干燥；
[0015]所述的制备预聚体步骤为:
[0016]将三聚氰胺、甲醛溶液和蒸馏水混合，调节pH值到8?9，升温到60?80°C，以200-500r/min慢速搅拌至透明粘稠状液体。
[0017]在此阶段，壁材所用高分子材料预先形成粘稠状聚合物，该预聚体的配比决定其粘稠度，从而直接影响微胶囊的壁材包覆形态。
[0018]所述的制备保健功能性粉体与温致相变材料共混复合芯材乳液步骤为:
[0019]在40-50 °C温度下，将熔化的温致相变材料、乳化剂和去离子水混合后以高速6000-10000r/min乳化，然后用油浴加热到90-99 V，加入保健功能性粉体和分散剂，继续以400-600r/min转速乳化10?15min后，降温到30-40°C，用弱酸调节pH值到5?6。
[0020]此阶段，功能性粉体以吸附剂的形态进入含温致相变材料的乳化液，其微孔结构和表面形态能有效地吸纳/吸附相变材料微粒，形成保健功能性粉体与温致相变材料复合芯材乳液。乳液的浓度对于下道聚合反应成膜工序具有重要影响。浓度过低，将造成预聚体分子量下降，壁材包覆不良，致密性变差，甚至不能有效形成微胶囊；浓度过高，则微胶囊的均一性变差；乳化速度、分散剂的选用和工艺温度的控制直接影响到功能性粉体与温致相变材料的吸附状态和微胶囊的粒径大小。
[0021]所述的聚合反应成膜步骤为:
[0022]将保健功能性粉体与温致相变材料共混复合芯材乳液加温到50-60°C，维持pH值5-6，以200-500r/min转速搅拌并以10_30ml/min的慢速滴加完预聚体，静止反应100-150min后，降温到15_25°C，然后用氢氧化钠调节pH值到8_9终止反应。
[0023]在此阶段，预聚体中的高分子聚合物吸附沉淀于复合芯材之上，在酸性条件下缩聚反应后在复合芯材周围形成包覆成膜；成膜的均匀度取决于搅拌速度与滴加速率的匹配；静止反应时间可控制成膜厚度；在碱性条件下，聚合反应终止，囊壁形成。
[0024]所述的洗涤并干燥为:
[0025]添加尿素去除残余甲醛，抽滤后用热乙醇和热水洗涤，再进行真空干燥，S卩，添加尿素-低速搅拌-真空抽滤-添加热乙醇-热水洗涤-真空干燥。
[0026]此阶段，pH = 7-7.5条件下，尿素与游离的甲醛加成反应，生成溶于水的一羟甲基脲与二羟甲基脲，以120-200r/min转速搅拌，充分反应后，真空抽滤实施固液分离；加入40-450C热乙醇去除残余有机物，40-45°C热水洗涤后在真空干燥箱内用50-60°C温度干燥100_120mino
[0027]如上所述的一种温控保健微胶囊的制备方法，三聚氰胺、甲醛溶液和蒸馏水的质量比为1:1?2:1?2 ;其中甲醛溶液的浓度为30?50wt%。
[0028]如上所述的一种温控保健微胶囊的制备方法，温致相变材料、乳化剂和去离子水的质量比为1: 0.5?2: 5?10 ;高速乳化时间为30?40min ;保健功能性粉体与分散剂的质量比为5?10: I ;保健功能性粉体与温致相变材料的质量比为0.5?2: I ;所述分散剂为丙二醇嵌段聚醚。
[0029]如上所述的一种温控保健微胶囊的制备方法，温致相变材料与预聚体的质量比为0.5 ?2: I。
[0030]本发明还提供了通过以上制备方法制备的一种温控保健微胶囊，由保健功能性粉体与温致相变材料共混组成的复合芯材和由高分子聚合物构成的壁材所组成；所述的复合芯材与壁材的质量比为0.3?3: I ;所述的保健功能性粉体平均粒径< 1.2 μ m ;所述的微胶囊的平均粒径< 3 μπι。
[0031]作为优选的技术方案:
[0032]如上所述的一种温控保健微胶囊，所述保健功能性粉体为珍珠粉体、中药材粉体、甲壳素粉体、抗菌粉体、竹炭粉体或磁材料粉体中的一种或多种混和。
[0033]如上所述的一种温控保健微胶囊，所述温致相变材料依据产品的温控和服用条件选定，为石蜡、结晶水合盐、共晶水合盐、聚乙二醇或直链烷烃中的一种或多种混和。
[0034]如上所述的一种温控保健微胶囊，所述壁材的高分子聚合物为聚脲、聚酯树脂、脲醛树脂、明胶、聚多元酸或密胺树脂。
[0035]如上所述的一种温控保健微胶囊，所述复合芯材中的保健功能性粉体与所述温致相变材料的质量比为0.5?2: 10
[0036]本发明的温控保健微胶囊可用于纺制功能纤维，包括天然纤维素类功能纤维和合成纤维类功能纤维。
[0037]微胶囊技术是一种采用成膜材料将