凝胶制品、其制备方法及其使用方法

本发明涉及适用于液体功能制剂的凝胶、其制备方法以及其使用方法。本发明特别涉及用于清洁、化妆和/或卫生处理的凝胶制品，其包含：液体功能制剂，以及能实现它们的可控释放的无机氧化硅凝胶基质。

背景技术：

1、流感类疾病(如covid-19)数量的增加，已经提高了全球人民定期洗手的重要性。频繁清洁手部的行为的日益紧迫性已经为市场定下了基调。清洁制剂产品在消费者中越来越受欢迎，因为与其他基于酒精的消毒剂和杀菌剂相比，这些产品被认为在提供深度手部清洁方面更有影响力。

2、已经存在活性成分封装在交联基质中的技术，还研究了活性成分的释放机制和动力学。例如，美国专利申请公开no.us20040247895a1记载了封装基质体系的制备，可纳入基质的活性成分的类型及其释放，但是这些制备的封装基质的应用还没有被充分探讨。此外，在技术开发领域，对该技术通过减少废物和生态足迹来促进可持续环境的使用也很少进行研究。

3、美国专利no.us10947483b2记载了不同种类的成分在不同基质系统中的封装机制，用于不同的使用领域。然而，该发明并没有深入研究潜在的应用，以及这项技术如何在可持续发展方面对环境有益。

4、还已知将将芳香剂或者气态灭菌剂活性成分引入凝胶基质的技术。例如，美国专利申请2002/0039566报道了在没有交联剂或螯合剂的情况下，利用多糖胶凝剂制备透明凝胶的方法。然而，在这些水基凝胶中，芳香剂的负载量较低，一般介于1重量％-15重量％之间，优选方案低于10重量％。另外，制备过程中需要加热凝胶组合物至50℃至80℃使得芳香剂和其它油状组分更好的乳液化。

5、美国专利申请2005/0274817制备了包含3重量％-80重量％的芳香剂的无水凝胶。首先制备香水和纤维素酯(诸如乙酸纤维素酯、乙酸丙酸纤维素和乙酸丁酸纤维素)的混合物，在60℃至100℃下强力搅拌此混合物得到透明的粘液，透明的粘液冷却后形成芳香剂凝胶。然而，纤维素酯的种类和不同组分的浓度需要严格的挑选和控制，才能得到透明或包含少许云状物的凝胶，否则将出现纤维素酯分散不好或冷却时液体混合物不固化的情况。

6、美国专利申请2005/0037080报道了在不加热的情况下制备水基芳香剂凝胶的方法。凝胶基聚合物、其它聚合物、胶凝剂、芳香剂、表面活性剂和水在高速搅拌下混合，以分散芳香剂进入水相，随后向混合物中加入ph调节剂(诸如葡萄糖内脂)，去诱导凝胶基聚合物交联并形成凝胶。然而，此种凝胶中芳香剂含量仅有0.5重量％-10重量％。

7、然而，到目前为止，还没有将凝胶基质用于个体清洁制剂、化妆制剂和卫生产品制剂等液体功能制剂，以实现这些制剂的可控长期释放，更没有采用凝胶制剂减少废物和生态足迹来促进可持续环境的研究。

技术实现思路

1、硅烷氧基化物可以和水反应，水解形成硅羟基，硅羟基之间或与未水解的硅醇盐的进一步反应，将在液相中形成三维的氧化硅基质网络，此外，胶态氧化硅悬浮液也能通过缩聚反应形成三维的凝胶基质网络。目前，此类氧化硅基质网络还没有被应用于个体清洁制剂、化妆制剂和卫生产品制剂等液体功能制剂。

2、因此，本发明开发了用于家庭卫生和化妆品应用中长期使用的多用途氧化硅凝胶封装基质，以适应控制释放机制的封装体系的概念，同时针对不同的使用领域开发了不同的配方，以解决人类活动产生的生态足迹和废物，促进可持续环境。本发明与现有工艺的根本区别在于：(1)封装基质的实际应用；(2)通过将该技术应用于实际情况而解决的问题。

3、为此，本发明提供了：

4、1.一种凝胶制品，其特征在于包含：

5、多孔氧化硅交联基质；

6、液体功能制剂，该液体功能制剂包封在所述多孔氧化硅交联基质中并且选自清洁制剂、化妆制剂和卫生产品制剂中的至少一者；

7、其中所述液体功能制剂占所述凝胶组合物总体积的90到99体积％。

8、2.根据上述的凝胶制品，其特征在于所述多孔氧化硅基质占所述凝胶制品总体积的1到50体积％，

9、任选地，所述液体功能制剂包含选自氧化铝、二氧化钛、铜、聚合物和表面活性剂中的至少一种无机和有机添加剂，以调整表面电荷，增加储存能力，加强材料，并控制储存的功能制剂的释放。

10、3.根据上述的凝胶制品，其中所述清洁制剂包含表面活性剂20-60重量.％、酸/碱0.1-10重量％、精油0.1-5重量％、香精0.1-5重量％、任选的抗菌剂0.1-10重量％、调理剂和溶剂0.5-20重量％。

11、4.根据上述的凝胶制品，其中所述化妆制剂包含表面活性剂20-60重量％、酸/碱0.1-10重量％、精油0.1-5重量％、香精0.1-5重量％、任选的抗菌剂0.1-10重量％、维生素0.5-5重量％、润湿剂0.5-30重量％、调理剂和溶剂0-20重量％。

12、5.根据上述的凝胶制品，其中卫生产品制剂包含表面活性剂20-60重量％、酸/碱0.1-10重量％、精油0.1-5重量％、香精0.1-5重量％、任选的抗菌剂0.1-10重量％、润湿剂0.5-30重量％、调理剂和溶剂0.5-20重量％。

13、6.根据上述的凝胶制品，其中多孔氧化硅交联基质是由有机氧化硅前体、无机氧化硅前体或者无机-有机氧化硅前体通过在无机酸或者无机碱催化剂的存在下水解并且发生缩聚反应使得氧化硅溶胶增长、聚集和交联形成的。

14、7.根据上述的凝胶制品，其中所述有机氧化硅前体为硅烷氧基化物，并且硅烷氧基化物选自由正硅酸甲酯、正硅酸乙酯和正硅酸丙酯组成的组。

15、6.根据上述的凝胶制品，其中所述无机-有机氧化硅前体为胶态氧化硅的水性悬浮液。

16、7.根据上述的的凝胶制品，其中所述无机酸催化剂选自由硝酸、盐酸、硫酸、磷酸和柠檬酸所组成的组。

17、8.根据上述的的凝胶制品，其中所述无机碱催化剂选自由氨水、氢氧化钠、氢氧化钾和碱性胶态氧化硅悬浮液所组成的组。

18、9.根据上述的的凝胶制品，其中所述液体功能制剂包含水溶性溶剂或者水，其中所述水溶性溶剂与水或水溶液或者制剂中的成分混溶。

19、10.根据上述的凝胶制品，其特征在于所述水溶性溶剂是一种溶剂或者两种或多种溶剂的组合。

20、11.根据上述的凝胶制品，其中所述水溶性溶剂选自由乙二醇、丙二醇、丙三醇、一缩二丙二醇、聚乙二醇、一缩二丙二醇甲醚、十四酸异丙酯、邻苯二甲酸二乙酯、三乙酸甘油酯、苯甲酸苄酯、3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇、苯甲醇、乙醇、异丙醇以及上述两种或多种溶剂的组合所组成的组中的一种或者多种。

21、12.根据上述的凝胶制品，其中所述凝胶制品为包封液体功能制剂的活性凝胶胶囊。

22、13.根据上述的凝胶制品，其中清洁制剂选自下列中至少一者：包含表面活性剂、酸/或碱、精油、香料和调理剂的沐浴露；包含表面活性剂、酸/或碱、精油、香料和调理剂的灭菌洗手剂；和包含表面活性剂、酸/或碱、精油、抗菌剂和调理剂的洗洁精中的至少一者；

23、任选地，所述化妆制剂选自下列中至少一者：包含表面活性剂、酸/或碱、精油、抗菌剂和调理剂的洗面剂以及包含表面活性剂、酸/或碱、精油、抗菌剂、维生素、湿润剂和调理剂的皮肤润湿剂；

24、任选地，所述卫生产品制剂选自下列中至少一者：包含表面活性剂、酸/或碱以及精油的洗车制剂；包含表面活性剂、酸/或碱、精油、香料和抗菌剂的洗衣制剂；包含表面活性剂、酸/或碱以及精油的织物软化制剂以及包含表面活性剂、酸/或碱、香料以及抗菌剂的织物洗涤制剂。

25、14.根据上述的凝胶制品，其中所述凝胶经老化以具有能够在至少一个月内以稳定的速率释放和/或软硬可调的结构。

26、15.根据上述的凝胶制品，其中所述多孔氧化硅交联基质还包封泡沫剂，即泡沫洗手液、泡沫清潔劑、泡沫洗面液、泡沫去污剂和泡沫沐浴液中的至少一者。

27、16.一种凝胶制品的制备方法，所述方法包括：

28、提供无机氧化硅前体、有机氧化硅前体或者无机/有机氧化硅前体；

29、向无机氧化硅前体、有机氧化硅前体或者无机/有机氧化硅前体添加无机酸催化剂或无机碱催化剂；

30、将无机氧化硅前体、有机氧化硅前体或者无机/有机氧化硅前体水解，以形成氧化硅溶胶；

31、向所述氧化硅溶胶中添加液体功能制剂，该液体功能制剂选自清洁制剂、化妆制剂和卫生产品制剂中的至少一者；

32、将溶胶老化以获得凝胶制品，其包含多孔氧化硅交联基质以及包封在多孔氧化硅交联基质中的液体功能制剂；

33、其中所述液体功能制剂占所述凝胶制品总体积的90到99体积％。

34、17.根据所述的制备方法，其中所述老化包括氧化硅溶胶通过缩聚反应进行增长、聚集和交联，以形成多孔氧化硅交联基质

35、18.根据所述的制备方法，其中所述氧化硅溶胶在室温制备或通过控制温度20℃至50℃制备。

36、19.根据所述的制备方法，其中所述控制温度的时间为1至5小时。

37、20.根据所述的制备方法，其特征在于所述老化形成包封所述液体功能制剂的凝胶胶囊。

38、21.根据所述的制备方法，还包括在向所述氧化硅溶胶中添加液体功能制剂之前，向所述氧化硅溶胶中加入起泡剂。

39、22.一种上述的凝胶制品的使用方法，包括：

40、提供所述的凝胶制品；

41、将所述凝胶制品置于容器中，

42、在容器中引入水，以及

43、在容器中将所述凝胶制品与水接触，以分配所述凝胶制品并且释放凝胶制品中的活性成分。

44、23.根据上述的方法，其中在将所述凝胶制品引入容器之前将凝胶制品插入多孔支架之中，然后将多孔支架引入所述容器中。

45、24.根据上述的方法，其中通过自动补水系统在所述容器中引入水，或者手动向所述容器中引入水。

46、25.根据上述的方法，其中所述自动补水系统通过单通阀与水源相连，以连续不间断地分配所述凝胶制品。

47、26.根据上述的方法，其中以泡沫的形式分配所述凝胶制品。

48、27.根据上述的方法，其中所述容器为液体分配器或者液体喷雾器，以将所述凝胶制品以液体或者液体喷雾形式分配。

49、28.根据上述的方法，其中所述容器为淋浴头或者水龙头安装装置，以对水进行调理、纯化、灭菌和/或改善水的气味和口味。

50、29.上述的凝胶制品或者上述的使用方法在减少废物和降低环境足迹，从而促进可持续环境保护中的应用。

51、本发明利用氧化硅封装基质技术开发了含有氧化硅封装基质的浓缩功能液体配方(例如液体清洁产品或者化妆产品或者卫生产品)，为市场上现有的功能液体产品提供了一种替代品。用标准的家庭大小(50克)的凝胶制剂，可以使相約3-5升的传统液体清洁产品或者化妆产品或者卫生产品的使用时间相同。这不仅提供了更长的使用期限，而且由于其长期使用和紧凑的尺寸，还进一步减少了功能液体制剂市场产生的废物，如瓶装和生产过程。除此之外，凝胶胶囊的产品生命周期比现有市场上的所有液体制剂产品要长得多，这有助于液体功能制剂产品的可持续发展。本发明的产品促进了低环境足迹的产品生命周期，并倡导将低碳生活方式转化为日常必需品。