一种聚氨酯护肤微胶囊的制备方法

专利名称：：一种聚氨酯护肤微胶囊的制备方法
技术领域：
：本发明涉及纺织功能整理领域，具体涉及一种聚氨酯护肤微胶囊的制备方法。
背景技术：
：微胶囊(Microcapsule)技术，是指利用天然的或合成的高分子材料将目的物包覆于其中，而形成直径从几到几百微米，乃至上千微米的核-壳结构的微小容器。可使性质不稳定的芯材能长期保存，而且也可使本会相互作用的几种成分分开，这种性能在纺织品后处理工艺中发挥的作用尤为重要。微胶囊整理技术较其它方法花费更低，效率更高，因而得到广泛的关注。如今，随着人们对自身的卫生保健意识日益增强，同时，随着工业发展，环境污染日益严重，大气中二氧化碳、氮氧化物和硫氧化物增加，对人体影响较大，造成过敏体质人数增加，因而皮肤护理功能整理引起重视。以聚氨酯为壁材制备的纺织品整理用微胶囊，以前的研究多在储能、芳香、阻燃、防蚊等方面应用，且都在有机溶剂的条件下进行反应。如专利CN101029215公开丫储能聚氨酯微胶囊的制备方法，其中制备过程中的油相是由反应单体多异氰酸酯、有机溶剂碳原子数14至22的正构烷烃和环己烷组成；专利CN1932138公开了制备聚氨酯抗菌芳香微胶囊的方法，其中将'反应单体聚乙二醇溶解在有机溶剂丙酮中，混合后滴加入水相中；专利CN1995112公开了将囊芯红磷分散在有机溶剂三氯甲烷、环己酮或四氯化碳中制备聚氨酯阻燃微胶囊的方法;专利CN1966850公开了无机包覆纳米载银抗菌复合聚氨酯微胶囊防蚊面料的制备方法，其中制备过程中的油相是由反应单体多异氰酸酯、囊芯防蚊剂和有机溶剂环己烷组成。由上述这些公开文献可见，护肤功能的微胶囊鲜有报道。由于目前人们对服装面料的要求已不仅仅局限于简单的抗菌、吸湿、透气等整理功能上，而更多的趋向于天然、健康、舒适和安全的特性，经过护肤整理加工产品处理过的织物可以满足这一要求，体现"可穿着护肤品"的理念，因此护肤微胶囊的制备显得尤为重要。由上述公开文献亦可见，微胶囊的制备多采用了环己烷、丙酮、三氯甲垸、环己酮或四氯化碳等有机溶剂作为反应溶剂，因此，在对环保要求日益高标准和日益注重产品经济性的今天，这些溶剂的采用显然不符合生态环保的要求。综上所述，在不应用有机溶剂的条件下制备具有护肤功能的微胶囊，并将其整理到纺织品上上，使之具有如同化妆品般的滋润、营养、保湿等功能，从而使人们穿着的服装具有舒适美观和营养护肤的双重功能具有显著意义。
发明内容本发明的目的在于提供一种聚氨酯护肤微胶囊的制备方法，在无有机溶剂的条件下，制备具有护肤功能的聚氨酯微胶囊，用于织物的后整理。本发明釆用的技术方案一种聚氨酯护肤微胶囊的制备方法，该方法的歩骤如下(1)将油溶性护肤物质，脂肪族或芳香族二异氰酸酯按照13:1的比例混合均匀；(2)在100010000rpm转速下，将步骤(1)的混合物加入到含有乳化剂的水溶液中，乳化至均匀的乳化分散体系；(3)将聚二元醇和催化剂缓慢加入步骤(2)的乳化分散体系中，在03(TC下搅拌2040min后，加热至60°C90°C;(4)加入l5ml的扩链剂，反应0.52h，制得包覆油溶性护肤物质的微胶囊溶液；(5)将步骤(4)得到的产品抽滤，洗涤，8(TC以下烘干，得微米级胶囊。进一步地，所述的油溶性护肤物质为橄榄油，芦荟油和维生素E中的一种或多种。进一步地，所述的乳化剂为PVA和海藻酸钠中的一种或两种的混合，其用量为总量的1%3%。进一步地，所述脂肪族或芳香族二异氰酸酯为如下物质中的任意一种4，4'—二苯基甲垸二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、1，4'一苯二异氰酸酯、异佛尔酮一二异氰酸、4，4'—二环己基甲垸二异氰酸酯。进一步地，所述聚二元醇为聚乙二醇、聚丙二醇和聚己二酸乙二醇酯二醇中的一种。进一步地，所述脂肪族或芳香族二异氰酸酯和聚二元醇的反应摩尔比为1.52.5:1。更进一步地，所述催化剂为三乙烯二胺或二月桂酸二丁基锡。进一步地，所述扩链剂为小分子的二醇或二胺类，选自如下物质中的任意一种乙二醇、1，4—丁二醇、乙二胺、己二胺。进一步地，所生成微胶囊的囊壁占微胶囊总质量的40%—50%，囊芯占微胶囊总质量的60%—50%。本发明用界面聚合法制备聚氨酯护肤微胶囊，所述的多异氰酸酯是必备的单体，由其制得的聚氨酯壁材具有多孔性、柔软性和富有弹性，及其良好的透湿和通气等良好性能；囊芯橄榄油、维生素E或芦荟油是护肤化妆品的重要原料，具有滋润皮肤、营养、保湿等功能。本发明所采用的合成方法不使用任何有机溶剂。本发明所采用的合成方法，具体的反应历程如下所示反应式中，R表示聚二元醇中除端羟基外的基团。(a)为反应单体多异氰酸酯和聚二元醇的预聚反应，(b)为反应式(a)中产物在扩链剂下的扩链反应，得到的产物可以在扩链剂的作用下进一步发生扩链反应，最终得到聚氨酯壁材。但由于TDI的活性很高，所以很可能存在的副反应在界面发生缓慢水解反应产生胺，并逸出C02，如方程式(c)。所以如何控制反应条件，避免副反应的发生是非常重要的。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>本发明的最人特点就是通过控制反应条件，使反应在0/W乳液的界面上进行，降低生成聚脲的副反应，最终制得具有护肤功能的聚氨酯微胶囊，使织物具有如同化妆品般的滋润、营养、保湿等功能。且微胶囊在制备过程中不使用环己烷、丙酮或四氯化碳等有机溶剂。此外，本发明所需要的原料简单易得，原料利用率高，反应条件容易满足，反应时间短，成本低，操作简单。具体实施例方式1、反应初始温度对微胶囊制备的影响实施例14将6.0g橄榄油、5.0gTDI混合均匀，分别在一系列温度下(如下表)，缓慢加入到含1.7g聚乙烯醇的150ml水中，边加边搅拌(3000rpift)，当乳化至均匀的分散体系时，缓慢加入9.0gPEG和0.02g催化剂三乙烯二胺，在l(TC下搅拌30min后，升温至7(TC，加入lml扩链剂乙二醇反应1小时，制得产物。试验结果如表一所示。db下表可知应控制反应起始温度，以减少副反应或反应过于激烈的现象发生，从而得到更多的聚氨酯护肤微胶囊。表一<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>2、PEG分子量的影响实施例57将10.0g橄榄油、5.5gTDI混合均匀后，在1(TC下，缓慢加入到含5.2g聚乙烯醇的150ml水中，边加边搅拌(3000rpm)，当乳化至均匀的分散体系时，缓慢加入9.0g—系列分子量的PEG(如下表)和0.02g催化剂三乙烯二胺，在1(TC下搅拌30min后，升温至7(TC，加入lml扩链剂乙二醇反应1小时，制得产物。将得到的产品抽滤，洗涤，8(TC以下烘干，得微米级微胶囊。用无水酒精溶解样品，在超声波K振荡，颗粒分布均匀后取样滴于样品台上，待酒精蒸干后，在扫描电镜下观察。发现随着PEG分子量的增大，制备的微胶囊表面变得越致密和光滑。可见，PEG的分子量对油溶性囊芯从微胶囊囊壁中的释放性能有一定影响，实际应用时须根据缓释性要求选择适当的PEG分子量。实验结果如表二所示。<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>3、不同搅拌速度的影响实施例810将8.0g橄榄油、5.2gTDI混合均匀后，在1(TC下，缓慢加入到含2.6g聚乙烯醇的150ml水中，在一系列转速下搅拌(如下表)，当乳化至均匀的分散体系时，缓慢加入9.0gPEG和0.02g催化剂三乙烯二胺，在l(TC下搅拌30min后，升温至70。C，加入5ml扩链剂乙二醇反应l小时，制得产物。试验结果如表三所示。由下表可知，由于磁力搅拌的速度不均匀，且转速低，达不到乳化的要求，制得少量微胶囊；随着速度的提高微胶囊颗粒减小，大小分布均匀。表三<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>4、不同囊芯的微胶囊的制备实施例11将8.0g橄榄油、5.5gTDI混合均匀后，在1(TC下，缓慢加入到含1.5g海藻酸钠和1.5g聚乙烯醇的150ml水中，边加边搅拌(3000rpm)，当乳化至均匀的分散体系时，缓慢加入9.0gPEG.600和0.02g催化剂三乙烯二胺，在l(TC下搅拌30min后，升温至70。C，加入3ml扩链剂乙二醇反应1小时，制得产物。将得到的产品抽滤，洗涤，8(TC以下烘干，得微米级微胶囊。将微胶囊整理到织物上的工艺流程为将棉织物浸入含有交联剂和微胶囊乳液中，乳液分散稳定后，将纯棉或涤棉织物浸入其中，经过两浸两轧，然后预烘、焙烘。在红外光谱下观察橄榄油的特征吸收峰的变化。对比未经过整理的织物、经过整理剂整理的织物和整理放置一段时间的织物，发现未经整理的织物在特征吸收峰处无吸收峰，整理的织物较放置一段时间后的整理织物的峰强，说明整理的微胶囊具有缓释性。实施例12将8.0g维生素E、5.5gTDI混合均匀后，在1(TC下，缓慢加入到含1.5g海藻酸钠和1.5g聚乙烯醇的的150ml水中，边加边搅拌(2000rpm)，当乳化至均匀的分散体系时，缓慢加入9.0gPEG600和0.02g催化剂三乙烯二胺，在l(TC下搅拌30min后，升温至70。C，加入3ml扩链剂乙二醇反应1小时，制得产物。将维生素E微胶囊进行两浸两轧织物整理后，织物取得了实施例11相同的效果。实施例13将8.0g芦荟油、5.5gTDl混合均匀后，在10。C下，缓慢加入到含1.5g海藻酸钠和L5g聚乙烯醇的的150ml水中，边加边搅拌(3000rpm)，当乳化至均匀的分散体系时，缓慢加入9.0gPEG600和0.02g催化剂三乙烯二胺，在l(TC下搅拌30min后，升温至7(TC，加入3ml扩链剂乙二醇反应1小时，制得产物。将芦荟油微胶囊对织物进行两浸两轧整理后，织物取得了实施例11相同的效果。权利要求1.一种聚氨酯护肤微胶囊的制备方法，其特征在于该方法的步骤如下(1)将油溶性护肤物质，脂肪族或芳香族二异氰酸酯按照质量比为1～31的比例混合均匀；(2)在1000～3000rpm转速下，将步骤(1)的混合物加入到含有乳化剂的水溶液中，乳化至均匀的乳化分散体系；(3)将聚二元醇和催化剂缓慢加入步骤(2)的乳化分散体系，在0～30℃下搅拌20～40min后，加热至60℃～90℃；(4)加入1～5ml的扩链剂，反应0.5～2h，制得包覆油溶性护肤物质的微胶囊溶液；(5)将步骤(4)得到的产品抽滤，洗涤，80℃以下烘干，得微米级胶囊。2.根据权利要求1所述的聚氨酯护肤微胶囊的制备方法，其特征在于所述的油溶性护肤物质为橄榄油，戸荟油和维生素E中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的聚氨酯护肤微胶囊的制备方法，其特征在于所述的乳化剂为PVA和海藻酸钠中的一种或两种的混合，其用量为总量的1%3%。4.根据权利要求1所述的聚氨酯护肤微胶囊的制备方法，其特征在于所述脂肪族或芳香族二异氰酸酯为如下物质中的任意一种4，4'一二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、1，4'—苯二异氰酸酯、异佛尔酮一二异氰酸、4，4'一二环己基甲烷二异氰酸酯。5.根据权利耍求1所述的聚氨酯护肤微胶囊的制备方法，其特征在于所述聚二元醇为聚乙二醇、聚丙二醇和聚己二酸乙二醇酯二醇中的一种。6.根据权利要求1或4或5所述的聚氨酯护肤微胶囊的制备方法，其特征在于所述脂肪族或芳香族二异氰酸酯和聚二元醇的反应摩尔比为1.22.5:1。7.根据权利要求1所述的聚氨酯护肤微胶囊的制备方法，其特征在于所述催化剂为三乙烯二胺或二月桂酸二丁基锡。8.根据权利要求1所述的聚氨酯护肤微胶囊的制备方法，其特征在于所述扩链剂为小分子的二醇或二胺类，选自如下物质中的任意一种乙二醇、1，4—丁二醇、乙二胺、己二胺。9.根据权利要求1所述的聚氨酯护肤微胶囊的制备方法，其特征在于所生成微胶囊的囊壁占微胶囊总质量的40%—50%，囊芯占微胶囊总质量的60%—50%。全文摘要本发明涉及纺织功能整理领域，具体一种聚氨酯护肤微胶囊的制备方法，步骤如下将油溶性护肤物质，脂肪族或芳香族二异氰酸酯按照1～3∶1的比例混合均匀，在1000～10000rpm转速下加入到含有乳化剂的水溶液中，乳化至均匀的乳化分散体系，缓慢加入聚二元醇和催化剂，在0～30℃下搅拌20～40min后，缓慢加热至60℃～90℃，加入1～5ml的扩链剂反应0.5～2h，制得微胶囊溶液。将得到的产品抽滤，洗涤，80℃以下烘干，得微米级胶囊。本发明所采用的合成方法不使用任何有机溶剂。本发明使织物具有如同化妆品般的滋润、保湿等功能。此外，原料简单易得，利用率高，反应条件容易满足，操作简单。文档编号D06M13/165GK101392460SQ20081012049公开日2009年3月25日申请日期2008年9月8日优先权日2008年9月8日发明者吴颖喆,锋王,董利敏,邵建中申请人:浙江理工大学