專利名稱：硅酸鹽殼微膠囊的懸浮液的制作方法
技術領域：
本發明涉及50°C下至少一個月內無凝膠并具有至少30%體積分數的微膠囊的硅 酸鹽殼微膠囊的水性懸浮液及其獲得的方法。
背景技術：
具有硅酸鹽殼和液體核的微膠囊懸浮液是已知的。這種類型的核-殼微膠囊懸 浮液的代表性實例描述于中 EP 0934773，EP 0941761，US 6，303，149，WO 03/066209 和 GB 2416524。對于擋墻親脂性液體核/硅酸鹽殼微膠囊懸浮液的顯著問題是其在某些條件下 發生膠凝的傾向性。例如，膠凝作用經常隨著微膠囊尺寸增加或在所述懸浮液中微膠囊的 較高體積分數下發生。而且，膠凝作用可以發生于所述懸浮液溫度增加之時，或隨著PH值 變化而發生。然而，發生凝膠的原因尚不明確，而仍然需要提供具有改進穩定性的微膠囊懸 浮液。本發明人相信，這種微膠囊的懸浮液發生凝膠并具有有限的穩定性是因為在懸浮 液組合物中存在膠狀氧化硅的游離納米顆粒。本發明人相信，這些膠狀的氧化硅顆粒可以 隨時間，尤其是在升高的溫度下和/或非中性PH條件下發生凝聚而形成凝膠。因此，我們 已經發現，如果懸浮液連續相中膠狀氧化硅的游離納米顆粒的濃度降低，或賦予惰性，凝膠 作用就可以降低或消除。因此，本發明公開內容涉及具有改進穩定性的微膠囊組合物的懸 浮液。所公開的方法也提供了具有較高體積分數的微膠囊而改善穩定性的微膠囊懸浮液。 本發明方法也提供了懸浮液熱和PH穩定性改善的微膠囊懸浮液。本發明的方法還進一步 提供特征在于親脂性液體和/硅酸鹽微膠囊的厚度顯著增強而并未發生凝膠的組合物。
發明內容
本發明涉及在50°C下一個月內無凝膠并具有至少30%體積分數的微膠囊的硅酸 鹽殼微膠囊的水性懸浮液。本發明進一步涉及一種改善硅酸鹽殼微膠囊的水性懸浮液穩定性的方法，包括將 所述硅酸鹽殼微膠囊的所述水性懸浮液連續相的非揮發性固體含量降低至小于0. 3重量 百分比。本發明進一步涉及一種改善硅酸鹽殼微膠囊的水性懸浮液的穩定性的方法，包括 向硅酸鹽殼微膠囊和膠狀硅酸鹽顆粒的水性懸浮液中加入膠狀硅酸鹽螯合劑。
具體實施例方式硅酸鹽殼微膠囊典型地采用涉及硅酸鹽前體如四烷氧基硅烷聚合作用的水性懸浮液技術進行生產。所得的硅酸鹽殼微膠囊懸浮液組合物經常具有有限的儲存穩定性，尤 其是關于溫度和PH變化的穩定性有限。盡管不期望受限于任何理論，但是本發明人相信，在硅酸鹽殼微膠囊的所述懸浮 液中存在膠狀硅酸鹽顆粒，可能是這些懸浮液儲存不穩定的主要原因。這種膠狀硅酸鹽顆 粒可能被認為是硅酸鹽殼微膠囊生產的四烷氧基硅烷聚合物反應中的副產物。本發明人已 經發現，硅酸鹽微膠囊的懸浮液的儲存穩定性在降低所述懸浮液中膠狀硅酸鹽顆粒的含量 時，或可替代地通過加入螯合劑而賦予非反應性時就能夠改善。本發明公開內容提供了具有改善儲存穩定性的硅酸鹽殼微膠囊水性懸浮液。所公 開的硅酸鹽殼微膠囊水性懸浮液具有至少30%體積分數的水溶液而在50°C下至少一個月 內無凝膠。正如本文中所用“體積分數”是指以體積/體積為基礎的所述懸浮液中硅酸鹽殼 微膠囊的含量。體積分數能夠通過對加入到懸浮液中的每一組分所占體積求和就能夠計算 出來，至于組分所占體積通過每一組分所用質量除以其密度進行確定。硅酸鹽微膠囊的懸 浮液具有至少30%，可替代地，40%,或也許，50%體積分數的懸浮液中的微膠囊。正如本文中所用“無凝膠”是指懸浮液的粘度并沒有隨時間顯著增加。這可以通 過起始懸浮液和陳化懸浮液之間的簡單視覺比較而進行評價。典型地，所述懸浮液具有相 對較低的粘度，因為它們是水基的。如果一旦在升高的溫度下陳化，則懸浮液行為就如同凝 膠，這表明缺乏穩定性。對于本發明公開內容的目的，懸浮液如果在室溫下不流動則就認為 是發生了凝膠。本發明人相信，膠狀硅酸鹽顆粒可以占據硅酸鹽殼微膠囊水性懸浮液的連續相非 揮發性組分含量的主要部分。本發明人已經發現，降低懸浮液的連續相非揮發性組分含量 能改善儲存穩定性。正如本文中所用，“懸浮液”定義為含有固體硅酸鹽殼微膠囊在水性連 續相中的分散相。典型地，固體硅酸鹽殼微膠囊尺寸范圍為1至5μπι。其它并未包含于硅 酸鹽殼微膠囊中的組分和材料，被當作是懸浮液的“連續相”的部分。因此，在一個實施方式 中，本發明的方法涉及將硅酸鹽殼微膠囊的所述懸浮液的連續相中非揮發性固體含量降低 至小于0. 3重量百分比，可替代地降低至小于0. 2重量百分比，或可替代地降低至小于0. 1 重量百分比。正如本文中所用“非揮發性固體含量”是指在懸浮液的連續相(與微膠囊分 離開)經過調節而容許組合物中水和其它揮發性物質蒸發之后剩余的固體物質的質量。對 于本發明公開內容的目的，這些條件定義為將開口容器中的2. 5g組合物放入170°C的爐子 中直至達到恒重(恒重定義為池重量變化小于)。在另一實施方式中，懸浮液連續相的非揮發性固體含量通過從硅酸鹽殼微膠囊的 水性懸浮液連續相中除去至少50%，可替代地70%，可替代地90%的膠狀硅酸鹽顆粒而降 低。膠狀硅酸鹽顆粒可以從硅酸鹽殼微膠囊的懸浮液中通過任何技術或方法而除去。 膠狀硅酸鹽顆粒可以當作是尺寸平均小于400納米的“納米顆粒”。在一個實施方式中，膠 狀硅酸鹽顆粒通過超濾從所述硅酸鹽殼微膠囊的水性懸浮液連續相中除去。正如本文中 所用“超濾”是指經由包含膠狀硅酸鹽顆粒的硅酸鹽殼微膠囊的懸浮液經受水力壓力而迫 使水和膠狀硅酸鹽顆粒通過合適的膜的分離方法。因此，膠狀硅酸鹽顆粒在超濾過程期間 從硅酸鹽殼微膠囊的懸浮液中去除，并作為超濾過程中的滲透液而收集。典型地，膜具有500納米，可替代地450納米，或可替代地400納米的孔徑。合適的膜代表性包括那些從 Millipore (Billerica,MA USA)獲得的膜。典型地，在所述超濾過程期間對懸浮液施加的水 壓至少1. 4MPa(200psi)或1. 2MPa。代表性的超濾實驗室設備是由Millipore (Billerica, MA USA)提供的那些。代表性的超濾生產設備是由Tami Industries (TAMI Industries Nyons France)或 Pall Corporation (East Hills, NY 11548)提供的那些。在還有的實施方式中，超濾采用向所述硅酸鹽殼微膠囊的所述懸浮液中同步加水 而進行。正如本文中所用“同步加水”是指在超濾過程期間向硅酸鹽殼微膠囊的懸浮液中 同時加足量的水而代替作為超濾過程的滲透液而除去的水量。典型地，向所述懸浮液中加 入的水量可以以所述超濾過程中作為滲透液移除水量的90至110%變化。作為一種移除膠狀氧化硅顆粒的備選方法，本發明人相信，硅酸鹽殼微膠囊的水 性懸浮液的穩定性可以通過防止氧化硅顆粒一起凝結和/或反應而得到改善。因此，本發 明的公開內容也提供了一種改善硅酸鹽殼微膠囊的水性懸浮液的穩定性的方法，包括向硅 酸鹽殼微膠囊和膠狀硅酸鹽顆粒的水性懸浮液中加入膠狀硅酸鹽螯合劑。正如本文中所 用，“膠狀硅酸鹽螯合劑”是指當加入也含有膠狀氧化硅顆粒的硅酸鹽殼微膠囊懸浮液中時 與膠狀硅酸鹽顆粒按照這種方式發生作用而防止其反應或凝結的任何化合物或材料。膠狀硅酸鹽螯合劑可以是有機官能硅烷。在一個實施方式中，有機官能硅烷是四 (價)官能性三烷氧基硅烷。合適的四官能性三烷氧基硅烷的典型非限制性實例包括Dow Corning Q9_6;346-氯化十六烷基三甲基銨丙基三甲氧基硅烷。膠狀硅酸鹽螯合劑可以是硅酮聚醚。硅酮聚醚可以選自具有由以下結構式表示的 結構的那些
權利要求
1.一種具有至少30%的微膠囊體積分數的硅酸鹽殼微膠囊的水性懸浮液，并且所述 水性懸浮液在50°C至少一個月內無凝膠。
2.根據權利要求1所述的水性懸浮液，其中所述懸浮液具有小于0.3重量百分比的非 揮發性固體含量。
3.根據權利要求1所述的水性懸浮液，其中所述懸浮液含有小于0.3重量百分比的膠 狀硅酸鹽顆粒。
4.根據權利要求1所述的水性懸浮液，其中所述懸浮液進一步含有膠狀硅酸鹽螯合劑。
5.根據權利要求4所述的水性懸浮液，其中所述膠狀硅酸鹽螯合劑是有機官能硅烷。
6.根據權利要求5所述的水性懸浮液，其中所述有機官能硅烷是四官能的三烷氧基硅焼。
7.根據權利要求5所述的水性懸浮液，其中所述有機官能硅烷是氯化十六烷基三甲銨丙基三甲氧基硅烷。
8.根據權利要求4所述的水性懸浮液，其中所述膠狀硅酸鹽螯合劑是硅酮聚醚。
9.根據權利要求8所述的水性懸浮液，其中所述硅酮聚醚具有以下通式
10.根據權利要求9所述的水性懸浮液，其中在所述硅酮聚醚結構式中，χ具有20至 100的值，y具有2至10的值，ζ具有2至10的值。
11.一種改善硅酸鹽殼微膠囊的水性懸浮液的穩定性的方法，包括將所述硅酸鹽殼微 膠囊的所述水性懸浮液的非揮發性固體含量降低至小于0. 3重量百分比。
12.根據權利要求11所述的方法，其中所述硅酸鹽殼微膠囊的水性懸浮液的非揮發性固體含量通過除去膠狀硅酸鹽顆粒而降低。
13.根據權利要求12所述的方法，其中至少50%的所述膠狀硅酸鹽顆粒從所述硅酸鹽 殼微膠囊的所述水性懸浮液中除去。
14.根據權利要求12所述的方法，其中所述膠狀硅酸鹽顆粒通過超濾從所述硅酸鹽殼 微膠囊的所述水性懸浮液中除去。
15.根據權利要求14所述的方法，其中所述超濾在向所述硅酸鹽殼微膠囊的所述懸浮 液中同步加水時進行。
16.根據權利要求15所述的方法，其中向所述懸浮液中加入的水量為在超濾期間作為 滲透液去除的水量的90%至110%。
17.根據權利要求11至16中任一項所述的方法，其中所述硅酸鹽殼微膠囊通過以下步 驟獲得I)將油相和陽離子表面活性劑的水溶液混合而形成水包油乳液，II)將包含四烷氧基硅烷的水反應性硅化合物加入到所述水包油乳液中，III)在所述乳液的油/水界面上聚合所述四烷氧基硅烷而形成具有含油的核和硅酸 鹽殼的微膠囊。
18.根據權利要求17所述的方法，其中所述四烷氧基硅烷是四乙氧基硅烷。
19.根據權利要求18所述的方法，其中在步驟I)的所述乳液中的所述油相的陽離子型 表面活性劑的重量百分比范圍為0. 至0.3%，而所述微膠囊的殼厚度為至少18納米。
20.根據權利要求17所述的方法，其中所述油相包含遮光劑。
21.一種改善硅酸鹽殼微膠囊的水性懸浮液穩定性的方法，包括將膠狀硅酸鹽螯合劑 加入硅酸鹽殼微膠囊和膠狀硅酸鹽顆粒的水性懸浮液中。
22.根據權利要求21所述的方法，其中所述膠狀硅酸鹽螯合劑是有機官能硅烷。
23.根據權利要求22所述的方法，其中所述有機官能硅烷是四官能的三烷氧基硅烷。
24.根據權利要求23所述的方法，其中所述有機官能硅烷是氯化十六烷基三甲基銨丙 基三甲氧基硅烷。
25.根據權利要求22所述的方法，其中所述膠狀硅酸鹽螯合劑是硅酮聚醚。
26.根據權利要求25所述的方法，其中所述硅酮聚醚具有以下通式
27.根據權利要求25所述的方法，其中在所述硅酮聚醚結構式中， χ具有20至100的值， y具有2至10的值， ζ具有2至10的值。
全文摘要
本發明公開了在50℃下一個月內無凝膠并具有至少30％的微膠囊體積分數的硅酸鹽殼微膠囊的水性懸浮液及其獲得方法。本發明公開了改進硅酸鹽殼微膠囊水性懸浮液穩定性的工藝方法，其涉及將硅酸鹽殼微膠囊的所述水性懸浮液的連續相的非揮發性固體含量降低至小于0.3重量百分比。本發明也公開了通過向硅酸鹽殼微膠囊和膠狀硅酸鹽顆粒的水性懸浮液中加入膠狀硅酸鹽螯合劑而改善硅酸鹽殼微膠囊的水性懸浮液穩定性的方法。
文檔編號B01J13/18GK102149458SQ200980136041
公開日2011年8月10日 申請日期2009年9月10日 優先權日2008年9月12日
發明者利昂·安德烈·馬爾托, 布雷特·齊默曼, 法布里齊奧·S·加萊奧內 申請人:陶氏康寧公司