專利名稱：一種活性染料微膠囊的制備方法
技術領域：
本發明涉及染料微膠囊，具體地說是一種活性染料微膠囊的制備方法。
背景技術：
活性染料是分子中具有反應性較強的活性基團，能夠與纖維素纖維上的羥基、聚 酰胺纖維上的氨基、蛋白質纖維上的氨基和羧羥基發生共價鍵結合的一類染料，主要用于 棉、毛、絲、其他纖維素纖維和部分合成纖維的染色。從20世紀50年代開始，我國的活性 染料工業也得到快速的發展，并逐漸成為世界上最大的活性染料生產國。但隨著其應用實 踐的發展，活性染料所表現出來的高難度技術問題也越來越多，如固色率不高、濕摩擦牢度 差、日光牢度差、上染過程中耗鹽量大等缺點，為了達到好的上染效果，常常需要加大染料 使用量，同時加入大量的鹽，這樣不僅提高了勞動強度，最為重要的是造成了染料廢水中的 高鹽度，很大程度上增加了活性染料染色過程中廢水的治理難度。此外，在染料生產和配色 過程中所存在的粉塵問題，也會嚴重危害生產者的健康。而將活性染料膠囊化，可以較好地 貯存染料分子，改善其理化性質，提高物質的穩定性和耐用性，使物質免受環境的影響，同 時也可降低染料粉塵對人體健康的危害，減少毒副作用。通常無機材料和有機材料均可以用作壁材來包覆芯材，其中高分子壁材最為常 用，如聚氯乙烯、聚醚、聚乙二醇、聚酰胺、聚脂、聚氨基酸、纖維素及明膠等。國內目前研究 較多的是非水溶性染料的微膠囊化。對于具有較好水溶性的活性染料而言，傳統的微膠囊 化工藝不易進行，而對活性染料進行雙重乳化便成為微膠囊化的必要步驟。
發明內容
本發明的目的是提供一種活性染料微膠囊的制備方法，該方法制備的微膠囊粒徑 分布均勻，包埋率高，可以較好地解決活性染料的擴散性問題，降低染料粉塵污染。本發明提供的一種活性染料微膠囊的制備方法，是利用尿素、甲醛作為微膠囊壁 材原料，使其在酸性環境中發生加聚反應和縮聚反應，最后聚合成水不溶性脲醛聚合物，將 芯材活性染料包裹起來，從而制得活性染料雙重乳液微膠囊。具體制備方法，包括如下步驟(1)內水相的制備將活性染料溶于0. 5 3%的聚乙烯醇水溶液中，再加入親水 性乳化劑Tween 20，攪拌均勻作為內水相。所述活性染料的用量為內水相總量的0. 3 5% (重量)。聚乙烯醇的存在可以防止內水相外溢，但其所占比例不可太高，否則內水相太粘， 不利于微膠囊化。所述親水性乳化劑Tween 20的用量為內水相總量的2 8% (重量)。(2)油相的制備將親油性乳化劑加入環己烷中，混合均勻作為油相。所述的親油性乳化劑為Span類表面活性劑，如SpanSO、Span85等，其用量為油相 總量的1 10%。
(3)將步驟⑴制備的內水相加入到步驟(2)制備的油相中，超聲乳化，形成W/ 0(水/油)型乳狀液。內水相與油相的比例決定了乳化效果的好壞，內水相與油相的重量 比為1 1 5，最佳比維持為1 2 3。(4)將聚乙烯醇加入到適量蒸餾水中，加熱溶解，置于70 75°C的恒溫水浴中，加 入尿素，攪拌溶解，用HCl溶液調節pH為1. 0 5. 0，加入步驟(3)所得的W/0型乳狀液，恒 溫攪拌30 60min ；尿素的用量為步驟(4)總量的1. 5 6%。所述步驟中，在反應時加入少量聚乙烯醇，有利于控制粒度，使制備的微膠囊 粒度分布均勻，但加入量過多，會增加溶液的粘度，影響縮合反應的進行，其用量最好占步 驟⑷總量的0. 1 0.5%為宜。(5)將37%的甲醛溶液加入到步驟(4)所得溶液中，恒溫反應2 證，尿素與甲醛 發生復凝聚反應，包囊于W/0型乳狀液微粒表面形成微膠囊溶液；甲醛溶液的用量為步驟 (5)總量的2 10% ；微膠囊溶液經過濾、冷凍干燥、醇洗即得活性染料微膠囊。本發明合成工藝簡便，不需要特殊的工藝設備，成本較低，制備的微膠囊粒徑均勻 分布在5 50 μ m之間，一定程度上解決了活性染料的擴散性問題，亦實現了水性體系的雙 重乳化難題。說明書附1實施例1制得的活性染料微膠囊顯微鏡照片
具體實施例方式實施例1(1)內水相的制備將0. Ig活性艷紅M-3BE溶于20mL 的聚乙烯醇水溶液中， 再加入Ig親水性乳化劑Tween 20，攪拌均勻作為內水相。(2)向50mL環己烷中加入Ig親油性乳化劑Span85，混合均勻作為油相。(3)將內水相加入到環己烷與Span85組成的油相中，超聲乳化，形成W/0 (水/油) 型乳狀液。(4)將0.26g聚乙烯醇加入到150mL蒸餾水中，加熱溶解，轉入三口燒瓶中，置于 70°C的恒溫水浴中，向三口燒瓶中加入5g尿素，攪拌溶解，用0. 5mol/L的HCl溶液調節pH 為1. 0 5. 0，再加入上述W/0型乳狀液，恒溫攪拌45min。(5)加入12.5mL 37 %的甲醛溶液，恒溫反應池，尿素與甲醛發生復凝聚反應， 包囊于W/0型乳狀液微粒表面形成微膠囊溶液。溶液經過濾、冷凍干燥、醇洗得活性艷紅 M-3BE微膠囊。在顯微鏡下觀察微膠囊的粒徑分布，用相機對準目鏡進行圖像采集，測得微 膠囊粒徑分布在5 50 μ m之間。與染料芯材相比，染料微膠囊在空氣中粉塵擴散性明顯 降低。實施例2(1)內水相的制備將0. 12g活性艷紅M-3BE溶于24mL質量分數為1. 5%的聚乙 烯醇水溶液中，再加入1. 3g親水性乳化劑Tween 20，攪拌均勻作為內水相。(2)向60mL環己烷中加入1. 4g親油性乳化劑Span85，混合均勻作為油相。(3)將內水相加入到環己烷與Span85組成的油相中，超聲乳化，形成W/0 (水/油) 型乳狀液。
(4)將0.3g聚乙烯醇加入到165mL蒸餾水中，加熱溶解，轉入三口燒瓶中，置于 72°C的恒溫水浴中，向三口燒瓶中加入5. 5g尿素，攪拌溶解，用0. 5mol/L的HCl溶液調節 pH為1. 0 5. 0，再加入上述ff/Ο型乳狀液，恒溫攪拌45min。(5)加入14mL 37 %的甲醛溶液，恒溫反應池，尿素與甲醛發生復凝聚反應，包囊 于W/0型乳狀液微粒表面形成微膠囊溶液。微膠囊溶液經過濾、冷凍干燥、醇洗得活性艷紅 M-2B微膠囊。通過對比發現，染料微膠囊在空氣中的粉塵擴散性得到了有效的控制。實施例3(1)內水相的制備將0. 2g活性藍M-2GE溶于35mL質量分數為1 %的聚乙烯醇水 溶液中，再加入2g親水性乳化劑Tween 20，攪拌均勻作為內水相。(2)向80mL環己烷中加入1. 6g親油性乳化劑Span85，混合均勻作為油相。(3)將內水相加入到環己烷與Span85組成的油相中，超聲乳化，形成W/0 (水/油) 型乳狀液。(4)將0.4g聚乙烯醇加入到160mL蒸餾水中，加熱溶解，轉入三口燒瓶中，置于 70°C的恒溫水浴中，向三口燒瓶中加入7g尿素，攪拌溶解，用0. 5mol/L的HCl溶液調節pH 為1. 0 5. 0，再加入上述W/0型乳狀液，恒溫攪拌45min。(5)加入ISmL質量分數為37 %的甲醛溶液，恒溫反應3. 5h,尿素與甲醛發生復凝 聚反應，包囊于W/0型乳狀液微粒表面形成微膠囊溶液。微膠囊溶液經過濾、冷凍干燥、醇 洗得活性藍M-2GE微膠囊。
權利要求
1.一種活性染料微膠囊的制備方法，其特征在于，包括如下步驟(1)內水相的制備將活性染料溶于0.5 3%的聚乙烯醇水溶液中，再加入親水性乳 化劑Tween 20，攪拌均勻作為內水相；其中，活性染料的用量為內水相總量的0. 3 5%， Tween 20的用量為內水相總量的2 8% ；(2)油相的制備將親油性乳化劑加入環己烷中，混合均勻作為油相；其中，親油性乳 化劑為Span類表面活性劑，用量為油相總量的1 10% ；(3)將步驟(1)制備的內水相加入到步驟( 制備的油相中，超聲乳化，形成水/油型 乳狀液；內水相與油相的重量比為1 1 5;(4)將聚乙烯醇加入到適量蒸餾水中，加熱溶解，置于70 75°C的恒溫水浴中，加入尿 素，攪拌溶解，用HCl溶液調節pH為1. 0 5. 0，加入步驟(3)所得的水/油型乳狀液，恒溫 攪拌30 60min ；其中，尿素的用量為步驟(4)總量的1. 5 6%，聚乙烯醇加入量占步驟 (4)總量的0. 1 0. 5% ；(5)將37%的甲醛溶液加入到步驟(4)所得溶液中，恒溫反應2 證，尿素與甲醛發生 復凝聚反應，包囊于水/油型乳狀液微粒表面形成微膠囊溶液；甲醛溶液的用量為步驟(5) 總量的2 10% ；溶液經過濾、冷凍干燥、醇洗即得活性染料微膠囊。
2.如權利要求1所述的一種活性染料微膠囊的制備方法，其特征在于，步驟(2)中所述 的Span類表面活性劑為Span80或Span85。
3.如權利要求1所述的一種活性染料微膠囊的制備方法，其特征在于，步驟(3)中內水 相與油相的重量比為1 2 3。
全文摘要
本發明提供了一種活性染料雙重乳液微膠囊的制備方法。具體地說是一種利用尿素、甲醛作為微膠囊壁材單體，活性染料作為芯材，通過原位聚合法制備活性染料微膠囊的方法。本發明制得的微膠囊具有很好的韌性，且對所包囊的染料具有不滲透性，粒徑分布均勻(直徑5～50μm)。本發明工藝簡單，不需要特殊的工藝設備，包埋率高，成本較低。本發明較好地解決了活性染料的擴散性問題，能控制染料釋放，減少染料粉塵與人體接觸的機會，避免人體中毒，也可減少環境污染。
文檔編號B01J13/10GK102146218SQ20111002444
公開日2011年8月10日 申請日期2011年1月19日 優先權日2011年1月19日
發明者雙少敏, 宋金萍, 董川, 鞠東, 馬琦, 馬駿 申請人:山西大學