專利名稱：活性染料微膠囊的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及染料微膠囊，具體地說是一種以明膠-阿拉伯樹膠為囊殼材料，利用 相分離的原理制備活性染料微膠囊的方法。
背景技術：
自1%4年帝國化學工業(yè)首次合成活性染料以來，世界各國相繼對活性染料開展 了研究和生產(chǎn)，目前已有四千多種該類產(chǎn)品。隨著石油化工的發(fā)展，我國的活性染料工業(yè) 也得到快速的發(fā)展，并逐漸成為世界上最大的活性染料生產(chǎn)國。但隨著其應用實踐的不斷 開發(fā)，活性染料所表現(xiàn)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(chǎn)和配色過程 中所存在的粉塵問題，也會嚴重危害生產(chǎn)者的健康。而將活性染料膠囊化，可以較好的貯存 染料分子，改善其理化性質，提高物質的穩(wěn)定性和耐用性，使物質免受環(huán)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 較多的是分散染料的微膠囊化，如東華大學的陳水林等采用原位聚合法和界面聚合法，通 過單體聚合制得了分散染料微膠囊，有效控制了染料的釋放，可以減少分散染料對環(huán)境的 污染。但是與分散染料相比，活性染料具有較好的水溶性，用傳統(tǒng)的微膠囊化工藝不易包 覆。

發(fā)明內容
本發(fā)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，包埋率較高，制備的微膠囊可以解決活性染料的擴散性問題，降低染料粉塵對環(huán) 境的污染。本發(fā)明提供的一種活性染料微膠囊的制備方法，首先將活性染料進行雙重乳化， 形成雙重乳狀液，隨后再采用殼材料包囊在雙重乳狀液周圍制得活性染料微膠囊。具體方 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W1。所述的聚乙烯醇水溶液中，聚乙烯醇所占比例不可太高，否則內水相太粘，不利于 微膠囊化。所述的活性染料用量為內水相總量的0. 3 5% (重量)，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(huán)己烷中，混合均勻作為油相0。
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 總重量的1 10%。(3)將步驟(1)制備的內水相W1加入到到步驟(2)制備的油相O中，超聲乳化，形 成W1A)型乳狀液。(4)外水相的制備將囊殼材料明膠和阿拉伯樹膠溶于適量熱水中，并向其中加 入少量的表面活性劑十二烷基硫酸鈉作為外水相W2。明膠和阿拉伯樹膠的用量均為外水相總量的 5% (重量)，兩者質量比為
1 Io表面活性劑十二烷基硫酸鈉的用量為外水相總量的0. 01 0. 1 % (重量)，最佳 用量為0. 03 0. 05%。(5)將步驟C3)制備的W1A)型乳狀液加入到步驟(4)制備的外水相W2中，緩慢攪 拌8 20min，并控制溫度在40 50°C，使形成W1ZWW2型乳狀液。(6)用醋酸溶液緩慢調節(jié)W1AVW2型乳狀液的PH值至3 4，攪拌8 15min后， 緩慢冷卻至室溫，這時明膠與阿拉伯樹膠發(fā)生復相凝聚，沉積在微膠囊的表面。(7)微膠囊的固化用冰水浴將步驟(6)所得產(chǎn)物降溫至10°C以下，保持30 50min，加入37%的甲醛溶液，固化50 60min，甲醛溶液加入量占步驟(6)所得產(chǎn)物質量 的3 9%，再用NaOH溶液調節(jié)pH至10，緩慢加熱至60°C，反應50 80min，放置冷卻，分 離，洗滌，冷凍干燥得到活性染料微膠囊。所述步驟(5)中形成WW1AVW2型乳狀液中，內水相油相外水相的質量比 1 1 5 1 5，最佳質量比為1 2 3 2 3。所述的活性染料為活性艷紅M-;3BE、活性藍M-2GE、活性艷紅M_2B等M型活性染 料，其它類型活性染料的微膠囊化也適用于該方法。所述微膠囊化過程中，由于明膠-阿拉伯樹膠混合膠體形成的囊壁牢度不夠，所 以最后用甲醛在堿性條件下進行固化，降低囊壁對溫度的敏感性。本發(fā)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10 40μπι之間，囊壁牢固，受溫度影響不大。說明書附1實施例1制備得到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Μ-3ΒΕ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巧。(2)油相的制備向50mL環(huán)己烷中加入2g親油性乳化劑SpanSO，混合均勻作為油 相O。(3)將內水相巧加入到環(huán)己烷與SpanSO組成的油相O中，超聲乳化，形成W1A)型 乳狀液。(4)外水相的制備分別將0. 75g明膠和0. 75g阿拉伯樹膠溶于50mL熱水中，將 兩者混合液作為外水相W2，并向外水相中加入0. 02g表面活性劑十二烷基硫酸鈉(SDS)。
(5)將步驟(3)制備的W1A)型乳狀液加入到外水相中W2，加入三口燒瓶中緩慢攪 拌lOmin，并控制溫度為45°C，使形成W1AVW2型乳狀液。(6)用5%冰醋酸(HAc)溶液緩慢調節(jié)W1AVW2型乳狀液的pH值至3 4，攪拌 1Omin后，緩慢冷卻至室溫，這時明膠與阿拉伯樹膠可以發(fā)生復相凝聚，沉積在微膠囊的表 (7)微膠囊的固化，用冰水浴將上述凝聚液降溫至10°C以下，保持40min，加入5 10ml37%的甲醛溶液，固化60min，再用10% NaOH溶液調節(jié)溶液體系pH為10，緩慢加熱至 60°C，反應60min，使微膠囊固化。(8)反應結束后，放置冷卻，通過分離，洗滌，冷凍干燥得到活性艷紅M-3BE微膠囊產(chǎn)品。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10 40 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. 2g活性藍M-2GE溶于35mL 1. 5%的聚乙烯醇水溶液中， 再加入2. 1g親水性乳化劑Tween 20，攪拌均勻作為內水相巧。(2)油相的制備，向95mL環(huán)己烷中加入3. 5g親油性乳化劑SpanSO，混合均勻作為 油相O。(3)將內水相巧加入到環(huán)己烷與SpanSO組成的油相O中，超聲乳化，形成W1A)型 乳狀液。(4)外水相的制備，分別將1. 6g明膠和1. 6g阿拉伯樹膠溶于IOOmL熱水中，將兩 者混合液作為外水相W2，并向外水相中加入0. 05g表面活性劑十二烷基硫酸鈉(SDS)。(5)將步驟( 制備的W1A)型乳狀液加入到外水相中W2，加入三口燒瓶中緩慢攪 拌15min，并控制溫度為45°C，使形成W1AVW2型乳狀液。(6)用5%冰醋酸(HAc)溶液緩慢調節(jié)W1AVW2型乳狀液的pH值至3 4，攪拌 1Omin后，緩慢冷卻至室溫，這時明膠與阿拉伯樹膠可以發(fā)生復相凝聚，沉積在微膠囊的表(7)微膠囊的固化，用冰水浴將上述凝聚液降溫至10°C以下，保持45min，加入 12 20ml37%的甲醛溶液，固化60min，再用10% NaOH溶液調節(jié)溶液體系pH為10，緩慢加 熱至60°C，反應60min，使微膠囊固化。(8)反應結束后，放置冷卻，通過分離，洗滌，冷凍干燥得到活性藍M-2GE微膠囊產(chǎn)品。通過對比發(fā)現(xiàn)，染料微膠囊在空氣中的粉塵擴散性得到了有效的控制。
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W1 ；其中活性染料用量為內水相總量的0. 3 5%，親 水性乳化劑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(huán)己烷中，混合均勻作為油相0；所述的親油性 乳化劑為Span類表面活性劑，用量為油相總量的1 10% ；(3)將內水相W1加入到油相0中，超聲乳化，形成W1A)型乳狀液；(4)外水相的制備將囊殼材料明膠和阿拉伯樹膠溶于適量熱水中，并向其中加入少 量表面活性劑十二烷基硫酸鈉作為外水相W2 ；明膠和阿拉伯樹膠的用量均為外水相總量 的 5%，明膠和阿拉伯樹膠的質量比1 1 ；十二烷基硫酸鈉的用量為外水相總量的 0. 01 0. ；(5)將VO型乳狀液加入到外水相W2中，緩慢攪拌8 20min,并控制溫度在40 50°C，形成W1AVW2S乳狀液；(6)用醋酸溶液緩慢調節(jié)W1AVW2型乳狀液的pH值至3 4，攪拌8 15min后，緩慢 冷卻至室溫；(7)微膠囊的固化用冰水浴將步驟(6)所得產(chǎn)物降溫至10°C以下，保持30 50min， 加入37%的甲醛溶液，固化50 60min，甲醛溶液加入量占步驟(6)所得產(chǎn)物質量的3 9 %，再用NaOH溶液調節(jié)pH至10，緩慢加熱至60°C，反應50 80min，放置冷卻，分離，洗 滌，冷凍干燥得到活性染料微膠囊；所述的W1AVW2型乳狀液中內水相、油相和外水相的質量比為1 1 5 1 5。
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，所述的活性染 料為活性艷紅M-;3BE、活性藍M-2GE或活性艷紅M-2B。
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，所述的Span類 表面活性劑為Span80或Span85。
4.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，所述步驟(4)中 表面活性劑十二烷基硫酸鈉的用量為0. 03 0. 05%。
5.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，所述的W1AVW2 型乳狀液中內水相油相外水相的質量比為1 2 3 2 3。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種活性染料微膠囊的制備方法，具體是以明膠-阿拉伯樹膠為囊殼材料，活性染料為芯材，通過水相相分離原理制備活性染料微膠囊的方法。本發(fā)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(fā)明制得的微膠囊粒徑分布均勻(直徑10～40μm之間)，具有很好的韌性，囊壁牢固，且對所包囊的染料具有不滲透性。本發(fā)明較好地解決了活性染料的擴散性問題，能減少染料粉塵污染環(huán)境。
文檔編號C09B67/02GK102146219SQ20111002446
公開日2011年8月10日 申請日期2011年1月19日 優(yōu)先權日2011年1月19日
發(fā)明者卞偉, 雙少敏, 宋金萍, 董川, 鞠東 申請人:山西大學