一种触变微胶囊干燥剂及其制备方法
一种触变微胶囊干燥剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种干燥剂，特别涉及一种触变式引发的微胶囊型的干燥剂及其制备 方法，该干燥剂可用于水性涂料、水性漆、水性油墨、水性粘合剂等，以及涉及水性体系应用 的行业，例如航空航天、汽车、医疗、包装、印刷和建筑等，这类在使用过程中必然涉及水性 涂料、水性胶、水性漆和水性墨水的行业。
【背景技术】
[0002] 随着我国对环境保护的要求越来越高，以水性体系来代替有机溶剂体系制造产品 的要求越来越高，包括水性油墨、水性涂料、水性漆和水性粘合剂等等。这些产品在使用过 程中都需要进行干燥，脱除作为溶剂的水，然而由于水的汽化焓相较于许多有机溶剂要高 很多，因此干燥过程比其他溶剂体系产品要困难很多，如果不能完全干燥则会对制品性能 产生巨大的影响。
[0003] 常用的提高干燥速度的方法主要有提高干燥温度、延长干燥时间和添加干燥剂几 种。前这两种方法不但会增加能源的消耗量而且会明显增加生产时间，提高生产成本，都不 能从根本上改善水性产品的干燥问题。而传统的干燥剂往往是由氯化钙制备得到，由于氯 化钙在使用过程中会与水发生反应，该反应为放热反应，会产生大量的热量，能够有效提高 水性产品的干燥速度，不过该反应的主产物钙盐会对产品的性能产生一定的影响，反应同 时会释放出氯化氢气体，还会有一定量的氯离子残留，这与水性产品的环保要求是相悖的。
[0004] 因此提高水性体系产品的干燥效率同时又不明显提高生产成本，并能够保证不会 产生对环境有影响的物质，同时具有显著的经济效益和社会效益是对新型干燥剂的要求。
[0005] 由于此类填充型干燥剂是填充在产品体系内，只在使用过程中提供干燥作用，而 且不能影响产品是储存性能，是这类干燥剂设计和制备的一个难点。
【发明内容】
[0006] 为了解决这些问题，实现既能有效提高干燥效率，又不影响原有的产品质量，同时 不能对环境产生影响，本发明提供了一种触变微胶囊干燥剂及其制备方法。
[0007] 为达上述目的，本发明一种触变微胶囊干燥剂，包括囊壁和囊芯，所述囊芯材料为 纳米二氧化硅，所述囊壁材料为饱和脂肪酸类化合物或者脲醛树脂。
[0008] 其中所述囊壁材料和所述囊芯材料的质量比为1:1~1:100。
[0009] 其中所述饱和脂肪酸类化合物选自月桂酸、硬脂酸、花生酸、珠光脂酸、木蜡酸或 蜡酸中的一种或两种以上任意比例的混合物。
[0010] 一种所述触变微胶囊干燥剂的制备方法，包括以下步骤：
[0011] 首先将纳米二氧化硅加入到溶剂中，配制成浑浊液；
[0012] 当所用囊壁材料为饱和脂肪酸类化合物时，则将饱和脂肪酸类化合物加入到配制 好的含有纳米二氧化硅的浑浊液中，通过超声、剪切和搅拌使体系分散均匀，并使饱和脂肪 酸类化合物涂敷在纳米二氧化硅表面，形成微胶囊结构，而后加入表面活性剂，再次搅拌， 然后进行分离提纯、干燥得到粉末状的触变微胶囊干燥剂；
[0013] 当所用囊壁材料为脲醛树脂时，则将甲醛和尿素按照摩尔比1:1. 5-1:2的比例配 置成混合物加入到配制好的含有纳米二氧化硅的浑浊液中，用三乙醇胺调整体系内pH在 7. 5-9之间，控制体系温度在40~80°C之间，通过超声、剪切和搅拌使体系分散均匀，在搅 拌条件下保持温度并反应2-4小时，形成微胶囊结构，然后在体系内加入表面活性剂，再次 搅拌，然后趁热进行分离提纯、干燥得到脲醛树脂包覆纳米二氧化硅的触变微胶囊干燥剂。
[0014] 其中所述纳米二氧化娃在溶剂中的含量不超过2g/ml。
[0015] 其中所述溶剂为甲醇、乙醇、丙醇、苯、甲苯、二甲苯、丙酮、丁酮、氯仿或者四氯化 碳。
[0016] 其中所述表面活性剂为乙烯马来酸酐共聚物、十二烷基苯磺酸钠、脂肪酸酯类化 合物或者烷基聚氧乙烯醚类表面活性剂，表面活性剂的用量为〇. l_3g/l。
[0017] 其中搅拌速度为100-600r/min。
[0018] 其中剪切分散的速度是1000_6000r/min，剪切分散时间为30min-4h。
[0019] 其中所述超声分散的时间为30min-4h，在超声分散的过程中，每超声15min，须对 体系进行搅拌冷却，以防止纳米二氧化硅沉淀，待体系内温度降设定温度后再进行下次超 声分散。
[0020] 本发明触变微胶囊干燥剂的干燥机理是：触变式微胶囊结构干燥剂，在正常存储 及填充过程中囊芯的干燥成本受到囊壁的包裹不会接触到水分，有效保护干燥成分不受到 破坏，能够有效提升干燥剂的存储能力和加工性能，而且在囊壁外涂覆一层表面活性剂，增 加干燥剂在水中的悬浮能力，使干燥剂易于分散，由于本干燥剂用量很少，因此不会对产品 的性能产生影响。本发明所用的囊芯材料是纳米二氧化硅，这种材料具有极高的比表面积 和较多的表面羟基，能够与水分子之间产生较强的氢键，吸附大量的水分子，起到干燥的作 用，同时由于纳米二氧化硅的化学稳定性极好，不会与常用的溶剂和水发生任何反应，因此 在干燥的过程中也不会有热量的变化，因此不会影响水性产品的使用。而且纳米二氧化硅 本身就是常用的环保型人体友好型添加剂，不会对环境和人体产生任何危害，常用于食品、 化妆品和医疗药品中作为添加剂使用，因此本发明的干燥剂不会对环境产生任何影响。
[0021] 本发明与现有技术不同之处在于本发明取得了如下技术效果：
[0022] 本发明触变微胶囊干燥剂，通过填充到涂料中进行干燥测试，测得的干燥时间发 现，添加了干燥剂的涂料干燥速度明显加快，干燥时间明显短于没有添加干燥剂的涂料，可 以证明本发明的触变微胶囊干燥剂具有优异的干燥性能。
【具体实施方式】
[0023] 以下结合实施例，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
[0024] 实施例1 :
[0025] 将50g纳米二氧化娃加入到1000 ml的甲醇中，以600rpm速度搅拌配制成浑池液， 然后在浑池液内加入50g的硬脂酸，继续以600rpm的速度搅拌30min，使体系内物质分散均 匀，并使硬脂酸均匀涂敷在纳米二氧化硅表面，形成微胶囊结构，然后加入〇. Ig的十二烷 基苯磺酸钠，再次搅拌使表面活性剂均匀包覆在微胶囊表面，最后进行分离提纯、干燥得到 粉末状的触变式微胶囊型干燥剂。
[0026] 实施例2 :
[0027] 将200g纳米二氧化娃加入到1000ml的甲醇中，以600rpm速度搅拌配制成浑池 液，然后在浑浊液内加入摩尔比为1:1. 5的甲醛和尿素的混合物50g，用三乙醇胺调整体系 内pH在7. 5,并控制体系温度在40~80°C之间，在1000 rpm高速剪切的作用下，剪切3h 使体系内物质分散均匀，在搅拌条件下保持温度反应2小时，制备得到脲醛树脂包覆的微 胶囊，然后加入〇. 5g脂肪酸酯类表面活性剂，再次搅拌使表面活性剂均匀包覆在微胶囊表 面，最后进行分离提纯、干燥得到粉末状的触变式微胶囊型干燥剂。
[0028] 实施例3 :
[0029] 将2000g纳米二氧化硅加入到1000 ml的甲醇中，以600rpm速度搅拌配制成浑浊 液，然后在浑浊液内加入20g的等比的硬脂酸和月桂酸的混合物，在超声波的作用下分散 4h，在超声分散的过程中，每超声15min，须对体系进行搅拌冷却，以防止纳米二氧化硅沉 淀，待体系内温度降设定温度后再进行下次超声作业，以此使体系内物质分散均匀，并使硬 脂酸和月桂酸均匀涂敷在纳米二氧化硅表面，形成微胶囊结构，然后加入3g的烷基聚氧乙 烯醚类表面活性剂，再次搅拌使表面活性剂均匀包覆在微胶囊表面，最后进行分离提纯、干 燥得到粉末状的触变式微胶囊型干燥剂。
[0030] 实施例4 :
[0031] 将200g纳米二氧化硅加入到1000 ml的乙醇中，以IOOrpm速度搅拌配制成浑浊 液，然后在浑浊液内加入摩尔比为1:2的甲醛和尿素的混合物60g，用三乙醇胺调整体系内 pH在9,并控制体系温度在40~80°C之间，在3000rpm高速剪切的作用下，剪切Ih使体系 内物质分散均匀，在搅拌条件下保持温度反应4小时，制备得到脲醛树脂包覆的微胶囊，然 后加入0. 5g乙烯马来酸酐共聚物表面活性剂，再次搅拌使表面活性剂均匀包覆在微胶囊 表面，最后进行分离提纯、干燥得到粉末状的触变式微胶囊型干燥剂。
[0032] 实施例5 :
[0033] 将50g纳米二氧化硅加入到1000 ml的乙醇中，以300rpm速度搅拌配制成浑浊液， 然后在浑浊液内加入5g的花生酸，在3000rpm高速剪切的作用下，剪切30min使体系内物 质分散均匀，并使花生酸均匀涂敷在纳米二氧化硅表面，形成微胶囊结构，然后加入〇. Ig 的烷基聚氧乙烯醚类表面活性剂，再次搅拌使表面活性剂均匀包覆在微胶囊表面，最后进 行分离提纯、干燥得到粉末状的触变式微胶囊型干燥剂。
[0034] 实施例6 :
[0035] 将1000 g纳米二氧化硅加入到1000 ml的丙醇中，以600rpm速度搅拌配制成浑浊 液，然后在浑浊液内加入300g的等比的木蜡酸和硬脂酸的混合物，在6000rpm高速剪切的 作用下，剪切4h使体系内物质分散均匀，并使木蜡酸和硬脂酸均匀涂敷在纳米二氧化硅表 面，形成微胶囊结构，然后加入2. 5g的烷基聚氧乙烯醚类表面活性剂，再次搅拌使表面活 性剂均匀包覆在微胶囊表面，最后进行分离提纯、干燥得到粉末状的触变式微胶囊型干燥 剂。
[0036] 实施例7 :
[0037] 将200g纳米二氧化娃加入到1000 ml的苯中，以300rpm速度搅拌配制成浑池液， 然后在浑浊液内加入摩尔比为1:1. 8的甲醛和尿素的混合物50g，用三乙醇胺调整体系内 pH在8,并控制体系温度在40~80°C之间，在超声波的作用下分散30min，在超声分散的过 程中，每超声15min，须对体系进行搅拌冷却，以防止纳米二氧化硅沉淀，待体系内温度降设 定温度后再进行下次超声作业，使体系内物质分散均匀，在搅拌条件下保持温度反应4小 时，制备得到脲醛树脂包覆的微胶囊，然后加入Ig十二烷基苯磺酸钠，再次搅拌使表面活 性剂均匀包覆在微胶囊表面，最后进行分离提纯、干燥得到粉末状的触变式微胶囊型干燥 剂。
[0038] 实施例8 :
[0039] 将500g纳米二氧化娃加入到1000 ml的苯中，以600rpm速度搅拌配制成浑池液， 然后在浑浊液内加入IOg的珠光酸酯，在超声波的作用下分散3h，在超声分散的过程中，每 超声15min，须对体系进行搅拌冷却，以防止纳米二氧化硅沉淀，待体系内温度降设定温度 后再进行下次超声作业，以此使体系内物质分散均匀，并使珠光酸酯均匀涂敷在纳米二氧 化硅表面，形成微胶囊结构，然后加入2g的脂肪酸酯类表面活性剂，再次搅拌使表面活性 剂均匀包覆在微胶囊表面，最后进行分离提纯、干燥得到粉末状的触变式微胶囊型干燥剂。
[0040] 实施例9 :
[0041] 将300g纳米二氧化娃加入到1000 ml的甲苯中，以300rpm速度搅拌配制成浑池 液，然后在浑浊液内加入摩尔比为1:2的甲醛和尿素的混合物10g，用三乙醇胺调整体系内 pH在9,并控制体系温度在40~80°C之间，在6000rpm高速剪切的作用下，剪切3h使体系 内物质分散均匀，在搅拌条件下保持温度反应4小时，制备得到脲醛树脂包覆的微胶囊，然 后加入0. 9g十二烷基苯磺酸钠，再次搅拌使表面活性剂均匀包覆在微胶囊表面，最后进行 分离提纯、干燥得到粉末状的触变式微胶囊型干燥剂。
[0042] 实施例10 :
[0043] 将2000g纳米二氧化娃加入到1000 ml的甲苯中，以600rpm速度搅拌配制成浑池 液，然后在浑浊液内加入2000g的等比的硬脂酸、月桂酸和蜡酸的混合物，在超声波的作用 下分散4h，在超声分散的过程中，每超声15min，须对体系进行搅拌冷却，以防止纳米二氧 化硅沉淀，待体系内温度降设定温度后再进行下次超声作业，以此使体系内物质分散均匀， 并使硬脂酸、月桂酸和蜡酸均匀涂敷在纳米二氧化硅表面，形成微胶囊结构，然后加入3g 的乙烯马来酸酐共聚物表面活性剂，再次搅拌使表面活性剂均匀包覆在微胶囊表面，最后 进行分离提纯、干燥得到粉末状的触变式微胶囊型干燥剂。
[0044] 实施例11 :
[0045] 将IOg纳米二氧化硅加入到1000 ml的二甲苯中，以IOOrpm速度搅拌配制成浑浊 液，然后在浑浊液内加入〇. Ig的硬脂酸，在1000 rpm高速剪切的作用下，剪切30min使体 系内物质分散均匀，并使硬脂酸均匀涂敷在纳米二氧化硅表面，形成微胶囊结构，然后加入 〇. Ig的烷基聚氧乙烯醚类表面活性剂，再次搅拌使表面活性剂均匀包覆在微胶囊表面，最 后进行分离提纯、干燥得到粉末状的触变式微胶囊型干燥剂。
[0046] 实施例12 :
[0047] 将500g纳米二氧化娃加入到1000 ml的二甲苯中，以500rpm速度搅拌配制成浑池 液，然后在浑浊液内加入摩尔比为1:1. 8的甲醛和尿素的混合物15g，用三乙醇胺调整体系 内pH在8,并控制体系温度在40~80°C之间，在6000rpm高速剪切的作用下，剪切4h使体 系内物质分散均匀，在搅拌条件下保持温度反应3小时，制备得到脲醛树脂包覆的微胶囊， 然后加入I. 5g十二烷基苯磺酸钠，再次搅拌使表面活性剂均匀包覆在微胶囊表面，最后进 行分离提纯、干燥得到粉末状的触变式微胶囊型干燥剂。
[0048] 实施例13 :
[0049] 将1500g纳米二氧化娃加入到1000 ml的丙酮中，以600rpm速度搅拌配制成浑池 液，然后在浑浊液内加入50g的等比的花生酸和蜡酸的混合物，在超声波的作用下分散3h， 在超声分散的过程中，每超声15min，须对体系进行搅拌冷却，以防止纳米二氧化硅沉淀，待 体系内温度降设定温度后再进行下次超声作业，以此使体系内物质分散均匀，并使花生酸 和蜡酸均匀涂敷在纳米二氧化硅表面，形成微胶囊结构，然后加入2. 3g的脂肪酸酯类表面 活性剂，再次搅拌使表面活性剂均匀包覆在微胶囊表面，最后进行分离提纯、干燥得到粉末 状的触变式微胶囊型干燥剂。
[0050] 实施例14 :
[0051] 将1600g纳米二氧化娃加入到1000 ml的丙酮中，以600rpm速度搅拌配制成浑池 液，然后在浑浊液内加入摩尔比为1:1.9的甲醛和尿素的混合物160g，用三乙醇胺调整体 系内pH在8. 5,并控制体系温度在40~80°C之间，在超声波的作用下分散3. 6h，在超声分 散的过程中，每超声15min，须对体系进行搅拌冷却，以防止纳米二氧化硅沉淀，待体系内温 度降设定温度后再进行下次超声作业，使体系内物质分散均匀，在搅拌条件下保持温度反 应3. 6小时，制备得到脲醛树脂包覆的微胶囊，然后加入2. Sg十二烷基苯磺酸钠，再次搅拌 使表面活性剂均匀包覆在微胶囊表面，最后进行分离提纯、干燥得到粉末状的触变式微胶 囊型干燥剂。
[0052] 实施例15 :
[0053] 将200g纳米二氧化硅加入到1000 ml的丙酮中，以200rpm速度搅拌配制成浑浊 液，然后在浑浊液内加入IOg的花生酸，在3000rpm高速剪切的作用下，剪切2h使体系内物 质分散均匀，并使花生酸均匀涂敷在纳米二氧化硅表面，形成微胶囊结构，然后加入Ig的 烷基聚氧乙烯醚类表面活性剂，再次搅拌使表面活性剂均匀包覆在微胶囊表面，最后进行 分离提纯、干燥得到粉末状的触变式微胶囊型干燥剂。
[0054] 实施例16 :
[0055] 将500g纳米二氧化娃加入到1000 ml的丁酮中，以400rpm速度搅拌配制成浑池 液，然后在浑浊液内加入5g的硬脂酸，在超声波的作用下分散lh，在超声分散的过程中，每 超声15min，须对体系进行搅拌冷却，以防止纳米二氧化硅沉淀，待体系内温度降设定温度 后再进行下次超声作业，以此使体系内物质分散均匀，并使硬脂酸均匀涂敷在纳米二氧化 硅表面，形成微胶囊结构，然后加入I. 5g的十二烷基苯磺酸钠，再次搅拌使表面活性剂均 匀包覆在微胶囊表面，最后进行分离提纯、干燥得到粉末状的触变式微胶囊型干燥剂。
[0056] 实施例17 :
[0057] 将1200g纳米二氧化娃加入到1000 ml的丁酮中，以600rpm速度搅拌配制成浑池 液，然后在浑浊液内加入100g的等比的月桂酸、木蜡酸和蜡酸的混合物，在6000rpm高速剪 切的作用下，剪切4h使体系内物质分散均匀，并使月桂酸、木蜡酸和蜡酸均匀涂敷在纳米 二氧化硅表面，形成微胶囊结构，然后加入2. Ig的脂肪酸酯类表面活性剂，再次搅拌使表 面活性剂均匀包覆在微胶囊表面，最后进行分离提纯、干燥得到粉末状的触变式微胶囊型 干燥剂。
[0058] 实施例18 :
[0059] 将1200g纳米二氧化娃加入到1000ml的丁酮中，以600rpm速度搅拌配制成浑池 液，然后在浑浊液内加入摩尔比为1:1. 7的甲醛和尿素的混合物40g，用三乙醇胺调整体系 内pH在8. 1，并控制体系温度在40~80°C之间，在超声波的作用下分散2h，在超声分散的 过程中，每超声15min，须对体系进行搅拌冷却，以防止纳米二氧化硅沉淀，待体系内温度降 设定温度后再进行下次超声作业，使体系内物质分散均匀，在搅拌条件下保持温度反应2. 6 小时，制备得到脲醛树脂包覆的微胶囊，然后加入I. 9g的乙烯马来酸酐共聚物表面活性 剂，再次搅拌使表面活性剂均匀包覆在微胶囊表面，最后进行分离提纯 、干燥得到粉末状的 触变式微胶囊型干燥剂。
[0060] 实施例19 :
[0061] 将800g纳米二氧化娃加入到1000 ml的氯仿中，以600rpm速度搅拌配制成浑池 液，然后在浑浊液内加入40g的等比的月桂酸、花生酸和珠光酸酯的混合物，在5000rpm高 速剪切的作用下，剪切3h使体系内物质分散均匀，并使月桂酸、花生酸和珠光酸酯均匀涂 敷在纳米二氧化硅表面，形成微胶囊结构，然后加入I. 3g的烷基聚乙烯醚类表面活性剂， 再次搅拌使表面活性剂均匀包覆在微胶囊表面，最后进行分离提纯、干燥得到粉末状的触 变式微胶囊型干燥剂。
[0062] 实施例20 :
[0063] 将1000 g纳米二氧化娃加入到1000 ml的氯仿中，以600rpm速度搅拌配制成浑池 液，然后在浑浊液内加入摩尔比为1:1.5的甲醛和尿素的混合物100g，用三乙醇胺调整体 系内pH在7. 5,并控制体系温度在40~80°C之间，在超声波的作用下分散2h，在超声分散 的过程中，每超声15min，须对体系进行搅拌冷却，以防止纳米二氧化硅沉淀，待体系内温度 降设定温度后再进行下次超声作业，使体系内物质分散均匀，在搅拌条件下保持温度反应3 小时，制备得到脲醛树脂包覆的微胶囊，然后加入I. 6g的十二烷基苯磺酸钠，再次搅拌使 表面活性剂均匀包覆在微胶囊表面，最后进行分离提纯、干燥得到粉末状的触变式微胶囊 型干燥剂。
[0064] 实施例21 :
[0065] 将1000 g纳米二氧化娃加入到1000 ml的氯仿中，以600rpm速度搅拌配制成浑池 液，然后在浑浊液内加入IOg的蜡酸，在超声波的作用下分散2h，在超声分散的过程中，每 超声15min，须对体系进行搅拌冷却，以防止纳米二氧化硅沉淀，待体系内温度降设定温度 后再进行下次超声作业，以此使体系内物质分散均匀，并使蜡酸均匀涂敷在纳米二氧化硅 表面，形成微胶囊结构，然后加入I. 6g的乙烯马来酸酐共聚物表面活性剂，再次搅拌使表 面活性剂均匀包覆在微胶囊表面，最后进行分离提纯、干燥得到粉末状的触变式微胶囊型 干燥剂。
[0066] 实施例22 :
[0067] 将400g纳米二氧化娃加入到1000 ml的四氯化碳中，以300rpm速度搅拌配制成浑 浊液，然后在浑浊液内加入IOg的蜡酸，在3000rpm高速剪切的作用下，剪切2h使体系内物 质分散均匀，并使蜡酸均匀涂敷在纳米二氧化硅表面，形成微胶囊结构，然后加入〇. 9g的 烷基聚乙烯醚类表面活性剂，再次搅拌使表面活性剂均匀包覆在微胶囊表面，最后进行分 离提纯、干燥得到粉末状的触变式微胶囊型干燥剂。
[0068] 实施例23 :
[0069] 将1800g纳米二氧化娃加入到1000ml的四氯化碳中，以600rpm速度搅拌配制成 浑浊液，然后在浑浊液内加入摩尔比为1:2的甲醛和尿素的混合物180g，用三乙醇胺调整 体系内pH在9,并控制体系温度在40~80°C之间，在超声波的作用下分散3. 5h，在超声分 散的过程中，每超声15min，须对体系进行搅拌冷却，以防止纳米二氧化硅沉淀，待体系内温 度降设定温度后再进行下次超声作业，使体系内物质分散均匀，在搅拌条件下保持温度反 应4小时，制备得到脲醛树脂包覆的微胶囊，然后加入3g的十二烷基苯磺酸钠，再次搅拌使 表面活性剂均匀包覆在微胶囊表面，最后进行分离提纯、干燥得到粉末状的触变式微胶囊 型干燥剂。
[0070] 实施例24 :
[0071] 将100g纳米二氧化娃加入到1000 ml的四氯化碳中，以300rpm速度搅拌配制成浑 浊液，然后在浑浊液内加入50g的硬脂酸，在3000rpm高速剪切的作用下，剪切Ih使体系内 物质分散均匀，并使硬脂酸均匀涂敷在纳米二氧化硅表面，形成微胶囊结构，然后加入〇. 5g 的十二烷基苯磺酸钠，再次搅拌使表面活性剂均匀包覆在微胶囊表面，最后进行分离提纯、 干燥得到粉末状的触变式微胶囊型干燥剂。
[0072] 实施例的性能对比，分别按照囊芯质量为0. lg、0. 3g、0. 5g、0. 7g、0. 9g和lg，称取 通过上述方法制备的触变微胶囊型干燥剂，将其添加到l〇g常用涂料中制成样品，并称取 等量的其他温控微胶囊干燥剂（干燥成分为氯化钙）添加到IOg常用涂料中制成样品，通 过对比添加干燥剂和未添加干燥剂的样品的干燥时间，对比干燥剂的干燥效果，干燥时间 越短，则干燥效果越好。
[0073] 经测试其干燥性能对比如表1所示：
[0074] 表1本发明触变微胶囊型干燥剂与其他温控微胶囊干燥剂干燥性能对比
[0075]
[0076] 以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范 围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方 案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
【主权项】
1. 一种触变微胶囊干燥剂，包括囊壁和囊芯，其特征在于：所述囊芯材料为纳米二氧 化硅，所述囊壁材料为饱和脂肪酸类化合物或者脲醛树脂。2. 根据权利要求1所述的触变微胶囊干燥剂，其特征在于：所述囊壁材料和所述囊芯 材料的质量比为1:1~1:100。3. 根据权利要求1所述的触变微胶囊干燥剂，其特征在于：所述饱和脂肪酸类化合物 选自月桂酸、硬脂酸、花生酸、珠光脂酸、木蜡酸或蜡酸中的一种或两种以上任意比例的混 合物。4. 一种制备如权利要求1-3中任一项所述触变微胶囊干燥剂的方法，其特征在于包括 以下步骤： 首先将纳米二氧化硅加入到溶剂中，配制成浑浊液； 当所用囊壁材料为饱和脂肪酸类化合物时，则将饱和脂肪酸类化合物加入到配制好的 含有纳米二氧化硅的浑浊液中，通过超声、剪切和搅拌使体系分散均匀，并使饱和脂肪酸类 化合物涂敷在纳米二氧化硅表面，形成微胶囊结构，而后加入表面活性剂，再次搅拌，然后 进行分离提纯、干燥得到粉末状的触变微胶囊干燥剂； 当所用囊壁材料为脲醛树脂时，则将甲醛和尿素按照摩尔比1:1. 5-1:2的比例配置成 混合物加入到配制好的含有纳米二氧化硅的浑浊液中，用三乙醇胺调整体系内pH在7. 5-9 之间，控制体系温度在40~80°C之间，通过超声、剪切和搅拌使体系分散均匀，在搅拌条件 下保持温度并反应2-4小时，形成微胶囊结构，然后在体系内加入表面活性剂，再次搅拌， 然后趁热进行分离提纯、干燥得到脲醛树脂包覆纳米二氧化硅的触变微胶囊干燥剂。5. 根据权利要求4所述的触变微胶囊干燥剂的制备方法，其特征在于：所述纳米二氧 化娃在溶剂中的含量不超过2g/ml。6. 根据权利要求4所述的触变微胶囊干燥剂的制备方法，其特征在于：所述溶剂为甲 醇、乙醇、丙醇、苯、甲苯、二甲苯、丙酮、丁酮、氯仿或者四氯化碳。7. 根据权利要求4所述的触变微胶囊干燥剂的制备方法，其特征在于：所述表面活性 剂为乙烯马来酸酐共聚物、十二烷基苯磺酸钠、脂肪酸酯类化合物或者烷基聚氧乙烯醚类 表面活性剂，表面活性剂的用量为0.l-3g/l。8. 根据权利要求4所述的触变微胶囊干燥剂的制备方法，其特征在于：搅拌速度为 100-600r/min〇9. 根据权利要求4所述的触变微胶囊干燥剂的制备方法，其特征在于：剪切分散的速 度是1000-6000r/min，剪切分散时间为30min-4h。10. 根据权利要求4所述的触变微胶囊干燥剂的制备方法，其特征在于：所述超声分散 的时间为30min-4h，在超声分散的过程中，每超声15min，须对体系进行搅拌冷却，以防止 纳米二氧化硅沉淀，待体系内温度降设定温度后再进行下次超声分散。
【专利摘要】本发明公开了一种触变微胶囊干燥剂及其制备方法，本发明触变微胶囊干燥剂包括囊壁(饱和脂肪酸类化合物或者脲醛树脂)和囊芯(纳米二氧化硅)，先将纳米二氧化硅加入到溶剂中，配制成浑浊液，再将囊壁材料加入到配制好的含有纳米二氧化硅的浑浊液中，通过超声、剪切和搅拌使体系分散均匀，并使饱和脂肪酸类化合物涂敷在纳米二氧化硅表面，形成微胶囊结构，而后加入表面活性剂，再次搅拌，然后进行分离提纯、干燥得到粉末状的触变微胶囊干燥剂，本发明制得的触变微胶囊干燥剂用于水性涂料、水性漆、水性油墨、水性粘合剂等，以及涉及水性体系应用的行业，能有效提高干燥效率，又不影响原有的产品质量，同时不能对环境产生影响。
【IPC分类】C09J11/00, C09D11/03, C09D7/12, B01J13/02, C08G12/12
【公开号】CN104893400
【申请号】CN201510280386
【发明人】张法忠, 张竞, 褚庭亮, 王晓芳, 欧阳芸, 高雪
【申请人】中国印刷科学技术研究院
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月27日
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种干燥剂，特别涉及一种触变式引发的微胶囊型的干燥剂及其制备 方法，该干燥剂可用于水性涂料、水性漆、水性油墨、水性粘合剂等，以及涉及水性体系应用 的行业，例如航空航天、汽车、医疗、包装、印刷和建筑等，这类在使用过程中必然涉及水性 涂料、水性胶、水性漆和水性墨水的行业。
【背景技术】
[0002] 随着我国对环境保护的要求越来越高，以水性体系来代替有机溶剂体系制造产品 的要求越来越高，包括水性油墨、水性涂料、水性漆和水性粘合剂等等。这些产品在使用过 程中都需要进行干燥，脱除作为溶剂的水，然而由于水的汽化焓相较于许多有机溶剂要高 很多，因此干燥过程比其他溶剂体系产品要困难很多，如果不能完全干燥则会对制品性能 产生巨大的影响。
[0003] 常用的提高干燥速度的方法主要有提高干燥温度、延长干燥时间和添加干燥剂几 种。前这两种方法不但会增加能源的消耗量而且会明显增加生产时间，提高生产成本，都不 能从根本上改善水性产品的干燥问题。而传统的干燥剂往往是由氯化钙制备得到，由于氯 化钙在使用过程中会与水发生反应，该反应为放热反应，会产生大量的热量，能够有效提高 水性产品的干燥速度，不过该反应的主产物钙盐会对产品的性能产生一定的影响，反应同 时会释放出氯化氢气体，还会有一定量的氯离子残留，这与水性产品的环保要求是相悖的。
[0004] 因此提高水性体系产品的干燥效率同时又不明显提高生产成本，并能够保证不会 产生对环境有影响的物质，同时具有显著的经济效益和社会效益是对新型干燥剂的要求。
[0005] 由于此类填充型干燥剂是填充在产品体系内，只在使用过程中提供干燥作用，而 且不能影响产品是储存性能，是这类干燥剂设计和制备的一个难点。
【发明内容】
[0006] 为了解决这些问题，实现既能有效提高干燥效率，又不影响原有的产品质量，同时 不能对环境产生影响，本发明提供了一种触变微胶囊干燥剂及其制备方法。
[0007] 为达上述目的，本发明一种触变微胶囊干燥剂，包括囊壁和囊芯，所述囊芯材料为 纳米二氧化硅，所述囊壁材料为饱和脂肪酸类化合物或者脲醛树脂。
[0008] 其中所述囊壁材料和所述囊芯材料的质量比为1:1~1:100。
[0009] 其中所述饱和脂肪酸类化合物选自月桂酸、硬脂酸、花生酸、珠光脂酸、木蜡酸或 蜡酸中的一种或两种以上任意比例的混合物。
[0010] 一种所述触变微胶囊干燥剂的制备方法，包括以下步骤：
[0011] 首先将纳米二氧化硅加入到溶剂中，配制成浑浊液；
[0012] 当所用囊壁材料为饱和脂肪酸类化合物时，则将饱和脂肪酸类化合物加入到配制 好的含有纳米二氧化硅的浑浊液中，通过超声、剪切和搅拌使体系分散均匀，并使饱和脂肪 酸类化合物涂敷在纳米二氧化硅表面，形成微胶囊结构，而后加入表面活性剂，再次搅拌， 然后进行分离提纯、干燥得到粉末状的触变微胶囊干燥剂；
[0013] 当所用囊壁材料为脲醛树脂时，则将甲醛和尿素按照摩尔比1:1. 5-1:2的比例配 置成混合物加入到配制好的含有纳米二氧化硅的浑浊液中，用三乙醇胺调整体系内pH在 7. 5-9之间，控制体系温度在40~80°C之间，通过超声、剪切和搅拌使体系分散均匀，在搅 拌条件下保持温度并反应2-4小时，形成微胶囊结构，然后在体系内加入表面活性剂，再次 搅拌，然后趁热进行分离提纯、干燥得到脲醛树脂包覆纳米二氧化硅的触变微胶囊干燥剂。
[0014] 其中所述纳米二氧化娃在溶剂中的含量不超过2g/ml。
[0015] 其中所述溶剂为甲醇、乙醇、丙醇、苯、甲苯、二甲苯、丙酮、丁酮、氯仿或者四氯化 碳。
[0016] 其中所述表面活性剂为乙烯马来酸酐共聚物、十二烷基苯磺酸钠、脂肪酸酯类化 合物或者烷基聚氧乙烯醚类表面活性剂，表面活性剂的用量为〇. l_3g/l。
[0017] 其中搅拌速度为100-600r/min。
[0018] 其中剪切分散的速度是1000_6000r/min，剪切分散时间为30min-4h。
[0019] 其中所述超声分散的时间为30min-4h，在超声分散的过程中，每超声15min，须对 体系进行搅拌冷却，以防止纳米二氧化硅沉淀，待体系内温度降设定温度后再进行下次超 声分散。
[0020] 本发明触变微胶囊干燥剂的干燥机理是：触变式微胶囊结构干燥剂，在正常存储 及填充过程中囊芯的干燥成本受到囊壁的包裹不会接触到水分，有效保护干燥成分不受到 破坏，能够有效提升干燥剂的存储能力和加工性能，而且在囊壁外涂覆一层表面活性剂，增 加干燥剂在水中的悬浮能力，使干燥剂易于分散，由于本干燥剂用量很少，因此不会对产品 的性能产生影响。本发明所用的囊芯材料是纳米二氧化硅，这种材料具有极高的比表面积 和较多的表面羟基，能够与水分子之间产生较强的氢键，吸附大量的水分子，起到干燥的作 用，同时由于纳米二氧化硅的化学稳定性极好，不会与常用的溶剂和水发生任何反应，因此 在干燥的过程中也不会有热量的变化，因此不会影响水性产品的使用。而且纳米二氧化硅 本身就是常用的环保型人体友好型添加剂，不会对环境和人体产生任何危害，常用于食品、 化妆品和医疗药品中作为添加剂使用，因此本发明的干燥剂不会对环境产生任何影响。
[0021] 本发明与现有技术不同之处在于本发明取得了如下技术效果：
[0022] 本发明触变微胶囊干燥剂，通过填充到涂料中进行干燥测试，测得的干燥时间发 现，添加了干燥剂的涂料干燥速度明显加快，干燥时间明显短于没有添加干燥剂的涂料，可 以证明本发明的触变微胶囊干燥剂具有优异的干燥性能。
【具体实施方式】
[0023] 以下结合实施例，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
[0024] 实施例1 :
[0025] 将50g纳米二氧化娃加入到1000 ml的甲醇中，以600rpm速度搅拌配制成浑池液， 然后在浑池液内加入50g的硬脂酸，继续以600rpm的速度搅拌30min，使体系内物质分散均 匀，并使硬脂酸均匀涂敷在纳米二氧化硅表面，形成微胶囊结构，然后加入〇. Ig的十二烷 基苯磺酸钠，再次搅拌使表面活性剂均匀包覆在微胶囊表面，最后进行分离提纯、干燥得到 粉末状的触变式微胶囊型干燥剂。
[0026] 实施例2 :
[0027] 将200g纳米二氧化娃加入到1000ml的甲醇中，以600rpm速度搅拌配制成浑池 液，然后在浑浊液内加入摩尔比为1:1. 5的甲醛和尿素的混合物50g，用三乙醇胺调整体系 内pH在7. 5,并控制体系温度在40~80°C之间，在1000 rpm高速剪切的作用下，剪切3h 使体系内物质分散均匀，在搅拌条件下保持温度反应2小时，制备得到脲醛树脂包覆的微 胶囊，然后加入〇. 5g脂肪酸酯类表面活性剂，再次搅拌使表面活性剂均匀包覆在微胶囊表 面，最后进行分离提纯、干燥得到粉末状的触变式微胶囊型干燥剂。
[0028] 实施例3 :
[0029] 将2000g纳米二氧化硅加入到1000 ml的甲醇中，以600rpm速度搅拌配制成浑浊 液，然后在浑浊液内加入20g的等比的硬脂酸和月桂酸的混合物，在超声波的作用下分散 4h，在超声分散的过程中，每超声15min，须对体系进行搅拌冷却，以防止纳米二氧化硅沉 淀，待体系内温度降设定温度后再进行下次超声作业，以此使体系内物质分散均匀，并使硬 脂酸和月桂酸均匀涂敷在纳米二氧化硅表面，形成微胶囊结构，然后加入3g的烷基聚氧乙 烯醚类表面活性剂，再次搅拌使表面活性剂均匀包覆在微胶囊表面，最后进行分离提纯、干 燥得到粉末状的触变式微胶囊型干燥剂。
[0030] 实施例4 :
[0031] 将200g纳米二氧化硅加入到1000 ml的乙醇中，以IOOrpm速度搅拌配制成浑浊 液，然后在浑浊液内加入摩尔比为1:2的甲醛和尿素的混合物60g，用三乙醇胺调整体系内 pH在9,并控制体系温度在40~80°C之间，在3000rpm高速剪切的作用下，剪切Ih使体系 内物质分散均匀，在搅拌条件下保持温度反应4小时，制备得到脲醛树脂包覆的微胶囊，然 后加入0. 5g乙烯马来酸酐共聚物表面活性剂，再次搅拌使表面活性剂均匀包覆在微胶囊 表面，最后进行分离提纯、干燥得到粉末状的触变式微胶囊型干燥剂。
[0032] 实施例5 :
[0033] 将50g纳米二氧化硅加入到1000 ml的乙醇中，以300rpm速度搅拌配制成浑浊液， 然后在浑浊液内加入5g的花生酸，在3000rpm高速剪切的作用下，剪切30min使体系内物 质分散均匀，并使花生酸均匀涂敷在纳米二氧化硅表面，形成微胶囊结构，然后加入〇. Ig 的烷基聚氧乙烯醚类表面活性剂，再次搅拌使表面活性剂均匀包覆在微胶囊表面，最后进 行分离提纯、干燥得到粉末状的触变式微胶囊型干燥剂。
[0034] 实施例6 :
[0035] 将1000 g纳米二氧化硅加入到1000 ml的丙醇中，以600rpm速度搅拌配制成浑浊 液，然后在浑浊液内加入300g的等比的木蜡酸和硬脂酸的混合物，在6000rpm高速剪切的 作用下，剪切4h使体系内物质分散均匀，并使木蜡酸和硬脂酸均匀涂敷在纳米二氧化硅表 面，形成微胶囊结构，然后加入2. 5g的烷基聚氧乙烯醚类表面活性剂，再次搅拌使表面活 性剂均匀包覆在微胶囊表面，最后进行分离提纯、干燥得到粉末状的触变式微胶囊型干燥 剂。
[0036] 实施例7 :
[0037] 将200g纳米二氧化娃加入到1000 ml的苯中，以300rpm速度搅拌配制成浑池液， 然后在浑浊液内加入摩尔比为1:1. 8的甲醛和尿素的混合物50g，用三乙醇胺调整体系内 pH在8,并控制体系温度在40~80°C之间，在超声波的作用下分散30min，在超声分散的过 程中，每超声15min，须对体系进行搅拌冷却，以防止纳米二氧化硅沉淀，待体系内温度降设 定温度后再进行下次超声作业，使体系内物质分散均匀，在搅拌条件下保持温度反应4小 时，制备得到脲醛树脂包覆的微胶囊，然后加入Ig十二烷基苯磺酸钠，再次搅拌使表面活 性剂均匀包覆在微胶囊表面，最后进行分离提纯、干燥得到粉末状的触变式微胶囊型干燥 剂。
[0038] 实施例8 :
[0039] 将500g纳米二氧化娃加入到1000 ml的苯中，以600rpm速度搅拌配制成浑池液， 然后在浑浊液内加入IOg的珠光酸酯，在超声波的作用下分散3h，在超声分散的过程中，每 超声15min，须对体系进行搅拌冷却，以防止纳米二氧化硅沉淀，待体系内温度降设定温度 后再进行下次超声作业，以此使体系内物质分散均匀，并使珠光酸酯均匀涂敷在纳米二氧 化硅表面，形成微胶囊结构，然后加入2g的脂肪酸酯类表面活性剂，再次搅拌使表面活性 剂均匀包覆在微胶囊表面，最后进行分离提纯、干燥得到粉末状的触变式微胶囊型干燥剂。
[0040] 实施例9 :
[0041] 将300g纳米二氧化娃加入到1000 ml的甲苯中，以300rpm速度搅拌配制成浑池 液，然后在浑浊液内加入摩尔比为1:2的甲醛和尿素的混合物10g，用三乙醇胺调整体系内 pH在9,并控制体系温度在40~80°C之间，在6000rpm高速剪切的作用下，剪切3h使体系 内物质分散均匀，在搅拌条件下保持温度反应4小时，制备得到脲醛树脂包覆的微胶囊，然 后加入0. 9g十二烷基苯磺酸钠，再次搅拌使表面活性剂均匀包覆在微胶囊表面，最后进行 分离提纯、干燥得到粉末状的触变式微胶囊型干燥剂。
[0042] 实施例10 :
[0043] 将2000g纳米二氧化娃加入到1000 ml的甲苯中，以600rpm速度搅拌配制成浑池 液，然后在浑浊液内加入2000g的等比的硬脂酸、月桂酸和蜡酸的混合物，在超声波的作用 下分散4h，在超声分散的过程中，每超声15min，须对体系进行搅拌冷却，以防止纳米二氧 化硅沉淀，待体系内温度降设定温度后再进行下次超声作业，以此使体系内物质分散均匀， 并使硬脂酸、月桂酸和蜡酸均匀涂敷在纳米二氧化硅表面，形成微胶囊结构，然后加入3g 的乙烯马来酸酐共聚物表面活性剂，再次搅拌使表面活性剂均匀包覆在微胶囊表面，最后 进行分离提纯、干燥得到粉末状的触变式微胶囊型干燥剂。
[0044] 实施例11 :
[0045] 将IOg纳米二氧化硅加入到1000 ml的二甲苯中，以IOOrpm速度搅拌配制成浑浊 液，然后在浑浊液内加入〇. Ig的硬脂酸，在1000 rpm高速剪切的作用下，剪切30min使体 系内物质分散均匀，并使硬脂酸均匀涂敷在纳米二氧化硅表面，形成微胶囊结构，然后加入 〇. Ig的烷基聚氧乙烯醚类表面活性剂，再次搅拌使表面活性剂均匀包覆在微胶囊表面，最 后进行分离提纯、干燥得到粉末状的触变式微胶囊型干燥剂。
[0046] 实施例12 :
[0047] 将500g纳米二氧化娃加入到1000 ml的二甲苯中，以500rpm速度搅拌配制成浑池 液，然后在浑浊液内加入摩尔比为1:1. 8的甲醛和尿素的混合物15g，用三乙醇胺调整体系 内pH在8,并控制体系温度在40~80°C之间，在6000rpm高速剪切的作用下，剪切4h使体 系内物质分散均匀，在搅拌条件下保持温度反应3小时，制备得到脲醛树脂包覆的微胶囊， 然后加入I. 5g十二烷基苯磺酸钠，再次搅拌使表面活性剂均匀包覆在微胶囊表面，最后进 行分离提纯、干燥得到粉末状的触变式微胶囊型干燥剂。
[0048] 实施例13 :
[0049] 将1500g纳米二氧化娃加入到1000 ml的丙酮中，以600rpm速度搅拌配制成浑池 液，然后在浑浊液内加入50g的等比的花生酸和蜡酸的混合物，在超声波的作用下分散3h， 在超声分散的过程中，每超声15min，须对体系进行搅拌冷却，以防止纳米二氧化硅沉淀，待 体系内温度降设定温度后再进行下次超声作业，以此使体系内物质分散均匀，并使花生酸 和蜡酸均匀涂敷在纳米二氧化硅表面，形成微胶囊结构，然后加入2. 3g的脂肪酸酯类表面 活性剂，再次搅拌使表面活性剂均匀包覆在微胶囊表面，最后进行分离提纯、干燥得到粉末 状的触变式微胶囊型干燥剂。
[0050] 实施例14 :
[0051] 将1600g纳米二氧化娃加入到1000 ml的丙酮中，以600rpm速度搅拌配制成浑池 液，然后在浑浊液内加入摩尔比为1:1.9的甲醛和尿素的混合物160g，用三乙醇胺调整体 系内pH在8. 5,并控制体系温度在40~80°C之间，在超声波的作用下分散3. 6h，在超声分 散的过程中，每超声15min，须对体系进行搅拌冷却，以防止纳米二氧化硅沉淀，待体系内温 度降设定温度后再进行下次超声作业，使体系内物质分散均匀，在搅拌条件下保持温度反 应3. 6小时，制备得到脲醛树脂包覆的微胶囊，然后加入2. Sg十二烷基苯磺酸钠，再次搅拌 使表面活性剂均匀包覆在微胶囊表面，最后进行分离提纯、干燥得到粉末状的触变式微胶 囊型干燥剂。
[0052] 实施例15 :
[0053] 将200g纳米二氧化硅加入到1000 ml的丙酮中，以200rpm速度搅拌配制成浑浊 液，然后在浑浊液内加入IOg的花生酸，在3000rpm高速剪切的作用下，剪切2h使体系内物 质分散均匀，并使花生酸均匀涂敷在纳米二氧化硅表面，形成微胶囊结构，然后加入Ig的 烷基聚氧乙烯醚类表面活性剂，再次搅拌使表面活性剂均匀包覆在微胶囊表面，最后进行 分离提纯、干燥得到粉末状的触变式微胶囊型干燥剂。
[0054] 实施例16 :
[0055] 将500g纳米二氧化娃加入到1000 ml的丁酮中，以400rpm速度搅拌配制成浑池 液，然后在浑浊液内加入5g的硬脂酸，在超声波的作用下分散lh，在超声分散的过程中，每 超声15min，须对体系进行搅拌冷却，以防止纳米二氧化硅沉淀，待体系内温度降设定温度 后再进行下次超声作业，以此使体系内物质分散均匀，并使硬脂酸均匀涂敷在纳米二氧化 硅表面，形成微胶囊结构，然后加入I. 5g的十二烷基苯磺酸钠，再次搅拌使表面活性剂均 匀包覆在微胶囊表面，最后进行分离提纯、干燥得到粉末状的触变式微胶囊型干燥剂。
[0056] 实施例17 :
[0057] 将1200g纳米二氧化娃加入到1000 ml的丁酮中，以600rpm速度搅拌配制成浑池 液，然后在浑浊液内加入100g的等比的月桂酸、木蜡酸和蜡酸的混合物，在6000rpm高速剪 切的作用下，剪切4h使体系内物质分散均匀，并使月桂酸、木蜡酸和蜡酸均匀涂敷在纳米 二氧化硅表面，形成微胶囊结构，然后加入2. Ig的脂肪酸酯类表面活性剂，再次搅拌使表 面活性剂均匀包覆在微胶囊表面，最后进行分离提纯、干燥得到粉末状的触变式微胶囊型 干燥剂。
[0058] 实施例18 :
[0059] 将1200g纳米二氧化娃加入到1000ml的丁酮中，以600rpm速度搅拌配制成浑池 液，然后在浑浊液内加入摩尔比为1:1. 7的甲醛和尿素的混合物40g，用三乙醇胺调整体系 内pH在8. 1，并控制体系温度在40~80°C之间，在超声波的作用下分散2h，在超声分散的 过程中，每超声15min，须对体系进行搅拌冷却，以防止纳米二氧化硅沉淀，待体系内温度降 设定温度后再进行下次超声作业，使体系内物质分散均匀，在搅拌条件下保持温度反应2. 6 小时，制备得到脲醛树脂包覆的微胶囊，然后加入I. 9g的乙烯马来酸酐共聚物表面活性 剂，再次搅拌使表面活性剂均匀包覆在微胶囊表面，最后进行分离提纯 、干燥得到粉末状的 触变式微胶囊型干燥剂。
[0060] 实施例19 :
[0061] 将800g纳米二氧化娃加入到1000 ml的氯仿中，以600rpm速度搅拌配制成浑池 液，然后在浑浊液内加入40g的等比的月桂酸、花生酸和珠光酸酯的混合物，在5000rpm高 速剪切的作用下，剪切3h使体系内物质分散均匀，并使月桂酸、花生酸和珠光酸酯均匀涂 敷在纳米二氧化硅表面，形成微胶囊结构，然后加入I. 3g的烷基聚乙烯醚类表面活性剂， 再次搅拌使表面活性剂均匀包覆在微胶囊表面，最后进行分离提纯、干燥得到粉末状的触 变式微胶囊型干燥剂。
[0062] 实施例20 :
[0063] 将1000 g纳米二氧化娃加入到1000 ml的氯仿中，以600rpm速度搅拌配制成浑池 液，然后在浑浊液内加入摩尔比为1:1.5的甲醛和尿素的混合物100g，用三乙醇胺调整体 系内pH在7. 5,并控制体系温度在40~80°C之间，在超声波的作用下分散2h，在超声分散 的过程中，每超声15min，须对体系进行搅拌冷却，以防止纳米二氧化硅沉淀，待体系内温度 降设定温度后再进行下次超声作业，使体系内物质分散均匀，在搅拌条件下保持温度反应3 小时，制备得到脲醛树脂包覆的微胶囊，然后加入I. 6g的十二烷基苯磺酸钠，再次搅拌使 表面活性剂均匀包覆在微胶囊表面，最后进行分离提纯、干燥得到粉末状的触变式微胶囊 型干燥剂。
[0064] 实施例21 :
[0065] 将1000 g纳米二氧化娃加入到1000 ml的氯仿中，以600rpm速度搅拌配制成浑池 液，然后在浑浊液内加入IOg的蜡酸，在超声波的作用下分散2h，在超声分散的过程中，每 超声15min，须对体系进行搅拌冷却，以防止纳米二氧化硅沉淀，待体系内温度降设定温度 后再进行下次超声作业，以此使体系内物质分散均匀，并使蜡酸均匀涂敷在纳米二氧化硅 表面，形成微胶囊结构，然后加入I. 6g的乙烯马来酸酐共聚物表面活性剂，再次搅拌使表 面活性剂均匀包覆在微胶囊表面，最后进行分离提纯、干燥得到粉末状的触变式微胶囊型 干燥剂。
[0066] 实施例22 :
[0067] 将400g纳米二氧化娃加入到1000 ml的四氯化碳中，以300rpm速度搅拌配制成浑 浊液，然后在浑浊液内加入IOg的蜡酸，在3000rpm高速剪切的作用下，剪切2h使体系内物 质分散均匀，并使蜡酸均匀涂敷在纳米二氧化硅表面，形成微胶囊结构，然后加入〇. 9g的 烷基聚乙烯醚类表面活性剂，再次搅拌使表面活性剂均匀包覆在微胶囊表面，最后进行分 离提纯、干燥得到粉末状的触变式微胶囊型干燥剂。
[0068] 实施例23 :
[0069] 将1800g纳米二氧化娃加入到1000ml的四氯化碳中，以600rpm速度搅拌配制成 浑浊液，然后在浑浊液内加入摩尔比为1:2的甲醛和尿素的混合物180g，用三乙醇胺调整 体系内pH在9,并控制体系温度在40~80°C之间，在超声波的作用下分散3. 5h，在超声分 散的过程中，每超声15min，须对体系进行搅拌冷却，以防止纳米二氧化硅沉淀，待体系内温 度降设定温度后再进行下次超声作业，使体系内物质分散均匀，在搅拌条件下保持温度反 应4小时，制备得到脲醛树脂包覆的微胶囊，然后加入3g的十二烷基苯磺酸钠，再次搅拌使 表面活性剂均匀包覆在微胶囊表面，最后进行分离提纯、干燥得到粉末状的触变式微胶囊 型干燥剂。
[0070] 实施例24 :
[0071] 将100g纳米二氧化娃加入到1000 ml的四氯化碳中，以300rpm速度搅拌配制成浑 浊液，然后在浑浊液内加入50g的硬脂酸，在3000rpm高速剪切的作用下，剪切Ih使体系内 物质分散均匀，并使硬脂酸均匀涂敷在纳米二氧化硅表面，形成微胶囊结构，然后加入〇. 5g 的十二烷基苯磺酸钠，再次搅拌使表面活性剂均匀包覆在微胶囊表面，最后进行分离提纯、 干燥得到粉末状的触变式微胶囊型干燥剂。
[0072] 实施例的性能对比，分别按照囊芯质量为0. lg、0. 3g、0. 5g、0. 7g、0. 9g和lg，称取 通过上述方法制备的触变微胶囊型干燥剂，将其添加到l〇g常用涂料中制成样品，并称取 等量的其他温控微胶囊干燥剂（干燥成分为氯化钙）添加到IOg常用涂料中制成样品，通 过对比添加干燥剂和未添加干燥剂的样品的干燥时间，对比干燥剂的干燥效果，干燥时间 越短，则干燥效果越好。
[0073] 经测试其干燥性能对比如表1所示：
[0074] 表1本发明触变微胶囊型干燥剂与其他温控微胶囊干燥剂干燥性能对比
[0075]
[0076] 以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范 围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方 案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
【主权项】
1. 一种触变微胶囊干燥剂，包括囊壁和囊芯，其特征在于：所述囊芯材料为纳米二氧 化硅，所述囊壁材料为饱和脂肪酸类化合物或者脲醛树脂。2. 根据权利要求1所述的触变微胶囊干燥剂，其特征在于：所述囊壁材料和所述囊芯 材料的质量比为1:1~1:100。3. 根据权利要求1所述的触变微胶囊干燥剂，其特征在于：所述饱和脂肪酸类化合物 选自月桂酸、硬脂酸、花生酸、珠光脂酸、木蜡酸或蜡酸中的一种或两种以上任意比例的混 合物。4. 一种制备如权利要求1-3中任一项所述触变微胶囊干燥剂的方法，其特征在于包括 以下步骤： 首先将纳米二氧化硅加入到溶剂中，配制成浑浊液； 当所用囊壁材料为饱和脂肪酸类化合物时，则将饱和脂肪酸类化合物加入到配制好的 含有纳米二氧化硅的浑浊液中，通过超声、剪切和搅拌使体系分散均匀，并使饱和脂肪酸类 化合物涂敷在纳米二氧化硅表面，形成微胶囊结构，而后加入表面活性剂，再次搅拌，然后 进行分离提纯、干燥得到粉末状的触变微胶囊干燥剂； 当所用囊壁材料为脲醛树脂时，则将甲醛和尿素按照摩尔比1:1. 5-1:2的比例配置成 混合物加入到配制好的含有纳米二氧化硅的浑浊液中，用三乙醇胺调整体系内pH在7. 5-9 之间，控制体系温度在40~80°C之间，通过超声、剪切和搅拌使体系分散均匀，在搅拌条件 下保持温度并反应2-4小时，形成微胶囊结构，然后在体系内加入表面活性剂，再次搅拌， 然后趁热进行分离提纯、干燥得到脲醛树脂包覆纳米二氧化硅的触变微胶囊干燥剂。5. 根据权利要求4所述的触变微胶囊干燥剂的制备方法，其特征在于：所述纳米二氧 化娃在溶剂中的含量不超过2g/ml。6. 根据权利要求4所述的触变微胶囊干燥剂的制备方法，其特征在于：所述溶剂为甲 醇、乙醇、丙醇、苯、甲苯、二甲苯、丙酮、丁酮、氯仿或者四氯化碳。7. 根据权利要求4所述的触变微胶囊干燥剂的制备方法，其特征在于：所述表面活性 剂为乙烯马来酸酐共聚物、十二烷基苯磺酸钠、脂肪酸酯类化合物或者烷基聚氧乙烯醚类 表面活性剂，表面活性剂的用量为0.l-3g/l。8. 根据权利要求4所述的触变微胶囊干燥剂的制备方法，其特征在于：搅拌速度为 100-600r/min〇9. 根据权利要求4所述的触变微胶囊干燥剂的制备方法，其特征在于：剪切分散的速 度是1000-6000r/min，剪切分散时间为30min-4h。10. 根据权利要求4所述的触变微胶囊干燥剂的制备方法，其特征在于：所述超声分散 的时间为30min-4h，在超声分散的过程中，每超声15min，须对体系进行搅拌冷却，以防止 纳米二氧化硅沉淀，待体系内温度降设定温度后再进行下次超声分散。
【专利摘要】本发明公开了一种触变微胶囊干燥剂及其制备方法，本发明触变微胶囊干燥剂包括囊壁(饱和脂肪酸类化合物或者脲醛树脂)和囊芯(纳米二氧化硅)，先将纳米二氧化硅加入到溶剂中，配制成浑浊液，再将囊壁材料加入到配制好的含有纳米二氧化硅的浑浊液中，通过超声、剪切和搅拌使体系分散均匀，并使饱和脂肪酸类化合物涂敷在纳米二氧化硅表面，形成微胶囊结构，而后加入表面活性剂，再次搅拌，然后进行分离提纯、干燥得到粉末状的触变微胶囊干燥剂，本发明制得的触变微胶囊干燥剂用于水性涂料、水性漆、水性油墨、水性粘合剂等，以及涉及水性体系应用的行业，能有效提高干燥效率，又不影响原有的产品质量，同时不能对环境产生影响。
【IPC分类】C09J11/00, C09D11/03, C09D7/12, B01J13/02, C08G12/12
【公开号】CN104893400
【申请号】CN201510280386
【发明人】张法忠, 张竞, 褚庭亮, 王晓芳, 欧阳芸, 高雪
【申请人】中国印刷科学技术研究院
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月27日
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