WO2003042274A1 - Method for the production of microcapsules - Google Patents

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WO2003042274A1
WO2003042274A1 PCT/EP2002/011736 EP0211736W WO03042274A1 WO 2003042274 A1 WO2003042274 A1 WO 2003042274A1 EP 0211736 W EP0211736 W EP 0211736W WO 03042274 A1 WO03042274 A1 WO 03042274A1
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polyurea
microcapsules
amines
capsule
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PCT/EP2002/011736
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Friedrich Georg Schmidt
Andreas Pawlik
Gerald Rafler
Jacqueline Lang
Reiner Friedrich
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Creavis Gesellschaft Für Technologie Und Innovation Mbh
Fraunhofer Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.
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    • B01J13/02Making microcapsules or microballoons
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    • C08G18/706Dispersions of isocyanates or isothiocyanates in a liquid medium the liquid medium being water

Definitions

  • the invention relates to a dispersion process for the production of polyurea-based microcapsules with liquid, suspension-containing or solid capsule cores and to the microcapsules themselves.
  • An isocyanate / amine system is used for encapsulation, which forms the microcapsule wall from the aqueous phase and additionally for the morphological modification of the capsule wall uses networking components.
  • microencapsulation of organic and inorganic liquid, waxy and solid substances with polymers is well known.
  • the various techniques of reactive or non-reactive microparticle formation and the geometric, morphological and chemical properties and fields of application of the matrix particles or microcapsules with a core-shell structure prepared in this way have been described many times (cf. for example "Microencapsulation, Processes and Applications", JE Vandegaer, Plenum Press, New York (1974); “Microencapsulation of Drugs", TL Whateley, Harwood Academic Publ., Chur (1992); K. Dietrich et al. "Amino Resin Microcapsules” Mitt. 1-3, Acta Polymerica 40 (1989) 243, 325, 683).
  • Non-reactive encapsulation processes such as solvent evaporation, spray drying, coacervation, salting out or precipitation, use readily soluble synthetic or native polymers as the wall or matrix material of the microparticles.
  • reactive resin systems are used, preferably based on amino resin or polyurethane or polyurea and monomers which are readily polymerizable at phase boundaries.
  • melamine-formaldehyde precondensates and isocyanate / amine systems are particularly suitable and have been state of the art for a long time.
  • This type of reactive encapsulation is a polycondensation of the amino resin or polyaddition of a di- or oligoisocyanate onto a di- or higher-functional amine component at the interface of an emulsion or suspension.
  • Reactive encapsulation processes with suitable isocyanate and amine components are used in a wide variety of ways with regard to component structure, component ratio, method of particle production and application of the isocyanate / amine-based microparticles.
  • the oil-soluble component is generally a relatively low molecular weight polyisocyanate adduct or an isocyanate prepolymer and the water-soluble component is a di- or higher-functional amine (DE 2242910, DE 2311712, US 3575822, US 3577515, US 3607776).
  • the isocyanate component is emulsified or dissolved in the material to be encapsulated and then dispersed in the aqueous phase, often using emulsifiers. must be added to obtain a stable system. After addition of the amine, after a reaction time which is dependent on the reactivity of the components, microparticles with a polyurea as wall material are obtained, which can be cleaned and isolated by suitable methods.
  • This state-of-the-art microparticle process with distribution of the polyurea components in both phases has a number of disadvantages which limit its use.
  • the capsules contain a relatively high residual amount of unreacted isocyanate, which can lead to undesirable side reactions within the microparticles and usually precludes the encapsulation of reactive substances.
  • This residual isocyanate content is determined by the rate of mass transfer of the isocyanate within the oil phase and by the mass transfer from the isocyanate-containing oil to the aqueous, amine-containing phase.
  • emulsifiers for dispersing the isocyanate-containing phase in the amine-containing, aqueous phase.
  • the choice of emulsifiers that can be used is very limited, since on the one hand they affect the capsule wall-forming polyaddition reaction on the Do not disturb the interface and, on the other hand, must not adversely affect the stability of the microcapsules.
  • self-dispersing polyisocyanates as capsule wall materials.
  • Isocyanates containing polyethylene oxide such as are described in US Pat. No. 5,325,556, have proven particularly useful.
  • the self-dispersing isocyanates are prepared by reacting a mixture consisting of bis (6-isocyanatohexyl) uretdione and tris (6-isocyanatohexyl) isocyanurate with monofunctional polyethylene oxides.
  • the isocyanate prepolymer is then dispersed with the material to be encapsulated in a hydrophilic solvent, emulsified in water and reacted with this by adding a multifunctional amine (di- or triamine).
  • Microcapsules with isocyanate / amine wall material produced according to the prior art are also limited in their usability with regard to the ingredients, since the capsule wall is often permeable to low-molecular organic core materials (i.e. the encapsulated materials), and the microcapsules are thus more liquid when encapsulated Ingredients such as organic solvents do not have sufficient storage stability.
  • the invention is therefore based on the object of providing a process for producing microcapsules based on water-dispersible polyisocyanates and modified polyamines, which is distinguished by the following properties: Wide variability with regard to the core material to be encapsulated: Enclosure for solids, liquids and water-insoluble as well as water-immiscible solids with high stability of the capsule wall, extremely low coefficient of pneeability of the capsule walls for organic solvents, inert behavior of the capsule wall towards the core materials
  • this object can be achieved in that the capsule wall primarily formed from the water-dispersible polyisocyanates and polyamines is stabilized and compacted at the molecular level by an additional, chemically or physically initiated crosslinking step.
  • the present invention therefore relates to a method according to claim 1 for producing microcapsules with ingredients, in particular liquid and / or solid ingredients inside the capsules and capsule walls, which have polyurea-containing material, which is characterized in that the capsule walls made of polyurea-containing material, which has functional groups which are crosslinked by means of a crosslinker.
  • the present invention also relates to microcapsules produced by the process according to the invention.
  • the present invention also relates to microcapsules with a capsule wall that has a polyurea-containing material and ingredients, in particular liquid and / or solid ingredients inside the capsules, which are characterized in that the capsule wall, which has the polyurea-containing material, by a crosslinker is hardened.
  • the present invention relates to the use of microcapsules according to the invention as a container for ingredients, as a container for ingredients, the containers releasing the ingredients under pressure, as a micro memory, as a component in electronic displays or as microreactors.
  • microcapsules are understood to mean microparticles which have a capsule wall or a particle matrix and one or more solid and / or liquid ingredients.
  • isocyanates or isocyanate components and amines or amine components in each case mean isocyanates or amines which have at least two isocyanate or amine groups, since only with such di- or polyamines or -Isocyanates the formation of polyurea-containing material is possible.
  • microcapsules produced by the process according to the invention have the advantage that they can be used for a wide variability with regard to the core material to be encapsulated.
  • the microcapsules according to the invention can be used for coating both solids, liquids and also suspensions which are insoluble in water and immiscible with water.
  • the microcapsules can also contain polyurea-containing material as an ingredient.
  • the microcapsules have a significantly higher mechanical stability of the capsule wall compared to conventionally produced microcapsules. Due to the cross-linking of the capsule walls, they also have an extremely low permeability coefficient for organic solvents.
  • the method according to the invention is described below by way of example, without being restricted thereto.
  • the method according to the invention for the production of microcapsules with ingredients, in particular liquid and / or solid ingredients inside the capsules and capsule walls, which have polyurea-containing material is characterized in that the capsule walls are made of polyurea-containing material, which has functional groups, by means of a crosslinking agent be networked, manufactured.
  • the process according to the invention is based on the production of polyurea from isocyanates and amines according to the following formula: R-NCO + R'— NH 2 ⁇ R - NH - CO - NH - R *
  • R represents an alkyl radical with at least one isocyanate group and R 'represents an alkyl radical with at least one amine group.
  • the polyurea-containing material which has functional groups is preferably produced by a reaction of di- or polyamines and di- or polyisocyanates. It can be advantageous to use amines or isocyanates which have further functional groups in addition to the amine functions or the isocyanate functions to produce the polyurea-containing material. Amines with functional groups are preferably used.
  • the method can be carried out in a two-phase system which has an aqueous and an organic phase.
  • Preferred weight ratios between organic and aqueous phase are in the range from 1:99, preferably from 10:90 to 60:40, particularly preferably 20:80 to 50:50.
  • Additives, such as stabilizers, protective colloids and / or dispersion auxiliaries, can be added to the aqueous phase be such.
  • gelatin polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose or polymethacrylic acid.
  • the method can also preferably be carried out in a single-phase system, the capsule walls being formed from polyurea-containing material in the aqueous phase.
  • the substance to be encapsulated should not be regarded as a separate phase, but the one-phase or two-phase nature only refers to the formation of the capsule walls, so that even when the process is carried out in the aqueous phase, organic ones , substances immiscible with water, such as. B. silicone oil can be encapsulated.
  • the proportions of the components used can be varied to a large extent. Based on 100 parts by weight of material to be encapsulated, preference is given to using 0.4 to 40, particularly preferably 1 to 25 parts by weight of polyisocyanate.
  • the amine content results from the NCO content of the polyisocyanate used and is preferably from 0.5 to 3, particularly preferably from 0.75 to 2.5 and very particularly preferably from 1 to 2 equivalent masses of amine per equivalent mass of isocyanate.
  • water-miscible organic solvents as cosolvents can be added to the aqueous phase in proportions of 1 to 25% by volume, preferably 5 to 15% by volume. Suitable for this are, for example, tetraliydrofuran, dimethyl sulfoxide and dimethylformamide.
  • the materials to be encapsulated are water-immiscible liquids and solids and suspensions, which in turn can be provided with additional auxiliaries.
  • the known dispersion tools such as Ultra-Turrax, ultrasound or other intensively mixing stirrers are used to produce the water / core material dispersion in the case of a discontinuous process.
  • Static mixers are preferably used under continuous encapsulation conditions.
  • Isocyanate, amine and crosslinker can be added to the encapsulation process in any order. In the case of a batchwise procedure, however, it has proven useful first to disperse the isocyanate in the aqueous phase, then to add the material to be encapsulated with stirring and then to add the melamine-containing amine or the amine and the crosslinking agent.
  • the capsule is formed preferably at room temperature by reacting the isocyanate groups with the aliphatic amines. After a reaction time of 10 minutes to 24 hours, preferably from 30 to 240 minutes and very particularly preferably from 45 to 90 minutes, this process is largely completed.
  • Water-dispersible polyisocyanates and polyamines are preferably used as amines and isocyanates, from which the polyurea-containing material of the capsule wall is produced. Through an additional, chemically or physically initiated crosslinking step the capsule wall is stabilized and compressed at the molecular level.
  • This crosslinking itself is achieved in that the amine component is functionalized in such a way that, in addition to the reaction with the isocyanate to give the polyurea-containing material, at least one further crosslinking reaction which is independent of it can take place.
  • This crosslinking process can take place in parallel or after the polyurea formation.
  • Preferred components for the modification of the polyamine component according to the invention are amino-s-triazines and ⁇ , ⁇ -unsaturated aldehydes or ketones.
  • the isocyanates or isocyanate components used according to the invention are preferably nonionically hydrophilized, water-dispersible polyisocyanate mixtures with aliphatic and / or cycloaliphatic bound isocyanate groups and polyether alcohols.
  • the dispersibility or water solubility of the isocyanate component can be adjusted by means of the polyether alcohol component.
  • the preparation of this class of substances is described in detail in various patents, e.g. B. EP 0 850 896, US 5,342,556, WO 98/14495.
  • Water-dispersible polyisocyanate is e.g. B. commercially available under the trade name BAYHYDUR 3100 (Bayer AG).
  • amines modified with amino-s-triazines are prepared from these amines.
  • the amino-s-triazine-containing (melamine-containing) polyamines (I) for the capsule wall formation with the polyisocyanates can be easily obtained from the 2-halogeno-4,6-diamino-triazines and an amine or a substituted alcohol represent.
  • suitable amines for the production of melamine-containing amines are the water-soluble primary and secondary diamines and polyamines such as, for.
  • hydrazine bifunctional aliphatic amines, bis-amino-terminated polyethylene glycols, bis-aminopropyl-terminated polyethylene glycols, trifunctional aliphatic amines, tris-alkylene amines and also polymeric polyfu tional amines, such as polyalkyleneimines and polyvinylamine.
  • R, R "and R” branched or unbranched alkyl chain.
  • the melamine-containing amines can be prepared very easily from the corresponding triazine and an amine. Examples of suitable amines have already been mentioned in detail.
  • a melamine-containing amine for example, 0.5-2.5 mol of amine in a suitable solvent such as water, 2-methoxyethanol or dioxane can be reacted with 1 mol of 2-chloro-4,6-diaminotriazine by adding the two reaction components in the solvent dissolved, mixed with 1 mol NaOH and heated to 80-130 ° C for 1-6 h. Finally, the solvent is distilled off and the residue, which has the melamine-containing amine, is freed from NaCl formed during the substitution by means of Soxthlette extraction.
  • urea The advantage of melamine-containing amines over conventional amines for the poly
  • the formation of urea consists in the fact that the amino groups of the modified melamine have different reactivities which are used for controllable crosslinking following the immediate wall formation process in the microencapsulation.
  • the aliphatic NH 2 groups react preferentially with the aliphatic isocyanate groups because of their higher basicity; the capsule walls formed in this way have approximately the same stability as isocyanate / amine capsules produced according to the prior art.
  • the higher stability of the capsule walls according to the invention is achieved by crosslinking, with a mono- or dialdehyde of the formulas II or III preferably being used for the crosslinking when melamine-modified polyamines of free amino groups are used as crosslinkers in the polyurea-containing material.
  • Sufficient crosslinking agent is preferably used that there is at least one aldehyde group for each free amino group.
  • a 1.5 to 4-fold and very particularly preferably a 2 to 3-fold excess of aldehyde is used per melamine group.
  • the curing or crosslinking of the capsule wall formed by reaction of amines with isocyanates is preferably carried out at temperatures from 30 ° to 90 ° C., preferably from 40 ° to 60 ° C.
  • the pH of the reaction mixture by adding non-oxidizing acids, such as. B. HC1 or organic acids should be lowered.
  • the reaction mixture preferably has a crosslinking pH of 5 to 1, very particularly preferably 4 to 2.
  • the crosslinking or curing of the capsule wall is usually complete after 2 to 8 hours.
  • the stable capsules can then be separated, cleaned and, if necessary, separated or sorted according to size by known methods.
  • the crosslinking can also be carried out during, ie parallel to, the wall formation process or only after the capsule wall has been formed.
  • the subsequent hardening of the capsule wall by chemical crosslinking can be carried out without prior isolation of the uncured microcapsules. All that needs to be done is to lower the pH in the aqueous phase, add the aldehyde and complete the curing of the capsule wall at elevated temperature.
  • the stable capsules can then be separated, cleaned and, if necessary, separated by known methods.
  • amines modified with amino-s-triazines are not used, but polyamines modified with ⁇ , ⁇ -unsaturated aldehydes or ketones, which are obtained by hydroxyalkylation of the corresponding unsubstituted amines.
  • Suitable amines for this reaction are the water-soluble primary and secondary diamines already listed and suitable for reaction with 2-halogeno-4,6-diamino-triazines, as well as higher-functional amino compounds and polymeric polyamines.
  • suitable ⁇ , ⁇ -unsaturated aldehydes or ketones are water-soluble or water-dispersible carbonyl compounds, such as. B. acrolein, 2-methyl-acrolein, crotonaldehyde or methyl vinyl ketone.
  • This process variant is based on the aminoalkylation of polyurea according to the following reaction formula:
  • R ', R "and R” represent an alkyl radical which may still have functional groups.
  • Alkenals and alkenones in particular ⁇ , ⁇ -unsaturated aldehydes and ketones, very particularly 2-alkenals and 2-alkenones, with vinyl and carbonyl groups, have two groups with different reaction options. You can di-, oligo- or polymerize via hydroxyalkylation with amino group-containing components and initiated free-radical or ionically via the vinyl group in bulk or in solution, depending on the reactants, both homo- and copolymer structures can be formed.
  • This variant of the process according to the invention makes use of this effect since the ⁇ , ⁇ -unsaturated aldehydes and / or ketones are coupled to the amine component via the hydroxyalkylation and thus a polyurea-containing material which has vinyl groups can be obtained by conversion with the isocyanate component that can be used for networking, the networking in different ways, e.g. B. can be started ionically or radically. It can be advantageous if the ratio of ⁇ , ⁇ -unsaturated aldehyde or ketone to amine group is from 1.5 to 10, particularly preferably from 3 to 7.
  • the modification with the ⁇ , ⁇ -unsaturated carbonyl compounds is preferably carried out via the amine component of the polyurea, the reaction with the polyfunctional amine being carried out before or during the encapsulation process, i.e. before the polyurea formation or in parallel with the polyurea formation from the polyfunctional components isocyanate and amine can.
  • Carbonyl compounds modified amines were prepared, capsule walls is preferably carried out so that during or after the isocyanate / amine reaction, the initiator for the crosslinking of the vinylene groups is added, the approach within is heated to 50 to 80 ° C., preferably to 60 to 70 ° C. in a short time, preferably within less than 1 h, and is held at this temperature for 2-6 h.
  • the hardened microcapsules can then be separated.
  • Suitable initiators for crosslinking via the vinyl groups are, in addition to radical polymerization initiators, such as inorganic and organic peroxides, azo compounds or redox initiators such as, for. B. hydrogen peroxide / iron (II) sulfate, also radiated energy and Jevra acids and Lewis Bas n, such as. B. tertiary amines (triethylamine). As the radiated energy z. B. UV radiation.
  • examples of inorganic or organic peroxides which can be used are ammonium peroxodisulfate, dibenzoyl peroxide, hydrogen peroxide or cumene hydroperoxide.
  • the chemical polymerization initiators are preferably used in an amount of 0.001 to 0.1, preferably 0.005 to 0.05 mol / mol of added ⁇ , ⁇ -unsaturated aldehyde or vinylene group.
  • the walls of microcapsules which were produced according to this embodiment variant of the process according to the invention, also achieve a high final strength.
  • the method described in the present invention with its variants is suitable for all technical manufacturing processes of microcapsules which operate according to a dispersion method. It has the advantage that the capsule wall is formed exclusively from the aqueous phase in the procedure according to the invention.
  • microcapsules with reinforced capsule walls can be produced.
  • the microcapsules with a capsule wall that has a polyurea-containing material and ingredients, in particular liquid and / or solid ingredients inside the capsules are characterized in that the capsule wall, which has the polyurea-containing material, is hardened by a crosslinker.
  • Liquids, dispersions, suspensions and powders or granules can be used as liquid and / or solid ingredients with the proviso that the ingredients do not match the hardened Capsule wall react.
  • Particularly preferred ingredients are semiochemical, sensory, catalytic or indicator materials, such as flavors, perfume oils, dyes or substances whose effectiveness is based on the interaction with electrical or magnetic fields, such as magnets or dielectrics.
  • the encapsulation of these ingredients makes it possible to use the capsules according to the invention in various fields, such as, for. B. the use as a container for a wide variety of materials, the containers on pressure can release these materials, especially perfume, ink or adhesive, as a micro memory in electronic components, such as. B. displays or as microreactors.
  • a separate fixable phase can also be created, active substances can be protected from the surrounding medium and the compatibility of the active substances with the matrices can be improved. Further possible uses of the microcapsules according to the invention can be found as process, process or processing aids.
  • the capsules can be made in a wide variety of sizes.
  • the capsules according to the invention preferably have a diameter of 600 nm to 300 ⁇ m, preferably from 1 to 200 ⁇ m and very particularly preferably from 2 to 50 ⁇ m.
  • a 30% polyethyleneimine solution prepared from anhydrous low-molecular weight polyethyleneimine (Aldrich) with 72.5 g of 2-chloro-4,6-diaminotriazine by adding 0.5 mol of aqueous NaOH 80 ° C implemented within 2 h.
  • the aqueous reaction mixture is then concentrated. Without further workup, it can be used as a modified polyamine component for encapsulation as a reactant for the polyisocyanate.
  • a hydrophilic, aliphatic polyisocyanate based on hexylene diisocyanate (BAYHYDUR 3100, Bayer AG) are stirred in a beaker in 150 ml of a 2.5% by weight solution of polyvinyl alcohol (M: 10 5 g / mol) (Stirrer, 350 min " ). 20 ml of paraffin oil are added with continued stirring. 1.0 ml of a 30% aqueous solution of a melamine-modified polyethyleneimine obtained in accordance with Example 2 are added. The emulsion is left under stirring for 60 min at room temperature.
  • the particles are microcapsules that have a liquid phase of paraffin oil enclosed in capsule walls made of polyurea-containing material.
  • BAYHYDUR 3100 are suspended in a beaker in 150 ml of a 2.5% by weight solution of polyvinyl alcohol (M: 10 5 g / mol) (Ultraturrax, 15,000 rpm). 20 ml of silicone oil (DC 200, FLUKA) were added with continued stirring. 1.0 ml of the aqueous 30% polyethyleneimine solution from Example 2 and 1.0 ml crotonaldehyde are added. The emulsion is left under stirring for 30 minutes at room temperature. Subsequently, the pH of the solution is increased to pH -10 by adding concentrated sodium hydroxide solution and, with moderate mixing, the temperature of the mixture is raised to 60 ° C. in the course of 1.5 hours.
  • M polyvinyl alcohol
  • DC 200, FLUKA silicone oil
  • the mixture is cooled and the microparticles are separated off by filtration.
  • the filtrate is distilled. Washed water and then dried at 80 ° C. 18 g of particles with an average particle size of 5 ⁇ m are isolated.
  • the particles are microcapsules that have a liquid phase of silicone oil that is enclosed in capsule walls made of polyurea-containing material.
  • Example 3 Analogously to Example 3, 20 ml of silicone oil are microencapsulated with 1.0 g of BAYHYDUR 3100, 1.0 ml of the aqueous 30% polyethyleneimine solution from Example 2 and 1.0 ml of crotonaldehyde. After adding 10 mg of benzoyl peroxide, the procedure is continued as in Example 3. 18 g of particles with an average particle size of 3 ⁇ m are isolated. The particles are microcapsules that have a liquid phase of silicone oil that is enclosed in capsule walls made of polyurea-containing material.
  • the particle-containing reaction mixture is slowly cooled to room temperature, and the microparticles are separated off by filtration and washed with distilled water Water is washed several times, 20 g of particles with an average particle size of 50 ⁇ m are isolated Have molybdenum sulfide in a shell made of polyurea-containing material.
  • Encapsulation of molybdenum disulfide powder 50.0 g BAYHYDUR 3100 are in a reactor with dispersant and anchor stirrer in 7500 ml of a 2.5 wt .-% solution of polyvinyl alcohol (M: 10 5 g / mol) with dispersing (3000 min "1 ) in which 1000 g of molybdenum disulfide powder are suspended, 150 ml of an 8% polyvinylamine solution and 50 ml of acrolein are added. After intensive dispersion, the suspension is stirred for 30 minutes with an anchor stirrer (30 min "1 ) leave at room temperature.
  • M polyvinyl alcohol
  • dispersing 3000 min "1
  • the pH of the solution is increased to pH ⁇ 10 by adding concentrated sodium hydroxide solution and the temperature is raised to 60 ° C. in the course of 1.5 h with continued stirring of the mixture.
  • the particle-containing reaction mixture is slowly cooled to room temperature, and the microparticles are separated off by filtration and washed with dist. Washed water several times. 1000 g of particles with an average particle size of 40 ⁇ m are isolated, which have molybdenum sulfide in a shell made of polyurea-containing material.
  • Production of matrix particles 500.0 g BAYHYDUR 3100 are in a reactor with dispersant and anchor stirrer in 7500 ml of a 2.5% by weight solution of polyvinyl alcohol (M: 10 5 g / mol) with intensive mixing with the dispersant (3000 min "1 ) finely divided. 1500 ml of an 8% polyvinylamine solution and 250 ml of acrolein are added. To initiate the crosslinking, 10 g of KOH are added and the mixture is intensively mixed for 10 minutes at room temperature. After the intensive mixing, the pH is adjusted - The value of the solution is adjusted to pH ⁇ 10 and the temperature is increased with continued stirring with the anchor stirrer within 1.5 h to 60 ° C.
  • the reaction mixture containing particles is slowly cooled to room temperature and the microparticles are separated off by filtration and Washed several times with distilled water, 800 g of particles with an average particle size of 4 ⁇ m are isolated. These particles form microcapsules with solid contents
  • the capsule and the walls are made of the same material.

Abstract

The invention relates to a dispersing method for the production of polyurea-based microcapsules with a liquid, suspension-containing or solid capsule core. An isocyanate/amine system which forms the microcapsule wall from the aqueous phase is used for encapsulation. Additional crosslinking components are used to morphologically modify the capsule wall.

Description

Verfahren zur Herstellung von MikrokapselnProcess for the production of microcapsules
Die Erfindung betrifft ein Dispergierverfahren zur Herstellung von polyharnstoffbasierten Mikrokapseln mit flüssigem, suspensionshaltigem oder festem Kapselkem sowie die Mikrokapseln selbst. Zur Nerkapselung wird ein Isocyanat/Amin-System eingesetzt, das aus der wässrigen Phase heraus die Mikrokapselwand bildet und das zur morphologischen Modifizierung der Kapselwand zusätzlich vernetzende Komponenten nutzt.The invention relates to a dispersion process for the production of polyurea-based microcapsules with liquid, suspension-containing or solid capsule cores and to the microcapsules themselves. An isocyanate / amine system is used for encapsulation, which forms the microcapsule wall from the aqueous phase and additionally for the morphological modification of the capsule wall uses networking components.
Die Mikroverkapselung von organischen und anorganischen flüssigen, wachsartigen und festen Substanzen mit Polymeren ist hinlänglich bekannt. Die verschiedenartigen Techniken der reaktiven bzw. nichtreaktiven Mikropartikelbildung und die geometrischen, morphologischen und chemischen Eigenschaften sowie Applikationsfelder der auf diese Weise präparierten Matrixpartikel bzw. Mikrokapseln mit Kem-Schale-Struktur sind vielfach beschrieben (vgl. beispielsweise "Microencapsulation, Processes and Applications", J. E. Vandegaer, Plenum Press, New York (1974); "Microencapsulation of Drugs", T. L. Whateley, Harwood Academic Publ., Chur (1992); K. Dietrich et al. "Amino Resin Microcapsules" Mitt. 1 - 3, Acta Polymerica 40 (1989) 243, 325, 683).The microencapsulation of organic and inorganic liquid, waxy and solid substances with polymers is well known. The various techniques of reactive or non-reactive microparticle formation and the geometric, morphological and chemical properties and fields of application of the matrix particles or microcapsules with a core-shell structure prepared in this way have been described many times (cf. for example "Microencapsulation, Processes and Applications", JE Vandegaer, Plenum Press, New York (1974); "Microencapsulation of Drugs", TL Whateley, Harwood Academic Publ., Chur (1992); K. Dietrich et al. "Amino Resin Microcapsules" Mitt. 1-3, Acta Polymerica 40 (1989) 243, 325, 683).
Nichtreaktive Verkapselungsverfahren, wie Lösungsmittelverdampfung, Sprühtrocknung, Koazervation, Aussalzen oder Fällung, nutzen gut lösliche synthetische oder native Polymere als Wand- bzw. Matrixmaterial der Mikropartikel. Für die reaktive Verkapselung werden Reaktivharzsysteme, vorzugsweise auf Aminoharz- bzw. Polyurethan- oder Polyharnstoffbasis sowie an Phasengrenzen leicht polymerisierbare Monomere eingesetzt.Non-reactive encapsulation processes, such as solvent evaporation, spray drying, coacervation, salting out or precipitation, use readily soluble synthetic or native polymers as the wall or matrix material of the microparticles. For the reactive encapsulation, reactive resin systems are used, preferably based on amino resin or polyurethane or polyurea and monomers which are readily polymerizable at phase boundaries.
Zur reaktiven Mikroverkapselung hydrophober flüssiger und fester Phasen sind Melamin- Formaldehyd- Vorkondensate sowie Isocyanat/Amin-Systeme besonders geeignet und seit langem Stand der Technik. Bei dieser Art der reaktiven Verkapselung handelt es sich um eine Polykondensation des Aminoharzes bzw. Polyaddition eines Di- bzw. Oligoisocyanats an eine di- oder höherfunktionelle Aminkomponente an der Grenzfläche einer Emulsion bzw. Suspension. Reaktive Verkapselungsverfahren mit geeigneten Isocyanat- und Aminkomponenten werden hinsichtlich Komponentenstruktur, Komponentenverhältnis, Verfahrenweise der Partikelherstellung und Applikation der isocyanat/amin-basierten Mikropartikel in unterschiedlichsten Varianten angewandt. Am häufigsten wird dabei eine Zweiphasentechnik genutzt, bei der die öllösliche Komponente in der Regel ein relativ niedermolekulares Polyisocyanat-Addukt oder ein Isocyanat-Prepolymer ist und die wasserlöslichen Komponente ein di- bzw. höherfunktionelles Amin darstellt (DE 2242910, DE 2311712, US 3575822, US 3577515, US 3607776). Die Isocyanatkomponente wird dabei in dem zu verkapselnden Material emulgiert bzw. gelöst und anschließend in der wässrigen Phase dispergiert, wobei häufig Emulgatoren . zugesetzt werden müssen, um ein stabiles System zu erhalten. Nach Zugabe des Amins erhält man nach einer von der Reaktivität der Komponenten abhängigen Reaktionszeit Mikropartikel mit einem Polyharnstoff als Wandmaterial, die durch geeignete Methoden gereinigt und isoliert werden können.For the reactive microencapsulation of hydrophobic liquid and solid phases, melamine-formaldehyde precondensates and isocyanate / amine systems are particularly suitable and have been state of the art for a long time. This type of reactive encapsulation is a polycondensation of the amino resin or polyaddition of a di- or oligoisocyanate onto a di- or higher-functional amine component at the interface of an emulsion or suspension. Reactive encapsulation processes with suitable isocyanate and amine components are used in a wide variety of ways with regard to component structure, component ratio, method of particle production and application of the isocyanate / amine-based microparticles. A two-phase technique is most frequently used in which the oil-soluble component is generally a relatively low molecular weight polyisocyanate adduct or an isocyanate prepolymer and the water-soluble component is a di- or higher-functional amine (DE 2242910, DE 2311712, US 3575822, US 3577515, US 3607776). The isocyanate component is emulsified or dissolved in the material to be encapsulated and then dispersed in the aqueous phase, often using emulsifiers. must be added to obtain a stable system. After addition of the amine, after a reaction time which is dependent on the reactivity of the components, microparticles with a polyurea as wall material are obtained, which can be cleaned and isolated by suitable methods.
Dieses dem Stand der Technik entsprechende Mikropartikel verfahren mit Verteilung der Polyhamstoffkomponenten in beiden Phasen weist eine Reihe einsatzlimitierender Nachteile auf. So enthalten die Kapseln einen relativ hohen Restgehalt an nicht umgesetzten Isocyanat, was zu unerwünschten Nebenreaktionen innerhalb der Mikropartikel führen kann und eine Verkapselung von reaktiven Substanzen zumeist ausschließt. Dieser Restisocyanatgehalt wird von der Geschwindigkeit der Stoffübertragung des Isocyanats innerhalb der Ölphase sowie vom Stoffübergang aus der isocyanathaltigen Öl- in die wässrige, aminhaltige Phase determiniert. Damit ergeben sich eine Vielzahl von chemisch-physikalischen und geometrischen Einflussfaktoren auf den Restisocyanatgehalt in den Mikropartikeln, die die Anwendbarkeit dieser Verfahrensweise auf die Verkapselung nichtreaktiver Substanzen begrenzen bzw. bei denen dieser Restgehalt die spätere Applikation der Mikropartikel nicht stört.This state-of-the-art microparticle process with distribution of the polyurea components in both phases has a number of disadvantages which limit its use. The capsules contain a relatively high residual amount of unreacted isocyanate, which can lead to undesirable side reactions within the microparticles and usually precludes the encapsulation of reactive substances. This residual isocyanate content is determined by the rate of mass transfer of the isocyanate within the oil phase and by the mass transfer from the isocyanate-containing oil to the aqueous, amine-containing phase. This results in a large number of chemical-physical and geometric factors influencing the residual isocyanate content in the microparticles, which limit the applicability of this procedure to the encapsulation of non-reactive substances or in which this residual content does not interfere with the later application of the microparticles.
Ein weiterer limitierender Faktor der dem Stand der Technik entsprechenden Verfahrensweise ist der häufig notwendige Einsatz von Emulgatoren zur Dispergierung der isocyanathaltigen Phase in der aminhaltigen, wässrigen Phase. Die Auswahl der verwendbaren Emulgatoren ist stark eingegrenzt, da sie einerseits die kapselwandbildende Polyadditionsreaktion an der Grenzfläche nicht stören dürfen und andererseits die Stabilität der Mikrokapseln nicht negativ beeinflussen dürfen.Another limiting factor of the procedure corresponding to the prior art is the often necessary use of emulsifiers for dispersing the isocyanate-containing phase in the amine-containing, aqueous phase. The choice of emulsifiers that can be used is very limited, since on the one hand they affect the capsule wall-forming polyaddition reaction on the Do not disturb the interface and, on the other hand, must not adversely affect the stability of the microcapsules.
Zur Überwindung einiger der genannten Nachteile ist bekannt, selbstdispergierende Polyisocyanate als Kapselwandmaterialien einzusetzen. Dabei haben sich besonders polyethylenoxidhaltige Isocyanate bewährt, wie sie in US-PS 5342556 beschrieben werden. Die selbstdispergierenden Isocyanate werden dabei durch Umsetzung einer Mischung bestehend aus Bis-(6-isocyanatohexyl)-uretdion und Tris-(6-isocyanatohexyl)-isocyanurat mit monofunktionellen Polyethylenoxiden hergestellt. Das Isocyanatprepolymer wird dann mit dem zu verkapselnden Material in einem hydrophilen Lösungsmittel dispergiert, in Wasser emulgiert und durch Zugabe eines mehrfunktionellen Amins (Di- oder Triamine) mit diesem zur Reaktion gebracht.In order to overcome some of the disadvantages mentioned, it is known to use self-dispersing polyisocyanates as capsule wall materials. Isocyanates containing polyethylene oxide, such as are described in US Pat. No. 5,325,556, have proven particularly useful. The self-dispersing isocyanates are prepared by reacting a mixture consisting of bis (6-isocyanatohexyl) uretdione and tris (6-isocyanatohexyl) isocyanurate with monofunctional polyethylene oxides. The isocyanate prepolymer is then dispersed with the material to be encapsulated in a hydrophilic solvent, emulsified in water and reacted with this by adding a multifunctional amine (di- or triamine).
Nach diesem bekannten Stand der Technik (US 5342556) ist es aber nicht möglich, mit dem bekannten Isocyanat/ Amin- Verfahren zu stabilen Kapseln zu gelangen. Insbesondere bei Kapseln mit flüssigem Kern und größeren Durchmessern (d > 50 μm), wie sie beispielsweise bei der Verkapselung von Suspensionen teilweise zwangsläufig wegen der Größe der suspendierten Partikel gebildet werden, wird allein mit den Komponenten Polyisocyanat und mehrfunktionelles Amin keine ausreichende mechanische Wandstabilität erreicht.According to this known prior art (US 5342556) it is not possible to obtain stable capsules with the known isocyanate / amine process. In particular in the case of capsules with a liquid core and larger diameters (d> 50 μm), such as are inevitably formed, for example, when encapsulating suspensions because of the size of the suspended particles, sufficient mechanical wall stability is not achieved with the components polyisocyanate and polyfunctional amine alone.
Nach dem Stand der Technik hergestellte Mikrokapseln mit Isocyanat/ Amin- Wandmaterial sind darüber hinaus auch hinsichtlich der Inhaltsstoffe in ihrer Einsetzbarkeit begrenzt, da die Kapselwand für niedermolekulare organische Kernmaterialien (also den verkapselten Materialien) häufig durchlässig ist, und die Mikrokapseln damit bei der Verkapselung flüssiger Inhaltsstoffe, wie organischer Lösungsmittel, keine ausreichende Lagerstabilität aufweisen.Microcapsules with isocyanate / amine wall material produced according to the prior art are also limited in their usability with regard to the ingredients, since the capsule wall is often permeable to low-molecular organic core materials (i.e. the encapsulated materials), and the microcapsules are thus more liquid when encapsulated Ingredients such as organic solvents do not have sufficient storage stability.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Mikrokapseln auf Basis von in Wasser dispergierbaren Polyisocyanaten und modifizierten Polyaminen, zur Verfügung zu stellen, das sich durch folgenden Eigenschaften auszeichnet: breite Variabilität hinsichtlich des zur verkapselnden Kernmaterials: Umhüllung sowohl für in Wasser nicht lösliche wie auch mit Wasser nicht mischbare Feststoffe, Flüssigkeiten sowie auch Suspensionen bei hoher Stabilität der Kapselwand extrem niedrige Peπneabilitätskoeffizienten der Kapselwände für organische Lösungs- mittel inertes Verhalten der Kapselwand gegenüber den KernmaterialienThe invention is therefore based on the object of providing a process for producing microcapsules based on water-dispersible polyisocyanates and modified polyamines, which is distinguished by the following properties: Wide variability with regard to the core material to be encapsulated: Enclosure for solids, liquids and water-insoluble as well as water-immiscible solids with high stability of the capsule wall, extremely low coefficient of pneeability of the capsule walls for organic solvents, inert behavior of the capsule wall towards the core materials
Überraschenderweise wurde gefunden, dass diese Aufgabe dadurch gelöst werden kann, dass die primär aus den wasserdispergierbaren Polyisocyanaten und Polyaminen gebildete Kapselwand durch einen zusätzlichen, chemisch oder physikalisch initiierten Vernetzungsschritt auf molekularer Ebene stabilisiert und verdichtet wird.Surprisingly, it was found that this object can be achieved in that the capsule wall primarily formed from the water-dispersible polyisocyanates and polyamines is stabilized and compacted at the molecular level by an additional, chemically or physically initiated crosslinking step.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist deshalb ein Verfahren gemäß Anspruch 1 zur Herstellung von Mikrokapseln mit Inhaltsstoffen, insbesondere flüssigen und/oder festen Inhaltsstoffen im Inneren der Kapseln und Kapselwänden, die polyharnstoffhaltiges Material aufweisen, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass die Kapselwände aus polyharnstoffhaltigem Material, welches funktionelle Gruppen aufweist, die mittels eines Vernetzers vernetzt werden, hergestellt wird.The present invention therefore relates to a method according to claim 1 for producing microcapsules with ingredients, in particular liquid and / or solid ingredients inside the capsules and capsule walls, which have polyurea-containing material, which is characterized in that the capsule walls made of polyurea-containing material, which has functional groups which are crosslinked by means of a crosslinker.
Außerdem sind Gegenstand der vorliegenden Erfindung Mikrokapseln, hergestellt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren.The present invention also relates to microcapsules produced by the process according to the invention.
Ebenso sind Gegenstand der vorliegenden Erfindung Mikrokapseln mit einer Kapselwand, die ein polyharnstoffhaltiges Material aufweist, und Inhaltsstoffen, insbesondere flüssigen und/oder festen Inhaltsstoffen im Inneren der Kapseln, welche dadurch gekennzeichnet sind, dass die Kapselwand, die das polyharnstoffhaltige Material aufweist, durch einen Vernetzer gehärtet ist.The present invention also relates to microcapsules with a capsule wall that has a polyurea-containing material and ingredients, in particular liquid and / or solid ingredients inside the capsules, which are characterized in that the capsule wall, which has the polyurea-containing material, by a crosslinker is hardened.
Darüber hinaus ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung die Verwendung von erfindungsgemäßen Mikrokapseln als Behältnis für Inhaltsstoffe, als Behältnis für Inhaltsstoffe, wobei die Behältnisse auf Druck die Inhaltsstoffe freigeben, als Mikrospeicher, als Bauteil in elektronischen Displays oder als Mikroreaktoren.In addition, the present invention relates to the use of microcapsules according to the invention as a container for ingredients, as a container for ingredients, the containers releasing the ingredients under pressure, as a micro memory, as a component in electronic displays or as microreactors.
Unter Mikrokapseln werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung Mikropartikel verstanden, die eine Kapselwand bzw. eine Partikelmatrix und einen oder mehrere feste und/oder flüssige Inhaltsstoffe aufweisen.In the context of the present invention, microcapsules are understood to mean microparticles which have a capsule wall or a particle matrix and one or more solid and / or liquid ingredients.
Im Folgenden werden unter Isocyanaten bzw. Isocyanat-Komponenten und Aminen bzw. Amin-Komponenten jeweils Isocyanate bzw. Amine verstanden, die mindestens zwei Isocyanat- bzw. Amin-Gruppen aufweisen, verstanden, da nur mit solchen Di- oder Poly- Aminen bzw. -Isocyanaten die Bildung von polyharnstoffhaltigem Material möglich ist.In the following, isocyanates or isocyanate components and amines or amine components in each case mean isocyanates or amines which have at least two isocyanate or amine groups, since only with such di- or polyamines or -Isocyanates the formation of polyurea-containing material is possible.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Mikrokapseln haben den Vorteil, dass sie für eine breite Variabilität hinsichtlich des zur verkapselnden Kernmaterials verwendet werden können. So können die erfindungsgemäßen Mikrokapseln zur Umhüllung sowohl für in Wasser nicht lösliche wie auch mit Wasser nicht mischbare Feststoffe, Flüssigkeiten sowie auch Suspensionen eingesetzt werden. Insbesondere können die Mikrokapseln als Inhaltsstoff ebenfalls polyharnstoffhaltiges Material aufweisen. Die Mikrokapseln weisen dabei eine deutlich höhere mechanische Stabilität der Kapselwand gegenüber herkömmlich hergestellten Mikrokapseln auf. Durch die Vernetzung der Kapselwände weisen diese außerdem einen extrem niedrigen Permeabilitätskoeffizienten für organische Lösungsmittel auf.The microcapsules produced by the process according to the invention have the advantage that they can be used for a wide variability with regard to the core material to be encapsulated. For example, the microcapsules according to the invention can be used for coating both solids, liquids and also suspensions which are insoluble in water and immiscible with water. In particular, the microcapsules can also contain polyurea-containing material as an ingredient. The microcapsules have a significantly higher mechanical stability of the capsule wall compared to conventionally produced microcapsules. Due to the cross-linking of the capsule walls, they also have an extremely low permeability coefficient for organic solvents.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird im Folgenden beispielhaft beschrieben, ohne darauf beschränkt zu sein. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Mikrokapseln mit Inhaltsstoffen, insbesondere flüssigen und/oder festen Inhaltsstoffen im Inneren der Kapseln und Kapselwänden, die polyharnstoffhaltiges Material aufweisen, zeichnet sich dadurch aus, dass die Kapselwände aus polyharnstoffhaltigem Material, welches funktioneile Gruppen aufweist, die mittels eines Vernetzers vernetzt werden, hergestellt werden.The method according to the invention is described below by way of example, without being restricted thereto. The method according to the invention for the production of microcapsules with ingredients, in particular liquid and / or solid ingredients inside the capsules and capsule walls, which have polyurea-containing material, is characterized in that the capsule walls are made of polyurea-containing material, which has functional groups, by means of a crosslinking agent be networked, manufactured.
Das erfindungsgemäße Verfahren basiert dabei auf der Herstellung von Polyhamstoff aus Isocyanaten und Aminen gemäß der nachfolgenden Formel: R-NCO + R'— NH2 R — NH — CO — NH — R* The process according to the invention is based on the production of polyurea from isocyanates and amines according to the following formula: R-NCO + R'— NH 2 R - NH - CO - NH - R *
Polyhamstoffbildung aus Isocyanat und AminPolyurea formation from isocyanate and amine
wobei R ein Alkylrest mit zumindest einer Isocyanat-Gruppe und R' einen Alkylrest mit zumindest einer Amin-Gruppe darstellt.wherein R represents an alkyl radical with at least one isocyanate group and R 'represents an alkyl radical with at least one amine group.
Das polyharnstoffhaltige Material, welches funktioneile Gruppen aufweist, wird vorzugsweise durch eine Reaktion von Di- oder Polyaminen und Di- oder Polyisocyanaten hergestellt. Es kann vorteilhaft sein, wenn zur Herstellung des polyharnstoffhaltigen Materials Amine oder Isocyanate eingesetzt werden, die neben den Amin-Funktionen bzw. den Isocyanat- Funktionen weitere runktionelle Gruppe aufweisen. Vorzugsweise werden Amine mit funktioneilen Gruppen eingesetzt.The polyurea-containing material which has functional groups is preferably produced by a reaction of di- or polyamines and di- or polyisocyanates. It can be advantageous to use amines or isocyanates which have further functional groups in addition to the amine functions or the isocyanate functions to produce the polyurea-containing material. Amines with functional groups are preferably used.
Generell kann die Durchfuhrung des Verfahrens in einem Zweiphasensystem, welches eine wässrige und eine organische Phase aufweist, erfolgen. Bevorzugte Gewichtsverhältnisse zwischen organischer und wässriger Phase liegen im Bereich von 1 : 99, vorzugsweise von 10 : 90 bis 60 : 40, besonders bevorzugt 20 : 80 bis 50 : 50. Der wässrigen Phase können Zusatzstoffe, wie Stabilisatoren, Schutzkolloide und/oder Dispersionshilfsstoffe zugesetzt werden, wie z. B. Gelatine, Polyvinylalkohol, Carboxymethylcellulose oder Polymethacryl- säure. Das Verfahren kann aber ebenso bevorzugt auch in einem Einphasensystem durchgeführt werden, wobei die Bildung der Kapselwände aus polyharnstoffhaltigem Material in der wässrigen Phase erfolgt. Bei der Betrachtung der Ein- bzw. Zweiphasigkeit soll der zu verkapselnde Stoff nicht als eigene Phase angesehen werden, sondern die Ein- bzw. Zweiphasigkeit bezieht sich nur auf die Bildung der Kapselwände, so dass auch bei der Durchführung des Verfahrens in der wässrigen Phase organische, mit Wasser nicht mischbare Stoffe, wie z. B. Silikonöl verkapselt werden können.In general, the method can be carried out in a two-phase system which has an aqueous and an organic phase. Preferred weight ratios between organic and aqueous phase are in the range from 1:99, preferably from 10:90 to 60:40, particularly preferably 20:80 to 50:50. Additives, such as stabilizers, protective colloids and / or dispersion auxiliaries, can be added to the aqueous phase be such. As gelatin, polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose or polymethacrylic acid. However, the method can also preferably be carried out in a single-phase system, the capsule walls being formed from polyurea-containing material in the aqueous phase. When considering the one-phase or two-phase nature, the substance to be encapsulated should not be regarded as a separate phase, but the one-phase or two-phase nature only refers to the formation of the capsule walls, so that even when the process is carried out in the aqueous phase, organic ones , substances immiscible with water, such as. B. silicone oil can be encapsulated.
Die Mengenverhältnisse der eingesetzten Komponenten lassen sich in einem weiten Maße variieren. Bezogen auf 100 Gewichtsteile zu verkapselndes Material verwendet man bevorzugt 0,4 bis 40, besonders bevorzugt von 1 bis 25 Gewichtsteile Polyisocyanat. Der Aminanteil ergibt sich aus dem NCO-Gehalt des eingesetzten Polyisocyanats und beträgt vorzugsweise von 0,5 bis 3, besonders bevorzugt von 0,75 bis 2,5 und ganz besonders bevorzugt von 1 bis 2 Äquivalentmassen Amin pro Äquivalentmasse Isocyanat.The proportions of the components used can be varied to a large extent. Based on 100 parts by weight of material to be encapsulated, preference is given to using 0.4 to 40, particularly preferably 1 to 25 parts by weight of polyisocyanate. The amine content results from the NCO content of the polyisocyanate used and is preferably from 0.5 to 3, particularly preferably from 0.75 to 2.5 and very particularly preferably from 1 to 2 equivalent masses of amine per equivalent mass of isocyanate.
Zur Erhöhung der Löslichkeit der polymeren Isocyanatkomponente können der wässrigen Phase in Anteilen von 1 bis 25 Volumen-%, vorzugsweise von 5 bis 15 Volumen-% wassermischbare organische Lösungsmittel als Cosolvens zugesetzt werden. Geeignet hierfür sind beispielsweise Tetraliydrofuran, Dimethylsulfoxid und Dimethylformamid.To increase the solubility of the polymeric isocyanate component, water-miscible organic solvents as cosolvents can be added to the aqueous phase in proportions of 1 to 25% by volume, preferably 5 to 15% by volume. Suitable for this are, for example, tetraliydrofuran, dimethyl sulfoxide and dimethylformamide.
Als zu verkapselnde Materialien kommen mit Wasser nicht mischbare Flüssigkeiten und Feststoffe sowie Suspensionen in Betracht, die ihrerseits wiederum mit zusätzlichen Hilfsmitteln versehen sein können.The materials to be encapsulated are water-immiscible liquids and solids and suspensions, which in turn can be provided with additional auxiliaries.
Zur Herstellung der Wasser/Core-Material-Dispersion dienen bei diskontinuierlicher Verfahrensführung die bekannten Dispergierwerkzeuge wie Ultra-Turrax, Ultraschall oder andere intensiv mischende Rührwerkzeuge. Unter kontinuierlichen Verkapselungs- bedingungen setzt man vorzugsweise statische Mischer ein.The known dispersion tools such as Ultra-Turrax, ultrasound or other intensively mixing stirrers are used to produce the water / core material dispersion in the case of a discontinuous process. Static mixers are preferably used under continuous encapsulation conditions.
Isocyanat, Amin und Vernetzer können in beliebiger Reihenfolge dem Verkapselungs- verfahren zugeführt werden. Bei diskontinuierlicher Verfahrensweise hat es sich allerdings bewährt, zuerst das Isocyanat in der wässrigen Phase zu dispergieren, dann unter Rühren das zu verkapselnde Material zuzusetzen und anschließend das melaminhaltige Amin bzw. das Amin und den Vernetzer zuzugeben.Isocyanate, amine and crosslinker can be added to the encapsulation process in any order. In the case of a batchwise procedure, however, it has proven useful first to disperse the isocyanate in the aqueous phase, then to add the material to be encapsulated with stirring and then to add the melamine-containing amine or the amine and the crosslinking agent.
Die Kapselbildung erfolgt vorzugsweise bei Raumtemperatur durch Reaktion der Isocyanat- gruppen mit den aliphatischen Aminen. Nach einer Reaktionszeit von 10 min bis 24 h, vorzugsweise von 30 bis 240 min und ganz besonders bevorzugt von 45 bis 90 min ist dieser Prozess weitestgehend abgeschlossen.The capsule is formed preferably at room temperature by reacting the isocyanate groups with the aliphatic amines. After a reaction time of 10 minutes to 24 hours, preferably from 30 to 240 minutes and very particularly preferably from 45 to 90 minutes, this process is largely completed.
Als Amine und Isocyanate werden vorzugsweise wasserdispergierbare Polyisocyanate und Polyamine eingesetzt, aus denen das polyhamstoffhaltige Material der Kapselwand hergestellt wird. Durch einen zusätzlichen, chemisch oder physikalisch initiierten Vernetzungsschritt wird die Kapselwand auf molekularer Ebene stabilisiert und verdichtet.Water-dispersible polyisocyanates and polyamines are preferably used as amines and isocyanates, from which the polyurea-containing material of the capsule wall is produced. Through an additional, chemically or physically initiated crosslinking step the capsule wall is stabilized and compressed at the molecular level.
Diese Vernetzung selbst wird dadurch erreicht, dass die Aminkomponente so funktionalisiert wird, dass neben der Umsetzung mit dem Isocyanat zu dem polyharnstoffhaltigen Material mindestens noch eine weitere, davon unabhängige, vernetzende Reaktion ablaufen kann. Dieser Vernetzungsprozess kann parallel oder im Anschluss an die Polyharnstoffbildung erfolgen. Bevorzugte Komponenten zur erfindungsgemäßen Modifizierung der Polyamin- komponente sind Amino-s-triazine sowie α, ß -ungesättigte Aldehyde oder Ketone.This crosslinking itself is achieved in that the amine component is functionalized in such a way that, in addition to the reaction with the isocyanate to give the polyurea-containing material, at least one further crosslinking reaction which is independent of it can take place. This crosslinking process can take place in parallel or after the polyurea formation. Preferred components for the modification of the polyamine component according to the invention are amino-s-triazines and α, β-unsaturated aldehydes or ketones.
Bei den erfindungsgemäß eingesetzten Isocyanaten bzw. Isocyanatkomponenten handelt es sich vorzugsweise um nichtionisch hydrophilierte, wasserdispergierbare Polyisocyanat- gemische mit aliphatisch und/oder cycloaliphatisch gebundenen Isocyanatgruppen und Polyetheralkoholen. Durch die Polyetheralkohol-Komponente kann die Dispergierbarkeit bzw. Wasserlöslichkeit der Isocyanatkomponente eingestellt werden. Die Herstellung dieser Substanzklasse ist ausführlich in verschiedenen Patenten beschrieben, z. B. EP 0 850 896, US 5.342.556, WO 98/14495. Wasserdispergierbares Polyisocyanat ist z. B. unter dem Handelsnamen BAYHYDUR 3100 (Bayer AG) kommerziell verfügbar.The isocyanates or isocyanate components used according to the invention are preferably nonionically hydrophilized, water-dispersible polyisocyanate mixtures with aliphatic and / or cycloaliphatic bound isocyanate groups and polyether alcohols. The dispersibility or water solubility of the isocyanate component can be adjusted by means of the polyether alcohol component. The preparation of this class of substances is described in detail in various patents, e.g. B. EP 0 850 896, US 5,342,556, WO 98/14495. Water-dispersible polyisocyanate is e.g. B. commercially available under the trade name BAYHYDUR 3100 (Bayer AG).
Als Amine werden bevorzugt wasserlösliche primäre und sekundäre Diamine und Polyamine wie z. B.: Hydrazin, bi unktionelle aliphatische Amine H2N-(CH2)n-NH2 (n = 1 - 10), bis- amino-terminierte Polyethylenglykole H2N-(CH2-CH2O)n-NH2 (n = 1 - 100), bis-aminopropyl -terminierte Polyethylenglykole H2N-CH(CH3)CH2-(CH2-CH2O)n-CH2-CH(CH3)-NH2 (n = 1 - 100), ttifunktionelle aliphatische Amine H2N-(CH2)X-NH-(CH2)Z-NH2 (x = 1 - 5 und z = 1 - 5), Tris-alkylen-amine sowie auch polymere polyfunktionelle Amine, wie Polyalkylen- imine und Polyvinylamin eingesetzt.Preferred amines are water-soluble primary and secondary diamines and polyamines such as. E.g .: hydrazine, bi-functional aliphatic amines H 2 N- (CH 2 ) n -NH 2 (n = 1-10), bis-amino-terminated polyethylene glycols H 2 N- (CH 2 -CH 2 O) n -NH 2 (n = 1 - 100), bis-aminopropyl-terminated polyethylene glycols H 2 N-CH (CH 3 ) CH 2 - (CH 2 -CH 2 O) n -CH 2 -CH (CH 3 ) -NH 2 (n = 1-100), tifunctional aliphatic amines H 2 N- (CH 2 ) X -NH- (CH 2 ) Z -NH 2 (x = 1 - 5 and z = 1 - 5), tris-alkylene amines as well polymeric polyfunctional amines, such as polyalkylene imines and polyvinylamine.
In einer bevorzugten Ausführungsart des erfindungsgemäßen Verfahrens werden aus diesen Aminen mit Amino-s-triazinen modifizierte Amine, sogenannte melaminhaltige Amine bzw. Polyamine hergestellt. Die amino-s-triazinhaltigen (melaminhaltigen) Polyamine (I) für die Kapselwandbildung mit den Polyisocyanaten lassen sich in einfacher Weise aus den 2-Halogen-4,6-diamino-triazinen und einem Amin oder einem substituierten Alkohol darstellen. Beispiele für geeignete Amine zur Herstellung von melaminhaltigen Aminen sind die genannten wasserlöslichen primären und sekundären Diamine und Polyamine wie z. B.: Hydrazin, bifunktionelle aliphatische Amine, bis-amino-terminierte Polyethylenglykole, bis- aminopropyl-terminierte Polyethylenglykole, trifunktionelle aliphatische Amine, Tris-alkylen- amine sowie auch polymere polyfui ktionelle Amine, wie Polyalkylenimine und Polyvinylamin.In a preferred embodiment of the process according to the invention, amines modified with amino-s-triazines, so-called melamine-containing amines or polyamines, are prepared from these amines. The amino-s-triazine-containing (melamine-containing) polyamines (I) for the capsule wall formation with the polyisocyanates can be easily obtained from the 2-halogeno-4,6-diamino-triazines and an amine or a substituted alcohol represent. Examples of suitable amines for the production of melamine-containing amines are the water-soluble primary and secondary diamines and polyamines such as, for. For example: hydrazine, bifunctional aliphatic amines, bis-amino-terminated polyethylene glycols, bis-aminopropyl-terminated polyethylene glycols, trifunctional aliphatic amines, tris-alkylene amines and also polymeric polyfu tional amines, such as polyalkyleneimines and polyvinylamine.
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Formel I zeigt eine allgemeine Formel für melaminhaltige Amine, bei der R = OR, OR"NHR"' oder NHR,Formula I shows a general formula for melamine-containing amines, in which R = OR, OR "NHR" 'or NHR,
X = (CH2)n, (CH2CH2O)n oder NHR'" mit n = 1 bis 10 undX = (CH 2 ) n , (CH 2 CH 2 O) n or NHR '"with n = 1 to 10 and
R, R" und R" = verzweigte oder unverzweigte Alkylkette sein kann.R, R "and R" = branched or unbranched alkyl chain.
Die melaminhaltigen Amine lassen sich sehr einfach aus dem entsprechenden Triazin und einem Amin darstellen. Beispiele für geeignete Amine sind bereits ausführlich genannt worden. Zur Herstellung eines melaminhaltigen Amins können beispielsweise 0,5-2,5 mol Amin in einem geeigneten Lösungsmittel wie Wasser, 2-Methoxyethanol oder Dioxan mit 1 mol 2-Chlor-4,6-diaminotriazin umgesetzt werden, indem die beiden Reaktionskomponenten in dem Lösungsmittel gelöst, mit 1 mol NaOH versetzt und 1 - 6 h auf 80 - 130 °C erwärmt werden. Abschließend wird das Lösungsmittel abdestilliert und der Rückstand, der das melaminhaltige Amin aufweist, durch Soxthlettextraktion von bei der Substitution gebildetem NaCl befreit.The melamine-containing amines can be prepared very easily from the corresponding triazine and an amine. Examples of suitable amines have already been mentioned in detail. To produce a melamine-containing amine, for example, 0.5-2.5 mol of amine in a suitable solvent such as water, 2-methoxyethanol or dioxane can be reacted with 1 mol of 2-chloro-4,6-diaminotriazine by adding the two reaction components in the solvent dissolved, mixed with 1 mol NaOH and heated to 80-130 ° C for 1-6 h. Finally, the solvent is distilled off and the residue, which has the melamine-containing amine, is freed from NaCl formed during the substitution by means of Soxthlette extraction.
Auf diese Weise oder ähnliche Weise hergestellte melaminhaltige Amine sowie melaminhaltige polymere polyfunktionelle Amine werden in dieser Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens bevorzugt verwendet.Melamine-containing amines produced in this way or in a similar manner and melamine-containing polymeric polyfunctional amines are preferably used in this embodiment of the process according to the invention.
Der Vorteil der melaminhaltigen Amine gegenüber herkömmlichen Aminen für die Poly- hamstoffbildung besteht darin, dass die Aminogruppen des modifizierten Melamins unterschiedliche Reaktivitäten aufweisen, die zu einer steuerbaren Vernetzung im Anschluss an den unmittelbaren Wandbildungsprozess bei der Mikroverkapselung genutzt werden. Im ersten Schritt reagieren die aliphatischen NH2-Gruppen aufgrund ihrer höheren Basizität bevorzugt mit den aliphatischen Isocyanatgruppen, die so gebildeten Kapselwände besitzen in etwa die gleiche Stabilität wie nach dem Stand der Technik hergestellte Isocyanat/Amin- Kapseln.The advantage of melamine-containing amines over conventional amines for the poly The formation of urea consists in the fact that the amino groups of the modified melamine have different reactivities which are used for controllable crosslinking following the immediate wall formation process in the microencapsulation. In the first step, the aliphatic NH 2 groups react preferentially with the aliphatic isocyanate groups because of their higher basicity; the capsule walls formed in this way have approximately the same stability as isocyanate / amine capsules produced according to the prior art.
Die erfindungsgemäße höhere Stabilität der Kapselwände wird durch das Vernetzen erreicht, wobei zur Vernetzung im Fall der Verwendung melaminmodifizierter Polyamine von freien Aminogruppen in dem polyharnstoffhaltigen Material als Vernetzer vorzugsweise ein Mono- oder Dialdehyd der Formeln II oder III eingesetzt wird. HRCHO IIThe higher stability of the capsule walls according to the invention is achieved by crosslinking, with a mono- or dialdehyde of the formulas II or III preferably being used for the crosslinking when melamine-modified polyamines of free amino groups are used as crosslinkers in the polyurea-containing material. HRCHO II
OHC - R - CHO III mit R jeweils gleich (CH2)n mit n = 1 bis 10, vorzugsweise von 1 bis 5 und ganz besonders bevorzugt von 2 bis 4. Es ist ebenso möglich, als Vernetzer von freien Aminogruppen in dem polyharnstoffhaltigen Material Epoxide der nachfolgenden Formel IN einzusetzen.OHC-R-CHO III with R in each case equal to (CH 2 ) n with n = 1 to 10, preferably from 1 to 5 and very particularly preferably from 2 to 4. It is also possible to crosslink free amino groups in the polyurea-containing material Use epoxides of the following formula IN.
CH2 — CH — R — R'CH2 - CH - R - R '
O IV mit R = (CH )n und/oder (CH2O)n mit n = 1 bis 10, vorzugsweise 2 bis 6 und R' = Cl oderO IV with R = (CH) n and / or (CH 2 O) n with n = 1 to 10, preferably 2 to 6 and R '= Cl or
— CH2 — CH , wie z. B. Epichlorhydrin und analoge Verbindungen.- CH2 - CH, such as B. epichlorohydrin and analogous compounds.
Vorzugsweise wird soviel Vernetzer eingesetzt, dass auf jede freie Aminogruppe zumindest eine Aldehydgruppe kommt. Besonders bevorzugt wird ein 1,5 bis 4-facher und ganz besonders bevorzugt ein 2 bis 3-facher Überschuss an Aldehyd pro Melamingruppe eingesetzt.Sufficient crosslinking agent is preferably used that there is at least one aldehyde group for each free amino group. A 1.5 to 4-fold and very particularly preferably a 2 to 3-fold excess of aldehyde is used per melamine group.
Die Aushärtung bzw. Vernetzung der durch Reaktion von Aminen mit Isocyanaten gebildeten Kapselwand erfolgt vorzugsweise bei Temperaturen von 30 ° bis 90 °C, bevorzugt von 40 ° bis 60 °C. Bei Verwendung der melaminhaltigen Wandmaterialien wird dazu eine der oben genannten Verbindungen als Vemetzer zugegeben. Es hat sich gezeigt, dass zum Vernetzen bzw. Härten der Kapselwand der pH- Wert des Reaktionsgemisches durch Zugabe von nicht oxidierenden Säuren, wie z. B. HC1 oder organischen Säuren erniedrigt werden sollte. Bevorzugt weist die Reaktionsmischung einen pH- Wert bei der Vernetzung von 5 bis 1, ganz besonders bevorzugt von 4 bis 2 auf. Üblicherweise ist die Vernetzung bzw. Aushärtung der Kapselwand nach 2 bis 8 Stunden abgeschlossen. Die stabilen Kapseln können dann nach bekannten Methoden abgetrennt, gereinigt und ggf. separiert bzw. nach Größe sortiert werden.The curing or crosslinking of the capsule wall formed by reaction of amines with isocyanates is preferably carried out at temperatures from 30 ° to 90 ° C., preferably from 40 ° to 60 ° C. When using the melamine-containing wall materials, one of the above is used mentioned compounds added as crosslinkers. It has been shown that to crosslink or harden the capsule wall, the pH of the reaction mixture by adding non-oxidizing acids, such as. B. HC1 or organic acids should be lowered. The reaction mixture preferably has a crosslinking pH of 5 to 1, very particularly preferably 4 to 2. The crosslinking or curing of the capsule wall is usually complete after 2 to 8 hours. The stable capsules can then be separated, cleaned and, if necessary, separated or sorted according to size by known methods.
Wie bereits beschrieben, kann die Vernetzung auch während, also parallel zum Wandbildungsprozess vorgenommen werden oder erst nach dem Bilden der Kapselwand. Die nachträgliche Härtimg der Kapselwand durch chemische Vernetzung kann ohne vorherige Isolierung der ungehärteten Mikrokapseln durchgeführt werden. Dazu ist lediglich der pH- Wert in der wässrigen Phase zu erniedrigen, der Aldehyd zuzusetzen und bei erhöhter Temperatur die Aushärtung der Kapselwand abzuschließen. Die stabilen Kapseln können dann nach bekannten Methoden abgetrennt, gereinigt und ggf. separiert werden.As already described, the crosslinking can also be carried out during, ie parallel to, the wall formation process or only after the capsule wall has been formed. The subsequent hardening of the capsule wall by chemical crosslinking can be carried out without prior isolation of the uncured microcapsules. All that needs to be done is to lower the pH in the aqueous phase, add the aldehyde and complete the curing of the capsule wall at elevated temperature. The stable capsules can then be separated, cleaned and, if necessary, separated by known methods.
Durch die zusätzliche Vernetzung der Aminogruppen, bei melaminhaltigen Aminen am Tiϊazinring, mittels einfacher Mono- bzw. Dialdehyde, vorzugsweise Formaldehyd, Acrolein, Crotonaldehyd und Acetaldehyd bzw. Glyoxal oder Glutardialdehyd erreichen diese Mikrokapseln bzw. die Kapselwände eine hohe Endfestigkeit.Through the additional crosslinking of the amino groups, in the case of melamine-containing amines on the Tiϊazinring, by means of simple mono- or dialdehydes, preferably formaldehyde, acrolein, crotonaldehyde and acetaldehyde or glyoxal or glutardialdehyde, these microcapsules or the capsule walls achieve a high final strength.
In einer ebenfalls bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden nicht mit Amino-s-triazinen modifizierte Amine eingesetzt, sondern mit α, ß -ungesättigten Aldehyden bzw. Ketonen modifizierte Polyamine, die durch Hydroxyalkylierung der entsprechenden unsubstituierten Amine erhalten werden. Geeignete Amine für diese Reaktion sind die bereits aufgeführten, zur Umsetzung mit 2-Halogen-4,6-diamino-triazinen geeigneten, wasserlöslichen primären und sekundären Diamine sowie höherfunktionelle Aminoverbindungen sowie polymere Polyamine. Für die Modifizierung der Aminkornponente geeignete α, ß-ungesättigte Aldehyde bzw. Ketone sind wasserlösliche oder wasserdispergierbare Carbonylverbindungen, wie z. B. Acrolein, 2-Methyl-acrolein, Crotonaldehyd oder Methylvinylketon. Diese Verfahrensvariante basiert auf der Aminoalkylierung von Polyhamstoff gemäß nachfolgender Reaktionsformel:In a likewise preferred embodiment of the process according to the invention, amines modified with amino-s-triazines are not used, but polyamines modified with α, β-unsaturated aldehydes or ketones, which are obtained by hydroxyalkylation of the corresponding unsubstituted amines. Suitable amines for this reaction are the water-soluble primary and secondary diamines already listed and suitable for reaction with 2-halogeno-4,6-diamino-triazines, as well as higher-functional amino compounds and polymeric polyamines. For the modification of the amine components suitable α, β-unsaturated aldehydes or ketones are water-soluble or water-dispersible carbonyl compounds, such as. B. acrolein, 2-methyl-acrolein, crotonaldehyde or methyl vinyl ketone. This process variant is based on the aminoalkylation of polyurea according to the following reaction formula:
R— NH — CO — NH — + OHC — R" *~R - NH - CO - NH - + OHC - R "* ~
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wobei R', R" und R" ein Alkylrest darstellen, der noch funktioneile Gruppen aufweisen kann.
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where R ', R "and R" represent an alkyl radical which may still have functional groups.
Alkenale und Alkenone, insbesondere α, ß-ungesättigte Aldehyde und Ketone, ganz besonders 2-Alkenale bzw. 2-Alkenone verfügen mit Vinyl- und Carbonylgruppe über zwei Gruppen unterschiedlichen Reaktionsmöglichkeiten. Sie können über Hydroxyalkylierung mit aminogruppenhaltigen Komponenten und radikalisch oder ionisch initiiert über die Vinylgruppe in Substanz oder in Lösung di-, oligo- bzw. polymerisieren, wobei in Abhängigkeit von den Reaktionspartnern sowohl Homo- als auch Copolymerstrukturen gebildet werden können. Diesen Effekt nutzt diese Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens aus, da über die Hydroxyalkylierung eine Kopplung der α, ß -ungesättigten Aldehyde und/oder Ketone mit der Aminkomponente erfolgt und somit durch Umsatz mit der Isocyanat-Komponente ein polyharnstoffhaltiges Material erhältlich ist, welches vinylische Gruppen aufweist, die zur Vernetzung genutzt werden können, wobei die Vernetzung auf verschiedene Weise, z. B. ionisch oder radikalisch gestartet werden kann. Es kann vorteilhaft sein, wenn das Verhältnis von α,ß -ungesättigtem Aldehyd bzw. Keton zu Amingruppe von 1,5 bis 10, besonders bevorzugt von 3 bis 7 beträgt.Alkenals and alkenones, in particular α, β-unsaturated aldehydes and ketones, very particularly 2-alkenals and 2-alkenones, with vinyl and carbonyl groups, have two groups with different reaction options. You can di-, oligo- or polymerize via hydroxyalkylation with amino group-containing components and initiated free-radical or ionically via the vinyl group in bulk or in solution, depending on the reactants, both homo- and copolymer structures can be formed. This variant of the process according to the invention makes use of this effect since the α, β-unsaturated aldehydes and / or ketones are coupled to the amine component via the hydroxyalkylation and thus a polyurea-containing material which has vinyl groups can be obtained by conversion with the isocyanate component that can be used for networking, the networking in different ways, e.g. B. can be started ionically or radically. It can be advantageous if the ratio of α, β-unsaturated aldehyde or ketone to amine group is from 1.5 to 10, particularly preferably from 3 to 7.
Die Modifizierung mit den α, ß -ungesättigten Carbonyl Verbindungen erfolgt vorzugsweise über die Aminkomponente des Polyharnstoffs, wobei die Umsetzung mit dem polyfunktionellen Amin vor oder während des Nerkapselungsprozesses, also vor der Polyharnstoff ildung oder parallel zur Polyhamstoffbildung aus den polyfunktionellen Komponenten Isocyanat und Amin vorgenommen werden kann.The modification with the α, β-unsaturated carbonyl compounds is preferably carried out via the amine component of the polyurea, the reaction with the polyfunctional amine being carried out before or during the encapsulation process, i.e. before the polyurea formation or in parallel with the polyurea formation from the polyfunctional components isocyanate and amine can.
Die Wandhärtung der Polyhamstoffe, die aus mittels α, ß -ungesättigtenThe wall hardening of polyureas, which consists of α, ß-unsaturated
Carbonylverbindungen modifizierten Aminen hergestellt wurden, aufweisenden Kapselwände wird vorzugsweise so durchgeführt, dass während oder nach der Isocyanat/Aminreaktion der Initiator für die Nemetzung der Vinylengruppen zugegeben wird, der Ansatz innerhalb von kurzer Zeit, vorzugsweise innerhalb weniger als 1 h auf 50 bis 80 °C, vorzugsweise auf 60 bis 70 °C erwärmt wird und 2 - 6 h bei dieser Temperatur gehalten wird. Anschließend können die gehärteten Mikrokapseln abgetrennt werden.Carbonyl compounds modified amines were prepared, capsule walls is preferably carried out so that during or after the isocyanate / amine reaction, the initiator for the crosslinking of the vinylene groups is added, the approach within is heated to 50 to 80 ° C., preferably to 60 to 70 ° C. in a short time, preferably within less than 1 h, and is held at this temperature for 2-6 h. The hardened microcapsules can then be separated.
Geeignete Initiatoren für die Vernetzung über die Vinylgruppen sind neben radikalischen Polymerisationsinitiatoren, wie anorganischen und organischen Peroxiden, Azoverbindungen oder Redoxinitiatoren wie z. B. Wasserstoffperoxid/Eisen-(II)-sulfat, auch eingestrahlte Energie sowie Jevrä-Säuren und Lewis-Bas n, wie z. B. tertiäre Amine (Triethylamin). Als eingestrahlte Energie eignet sich z. B. UV-Strahlung. Als anorganische oder organische Peroxide können zum Beispiel Ammoniumperoxodisulfat, Dibenzoylperoxid, Wasserstoffperoxid oder Cumolhydroperoxid eingesetzt werden. Die chemischen Polymerisationsinitiatoren werden vorzugsweise in einer Menge von 0,001 bis 0,1, bevorzugt von 0,005 bis 0,05 mol/mol zugesetztes α, ß-ungesättigtes Aldehyd bzw. Vinylen-Gruppe eingesetzt.Suitable initiators for crosslinking via the vinyl groups are, in addition to radical polymerization initiators, such as inorganic and organic peroxides, azo compounds or redox initiators such as, for. B. hydrogen peroxide / iron (II) sulfate, also radiated energy and Jevra acids and Lewis Bas n, such as. B. tertiary amines (triethylamine). As the radiated energy z. B. UV radiation. Examples of inorganic or organic peroxides which can be used are ammonium peroxodisulfate, dibenzoyl peroxide, hydrogen peroxide or cumene hydroperoxide. The chemical polymerization initiators are preferably used in an amount of 0.001 to 0.1, preferably 0.005 to 0.05 mol / mol of added α, β-unsaturated aldehyde or vinylene group.
Durch Modifikation der Polyhamstoffketten mittels α, ß-ungesättigter Aldehyde oder Ketone und anschließende Vernetzung erreichen auch die Wände von Mikrokapseln, die nach dieser Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt wurden, eine hohe Endfestigkeit.By modifying the polyurea chains by means of α, β-unsaturated aldehydes or ketones and subsequent crosslinking, the walls of microcapsules, which were produced according to this embodiment variant of the process according to the invention, also achieve a high final strength.
Das in der vorliegenden Erfindung beschriebene Verfahren mit seinen Varianten ist für alle nach einem Dispergierverfahren arbeitenden technischen Herstellungsprozesse von Mikrokapseln geeignet. Es hat den Vorteil, dass die Bildung der Kapselwand bei der erfindungsgemäßen Verfahrensweise ausschließlich aus der wässrigen Phase erfolgt.The method described in the present invention with its variants is suitable for all technical manufacturing processes of microcapsules which operate according to a dispersion method. It has the advantage that the capsule wall is formed exclusively from the aqueous phase in the procedure according to the invention.
Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich Mikrokapseln mit verstärkten Kapselwänden herstellen. Die Mikrokapseln mit einer Kapselwand, die ein polyharnstoffhaltiges Material aufweist, und Inhaltsstoffen, insbesondere flüssigen und/oder festen Inhaltsstoffen im Inneren der Kapseln, zeichnen sich dadurch aus, dass die Kapselwand, die das polyhamstoffhaltige Material aufweist, durch einen Vernetzer gehärtet ist. Als flüssige und/oder feste Inhaltsstoffe sind Flüssigkeiten, Dispersionen, Suspensionen und Pulver bzw. Granulate einsetzbar mit der Maßgabe, dass die Inhaltsstoffe nicht mit der gehärteten Kapselwand reagieren. Besonders bevorzugte Inhaltsstoffe sind semiochemische, sensorische, katalytische oder indikatorisch wirksame Materialien, wie Aromen, Parfümöle, Farbstoffe oder Substanzen deren Wirksamkeit auf der Wechselwirkung zu elektrischen oder magnetischen Feldern beruht, wie Magnetika oder Dielektrika. Die Verkapselung dieser Inhaltsstoffe macht die Anwendung der erfindungsgemäßen Kapseln auf verschiedenen Gebieten möglich, wie z. B. die Verwendung als Behältnis für die verschiedensten Materialien, wobei die Behältnisse auf Druck diese Materialien, insbesondere Parfüm, Tinte oder Klebstoff, freigeben können, als Mikrospeicher, in elektronischen Bauteilen, wie z. B. Displays oder als Mikroreaktoren. Mittels der erfindungsgemäßen Mikrokapseln kann außerdem eine abgetrennte fixierbare Phase geschaffen werden, können Wirkstoffe vor dem umgebenden Medium geschützt werden und kann die Kompatibilität der Wirkstoffe zu den Matrizes verbessert werden. Weitere Anwendungsmöglichkeiten der erfindungsgemäßen Mikrokapseln finden sich als Verfahrens-, Prozess- oder Verarbeitungshilfsmittel.Using the method according to the invention, microcapsules with reinforced capsule walls can be produced. The microcapsules with a capsule wall that has a polyurea-containing material and ingredients, in particular liquid and / or solid ingredients inside the capsules, are characterized in that the capsule wall, which has the polyurea-containing material, is hardened by a crosslinker. Liquids, dispersions, suspensions and powders or granules can be used as liquid and / or solid ingredients with the proviso that the ingredients do not match the hardened Capsule wall react. Particularly preferred ingredients are semiochemical, sensory, catalytic or indicator materials, such as flavors, perfume oils, dyes or substances whose effectiveness is based on the interaction with electrical or magnetic fields, such as magnets or dielectrics. The encapsulation of these ingredients makes it possible to use the capsules according to the invention in various fields, such as, for. B. the use as a container for a wide variety of materials, the containers on pressure can release these materials, especially perfume, ink or adhesive, as a micro memory in electronic components, such as. B. displays or as microreactors. By means of the microcapsules according to the invention, a separate fixable phase can also be created, active substances can be protected from the surrounding medium and the compatibility of the active substances with the matrices can be improved. Further possible uses of the microcapsules according to the invention can be found as process, process or processing aids.
Die Kapseln lassen sich in den unterschiedlichsten Größen herstellen. Bevorzugt weisen die erfindungsgemäßen Kapseln einen Durchmesser von 600 nm bis 300 μm, vorzugsweise von 1 bis 200 μm und ganz besonders bevorzugt von 2 bis 50 μm auf.The capsules can be made in a wide variety of sizes. The capsules according to the invention preferably have a diameter of 600 nm to 300 μm, preferably from 1 to 200 μm and very particularly preferably from 2 to 50 μm.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäßen Mikropartikel werden anhand der nachfolgenden Beispiele näher erläutert, ohne dass die Erfindung auf diese Beispiele beschränkt sein soll.The method according to the invention and the microparticles according to the invention are explained in more detail with reference to the following examples, without the invention being restricted to these examples.
Beispiel 1example 1
Synthese eines melaminhaltigen Amins Zur Herstellung des melaminhaltigen Amins werden 2,5 mol Hexamethylendiamin in 2-Methoxyethanol gelöst und mit 1 mol 2-Chlor-4,6-diaminotriazin durch Zugabe von 1 mol wässriger NaOH bei 80 °C innerhalb von 5 h umgesetzt. Anschließend wird das Lösungsmittel abdestilliert und der Rückstand durch Soxhletextraktion mit Wasser gereinigt. Es werden 300 g 2-(6'-Aminohexyl)-amino-4,6-diamino-s-triazin erhalten.Synthesis of a melamine-containing amine To produce the melamine-containing amine, 2.5 mol of hexamethylenediamine are dissolved in 2-methoxyethanol and reacted with 1 mol of 2-chloro-4,6-diaminotriazine by adding 1 mol of aqueous NaOH at 80 ° C. within 5 hours. The solvent is then distilled off and the residue is purified by Soxhlet extraction with water. 300 g of 2- (6'-aminohexyl) amino-4,6-diamino-s-triazine are obtained.
Beispiel 2 Synthese eines melaminhaltigen PolyaminsExample 2 Synthesis of a melamine-containing polyamine
Zur Herstellung des melaminhaltigen Polyamins werden 250 ml einer 30 %igen Polyethylen- iminlösung, hergestellt aus wasserfreiem Polyethylenimin, niedriger Molmasse (Aldrich) mit 72,5 g 2-Chlor-4,6-diaminotriazin durch Zugabe von 0,5 mol wässriger NaOH bei 80 °C innerhalb von 2 h umgesetzt. Anschließend wird das wässrige Reaktionsgemisch eingeengt. Es kann ohne weitere Aufarbeitung als modifizierte Polyaminkomponente zur Verkapselung als Reaktionspartner für das Polyisocyanat eingesetzt werden.To prepare the melamine-containing polyamine, 250 ml of a 30% polyethyleneimine solution, prepared from anhydrous low-molecular weight polyethyleneimine (Aldrich) with 72.5 g of 2-chloro-4,6-diaminotriazine by adding 0.5 mol of aqueous NaOH 80 ° C implemented within 2 h. The aqueous reaction mixture is then concentrated. Without further workup, it can be used as a modified polyamine component for encapsulation as a reactant for the polyisocyanate.
Beispiel 3 Verkapselung von ParaffinölExample 3 Encapsulation of paraffin oil
1,0 g eines hydrophilen, aliphatischen Polyisocyanates auf Basis von Hexylendiisocyanat (BAYHYDUR 3100, Bayer AG) werden in einem Becherglas in 150 ml einer 2,5 Gew.-%igen Lösung von Polyvinylalkohol (M: 105 g/mol) unter Rühren (Flügelrührer, 350 min" ) dispergiert. 20 ml Paraffinöl werden unter fortgesetztem Rühren zugegeben. 1,0 ml einer 30%igen wässrigen Lösung eines entsprechend Beispiel 2 erhaltenen melaminmodifizierten Polyethylenimins werden zugesetzt. Die Emulsion wird unter Rühren 60 min bei Raumtemperatur belassen. Dann werden 0,5 ml Glutardialdehyd zugefügt, der pH- Wert der Lösung durch Zugabe von halbkonz. Salzsäure auf pH~3 erniedrigt und unter fortgesetztem Rühren die Temperatur des Gemisches innerhalb von 1 h auf 60 °C erhöht. Nach 2 h wird der partikelhaltige Reaktionsansatz langsam auf Raumtemperatur abgekühlt, und die Mikropartikel werden durch Filtration abgetrennt und mit dest. Wasser mehrmals gewaschen. Es werden 18 g Partikel mit einer mittleren Teilchengröße von 200 μm isoliert. Die Partikel sind Mikrokapseln, die eine flüssige Phase von Paraffinöl aufweisen, das in Kapselwänden aus polyharnstoffhaltigem Material eingeschlossen ist.1.0 g of a hydrophilic, aliphatic polyisocyanate based on hexylene diisocyanate (BAYHYDUR 3100, Bayer AG) are stirred in a beaker in 150 ml of a 2.5% by weight solution of polyvinyl alcohol (M: 10 5 g / mol) (Stirrer, 350 min " ). 20 ml of paraffin oil are added with continued stirring. 1.0 ml of a 30% aqueous solution of a melamine-modified polyethyleneimine obtained in accordance with Example 2 are added. The emulsion is left under stirring for 60 min at room temperature. Then 0.5 ml of glutardialdehyde are added, the pH of the solution is lowered to pH ~ 3 by adding semiconcentrated hydrochloric acid and the temperature of the mixture is raised to 60 ° C. in the course of 1 hour, after which the particle-containing reaction mixture is raised slowly cooled to room temperature, and the microparticles are separated off by filtration and washed several times with distilled water Particle size of 200 microns isolated. The particles are microcapsules that have a liquid phase of paraffin oil enclosed in capsule walls made of polyurea-containing material.
Beispiel 4Example 4
Verkapselung von SilikonölEncapsulation of silicone oil
1,0 g eines hydrophilen, aliphatischen Polyisocyanates auf Basis von Hexylendiisocyanat1.0 g of a hydrophilic, aliphatic polyisocyanate based on hexylene diisocyanate
BAYHYDUR 3100 werden in einem Becherglas in 150 ml einer 2,5 Gew.-%igen Lösung von Polyvinylalkohol (M: 105 g/mol) suspendiert (Ultraturrax, 15.000 u/min). 20 ml Silikonöl (DC 200, FLUKA) wurden unter fortgesetztem Rühren zugegeben. 1,0 ml der wässrigen 30%igen Polyethylenimin-Lösung aus Beispiel 2 sowie 1,0 ml Crotonaldehyd werden zugesetzt. Die Emulsion wird unter Rühren 30 min bei Raumtemperatur belassen. Im Anschluss daran wird der pH- Wert der Lösung durch Zugabe von konzentrierter Natronlauge auf pH -10 erhöht und bei mäßiger Durchmischung die Temperatur des Gemisches innerhalb von 1,5 h auf 60 °C erhöht. Nach 2 h bei dieser Temperatur wird abgekühlt und die Mikropartikel durch Filtration abgetrennt. Das Filtrat wird mit dest. Wasser gewaschen und anschließend bei 80 °C getrocknet. Es werden 18 g Partikel mit einer mittleren Teilchengröße von 5 μm isoliert. Die Partikel sind Mikrokapseln, die eine flüssige Phase von Silikonöl aufweisen, das in Kapselwänden aus polyharnstoffhaltigem Material eingeschlossen ist.BAYHYDUR 3100 are suspended in a beaker in 150 ml of a 2.5% by weight solution of polyvinyl alcohol (M: 10 5 g / mol) (Ultraturrax, 15,000 rpm). 20 ml of silicone oil (DC 200, FLUKA) were added with continued stirring. 1.0 ml of the aqueous 30% polyethyleneimine solution from Example 2 and 1.0 ml crotonaldehyde are added. The emulsion is left under stirring for 30 minutes at room temperature. Subsequently, the pH of the solution is increased to pH -10 by adding concentrated sodium hydroxide solution and, with moderate mixing, the temperature of the mixture is raised to 60 ° C. in the course of 1.5 hours. After 2 hours at this temperature, the mixture is cooled and the microparticles are separated off by filtration. The filtrate is distilled. Washed water and then dried at 80 ° C. 18 g of particles with an average particle size of 5 μm are isolated. The particles are microcapsules that have a liquid phase of silicone oil that is enclosed in capsule walls made of polyurea-containing material.
Beispiel 5Example 5
Verkapselung von SilikonölEncapsulation of silicone oil
Analog Beispiel 3 werden 20 ml Silikonöl mit 1,0 g BAYHYDUR 3100, 1,0 ml der wässrigen 30%igen Polyethylenimin-Lösung aus Beispiel 2 sowie 1,0 ml Crotonaldehyd mikroverkapselt. Nach Zugabe von 10 mg Benzoylperoxid wird analog Beispiel 3 weiterverfahren. Es werden 18 g Partikel mit einer mittleren Teilchengröße von 3 μm isoliert. Die Partikel sind Mikrokapseln, die eine flüssige Phase von Silikonöl aufweisen, das in Kapselwänden aus polyharnstoffhaltigem Material eingeschlossen ist.Analogously to Example 3, 20 ml of silicone oil are microencapsulated with 1.0 g of BAYHYDUR 3100, 1.0 ml of the aqueous 30% polyethyleneimine solution from Example 2 and 1.0 ml of crotonaldehyde. After adding 10 mg of benzoyl peroxide, the procedure is continued as in Example 3. 18 g of particles with an average particle size of 3 μm are isolated. The particles are microcapsules that have a liquid phase of silicone oil that is enclosed in capsule walls made of polyurea-containing material.
Beispiel 6Example 6
Verkapselung von Molybdändisulfid-PulverEncapsulation of molybdenum disulfide powder
1,0 g BAYHYDUR 3100 werden in einem Becherglas in 150 ml einer 2,5 Gew.-%igen Lösung von Polyvinylalkohol (M: 105 g/mol) unter Rühren (Flügelrührer, 350 min"1) , in der 20 g Molybdändisulfid-Pulver suspendiert sind, verteilt. 3,0 ml einer 8%igen Polyvinylamin- Lösxmg sowie 1,0 ml Acrolein werden zugesetzt. Die Suspension wurde unter Rühren 30 min bei Raumtemperatur belassen. Im Anschluss daran wird der pH- Wert der Lösung durch Zugabe von konzentrierter Natronlauge auf pH~10 erhöht und die Temperatur unter fortgesetztem Rühren des Gemisches innerhalb von 1,5 h auf 60 °C erhöht. Nach 2 h wird der partikelhaltige Reaktionsansatz langsam auf Raumtemperatur abgekühlt, und die Mikropartikel werden durch Filtration abgetrennt und mit dest. Wasser mehrmals gewaschen. Es werden 20 g Partikel mit einer mittleren Teilchengröße von 50 μm isoliert, die Molybdänsulfid in einer Hülle aus polyharnstoffhaltigem Material aufweisen.1.0 g of BAYHYDUR 3100 are placed in a beaker in 150 ml of a 2.5% by weight solution of polyvinyl alcohol (M: 10 5 g / mol) with stirring (paddle stirrer, 350 min "1 ), in which 20 g of molybdenum disulfide Powder are suspended, 3.0 ml of an 8% polyvinylamine solution and 1.0 ml of acrolein are added The suspension was left under stirring for 30 minutes at room temperature, after which the pH of the solution was determined by adding from concentrated sodium hydroxide solution to pH ~ 10 and the temperature while stirring the mixture further within 1.5 h to 60 ° C. After 2 h the particle-containing reaction mixture is slowly cooled to room temperature, and the microparticles are separated off by filtration and washed with distilled water Water is washed several times, 20 g of particles with an average particle size of 50 μm are isolated Have molybdenum sulfide in a shell made of polyurea-containing material.
Beispiel 7Example 7
Verkapselung von Molybdändisulfid-Pulver 50,0 g BAYHYDUR 3100 werden in einem Reaktor mit Dispergator und Ankerrührer in 7500 ml einer 2,5 Gew.-%igen Lösxmg von Polyvinylalkohol (M: 105 g/mol) unter Dispergieren (3000 min"1), in der 1000 g Molybdändisulfid-Pulver suspendiert sind, verteilt. 150 ml einer 8%igen Polyvinylamin-Lösung sowie 50 ml Acrolein werden zugesetzt. Die Suspension wird nach der intensiven Dispergierung unter Rühren mit einem Ankerrührer (30 min"1) 30 min bei Raumtemperatur belassen. Im Anschluss daran wird der pH- Wert der Lösung durch Zugabe von konzentrierter Natronlauge auf pH~10 erhöht und die Temperatur unter fortgesetztem Rühren des Gemisches innerhalb von 1,5 h auf 60 °C erhöht. Nach 2 h wird der partikelhaltige Reaktionsansatz langsam auf Raumtemperatur abgekühlt, und die Mikropartikel werden durch Filtration abgetrennt und mit dest. Wasser mehrmals gewaschen. Es werden 1000 g Partikel mit einer mittleren Teilchengröße von 40 μm isoliert, die Molybdänsulfid in einer Hülle aus polyharnstoffhaltigem Material aufweisen.Encapsulation of molybdenum disulfide powder 50.0 g BAYHYDUR 3100 are in a reactor with dispersant and anchor stirrer in 7500 ml of a 2.5 wt .-% solution of polyvinyl alcohol (M: 10 5 g / mol) with dispersing (3000 min "1 ) in which 1000 g of molybdenum disulfide powder are suspended, 150 ml of an 8% polyvinylamine solution and 50 ml of acrolein are added. After intensive dispersion, the suspension is stirred for 30 minutes with an anchor stirrer (30 min "1 ) leave at room temperature. Subsequently, the pH of the solution is increased to pH ~ 10 by adding concentrated sodium hydroxide solution and the temperature is raised to 60 ° C. in the course of 1.5 h with continued stirring of the mixture. After 2 h, the particle-containing reaction mixture is slowly cooled to room temperature, and the microparticles are separated off by filtration and washed with dist. Washed water several times. 1000 g of particles with an average particle size of 40 μm are isolated, which have molybdenum sulfide in a shell made of polyurea-containing material.
Beispiel 8Example 8
Herstellung von Matrixpartikeln 500,0 g BAYHYDUR 3100 werden in einem Reaktor mit Dispergator und Ankerrührer in 7500 ml einer 2,5 Gew.-%igen Lösung von Polyvinylalkohol (M: 105 g/mol) unter intensiver Mischung mit dem Dispergator (3000 min"1) fein verteilt. 1500 ml einer 8%igen Polyvinylamin-Lösung sowie 250 ml Acrolein werden zugesetzt. Der Suspension werden zur Initiierung der Vernetzung 10 g KOH zugegeben und 10 min bei Raumtemperatur weiter intensiv durchmischt. Im Anschluss an die Intensivmischung wird der pH- Wert der Lösung auf pH~10 eingestellt und die Temperatur unter fortgesetztem Rühren mit dem Ankerrührer innerhalb von 1,5 h auf 60 °C erhöht. Nach 2 h wird der partikelhaltige Reaktionsansatz langsam auf Raumtemperatur abgekühlt, und die Mikropartikel werden durch Filtration abgetrennt und mit dest. Wasser mehrmals gewaschen. Es werden 800 g Partikel mit einer mittleren Teilchengröße von 4 μm isoliert. Diese Partikel stellen Mikrokapseln mit festen Inhaltsstoffen dar, wobei das Innere der Kapsel sowie die Wände ein und das selbe Material aufweisen. Production of matrix particles 500.0 g BAYHYDUR 3100 are in a reactor with dispersant and anchor stirrer in 7500 ml of a 2.5% by weight solution of polyvinyl alcohol (M: 10 5 g / mol) with intensive mixing with the dispersant (3000 min "1 ) finely divided. 1500 ml of an 8% polyvinylamine solution and 250 ml of acrolein are added. To initiate the crosslinking, 10 g of KOH are added and the mixture is intensively mixed for 10 minutes at room temperature. After the intensive mixing, the pH is adjusted - The value of the solution is adjusted to pH ~ 10 and the temperature is increased with continued stirring with the anchor stirrer within 1.5 h to 60 ° C. After 2 h, the reaction mixture containing particles is slowly cooled to room temperature and the microparticles are separated off by filtration and Washed several times with distilled water, 800 g of particles with an average particle size of 4 μm are isolated. These particles form microcapsules with solid contents The capsule and the walls are made of the same material.

Claims

Patentansprüche: claims:
1. Verfahren zur Herstellung von Mikrokapseln mit flüssigen und/oder festen Inhaltsstoffen im Inneren der Kapseln und Kapselwänden die polyharnstoffhaltiges Material aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapselwände aus polyhamstofflialtigem Material, welches funktioneile Gruppen aufweist, die mittels eines Vemetzers vernetzt werden, hergestellt werden.1. Process for the production of microcapsules with liquid and / or solid ingredients inside the capsules and capsule walls which have polyurea-containing material, characterized in that the capsule walls are made of polyurea material which has functional groups which are crosslinked by means of a crosslinker.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildung der Kapselwände in wässriger Phase erfolgt.2. The method according to claim 1, characterized in that the formation of the capsule walls takes place in the aqueous phase.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Nemetzung parallel zur Bildung der Kapselwände aus polyharnstoffhaltigem3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the cross-linking parallel to the formation of the capsule walls of polyurea
Material durchgerührt wird.Material is stirred.
4. Verfahren nach Ansprach 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vernetzung im Anschluss an die Bildung der Kapselwand durchgeführt wird.4. The method according spoke 1 or 2, characterized in that the crosslinking is carried out after the formation of the capsule wall.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das polyhamstoffhaltige Material, welches funktionelle Gruppen aufweist, durch Reaktion von Aminen und Isocyanaten hergestellt wird.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the polyurea-containing material which has functional groups is prepared by reaction of amines and isocyanates.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass Amine mit funktionellen Gruppen eingesetzt werden.6. The method according to claim 5, characterized in that amines with functional groups are used.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass melaminhaltige Amine eingesetzt werden.7. The method according to claim 6, characterized in that melamine-containing amines are used.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, das als Vernetzer ein Mono- oder Dialdehyd eingesetzt wird.8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that a mono- or dialdehyde is used as the crosslinking agent.
9. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Amin eingesetzt wird, welches mit einem α, ß -ungesättigten Aldehyd oder Keton modifiziert wurde.9. The method according to at least one of claims 1 to 6, characterized in that an amine is used which has been modified with an α, β-unsaturated aldehyde or ketone.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vernetzung in Gegenwart von radikalisch wirkenden Initiatoren oder Lewis-10. The method according to claim 9, characterized in that the crosslinking in the presence of free radical initiators or Lewis
S uren oder -Basen oder durch Einstrahlen von Energie dxirchgeführt wird.Acids or bases or by irradiating energy.
11. Mikrokapseln mit verstärkten Kapselwänden, hergestellt nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 10.11. Microcapsules with reinforced capsule walls, produced according to at least one of claims 1 to 10.
12. Mikrokapseln mit einer Kapselwand, die ein polyharnstoffhaltiges Material aufweist, und flüssigen und/oder festen Inhaltsstoffen im Inneren der Kapseln, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapselwand, die das polyharnstoffhaltige Material aufweist, durch einen Vemetzer gehärtet ist.12. Microcapsules with a capsule wall, which has a polyurea-containing material, and liquid and / or solid ingredients inside the capsules, characterized in that the capsule wall, which has the polyurea-containing material, is hardened by a crosslinker.
13. Mikrokapsel nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapseln einen Durchmesser von 600 nm bis 300 μm aufweisen.13. Microcapsule according to claim 12, characterized in that the capsules have a diameter of 600 nm to 300 microns.
14. Mikrokapsel nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapseln als Inl altsstoff ebenfalls ein polyharnstoffhaltiges Material aufweisen.14. Microcapsule according to claim 12 or 13, characterized in that the capsules also contain a polyurea-containing material.
15. Venvendxmg von Mikrokapseln gemäß zumindest einem der Ansprüche 11 bis 14 als Behältnis für Inhaltsstoffe, als Behältnis für Inhaltsstoffe, wobei die Behältnisse auf15. Use of microcapsules according to at least one of claims 11 to 14 as a container for ingredients, as a container for ingredients, the containers being
Druck die Inhaltsstoffe freigeben, als Mikrospeicher, als Bauteil in elektronischen Displays oder als Mikroreaktoren. Pressure release the ingredients, as a micro memory, as a component in electronic displays or as microreactors.
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