胶囊化的精油

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本申请涉及精油的微胶囊、其制备方法以及它们的以下用途：作为 诸如硬表面清洁剂、衣物洗涤剂和软化剂等用于消费市场的绿色消毒产 品的用途；诸如针对蚊子的无毒的杀幼蚊剂等杀虫剂的用途；诸如针对 例如蚊子、蚂蚁和其它昆虫的驱虫剂的用途和作为抗病毒剂与抗真菌剂 的用途。本发明还提供了包含封装在微胶囊内的精油的消毒剂或农药或 驱虫剂和杀幼虫剂组合物，所述微胶囊具有胶囊壁，该胶囊壁主要由二 异氰酸酯或多异氰酸酯与多官能胺可选择地在二官能醇或多官能醇的存 在下的反应产物形成。本发明还提供了将精油封装在包括含有乳化剂和 悬浮剂的水相的微胶囊制剂中的方法：提供有机相，所述有机相为含有 二异氰酸酯或多异氰酸酯的精油，将水相和有机相合并以形成水包油乳 化液，在搅拌下将二官能胺或多官能胺与二官能醇或多官能醇的水性溶 液添加至该乳化液中，由此使胺和醇与异氰酸酯反应从而形成精油周围 的微胶囊包膜。\n更具体地，根据本发明，现在提供了制备精油微胶囊的方法，包括 将二异氰酸酯或多异氰酸酯溶解在精油中，在含有二胺或多胺和/或二羟 基化合物或多羟基化合物的水性溶液中乳化所得的混合物，通过界面聚 合在精油液滴周围形成聚脲和/或聚氨酯膜，由此进行所述精油的胶囊化， 该膜能够增加所述精油的稳定性、降低其蒸发速率并控制其在施用于底 物时的释放速率。\n在本发明的优选实施方式中，所述聚合反应在0℃～30℃的温度下 进行。\n优选所述混合物还包含催化剂。\n在优选实施方式中，所述水性溶液还包含二元醇或多元醇并且可选 择地进一步包含二胺或多胺。\n优选地，所述水性溶液还包含至少一种乳化剂。\n还优选这样的方法，其中将所述精油与选自佐剂和能够增强精油特 性的试剂的其它成分一起胶囊化，优选所述其它成分为芝麻油。\n在本发明的优选实施方式中，所述胶囊化是以如下方式进行的：在 环境条件下，将多异氰酸酯溶于所述精油中，在含有多胺和/或二元醇或 多元醇的水性溶液中乳化所得混合物，其中发生了初步反应，所述初步 反应形成了膜并消耗了全部所存在的多胺，然后反应较慢的多元醇发生 反应并形成外部的交联覆层，用水进一步消耗任何残余的异氰酸酯，以 形成与任何残余的异氰酸酯反应的胺。\n作为选择，所述方法也可以在水性溶液中不存在二胺或多胺的环境 中进行。\n在本发明的方法中，优选所述二异氰酸酯或多异氰酸酯选自二环己 基甲烷4，4′-二异氰酸酯；六亚甲基1，6-二异氰酸酯；异佛尔酮二异氰酸酯； 三甲基六亚甲基二异氰酸酯；六亚甲基1，6-二异氰酸酯的三聚物；异佛尔 酮二异氰酸酯的三聚物；1，4-环己烷二异氰酸酯；1，4-(二甲基异氰酸酯基) 环己烷；六亚甲基二异氰酸酯的缩二脲；六亚甲基二异氰酸酯的脲；三 亚甲基二异氰酸酯；亚丙基-1，2-二异氰酸酯和亚丁基-1，2-二异氰酸酯；脂 肪族二异氰酸酯和脂肪族三异氰酸酯的混合物，四亚甲基二异氰酸酯、 五亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯和4-(异氰酸酯基甲基)-1，8- 辛基二异氰酸酯，芳香族多异氰酸酯包括2，4-甲苯二异氰酸酯和2，6-甲苯 二异氰酸酯、萘二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯和三苯基甲烷-p，p′，p″- 三苯甲基三异氰酸酯。适宜的芳香族异氰酸酯是甲苯二异氰酸酯、聚亚 甲基聚苯基异氰酸酯、2，4，4′-二苯基醚三异氰酸酯、3，3′-二甲基-4，4′-二苯 基二异氰酸酯、3，3′-二甲氧基-4，4′-二苯基二异氰酸酯、1，5-萘二异氰酸酯 和4，4′，4″-三苯基甲烷三异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯。\n优选地，所述二胺或多胺选自乙二胺、二乙撑三胺、丙二胺、四乙 撑五胺、五亚甲基六胺、α，ω-二胺、亚丙基-1，3-二胺、四亚甲基二胺、五 亚甲基二胺和1，6-六亚甲基二胺、聚乙烯胺、二乙撑三胺、三乙撑三胺、 五乙撑六胺、1，3-苯二胺、2，4-甲苯二胺、4，4′-二氨基二苯基甲烷、1，5-二 氨基萘、1，3，5-三氨基苯、2，4，6-三氨基甲苯、1，3，6-三氨基萘、2，4，4′-三氨 基二苯基醚、3，4，5-三氨基-1，2，4-三唑、二(六亚甲基三胺)和1，4，5，8-四氨 基蒽醌。\n优选地，所述二元醇或多元醇选自诸如乙二醇、二乙二醇、丙二醇、 1，4-丁二醇、1，4-己二醇、二丙二醇、环己基-1，4-二甲醇、1，8-辛二醇等多 元醇，和平均分子量为200～2000的诸如聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二 醇等多元醇、三羟甲基丙烷、丙三醇、己三醇和季戊四醇、1，3-二羟基苯、 2，4-二羟基甲苯、4，4′-二羟基二苯基甲烷、1，5-二羟基萘、1，3，5-三羟基苯、 2，4，6-三羟基甲苯、1，3，6-三羟基萘、2，4，4′-三羟基二苯基醚以及水解的聚 乙烯醇。\n优选地，所述催化剂选自诸如N，N-二甲基氨基乙醇、N，N-二甲基环 己基胺、二(2-二甲基氨基乙基)醚、N，N-二甲基十六烷胺、二氨基二环辛 烷、辛酸亚锡和二月桂酸二丁基锡等氨基化合物或有机金属化合物，其 浓度基于二元醇为0.1重量％～0.3重量％，以及诸如三乙胺或二乙基甲 基胺等叔胺和Cu、Pb、Zn、Co、Ni、Mn的金属盐。\n在本发明的一个特别优选的实施方式中，通过将防止微胶囊聚集的 乳化剂、分散剂和空间位阻聚合物添加至用于制备所述微胶囊的水性溶 液中而使用这些物质。这些乳化剂、空间位阻剂可以选自木质素磺酸钠、 木质素磺酸钾、木质素磺酸镁、木质素磺酸钙或木质素磺酸铵；低密度 和髙密度聚乙烯醇，或吐温20，40或80，并使用选自羧甲基纤维素、钠 盐、黄原胶(Xantan gum)、山核桃(Karya)胶和槐豆胶、聚乙烯基吡咯 烷酮(PVP)、具有不同乙酸酯水解度的水溶性聚乙烯醇(PVA)(作为最 优选范围之一水解度是80％～90％，另一范围为95％以上的水解度)和 聚(乙氧基)壬基苯酚等的悬浮剂来形成分散液。PVP可以以约20,000～约 90,000的各种分子量获得；具有各种分子量的聚(乙氧基)壬基苯酚取决于 乙氧基链的长度。聚(乙氧基)壬基苯酚、聚醚嵌段共聚物、脂肪醇的聚氧 化乙烯加合物、表面活性剂以及脂肪酸的酯，如硬脂酸酯、油酸酯、山 梨聚糖一硬脂酸酯、山梨聚糖一油酸酯、山梨聚糖倍半油酸酯。上述提 及的每一种乳化剂、分散剂和空间位阻聚合物可以单独使用或结合使用。 通常在分散非水性精油/异氰酸酯之前将它们添加至水性溶液中，或在某 些情况中在界面聚合过程中或界面聚合后再添加它们。\n在本发明的特别优选的实施方式中，所得的微胶囊包括60％～95％ 的精油，所述微胶囊的剩余部分则包含胶囊壁和添加剂。\n优选地，所得微胶囊的平均尺寸为10μm～100μm。\n在本发明的特别优选的实施方式中，所得到的微胶囊含有作为杀幼 虫剂的精油，该微胶囊的尺寸为0.5μm～100μm并且可选择地适于漂浮在 水面上，该微胶囊不会被紫外线(UV)辐射降解，而且能够缓慢释放有 效剂量的封装在其中的精油农药。\n在本发明的其它优选实施方式中，所得到的微胶囊含有作为杀幼虫 剂的精油，该微胶囊的尺寸为0.5μm～100μm，并且可选择地，该微胶囊 适于漂浮在水面上，并且可选择地，该微胶囊该微胶囊不会被紫外线辐 射降解，而且能够缓慢释放有效剂量的封装在其中的精油农药。\n在本发明的进一步优选的实施方式中，所得到的微胶囊含有作为杀 幼虫剂的精油，该微胶囊的尺寸为0.5μm～100μm，而且能够缓慢释放有 效剂量的封装在其中的精油驱虫剂。\n根据本发明还可以提供一个方法，其中，所得到的微胶囊含有作为 杀幼虫剂的精油，该微胶囊的尺寸为0.5μm～100μm，该微胶囊可选择地 不会被紫外线辐射降解，而且能够缓慢释放有效剂量的封装在其中的精 油驱蚊剂。\n在本发明的另一方面中，所得微胶囊含有在消费品中作为含氯消毒 剂的替代品的精油，并且当该微胶囊在硬表面清洁剂、衣物洗涤剂和软 化剂中使用时拥有持续的抗菌活性。\n在本发明的再一方面中，所述微胶囊在形成后与活性胺或含有羟基 的试剂反应，所述活性胺或含有羟基的试剂还含有阴离子基团或阳离子 基团或两性基团或亲水基团，所述基团使胶囊化的精油的微胶囊的表面 具有阴离子性或阳离子性或两性，或具有亲水性但不带电荷。\n在本发明的另一方面中，所述微胶囊在形成后通过在其表面上吸收 单体或聚合物而进行后改性，这能够增加它们的亲水性或疏水性，或使 它们的表面具有阴离子性或阳离子性或两性，或具有亲水性但不带电荷。\n本发明还提供了通过上述任何方法制备的精油微胶囊。\n在本发明的一个实施方式中，在室温下，通过界面聚合反应将精油 封装在聚脲或聚氨酯微胶囊中而形成微胶囊。这些胶囊的特性是，它们 能够防止胶囊化的精油的蒸发或氧化，并且使它们吸附和保留在所施用 的表面上，以及具有缓释缓释性能。胶囊化的方法和胶囊膜材料提供了 精油制剂，该制剂具有较低的毒性或无毒性，而且是生态安全的[称为“绿 色”]，它能够克服现有材料和技术的毒性和低效方面的局限。\n在本发明的另一实施方式中，对于目前使用的合成化学品，用于控 制蚊子的缓释精油微胶囊制剂据称是有竞争力的“绿色”替代物。本发 明的制剂还将在比其它天然杀幼虫剂更低的成本下改善其性能。通过界 面聚合以在界面上形成聚脲和聚氨酯膜的微胶囊化降低了每种用途所需 的有效浓度，并增加了活性的持续时间。对于所声称的杀幼虫剂的用途， 精油微胶囊是微米尺寸的精油的胶囊化的颗粒，该颗粒能够漂浮在水面 上，不会被紫外线辐射降解，并能够缓慢释放有效剂量。\n在另一实施方式中，本发明的精油微胶囊将用于取代消费品中的含 氯消毒剂，它具有良好的持续抗菌活性，通常在诸如硬表面清洁剂和洗 涤剂中需要本发明的精油微胶囊。\n在本发明的另一优选实施方式中，胶囊化通过以下方式进行：将基 于双酚A的多异氰酸酯溶于精油中，在含有多胺和二元醇或多元醇(例 如，聚乙二醇[PEG])的水中乳化该混合物。发生初步反应，该反应形成 了膜并消耗了全部多胺。然后反应较慢的多元醇发生反应并形成外部的 交联覆层。用水进一步消耗任何残余的异氰酸酯，以形成与残余的异氰 酸酯反应的胺。最终的产物仅含有分散在水中的微胶囊且未残留有有毒 化学物质。该溶液没有作进一步的提纯，添加其它物质以形成最终的制 剂。\n在本发明的另一优选实施方式中，胶囊化通过以下方式进行：将基 于双酚A的多异氰酸酯溶于精油中，在含有二元醇或多元醇(例如，聚 乙二醇[PEG])的水中乳化该混合物。发生初步反应，该反应形成了膜， 并主要得到具有最少脲基的聚氨酯封装覆层，所述脲基通过用水对异氰 酸酯进行水解并将所得到的胺与剩余的异氰酸基团反应形成。最终的产 物仅含有分散在水中的微胶囊且未残留有有毒化学物质。溶液不需要进 行进一步提纯，添加其它物质以形成最终制剂。\n在本发明的其它优选实施方式中，所述微胶囊在形成后与含有活性 胺或羟基的试剂发生反应，所述试剂还含有阴离子或阳离子或两性或亲 水基团，这使得胶囊化的精油的微胶囊的表面具有阴离子性或阳离子性 或两性，或具有亲水性但不带电荷。\n在本发明的另外的优选实施方式中，所述微胶囊在形成后通过将单 体或聚合物吸收至其表面上而进行后改性，所述单体或聚合物能够增加 其亲水性或疏水性，或使其表面具有阴离子性或阳离子性或两性，或具 有亲水性但不带电荷。\n在另一实施方式中，将精油与佐剂或能够增强所述精油性能的试剂 例如芝麻油一起封装，芝麻油含有能够增强其它精油特性的成分以作为 杀幼虫剂或抗菌剂。\n在本发明特别优选的实施方式中，所述方法的特征在于，将精油在 室温下封装在通过界面聚合形成的牢固的聚脲或聚氨酯微胶囊中。通过 控制以下因素：反应物的性质和浓度以及反应发生的条件，例如pH、离 子强度、温度、乳化剂、悬浮剂、溶剂的存在，与迄今用于封装上述精 油的其它方法相比，可以更有效地控制微胶囊的尺寸和封装屏障对精油 的渗透性。通过该方法，精油可以作为目前所使用的有毒化学品的有效 的绿色代替品，并且与非胶囊化的精油和使用其它方法胶囊化的精油相 比，这样的精油具有显著改善的功效。由于基于精油的非胶囊化的产品 对氧化和挥发都极为敏感，因此需要进行胶囊化，这些性质会损害其功 效，且胶囊需要防止氧化和蒸发。现有技术中所列举的胶囊化的精油相 对于其所施用的表面不具有吸附和停留能力和/或不具有所需的缓释特 性，这些是具有低成本的产物所需要的。现有技术中的微胶囊精油的释 放特性或者过快或者过慢或/和不能以恒定速率释放。我们发明的胶囊具 有必要的特性，以使得它们能够被吸附并保持在它们所施用的表面上， 并具有所需的缓释特性。胶囊化的方法和用于胶囊膜的材料提供了理想 的精油制剂，该制剂作为缓释产品，克服了现有材料和技术的局限，它 可以增强活性材料的活性的稳定性和持续时间，并减少了所需的量，因 而降低了生产成本。由于这种独特的精油微胶囊是一个新事物，它具有 所需吸附性和缓释特性，所以人们对它进行了大量的探索，但与合成化 学品相比，还未获得具有低成本的“绿色”材料。\n背景技术\n在现代化学和制药学工业出现之前，在日常生活中的许多领域，精 油被用作药物和化妆品用途的防腐剂和消毒材料，例如抗菌剂(抗病毒 剂、杀菌剂和抗真菌剂)和杀幼虫剂。已经发现，具有广谱抗菌活性的 精油类制剂对哺乳动物是相对无毒的，特别是对于基于精油的表面清洁 组合物，这种组合物是特别有效的消毒剂和抗菌剂，但是它们已经被更 有效的合成化学品和抗菌素取代，因为合成化学品和抗菌素更加便宜且 高效，并且能够以较低浓度使用。然而，合成化学品的毒性和环境影响 随时间而逐渐显现，所以现在人们正在致力于用曾被抛弃的上述精油试 剂来取代合成化学品。\n在用于消费品的消毒剂领域中，对于用作消毒剂和抗菌剂的合成化 学品及抗菌素，需要安全的替代品来代替目前所使用的对人类和环境显 示毒性的化学品。已经报导了一些尤其是对小孩具有慢毒性的消毒剂。 因而需要用无毒的天然“绿色”材料来取代含有活性氯的化学品和其它 合成化学品。几乎不具有毒性或无毒性的芳香天然精油显示出了良好的 抗菌特性，因此，是用来取代含氯消毒剂的有力竞争者。我们已经证明 桉叶油在衣物柔顺用途中具有良好的抗菌活性。然而，包括目前的胶囊 化制剂的精油产品无法进入消费市场的原因在于原材料的价格、持续活 性不足以及需要反复施用。\n在农药领域中，本微胶囊可以用在例如杀幼虫剂、驱虫剂和杀虫剂 等应用中。对于杀幼虫剂应用，用于控制蚊子的精油微胶囊可以与现有 工艺中的杀幼虫剂[有机磷酸酯、有机氯化物、氨基甲酸酯、石油油品、 昆虫生长调节剂(IGR)(例如蒙五一五或百利普芬)]相竞争。\n控制蚊子的两个重要原因是避免恼人的叮咬和防止蚊子携带的疾病 例如疟疾、脑炎、登革热和黄热病以及西尼罗河病毒等的传播。世界卫 生组织估计每年有超过5亿的临床病例归因于由蚊子携带并传播的致病 物。在美国近来由蚊子携带的疾病急剧增加，从而显著增加了杀幼虫剂 的商业价值。目前，即使杀虫剂可能会损害人类健康并且已经知道会对 环境和野生动物产生有害影响，但仍然使用化学杀虫剂作为杀幼虫剂或 杀成虫药来控制蚊子。生物杀幼蚊剂主要是基于微生物的产品，该产品 被注册作为用于在室外控制蚊子幼虫的农药。除了价格昂贵以外，生物 制品难以进行有效应用，这是因为有效性的持续时间主要取决于产品的 制剂、环境条件、水质和蚊子的种类。矿物油的kly 2％喷洒。\n本发明的微胶囊的用途：\n无毒的杀幼虫剂、用于硬表面的清洁剂、衣物洗涤剂、尿布、女用 卫生棉条、衣物柔顺剂。特别是针对蚊子和蚂蚁的驱昆虫剂。\n本发明的精油微胶囊具有下列用途。在给定的用途中，使用本发明 的微胶囊时，可以通过减少用于延长活性所需的用量而增加精油的功效， 因而降低了使用成本，并使得精油可以与目前的合成化学品相竞争。\n1)用于诸如柜台顶面、瓷砖、瓷器产品(水槽和马桶)、地板、窗户、 餐具、玻璃器皿、盘子以及牙科和外科用具等的硬表面的消毒剂和清洁 组合物；\n2)应用于纺织结构物以改善皮肤生理状况的香料和益肤液；\n3)高效的快速减少细菌效果的抗菌擦拭物，该擦拭物描述在关于精 油的“与现有技术的比较”部分中所述的下列美国专利中；\n4)针对革兰氏阳性细菌的具有高的残留效果的长效抗菌组合物，该 组合物描述在关于精油的“与现有技术的比较”部分中所述的下列美国 专利中；\n5)用精油配制的抗菌组合物，该组合物描述在关于精油的“与现有 技术的比较”部分中所述的下列美国专利中；\n6)基于精油的消毒剂和清洁组合物，该组合物描述在关于精油的“与 现有技术的比较”部分中所述的下列美国专利中；\n7)在杀菌性硬表面清洁组合物中的喷霜剂；\n8)液体清洁剂组合物；\n9)具有防腐、抗病毒和杀幼虫活性的抗菌组合物，例如用于治疗感 冒疮、头虱、阴道炎、瘊、疣和脚癣的药剂，和作为抗菌漱口剂以及表 面清洁剂；\n10)灭虱剂；\n11)天然农药；\n12)调味剂；\n13)芳香剂；\n14)人类和动物传染病的治疗剂；\n15)驱虱剂组合物；\n16)止痛和消炎组合物；\n17)芳香剂或驱昆虫剂；\n18)药物和化妆品中的活性剂；\n19)挤制肥皂和/或清洁剂棒中的有益试剂；\n20)食品或烟草添加剂；\n21)药物和化妆品中的活性剂；\n22)护发产品；和\n23)含有胶囊化的香料的牙膏。\n24)蚊子、蚂蚁和昆虫的驱除剂\n25)杀幼蚊剂\n26)抗病毒剂\n27)抗真菌剂\n28)针对牙床疾病的凝胶\n29)不会导致毒性综合症的女用卫生棉条\n30)尿布\n与现有技术的比较\n对现有技术的回顾表明，精油已经被用于上述各种用途的许多不同 的组合物中。尽管已经对该油类采用了胶囊化技术以改善稳定性、促进 缓释并降低应用成本(对于我们所提议开发的相同用途)，但就我们所知， 这些努力还未制造出能有效地与目前可得到的合成化学品相竞争的商业 产品。其原因在于目前所使用的精油，包括那些已被胶囊化的精油，不 能满足用于制造具有低成本的微胶囊产品的上述的一种或多种要求。目 前可得到的产品的缺点包括：\n1)由于不合适的封装屏障，它们在所施用的表面上不具有足够长的保 存限期，和/或不能在这些基体上以持续有效的剂量缓释；\n2)它们通过破坏或改变油类的许多性质的方法而制造；和\n3)在许多情况中，它们必须以高于低成本的剂量使用才能有效，因而 成本显著高于目前可得到的合成化学品。\n与胶囊化的精油有关的专利文献可以分成下列几类：\n1)一类专利是，描述了所有胶囊化的方法和广泛的聚合物密封剂，但 仅给出了有限的实例和权利要求；\n2)一类专利是，基于含有吸收在内部的精油的固体核，具有和不具有 随附的包衣；\n3)通过预制聚合物的凝聚或吸附，在聚合物外壳内进行精油液滴或乳 化液的胶囊化；\n4)通过预制聚合物的凝聚或吸附，在聚合物外壳内进行精油液滴或乳 化液的胶囊化；和\n5)在微生物内进行胶囊化。与本专利比较接近的现有技术是以精油作 为液核的胶囊化。在专利US 3,957,964、US 5,411,992、US 6,414,036中 描述了所有的胶囊化方法和广泛的聚合物密封剂，但是只给出了有限的 实例和权利要求。没有任何一个实例或权利要求具体涉及界面聚合以形 成聚氨酯或聚脲胶囊化的精油。\n在专利US 6,238,677、US 5,753,264、US6,200,572、 PCT/PUBLICATION-1997-07-09 A1中，涉及通过预制聚合物的凝聚或吸 附，在聚合物外壳内进行精油液滴或乳化液的胶囊化。这些专利与我们 所提出的专利无关，并且由于其微胶囊壁的性质，实际上不具有我们的 申请中的必要的缓释性或所需的稳定性。\n在专利US 5,232,769中，通过诸如溶解于精油滴中的三聚氰胺或脲 等单体的界面聚合，以及通过甲醛的界面交联而在聚合物外壳内进行的 精油液滴或乳化液的胶囊化。在该情况中不存在缓释，在甲醛、三聚氰 胺或脲的实例中的微胶囊很硬，并且会对其所施用的表面产生不良的感 觉。\n通过界面聚合形成聚脲和聚氨酯微胶囊的方法已被广泛应用于农药 和除草剂的胶囊化[参见A.Markus，Advances in the technology of controlled release pesticide formulations”in Micro-encapsulation：Methods and Industrial Applications，S.Benita(Ed)，1996，第73-91页，和美国专利 US 4,851,227，1989年7月25日]。然而这些方法和材料仍未用在精油的 胶囊化中，但确实令人惊异的是它们对无毒精油效果良好。使用界面缩 合来封装诸如药物、农药和除草剂等物质在1971年5月4日授权的US 3,577,515中进行了讨论。该胶囊化方法包括两个互不相溶的液相，通过 搅拌将一相分散在另一相中，随后在主体(连续)相与分散液滴之间的 界面进行来自各相的单体的聚合。互不相溶的液体通常是水和有机溶剂。 适于制造微胶囊的材料类型中包括聚氨酯和聚脲。对使用乳化剂(也称 为悬浮剂或分散剂)也做了讨论。美国专利披露了包括聚合物球面和液 核的微胶囊的形成，根据所使用的单体和溶剂，其直径范围为30μm～ 2mm。\n使用界面缩合来封装诸如药物、农药和除草剂等物质在1971年5月 4日授权的US 3,577,515中进行了讨论。该胶囊化方法包括两个互不相溶 的液相，通过搅拌将一相分散在另一相中，随后在主体(连续)相与分 散液滴之间的界面进行来自各相的单体的聚合。互不相溶的液体通常是 水和有机溶剂。适于制造微胶囊的材料类型中包括聚氨酯和聚脲。对使 用乳化剂(还已知作为悬浮剂或分散剂)也做了讨论。美国专利披露了 包括聚合物球面和液核的微胶囊的形成，根据所使用的单体和溶剂，其 直径范围为30μm～2mm。\n英国专利1,371,179披露了含有染料、墨水、化学试剂、药物、调味 材料、杀真菌剂、杀菌剂和例如除草剂和杀虫剂等农药的聚脲胶囊的制 备。这些胶囊由分散的有机相中的各种二异氰酸酯和多异氰酸酯制备。 所存在的一些异氰酸酯与水反应生成可进一步在界面与剩余的异氰酸酯 反应的胺，随后进行聚合以形成聚脲外壳。水相还含有表面活性剂，例 如乙氧基化的壬基苯酚或直链醇的聚乙二醇醚。另外，水相含有保护性 的胶体，通常是聚丙烯酸酯、甲基纤维素和聚乙烯醇(PVA)。例如颗粒 尺寸可以小至1μm。昆虫荷尔蒙及模拟物的胶囊化也包括在所提及的体 系中。\n美国专利US 4,046,741和美国专利US 4,140,516似乎涉及对英国专 利1,371,179中所披露的方法的发展。根据美国专利US 4,046,741，与微 胶囊有关的问题是由包封在微胶囊中的残余异氰酸酯析出二氧化碳所造 成的不稳定性。美国专利US 4,046,741披露了用氨水或诸如二乙胺等的 胺对聚脲微胶囊进行后处理。这可以除去残余的异氰酸酯，使得随后可 以在较低的pH下存储微胶囊而不会产生二氧化碳。美国专利US 4,140,516披露了使用季盐作为相转移催化剂以加速聚脲微胶囊的形成。\n加拿大专利1,044,134与杀虫剂，特别是拟除虫菊酯的微胶囊有关。 将杀虫剂与多异氰酸酯一同溶解在与水不相溶的有机溶剂中。然后通过 搅拌将有机溶剂中的溶液分散在水中，在持续搅拌的同时添加多官能胺。 多异氰酸酯和多官能胺反应从而在含有杀虫剂的分散液滴周围形成聚脲 外壳壁。\n活性剂的微胶囊化(或胶囊化)是用来控制它们的释放和改善保存 限期以及活性的持续时间的已知方法。基于活性剂的胶囊化的缓释制剂 能够制造比非胶囊化的产品成本更低的产品。许多其它的疏水性或非水 溶性试剂例如农药已经成功地用各种方法进行了胶囊化。微胶囊是可流 动的粉末或粒径约为0.1μm～1000μm的粉末。它们可以使用各种涂布方 法进行制备，其中可以使用微细分布的固、液甚至气体物质。聚合物通 常用作涂布材料或壁材料。基本上，微胶囊由两个完全不同的区域构成， 核芯区和涂层区。适于制备微胶囊的方法包括：相分离法(简单凝聚和 复合凝聚)、界面聚合法(分散液的缩聚或加聚)和物理机械法(流化床 法，喷雾干燥)。传统微胶囊的主要缺点在于制备相对复杂。\n由于许多原因需要对例如药物、农药(包括杀虫剂、杀线虫剂、除 草剂、杀真菌剂和杀微生物剂)、防腐剂、维生素和调味剂等物质进行胶 囊化。在药物和农药的情况中，胶囊化可以提供活性物质的受控释放。 在维生素的情况中，可以进行胶囊化以保护维生素免受氧化，因而延长 其保存限期。在调味剂的情况中，可以进行胶囊化以使调味剂处于易于 计量的形态，它可以根据可控的激发因素，例如加入水来释放调味剂。 在调味品胶囊化领域中的普通技术人员通常都知道，目前用于制造稳定 的、干燥的香料的实用商业方法通常限于喷雾干燥和挤压凝固。前一种 方法需要使香料在含有胶囊化固体的液体载体中乳化或溶解，随后在高 温、高速气体中干燥并作为低堆积密度的固体进行收集。\n尽管大多数商业胶囊化材料通过喷雾干燥处理，但该方法的一些局 限性是显而易见的。复合物或天然香料混合物的低分子量成分可能会在 该方法中损失或比例失调。所得到的香料载体是多孔的且难以操作。另 外，会在干燥过程中和干燥过程后在曝露的表面上发生例如氧化等有害 的化学反应。最终的产物，干燥的自由流动的粉末，将由于再水合作用 而快速释放胶囊密封材料，而不管是否需要快速释放。\n还存在基于精油之外的材料的杀幼虫剂的胶囊化形式。例如 Wellmark International生产的是微胶囊化的杀幼蚊剂，它已经 在美国进行使用，从而通过阻止未成熟的蚊子幼虫变成传播疾病的成虫， 以减少蚊子的侵扰。该活性成分，蒙五一五，是干扰蚊子的正常发育的 昆虫生长调节剂。\n本发明的微胶囊特性\n对于精油的缓释和改善的稳定性需要进行胶囊化，这两个特性对于 以低成本来制造产品都是需要的。基于精油的产品对氧化和挥发极为敏 感，这些性质会损害它们的功效，因而需要进行胶囊化以防止氧化和蒸 发。许多“绿色”材料，包括精油，比它们试图取代的合成化学品效率 更低且更昂贵。因而需要以更小的有效剂量并通过提高单位剂量的活性 的持续时间而提高功效来制造这些“绿色”材料。我们提出的产品是缓 释制剂，会以胶囊化的精油的形式满足上述需要。当施用于给定底物时， 油类将以恒定速率长时间释放，因而提高了单位剂量的活性的持续时间 并减少了所需的用量，因而降低了产品的成本。胶囊化还可以避免氧化 和挥发，从而使精油稳定化，这对于产品制剂、保存限期、用途和应用 时活性的持续时间来说一个需要的步骤。\n本发明的微胶囊是通过具有髙封装效率和低油损失的低成本方法得 到的含有精油液核的微米尺寸的微胶囊。所得的微胶囊以恒定不变的速 率释放有效剂量(术语上称为零级释放)，与相同量的非胶囊化的精油相 比，提供了更长的活性持续时间。上述要求可以通过我们的室温界面形 成的微胶囊而得到满足，该微胶囊由可以在分散油滴周围形成聚脲或聚 氨酯膜的试剂形成。牢固的聚脲或聚氨酯薄膜的可渗透性易于由聚合条 件、反应物的组成和催化剂来进行控制。得到的材料是无毒的并且是最 终可生物降解的。\n对具有竞争性的微胶囊化的精油制剂有很多要求，这些要求可以通 过本发明的室温界面形成的微胶囊而得到满足，该微胶囊由可以在分散 油滴周围形成聚脲或聚氨酯膜的试剂形成。下列要求必须被满足：\n1)微胶囊必须是球形，这可以保证每单位体积具有最小的表面积，从 而可以同时提供有效的受控缓释和最大的流动特性；\n2)为了制造美观、均匀而易用的制剂，并且当施用至给定表面时，不 会具有难看的粗糙外观或不佳的触感，需要胶囊为纳米至微米尺寸；\n3)微胶囊应当包含封装有精油液核的薄的外部聚合物薄膜。聚合物膜 控制油的释放并防止其被氧化或蒸发。球形膜内封装有液核的构造保证 了理想的恒定且持续的释放模式(术语称为零级释放)；\n4)应当调节封装膜的交联密度和疏水/亲水平衡，以提供所需的控制 释放的持续时间；\n5)封装膜应当牢固而不易碎，以便于机械加工和为表面提供平滑感， 正如在对于硬表面和织物的某些应用中所要求的那样；\n6)需要在水性溶液中在低温或室温下形成微胶囊，以防止油的性质在 高温下发生变化，并使产品成本最小化；\n7)微胶囊提供例如吸附所需的电荷等表面特性；和\n8)为了促使赋予调节功能，产品中所使用的封装膜和试剂应当便宜， 从而提供经济的产品(不致癌性、不会导致畸形且不含重金属)。\n上述这些要求可以通过我们的界面形成微胶囊的方法而得到满足， 该微胶囊用室温下在分散油滴或乳化液周围而形成聚脲或聚氨酯膜的试 剂形成。然而，同样的要求还不能由当前可用的技术来满足。\n发明内容\n精油包括但不局限于下列的油：棉籽油、大豆油、肉桂油、玉米油、 雪松油、蓖麻油、丁香油、香叶油、柠檬草油、亚麻子油、薄荷油、芝 麻油、百里香油、迷迭香油、茴芹油、罗勒油、樟脑油、香茅油、桉叶 油、茴香油、葡萄柚油、柠檬油、桔油、橙油、松针油、胡椒油、玫瑰 油、红桔油、茶树油、油茶籽油、苋蒿子油、蒜油、麻油、洋葱油、迷 迭香油、香茅油、熏衣草油、香叶油、杏仁油、留兰香油。这些油可以 单独封装或任意组合封装。例如在杀幼蚊剂中可以使用芝麻油以增强松 油的功效，或在驱蚊剂的情况中，可以封装诸如溶解在杏仁油中的香茅 油、熏衣草油、香叶油等有效成分的混合物。\n除了精油之外，液核还可以含有佐剂或例如芝麻油等能够增强精油 特性的试剂，所述芝麻油含有能够增强精油特性的成分以作为杀幼虫剂 或抗菌剂。芝麻油或类似试剂的量占液核组成的2％～80％，但优选5％～ 60％。芝麻油同时可以作为精油的协同性添加剂，通过作为杀幼虫剂或抗 菌剂来增强精油的性能，这超过了其单独使用所能达到的效果。芝麻油 可以增强各种杀虫剂的活性，这在现有技术中是已知的，但其既未应用 于精油也未应用于胶囊化的精油。\n包括聚合球面和液芯的微胶囊的尺寸在直径上为0.05mm～2mm， 更优选为0.5μm～100μm。为了以低成本提供可接受的挥发性和稳定性以 及受控释放，聚合物占微胶囊的比例为约5重量％～约90重量％，优选 为约50重量％～约85重量％。为了封装并缓慢释放精油，微胶囊的尺寸 至少约为0.05μm～约1000μm，特别优选约为20μm～约100μm的微胶囊。\n精油相的分散优选通过搅拌完成。优选在将多官能胺添加到反应混 合物之前减慢搅拌。典型的初始搅拌速率为约500rpm～约2000rpm，优 选为约1000rpm～约1200rpm。通过控制反应混合物的搅拌和水性溶液中 各成分的性质可以实现对直径的微调。\n在制造微胶囊的过程中，使溶有不溶于水的二异氰酸酯或多异氰酸 酯的不溶于水的精油分散在水相中，构成不溶于水的相，从而在整个水 相中形成不溶于水相的液滴的分散液；然后在搅拌下向所述分散液中加 入多官能胺和/或多官能醇，由此所述胺和醇与二异氰酸酯或多异氰酸酯 反应，从而在所述不溶于水的材料周围生成聚脲和/或聚氨酯外壳壁；为 了帮助液滴在水相中悬浮，可以使用乳化剂和/或悬浮剂，以增强所述微 胶囊在溶液中的悬浮作用。\n在本发明的范围内，多异氰酸酯通常被理解为分子中含有两个和多 个异氰酸酯基的那些化合物。优选的异氰酸酯是二异氰酸酯和三异氰酸 酯，其异氰酸酯基可以与脂肪族部分或芳香族部分连接。脂肪族多异氰 酸酯可以任意选自含有两个异氰酸酯官能团、三个异氰酸酯官能团、或 多于三个异氰酸酯官能团的脂肪族多异氰酸酯，或这些多异氰酸酯的混 合物。优选地，脂肪族多异氰酸酯含有5～30个碳原子。更优选地，脂 肪族多异氰酸酯包含一个或多个环烷基部分。优选的异氰酸酯的例子包 括二环己基甲烷4，4′-二异氰酸酯；六亚甲基1，6-二异氰酸酯；异佛尔酮二 异氰酸酯；三甲基六亚甲基二异氰酸酯；六亚甲基1，6-二异氰酸酯的三聚 物；异佛尔酮二异氰酸酯的三聚物；1，4-环己烷二异氰酸酯；1，4-(二甲基 异氰酸酯基)环己烷；六亚甲基二异氰酸酯的缩二脲；六亚甲基二异氰酸 酯的脲；三亚甲基二异氰酸酯；亚丙基-1，2-二异氰酸酯；和亚丁基-1，2- 二异氰酸酯。可以使用多异氰酸酯的混合物。适宜的脂肪族二异氰酸酯 和脂肪族三异氰酸酯的例子是四亚甲基二异氰酸酯、五亚甲基二异氰酸 酯、六亚甲基二异氰酸酯和4-(异氰酸酯基甲基)-1，8-辛基二异氰酸酯。芳 香族多异氰酸酯的例子包括2，4-甲苯二异氰酸酯和2，6-甲苯二异氰酸酯、 萘二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯和三苯基甲烷-p，p′，p″-三苯甲基三 异氰酸酯。适宜的芳香族异氰酸酯是甲苯二异氰酸酯(TDI：DESMODUR Registered TM VL，Bayer)；聚亚甲基聚苯基异氰酸酯(MONDUR Registered TM MR，Miles Chemical Company)；PAPI Registered TM 135(Dow Company)；2，4，4′-二苯基醚三异氰酸酯、3，3′-二甲基-4，4′-二苯基 二异氰酸酯、3，3′-二甲氧基-4，4′-二苯基二异氰酸酯、1，5-萘二异氰酸酯和 4，4′，4″-三苯基甲烷三异氰酸酯。更适宜的二异氰酸酯是异佛尔酮二异氰 酸酯。二异氰酸酯与例如乙二醇、丙三醇和三羟甲基丙烷等多元醇的加 合物也是适宜的，所述加合物通过将每摩尔多元醇与摩尔数对应于各个 醇的羟基数的二异氰酸酯加成获得。这样，多个二异氰酸酯分子用氨基 甲酸酯基与多元醇连接，以形成大分子的多异氰酸酯。另一种适宜的该 类产物(DESMODUR Registered TM L)可以通过将三摩尔甲苯二异氰酸 酯与一摩尔的2-乙基丙三醇(1，1-二羟甲基丙烷)反应制备。适宜的产物还 可以通过将六亚甲基二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯与乙二醇或丙三 醇加成得到。优选的多异氰酸酯是二苯基甲烷-4，4′-二异氰酸酯和聚亚甲 基聚苯基异氰酸酯。上述例举的二异氰酸酯和三异氰酸酯可以单独使用 或作为两种或多种该异氰酸酯的混合物使用。\n在一个优选实施方式中，多异氰酸酯是聚亚甲基聚苯基异氰酸酯。 这些化合物可以以商标Mondur-MRS得到。在体系中全部伯胺或羟基官 能团与异氰酸酯官能团的摩尔当量比优选约为0.8∶1～1∶1.2，更优选约 1∶1.1。\n所述多官能胺可以是任何现有技术中所教导的用于此目的的多胺， 本发明中所使用的胺用于形成聚脲外皮。二胺或多胺(如乙二胺、苯二 胺、甲苯二胺、六亚甲二胺。所述多官能胺可以是任何现有技术中所教 导的用于此目的的多胺，特别优选为二胺、三胺、四胺或五胺。例如乙 二胺、二乙撑三胺、丙二胺、四乙撑五胺、五亚甲六胺等)存在于水相 中和有机/油相中。本发明的范围内的适宜的多胺通常可以理解为分子中 含有两个或多个伯氨基，且所述氨基与脂肪族部分或芳香族部分相连接 的那些化合物。适宜的脂肪族多胺的例子是α，ω-二胺，包括但不限于乙 二胺、亚丙基-1，3-二胺、四亚甲五胺、五亚甲六胺和1，6-六亚甲二胺等。 优选的二胺是1，6-六亚甲二胺。\n其它适宜的脂肪族多胺是聚乙胺，包括但不限于二乙撑三胺、三乙 撑三胺、四乙撑五胺、五乙撑六胺。\n适宜的芳香族多胺的实例是1，3-苯二胺、2，4-甲苯二胺、4，4′-二氨基 二苯基甲烷、1，5-二氨基萘、1，3，5-三氨基苯、2，4，6-三氨基甲苯、1，3，6- 三氨基萘、2，4，4′-三氨基二苯基醚、3，4，5-三氨基-1，2，4-三唑、二(六亚甲基 三胺)和1，4，5，8-四氨基蒽醌。这些不溶于水或在水中溶解度不高的多胺可 以作为盐酸盐使用。\n也可以使用结构与上述化合物相似，但是具有存在于碳原子间的醚 键内的一个或多个氧原子的化合物。优选氢原子存在于胺上、特别是末 端氨基上。可以使用芳香族二胺，例如甲苯二胺。可以使用多官能化合 物的混合物。\n其它适宜的多胺是除了氨基之外还含有磺基或羧基的那些多胺。此 类多胺的实例是1，4-苯二胺磺酸、4，4′-二氨基二苯基-2-磺酸或例如鸟氨酸 和赖氨酸等二氨基羧酸。\n此类氨基化合物还可以含有阴离子基团或阳离子基团或两性基团或 亲水基团，所述基团使胶囊化的精油的微胶囊的表面具有阴离子性或阳 离子性或两性，或具有亲水性但不带电荷。\n与异氰酸酯反应生成氨基甲酸酯基的二羟基或多羟基化合物可以选 自例如乙二醇、二乙二醇、丙二醇、1，4-丁二醇、1，4-己二醇、二丙二醇、 环己基-1，4-二甲醇、1，8-辛二醇等多元醇，和平均分子量为200～2000的 诸如聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇等多元醇。优选的交联剂是含有多 于2个羟基官能团的化合物，例如三羟甲基丙烷、丙三醇、己烷、三醇 和季戊四醇。基于二醇，所使用的交联剂的量为5重量％～40重量％， 优选为10重量％～20重量％。芳香族羟基化合物选自1，3-二羟基苯、2，4- 二羟基甲苯、4，4′-二羟基二苯基甲烷、1，5-二羟基萘、1，3，5-三羟基苯、2，4，6- 三羟基甲苯、1，3，6-三羟基萘、2，4，4′-三羟基二苯基醚。也可以使用还含有 羧酸基、磺酸基、膦酸基和季铵基的具有羟基的试剂，以使胶囊化的精 油的微胶囊的表面具有阴离子性或阳离子性或两性，或不带电荷的亲水 性。\n可以将催化剂添加至精油或水性溶液中以提高异氰酸酯与胺或羟基 的反应活性。适于在本发明中使用的催化剂是例如N，N-二甲基氨基乙醇、 N，N-二甲基环己基胺、二(2-二甲基氨基乙基)醚、N，N-二甲基十六烷胺、 二氨基二环辛烷、辛酸亚锡和二丁基锡二月桂酸酯等氨基化合物或有机 金属化合物，其浓度基于二元醇为0.1重量％～0.3重量％。\n所述催化剂也可以是金属盐、叔胺等。例如三乙胺或二乙基甲基胺 和Cu、Pb、Zn、Co、Ni、Mn的金属盐。\n为形成分散液，可以使用例如木质素磺酸的钠盐、钾盐、镁盐、钙 盐或铵盐等乳化剂。\n能够在溶液中增强所述微胶囊的悬浮作用的悬浮剂优选是非碱性乳 化剂，所述非碱性乳化剂选自低密度聚乙烯醇和髙密度聚乙烯醇或吐温 20、40或80，并且所述悬浮剂选自羧甲基纤维素、钠盐、黄原胶，山核 桃(Karya)胶和槐豆胶。\n优选地所述非碱性乳化剂选自低密度聚乙烯醇和髙密度聚乙烯醇或 吐温20、40或80，所述悬浮剂选自羧甲基纤维素、钠盐、黄原胶，山核 桃胶和槐豆胶。\n水性分散液需要表面活性剂。优选为非离子型表面活性剂。作为适 宜的表面活性剂的例子可以举出聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙烯醇(PVA) 和聚(乙氧基)壬基苯酚。可以得到分子量范围为约20,000～约90,000的 PVP是并且所有这些PVP都可以使用，但分子量约为40,000的PVP是 优选的。聚(乙氧基)壬基苯酚可以以商标Igepal得到，其分子量根据乙氧 基链的长度而变化。可以使用聚(乙氧基)壬基苯酚，但Igepal 630(表示 分子量约为630)是优选的聚(乙氧基)壬基苯酚。表面活性剂的其它实例 包括聚醚嵌段共聚物，如Pluronic.TM.和Tetronic.TM.，脂肪醇的聚氧化 乙烯加合物，如Brij.TM.表面活性剂，和脂肪酸的酯，如硬脂酸酯和油酸 酯等。该脂肪酸的实例包括山梨聚糖一硬脂酸酯、山梨聚糖一油酸酯、 山梨聚糖倍半油酸酯等。脂肪酯的醇部分的实例包括丙三醇、葡糖基等。 脂肪酯作为Arlacel C.RTM.市售的表面活性剂。\n表面活性剂在表面活性剂的性质方面是变化的，并且表面活性剂的 性质会影响所形成的微胶囊的尺寸。其它方面也是一样，使用分子量为 40,000的PVP将得到比Igepal 630更大的微胶囊。所使用的表面活性剂 以及搅拌的程度和强度会影响所得到的微胶囊的尺寸。通常，它们的尺 寸为约1μm～约100μm，这取决于所使用的条件。\n尽管不太优选，但也可以使用离子型表面活性剂。可以提及的有聚 丙烯酸的部分中和的盐，例如聚丙烯酸钠或聚丙烯酸钾或聚甲基丙烯酸 钠或聚甲基丙烯酸钾。\n作为不溶于水的溶剂，可以使用对胶囊化反应呈惰性、但可以溶解 或分散多异氰酸酯和待胶囊化的材料的非极性溶剂。作为适宜的溶剂可 以举出烃类溶剂，例如煤油和诸如甲苯、二甲苯等烷基苯等。优选仅使 用少量溶剂；基于水的量，用量至多约5％通常就已足够，在大多数情况 中，优选使用约为3％或更少量的溶剂。\n反应易于在室温进行，但优选在低于室温直至约0℃进行操作，优 选约15℃。可能在一些情况中将反应温度升高到最高为70℃，但优选的 温度范围为0℃～30℃，最优选低于20℃。\n微胶囊可以悬浮在水中以提供适于飞机喷药的悬浮液。该悬浮液可 以含有悬浮剂，诸如瓜尔胶、鼠李聚糖胶(rhamsan gum)或黄原胶等胶 类悬浮剂。\n然而，如果需要，添加光稳定剂也在本发明的范围内。适宜的光稳 定剂包括加拿大专利1,179,682中所披露的叔苯二胺化合物，其内容以参 考的方式引入。可以通过将光稳定剂与精油和多异氰酸酯一起溶解在不 溶于水的溶剂中来加入。作为选择，光稳定剂可以如加拿大专利1,044,134 中所披露的那样加入到聚脲外壳中，其内容以参考的方式引入。\n胶囊由分散的有机相中的各种二异氰酸酯和多异氰酸酯制备。所存 在的一些异氰酸酯与水反应生成可进一步在界面与剩余的异氰酸酯反应 的胺，随后进行聚合以形成聚脲外壳。水相还含有表面活性剂，例如乙 氧基化的壬基苯酚或直链醇的聚乙二醇醚。另外，水相含有保护性的胶 体，通常是聚丙烯酸酯、甲基纤维素和聚乙烯醇(PVA)。例如颗粒尺寸 可以小至1μm。\n在本发明的一个优选实施方式中，胶囊化如下进行：将多异氰酸酯 (在一个优选情况中基于双酚A)溶于精油中，在含有多胺和二元醇或 多元醇(例如，聚乙二醇[PEG])的水中乳化该混合物。发生初步反应， 该反应形成了膜并主要得到具有少量脲基的聚氨酯封装覆层，所述脲基 通过用水对异氰酸酯进行水解并将所得到的胺与剩余的异氰酸基团反应 形成。最终的产物仅含有分散在水中的微胶囊且未残留有有毒化学物质。 溶液不需要进行进一步提纯，可以添加其它物质以形成最终制剂。\n用于在界面聚合过程中加入到封装膜中和/或作为佐剂或添加剂加 入水性溶液中的一种优选材料是聚乙烯醇。在合成农药的胶囊化中已经 提到了聚乙烯醇。例如在最近转让给Dow的美国专利5,925,464(1999年 7月20日，Mulqueen；Patrick Joseph；Smith；Geoff；Lubetkin；Steven D)中， 小的微胶囊农药(如毒死蜱)制剂可以通过在水相中将PVA和多胺(如二 乙撑三胺)与用于制造微胶囊的多异氰酸酯(如Voranate M220)进行界 面缩聚反应进行胶囊化而获得。可以得到显示出改善的存贮稳定性的微 胶囊，尤其是活性材料从所得微胶囊中的浸出得到了改善，特别是当微 胶囊的尺寸很小(例如小于5μm)的时候。\n正如所述专利中所陈述并引入本发明的，“在胶囊化反应过程中，在 PVA存在下的胶囊化方法的优点在于，通过改变多胺添加前的时间，可 以以一定的精度控制胶囊壁中聚氨酯和聚脲的量。由于这两种聚合物对 封装材料具有完全不同的扩散率，因此除了通过改变胶囊壁厚度和胶囊 的尺寸以外，该聚氨酯/聚脲的比率提供了用于控制活性物质的释放速率 的又一个独立方法。在胶囊化反应中使用PVA的另一优点在于，作为空 间屏障的形成在微胶囊的表面上的PVA悬伸物在生产或存贮过程中可以 倒伏(doewards)聚集，并当需要时，同时增强喷雾干燥的功效和干燥产 物在水中的快速分散”。\n美国专利US 4,417,916披露了不溶于水的材料如除草剂在聚脲外壳 中的胶囊化。使用多异氰酸酯和多胺来形成聚脲，该发明的要旨似乎在 于在形成聚脲的反应中使用木质素磺酸盐化合物作为乳化剂。封装在所 列举的实例中的不溶于水的材料的浓度范围为320g/l组合物～520g/l组 合物。\n美国专利US 4,563,212与美国专利US 4,417,916所教导的相似，但 使用了不同于木质素磺酸盐的乳化剂，特别是磺化萘甲醛缩合物和磺化 聚苯乙烯。\n欧洲专利EP 611 253描述了使用非离子型表面活性剂(含有亲水性 嵌段和疏水性嵌段的嵌段共聚物)的多异氰酸酯和多胺的反应，从而将 诸如农药等材料封装在聚脲中。\n在一个已描述的实施方式中，将盐形式的多胺添加至异氰酸酯的分 散液中，使得通过添加碱而引发聚合。据说这可以改善行为改变的化合 物(醛)的稳定性，但这并没有进行例证。\n在一优选实施方式中，封装材料是部分溶于水的材料，并且所封装 的部分溶于水的材料的量基于微胶囊的总重量至少为5％，优选至少为 90％。\n在另一方面本，发明提供一种微胶囊，所述微胶囊含有部分溶于水 的有机材料，所述有机材料的分子量大于约100且小于约400，并至少含 有一个杂原子，所述有机材料被封装在聚脲或聚氨酯外壳内，所述被封 装的材料的量基于微胶囊的总重量至少为5％，优选至少为9％。\n微胶囊的封装壁由具有不同程度的孔隙率和孔尺寸的聚合物构成。 孔尺寸和孔隙率可以用已知方法改变，所述孔尺寸可以从微米至亚微米 至纳米级孔变化，在一个优选应用中可以是相对致密的屏障，其中穿过 屏障的传输是通过“溶液-扩散”机制实现的。本发明的聚合物壁可以选 自例如聚脲、多胺、聚磺酰胺、聚酯、聚碳酸酯或聚氨酯等聚合物，并 且占各微胶囊的约5重量％～约35重量％。优选地，微胶囊壁占微胶囊 的约10重量％～约25重量％。\n乳化剂优选选自木质素磺酸的盐，例如其钠盐、钾盐、镁盐和钙盐。 特别有效的是木质素磺酸的钠盐，此处将其称为木质素磺酸盐乳化剂或 表面活性剂。\n在本发明的另一实施方式中，微胶囊的制备包括由含有适宜的乳化 剂/交联树脂、可选择的消泡剂形式的稳定剂和可选择的抗菌剂的溶液所 构成的水相。乳化剂/交联树脂优选来自苯乙烯和马来酸酐的共聚产物， 或来自苯乙烯、马来酸酐和醇的共聚产物。苯乙烯和马来酸酐的共聚提 供非酯化的共聚物或酸酐共聚物。当苯乙烯和马来酸酐的共聚与醇一同 进行时，马来酸酐的环打开形成共聚物，所述共聚物是共聚反应中的相 应的醇的半酸和半酯。此类醇包括但不限于直链或支链的低级C1～C6烷 基醇。酸酐共聚物和半酸/半酯共聚物进一步与氢氧化物如氢氧化铵、氢 氧化钠、氢氧化钾、氢氧化镁、氢氧化钙等反应，以提供水溶性盐形式 的前述树脂。前述氢氧化物与酸酐共聚物的反应使得马来酸酐的环打开， 从而提供二盐，如二钠盐或二钾盐。当酸酐共聚物与例如氢氧化铵反应 时，马来酸酐的环打开，从而提供酰胺/铵盐。在本发明的内容中，乳化 剂/交联树脂优选选自苯乙烯和马来酸酐的无水共聚产物的氢氧化铵、氢 氧化钠、氢氧化钾、氢氧化镁、氢氧化钙盐；以及苯乙烯和马来酸酐的 半酸/半酯共聚产物的氢氧化铵、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化镁、氢氧 化钙盐。特别优选的树脂是苯乙烯和马来酸酐的无水共聚产物的氢氧化 铵和氢氧化钠盐，最优选氢氧化铵的盐。\n可以向微胶囊的溶液中添加以改善保存限期和/或喷雾性和/或诸如 对底物的吸附等性能，所述佐剂可以选自天然的聚合物和合成的聚合物， 例如聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚环氧乙烷、乙烯/马来酸酐共聚物、 甲基乙烯基醚-马来酸酐共聚物、水溶性纤维素、水溶性聚酰胺或聚酯、 丙烯酸的共聚物或均聚物、水溶性淀粉和改性淀粉、诸如藻酸盐、糊精 等天然胶以及诸如明胶和酪蛋白等蛋白质。\n可以理解，尽管本发明主要针对于制备精油微胶囊的方法，但是本 发明还针对于由此处所描述的本发明的任意方法制备的精油微胶囊，并 且特别针对于通过本发明的任意方法制备并在任意下列用途中使用的精 油微胶囊：用于诸如柜台顶面、瓷砖、瓷器产品(水槽和马桶)、地板、 窗户、餐具、玻璃器皿、盘子以及牙科和外科用具等的硬表面的消毒剂 和清洁组合物；应用于纺织结构物以改善皮肤生理状况的香料和益肤液； 提供改善的快速减少细菌效果的抗菌擦拭物；用于革兰氏阴性细菌和革 兰氏阳性细菌的长效抗菌组合物；消毒剂和消毒组合物；在杀菌性硬表 面清洁组合物中的喷霜剂；液体清洁剂组合物；具有防腐、抗病毒和杀 幼虫活性的抗菌组合物，例如作为用于治疗感冒疮、头虱、阴道炎、瘊、 疣和脚癣的药剂和作为抗菌漱口剂以及表面清洁剂；灭虱剂；天然农药； 调味剂；芳香剂；类和动物传染病的治疗剂；驱虱剂组合物；止痛和消 炎组合物；芳香剂或驱昆虫剂；药物和化妆品中的活性试剂；挤制肥皂 和/或清洁棒中的有益试剂；食品或烟草添加剂；药物和化妆品中的活性 剂；护发产品；和含有胶囊化的香料的牙膏；蚊子、蚂蚁和昆虫的驱除 剂；杀幼蚊剂；抗病毒剂；抗真菌剂；针对牙床疾病的凝胶；不会导致 毒性综合症的女用卫生棉条；尿布。\n尽管在下列实施例中将连同优选实施方式对本发明进行描述，从而 使其各个方面能够被更全面的理解和认识，但本发明绝不限于这些特定 的实施方式。相反地，本发明意图涵盖正如由所附权利要求所限定的包 括在本发明的范围内的所有的变化、改变和等价替代。因而，包括了优 选实施方式的下列实施例将用于描述本发明的实施，可以理解，所具体 显示的具体内容是仅作为实例用于说明讨论本发明的优选实施方式的目 的，提供这些具体内容的原因是为了提供最有用的和易于理解的关于制 剂工艺的描述以及本发明的原理和概念。\n实施例\n实施例1\n使用表1中的组成1，按照如下方式通过界面聚合来形成精油微胶 囊：将13.5g异氰酸酯与88g桉叶油混合，并使用髙剪切搅拌器将其添加 至347g含有胺EDA和DETA的水中。混合在室温下持续2小时然后加 入分散剂黄原胶(Xanthane gum)[Rodopol](1.35g)以得到稳定的乳化液， 并根据需要将pH调节至7.0。该制剂在500ppm下在一天后对尖音库蚊 的幼蚊致死率是100％。\n实施例2\n重复实施例1，不同的是用TDI[见表1中的配方2]代替Voronate M-580，所得的微胶囊在500ppm下甚至在一天后也无致死率，表明如何 选择制造胶囊化制剂的材料很重要。\n实施例3\n用松油[见表1中的配方3]重复实施例2。所得包囊的产率为78％， 胶囊的平均尺寸为100μm。\n实施例4\n用松油[见表1中的配方3]重复实施例1。所得包囊的产率为85％， 胶囊的平均尺寸为50μm。\n实施例5 \n用具有3.4g TDI和0.75g EDA以及0.68g DETA的松油[见表1中的 配方5]重复实施例2。所得的胶囊在500ppm下在一天后对尖音库蚊的幼 蚊的致死率是97％。\n实施例6\n重复实施例5，不同的是用具有4.4g Voronate M-580的松油代替TDI 和0.75g EDA以及0.68g DETA[见表1中的配方6]。所得的胶囊在500ppm 下在一天后对尖音库蚊的幼蚊致死率是97％。\n实施例7\n重复实施例4，不同的是用松油和Voronate M 580和TEPA和HMDA 代替EDA和DETA[见表1中的配方7]。所得的胶囊在500ppm下在一天 后对尖音库蚊的幼蚊致死率仅为10％。\n实施例8\n用松油并以TDI代替Voronate M-580[见表1中配方8]重复实施例7。 所得的胶囊在500ppm下在一天后对尖音库蚊的幼蚊致死率仅为53％。\n实施例9\n重复实施例4，不同的是用松油和Voronate M 580和PEG4000代替 胺[见表1中配方9]。所得的胶囊在500ppm下在一天后对尖音库蚊的幼 蚊致死率仅为7％。\n实施例10\n重复实施例9，不同的是用TDI代替Voronate M 580[见表1中配方 10]。所得的胶囊在500ppm下在一天后对100 L桶中测试的尖音库蚊的 幼蚊致死率为100％。\n实施例11A\n用不同浓度的TDI和PEG 4000[见表1中配方11]重复实施例10。得 到的胶囊在800ppm和1000ppm下在一天后对在100 L的桶中进行测试 的尖音库蚊的幼蚊的致死率分别为87％和100％。14天和20天后在1000 ppm浓度下的致死率分别为87％和80％。\n实施例11B\n当使用500ppm的部分季铵化的四乙撑五胺重复实施例11时，得到 的包囊制剂在14天和20天后对尖音库蚊的幼蚊致死率分别为95％和 90％。表明对具有阳离子性表面的微胶囊其功效得到改善。\n实施例12A\n当实施例11中所制造的封装松油在70L的水池中进行测试时，在 800ppm的浓度下，对于1、7、13和21天后的三个不同水池的尖音库蚊 幼蚊的平均致死率分别为98％，53％，66％和39％。而未胶囊化的松油在 相同的800ppm的浓度下在第一天后仅有8％的致死率，再往后则致死率 为0％。在400ppm下1天后和7天后的致死率分别为93％和43％。\n实施例12B\n当上述实施例12A中的松油包囊还含有芝麻油[松油和芝麻油的液 核总量的10重量％]时，在800ppm的浓度下，在1天和7天后，胶囊化 的混合物对三个不同水池的尖音库蚊幼蚊的平均致死率分别为93％和 89％。非胶囊化的松油/芝麻油在1天和7天后的致死率分别为23％和7％。 这表明松油与芝麻油的混合物可以取得比单独的芝麻油明显更好的效 果。\n实施例13\n用PEG 2000代替PEG 4000并使用更高浓度的TDI[见表1中配方 12]重复实施例11，在400ppm下在70L水池中进行测试，对尖音库蚊幼 蚊的致死率为70％～73％。未胶囊化的松油在相同的400ppm的浓度下仅 有7％的致死率。\n实施例14\n用丁香油重复上述实施例1，封装效率为83％。\n实施例15\n将实施例11中所制备的具有TDI和PEG 4000的微胶囊精油制剂[见 表1中配方13]放置在浅的70L水浴中，在800ppm的浓度下1天后对埃 及斑蚊(A.aegypti)幼蚊和尖音库蚊显示出90％的杀死效果，而作为对 照的未胶囊化的精油仅为10％。这些结果可以与使用其它杀幼虫剂的测 试进行比较：例如，来自皂皮树(Quillaja saponaria)的皂角苷提取物在 800ppm下1天～5天后对埃及斑蚊和尖音库蚊的幼虫致死率为100％。使 用Novartis制造的赛灭净(cyromazine，昆虫生长调节剂)来对幼蚊的杀 灭活性进行测试，赛灭净或者是直接使用，或者是以胶囊化的形式使用。 有效浓度为0.5g/m2的赛灭净在3天后给出的致死率为60％，最佳缓释制 剂在8天后给出的致死率为100％。\n实施例16\n根据实施例2制造桉叶油的微胶囊并在使用纤维软化剂的条件下使 用，在低温下对两种受试的微生物(金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)和大肠杆菌(Escherichia coli))具有显著的消毒功效。在浓度为 0.8％时，超过99％的细菌被杀死。浓度对功效有强烈的影响：随着活性 成分的浓度从0.2％增加至0.8％，被杀死的微生物数量以1百万作为因数 增长。作为比较，目前在欧洲被用来代替氯类消毒剂的含氧碳酸盐，在 室温下对微生物的功效却极为有限。\n实施例17\n根据实施例1制造桉叶油的微胶囊，并以每平方米壁面积1.0g的浓 度(基于精油的重量)施用于砖壁，显示出在低温下对两种受试的微生 物(金黄色葡萄球菌和大肠杆菌)具有显著的消毒功效——杀死了95％以 上的细菌。\n实施例18\n根据实施例2制造桉叶油的微胶囊，并以每平方米地板面积0.8g的 浓度(基于精油的重量)施用于大理石地板，显示出在低温下对两种受 试的微生物(金黄色葡萄球菌和大肠杆菌)具有显著的消毒功效——杀死 了90％以上的细菌。\n表1用于形成胶囊化的精油的材料组成\n\n1：共聚物4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯 2：甲苯二异氰酸酯(Fluka) PEG＝聚乙二醇 EDA＝乙二胺 DETA＝二乙撑三胺 TEPA＝四乙撑五胺 HMDA＝六亚甲基二胺 Rodopol＝黄原胶 JR＝来自美国新泽西州埃迪逊的Amerchol的阳离子羟基乙基纤维素聚合物\n实施例19\n在该实施例中对作为驱蚊剂的胶囊化的精油的用途进行了说明。\n将香茅油、熏衣草油和香叶油这三种精油按1∶1∶1的比率配制，将该 混合物作为活性成分的混合物溶解于杏仁油中，以形成24％的活性成分 的溶液(由以色列的Tamar LTD提供，商品名为Di-Tush)，根据上述程序 用下列组合进行胶囊化。因而，将153g活性精油浓度为24％的Di-Tush 与19.8g的TDI混合，并将其分散在含有2.7g PVA的270g水的水溶液中。 约5分钟后形成32.3g PEG 4000溶于75g水中的微胶囊并继续分散，最 后在制备结束时，添加2.4g Nefocide、0.7g Rodopol和磷酸二氢钠。将该 制剂称为N141。对于2个人类志愿者的结果如表2所示。\n表2  驱除剂#141在8小时接触期内对埃及斑蚊的相对功效(8∶30～16∶30)\n\n对于8小时的测试接触期的每个小时中蚊笼中人类志愿者的前臂在10分钟内被蚊子 叮咬减少的百分比根据以下公式计算：减少的百分比＝100×(C-T)/C\n其中C是在未处理的蚊笼中每个小时中人类志愿者的前臂在10分钟内被蚊子叮咬的 次数，T是在经处理的蚊笼中每个小时中人类志愿者的前臂在10分钟内被蚊子叮咬 的次数。\n实施例20\n重复上述的实施例19，以给出额外的制剂#141，并以相同的方式用 活性浓度为48％的Di-Tush制剂制备另一制剂#143。两个制剂均对小鼠进 行测试，同时用市售的合成驱蚊剂MO438E(29％活性成分(a.i.))对小鼠进 行测试。结果如表3所示。结果表明两个制剂都具有良好的驱蚊性。\n表3  驱除剂#141在8小时接触期内对埃及斑蚊的相对功效(8∶30～16∶30)\n\n在测试的每个小时中落在三只小鼠身上的蚊子对小鼠的叮咬数的减少的百分比根据 以下公式计算：\n减少的百分比＝100×(C-T)/C\n其中C是在未处理的对照蚊笼中在每个小时内在三只未处理的对照小鼠身上落下的 蚊子的数目，T是在经处理的蚊笼中在每个小时内在三只经处理的受试小鼠身上落下 的蚊子的数目。\n本领域普通技术人员应当明白，本发明并不局限于前述的说明性实 施例的细节，在不背离本发明的基本特征的条件下，可以通过其它的特 定形式来实现本发明。因而应当认为，本发明的实施方式和实施例在所 有的方面都是描述性的而非限制性的。参见所附的权利要求而不是前述 的描述，权利要求应当包含与权利要求等同的意义和范围内的所有变化。