硅氧烷表面改性的水凝胶和水凝胶微粒组合物制造技术

本发明专利技术的实施方案大体涉及硅氧烷表面改性的水凝胶微粒及糊剂、其制备方法、以及其用于递送个人护理和健康护理活性成分以及农业活性成分的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】硅氧烷表面改性的水凝胶和水凝胶微粒组合物背景水凝胶可以大体被表征为具有在与水或足够地水相容的流体接触时溶胀的交联聚合物基质(弹性体)组分。由于流体被俘获进入基质中而变得溶胀的聚合物微粒被称为水凝胶微粒。由于活性成分及其它化合物可包含在基质中，已发现水凝胶和水凝胶微粒(以及由其制备的糊剂和粉末)可在多种应用中用于这些化合物的包封以及递送。例如，水凝胶和水凝胶微粒尤其可在个人护理应用及健康护理应用中用于药剂、维生素、香料、油及其它化合物的包封和递送。具体地，水凝胶和水凝胶微粒可用于水溶性活性物和醇溶性活性物的吸收和递送。然而，当暴露于含水系统和/或醇系统时，这种水凝胶和微粒可具有对包含在其中的活性物的过早释放的有限的抗性。由水凝胶组合物制备的糊剂通常是稳定的，并可具有宽范围的粘度，从而使其作为某些应用中的基质是特别有用的。虽然已知制备水凝胶和水凝胶微粒的多种方法，但是对易于使水凝胶和水凝胶微 粒改性以用于多种应用的方法仍然存在需求。例如，对使水可分散的水凝胶或水凝胶微粒适合于调节水从其环境中进入或将水释放到其环境的方法仍然存在需求。概述这些需求由本专利技术满足，在多个实施方案中，本专利技术提供了硅氧烷表面改性的水凝胶和水凝胶微粒、用于其制备的方法以及其用途。在不同的实施方案中，提供了制备硅氧烷表面改性的水凝胶和水凝胶微粒的方法，所述方法包括用组分(A)至少一种氨基官能的有机硅化合物处理水凝胶或水凝胶微粒以在水凝胶或水凝胶微粒上形成至少一个硅氧烷涂覆的表面；其中水凝胶或水凝胶微粒包括组分(B)至少一种有机聚合物，其包括选自羧基官能团、磺酸官能团、环氧基或其组合的胺反应性基团；且其中水凝胶包括组分(C)至少一种可吸收的溶剂，其选自水、水相容的醇及其组合；或在组分(C)的存在下处理水凝胶微粒。在不同的实施方案中，提供了包括通过所提供的方法制备的硅氧烷表面改性的水凝胶的糊剂。在不同的实施方案中，还提供了通过所提供的方法制备的硅氧烷表面改性的水凝胶微粒。在以下详述过程中，本专利技术的这些及另外的特征和优点将变得明显。详述现将偶尔参考具体的实施方案来描述本专利技术的特征和优点。然而，本专利技术可以以不同的形式来实施，且不应该被解释为限于本文所阐述的实施方案。相反，提供这些实施方案使得本公开内容将是全面的且完整的，并且将向本领域的技术人员充分地传达本专利技术的范围。除非另外限定，否则本文所用的全部技术术语和科学术语具有如本专利技术所属的领域中普通技术人员通常所理解的相同的意思。本文描述中所用的术语仅是为了描述特定的实施方案，而不意图是限制性的。如说明书及所附权利要求中所用的，单数形式“一(a)”、“一(an)”及“该(the)”还意图包括复数形式，除非上下文另外清楚地表明。除非另外具体地表明，否则如说明书和所附权利要求中所用的术语“水相容的”意图表示至少部分地溶于水，但是当被用于描述交联聚合物时，该术语意图表示聚合物能够吸收水。如说明书和所附权利要求中所用的，术语“水凝胶”意图指其中交联的聚合物基质被水、一种或多种水相容的醇或其组合完全地或部分地溶胀的凝胶。因此，该术语还包括但不限于，被水相容的醇完全地或部分地溶胀的醇凝胶。聚合物基质的交联本质上可以是化学的或物理的。作为非限制性实例，水凝胶可通过共价键、离子相互作用、氢键结合、链缠结或微相分离部分的自缔合来交联。另外，应理解，这样的水凝胶可以脱水(未溶胀)状态存在并被使用。除非另外具体地表明，否则如说明书和所附权利要求中所用的术语“水凝胶颗粒”意图指聚合物微粒以及被足够相容的流体溶胀的聚合物微粒。如说明书和所附权利要求中所用的，术语“醇”意图指水相容的醇。因此，术语“水相容的有机聚合物”意图指与水相容的醇相容的有机聚合物。 如说明书和所附权利要求中所用的，术语“疏水性的”意图指对水和/或水相容的化合物缺乏亲和力和/或对水和/或水相容的化合物有抗性。因此，该术语还指对水相容的醇缺乏亲和力和/或对水相容的醇有抗性。如说明书和所附权利要求中所用的，术语“糊剂”意图指水凝胶微粒在流体中的悬浮液。除非另外指明，否则如说明书及权利要求中所用的表达成分的量、性质例如分子量、反应条件等等的所有数字被理解为在所有情况下被术语“约”修饰。因此，除非另外指明，否则说明书及权利要求中所阐述的数值性质是可根据本专利技术的实施方案中试图获得的期望性质而改变的近似值。尽管阐述本专利技术的宽范围的数值范围及参数是近似值，但是在具体实施例中阐述的数值尽可能精确地被报道。然而，任何数值固有地包含由其各自测量中存在的误差而必然导致的某些误差。水溶性聚合物和水凝胶可用于使水和/或醇以及与水和/或醇相容的材料稠化或胶凝。水凝胶被用作多种应用的载体或分散剂，在所述应用中水溶性或醇溶性活性成分被引入环境。对于其中希望控制活性成分向环境的递送速率的控制释放应用，通过已知方法制备的水凝胶遭受未提供活性物扩散速率的显著控制的限制。另外，最常见的水凝胶材料中的许多诸如聚丙烯酸衍生物倾向于难以作为脱水的纯固体(由于细的粒度和极度的水分敏感性)及作为部分或全部水合的凝胶(由于其粘着性)来处理。因此，认为，提供疏水性屏障以减缓活性成分扩散离开水凝胶基质进入环境中并改善处理特征是有利的。在不同的实施方案中，提供了具有作为水和水相容的化合物迁移屏障的硅氧烷表面涂层的水凝胶和水凝胶微粒、其制备方法以及其用途。在不同的实施方案中，提供了在水凝胶和水凝胶微粒的暴露表面或表面附近区域上形成硅氧烷涂层的方法，其中所选择的涂层允许调节水和水相容的组分跨涂层的输送速率。在一些实施方案中，当在整料水凝胶上实施该方法时，硅氧烷涂层在水凝胶的暴露表面之上形成。在一些实施方案中，当在水凝胶微粒上实施所提供的方法时，结果是在原位形成由硅氧烷壳包围的水凝胶微粒。由于所提供的方法保持了对于最优负载活性成分所期望的水凝胶或微粒芯的固有特性，因此所提供的方法不同于整体改性方法(bulk modification method),诸如使水凝胶与疏水性化合物共聚合或共混。例如，本文所提供的方法允许制备具有疏水性表面涂层但保持将活性成分最优地负载到水凝胶或微粒所期望的亲水性的含水的水凝胶或微粒。在不同的实施方案中，提供了制备硅氧烷表面改性的水凝胶、水凝胶糊剂及水凝胶微粒的方法，该方法包括用组分(A)至少一种氨基官能的有机硅化合物处理水凝胶或水凝胶微粒以在水凝胶或水凝胶微粒上形成至少一个硅氧烷涂覆的表面；其中水凝胶或水凝胶微粒包括组分(B)至少一种有机聚合物，其包括选自羧基官能团、磺酸官能团、环氧基或其组合的胺反应性基团；该聚合物与水、醇或其组合相容；且其中水凝胶包括组分(C)至少一种可吸收的溶剂，其选自水、醇及其组合；或在组分(C)的存在下处理水凝胶微粒。在一些实施方案中，水凝胶或水凝胶微粒任选地包括以下组分中的一种或多种或任选地用以下组分中的一种或多种处理组分(D)至少一种活性成分；组分(E)至少一种表面活性剂；组分(F)至少一种自由基可聚合的化合物；及组分(G)至少一种有机硼烷自由基引发剂。在不同的实施方案中，提供了通过所提供的方法制备的硅氧烷表面改性的水凝胶糊剂及水凝胶微粒。这样的糊剂和微粒可用于多种应用中，包括用于个人和健康护理活性成分的递送以及农业活性成分的递送。 水凝胶和水凝本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.02.18 US 61/305,8591.一种制备娃氧烧表面改性的水凝胶的方法，包括 用组分(A)至少一种氨基官能的有机硅化合物处理水凝胶以在所述水凝胶上形成至少一个硅氧烷涂覆的表面； 其中所述水凝胶包括(i)组分(B)至少一种有机聚合物，所述有机聚合物包括选自羧基官能团、磺酸官能团、环氧基或其组合的胺反应性基团，所述聚合物与水、水相容的醇或其组合相容；及(ii)组分(C)至少一种可吸收的溶剂，其选自水、水相容的醇及其组合。2.根据权利要求I所述的方法，其中在组分(A)的至少一种合适的溶剂的存在下进行处理，所述至少一种合适的溶剂选自六甲基二硅氧烷、八甲基三硅氧烷、十甲基四硅氧烷、具有在25°C下小于IOOOcP的粘度的三甲基甲硅烷基封端的聚二甲基硅氧烷、辛酰基甲基三硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、十甲基环五硅氧烷、环硅氧烷、戊烷、己烷、庚烷、辛烷、环己 烷、甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、异十二烷、异十六烷、新戊酸异癸酯、异壬酸异壬酯、异链烷烃、异烷烃、I-乙烯基-3-乙基-咪唑鎗六氟磷酸盐、四丙基四氰基硼酸铵、超临界二氧化碳及其混合物。3.根据权利要求I所述的方法，其中组分(A)选自聚[二甲基，甲基(氨基乙基氨基异丁基)]硅氧烷、聚[二甲基，甲基(氨基乙基氨基丙基)]硅氧烷、聚[(二甲基，甲基氨基丙基)]娃氧烧、氣基丙基封端的聚_■甲基娃氧烧、氣基乙基氣基丙基封端的聚_■甲基娃氧烧及氣基乙基氣基异丁基封端的聚~■甲基娃氧烧。4.根据权利要求I所述的方法，其中组分(B)具有至少5摩尔％的胺反应性基团；可选择地，至少10摩尔％的胺反应性基团。5.根据权利要求4所述的方法，其中组分(B)选自羧基官能的有机聚合物、酸酐官能的有机聚合物及环氧官能的有机聚合物。6.根据权利要求5所述的方法，其中组分⑶选自聚丙烯酸、聚(甲基)丙烯酸、聚丙烯酸及部分交联的聚丙烯酸均聚物、离子交联聚合物和共聚物。7.根据权利要求I所述的方法，其中组分(C)选自水、甲醇、乙醇、异丙醇、乙二醇、聚乙二醇及其组合。8.根据权利要求I所述的方法，其中所述水凝胶包括组分(D)或者用组分(D)处理，所述组分(D)是选自个人护理或健康护理活性成分或农业活性成分的至少一种活性成分。9.根据权利要求8所述的方法，其中组分(D)是选自维生素C、绿茶提取物、利多卡因、烟碱、烟酰胺、水杨酸、酮洛芬、酮康唑、脲、硝酸铵、硝酸钾、硝酸钠、磷酸钾和磷酸铵的至少一种活性成分。10.根据权利要求I所述的方法，其中所述水凝胶在组分(E)的存在下进行处理，所述组分(E)是选自Tergitol 15-s-3、Tergitol 15-s-40、脱水山梨糖醇单油酸酯、聚乙二醇改性的三甲基硅烷化硅酸盐、聚乙二醇改性的硅氧烷、聚乙二醇改性的二氧化硅、乙氧基化季铵盐溶液和十六烷基三甲基氯化铵溶液的至少一种表面活性剂。11.根据权利要求I所述的方法，包括用组分(F)至少一种自由基可聚合的化合物和组分(G)至少一种有机硼烷自由基引发剂来处理所述硅氧烷涂敷的水凝胶；其中这种处理在氧气的存在下进行。12.根据权利要求11所述的方法，其中组分(F)选自甲基丙烯酸酯官能的聚二甲基硅氧烷和树脂，及丙烯酸酯官能的聚二甲基硅氧烷和树脂。13.根据权利要求11所述的方法，其中组分(G)选自三乙基硼烷-丙二胺络合物、三乙基硼烷-丁基咪唑络合物、三乙基硼烷-甲氧基丙胺络合物以及三正丁基甲氧基丙胺络合物。14.一种根据权利要求1、2、3、5、8或11所述的方法制备的硅氧烷表面改性的水凝胶。15.一种糊剂，由权利要求14所述的水凝...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·安，J·托普森，
申请(专利权)人：道康宁公司，
类型：发明
国别省市：