驱虫微胶囊及其制备方法技术领域
本发明涉及一种驱虫微胶囊及其制备方法。具体地，本发明涉及一种
具有特有释放特性以及长使用寿命的驱虫微胶囊及其制备方法。本发明还
涉及包含该驱虫微胶囊的驱虫添加剂和涂料组合物以及这种驱虫微胶囊的
驱虫应用。
背景技术
防治昆虫，特别是蚊虫、蟑螂、蚂蚁、虱虫等害虫，对于现代农业、
食品储存、保健卫生以及纺织领域是必不可少的。目前，安全且有效的微
胶囊形式的驱虫剂在防治昆虫方面发挥重要的作用。通常，要求驱虫微胶
囊具有如下性质：能够对目标昆虫进行防治、容易操作、稳定以及在环境
中具有一定保存时间。然而，实际应用中通常存在驱虫剂随时间从驱虫微
胶囊中流失从而失效的问题。为了解决这个问题，常常需要对需要驱虫的
场所重复施用驱虫剂，这必然导致人力物力等成本的增加。
公知的，相转变材料是一种可以在固、液、气之间发生相转变的物
质，它具有巨大的相变潜热，可以在相转变温度下吸收、存储或者释放大
量的热量。目前，大多数研究都是基于相转变材料自身所具有的相变潜热
展开的。主要的应用包括智能化自动空调建筑物、包装材料、管道容器、
电子电器元件、保温服装、储能炊具等方面。迄今为止，还没有关于相转
变材料对与之共存的材料的性能(比如物理性能或热性能)的影响的研
究。
当前，仍需要一种改进的驱虫微胶囊。
发明内容
在本发明中，发明人设计出了一种释放可控并且能够在环境中保存时
间更长的驱虫微胶囊。
本发明一方面提供了一种驱虫微胶囊，所述微胶囊包括囊壁和囊芯，
其中所述囊芯包含至少一种相转变温度在10至50℃范围内的固-液相转变
材料和至少一种昆虫驱避剂。在本发明的一些实施方式中，所述固-液相转
变材料具有在10至30℃范围内的相转变温度。在本发明的另一些实施方
式中，所述固-液相转变材料具有在30至50℃范围内的相转变温度。
本发明的另一方面提供了一种用于制备本发明的驱虫微胶囊的方法，
所述方法包括：形成囊壁，所述囊壁包封至少一种相转变温度在10至
50℃范围内的固-液相转变材料和至少一种昆虫驱避剂作为囊芯。在本发明
的实施方式中，所述囊壁通过高分子化合物的凝聚、反应混合物的界面缩
聚或烯属不饱和单体的乳液聚合而形成。
本发明的还要另一方面提供给了一种驱虫添加剂，其为干燥粉末形式
或者为悬浮液形式，其中，所述驱虫添加剂包含本发明的驱虫微胶囊。
本发明的还要另一方面提供给了一种涂料组合物，其包含：成膜量的
成膜树脂；载剂；常规添加剂；和本发明的驱虫微胶囊或驱虫添加剂。
本发明的还要另一方面提供了一种用于趋避昆虫的方法，所述方法包
括：提供本发明的驱虫微胶囊或驱虫添加剂；以及将所述驱虫微胶囊或驱
虫添加剂应用于需要驱虫的场所。
在本发明中，发明人创造性地提出，驱虫微胶囊的囊芯中除了驱虫剂
以外还包含相转变温度在10-50℃范围内的固-液相转变材料。这种固-液相
转变材料与驱虫剂以混合物形式一起存在于驱虫微胶囊的囊芯中。通常，
包含在囊芯中的驱虫剂通过挥发成气体分子穿过囊壁的孔隙来实现释放，
或者由于微胶囊内外之间存在的浓度差通过扩散到外部来实现释放。众所
周知，物质在液体中的移动或扩散要显著高于物质在固体中的移动或扩
散。在本发明的驱虫微胶囊中，当外界环境的温度升高至高于或等于囊芯
中的固-液相转变材料的相转变温度时，该相转变材料会发生从固相到液相
的转变。驱虫剂在液相状态下的相转变材料中的迁移或扩散能力较强，因
而容易释放到外界环境中。而当外界环境的温度降低至低于或等于固-液相
转变材料的相转变温度时，该相转变材料会发生从液相到固相的转变。驱
虫剂在固相状态下的相转变材料中的迁移或扩散能力显著降低，不释放或
很少释放到外界环境中。结果，微胶囊中的驱虫剂的释放可以通过选择固-
液相转变材料的相转变温度而实现温度控制。
进一步地，这种固-液相转变材料的相转变温度被选定在10-50℃的范
围内，从而与其一起存在于囊芯中的驱虫剂在该温度范围容易释放，而在
低于该温度范围的温度下通常不释放或很少释放。对于驱虫剂释放而言，
这样的温度范围是理想的，因为自然界中的有害昆虫(特别是蚊虫、蟑
螂、蚂蚁、虱虫)大多也在这个温度范围存活或者活动。结果，本发明的
驱虫微胶囊中的驱虫剂的释放与昆虫的活动规律相一致，从而提高了驱虫
实效，避免了不必要的浪费，并且延长了驱虫微胶囊的使用寿命。
此外，本发明的驱虫微胶囊还可以以多种简便、廉价的方式制成，因
而可以满足不同应用领域的要求。
本发明的一个或多个实施方案的细节在以下的说明书中阐明。根据说
明书和权利要求，本发明其它特征、目的和优点将变得清楚。
具体实施方式
在本文中使用时，除非另有说明，“一种”、“这种”、“至少一
种”和“一种或多种”可互换使用。因此，例如包含“一种”驱虫剂的驱
虫微胶囊可以被解释为表示该驱虫微胶囊中包含“一种或多种”驱虫剂。
在组合物被描述为包括或包含特定组分的情况下，预计该组合物中并
不排除本发明未涉及的可选组分，并且预计该组合物可由所涉及的组分构
成或组成，或者在方法被描述为包括或包含特定工艺步骤的情况下，预计
该方法中并不排除本发明未涉及的可选工艺步骤，并且预计该方法可由所
涉及的工艺步骤构成或组成。
为了简便，本文仅明确地公开了一些数值范围。然而，任意下限可以
与任何上限组合形成未明确记载的范围；以及任意下限可以与其它下限组
合形成未明确记载的范围，同样任意上限可以与任意其它上限组合形成未
明确记载的范围。此外，尽管未明确记载，但是范围端点间的每个点或单
个数值都包含在该范围内。因而，每个点或单个数值可以作为自身的下限
或上限与任意其它点或单个数值组合或与其它下限或上限组合形成未明确
记载的范围。
当针对固-液相转变材料使用时，术语“相转变温度”是指，该固-液
相转变材料从固相(即固体)转化成液相(即液体)时或者从液相(即液
体)转化成固相(固体)时的温度(也被称为Tp)。
在本发明中，“含活泼氢的低聚物或聚合物与多异氰酸酯的摩尔当量
比”是指，所述含活泼氢的低聚物或聚合物中活泼氢的摩尔量与所述多异
氰酸酯中异氰酸酯基的摩尔量之比。
在本发明中，“囊芯与囊壁的质量比”是指被囊壁包封的固-液相转
变材料和驱虫剂本身的总质量与形成所述囊壁的原材料的总质量之比。
术语“优选的”和“优选地”是指在某些情况下可提供某些益处的本
发明实施方案。然而，在相同或其他情况下，其他实施方案也可能是优选
的。另外，一个或多个优选的实施方案的叙述不意味着其他实施方案是不
可用的，并且不旨在将其他实施方案排除在本发明范围外。
驱虫微胶囊
根据本发明的一方面，提供了一种驱虫微胶囊，所述微胶囊包括囊壁
和囊芯，其中所述囊芯包含至少一种相转变温度在10至50℃范围内的固-
液相转变材料和至少一种昆虫驱避剂。
在本发明的驱虫微胶囊中，囊芯包含相转变温度在10至50℃的范围
内的固-液相转变材料。
这种固-液相转变材料与驱虫剂以混合物形式一起存在于驱虫微胶囊
的囊芯中。当外界环境的温度升高至高于或等于囊芯中的固-液相转变材料
的相转变温度时，该相转变材料会发生从固相到液相的转变。驱虫剂在液
相状态下的相转变材料中的迁移或扩散能力较强，容易释放到外界环境
中。而当外界环境的温度降低至低于或等于固-液相转变材料的相转变温度
时，该相转变材料会发生从液相到固相的转变。驱虫剂在固相状态下的相
转变材料中的迁移或扩散能力显著降低，不释放或很少释放到外界环境
中。结果，微胶囊中的驱虫剂的释放可以通过选择固-液相转变材料的相转
变温度而实现温度控制。
进一步地，这种固-液相转变材料的相转变温度被选定在10-50℃的范
围内，从而与其一起存在于囊芯中的驱虫剂在这个温度范围容易释放，但
在低于该温度范围的温度下不释放或很少释放。对于驱虫剂释放而言，这
样的温度范围是理想的，因为自然界中的有害昆虫(特别是蚊虫、蟑螂、
蚂蚁、虱虫)大多也在这个温度范围内存活或者活动。结果，通过在驱虫
微胶囊的囊芯中掺入相转变温度在10-50℃范围内的固液相转变材料，使
得驱虫剂的释放与昆虫活动规律相一致，从而提高了驱虫微胶囊的驱虫实
效，避免了不必要的释放，并且延长了驱虫微胶囊的使用寿命。
根据驱虫微胶囊的应用场所，可以选用具有不同相转变温度范围的固
-液相转变材料。例如，在外界环境温度较低的区域，比如寒带，选用相转
变温度在10至30℃范围内的固液相转变材料。在外界环境温度较高的区
域，比如热带或者室外日光直射区域，选用相转变温度在30到50℃范围
内的固液相转变材料。
根据本发明，固-液相转变材料是在其相转变温度下可以从固相转变
成液相或者从液相转化成固相的任何材料。在本发明的实施方式中，所述
固-液相转变材料包括，但不限于无机结晶水合物、C15-C24的石蜡、脂肪
酸和脂肪醇。作为无机结晶水合物的示范性实例，可以使用K2HPO4·6H2O
(Tp＝14℃)、Mn(NO3)2·6H2O(Tp＝25.5℃)、CaCl2·12H2O
(Tp＝29.8℃)、LiNO3·2H2O(Tp＝30℃)、Na2CO3·10H2O(Tp＝32℃)、
Na2HPO4·12H2O(Tp＝40℃)、KF·2H2O(Tp＝42℃)、Na2SiO3·4H2O
(Tp＝48℃)或MgSO4·7H2O(Tp＝48.5℃)。作为C15-C24的石蜡的示范性
实例，可以使用C15石蜡(Tp＝10℃)、C16石蜡(Tp＝16.7℃)、C17石蜡
(Tp＝21.7℃)、C18石蜡(Tp＝28℃)、C19石蜡(Tp＝32℃)、C20石蜡
(Tp＝36.7℃)、C21石蜡(Tp＝40.2℃)、C22石蜡(Tp＝44℃)、C23石蜡
(Tp＝47.5℃)或C24石蜡(Tp＝50.6℃)。作为脂肪酸的示范性实例，可
以使用乙酸(Tp＝16.7℃)、壬酸(Tp＝36℃)或十二碳酸(Tp＝49℃)。
作为脂肪醇的示范性实例，可以使用新戊二醇(Tp＝44.1℃)或十二醇
(Tp＝24℃)。
在本发明的优选实施方式中，使用C15-C24石蜡作为固-液相转变材
料。根据其碳原子数的不同，C15-C24石蜡具有不同的相转变温度。通过将
不同链长的石蜡进行组合，可以获得想要的相转变温度。此外，C15-24石
蜡还具有毒性低、不吸湿气、不腐蚀、成本低的特点。因此C15-24石蜡
是适用于本发明的理想固-液相转变材料。
在本发明的另一优选实施方式中，使用十二醇作为固-液相转变材
料。考虑到本发明的驱虫微胶囊的应用场所，这种具有花香味的十二醇是
适用于本发明的理想的固-液相转变材料。
在本发明的驱虫微胶囊中，昆虫驱避剂作为驱虫活性成分存在于囊芯
中。术语“昆虫驱避剂”是指，能够驱赶昆虫、抑制昆虫活动、或者杀灭
昆虫的试剂。在本发明中，该术语可与“驱虫剂”交替使用。
根据本发明，驱虫剂包括蚊虫驱避剂、蟑螂驱避剂、蚂蚁驱避剂或虱
类驱避剂。针对昆虫驱避剂适用的不同对象，本领域技术人员可以选择适
当的驱虫剂种类。
这些昆虫驱避剂包括植物性驱避剂、有机合成驱避剂或其组合。植物
性驱避剂可以通过本领域已知的提取或萃取工艺从驱虫性植物中获取，所
述驱虫性植物包括，但不限于，夜来香、薰衣草、猪笼草、天竺葵、七里
香、万寿菊等等。有机合成驱虫剂包括通过常规有机合成工艺得到的全有
机合成的驱避剂，或通过对上述植物性驱避剂进行改性或修饰得到的半有
机合成的驱避剂。例如，作为蚊虫驱避剂的实例，可以使用避蚊胺、驱蚊
酯、拟除虫菊酯、天然菊酯、柠檬桉叶油或其组合。作为拟除虫菊酯的实
例，可以使用苯醚菊酯。
在本发明的驱虫微胶囊的囊芯中，所述固-液相转变材料与所述昆虫
驱避剂的质量比在1:5至5:1之间。一般说来，如果固-液相转变材料与所
述昆虫驱避剂的质量比过小，那么固-液相转变材料无法起到控制昆虫驱避
剂的释放的作用。如果固-液相转变材料与所述昆虫驱避剂的质量比过大，
会造成固-液相转变材料的浪费，无法实现其效益最大化。在本发明的优选
实施方式中，固-液相转变材料与昆虫驱避剂的质量比在1:3至3:1的范围
内，更优选在1:2至2:1的范围内，结果可以实现固液相转变材料的效益
最大化。
在根据本发明的驱虫微胶囊中，所述囊壁由具有适当机械强度的任意
聚合物材料构成。优选地，囊壁是由如下材料构成的：黄原胶、明胶、阿
拉伯树胶、微晶纤维素、聚硅氧烷、聚氨酯、聚脲、酚醛树脂、蜜胺树
脂、聚砜、聚(甲基)丙烯酸酯、聚苯乙烯、聚醋酸乙烯酯或其组合。本领
域可以根据实际应用领域来选择囊壁的组成。
在本发明的一些实施方式中，囊壁是由包括黄原胶、明胶、阿拉伯树
胶、微晶纤维素或其组合的天然多糖构成的。在本发明的另一些实施方式
中，囊壁是由聚硅氧烷、聚氨酯、聚脲、酚醛树脂、密胺树脂或聚砜构成
的。在本发明的另一些实施方式中，囊壁是由聚(甲基)丙烯酸酯、聚苯乙
烯、或聚醋酸乙烯酯构成的。
对于驱虫微胶囊而言，“微胶囊的囊芯与微胶囊的囊壁的质量比”通
过如下计算：被囊壁包封的所有固-液相转变材料和昆虫驱避剂本身与用于
形成囊壁的材料或材料混合物的质量之比。在本发明的实施方式中，所述
囊芯与所述囊壁的质量比在1：5至5：1之间。一般来说，如果驱虫微胶
囊的囊芯与囊壁的质量比过小，则会导致囊壁过厚，造成囊芯中的驱虫剂
难以释放出来。如果驱虫微胶囊的囊芯与囊壁的质量比过大，则会导致囊
壁过薄，囊壁容易破裂，造成囊芯中的驱虫剂流失。在本发明的优选实施
方式中，驱虫微胶囊的囊芯与囊壁的质量比在1:5至3:1的范围内，更优
选在1:5至1:1的范围内。
驱虫微胶囊的制备
根据本发明的另一方面，提供了一种用于制备本发明的驱虫微胶囊的
方法，所述方法包括：形成囊壁，所述囊壁包封至少一种相转变温度在10
至50℃范围内的固-液相转变材料和至少一种昆虫驱避剂作为囊芯。
在本发明的驱虫微胶囊的制备中，所述囊壁的形成包括高分子化合物
的凝聚、反应混合物的界面缩聚、或烯属不饱和单体的乳液聚合。
高分子化合物的凝聚
通过高分子化合物的凝聚形成囊壁可以通过如下聚合物领域中已知的
方法来实现，该方法包括：在乳化剂的存在下，将构成囊芯的材料分散在
高分子化合物的水溶液中，可选通过交联剂对所述高分子化合物进行适度
交联，随后进行后处理，诸如过滤、洗涤、干燥等等。
在本发明的驱虫微胶囊的制备中，所述凝聚采用如下高分子化合物实
施，所述高分子化合物包括选自由黄原胶、明胶、阿拉伯树胶、微晶纤维
素或其组合组成的天然多糖。为了增强囊壁的强度，可选向凝聚体系中添
加任何已知的适于交联天然多糖的交联剂，包括，但不限于，氮丙啶、甲
醛或其任意组合。在具体的实施方式中，使用37％的甲醛水溶液作为交联
剂。
在本发明的一个实施方式中，驱虫微胶囊的制备采用凝聚法通过如下
实施：在任何适当的乳化剂诸如十二烷基硫酸钠SDS的存在下，将构成囊
芯的驱虫剂和固-液相转变材料分散在高分子化合物诸如明胶和/或阿拉伯
树胶的水溶液中，可选采用pH调节剂调节凝聚体系的pH值，接着加入交
联剂诸如甲醛水溶液进行适度交联，从而形成本发明的驱虫微胶囊。
在通过高分子量的凝聚来形成囊壁的工艺过程中，乳化剂、pH调节
剂及其用量、交联剂的用量以及诸如反应温度、搅拌速度的反应条件可由
本领域技术人员依经验确定。
反应混合物的界面缩聚
通过反应混合物的界面缩聚来形成囊壁可以通过如下聚合物领域已知
的方法来实现，该方法包括：在催化剂和可选扩链剂的存在下，将囊芯材
料与油溶性单体或单体混合物形成的油相与水溶性单体或单体混合物形成
的水相进行界面缩合。
在本发明的驱虫微胶囊的制备中，所述界面缩聚可以采用如下反应混
合物实施，所述反应混合物至少包含：含活泼氢的低聚物或聚合物和活泼
氢反应性化合物。
根据本发明，“含活泼氢的低聚物或聚合物”指本身含有能够提供
活泼氢的官能团的任意低聚物或聚合物和/或含有在通过缩聚形成囊壁的
过程中能够转化成能提供活泼氢的官能团的任意低聚物或聚合物。已知
的是，活泼氢与诸如异氰酸酯基团的活泼氢反应性官能团具有反应性，
其可以源自-COOH、-OH、-SH、仲氨基和伯氨基官能团。此外，一些
官能团，例如酯基(尤其是羧酸酯基)、硫醚基或酸酐基团(尤其是羧
酸酐基团)可以例如通过水解转化成能够提供活泼氢的官能团。为了实
现界面缩聚，含活泼氢的低聚物或聚合物最好是水溶性的。
作为适当的含活泼氢的低聚物和/或聚合物的实例，可以使用聚醚多
元醇、聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚烯烃多元醇、及其组合。优选
地，含活泼氢的低聚物和/或聚合物是水溶性聚醚多元醇。作为聚醚多元醇
的实例，可以例如使用具有下式结构的聚醚二醇：
其中R是氢或具有至多6个碳原子的任选取代的烷基基团，n是2-6
的整数，m是10至120的整数。其具体实例包括聚乙二醇、聚(乙二醇-丙
二醇)共聚物、聚四亚甲基二醇。特别优选具有200至1000g/mol、优选
300至800g/mol、更优选350至600g/mol分子量的聚乙二醇。
根据本发明，“活泼氢反应性化合物”是指，能够与活泼氢发生反应
从而形成共价连接键的任意化合物。在本发明中，使用多异氰酸酯作为活
泼氢反应性化合物。作为适当的多异氰酸酯化合物的实例，可以使用六亚
甲基二异氰酸酯、十二亚甲基二异氰酸酯、环己烷-1,4-二异氰酸酯、4,4’-
二环已基甲烷二异氰酸酯、环戊烷-1,3-二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、甲
苯-2,4-二异氰酸酯、萘-1,4-二异氰酸酯、联苯-4,4’-二异氰酸酯、苯-1,2,4-
三异氰酸酯、二甲苯-l,4-二异氰酸酯、二甲苯-l,3-二异氰酸酯、二苯基甲烷
二异氰酸酯、丁烷-1,2,3-三异氰酸酯、多亚甲基多苯基多异氰酸酯、其聚
氨酯型预聚物、其聚酯型预聚物或其聚醚型预聚物中的一种或多种或其任
意组合。
在本发明的一个实施方式中，驱虫微胶囊的制备采用界面聚合通过如
下实施：在适当乳化剂的存在下，将构成囊芯的驱虫剂和固-液相转变材料
与至少一种活泼氢反应性化合物混合形成油相，然后准备含活泼氢的低聚
物或聚合物的水相，最后在适当催化剂和扩链剂的存在下使上述油相和水
相进行界面缩合反应，从而形成本发明的驱虫微胶囊。
为了获得适当的囊壁强度，含活泼氢的低聚物或聚合物与多异氰酸酯
的摩尔当量比优选在0.9:1至1.1：1的范围内变化。在本发明的具体实施
方式中，含活泼氢的低聚物或聚合物与多异氰酸酯的摩尔当量比在0.98:1
至1.02：1的范围内变化。
在通过反应混合物的界面缩聚来形成囊壁的工艺过程中，乳化剂、扩
链剂、催化剂和它们的用量以及诸如反应温度、搅拌速度的反应条件可由
本领域技术人员依经验确定。在本发明的具体实施方式中，使用乙二胺作
为扩链剂的实例，使用二丁基锡二月桂酸酯作为催化剂的实例。
烯属不饱和单体的乳液聚合
由烯属不饱和单体的乳液聚合来形成囊壁可以采用如下聚合物领域中
已知的方法来实现，该方法包括，在乳化剂的存在下，将构成囊芯的材料
和烯属不饱和单体进行乳化；并且在引发剂的存在下，使所述烯属不饱和
单体进行乳液聚合。上述方法可以使用任意常规的乳液聚合工艺，诸如单
阶聚合工艺、多阶聚合工艺、连续工艺等等。
根据本发明，所述乳液聚合采用如下烯属不饱和单体实施，所述烯属
不饱和单体包括丙烯酸酯类、醋酸乙烯酯、苯乙烯类、丙烯腈类及其组
合。
在本发明的实施方式中，驱虫微胶囊的制备采用乳液聚合通过如下实
施：在适当的乳化剂的作用下，使构成囊芯的驱虫剂和固-液相转变材料
和烯属不饱和单体或单体混合物在水中分散成乳状液，然后将配制好的
乳状液滴加到含有引发剂的聚合反应器中进行聚合，从而形成本发明的
驱虫微胶囊。
根据本发明，驱虫微胶囊的囊壁由如下单体混合物聚合形成，所述单
体混合物包含，相对于所述单体混合物的总重，60至90重量％的硬质烯
属不饱和单体，所述硬质烯属不饱和单体的均聚物具有高于25℃的Tg；4
至30重量％的软质烯属不饱和单体，所述软质烯属不饱和单体的均聚物具
有小于15℃的Tg；1至20重量％的多官能烯属不饱和单体；和0至10重
量％的具有酸官能团的烯属不饱和单体。
i)硬质烯属不饱和单体
在本发明的驱虫微胶囊的制备中，可以使用任意硬质烯属不饱和单
体。在本发明中，“硬质烯属不饱和单体”是指，其均聚物具有高于25℃
的Tg的烯属不饱和单体。在本发明的实施方式中，所述硬质烯属不饱和
单体选自由苯乙烯类、(甲基)丙烯酸酯类、(甲基)丙烯腈类及其组合组成的
组。在本发明的优选实施方式中，所述硬质烯属不饱和单体选自由苯乙
烯、甲基丙烯酸甲酯及其组合组成的组。
在本发明的驱虫微胶囊中，囊壁包含，相对于形成所述囊壁的单体混
合物的总重，60至90重量％、优选65至90重量％、更优选70至85重
量％的硬质烯属不饱和单体。
ii)软质烯属不饱和单体
在本发明的驱虫微胶囊的制备中，可以使用任意软质烯属不饱和单
体。在本发明中，“软质烯属不饱和单体”是指，其均聚物具有小于15℃
的Tg的烯属不饱和单体。在本发明的实施方式中，所述软质烯属不饱和
单体选自由(甲基)丙烯酸C3-C12烷基酯、醋酸乙烯酯类及其组合组成的
组。在本发明的优选实施方式中，所述软质烯属不饱和单体选自由丙烯酸
丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸乙酯、醋酸乙烯酯及其组合组成的组。
在本发明的驱虫微胶囊中，囊壁包含，相对于形成所述囊壁的单体混
合物的总重，4至30重量％、优选5至25重量％、更优选10至20重量％
的软质烯属不饱和单体。
iii)多官能烯属不饱和单体
在本发明的驱虫微胶囊的制备中，可以使用任意多官能烯属不饱和单
体。在本发明中，“多官能烯属不饱和单体”是指，具有两个或更多个、
优选三个、甚至四个烯属不饱和官能团起到交联作用的单体。在本发明的
实施方式中，所述多官能烯属不饱和单体选自由三丙二醇二(甲基)丙烯酸
酯、二丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化
的己二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲
基)丙烯酸酯、丙氧基化的新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、4-乙氧基化的双酚
A二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化的三羟甲
基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、丙氧基化的甘油基三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇
三(甲基)丙烯酸酯、二-三羟甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯及其组合组成的
组。在本发明的优选实施方式中，所述多官能烯属不饱和单体选自季戊四
醇三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯或其组合。
在本发明的驱虫微胶囊的制备中，多官能烯属不饱和单体的用量可以
对驱虫剂的释放速率产生显著影响。一般而言，多官能烯属不饱和单体的
用量越高，囊壁的交联密度越大，结果导致驱虫剂的释放速度越慢。与此
相反，多官能烯属不饱和单体的用量越低，囊壁的交联密度越小，结果驱
虫剂可以快速释放。在本发明中，根据期望的释放速度，选择多官能烯属
不饱和单体的用量。在本发明的实施方式中，囊壁包含，相对于形成所述
囊壁的单体混合物的总重，1至20重量％、优选1至10重量％、更优选2
至8重量％的多官能烯属不饱和单体。
iv)具有酸官能团的烯属不饱和单体
在本发明的驱虫微胶囊的制备中，可以任选使用具有酸官能团的烯属
不饱和单体。这种具有酸官能团的烯属不饱和单体的存在为烯属不饱和单
体的乳液聚合额外地提供了胶乳稳定性。
在本发明的实施方式中，具有酸官能团的烯属不饱和单体包括具有羧
酸官能团的烯属不饱和单体、具有磷酸官能团的烯属不饱和单体、具有磺
酸官能团的烯属不饱和单体。在本发明的优选实施方式中，作为具有酸官
能团的烯属不饱和单体的实例，可以使用具有羧酸官能团的烯属不饱和单
体。上述羧酸官能化的烯属不饱和单体的实例包括丙烯酸、甲基丙烯酸、
β-丙烯酰氧丙酸、乙基丙烯酸、α-氯丙烯酸、巴豆酸、α-苯基丙烯酸、肉
桂酸、氯肉桂酸、衣康酸、马来酸及其组合组成的组。优选地，使用丙烯
酸作为实例。
在本发明的实施方式中，囊壁包含，相对于形成所述囊壁的单体混合
物的总重，0至10重量％、优选0至5重量％、更优选0至2重量％的具
有酸官能团的烯属不饱和单体。较低用量的带有酸官能团的烯属不饱和单
体对于获得稳定的驱虫微胶囊是有利的。因此，上述带有羧酸官能团的烯
属不饱和单体的用量，相对于形成所述囊壁的单体混合物的总重，最好在
0至1重量的范围内。
上述烯属不饱和单体或单体混合物的分散可以在任何已知的乳化剂的
协助下完成。可用的乳化剂的实例包括本领域公知的阴离子表面活性剂、
非离子表面活性剂或其组合。也可以使用其他类型的稳定试剂，诸如保护
性胶体。优选地，使用阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂的组合。阴
离子表面活性剂包括脂族羧酸盐、脂族磺酸盐、脂族硫酸盐和脂族磷酸
盐。优选地，使用碱金属，例如Na、K或Li，或碱土金属盐，例如Ca或
Ba。在具体的实施方式中，使用包括脂族磺酸盐，优选使用十二烷基磺酸
碱金属盐，更优选包括十二烷基磺酸钠(SDS)。非离子表面活性剂包括
烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚。优选地，使用烷基酚聚氧乙烯
醚。在具体的实施方式中，使用辛基酚聚氧乙烯醚(OP-10)。
可以使用任何已知的自由基引发剂引发聚合反应。可用引发剂的实例
包括，在聚合温度下热分解产生自由基的引发剂。实例包括水溶性和水不
溶性引发剂。产生自由基的引发剂的实例包括过硫酸盐类，诸如过硫酸铵
或过硫酸碱金属(包括钾、钠或锂)；过氧化物，例如枯烯过氧化氢、叔
丁基过氧化氢、二叔丁基过氧化物、二辛基过氧化物、过戊酸叔丁基酯、
过异壬酸叔丁基酯、过辛酸叔丁基酯、过新癸酸叔丁基酯、过氧二碳酸二
(2-乙基己基)酯、过氧二碳酸二(异十三烷基)酯；偶氮化合物，例如偶氮双
(异丁腈)和偶氮双(4-氰基戊酸)；和常规的氧化还原体系。优选地，使用水
溶性引发剂过硫酸盐。更具体地，使用过硫酸铵作为自由基引发剂。
在本发明的驱虫微胶囊的制备过程中，乳化剂及其用量以及诸如反应
温度、搅拌速度等的反应条件可由本领域技术人员依经验确定。优选地，
单体混合物的预乳化工艺在2000rpm或更高的搅拌速度下进行，优选在
4000rpm或更高的搅拌速度下进行。
驱虫添加剂
本发明的另一方面提供了一种驱虫添加剂，其为干燥粉末形式或者为
悬浮液形式，其中所述驱虫添加剂包含本发明的驱虫微胶囊。
根据本发明，所制备的驱虫微胶囊是悬浮液形式。悬浮液形式的驱虫
微胶囊可以原样使用，或者可以采用本领域常规的处理手段形成干燥粉
末。例如，干燥粉末的形成可以通过喷雾干燥、冷冻干燥或者加热烘干等
等来实现。
涂料组合物
本发明的另一方面提供了一种涂料组合物，该涂料组合物包含：成膜
量的成膜树脂；载剂；常规添加剂；和本发明的驱虫微胶囊或驱虫添加
剂。
当在本文中使用时，“成膜树脂”是指在涂料领域中通常起到成膜作
用并且将所有组分粘合到一起的树脂。
在所述涂料组合物是水性涂料组合物的情况下，所应用的成膜树脂包
括有机硅水性胶乳、苯乙烯-丙烯酸酯水性胶乳、纯丙烯酸酯水性胶乳、
有机硅改性的丙烯酸酯水性胶乳、醋酸乙烯酯水性胶乳、醋酸乙烯酯-丙
烯酸酯水性胶乳、乙烯-醋酸乙烯酯水性胶乳、醋酸乙烯酯-乙烯水性胶
乳、醋酸乙烯酯-丙烯酸酯-叔碳酸酯(例如叔碳酸乙烯酯VeoVa10)水性胶
乳、氟碳聚合物水性胶乳或其组合。上述水性胶乳可以采用本领域普通
技术人员所熟知的适当的乳液聚合方法制备。或者，作为水性胶乳的具
体实例，可以使用任何适当的可商购产品，诸如苯乙烯-丙烯酸酯水性胶
乳，例如购自巴德富实业有限公司的RS998A、RS968或RS936W。
在所述涂料组合物是溶剂型涂料组合物的情况下，所应用的成膜树脂
包括，但不限于，松香树脂、醇酸树脂、酚醛树脂、氨基树脂、聚酯树
脂、丙烯酸类树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、聚脲树脂、聚烯烃树脂、硝
酸纤维素树脂、有机硅树脂或本领域技术人员已知的常用于溶剂型涂料组
合物的成膜树脂。
上述成膜树脂可以采用本领域普通技术人员所熟知的适当制备方法制
备。或者，可以使用任何适当的可商购产品，诸如荷兰DSM公司的牌号
CY468、CY472、CY474、CY499的醇酸树脂。
如本领域技术人员可以容易理解的，涂料组合物包含成膜量的成膜树
脂。优选地，所述成膜树脂在本发明的涂料组合物中的含量，相对于涂料
组合物的总重，在约5至45重量％的范围内。优选地，成膜树脂在涂料组
合物中的含量，基于所述涂料组合物的总重，为至少约10重量％、更优选
至少约15重量％、甚至更优选至少约20重量％。而且优选地，成膜树脂
在本发明的涂料组合物中的含量，基于所述涂料组合物的总重，为至多约
40重量％、优选为至多约35重量％、或更优选为至多约30重量％。
在所述涂料组合物的制备期间可以添加额外的载剂，以调节涂料组合
物的粘度。在所述涂料组合物是水性涂料组合物的情况下，所述载剂包括
水、与水混溶的载剂诸如醇类、或其组合。在所述涂料组合物是溶剂型涂
料组合物的情况下，所述载剂包括酯类溶剂、醇类溶剂、醚类溶剂、酮类
溶剂、烃类溶剂或其任意组合物。
载剂的添加量可以根据所需要的粘度以及加工要求进行调节。载剂的
添加量，相对于所述涂料组合物的总重，在约15至40重量％的范围内，
优选在15至35重量％的范围内。
本发明的涂料组合物还包含常规添加剂，这些添加剂不会不利地影响
涂料组合物或由其得到的固化涂层。适当的添加剂包括例如会改善组合物
的加工性能或制造性能、增强组合物的美感、改善涂层组合物或由其得到
的固化组合物的特定功能性质或特性(诸如对基材的粘附性)或者降低成
本的那些试剂。可以包含的添加剂例如是填料、润滑剂、成膜助剂、润湿
剂、增塑剂、交联剂、消泡剂、着色剂、蜡、抗氧化剂、流动控制剂、触
变剂、分散剂、粘着促进剂、UV稳定剂、增稠剂、消泡剂、pH调节剂、
溶剂、或其组合。各个可选成分的含量足以起到其意欲达到目的，但优选
地，这样的含量不会不利地影响涂层组合物或由其得到的固化涂层。在优
选的实施方式中，本发明的涂料组合物还可以包含增稠剂、分散剂、消泡
剂、润湿剂、pH调节剂、填料、成膜助剂、防霉剂、防腐剂或其任意组
合作为常规添加剂。根据本发明，常规添加剂的总量相对于所述涂料组合
物的总重为0.1重量％至约79重量％。
本发明的涂料组合物还包含本发明的驱虫微胶囊或驱虫添加剂，这些
试剂的用量可以根据需要确定，通常占所述涂料组合物总重的5-15重
量％。
在本发明的一个水性涂料组合物的实施方式中，所述水性涂料组合物
包含，基于所述水性涂料组合物的总重，
15至40重量％的水；
5至45重量％的所述成膜树脂；
0.1至79重量％的常规添加剂；和
5至15重量％的本发明的驱虫微胶囊或驱虫添加剂。
在本发明的一个溶剂型涂料组合物的实施方式中，所述溶剂型涂料组
合物包含，基于所述溶剂型涂料组合物的总重，
15至40重量％的载剂；
5至45重量％的所述成膜树脂；
0.1至79重量％的常规添加剂；和
5至15重量％的本发明的驱虫微胶囊或驱虫添加剂。
驱虫微胶囊的应用
根据本发明的另一方面，提供了一种用于趋避昆虫的方法，所述方法
包括：提供本发明的驱虫微胶囊或驱虫添加剂；以及将所述驱虫微胶囊或
驱虫添加剂应用于需要驱虫的场所。这些需要驱虫的场所包括墙面、门
板、天花板、地板、家具、橱柜、织物以及其它需要驱虫的场所。在本发
明的实施方式中，本发明的驱虫微胶囊或驱虫添加剂被添加到用于墙面的
涂料组合物中。
实施例
下述实施例更具体地描述了本发明公开的内容，这些实施例仅仅用于
阐述性说明，因为在本发明公开内容的范围内进行各种修改和变化对本领
域技术人员来说是明显的。除非另有声明，以下实施例中所报道的所有
份、百分比、和比值都是基于重量计，而且实施例中使用的所有试剂都可
商购并且可直接使用而无需进一步处理。
实施例1：通过高分子化合物的凝聚来合成驱虫微胶囊
在安装有搅拌器、温度计和滴加漏斗的四口烧瓶中，加入4.0g乳化
剂十二烷基硫酸钠(SDS)在100g3％的明胶水溶液中的溶液，接着在
8000rpm的搅拌速度下，将2g驱虫剂苯醚菊酯和2g相转变材料十二醇分
散到其中，搅拌5分钟，从而形成分散乳液。将分散乳液加热至约40℃并
保持在该温度下。然后，加入100g3％的阿拉伯树胶水溶液，并充分混
合。接着滴加10％的乙酸溶液，直到pH降至3.8-4.3。在约1000rpm下搅
拌40分钟后，将混合物冷却至低于10℃，并向反应混合物中添加5％的
氢氧化钠水溶液，直到pH升至9.0。添加5mL的37％的甲醛水溶液，然
后将反应混合物的温度升高至50℃，并保持在该温度下20分钟，从而形
成了产物。对所得产物进行过滤、洗涤、干燥后处理，从而得到了9.5g
本发明的驱虫微胶囊。
实施例2：通过反应混合物的界面缩聚来合成驱虫微胶囊
在安装有机械搅拌和滴加漏斗的三口烧瓶中，添加1g驱虫剂苯醚菊
酯和0.5g相转变材料十二醇和1.2g环己烷。充分溶解后，向其中添加
2.0g的TDI和5.0g的乳化剂，并搅拌均匀，从而形成油相。在另一个烧
瓶中，添加4.6gPEG400和100mL去离子水中。充分溶解后，形成了水
相。将所得水相和油相混合，并采用高速分散机在8000rpm的速度下分散
不少于5分钟，从而形成分散乳液。
在安装有搅拌器、温度计、恒温装置和滴加漏斗的四口反应瓶中，在
1000rpm的搅拌速度下，向所得分散乳液中添加0.04g的二丁基锡二月桂
酸酯催化剂。将反应混合物在室温(23℃±2℃)下反应2小时，然后添
加0.40g的二乙胺，从而形成了悬浮液形式的最终产物。
实施例3：通过烯属不饱和单体的乳液聚合来合成驱虫微胶囊
在安装有搅拌装置和滴加漏斗的四口烧瓶中，加入125g苯乙烯、25g
丙烯酸丁酯、10g季戊四醇三丙烯酸酯和60g质量比为1:1的驱虫剂苯醚
菊酯和相转变材料十二醇。然后，向其中添加5g十二烷基磺酸钠(SDS)
和2.5g辛基酚聚氧乙烯醚(OP-10)在150g水中的溶液，并进行混合。在
5000rpm下搅拌1h，从而形成预乳液。
在另一个安装有搅拌器、温度计、冷凝器和滴加漏斗的四口反应瓶
中，添加300g去离子水、1gSDS、0.5gOP-10、0.2g过硫酸铵。搅拌的同
时，将混合物加热至80℃，然后滴加预乳液，滴加在2h内完成。滴加结
束后，将温度继续保持在80℃下0.5h，从而形成了乳液形式的驱虫微胶
囊。
实施例4：水性涂料组合物
将本发明的驱虫微胶囊与水、常规成膜树脂、以及常规添加剂(包括
纤维素、消泡剂、分散剂、润湿剂、pH调节剂、TiO2、填料、成膜助剂、
防霉剂和防腐剂)进行混合，从而形成本发明的涂料组合物。涂料组合物
的组成如下表1所示。
表1：水性涂料组合物的组分组成及其用量
原料
用量
来源
水
15～40％
纤维素
0.03～0.5％
商购
消泡剂
0.05～0.5％
商购
分散剂
0.05～0.5％
商购
润湿剂
0.05～0.5％
商购
pH调节剂
0.05～0.5％
商购
TiO2
5～30％
商购
填料
10～60％
商购
常规成膜树脂
5～30％
商购
本发明的驱虫微胶囊
5～15％
自制
成膜助剂
1～10％
商购
防霉剂
0.05～0.2％
商购
防腐剂
0.05～0.2％
商购
上述涂料组合物作为墙面涂层，显示有效的驱虫效果。