一种基于植物精油复配的多级缓释驱蚊凝胶及其制备方法与流程

本发明涉及卫生防虫日用化工，具体为一种基于植物精油复配的多级缓释驱蚊凝胶及其制备方法。

背景技术：

1、目前市面主流驱蚊凝胶主要分为化学合成驱蚊凝胶和普通天然植物精油驱蚊凝胶两大类，两类产品均存在无法兼顾长效驱蚊、皮肤安全与环境友好的技术缺陷。

2、现有化学合成驱蚊凝胶以避蚊胺（deet）、派卡瑞丁或驱蚊酯作为核心驱蚊活性组分，配方通常由水相增稠体系、化学驱蚊功能相及乙醇舒缓辅助相复配而成；该类产品虽能实现稳定驱蚊，但存在多重固有技术缺陷：其一，配方中常含有无水乙醇、聚乙二醇等溶剂，对敏感肌、破损皮肤存在刺激性，高浓度deet易诱发皮疹、水泡，过量使用甚至存在神经系统损伤风险，且2月龄以下婴幼儿严禁使用，适用人群受限；其二，化学驱蚊组分生物降解性差，在自然环境残留周期长，部分成分对水生生物及宠物具有潜在毒性，废弃后易造成环境污染；其三，单次防护时效通常仅为4~8小时，户外场景需频繁补涂，使用便捷性较差。

3、而现有天然植物精油驱蚊凝胶多以芦荟胶、普通植物纯露或合成高分子为基底，通过简单物理混合方式添加香茅油、柠檬桉油、薄荷脑等植物精油，未构建有效的缓释控释载体体系；该类产品虽原料相对天然，但存在显著技术短板：第一，植物精油挥发性极强，缺乏锁存缓释结构，常温下快速挥发流失，有效防护时长往往不足1~2小时，高温环境下失效更快，需高频次补涂；第二，部分精油（如柠檬桉油中的香茅醇）本身即为致敏原，易诱发接触性皮炎，美国疾控中心明确限制3岁以下婴幼儿使用，适配母婴及敏感人群的安全性不足；第三，许多市售产品的凝胶增稠载体仍为不可降解的合成高分子材料，废弃后产生“白色污染”；第四，仅采用简单物理混合，缺乏梯度释放调控手段，不同挥发速率的精油无法形成协同长效驱避效应，导致驱蚊效果稳定性差。

4、综上所述，现有两类驱蚊凝胶无法同时满足长效驱蚊、全天然可降解、低刺激适配特殊人群的使用需求。因此，提出一种基于植物精油复配的多级缓释驱蚊凝胶及其制备方法来解决上述所提到的问题。

技术实现思路

1、（一）解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于植物精油复配的多级缓释驱蚊凝胶及其制备方法，具备全天然可降解安全性高、多级协同长效缓释、低致敏性适配敏感人群等优点，解决了传统化学驱蚊产品刺激性大且污染环境、天然精油挥发过快导致防护时效短、以及现有载体材料不可降解造成白色污染的问题。

3、（二）技术方案

4、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于植物精油复配的多级缓释驱蚊凝胶，包括内层缓释单元和外层凝胶包覆层；

5、所述内层缓释单元由海藻酸钠基质、β-环糊精包合物及肉豆蔻酸异丙酯组成；

6、所述外层凝胶包覆层由壳聚糖基质、四元复配植物精油纳米乳液及肉豆蔻酸异丙酯组成；

7、所述β-环糊精包合物包含樟树叶精油和β-环糊精；

8、所述四元复配植物精油由橘皮精油、香薷精油、小蓬草精油和樟树叶精油复配而成。

9、优选的，所述四元复配植物精油中，橘皮精油、香薷精油、小蓬草精油和樟树叶精油的体积比为1:1:0.5:0.5。

10、优选的，所述β-环糊精包合物中，樟树叶精油与β-环糊精的质量比为1:8。

11、优选的，所述四元复配植物精油纳米乳液的制备方法包括：将四元复配植物精油与吐温80混合乳化；其中，所述四元复配植物精油与吐温80的体积比为1:2。

12、优选的，所述凝胶中各组分的质量份数为：海藻酸钠1.5-2.5份，壳聚糖1.0-2.0份，β-环糊精0.4-0.6份，樟树叶精油0.4-0.6份，四元复配精油0.4-0.6份，肉豆蔻酸异丙酯0.05-0.15份。

13、优选的，所述橘皮精油的制备工艺包括：刮除橘皮内侧白瓤后切条，再进行水蒸气蒸馏；

14、所述樟树叶精油的制备工艺包括：采集樟树老叶剪碎后，进行水蒸气蒸馏。

15、一种基于植物精油复配的多级缓释驱蚊凝胶的制备方法，包括以下步骤：

16、步骤s1：制备β-环糊精包合物：将樟树叶精油溶于有机溶剂，在搅拌下缓慢滴入β-环糊精水溶液中，恒温搅拌后冷藏结晶，过滤干燥得到包合物粉末；

17、步骤s2：制备内层小球：将海藻酸钠溶于水，加入步骤s1所得包合物粉末和肉豆蔻酸异丙酯，搅拌均匀后滴入钙盐溶液中交联固化，形成内层小球；

18、步骤s3：制备外层凝胶液：将壳聚糖溶于酸性水溶液，加入四元复配植物精油纳米乳液和肉豆蔻酸异丙酯，搅拌均匀；

19、步骤s4：组装：将步骤s2所得内层小球混入步骤s3所得外层凝胶液中，滴入交联剂溶液中交联固化，清洗干燥后即得。

20、优选的，在步骤s1中，恒温搅拌的温度控制在60±2℃，搅拌时间为2小时；冷藏温度为4℃，时间为24小时；

21、在步骤s2中，所述钙盐溶液为质量分数2%的氯化钙溶液，交联时间为5分钟；

22、在步骤s4中，所述交联剂为三聚磷酸钠（tpp）溶液，交联时间为15分钟。

23、本发明提供了上述所述的基于植物精油复配的多级缓释驱蚊凝胶在制备驱蚊、防蚊产品中的应用。

24、（三）有益效果

25、与现有技术相比，本发明提供了一种基于植物精油复配的多级缓释驱蚊凝胶及其制备方法，具备以下有益效果：

26、1、本发明构建β-环糊精分子包合+海藻酸钠微球缓冲层+壳聚糖外层凝胶三重多级缓释屏障：β-环糊精空腔结构分子束缚樟树叶精油，降低精油本征挥发速率；海藻酸钙微球作为中间缓冲层延缓活性组分向外扩散；外层壳聚糖凝胶形成二次扩散阻力，三层结构协同调控精油释放动力学；相较于传统单一物理混合天然精油体系，可显著抑制精油快速挥发，将单次无水冲洗条件下有效防护时长由现有天然产品1~2h大幅度提升至3天以上，第3天驱避率仍保持70%以上，缓释释放速率整体降低35%，长效驱蚊性能显著的实质性特点和提升。

27、2、本发明完全舍弃deet、派卡瑞丁、驱蚊酯等化学驱蚊活性组分，基质采用海藻酸钠、壳聚糖两类天然生物高分子，全部原料为食品级可降解材料，配方不含无水乙醇、人工合成防腐剂；成品无皮肤刺激性，无神经系统损伤风险；此外，产品在土壤环境下可完全降解为二氧化碳与水，无生态毒性，既适配婴幼儿、孕妇、敏感肌肤等特殊人群，又解决化学驱蚊产品降解困难、易造成环境残留污染的技术缺陷。

28、3、本发明采用体积比1:1:0.5:0.5的橘皮精油、香薷精油、小蓬草精油、樟树叶精油复配体系，依托四类精油沸点、挥发速率差异形成梯度接力释放，多靶点作用蚊虫实现协同驱避，协同系数稳定大于1.5；同时配套橘皮刮除白瓤、樟树叶选用新鲜老叶的原料预处理工艺，去除易致敏杂质，降低皮肤接触致敏风险，驱蚊稳定性与使用安全性同步提升。

29、4、本发明在内层海藻酸钙微球、外层壳聚糖凝胶体系中均添加肉豆蔻酸异丙酯ipm，ipm作为疏水性精油与水性凝胶基质的共溶剂，可避免精油分层、析出，提升制剂物理均匀度；同时ipm均衡调控整体释放曲线，使精油释放速率全程平稳，显著提升凝胶长期储存稳定性；此外，本发明所选植物精油原料（如长沙本土橘皮、香薷等）来源广泛、采收成本低，无需依赖进口驱蚊精油，有利于实现原料本土化，降低规模化生产成本。