電子紙用微球及其應用制造技術

本發明專利技術涉及一種包埋染料合成電子紙用微球及其合成和應用，其特征在于：所述微球包括內核和殼層，內核為聚合物包埋染料，所述聚合物選自下述單體共聚而成：苯乙烯、二乙烯基苯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸甲酯、４－乙烯基吡啶、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯腈、甲基丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸烯丙酯、甲基丙烯酸、丙烯酸、醋酸乙烯酯或四氯乙烯；所述殼層由下述單體聚合而成：具有環氧基的乙烯類單體或側鏈含吡啶基的乙烯類單體。本發明專利技術的電子紙用微球具有優異柔韌性和抗團聚性能因而在介質中保持穩定。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及電子紙用微球及其應用，尤其是涉及一種具有單體染色 及惰性染料包埋合成具有表面活性的高分子微球及其制備方法。屬于電 子紙用微球的制造
技術背景現有的電泳懸浮液中， 一般含有電荷控制劑和穩定劑。電荷控制劑使 顆粒表面帶電，維持體系穩定，如有機硫酸鹽、磺酸鹽等；穩定劑使微膠 囊被有機介質潤濕而均勻分散于介質中，同時也為分散體系中懸浮的微膠 囊提供空間穩定作用。這兩種添加劑決定了整個電泳體系中的各個組分必 須要有一定的相容性。目前，用于電泳的微膠囊大體分為粉狀和反轉球兩種，共同特點是以 顏料顆粒或顏料的懸浮液為核，進行聚合物的外包覆，合成出核一殼型顆 粒。這樣的微膠囊普遍存在一個共同的問題是，由于顏料的比重較大，包 覆后的微膠囊，經過一段時間就要沉淀，縮短電泳顯示器的壽命。不同顏色的微膠囊，要根據所用顏料的種類和特性，采用不同的合成 方法制備；與微膠囊相匹配的電泳介質，亦將根據微膠囊的特性來選材配 置。包覆顏料粒子或顏料的懸浮液的微膠囊外殼的機械強度比較弱。比 如，用脲醛樹脂，偏氯乙烯一二乙烯苯共聚物等作為微膠囊外殼，雖然具 有一定的機械強度，但缺乏柔韌性，在分散的過程中很容易打碎；而用含 硅的丙烯酸酯類聚合物包覆顏料粒子，雖然具有一定的柔韌性和抗團聚性 能，但聚合物的主鏈結構是線型結構，依然缺乏較高的機械強度。以顏料為核合成的微膠囊，核與殼之間僅僅是分子間作用力，因此該 類微膠囊對殼聚合物的要求比較苛刻。以顏料為核合成的微膠囊的重心和形貌，取決于顏料粒子的形貌。形 貌不規則的顏料粒子勢必給電泳速度帶來一定不良影響。目前電子紙中電泳懸浮液使用的分散介質，大多是毒性較高的溶劑， 如甲苯、二甲苯等，將會給環境造成一定的污染。因此，提供一種具有優異柔韌性和抗團聚性能因而在介質中保持穩定 的電子紙用微球及其制備方法就成為該
急需解決的問題。
技術實現思路
本專利技術的目的之一是，為了克服現有技術的不足，提供一種具有優異 柔韌性和抗團聚性能因而在介質中保持穩定的電子紙用微球。 本專利技術的上述目的是通過如下技術方案實現的。一種電子紙用微球，其特征在于所述微球包括內核和殼層，所述內 核由選自下述單體共聚合而成苯乙烯、二乙烯基苯、甲基丙烯酸甲酯、 甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸甲酯、4一乙烯基吡啶、 2-乙烯基卩比啶、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯腈、甲基丙烯酸縮水甘油 酯、甲基丙烯酸烯丙酯、甲基丙烯酸、丙烯酸、醋酸乙烯酯或四氯乙烯； 所述殼層由下述單體聚合而成具有環氧基的乙烯類單體或側鏈含吡啶基 的乙烯類單體。一種優選技術方案，其特征在于所述具有環氧基的乙烯類單體為甲 基丙烯酸縮水甘油酯，丙烯酸縮水甘油酯；所述側鏈含吡啶基的乙烯類單 體為4一乙烯基吡啶或2—乙烯基吡啶。一種優選技術方案，其特征在于所述微球中包埋的染料為-黃染料(C. I. Solvent Yellow) : 1, 3， 12， 19 ， 21, 28， 33, 56， 72， 77， 79， 93， 145;橙染料(C.I. Solvent Orange) :41， 54， 56， 62， 63;紅染料(C.I. Solvent Red) : 8， 23， 25， 26， 109, 135， 146， 196;紫染料(C.I. Solvent Violet) : 11， 36;藍染料(C.I. Solvent Blue) : 11， 35， 70， 74， 78， 102, 104;綠染料(C. I. Solvent Green) : 28;黑染料(C. I. Solvent Black) : 3, 5， 27。本專利技術的另一目的是提供上述電子紙用微囊的制備方法。本專利技術的上述目的是通過以下技術方案達到的方案之一包埋染料合成電子紙用微球的乳液聚合制備方法，其步驟如下(1) 將染料以相對于單體1%。 1%的用量溶解在所選的重量份為 10 50份的單體中，充分攪拌溶解后，過濾，待用；所述單體選自苯乙烯、 二乙烯基苯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、 丙烯酸甲酯、4一乙烯基吡啶、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯腈、甲基 丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸烯丙酯、甲基丙烯酸、丙烯酸、醋酸乙烯 酯、四氯乙烯等，形成著色單體混合液；(2) 將用量為1.5 5重量份的乳化劑，0. 1 2.5重量份的過二硫酸 鉀，0. 1 2.5重量份的碳酸氫鈉溶于40 80重量份的去離子水中，攪拌溶 解；通入氬氣，恒溫，邊攪拌邊滴加步驟(1)所得的著色單體混合液； 滴加完畢；然后加熱升溫，并保溫，冷卻，得內核乳液；乳化劑可以選擇十六垸基硫酸鈉、十六垸基三甲基溴化銨、十二垸基 硫酸鈉、十二垸基苯磺酸鈉、吐溫80或油酸鈉及0P—10;(3) 在步驟(2)所得內核乳液40 60重量份中，邊攪拌邊加入O. 01 0.3重量份的亞硫酸氫鈉(或抗壞血酸)和15 35重量份去離子水配制而 成的還原劑溶液中，通入氬氣充分攪拌；繼續在氬氣的氣氛中，升溫至25 。C，保持攪拌速度在400rpm-500rpm，在3小時內交替地分別以O. 014重量 份/分鐘、0. 14重量份/分鐘滴加殼層聚合物單體和15 35重量份的由過二 硫酸鉀(或叔丁基過氧化氫和硫酸氧釩的混合物)濃度為1.6X10—^的十 二垸基硫酸鈉水溶液配制的氧化劑溶液；滴加完畢，繼續反應；最后用5 7。的碳酸氫鈉水溶液調整體系的pH值至中性，得核一殼分散液。方案之二包埋染料合成電子紙用微球的分散聚合制備方法，其步驟如下(1) 將染料以相對于單體1%。 1%的用量溶解在所選的重量份為4 8份的單體中，充分攪拌溶解后，過濾，待用；所述單體選自苯乙烯、二 乙烯基苯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙 烯酸甲酯、4一乙烯基吡啶、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯腈、甲基丙 烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸烯丙酯、甲基丙烯酸、丙烯酸、醋酸乙烯酯、 四氯乙烯等，形成著色單體；(2) 室溫下將用量為單體質量l. 5%。 5%。的偶氮二異丁腈溶于100重 量份的乙腈中，攪拌溶解；通入氬氣，恒溫，邊攪拌邊滴加步驟(1)所 得的著色單體混合液；滴加完畢；然后加熱升溫，并保溫，冷卻，得內核 分散液；對該分散液進行離心提取，乙醇洗滌，減壓烘干，得到內核粉體；(3) 取步驟(2)所得內核粉體15 30重量份分散于30 60重量份數 的去離子水中，再邊攪拌邊加入由0.01 0.3重量份的亞硫酸氫鈉(或抗 壞血酸)和15 30重量份去離子水配制而成的還原劑溶液中，通入氬氣充 分攪拌；繼續在氬氣的氣氛中，升溫至25X:，保持攪拌速度在 400rpm-500rpm，在3小時內交替地分別以O. 014重量份/分鐘、0. 14重量份 /分鐘滴加殼層聚合物單體及15 30重量份由過二硫酸鉀(或叔丁基過氧 化氫和硫酸氧釩的混合物)和去離子水配制的氧化劑溶液；滴加完畢，繼 續反應；最后用57。的碳酸氫鈉水溶液調整體系的pH值至中性，得核一殼分散液。一種優選技術方案，其特征在于所述步驟(3)之后增加步驟(4): 在90-110重量份的核一殼分散液中，邊攪拌邊滴加30-50重量份濃度為5 15%的帶有叔胺基鹽酸鹽基團或酸酸本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種包埋染料合成電子紙用微球，其特征在于：所述微球包括內核和殼層，內核為聚合物包埋染料，所述聚合物選自下述單體共聚而成：苯乙烯、二乙烯基苯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸甲酯、４－乙烯基吡啶、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯腈、甲基丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸烯丙酯、甲基丙烯酸、丙烯酸、醋酸乙烯酯或四氯乙烯；所述殼層由下述單體聚合而成：具有環氧基的乙烯類單體或側鏈含吡啶基的乙烯類單體。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：馮宇光，黃世華，滕楓，
申請(專利權)人：北京交通大學，
類型：發明
國別省市：11[中國|北京]