CN102145271A - 可用于电泳显示技术的双层微胶囊及其合成方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种可用于电泳显示技术的双层微胶囊及其合成方法，合成方法包括如下步骤：(1)将电泳液加入明胶水溶液中，搅拌乳化至电泳液滴的平均直径为30-50um；将所得乳液加入阿拉伯胶水溶液，调节pH为3.0～4.0，反应，加水稀释，加氯化钠水溶液，搅拌，冷却，加入甲醛固化，获得微胶囊，水洗，(2)将获得的微胶囊加入水和密胺预聚体，加入盐酸调节pH为1.5～3.0，室温反应，升温至35～55℃，继续反应，然后从反应体系中收集双层微胶囊。本发明使用明胶-阿拉伯胶及改性的密胺树脂对电泳液进行双层壳胶囊化，获得的微胶囊表面透光性好，囊壁强度机械强度高，不易破损。

Description

可用于电泳显示技术的双层微胶囊及其合成方法

技术领域

本发明涉及一种可用于电泳显示的双层微胶囊的合成方法。

技术背景

微胶囊技术是微量物质包裹在聚合物薄膜中的技术，是一种储存固体、液体、气体的微型包装技术。具体来说是指将某一目标物用各种天然的或合成的高分子化合物连续薄膜完全包覆起来，在这一过程中不会损害目标物的原有化学性质。微胶囊可以过某些外部刺激或缓释作用使目标物的功能再次在外部呈现出来，或者依靠囊壁的屏蔽作用达到保护芯材的作用。微胶囊技术起源于上世纪五十年代，目前微胶囊已用于化妆品，医学，制药，能源，染料，涂料，日用品，纺织等多种领域中。微胶囊能够提高产品的稳定性，防止各种组分之间的相互干扰。

微胶囊技术主要分为：物理机械法，相分离法及聚合反应法三类。其中，物理机械法主要是通过物理的方法，对囊壳材料进行一系列的机械加工进行微胶囊化。如流化床法、熔化分散冷凝法、喷雾干燥法以及其他一些机械方法。相分离法又称凝聚法，分为单凝聚及复凝聚，凝聚法主要是对一种或几种高分子化合物形成的胶体进行解胶，使之析出于油水界面上，从而达到胶囊化的目的。聚合反应法分为界面聚合法、定位聚合法和悬浮交联法。界面聚合法和定位聚合法都是以单体作为原料，利用合成高分子材料做壳材料的方法。

现有的微胶囊合成方法，生成的胶囊表面比较粗糙，光线散射较为严重，并且机械强度较差，在处理过程中容易发生破损，如已公开的美国专利US3516846、US4087376等，并不适用于电泳显示。

发明内容

本发明的目的是提供一种一种可用于电泳显示技术的双层微胶囊的合成方法，以克服现有技术存在的上述缺陷。

本发明的方法，包括如下步骤：

(1)将电泳液加入重量浓度为1％～3％的明胶水溶液中，搅拌乳化至电泳液滴的平均直径为30-50um；

将所得乳液在35～55℃下，加入重量浓度为3～7％的阿拉伯胶水溶液，用醋酸调节pH为3.0～4.0，反应10～30分钟，加水稀释，加重量浓度为0.5～5％的氯化钠水溶液，搅拌，冷却至0～8℃，加入重量浓度为30～37％的甲醛固化20～50分钟，收集反应体系中的微胶囊，水洗至pH5～6；

各个组分的重量份数如下：

电泳液                              7～9份

重量浓度为1％～3％的明胶水溶液      45～55份

重量浓度为3～7％的阿拉伯胶水溶液    10～30份

水                                  45～55份

重量浓度为0.5～5％的氯化钠水溶液    1～5份

重量浓度为30～37％的甲醛            1份

所述电泳液为二氧化钛、四氯乙烯和油溶蓝N的混合物。

所述油溶蓝N的化学名称为1，4-双(戊胺基)蒽醌，可采用上海迈坤化工有限公司的产品；

优选的，所述电泳液如下重量份的组分组成：

二氧化钛2份，四氯乙烯80克，油溶蓝N0.1份，将上述组分超声分散30分钟，即为所述的电泳液。

(2)将步骤(1)获得的微胶囊，加入水和密胺预聚体，加入盐酸调节pH为1.5～3.0，室温反应20～60分钟，升温至35～55℃，继续反应1～3小时，然后从反应体系中收集所述的可用于电泳显示技术的双层微胶囊；

各个组分的重量份数配比如下：

步骤(1)获得的微胶囊    8份

水                     30～50份

密胺预聚体             5～20份

所述的密胺预聚体为三聚氰胺、甲醛和戊二醛的反应产物，制备方法包括如下步骤：将三聚氰胺、甲醛、戊二醛和水，用10％碳酸钠溶液调节pH8～9在50～70℃，保温反应0.5～2小时，即可获得密胺预聚体，其中：重量份数配比如下：

三聚氰胺                1.3份

重量浓度为37％的甲醛    0.8～1.6份

重量浓度25％戊二醛      1～2份

水                      10～20份

采用上述方法制备的双层微胶囊，可用于电泳显示技术，使用方法如下：将微胶囊与水性聚氨酯乳液(型号为PU-2019，固含量50％，上海思盛聚合物材料有限公司生产)按5∶1的质量比混合均匀，用涂膜厚度为100um的湿膜制备器(型号为ZBQ-4，上海域东化工有限公司生产)在普通ITO聚酯导电膜上，于80度下干燥30分钟，再用塑封机(塑封温度为90度)在微胶囊胶层上热复合上一片ITO聚酯导电膜，使微胶囊胶层二面均与上下两片的ITO层接触，且上下两片ITO层互不接触，得到微胶囊电泳显示器件。

本发明使用明胶-阿拉伯胶及改性的密胺树脂对电泳液进行双层壳胶囊化，用该方法制备的微胶囊表面透光性好；囊壁强度机械强度高，不易破损。

具体实施方式

下面将结合实施例进一步说明本发明，但实施例并不意味着限制本发明的保护范围。

实施例中，所述电泳液由如下重量份数的组分组成：

二氧化钛2份，四氯乙烯80克，油溶蓝N0.1份；将上述组分超声分散30分钟，即为电泳液。

实施例1

1.3克三聚氰胺加0.8克重量浓度为37％甲醛，2克重量浓度为25％的戊二醛，10克水，用重量浓度10％的碳酸钠溶液调节pH为8，升温至50℃，保温反应1小时，获得密胺预聚体；

将8.5克电泳液加入重量浓度为1％明胶水溶液50克中，机械搅拌乳化至电泳液滴的平均直径为30-50um。将所得乳液升温至45℃，加入重量浓度为5％阿拉伯胶水溶液10克，用醋酸调节p4.0。搅拌反应20分钟，加50克水稀释，加重量浓度为1％氯化钠水溶液5克，搅拌5分钟。冷却至0℃，加重量浓度为37％的甲醛1克固化30分钟。将反应结束的微胶囊水洗至p5～6。

上述胶囊8克加入30克水中，加入5克密胺预聚体，采用盐酸调节pH为2.0，室温反应20分钟，升温至45度，继续反应1小时，水洗，干燥，获得所述的可用于电泳显示技术的双层微胶囊。

实施例2

1.3克三聚氰胺加1.6克重量浓度为37％甲醛，1克重量浓度为25％戊二醛，20克水，用重量浓度10％碳酸钠溶液调节pH为8，升温至70℃，保温反应0.5小时，获得密胺预聚体。

将7克电泳液加入重量浓度为3％明胶水溶液45克中，机械搅拌乳化至电泳液滴的平均直径为30-50um。将所得乳液升温至55℃，加入重量浓度为5％阿拉伯胶水溶液30克，用醋酸调节pH3.0。搅拌反应10分钟，加50克水稀释，加重量浓度为1％氯化钠水溶液3克，搅拌5分钟，冷却至8℃，加重量浓度为37％的甲醛1克固化30分钟，将得到的微胶囊水洗至pH5。

将上述胶囊8克加入45克水中，加入密胺预聚体5克，加入盐酸调节pH1.5，室温反应20分钟，升温至55℃，继续反应2小时，水洗，干燥，获得所述的可用于电泳显示技术的双层微胶囊。

实施例3

1.3克三聚氰胺加1.2克重量浓度为37％甲醛，1.5克重量浓度为25％戊二醛，10克水，用重量浓度10％碳酸钠溶液调节pH为9，升温至60℃，保温反应1.2小时，获得密胺预聚体。

将9克电泳液加入重量浓度为2％明胶水溶液55克中，机械搅拌乳化至电泳液滴的平均直径为30-50um。将所得乳液升温至40℃，加入重量浓度为5％阿拉伯胶水溶液20克，用醋酸调节pH3.7，搅拌反应30分钟，加50克水稀释，加重量浓度为1％氯化钠水溶液1克，搅拌5分钟。冷却至4℃，加重量浓度为37％的甲醛1克固化30分钟，将得到的微胶囊水洗至pH为6。

将上述胶囊8克加入55克水中，加入密胺预聚体20克，采用盐酸调节pH3.0，室温反应60分钟，升温至55℃，继续反应1小时。水洗，干燥，获得所述的可用于电泳显示技术的双层微胶囊。

实施例4

将1.3克三聚氰胺加1.6克重量浓度为37％甲醛，1克重量浓度为25％戊二醛，10克水，用重量浓度10％的碳酸钠溶液调节pH为8.5，升温至70℃，保温反应1小时，获得获得密胺预聚体。

将8.5克电泳液加入重量浓度为3％明胶水溶液50克中，乳化。将所得乳液升温至55℃，加入重量浓度为5％阿拉伯胶水溶液10克，用醋酸调节pH3.5。搅拌反应20分钟，加50克水稀释，加重量浓度为1％氯化钠水溶液3.5克，搅拌5分钟。冷却至5℃，加重量浓度为37％的甲醛1克固化30分钟。将得到的微胶囊水洗至pH5。

将上述胶囊8克加入50克水中，加入密胺预聚体30克，采用盐酸调节pH2.5，室温反应40分钟，升温至35℃，继续反应2小时。水洗，干燥，获得所述的可用于电泳显示技术的双层微胶囊。

实施例5

将上述四个实施例所得微胶囊，分别按下述方法进行测试，结果见表1。

方法1：将3克微胶囊稀释在10克75％乙醇中，室温密封放置3天，用GC-MS(气相/质谱联用仪)检测乙醇中四氯乙烯的存在。

方法2：将微胶囊与水性聚氨酯乳液(型号为PU-2019，固含量50％，上海思盛聚合物材料有限公司生产)按5∶1的质量比混合均匀，用涂膜厚度为100um的湿膜制备器(型号为ZBQ-4，上海域东化工有限公司生产)在普通ITO聚酯导电膜上，于80度下干燥30分钟，再用塑封机(塑封温度为90度)在微胶囊胶层上热复合上一片ITO聚酯导电膜，使微胶囊胶层二面均与上下两片的ITO层接触，且上下两片ITO层互不接触，得到微胶囊电泳显示器件。在显微镜下观察器件上的微胶囊是否有破裂或破碎。

方法3：将方法2中制备的微胶囊电泳显示器件，将上下二片ITO层，作为两电极，通上15V的直流交替电场，交替频率为1次/秒，肉眼观察器件表面是否有蓝色及白色的变化。

表格1

从上述的测试结果可以看出，采用本发明制作的微胶囊，在乙醇中浸泡无泄漏，器件制作时无破损，囊壁强度较好；在电场下能观察到囊壁下的白色粒子，透光性较好；可用于电泳显示方面。

上面的描述和实例公开了本发明的几种方法和材料，但本发明不限于上述的具体实例，它包括本发明权利要求书中所限定的本发明的精神和范围内的所有改进和变化。

Claims (8)

1.可用于电泳显示技术的双层微胶囊的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将电泳液加入明胶水溶液中，搅拌乳化至电泳液滴的平均直径为30-50um；

将所得乳液加入阿拉伯胶水溶液，调节pH为3.0～4.0，反应，加水稀释，加氯化钠水溶液，搅拌，冷却，加入甲醛固化，收集反应体系中的微胶囊，水洗；

(2)将步骤(1)获得的微胶囊，加入水和密胺预聚体，加入盐酸调节pH为1.5～3.0，室温反应，升温至35～55℃，继续反应，然后从反应体系中收集所述的可用于电泳显示技术的双层微胶囊。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，各个组分的重量份数如下：电泳液                            7～9份

重量浓度为1％～3％的明胶水溶液      45～55份

重量浓度为3～7％的阿拉伯胶水溶液    10～30份

水                                  45～55份

重量浓度为0.5～5％的氯化钠水溶液    1～5份

重量浓度为30～37％的甲醛            1份

所述电泳液为二氧化钛、四氯乙烯和油溶蓝N的混合物。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，各个组分的重量份数配比如下：

步骤(1)获得的微胶囊    8份

水                     30～50份

密胺预聚体             5～20份。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，各个组分的重量份数配比如下：

步骤(1)获得的微胶囊    8份

水                     30～50份

密胺预聚体             5～20份。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的密胺预聚体为三聚氰胺、甲醛和戊二醛的反应产物。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的密胺预聚体为三聚氰胺、甲醛和戊二醛的反应产物。

7.根据权利要求1～6任一项所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，将电泳液加入重量浓度为1％～3％的明胶水溶液中，搅拌乳化至电泳液滴的平均直径为30-50um；

将所得乳液在35～55℃下，加入重量浓度为3～7％的阿拉伯胶水溶液，用醋酸调节pH为3.0～4.0，反应10～30分钟，加水稀释，加重量浓度为0.5～5％的氯化钠水溶液，搅拌，冷却至0～8℃，加入重量浓度为30～37％的甲醛固化20～50分钟，收集反应体系中的微胶囊，水洗至pH5～6。

8.根据权利要求1～5任一项所述方法制备的可用于电泳显示技术的双层微胶囊。