CN1506416A - 绿色电子墨水的制备方法 - Google Patents

Abstract

电子墨水即微胶囊化电泳显示材料，即将颜料微粒和有机溶液包裹在微胶囊内，利用电泳显示原理，在微囊内实现电泳显示，具有可视性强、低功耗、携带方便、制造价格低廉、无电磁辐射等优点。本发明提供绿色电子墨水的制备方法，特别涉及用于柔性或平板显示的绿色电子墨水制备方法。本发明以硬脂胺改性酞菁绿G(氯化铜酞菁)为颜料颗粒和四氯乙烯为溶剂，Span－80为表面活性剂，超声分散得到囊心溶液；以硫脲和甲醛水溶液为壁材，采用原位聚合法制备微胶囊，得到一种绿色电子墨水。该方法制备的微胶囊透明、坚固，粒径为30～80微米。

Description

绿色电子墨水的制备方法

技术领域    本发明涉及绿色电子墨水的制备方法，特别涉及用于柔性或平板显示的绿色电子墨水制备方法。

背景技术    电子墨水即微胶囊化电泳显示技术，它是指将颜料微粒和染料溶液包裹在微胶囊内，利用电泳显示原理，在微囊内实现电泳显示，从而抑制了电泳胶粒在大于胶囊尺度范围内的团聚、沉积等缺点，提高其稳定性，延长使用寿命。电子墨水是一种墨水状的悬浮物，在外电场作用下可以实现可逆、双稳态、柔性显示，是一种柔性显示材料和技术，具有良好的可视性、低功耗、信息载入能力强、携带方便、制造工艺低廉、无电磁辐射等优点。

发明内容    本发明目的是提供用于柔性或平板显示的绿色电子墨水的制备方法，其主要内容包括材料的选择及制备方法。材料中包括绿色颜料及其表面改性、基液及添加剂、微胶囊壁材及聚合方法、柔性基材等。制备方法主要有颜料颗粒的表面改性、微胶囊的制备等。

绿色颜料采用有机或无机颜料，无机颜料可以使用但不限于氧化铁绿；有机颜料可以使用但不限于酞菁类、三芳甲烷类及偶氮型金属络合颜料等，如酞菁绿G(氯化铜酞菁)、酞菁绿3G(溴化铜酞菁)。

利用无机物或高聚物成膜方法对颜料颗粒进行表面改性。无机物改性剂可以使用但不限于二氧化钛、二氧化硅、三氧化二铝、钛酸钡等。有机改性剂可以使用但不限于聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、ABS塑料、聚碳酸酯、聚偏四氟乙烯、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯、聚硅氧烷、聚酰胺、乙基纤维素、聚酯等，以及钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂。另外，还可以使用阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、高分子表面活性剂等，如伯铵盐、烷基三甲基铵盐、烷基聚氧乙烯胺、硬脂酸盐、松香酸盐、烷基聚氧乙烯硫酸盐、α-烯烃磺酸盐、木质素磺酸盐、烷基磷酸盐、聚乙烯醇等。

颜料颗粒的改性方法有：物理和化学吸附、乳液聚合、原位聚合、单凝聚和复合凝聚法等。

基液采用有机溶剂，可以是一种，也可是两种或两种以上溶剂复配，以得到与颗粒性能匹配的溶剂。可以选用脂肪烃、卤代烃、芳香烃、环氧化合物、硅氧烷等。添加剂有表面活性剂、电荷控制剂、稳定剂等。

脂肪烃可以使用但不限于庚烷、异庚烷、辛烷、异辛烷、壬烷、癸烷、十一烷、十二烷、十三烷等；芳烃可以使用但不限于甲苯、乙苯、邻二甲苯、十二烷基苯、丁氧基苯、丁基苯、仲丁基苯、异丁基苯、萘等；卤烃可以使用但不限于二溴甲烷、1，2-二溴乙烷、四氯化碳、四溴乙烷、四氟二溴乙烷、三氟氯乙烯、四氯乙烯等；环氧化合物可以使用但不限于1，3-二氧六环等；硅氧烷可以使用但不限于二甲基硅氧烷等。

表面活性剂可使用非离子表面活性剂、两性表面活性剂等，如聚氧乙烯脂肪酸酯、聚氧乙烯烷基醚类、失水山梨醇脂肪酸酯、蔗糖脂肪酸酯、聚甘油脂肪酸酯、N-烷基-β-氨基丙酸、N-烷基磺化甜菜碱、N-烷羟基磺化甜菜碱、卵磷脂等。

电荷控制剂可以是有机硫酸盐或磺酸盐、金属皂、有机酰胺、有机磷酸盐或磷酸酯，还可以是聚合物和嵌段或接枝共聚物及它们的单体。

采用化学、物理化学法等方法制备微胶囊。化学法有原位聚合、界面聚合、乳液聚合等，物理化学法有单凝聚、复合凝聚、相分离等；可以使用的壁材有水溶性聚合物、油溶性聚合物、热固型聚合物、热塑型聚合物、聚脲、聚胺、脲甲醛树脂、纤维素及其衍生物、聚乙烯醇等聚合物。

原位聚合法可使用的聚合物有苯酚-甲醛树脂、蜜胺-甲醛树脂、尿素-甲醛树脂等；界面聚合法可使用聚氨酯、聚酰胺、聚脲、聚碳酸酯、聚乳酸、聚氰基丙烯酸酯、聚异丁基-氰基丙烯酸酯等；乳液聚合法可用聚甲基丙烯酸甲酯、聚氰基丙烯酸酯、聚苯乙烯、聚乙烯吡啶、聚丙烯酸及其衍生物等；聚乙烯醇、明胶、甲基纤维素、羧甲基纤维素、磺化聚苯乙烯、苯乙烯-马来酸酐单凝聚法；明胶-阿拉伯胶复凝聚法等。

柔性基材采用有机塑料，如聚乙烯、聚丙烯、聚酰亚胺、聚酰胺、聚氨酯、聚对苯二酸-乙二醇等。

具体实施方式    本发明以采用原位聚合法制备绿色电子墨水微胶囊为例，说明绿色电子墨水的制备方法。用化学纯以上等级原料：酞菁绿G为颜料颗粒，四氯乙烯为有机溶剂；硫脲和甲醛水溶液(质量百分数为37％)为原料，盐酸为催化剂，在一定温度下原位聚合制备以脲甲醛树脂为壁材的微胶囊。

首先，将一定量的硬脂胺溶解在无水乙醇中，加入酞菁绿G颗粒，超声分散数分钟，搅拌12～48小时，使硬脂胺吸附在酞菁绿G颗粒表面，过滤并干燥，即得到硬脂胺改性酞菁绿G颗粒。然后，以Span80为分散剂，将经表面改性的酞菁绿G超声分散于四氯乙烯中作为囊心溶液。将硫脲按一定摩尔比溶解于甲醛溶液中，用三乙醇胺调节pH值为7～8，60℃～90℃下反应1小时制成脲甲醛预聚体；将预聚体与2～25倍体积的蒸馏水混和，加入囊心溶液，快速搅拌2～40分钟，使囊心分散，然后用盐酸调节pH为1～5，在室温搅拌下反应2小时，升高温度至60～90℃下固化2小时，得到包覆了酞菁绿G和四氯乙烯的微胶囊乳液。最后，将反应后的乳液过滤、洗涤、干燥、筛分，得到一定尺度范围的绿色电子墨水微胶囊。

本发明的具体实施由以下实施例详细说明：

实施例：(用脲甲醛预聚体)

将0.5克硫脲溶解于1.4毫升37％的甲醛水溶液中，用三乙醇胺调节pH值为7～8，在80℃下反应1小时，得到预聚体。在室温下加入25毫升蒸馏水，将囊心溶液(含3毫升四氯乙烯和20毫克硬脂胺改性酞菁绿G)加入并快速搅拌，分散5～20分钟，使囊心液滴直径为30～80微米。调节pH值为3～3.5，反应1.5～2小时，并升温至60℃，反应2小时，得到微胶囊乳液，冷却，过滤，洗涤、干燥并筛分，得到胶囊粒径为30～80微米的绿色电子墨水。

Claims (3)

1.绿色电子墨水的制备方法，该材料以酞菁绿G(氯化铜酞菁)为颜料颗粒，四氯乙烯为基液，以脲甲醛树脂为壁材通过原位聚合法制备绿色电子墨水微胶囊；其特征是：选用硬脂胺对颜料实施表面改性。

2.如权利要求1所述绿色电子墨水的制备方法，其特征是：颜料颗粒是由酞菁绿G经溶解于无水乙醇的硬脂胺进行表面改性获得，即为改性酞菁绿G。

3.如权利要求1所述绿色电子墨水的制备方法，其特征是制备工艺包括以下步骤：

(1)选用酞菁绿G、四氯乙烯、硫脲、甲醛溶液为原料；蒸馏水为连续相；三乙醇胺、盐酸为pH调节剂；Span-80为表面活性剂；

(2)按硬脂胺∶无水乙醇＝1∶5000～10000(质量比)配料；酞菁绿G∶四氯乙烯∶水∶硫脲∶甲醛＝0.9～1.1∶240∶1500～2500∶25∶25(质量比)配料；

(3)将硬脂胺溶解于无水乙醇中，并将酞菁绿G超声分散其中，室温下搅拌若干小时，过滤并干燥，得到改性酞菁绿G；将表面改性的酞菁绿G超声分散于含Span-80的四氯乙烯中，得到囊心溶液；

(4)将一定比例的硫脲溶解于37％的甲醛水溶液中，用三乙醇胺调节pH值为7～8，在80℃下反应1小时，得到预聚体；在蒸馏水中加入数滴稀盐酸，待混合均匀后，加入囊心溶液快速搅拌并分散至所需粒径；加入预聚体，pH值为3～3.5；

(5)在室温下搅拌反应两小时后，升高温度至60℃，并搅拌1.5～2小时，得到微胶囊乳液，冷却、过滤、洗涤、干燥、筛分，得到一定尺度范围的绿色电子墨水微胶囊。