專利名稱：用于電泳顯示的微膠囊的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于電泳顯示的微膠囊的制備方法。
背景技術(shù)：
信息科學(xué)與技術(shù)的迅猛發(fā)展呼喚著全新的薄型、輕量、低驅(qū)動(dòng)電壓、低功 耗的平面電子顯示技術(shù)與之相適應(yīng)。與電子顯示技術(shù)相比，傳統(tǒng)用普通紙張具 備優(yōu)越的性能反射80%的照射光；提供滿意的對比度(約20: 1);向任意方 向分散反射光；價(jià)廉、重量輕、薄、便于攜帶，可柔曲、折疊，能提供彩色圖 像；不需要耗費(fèi)能量就能長期保存圖像，具有長效記憶性。但它也有缺點(diǎn)不 能像電子顯示器那樣即時(shí)變換圖像，所以不能被反復(fù)利用。因此把普通紙張和 電子顯示器的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來研究開發(fā)一種低成本、高性能的顯示技術(shù)一直是人 們夢寐以求的，從而促進(jìn)了電子紙顯示技術(shù)的崛起和發(fā)展。
電泳顯示器(ElectrophoreticDisplays)是基于懸浮在分散介質(zhì)中的帶電粒子 的電泳現(xiàn)象而制成的一種非發(fā)射性的裝置，具有高對比度、省電、輕、薄、可 彎曲、便于攜帶等顯著優(yōu)點(diǎn)。微膠囊化是將電泳懸浮液包封在透明膜中，從而 抑制了電泳粒子的團(tuán)聚和沉積，提高了電泳顯示器的穩(wěn)定性和使用壽命。Barrett Comiskey等首先利用脲醛樹脂微膠囊包封電泳懸浮液，該型微膠囊具有優(yōu)良的 機(jī)械強(qiáng)度，但柔韌性較差，囊壁較脆不耐刮、壓。Nakamura等敘述了一種明膠-阿拉伯膠體系的微膠囊用于電泳顯示的制備方法，該型微膠囊具有良好的柔韌 性，但其熱穩(wěn)定性較差，固化后微膠囊的應(yīng)用范圍僅僅只有10—60°C，而且阿 拉伯膠對中國來說是一種進(jìn)口產(chǎn)品，大規(guī)模的商業(yè)用途將是一種昂貴的原料； 此外，阿拉伯膠易降解，長期使用將影響微膠囊的性能。因此，尋找一種價(jià)格 相對低廉，并且性能穩(wěn)定的聚陰離子聚合物作為替代品一直是人們所感興趣的 問題。
疏水化水溶性聚合物是一種在分子鏈中含有疏水基團(tuán)的水溶性聚合物。在 水溶液中，此類聚合物的疏水基團(tuán)相互締合，當(dāng)聚合物的濃度高于某一臨界值 時(shí),大分子鏈形成可逆的空間網(wǎng)架作用。這類聚合物與表面活性劑在溶液中發(fā)生 較強(qiáng)的相互作用，使得很少量的表面活性劑對其混合溶液的性能產(chǎn)生很大的影 響。陰離子表面活性劑可以通過疏水作用結(jié)合到聚合物的疏水集團(tuán)上，從而增 強(qiáng)了分子鏈間的疏水集團(tuán)締合作用，但過量的陰離子表面活性劑可能由于電荷 排斥作用而破壞網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種工藝簡單的電泳顯示用微膠囊的制備方法，以獲 得性能穩(wěn)定、粒徑分布均勻的微膠囊。
本發(fā)明的用于電泳顯示的微膠囊的制備方法，其制備步驟為
1) 將疏水化水溶性聚合物和表面活性劑按質(zhì)量比0.001-0.1混合，溶解于 40。C-8(TC的水中，然后加入疏水性的電泳懸浮液，疏水化水溶性聚合物與疏水 性的電泳懸浮液的質(zhì)量比為1:1 1: 100，乳化或分散1 100分鐘，得到混合物；
2) 向混合物中加入質(zhì)量濃度1-20%的明膠溶液，加入酸調(diào)節(jié)pH值，使之發(fā) 生復(fù)凝聚反應(yīng)，反應(yīng)溫度為4(TC-8(TC;
3) 將復(fù)凝聚反應(yīng)的產(chǎn)物降溫到0-15°C，加入交聯(lián)劑使之固化交聯(lián)，再調(diào)節(jié) pH值到7.5-12，加熱升溫到40-80"C，反應(yīng)1-12小時(shí)，得到用于電泳顯示的微 膠囊。
本發(fā)明中，所說的疏水化水溶性聚合物的數(shù)均分子量在1000~100000，含有
至少一種疏水單體和至少一種親水單體，疏水單體和親水單體的摩爾比在1:
上述疏水單體可以是苯乙烯、甲基苯乙烯、丙烯酰胺、丙烯酸甲酯或甲基 丙烯酸甲酯。親水單體可以為丙烯酸、甲基丙烯酸、山梨酸、檸檬酸、馬來酸 或含羧酸的衍生物。
本發(fā)明中，所說的表面活性劑可以采用垸基芳基磺酸鹽、垸基芳基硫酸鹽 或其組合物。
本發(fā)明步驟2)復(fù)凝聚反應(yīng)所加的酸是質(zhì)量濃度在0.05~20%的鹽酸、硫酸、 醋酸、檸檬酸或酒石酸。
本發(fā)明中，所說的交聯(lián)劑可以是甲醛、戊二醛或重金屬鹽。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明制備工藝簡單，將疏水化水溶性聚合物和表面活性 劑用于電泳顯示用微膠囊的合成，在兩者的共同作用下，可以使電泳懸浮液油 滴的粒徑分布更加均勻，并可促進(jìn)與明膠發(fā)生復(fù)凝聚反應(yīng)，制備出穩(wěn)定的、密 封的、粒徑分布更均勻的球形微膠囊。本發(fā)明既克服了阿拉伯膠易降解的缺點(diǎn)， 又保留了微膠囊良好的柔韌性。


圖1是明膠/聚苯乙烯-馬來酸鈉/十二烷基苯磺酸鈉微膠囊的光學(xué)顯微鏡圖
片；
圖2是明膠/聚苯乙烯-馬來酸鈉/十二烷基苯磺酸鈉微膠囊的掃描圖片。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。 實(shí)施例1
1) 將10克聚苯乙烯-馬來酸鈉與1克十二垸基磺酸鈉溶解于8(TC水中，獲 得300克的水溶液。苯乙烯與馬來酸鈉摩爾比為1: 4，聚苯乙烯-馬來酸鈉數(shù)均
分子量為10000;
2) 將5克二氧化鈦粒子、0.5克油溶藍(lán)加入到300克四氯乙烯中，于40。C 下超聲振蕩，使之成為均勻的電泳懸浮液，取該電泳懸浮液70克，加入到上述 水溶液中，攪拌30分鐘得到O/W型乳液；
3) 將20克明膠溶于50。C水中，配成20%的水溶液，加入到上述0/W型乳 液中；
4) 在50。C下，向步驟3)產(chǎn)物中加入20%醋酸溶液，調(diào)pH值至4.5發(fā)生復(fù)
凝聚反應(yīng)；
5) 攪拌中將步驟4)的反應(yīng)產(chǎn)物的溫度降至10°C，滴入2.5毫升37%甲醛水 溶液，使微膠囊壁交聯(lián)，繼續(xù)反應(yīng)l小時(shí)；
6) 向步驟5)的反應(yīng)產(chǎn)物中加入3%氫氧化鈉溶液，調(diào)pH值到9，于45。C下 繼續(xù)反應(yīng)1.5小時(shí)，得到含電泳液的微膠囊，見圖1和圖2。由圖1可見，微膠 囊粒徑分布均勻，囊壁光學(xué)透明。由圖2可見，微膠囊表面光滑，在高真空下 仍然保持完好，并表現(xiàn)出良好的柔韌性。
實(shí)施例2
1) 將10克聚苯乙烯-馬來酸鈉與0.5克十六烷基苯磺酸鈉溶解于8(TC水中， 獲得300克的水溶液。苯乙烯與馬來酸鈉摩爾比為1: 4，數(shù)均分子量為21000;
2) 將5克二氧化鈦粒子、0.5克油溶藍(lán)加入到300克四氯乙烯中，于40°C 下超聲振蕩，使之成為均勻的電泳懸浮液，取該電泳懸浮液70克，加入到上述 水溶液中，攪拌20分鐘得到O/W型乳液；
3) 將20克明膠溶于5(TC水中，配成10%的水溶液，加入到上述0/W型乳 液中；
4) 在40。C下，向步驟3)產(chǎn)物中加入20%醋酸溶液，調(diào)pH值至4.5發(fā)生復(fù) 凝聚反應(yīng)；
5) 攪拌中將步驟4)的反應(yīng)產(chǎn)物的溫度降至1(TC，滴入3毫升25%戊二醛水
溶液，使微膠囊壁交聯(lián)，繼續(xù)反應(yīng)l小時(shí)；
6) 向步驟5)的反應(yīng)產(chǎn)物中加入3%氫氧化鈉溶液，調(diào)pH值到9，于45"C下繼續(xù)反應(yīng)5小時(shí)，得到含電泳液的微膠囊。 實(shí)施例3
1) 將10克聚苯乙烯-檸檬酸鈉與0.03克十二垸基硫酸鈉溶解于8(TC水中， 獲得300克的水溶液。苯乙烯與檸檬酸鈉摩爾比為1: 4，數(shù)均分子量為21000;
2) 將5克二氧化鈦粒子、0.5克油溶藍(lán)加入到300克石油醚中，于40'C下 超聲振蕩，使之成為均勻的電泳懸浮液，取該電泳懸浮液100克，加入到上述 水溶液中，攪拌50分鐘得到O/W型乳液；
3) 將20克明膠溶于50。C水中，配成5%的水溶液，加入到上述0/W型乳 液中；
4) 在5(TC下，向步驟3)產(chǎn)物中加入20%檸檬酸溶液，調(diào)pH值至4.5發(fā)生 復(fù)凝聚反應(yīng)；
5) 攪拌中將步驟4)的反應(yīng)產(chǎn)物的溫度降至15°C，滴入2.5毫升37%甲醛水 溶液，使微膠囊壁交聯(lián)，繼續(xù)反應(yīng)l小時(shí)；
6) 向步驟5)的反應(yīng)產(chǎn)物中加入3%碳酸氫鈉溶液，調(diào)pH值到ll,于45。C 下繼續(xù)反應(yīng)5小時(shí)，得到含電泳液的微膠囊。
實(shí)施例4
1) 將10克聚苯乙烯-甲基丙烯酸鈉與0.2克十六烷基苯磺酸鈉溶解于80°C 水中，獲得300克的水溶液。苯乙烯與甲基丙烯酸鈉摩爾比為1: 2，數(shù)均分子 量為80000;
2) 將5克二氧化鈦粒子、0.5克蘇丹紅加入到300克正辛烷中，于4(TC下 超聲振蕩，使之成為均勻的電泳懸浮液，取該電泳懸浮液100克，加入到上述 水溶液中，攪拌20分鐘得到O/W型乳液；
3) 將20克明膠溶于5(TC水中，配成5%的水溶液，加入到上述0/W型乳 液中；
4) 在5(TC下，向步驟3)產(chǎn)物中加入20%酒石酸溶液，調(diào)pH值至4.5發(fā)生 復(fù)凝聚反應(yīng)；
5) 攪拌中將步驟4)的反應(yīng)產(chǎn)物的溫度降至2'C，滴入2.5毫升37%甲醛水 溶液，使微膠囊壁交聯(lián)，繼續(xù)反應(yīng)l小時(shí)；
6) 向步驟5)的反應(yīng)產(chǎn)物中加入3%氨水溶液，調(diào)pH值到9，于45"C下繼續(xù) 反應(yīng)5小時(shí)，得到含電泳液的微膠囊
實(shí)施例5
1)將數(shù)均分子量分別為10000和21000的聚丙烯酸甲酯-馬來酸鈉各5克與10克十二垸基硫酸鈉溶解于8(TC水中，獲得300克的水溶液。丙烯酸甲酯與
馬來酸鈉摩爾比為l: 2;
2) 將5克二氧化鈦粒子、0.5克油溶紅加入到300克四氯乙烯中，于40°C 下超聲振蕩，使之成為均勻的電泳懸浮液，取該電泳懸浮液70克，加入到上述 水溶液中，攪拌20分鐘得到O/W型乳液；
3) 將20克明膠溶于5(TC水中，配成10%的水溶液，加入到上述0/W型乳 液中；
4) 在8(TC下，向步驟3)產(chǎn)物中加入20%醋酸溶液，調(diào)pH值至4.5發(fā)生復(fù) 凝聚反應(yīng)；
5) 攪拌中將步驟4)的反應(yīng)產(chǎn)物的溫度降至l(TC，滴入5.0毫升10%硫酸銅 水溶液，使微膠囊壁交聯(lián)，繼續(xù)反應(yīng)1小時(shí)；
6) 向步驟5)的反應(yīng)產(chǎn)物中加入3%氨水溶液，調(diào)pH值到9，于45'C下繼續(xù) 反應(yīng)5小時(shí)，得到含電泳液的微膠囊。
權(quán)利要求
1. 一種用于電泳顯示的微膠囊的制備方法，其特征在于其制備步驟為1)將疏水化水溶性聚合物和表面活性劑按質(zhì)量比0.001-0.1混合，溶解于40℃-80℃的水中，然后加入疏水性的電泳懸浮液，疏水化水溶性聚合物與疏水性的電泳懸浮液的質(zhì)量比為1∶1～1∶100，乳化或分散1～100分鐘，得到混合物；2)向混合物中加入質(zhì)量濃度1-20％的明膠溶液，加入酸調(diào)節(jié)pH值，使之發(fā)生復(fù)凝聚反應(yīng)，反應(yīng)溫度為40℃-80℃；3)將復(fù)凝聚反應(yīng)的產(chǎn)物降溫到0-15℃，加入交聯(lián)劑使之固化交聯(lián)，再調(diào)節(jié)pH值到7.5-12，加熱升溫到40-80℃，反應(yīng)1-12小時(shí)，得到用于電泳顯示的微膠囊。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微膠囊的制備方法，其特征在于所說的疏水化水 溶性聚合物的數(shù)均分子量在1000 100000，含有至少一種疏水單體和至少一種親 水單體，疏水單體和親水單體的摩爾比在l: 5 5: 1。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的微膠囊的制備方法，其特征在于所說的疏水單體 為苯乙烯、甲基苯乙烯、丙烯酰胺、丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸甲酯。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的微膠囊的制備方法，其特征在于所說的親水單體 為丙烯酸、甲基丙烯酸、山梨酸、檸檬酸、馬來酸或含羧酸的衍生物。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微膠囊的制備方法，其特征在于表面活性劑為垸 基芳基磺酸鹽、烷基芳基硫酸鹽或其組合物。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微膠囊的制備方法，其特征在于步驟2)復(fù)凝聚反 應(yīng)所加的酸是質(zhì)量濃度在0.05 20%的鹽酸、硫酸、醋酸、檸檬酸或酒石酸。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微膠囊的制備方法，其特征在于所說的交聯(lián)劑是 甲醛、戊二醛或重金屬鹽。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于電泳顯示微膠囊的制備方法。步驟為1)將疏水化水溶性聚合物和表面活性劑混合，然后加入疏水性的電泳懸浮液，乳化或分散得到混合物；2)向混合物中加入明膠溶液調(diào)整pH值進(jìn)行復(fù)凝聚反應(yīng)；3)加入交聯(lián)劑使之固化交聯(lián)，得到用于電泳顯示的微膠囊。本發(fā)明制備工藝簡單，將疏水化水溶性聚合物和表面活性劑用于電泳顯示用微膠囊的合成，在兩者的共同作用下，可以使電泳懸浮液油滴的粒徑分布更加均勻，并可促進(jìn)與明膠發(fā)生復(fù)凝聚反應(yīng)，制備出穩(wěn)定的、密封的、粒徑分布更均勻的球形微膠囊。本發(fā)明既克服了阿拉伯膠易降解的缺點(diǎn)，又保留了微膠囊良好的柔韌性。
文檔編號(hào)G02F1/167GK101417221SQ200810122390
公開日2009年4月29日 申請日期2008年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月24日
發(fā)明者剛 吳, 李煒罡, 茫 汪, 陳紅征 申請人:浙江大學(xué)