專利名稱：一種黑白電泳顯示微膠囊的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種黑白電泳顯示微膠囊的制備方法，特別涉及柔性顯示電子墨水微膠囊制備領域。
背景技術：
微膠囊電泳顯示是利用微膠囊包裹帶電粒子的懸浮液，在電場作用下，微膠囊內(nèi)的帶電粒子發(fā)生定向泳動而實現(xiàn)顯示的技術。微膠囊的制備則是微膠囊電泳顯示技術的關鍵內(nèi)容之一，微膠囊單個分散、粒徑均勻，囊壁強度高，韌性好，能夠使其在顯示器件的制備過程不遭到損壞，是實現(xiàn)電泳顯示的基本要求。文獻中報道的制備微膠囊的方法很多，主要有脲醛樹脂系原位聚合法和明膠-阿拉伯膠系復凝聚法。與脲醛樹脂系膠囊相比，復凝聚法制備的膠囊具有球形度好，封閉性強，平滑度和透明度高、具有親水性和滲透性等特點，應用比較廣泛。但是明膠-阿拉伯膠微膠囊之間容易團聚粘連，不易獲得單個分散的產(chǎn)物，而且囊壁機械強度不夠，容易破裂， 如圖4a，這嚴重影響了器件的顯示性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種高強度電泳顯示用明膠-阿拉伯膠系微膠囊制備方法，優(yōu)點是通過控制復配分散劑的HLB值以及濃度，提高了微膠囊的產(chǎn)率，如圖1。工藝中固化條件以及順序，可以使微膠囊在30°C烘干20 30min未破裂，50°C下烘干20 30min微膠囊失水發(fā)生變形，但仍未破裂，如圖4b、c，并能承受涂布工藝積壓形成完好無損的單層微膠囊顯示膜如圖fe。本發(fā)明的技術方案如下一種黑白電泳顯示微膠囊的制備方法，其步驟為1)以質量比為1 1 2 1的明膠與阿拉伯膠作為壁材，用溫度為45°C的去離子水配成Iwt % 的水溶液，將HLB = 8 13的復合型表面活性劑加入溶液中，使其濃度為0. 0005 0. 003g · ml/1，并用堿調(diào)節(jié)溶液pH = 6 7 ；2)將電泳液加到步驟1)的水溶液中，分散20 30min，電泳液與壁材的質量比為 2 1 10 1，獲得0/W型乳液；用稀醋酸調(diào)節(jié)體系pH = 4 5，使明膠-阿拉伯膠發(fā)生復凝聚反應形成囊壁，反應溫度45°C，反應時間lh。3)將步驟幻產(chǎn)物降溫至10°C以下，加入固化劑5wt%戊二醛將囊壁交聯(lián)固化lh， 戊二醛與明膠質量比為1 1 5 1，用堿溶液調(diào)節(jié)體系調(diào)節(jié)PH = 9 11，并使體系溫度加熱到45 60°C，繼續(xù)反應90min ；將得到的微膠囊分離加入多酚溶液中，，在20 30°C 下繼續(xù)反應10小時即可。所述表面活性劑為非離子型表面活性劑的復配，HLB = 8 13，其中非離子型表面活性劑有=Span系列、OP系列和Tween系列。所述的Span 系列為 Span 85、Span 80 和 Span 60 ；OP 系列為 0P_9、0P-10 和0P-15 ;Tween 系列為Tween 80、Tween 60 或 Tween 40。所述堿溶液為弱堿包括碳酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸鉀、碳酸氫鉀、碳酸銨或碳酸氫銨，濃度為 0. 02 0. Ig ‘ IIir10所述多酚為單寧酸、蘋果多酚或茶多酚，其濃度為0. 5wt% 3wt%。所述最佳工藝條件為步驟1)明膠與阿拉伯膠溶液質量比為1 1，濃度為 2wt%，表面活性劑HLB = 10左右，濃度為0. OOlg ^r115步驟2)中電泳液與壁材質量比為 5 1，稀醋酸濃度為5% 10%，復凝聚反應體系pH = 4. 5 5.0，步驟3)中戊二醛濃度為IOwt %，與明膠質量比為4 1，滴加速度為1 3mL/min，步驟4)中多酚濃度為lwt%， 體積50mL。本發(fā)明的效果是用此工藝制備的微膠囊表面光滑且單個分散如圖3c、d，粒徑均勻，產(chǎn)率高，如圖1、圖2，而且囊壁強度高，韌性好，在高溫下不破裂，嚴重變形后亦不破損， 如圖4b、c，并使顯示器件得到了顯示圖像，如圖恥。


圖1是微膠囊產(chǎn)率與平均粒徑大小與分散劑濃度關系圖；隨著表面活性劑濃度的增加，微膠囊平均粒徑變小，濃度大于0. OOlg .mL-1后穩(wěn)定在50 μ m左右；表面活性劑濃度低于0. OOlg -πιΓ1時，微膠囊的產(chǎn)率隨著表面活性劑濃度的增大而增大，高于0. OOlg · πιΓ1后，產(chǎn)率減小，在0. OOlg · mL"1處達到最大值。圖2是微膠囊粒徑分布直方圖；利用GMS圖像分析系統(tǒng)軟件分析測得，微膠囊粒徑分布服從正態(tài)分布，平均粒徑在30 60 μ m之間，且標準差為1. 5 2. 0 μ m，粒徑在20 80 μ m范圍內(nèi)的微膠囊比例約為 75% 85%。圖3a、b分別是傳統(tǒng)工藝制備的微膠囊透射光光學顯微鏡圖像和反射光光學顯微鏡圖像；c、d分別是最佳工藝條件制備的微膠囊透射光光學顯微鏡圖像和反射光光學顯微鏡圖像；圖如是傳統(tǒng)工藝制備的微膠囊失水后圖像，b是最佳工藝條件下制備的微膠囊在 30°C烘干20min后圖像，c是最佳工藝條件下制備的微膠囊在50°C下烘干20min后圖像。圖fe是微膠囊顯示層顯微圖像，b是顯示器件。從圖中可看出，微膠囊完好無損， 并能顯示出清晰的圖像。
具體實施例方式實例1(1)將1. Og明膠和1. Og阿拉伯膠用45°C去離子水配制成Iwt %水溶液，調(diào)節(jié)pH =6 7，保持體系在45°C下，加入HLB = 8的復配表面活性劑0. 0005g · mL—1，一次性注入 4g電泳液，600rpm轉速下分散15min，使其生成0/W的乳狀液，用稀醋酸溶液在0.證左右調(diào) pH = 4 5，恒溫反應Ih，然后降至室溫。(2)加冰將(1)體系溫度降溫至10°C以下，加入40mL5Wt%戊二醛進行固化，約 Ih ；用弱堿溶液將體系調(diào)至pH = 9，再將反應溫度升至45°C，并保持90min，降至室溫，攪拌過夜，分離得到微膠囊。
(3)將⑵得到的微膠囊加入到50mL0. 5wt%單寧酸中，在20°C下反應10h，降至室溫，水洗分離。實例2(1)將1. 5g明膠和1. Og阿拉伯膠用45°C去離子水配制成3wt%水溶液，調(diào)節(jié)pH =6 7，保持體系在45°C下，加入HLB = 9的復配表面活性劑0. 0015g · mL—1，一次性注入 15g電泳液，600rpm轉速下分散15min，使其生成0/W的乳狀液，用稀醋酸溶液在0. 5h左右調(diào)pH = 4 5，恒溫反應lh，然后降至室溫。(2)加冰將(1)體系溫度降溫至10°C以下，加入90mL5%戊二醛進行固化，Ih ；用弱堿溶液將體系調(diào)至pH = 10，再將反應溫度升至45°C，并保持90min，降至室溫，攪拌過夜， 分離得到微膠囊。(3)將⑵得到的微膠囊加入到50mLlWt%單寧酸中，在25°C下反應10h，降至室溫，水洗分離。實例3(1)將2. Og明膠和1. Og阿拉伯膠用45°C去離子水配制成水溶液，調(diào)節(jié)pH =6 7，保持體系在45°C下，加入HLB = 13的復配表面活性劑0. 003g · mL—1，一次性注入 30g電泳液，600rpm轉速下分散15min，使其生成0/W的乳狀液，用稀醋酸溶液在0. 5h左右調(diào)pH = 4 5，恒溫反應lh，然后降至室溫。(2)加冰將(1)體系溫度降溫至10°C以下，加入200mL5wt%戊二醛進行固化，約 Ih ；用弱堿溶液將體系調(diào)至pH = 11，再將反應溫度升至45°C，并保持90min，降至室溫，攪拌過夜，分離得到微膠囊。(3)將⑵得到的微膠囊加入到50mL 3wt%蘋果多酚中，在30°C下反應10h，降至室溫，水洗分離。實例4(1)將1. Og明膠和1. Og阿拉伯膠用45°C去離子水配制成2wt%水溶液，調(diào)節(jié)pH =6 7，保持體系在45°C下，加入HLB = 10的復配表面活性劑0. OOlg · mL—1，一次性注入 IOg電泳液，600rpm轉速下分散15min，使其生成0/W的乳狀液，用稀醋酸溶液在0. 5h左右調(diào)pH = 4 5，恒溫反應lh，然后降至室溫。(2)加冰將(1)體系溫度降溫至10°C以下，加入40mL5%戊二醛進行固化，約Ih ； 用弱堿溶液將體系調(diào)至pH = 10，再將反應溫度升至45°C，并保持90min，降至室溫，攪拌過夜，分離得到微膠囊。(3)將⑵得到的微膠囊加入到50mL 蘋果多酚中，在25°C下反應10h，降至室溫，水洗分離。
權利要求
1.一種黑白電泳顯示微膠囊的制備方法，其特征在于其步驟為1)以質量比為1 1 2 1的明膠與阿拉伯膠作為壁材，用溫度為45°C的去離子水配成Iwt % 的水溶液，將HLB = 8 13的復合型表面活性劑加入溶液中，使其濃度為0. 0005 0. 003g · mL—1，并用堿調(diào)節(jié)溶液pH = 6 7 ；2)將電泳液加到步驟1)的水溶液中，分散20 30min，電泳液與壁材的質量比為 2 1 10 1，獲得0/W型乳液；用稀醋酸調(diào)節(jié)體系pH = 4 5，使明膠-阿拉伯膠發(fā)生復凝聚反應形成囊壁，反應溫度45°C，反應時間Ih ；3)將步驟幻產(chǎn)物降溫至10°C以下，加入固化劑5wt%戊二醛將囊壁交聯(lián)固化lh，戊二醛與明膠質量比為1 1 5 1，用堿溶液調(diào)節(jié)體系調(diào)節(jié)pH = 9 11，并使體系溫度加熱到45 60°C，繼續(xù)反應90min ；將得到的微膠囊分離加入50mL多酚溶液中，在20 30°C 下繼續(xù)反應10小時即可。
2.如權利要求1所述制備方法，其特征是表面活性劑為非離子型表面活性劑的復配， HLB = 8 13，其中非離子型表面活性劑有Span系列、OP系列和Tween系列。
3.如權利要求2所述的制備方法，其特征是所述的Span系列為Span85、Span 80和 Span 60 ;0P 系列為 0P-9、0P-10 禾口 0P-15 ;Tween 系列為:Tween 80>Tween 60 或 Tween 40。
4.如權利要求1所述制備方法，其特征是所述堿溶液均為弱堿包括碳酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸鉀、碳酸氫鉀、碳酸銨或碳酸氫銨。
5.如權利要求1所述制備方法，其特征是所述多酚為單寧酸、蘋果多酚或茶多酚，其濃度為 0. 5wt%~ 3wt%0
全文摘要
本發(fā)明涉及一種黑白電泳顯示微膠囊的制備方法，1)以質量比為1∶1～2∶1的明膠與阿拉伯膠作為壁材，用溫度為45℃的去離子水配成水溶液，將HLB＝8～13的復合型表面活性劑加入溶液中，并用堿調(diào)節(jié)溶液pH＝6～7；2)將電泳液加到步驟1)的水溶液中，獲得O/W型乳液；用稀醋酸調(diào)節(jié)體系pH＝4～5，使明膠-阿拉伯膠發(fā)生復凝聚反應形成囊壁；3)產(chǎn)物降溫至10℃以下，加固化劑5wt％戊二醛將囊壁交聯(lián)固化1h，用堿溶液調(diào)節(jié)體系調(diào)節(jié)pH＝9～11，并使體系溫度加熱到45～60℃；將得到的微膠囊分離加入多酚溶液中，在20～30℃下繼續(xù)反應10小時即可。此工藝制備的微膠囊單個分散、粒徑均勻，產(chǎn)率高，囊壁強度高，韌性好，在高溫下不破裂，嚴重變形后亦不破損，并使顯示器件得到了顯示圖像。
文檔編號G02F1/167GK102441354SQ20111032987
公開日2012年5月9日 申請日期2011年10月27日 優(yōu)先權日2011年10月27日
發(fā)明者張靜, 李祥高, 楊婷婷, 柳志杰, 王世榮 申請人:天津大學