專利名稱：明膠改性脲甲醛電泳微膠囊及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及明膠改性脲甲醛(三聚氰胺-尿素-甲醛)電泳微膠囊及其制備方 法，，包括電泳微膠囊的囊壁和囊芯，屬于微膠囊制備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
微膠囊電泳顯示技術(shù)最早是由麻省理工學(xué)院(MIT)媒體實(shí)驗(yàn)室提出，隨后由美國(guó) E-Ink公司發(fā)展起來(lái)的一種電子紙顯示技術(shù)。微膠囊的引入是電泳顯示技術(shù)的重要突破，它 將電泳液分散、禁錮在有限的體積范圍內(nèi)，使微粒的擴(kuò)散和聚集限制在很小的范圍，解決了 電泳顯示的不穩(wěn)定性問(wèn)題。微膠囊化電泳顯示技術(shù)以其優(yōu)越的性能得到了世界許多公司的 大力支持，且已有一些顯示器件產(chǎn)品問(wèn)世。其中以美國(guó)E-Ink公司為中心的世界范圍內(nèi)的 研究聯(lián)盟在微膠囊電泳顯示技術(shù)上取得的成果最令人矚目。與國(guó)外電泳顯示技術(shù)對(duì)比，國(guó) 內(nèi)電泳顯示技術(shù)的研究主要局限于基礎(chǔ)理論研究和設(shè)備初期設(shè)計(jì)階段，研究的范圍窄，涉 及電泳顯示的實(shí)際應(yīng)用還有問(wèn)題需要解決。采用脲醛樹(shù)脂制備電子墨水微膠囊的方法沿用已久。脲醛樹(shù)脂微膠囊疏水、氣密 性好、介電效果理想、涂布后容易干燥，但其表面粗糙、透明度較差、韌性不夠、涂布時(shí)難以 實(shí)現(xiàn)緊密排列，膠囊光散射率高，影響顯示對(duì)比度。因此，對(duì)脲醛樹(shù)脂微膠囊改性研究，以改 善膠囊的表面平滑度、透明性和柔韌性，對(duì)電泳顯示的微膠囊技術(shù)具有重大的理論意義和 廣泛的應(yīng)用價(jià)值。并且，國(guó)內(nèi)大多采用四氯乙烯或四氯乙烯與其他溶劑的復(fù)配體系作為分 散介質(zhì)，但四氯乙烯具有毒性、與環(huán)境不相容，因此尋找新的分散介質(zhì)代替四氯乙烯是很必 要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出明膠改性脲甲醛電泳微膠囊及其制備方法，通過(guò)明膠改性尿素-三聚 氰胺-甲醛復(fù)合樹(shù)脂微膠囊包覆不同分散介質(zhì)的電泳微膠囊規(guī)則圓整、光滑、透明、有韌 性、干燥不破裂且密閉性良好。將該工藝運(yùn)用到電泳粒子微膠囊的制備中，使該膠囊可用于 電子墨水的顯示技術(shù)中，能夠耐溶劑、有較好的密封性，并與電泳粒子有較好的相容性。明 膠改性脲甲醛的電泳微膠囊囊壁透明性和柔韌性好，膠囊不易破裂，使其在外電場(chǎng)作用下 有更長(zhǎng)的使用壽命和實(shí)用性。明膠改性的尿素-三聚氰胺-甲醛樹(shù)脂微膠囊做為電泳微膠 囊的壁材，包覆異構(gòu)烷烴與四氯乙烯、氯化石蠟或硅油等不同分散介質(zhì)復(fù)配制得的電泳懸 浮液，制備明膠改性脲甲醛電泳微膠囊。本發(fā)明中明膠改性脲甲醛制備的電泳微膠囊在變 換電壓時(shí)有良好的電泳顯示響應(yīng)。本發(fā)明是通過(guò)下述技術(shù)方案加以實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明的明膠改性脲甲醛電泳微膠囊，包括囊芯和囊壁，囊壁為明膠改性脲甲醛。本發(fā)明的明膠改性脲甲醛電泳微膠囊，囊芯為異構(gòu)烷烴與四氯乙烯、氯化石蠟或 硅油為分散介質(zhì)配置的電泳液。本發(fā)明的明膠改性脲甲醛電泳微膠囊的制備方法，步驟如下以反應(yīng)物三聚氰胺、尿素和甲醛總質(zhì)量為100%為基準(zhǔn)1)將質(zhì)量百分比為5% 15%三聚氰胺、15% 45%尿素加入反應(yīng)器中，再加 入40% 80%甲醛，滴加三乙醇胺調(diào)節(jié)pH到8. 0 8. 5，在40°C 80°C水浴中恒溫反應(yīng)
0.5h 2. 5h，制得預(yù)聚體；然后降溫，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 02% 10%的明膠水溶液稀釋， 然后加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)45% 135%四氯乙烯，攪拌5min 30min后，用三乙醇胺調(diào)節(jié)pH到
1.2 1. 8，30°C恒溫反應(yīng)1. Oh 3. Oh，洗滌過(guò)濾得明膠改性的尿素-三聚氰胺_甲醛復(fù)合 樹(shù)脂的電泳微膠囊的囊壁；2)用步驟1)中以明膠改性的尿素-三聚氰胺-甲醛樹(shù)脂做為微膠囊壁材，包覆電 泳懸浮液囊芯，制備明膠改性脲甲醛電泳微膠囊。本發(fā)明的的明膠改性脲甲醛電泳微膠囊的制備方法，步驟如下3)質(zhì)量百分比為10% 50%異構(gòu)烷烴與50% 90%四氯乙烯或異構(gòu)烷烴 90% 99. 8%與0. 02% 10%氯化石蠟，或85% 99. 5%異構(gòu)烷烴與0. 5% 15%硅油 進(jìn)行復(fù)配，加入通常配置的TiO2粒子或碳黑電泳粒子、失水山梨醇三油酸酯系列、聚異丁烯 單丁二酰亞胺系列和鋯珠，球磨12h 48h，然后用銅網(wǎng)過(guò)濾除去鋯珠，得到分散穩(wěn)定的電 泳懸浮液作為囊芯；4)將步驟1)的電泳懸浮液囊芯，包覆到明膠改性脲甲醛微膠囊壁中，制備電泳微膠囊。本文采用明膠改性三聚氰胺_尿素-甲醛復(fù)合樹(shù)脂原位聚合法制備的電泳微膠 囊壁材具有規(guī)則的幾何形貌、表面光滑、表面光滑、規(guī)則、有良好的透明度和柔韌性，不易破 裂。將該工藝運(yùn)用到電泳粒子微膠囊的制備中，使該膠囊可用于電子墨水的顯示技術(shù)中，能 夠耐溶劑、有較好的密封性，并與電泳粒子有較好的相容性。電子墨水微膠囊柔韌性和透明 性好，膠囊不易破裂，使其在外電場(chǎng)作用下有更長(zhǎng)的使用壽命。明膠改性的尿素-三聚氰 胺-甲醛樹(shù)脂空白微膠囊做為微膠囊壁材，包覆異構(gòu)烷烴與四氯乙烯、氯化石蠟或硅油等 不同分散介質(zhì)復(fù)配制得的電泳懸浮液，制備明膠改性脲甲醛電泳微膠囊。本發(fā)明用明膠改 性三聚氰胺-尿素-甲醛復(fù)合樹(shù)脂原位聚合法制備的電泳微膠囊在變換電壓時(shí)有明顯的電 泳顯示響應(yīng)。未改性的脲醛樹(shù)脂微膠囊存在表面比較粗糙、透明度較差和韌性不夠等缺點(diǎn)，三 聚氰胺-尿素-甲醛復(fù)合樹(shù)脂微膠囊見(jiàn)圖1，而性能良好的微膠囊，應(yīng)該具有較好的球形度、 光滑的表面和良好的透明性。明膠改性脲甲醛的微膠囊見(jiàn)圖2，明膠改性微膠囊在光學(xué)顯微 鏡下的表面形貌見(jiàn)圖3。以明膠作為系統(tǒng)調(diào)節(jié)劑時(shí)，明膠會(huì)影響脲醛樹(shù)脂的反應(yīng)速率。在 反應(yīng)體系中加入明膠會(huì)降低脲醛樹(shù)脂的反應(yīng)速率，使得體系中的聚合物以凝聚相狀態(tài)富集 到油滴表面，形成光滑的液膜，固化后形成光滑的囊壁。與未改性相比，加入明膠做為系統(tǒng) 調(diào)節(jié)劑制備的復(fù)合樹(shù)脂微膠囊囊壁透明度有所提高；改變明膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)會(huì)影響微膠囊的形 態(tài)，明膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%時(shí)改性微膠囊形態(tài)和透明性很好。明膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)較小(< 0. 2% ) 時(shí)，其對(duì)脲醛樹(shù)脂的改性作用不明顯；當(dāng)明膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)逐漸增大時(shí)，改性效果非常明顯；當(dāng) 明膠濃度繼續(xù)增大(> 10% )時(shí)，改性效果未見(jiàn)顯著提高，且會(huì)降低樹(shù)脂固化程度，微膠囊 易在容器中出現(xiàn)掛壁現(xiàn)象。目前，國(guó)內(nèi)大多采用四氯乙烯或四氯乙烯與其他溶劑的復(fù)配體系作為分散介質(zhì)， 但四氯乙烯具有毒性、與環(huán)境不相容，因此尋找新的分散介質(zhì)代替四氯乙烯是很必要。異構(gòu)
4烷烴由于成本低、粘度小、介電常數(shù)高、沸點(diǎn)高，介電強(qiáng)度良好、揮發(fā)性低和非反應(yīng)性而用于 電子墨水中。異構(gòu)烷烴最適合作分散介質(zhì)，但異構(gòu)烷烴密度過(guò)小、折射率也不高，需要通過(guò) 復(fù)配來(lái)改善這些不足。因此選擇異構(gòu)烷烴分別與四氯乙烯、氯化石蠟或硅油等分散介質(zhì)進(jìn) 行復(fù)配。以異構(gòu)烷烴(10% 50% )與四氯乙烯(50% 90% )復(fù)配體系為分散介質(zhì)，電泳 粒子、電荷控制劑和穩(wěn)定劑配制電泳顯示液，制備明膠改性尿素-三聚氰胺-甲醛復(fù)合樹(shù)脂電 泳微膠囊。研究表明，當(dāng)異構(gòu)烷烴-四氯乙烯的質(zhì)量比大于5 5時(shí)，微膠囊漂浮在產(chǎn)物溶 液中不易于洗滌及分離，微膠囊內(nèi)粒子濃度較低且微膠囊壁易破損；當(dāng)異構(gòu)烷烴與四氯乙烯 (四氯乙烯質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50% 90% )復(fù)配時(shí)，微膠囊沉在產(chǎn)物溶液中且微膠囊形態(tài)較好。以異構(gòu)烷烴(90% 99. 8%)與氯化石蠟(0. 02% 10% )復(fù)配體系為分散介質(zhì)， 電泳粒子、電荷控制劑和穩(wěn)定劑配制電泳顯示液，制備明膠改性尿素_三聚氰胺_甲醛復(fù)合 樹(shù)脂電泳微膠囊。減小復(fù)配體系中氯化石蠟的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(> 0.02%，< 10% )，含有微膠 囊的產(chǎn)物溶液易分層，形成的微膠囊形態(tài)更好，粒徑減小。分析原因，氯化石蠟(> 10% ) 時(shí)，石蠟的粘度太大，致使異構(gòu)烷烴-氯化石蠟復(fù)配體系配制的電泳顯示液非常難分散，且 即使分散開(kāi)也難以保持穩(wěn)定，從而影響微膠囊化的過(guò)程。以異構(gòu)烷烴(85% 99. 5% )與硅油(0. 5% 15% )復(fù)配體系作為分散介質(zhì)，電 泳粒子、電荷控制劑和穩(wěn)定劑配制電泳顯示液，制備明膠改性尿素-三聚氰胺_甲醛復(fù)合樹(shù) 脂電泳微膠囊。電泳微膠囊的球形度好、表面光滑且粒徑大小合適分布較均勻。以明膠改性的三聚氰胺-尿素-甲醛復(fù)合樹(shù)脂為壁材，異構(gòu)烷烴(10% 50% ) 與四氯乙烯(50% 90% )、異構(gòu)烷烴(90% 99. 8% )與氯化石蠟(0.02% 10% )，或 異構(gòu)烷烴(85% 99. 5% )與硅油(0. 5% 15% )復(fù)配體系作為分散介質(zhì)，制備電泳微膠 囊。然后，將微膠囊填充在自制的電泳池中，電場(chǎng)強(qiáng)度80V，電泳粒子在變換電壓時(shí)有明顯的 電泳響應(yīng)。


圖1為三聚氰胺_尿素-甲醛復(fù)合樹(shù)脂空白微膠囊；圖2為明膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%的改性脲甲醛的微膠囊；圖3為光學(xué)顯微鏡下明膠改性脲甲醛微膠囊的整體形貌圖；圖4為異構(gòu)烷烴(30% )_四氯乙烯(70% )復(fù)配體系作為分散介質(zhì)時(shí)制備的明膠 改性脲甲醛電泳微膠囊；圖5為異構(gòu)烷烴(95% )與氯化石蠟(5% )復(fù)配體系作為分散介質(zhì)時(shí)制備的明膠 改性脲甲醛電泳微膠囊；圖6為異構(gòu)烷烴(90% )與硅油(10% )的復(fù)配體系作為分散介質(zhì)時(shí)制備的明膠 改性脲甲醛電泳微膠囊；圖7為施加正反電場(chǎng)時(shí)明膠改性的三聚氰胺_尿素-甲醛電泳微膠囊的電泳；圖8為四氯乙烯為分散介質(zhì)時(shí)制備的明膠改性脲甲醛電泳微膠囊。
具體實(shí)施例方式本文提出明膠改性脲甲醛電泳微膠囊的囊壁和電泳液的液分散介質(zhì)及其制備方法，通過(guò)明膠改性尿素-三聚氰胺_甲醛復(fù)合樹(shù)脂微膠囊包覆不同分散介質(zhì)的電泳微膠囊。 具體如下以反應(yīng)物三聚氰胺、尿素和甲醛總質(zhì)量為100%為基準(zhǔn)明膠改性三聚氰胺_尿素-甲醛復(fù)合樹(shù)脂微膠囊(電泳微膠囊的囊壁)的制備方 法，采用原位聚合法明膠改性三聚氰胺-尿素_甲醛復(fù)合樹(shù)脂微膠囊。其具體步驟如下將5. 0% 15. 0%三聚氰胺、15. 0% 45. 0%尿素加入三口瓶中，再加入 40. 0% 80. 0%甲醛，滴加三乙醇胺調(diào)節(jié)pH到8. 0 8. 5，在40°C 80°C水浴中恒溫反應(yīng)
0.5h 2. 5h，制得預(yù)聚體。然后降溫，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 2% 10%的明膠水溶液稀釋， 再加入四氯乙烯，高速攪拌5min 30min后，減速，調(diào)節(jié)pH到1. 2 1. 8，30°C恒溫反應(yīng)
1.Oh 3. Oh,洗滌過(guò)濾得明膠改性的尿素-三聚氰胺_甲醛復(fù)合樹(shù)脂微膠囊(電泳微膠囊 的囊壁)。一種明膠改性三聚氰胺_尿素-甲醛復(fù)合樹(shù)脂電泳微膠囊的囊芯的制備方法，即 異構(gòu)烷烴與四氯乙烯、氯化石蠟或硅油不同分散介質(zhì)的電泳液的配制，其步驟如下異構(gòu)烷烴(10% 50% )與四氯乙烯(50% 90% )、異構(gòu)烷烴(90% 99· 8% ) 與氯化石蠟(0.02% 10% )，或異構(gòu)烷烴(85% 99. 5% )與硅油(0. 5% 15% )進(jìn)行 復(fù)配，加入電泳粒子、失水山梨醇三油酸酯系列、聚異丁烯單丁二酰亞胺系列和鋯珠，球磨 12h 48h左右，然后用銅網(wǎng)過(guò)濾除去鋯珠，得到分散穩(wěn)定的電泳懸浮液(電泳微膠囊的囊 芯)。一種明膠改性脲甲醛電泳微膠囊的制備，其步驟如下采用明膠改性的尿素-三聚氰胺-甲醛樹(shù)脂微膠囊為壁材，異構(gòu)烷烴與四氯乙烯、 氯化石蠟或硅油不同分散介質(zhì)的電泳液為芯，制備明膠改性脲甲醛電泳微膠囊。具體實(shí)例如下實(shí)例1三聚氰胺_脲醛復(fù)合樹(shù)脂空白微膠囊的制備將質(zhì)量百分比7. 5%三聚氰胺、22. 5%尿素加入三口瓶中，再加入70. 0%甲醛，滴 加三乙醇胺調(diào)節(jié)pH到8. 0，在60°C水浴中恒溫反應(yīng)1. 5h，制得預(yù)聚體。然后降溫，加入水稀 釋，再加入四氯乙烯，高速攪拌IOmin后，減速，調(diào)節(jié)pH到1. 5，30°C恒溫反應(yīng)2. Oh,洗滌過(guò) 濾得尿素_三聚氰胺_甲醛復(fù)合樹(shù)脂空白微膠囊。實(shí)例2將質(zhì)量百分比5. 0%三聚氰胺、15. 0%尿素加入三口瓶中，再加入80. 0%甲醛，滴 加三乙醇胺調(diào)節(jié)pH到8. 0，在40°C水浴中恒溫反應(yīng)0. 5h，制得預(yù)聚體。然后降溫，加入質(zhì)量 分?jǐn)?shù)為0. 02%的明膠水溶液稀釋，再加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)45%四氯乙烯，高速攪拌5min后，減速， 用三乙醇胺調(diào)節(jié)PH調(diào)節(jié)pH到1. 2，30°C恒溫反應(yīng)1. 0h，洗滌過(guò)濾得明膠改性的尿素-三聚 氰胺_甲醛復(fù)合樹(shù)脂微膠囊(電泳微膠囊的囊壁)。實(shí)例3將質(zhì)量百分比10. 0%三聚氰胺、30. 0%尿素加入三口瓶中，再加入60. 0%甲醛， 滴加三乙醇胺調(diào)節(jié)pH到8. 5，在60°C水浴中恒溫反應(yīng)1. 5h，制得預(yù)聚體。然后降溫，加入質(zhì) 量分?jǐn)?shù)為5%的明膠水溶液稀釋，再加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)90%四氯乙烯，高速攪拌20min后，減速， 用三乙醇胺調(diào)節(jié)PH到1. 5，30°C恒溫反應(yīng)2. 0h，洗滌過(guò)濾得明膠改性的尿素-三聚氰胺-甲醛復(fù)合樹(shù)脂(電泳微膠囊的囊壁)。實(shí)例 4將質(zhì)量百分比15. 0%三聚氰胺、45. 0%尿素加入三口瓶中，再加入40. 0%甲醛， 滴加三乙醇胺調(diào)節(jié)pH到8. 5，在80°C水浴中恒溫反應(yīng)2. 5h，制得預(yù)聚體。然后降溫，加入 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的明膠水溶液稀釋，再加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)135%四氯乙烯，高速攪拌30min后， 減速，用三乙醇胺調(diào)節(jié)PH到1. 8，30°C恒溫反應(yīng)3. Oh,洗滌過(guò)濾得明膠改性的尿素-三聚氰 胺_甲醛復(fù)合樹(shù)脂(電泳微膠囊的囊壁)。實(shí)例 5異構(gòu)烷烴(10% )與四氯乙烯(90% )復(fù)配，加入通常配置的TiO2粒子和碳黑電 泳粒子、失水山梨醇三油酸酯系列、聚異丁烯單丁二酰亞胺系列和鋯珠，球磨12h左右，然 后用銅網(wǎng)過(guò)濾除去鋯珠，得到分散穩(wěn)定的電泳懸浮液(電泳微膠囊的囊芯)。采用實(shí)例2制備的明膠改性尿素_三聚氰胺_甲醛樹(shù)脂微膠囊為壁材，異構(gòu)烷烴 (10% )與四氯乙烯(90% )復(fù)配的電泳液為囊芯，制備明膠改性脲甲醛電泳微膠囊。實(shí)例6異構(gòu)烷烴(30%)與四氯乙烯(70%)復(fù)配，加入通常方法配置的TiO2粒子和碳黑 電泳粒子、失水山梨醇三油酸酯系列、聚異丁烯單丁二酰亞胺系列和鋯珠，球磨24h左右， 然后用銅網(wǎng)過(guò)濾除去鋯珠，得到分散穩(wěn)定的電泳懸浮液(電泳微膠囊的囊芯)。采用實(shí)例3制備的明膠改性尿素_三聚氰胺_甲醛樹(shù)脂微膠囊為壁材，異構(gòu)烷烴 (30% )與四氯乙烯(70% )復(fù)配的電泳液為囊芯，制備明膠改性脲甲醛電泳微膠囊。實(shí)例7異構(gòu)烷烴(50% )與四氯乙烯(50% )復(fù)配(電泳液總質(zhì)量的86% )，加入TiO2粒 子和碳黑電泳粒子(電泳液總質(zhì)量的10%，白黑粒子比30 1)、失水山梨醇三油酸酯系列 (電泳液總質(zhì)量的)、聚異丁烯單丁二酰亞胺系列(電泳液總質(zhì)量的3% )和鋯珠，球磨 48h左右，然后用銅網(wǎng)過(guò)濾除去鋯珠，得到分散穩(wěn)定的電泳懸浮液(電泳微膠囊的囊芯)。采用實(shí)例4制備的明膠改性尿素_三聚氰胺_甲醛樹(shù)脂微膠囊為壁材，異構(gòu)烷烴 (50% )與四氯乙烯(50% )復(fù)配的電泳液為囊芯，制備明膠改性脲甲醛電泳微膠囊。圖4為異構(gòu)烷烴(50% )_四氯乙烯(50% )復(fù)配體系作為分散介質(zhì)時(shí)制備的明膠 改性脲甲醛電泳微膠囊。研究表明，當(dāng)異構(gòu)烷烴-四氯乙烯的質(zhì)量比大于5 5時(shí)，微膠囊 漂浮在產(chǎn)物溶液中不易于洗滌及分離，微膠囊內(nèi)粒子濃度較低且微膠囊壁易破損；當(dāng)異構(gòu) 烷烴與四氯乙烯(四氯乙烯質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50% 90%)復(fù)配時(shí)，微膠囊沉在產(chǎn)物溶液中且微 膠囊形態(tài)較好。實(shí)例8異構(gòu)烷烴(99. 8% )與氯化石蠟(0. 02% )復(fù)配，加入通常方法配置的TiO2粒子和 碳黑電泳粒子、失水山梨醇三油酸酯系列、聚異丁烯單丁二酰亞胺系列和鋯珠，球磨12h左 右，然后用銅網(wǎng)過(guò)濾除去鋯珠，得到分散穩(wěn)定的電泳懸浮液(電泳微膠囊的囊芯)。采用實(shí)例2制備的明膠改性尿素_三聚氰胺_甲醛樹(shù)脂微膠囊為壁材，異構(gòu)烷烴 (99.8% )與氯化石蠟(0.02% )復(fù)配的電泳液為囊芯，制備明膠改性脲甲醛電泳微膠囊。實(shí)例9異構(gòu)烷烴(95% )與氯化石蠟(5% )復(fù)配，加入通常方法配置的TiO2粒子和碳黑電泳粒子、失水山梨醇三油酸酯系列、聚異丁烯單丁二酰亞胺系列和鋯珠，，球磨24h左右， 然后用銅網(wǎng)過(guò)濾除去鋯珠，得到分散穩(wěn)定的電泳懸浮液(電泳微膠囊的囊芯)。采用實(shí)例3制備的明膠改性尿素_三聚氰胺_甲醛樹(shù)脂微膠囊為壁材，異構(gòu)烷烴 (95% )與氯化石蠟(5% )復(fù)配的電泳液為囊芯，制備明膠改性脲甲醛電泳微膠囊。異構(gòu)烷烴(95% )與氯化石蠟(5% )復(fù)配體系為分散介質(zhì)制備的電泳微膠囊如圖 5所示，膠囊形態(tài)較好。減小復(fù)配體系中氯化石蠟的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(> 0. 02% )，含有微膠囊的 產(chǎn)物溶液易分層，形成的微膠囊形態(tài)更好，粒徑減小。分析原因，氯化石蠟(> 10%)時(shí)，石 蠟的粘度太大，致使異構(gòu)烷烴-氯化石蠟復(fù)配體系配制的電泳顯示液非常難分散，且即使 分散開(kāi)也難以保持穩(wěn)定，從而影響微膠囊化的過(guò)程。實(shí)例10異構(gòu)烷烴(90% )與氯化石蠟(10% )復(fù)配(電泳液總質(zhì)量的86% )，加入TiO2粒 子和碳黑電泳粒子(電泳液總質(zhì)量的10%，白黑粒子比30 1)、失水山梨醇三油酸酯系列 (電泳液總質(zhì)量的)、聚異丁烯單丁二酰亞胺系列(電泳液總質(zhì)量的3% )和鋯珠，球磨 48h左右，然后用銅網(wǎng)過(guò)濾除去鋯珠，得到分散穩(wěn)定的電泳懸浮液(電泳微膠囊的囊芯)。采用實(shí)例4制備的明膠改性尿素_三聚氰胺_甲醛樹(shù)脂微膠囊為壁材，異構(gòu)烷烴 (90% )與氯化石蠟(10% )復(fù)配的電泳液為囊芯，制備明膠改性脲甲醛電泳微膠囊。實(shí)例11異構(gòu)烷烴(99. 5% )與硅油(0. 5% )復(fù)配，加入通常方法配置的TiO2粒子和碳黑 電泳粒子、失水山梨醇三油酸酯系列、聚異丁烯單丁二酰亞胺系列和鋯珠，球磨12h左右， 然后用銅網(wǎng)過(guò)濾除去鋯珠，得到分散穩(wěn)定的電泳懸浮液(電泳微膠囊的囊芯)。采用實(shí)例2制備的明膠改性尿素_三聚氰胺_甲醛樹(shù)脂微膠囊為壁材，異構(gòu)烷烴 (99. 5% )與硅油(0. 5% )復(fù)配的電泳液為囊芯，制備明膠改性脲甲醛電泳微膠囊。實(shí)例12異構(gòu)烷烴(90% )與硅油(10% )復(fù)配(電泳液總質(zhì)量的86% )，加入TiO2粒子和 碳黑電泳粒子(電泳液總質(zhì)量的10%，白黑粒子比30 1)、失水山梨醇三油酸酯系列(電 泳液總質(zhì)量的)、聚異丁烯單丁二酰亞胺系列(電泳液總質(zhì)量的3% )和鋯珠，球磨24h 左右，然后用銅網(wǎng)過(guò)濾除去鋯珠，得到分散穩(wěn)定的電泳懸浮液(電泳微膠囊的囊芯)。采用實(shí)例3制備的明膠改性尿素_三聚氰胺_甲醛樹(shù)脂微膠囊為壁材，異構(gòu)烷烴 (90% )與硅油(10% )復(fù)配的電泳液為囊芯，制備明膠改性脲甲醛電泳微膠囊。異構(gòu)烷烴(90% )與硅油(10% )復(fù)配體系為分散介質(zhì)制備的明膠改性三聚氰 胺-尿素-甲醛復(fù)合樹(shù)脂電泳微膠囊，其形貌見(jiàn)圖6。以硅油質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(10%)的異構(gòu)烷 烴_硅油復(fù)配體系作為分散介質(zhì)制備的明膠改性三聚氰胺_尿素-甲醛復(fù)合樹(shù)脂微膠囊， 球形度好、表面光滑且粒徑大小合適分布較均勻。實(shí)例13異構(gòu)烷烴(85% )與硅油(15% )復(fù)配(電泳液總質(zhì)量的86% )，加入TiO2粒子和 碳黑電泳粒子(電泳液總質(zhì)量的10%，白黑粒子比30 1)、失水山梨醇三油酸酯系列(電 泳液總質(zhì)量的)、聚異丁烯單丁二酰亞胺系列(電泳液總質(zhì)量的3% )和鋯珠，球磨48h 左右，然后用銅網(wǎng)過(guò)濾除去鋯珠，得到分散穩(wěn)定的電泳懸浮液(電泳微膠囊的囊芯)。采用實(shí)例4制備的明膠改性尿素_三聚氰胺_甲醛樹(shù)脂微膠囊為壁材，異構(gòu)烷烴(85% )與硅油(15% )復(fù)配的電泳液為囊芯，制備明膠改性脲甲醛電泳微膠囊。實(shí)例14將實(shí)例12制備的明膠改性脲甲醛電泳微膠囊填充在自制的電泳池中，電場(chǎng)強(qiáng)度 80V,電泳粒子的電泳響應(yīng)情況見(jiàn)圖7。明膠改性脲甲醛電泳微膠囊中的電泳粒子在變換電 壓時(shí)有明顯的電泳響應(yīng)。實(shí)例I5四氯乙烯為分散介質(zhì)(電泳液總質(zhì)量的86% )，加入TiO2粒子和碳黑電泳粒子 (電泳液總質(zhì)量的10%，白黑粒子比30 1)、失水山梨醇三油酸酯系列(電泳液總質(zhì)量的 1%)、聚異丁烯單丁二酰亞胺系列(電泳液總質(zhì)量的3%)和鋯珠，球磨24h左右，然后用 銅網(wǎng)過(guò)濾除去鋯珠，得到分散穩(wěn)定的電泳懸浮液(電泳微膠囊的囊芯)。采用實(shí)例3制備的明膠改性尿素_三聚氰胺_甲醛樹(shù)脂微膠囊為壁材，四氯乙烯 為分散介質(zhì)的電泳懸浮液為囊芯，制備明膠改性脲甲醛電泳微膠囊(圖8)。結(jié)果表明，以四 氯乙烯為分散介質(zhì)的電泳懸浮液為囊芯制備的明膠改性脲甲醛電泳微膠囊球形度好、表面 光滑。但四氯乙烯具有毒性、與環(huán)境不相容，因此尋找新的分散介質(zhì)代替四氯乙烯是很 必要。異構(gòu)烷烴由于成本低、粘度小、介電常數(shù)高、沸點(diǎn)高，介電強(qiáng)度良好、揮發(fā)性低和非反 應(yīng)性而用于電子墨水中。異構(gòu)烷烴最適合作分散介質(zhì)，但異構(gòu)烷烴密度過(guò)小、折射率也不 高，需要通過(guò)復(fù)配來(lái)改善這些不足。因此選擇異構(gòu)烷烴(10% 50%)與四氯乙烯(50% 90% )、異構(gòu)烷烴(90% 99. 8% )與氯化石蠟(0.02% 10% )，或異構(gòu)烷烴(85 % 99. 5% )與硅油(0. 5% 15% )進(jìn)行復(fù)配。
權(quán)利要求
一種明膠改性脲甲醛電泳微膠囊，包括囊芯和囊壁，其特征是囊壁為明膠改性脲甲醛。
2.如權(quán)利要求1所述的明膠改性脲甲醛電泳微膠囊，其特征是囊芯為異構(gòu)烷烴與四氯 乙烯、氯化石蠟或硅油為分散介質(zhì)配置的電泳液。
3.權(quán)利要求1的明膠改性脲甲醛電泳微膠囊的制備方法，其特征是步驟如下以反應(yīng) 物三聚氰胺、尿素和甲醛總質(zhì)量為100%為基準(zhǔn)`1)將質(zhì)量百分比為5% 15%三聚氰胺、15% 45%尿素加入反應(yīng)器中，再加入 40% 80%甲醛，滴加三乙醇胺調(diào)節(jié)pH到8. 0 8. 5，在40°C 80°C水浴中恒溫反應(yīng)`0.5h 2. 5h，制得預(yù)聚體；然后降溫，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 02% 10%的明膠水溶液稀釋，然 后加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)45% 135%四氯乙烯，攪拌5min 30min后，三乙醇胺調(diào)節(jié)pH到1. 2 `1.8，30°C恒溫反應(yīng)1. Oh 3. 0h，洗滌過(guò)濾得明膠改性的尿素-三聚氰胺-甲醛復(fù)合樹(shù)脂的 電泳微膠囊的囊壁；`2`)用步驟1)中以明膠改性的尿素-三聚氰胺-甲醛樹(shù)脂做為微膠囊壁材，包覆電泳懸 浮液囊芯，制備明膠改性脲甲醛電泳微膠囊。
4.權(quán)利要求2的明膠改性脲甲醛電泳微膠囊的制備方法，其特征是步驟如下`1)質(zhì)量百分比為10% 50%異構(gòu)烷烴與50% 90%四氯乙烯或異構(gòu)烷烴90% 9. 8%與0. 02% 10%氯化石蠟，或85% 99. 5%異構(gòu)烷烴與0. 5% 15%硅油進(jìn)行復(fù) 配，加入通常配置的TiO2粒子或碳黑電泳粒子、失水山梨醇三油酸酯系列、聚異丁烯單丁二 酰亞胺系列和鋯珠，球磨12h 48h，然后用銅網(wǎng)過(guò)濾除去鋯珠，得到分散穩(wěn)定的電泳懸浮 液作為囊芯；`2)將步驟1)的電泳懸浮液囊芯，包覆到明膠改性脲甲醛微膠囊壁中，制備電泳微膠
全文摘要
本發(fā)明涉及明膠改性脲甲醛電泳微膠囊及其制備方法；膠囊包括囊芯和囊壁，囊壁為明膠改性脲甲醛；囊芯為異構(gòu)烷烴與四氯乙烯、氯化石蠟或硅油為分散介質(zhì)配置的電泳液。通過(guò)明膠改性尿素-三聚氰胺-甲醛復(fù)合樹(shù)脂微膠囊包覆不同分散介質(zhì)的電泳微膠囊規(guī)則圓整、光滑、透明、有韌性、干燥不破裂且密閉性良好。將該工藝運(yùn)用到電泳粒子微膠囊的制備中，使該膠囊可用于電子墨水的顯示技術(shù)中，能夠耐溶劑、有較好的密封性，并與電泳粒子有較好的相容性。明膠改性脲甲醛的電泳微膠囊囊壁透明性和柔韌性好，膠囊不易破裂，使其在外電場(chǎng)作用下有更長(zhǎng)的使用壽命和實(shí)用性。
文檔編號(hào)B01J13/02GK101879426SQ20101015028
公開(kāi)日2010年11月10日 申請(qǐng)日期2010年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月19日
發(fā)明者徐寧寧, 李祥高, 王世榮, 談廷風(fēng) 申請(qǐng)人:天津大學(xué)