专利名称：电泳显示颗粒、制备方法及其应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及电泳显示技术领域，尤其涉及一种电泳显示颗粒及其制备方法。
背景技术：
电泳显示是一种新型的显示技术，具有宽视角、低能耗、双稳态、可柔性显示等特点。电泳显示的原理是:外界电场驱动显色的电泳显示颗粒泳动到指定位置，从而显示图像、文字、视频等。电泳显示颗粒是电子纸的重要组成部分，其粒径分布、表面形貌、电位、光学性能和化学性能都对电子纸的对比度、响应时间、清晰度、使用寿命起着关键的作用。其中，电位是影响粒子性能的重要参数，决定了电泳显示颗粒的迁移速率和电子纸的响应时间。影响电泳颗粒电位大小的因素主要有两方面，一方面是电泳颗粒表面的带电功能基团的含量，另一方面是电泳液中电荷控制剂的类型和浓度。因电泳显示颗粒的主要成分一一颜料，大多数是化学惰性的，而且颜料表面的活化反应基团较少，对其进行改性时，导致接枝到颜料表面的偶联剂含量较少(偶联剂分子结构中有带电荷基团，比如氨基、硅氧基、酰氧基等)，使得带电功能基团少，导致电泳显示颗粒的ζ_电位较低，这种ζ-电位较低的电泳显示颗粒对电子纸的显示性能具有极大的不良影响。近年来，电泳显示已成为一项重要的研究课题，并得到很大的发展，一些文献和专利阐述了电泳显示颗粒的制备方法。Anthony用共沉淀法在亚铬酸铜表面包裹二氧化硅，然后再接枝硅烷偶联剂和高分子，制备黑色的电泳颗粒(US20050000813)，这种包硅的方法是在高温(100°C)下进行，不便于操作且工艺比较复杂。曾晞等用一步法在非极性/低极性溶剂中合成电泳颗粒，该方法简单高效且极大地提高了产量产率(CN101082752A)，但这种方法制备的电泳颗粒其表面带电功能基团(比如硅烷偶联剂)含量较低，且带电性不够强(ζ -电位为±40 50mv)。
发明内容
本发明为弥补现有技术的不足，提供一种电泳显示颗粒，其具有较高的ζ -电位，将其应用于电泳显示液中，具有较快的电泳速率和响应时间。本发明还提供一种电泳显示颗粒的制备方法，该方法不仅工艺简单，条件温和，而且可提高颜料颗粒表面活性基团-OH的含量，可使颜料颗粒接枝更多的硅烷偶联剂，有效提高电泳显示颗粒的ζ-电位。本发明所提供的技术方案如下:本发明提供一种电泳显示颗粒，所述电泳显示颗粒包括一核心、一中间层和一壳层，所述核心为颜料颗粒，所述中间层为包覆在颜料颗粒表面的Al2O3薄膜，所述壳层包括高分子聚合物以及偶联所述高分子聚合物和所述Al2O3薄膜的偶联剂。所制备的电泳显示颗粒为表面包覆有高分子聚合物的无机-有机复合电泳显示颗粒。电泳显示颗粒的平均粒径优选为50(T700nm，偶联剂的接枝量优选为0.5 3%。进一步的，电泳显示颗粒表面包覆的氧化铝薄膜含量优选为0.5 4wt%，显示颗粒表面包覆的高分子聚合物的含量优选为5^8wt%0优选的电泳显示颗粒，具有更高的带电量，响应时间也更短，且电泳显示颗粒的稳定性更好。进一步的，所述颜料颗粒为炭黑、铜铬黑、铜铁锰黑、铁黑、二氧化钛、锌白、硫酸钡、氧化铁红、氧化铁黄、群青、铬黄、镉红、猛紫、铬绿、铁蓝、钴蓝中的一种或两种以上的组
口 ο进一步的,所述偶联剂为3_氨丙基二乙氧基娃烧(KH550) > Y — (2，3_环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH560)、Y-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH570)、Y -巯丙基三甲氧基硅烷(ΚΗ580)、Ν-β-(氨乙基)-Y-氨丙基三甲氧基硅烷(ΚΗ792)、乙烯基苄基氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷(VAPMS)、异丙基三油酸酰氧基钛酸酯中的一种或两种以上的组
入
口 ο本发明还提供一种制备如上文所述的电泳显示颗粒的制备方法，包括如下步骤:I)配制色浆:将颜料颗粒分散于溶剂I中，配制成颜料颗粒含量为7.Γ23.lwt%的色浆；2)在颜料颗粒表面包覆氧化铝薄膜，制备表面包覆有Al2O3薄膜的复合颜料颗粒A ；3)偶联:将步骤2)所得的复合颜料颗粒A分散于水或乙醇或乙醇的水溶液中形成混合物，混合物中复合颜料颗粒A的含量为5 50wt%，调节该混合物的pH值为8 10，向该混合物中加入其总质量0.8 10被％的硅烷偶联剂，25 80°C反应广18小时，之后离心、洗涤，便得到接枝有硅烷偶联剂的复合颜料颗粒B ;4)将步骤3所得的复合颜料颗粒B分散于非极性或低极性溶剂中，使其中所含的复合颜料颗粒B为5 50wt%，向其中加入单体f 25wt% ;向反应体系中通氮气20分钟后，升温至5(T80°C后，加入引发剂0.0Γ0.05wt%，继续反应10 20小时，便制得电泳显示颗粒。进一步的，步骤2)中按化学沉淀法或溶胶凝胶法在颜料颗粒表面包覆Al2O3薄膜。进一步的，步骤I)中所述的溶剂I为水，步骤2)按化学沉淀法包覆氧化铝薄膜，步骤包括:在3(T70°C条件下，向步骤I)的色浆中同时滴加已配好的0.Γ0.5mol/L的铝盐溶液和0.5^2mol/L的NaOH溶液，控制滴加速度，使反应体系的pH值恒定为4.5^7.5，持续滴加3(Γ180分钟；之后陈化12(Γ240分钟，冷却至室温，经离心、洗涤后，即得表面包覆有Al2O3薄膜的复合颜料颗粒Α。进一步的，按化学沉淀法包覆氧化铝薄膜时，所述铝盐为Al2 (SO4) 3、NaA102、AlCl3、Al (NO3) 3、Al2 (SiO3) 3、明矾中一种或两种以上的组合。或，步骤I)中所述的溶剂I为异丙醇、乙醇、甲苯、水中的一种，或其中几种的组合，步骤2)按溶胶凝胶法包覆氧化铝薄膜，步骤包括:向步骤I)的色浆中加入0.6^0.9mol/L的醇铝盐,醇铝盐的加入量与溶剂I的体积比为1:10(Γ15:100，搅拌均匀，向其中滴加由体积比2 10 =8^30:30^60的甲酸、水及异丙醇组成的混合溶液，将反应体系的pH值调节至6^7,并超声反应5 30分钟，之后升温至5(T60°C，经搅拌及陈化后(搅拌一般为0.5^2小时，陈化一般为0.5^24小时)，将反应体系冷却至室温；离心、洗涤，便得到包覆Al2O3的复合颜料颗粒A。 进一步的，按溶胶凝胶法包覆氧化铝薄膜时，所述的醇铝盐为异丙醇铝、正丁醇铝、异丁醇铝中一种或两种以上的组合。
进一步的，步骤4)所述非极性溶剂为四氯乙烯、二氯乙烷中的一种或两种的组合，所述低极性溶剂为甲苯、苯、二甲苯或氯仿中的一种或两种的组合。
所述单体为甲基丙烯酸酯、苯乙烯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸丁酯、二乙烯基苯、甲基丙烯酸十八烷基酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸二甲胺基乙酯中的一种或两种以上的组合。所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、过氧化苯甲酸叔丁酯或过氧化环己酮中一种或两种以上的组合。本发明还提供一种电泳显示液，所述电泳显示液包括上文所述的电泳显示颗粒，该电泳显示液还可包括有悬浮液、电荷控制剂和/或表面张力控制剂和/或分散润湿剂、增稠剂，所述的电泳显示液可与现有技术中制备电泳显示液时所用的常规配制方法相同，各种成分的配比也可与现有技术相同。所述的悬浮液可为但不局限于芳香烃类、脂肪烃类、卤代烃类。所述的电荷控制剂和/或表面张力控制剂和/或分散润湿剂可选自但不局限于斯盘 _80 (span80)、span85 (国药试剂有限公司)、solspersel4960、solsperse28000、solsperse8000 (路博润公司)、。所述的增稠剂可为但不局限于solthix250(路博润公司)、Diaprint HT-80-RS (路博润公司)、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯。本发明还提供一种电泳显示涂布液，包括微胶囊和设于所述微胶囊中的电泳显示液，所述电泳显示液为上文所述的电泳显示液。本发明还提供一种电泳显示装置，具有如上文所述的电泳显示液。本发明提供的技术方案具有如下有益效果:1、本发明提供的电泳显示颗粒其结构以颜料为核，三氧化二铝为中间层，高分子聚合物为壳层。这种电泳显示颗粒具有较高的带电量，其具有较高的电位，可达±6(T80mv;将这种电泳显示颗粒应用于电泳显示器材中，其不仅分散稳定性好，而且表现出良好的电泳速率，响应时间短，18V电压驱动下该电泳显示颗粒的响应时间为14(T230ms，可制备出显示性能优异的电泳显示装置。2、本发明在制备电泳显示颗粒时，先在颜料颗粒表面包覆一层Al2O3薄膜，这样可增加颗粒表面羟基的含量，提升颜料在水或乙醇中的分散性，并为颜料颗粒的有机改性提供更多的活化基团，从而能化学键合更多的硅烷偶联剂。因硅烷偶联剂分子结构中有带电荷基团，如氨基、羧基、硅氧基等。采用本发明的制备工艺，可使颜料颗粒表面键合更多的硅烷偶联剂，平均粒径为50(T700nm的电泳显示颗粒含硅烷偶联剂量为0.5 3wt%。同时可极大的增强电泳颗粒的带电量，具有较高的电位，可达±6(T80mv。本发明的制备工艺可进一步的提高电泳颗粒的电泳速率并且降低电泳颗粒的响应时间。3、本发明制备电泳显示颗粒的方法，其工艺简单且环保，操作简便，同时制得的电泳颗粒，其核心通过一氧化铝中间层与高分子聚合物壳层紧密结合在一起，且中间层和壳层在颜料颗粒表面的包覆很均匀，所形成的电泳显示颗粒稳定性好、带电性强。本发明的制备方法制得的电泳显示颗粒可接枝0.5^3wt%的偶联剂,显示颗粒表面可包覆5 8wt%的高分子聚合物。
图1为实施例1所提供电泳显示颗粒的制备机理示意图2为电泳显示装置的剖面示意图；附图标记说明:1、第一基板；2、第二基板；3、透明导电层；4、胶水层；5、电泳显示层；51、微胶囊。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进一步说明:实施例一一种电泳显示颗粒，及包含该电泳显示颗粒的电泳显示液，制备步骤如下:(I)配制色浆:称取适量铁黑，加入IOOOml水中，400转/分搅拌分散20分钟，制成颜料颗粒含量为7.lwt%的色浆；(2)包覆氧化铝薄膜:将反 应体系温度恒定为30°C，向步骤I)的色浆中同时滴加0.lmol/L的Al2 (SO4) 3溶液和0.5mol/L的NaOH溶液；调整Al2 (SO4) 3溶液和NaOH溶液的滴加速度，使反应体系的PH值维持在4.5^5.0 ;持续滴加30分钟后，陈化120分钟，冷却至室温，离心、洗涤，便得到包覆有Al2O3的复合颜料颗粒A。(3)偶联:取适量步骤⑵制备的复合颜料颗粒A与800ml乙醇、200ml水混合，形成复合颜料颗粒A含量为5wt%的混合物，400转/分搅拌分散20分钟，将反应体系温度恒定为25°C，调节该混合物的pH值为8 10，向该混合物中加入其总质量0.8wt%的乙烯基苄基氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷，25°C反应18小时；之后离心、洗涤，便得到接枝有硅烷偶联剂的复合颜料颗粒B ；(4)取适量步骤(3)中制备的复合颜料颗粒B与500ml甲苯混合形成复合颜料颗粒B质量浓度为5wt%的混合物，向其中加入单体苯乙烯lwt%，400转/分搅拌分散20分钟，通氮气20分钟后升温至50°C ;保持通氮气，加入引发剂偶氮二异丁腈0.01wt%，继续反应10小时，便得到包覆有高分子聚合物的黑色电泳显示颗粒。制得的电泳显示颗粒粒径约为500nm，偶联剂的接枝量为0.5wt%，颗粒表面包覆的氧化铝薄膜含量为0.9wt%，颗粒表面包覆的高分子聚合物的含量为7.4wt%。本实施例的制备机理可参见附图1。(5)测试ζ -电位:将步骤⑷中制备的电泳颗粒与IOOg四氯乙烯、2g Span85混合，超声分散60分钟；以400转/分的转速搅拌24小时，制得测试样品，取测试样品20g，测试电位。用Matec Applied的ZETAFINDER Zeta电位测试仪测试三次，取平均值为74mv0实施例二一种电泳显示颗粒，及包含该电泳显示颗粒的电泳显示液，制备步骤如下:(I)配制色浆:称取适量二氧化钛，加入IOOOml水中，400转/分搅拌分散20分钟，制成颜料颗粒含量为23.lwt%的色浆；(2)包覆氧化铝薄膜:将反应体系温度恒定为70°C，向步骤I)的色浆中同时滴加0.5mol/L的Al2 (SO4) 3溶液和2mol/L的NaOH溶液；调整Al2 (SO4) 3溶液和NaOH溶液的滴加速度，使反应体系的PH值维持在5 7.5 ;持续滴加180分钟后，陈化240分钟，冷却至室温，离心、洗涤，便得到包覆Al2O3的复合颜料颗粒A。(3)偶联:取适量步骤⑵制备的复合颜料颗粒A与800ml乙醇、200ml水混合形成复合颜料颗粒A含量为50wt%的混合物，400转/分搅拌分散20分钟，将反应体系温度恒定为30°C，调节该混合物的pH值为8 10，向该混合物中加入其总质量10wt%的(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，80°C反应I小时；之后离心、洗涤，便得到接枝有硅烷偶联剂的复合颜料颗粒B ；(4)将步骤(3)中制备的复合颜料颗粒B与500ml甲苯混合形成复合颜料颗粒B含量为50wt%的混合物，向其中加入单体丙烯酸丁酯25wt%，400转/分搅拌分散20分钟，通氮气20分钟后升温至80°C;保持通氮气，加入偶氮二异丁腈0.05wt%，继续反应20小时，便得到包覆有高分子聚合物的白色电泳显示颗粒。制得的电泳显示颗粒粒径约为560nm，偶联剂的接枝量为3wt%，颗粒表面包覆的氧化铝薄膜含量为3.5wt%，颗粒表面包覆的高分子聚合物的含量为7wt%。(5)测试ζ -电位:将步骤(4)中制备的电泳颗粒与IOOg四氯乙烯、2gSpan85混合，超声分散60分钟；以400转/分的转速搅拌24小时，制得测试样品，取测试样品20g，测试ζ-电位。用Matec Applied的ZETA FINDER Zeta电位测试仪测试三次，取平均值为 _72mv。实施例三一种电泳显示颗粒，及包 含该电泳显示颗粒的电泳显示液，制备步骤如下:(I)配制色浆:称取适量铜铬黑，加入IOOOml水中，400转/分搅拌分散20分钟，制成颜料颗粒含量为15wt%的色浆；(2)包覆氧化铝薄膜:将反应体系温度恒定为60°C，向步骤I)的色浆中同时滴加
0.2mol/L的Al (NO) 3溶液和0.8mol/L的NaOH溶液；调整Al (NO) 3溶液和NaOH溶液的滴加速度，使反应体系的PH值维持在5.(Γ5.5 ;持续滴加120分钟后，陈化200分钟，冷却至室温，离心、洗涤，便得到包覆Al2O3的复合颜料颗粒A。(3)偶联:将步骤⑵制备的复合颜料颗粒A与800ml乙醇、200ml水混合，形成复合颜料颗粒A含量为25wt%的混合物，400转/分搅拌分散20分钟，将反应体系温度恒定为30°C，调节该混合物的pH值为8 10，向该混合物中加入其总质量7wt%的乙烯基苄基氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷，50°C反应10小时；之后离心、洗涤，便得到接枝有硅烷偶联剂的复合颜料颗粒B ；(4)将步骤(3)中制备的复合颜料颗粒B与500ml甲苯混合形成复合颜料颗粒B含量为25wt%的混合物，向其中加入单体苯乙烯10wt%，400转/分搅拌分散20分钟，通氮气20分钟后升温至60°C;保持通氮气，加入偶氮二异丁腈0.03wt%，继续反应15小时，便得到包覆有高分子聚合物的电泳显示颗粒。制得的电泳显示颗粒粒径约为610nm，偶联剂的接枝量为2.6wt%，颗粒表面包覆的氧化铝薄膜含量为3.llwt%，颗粒表面包覆的高分子聚合物的含量为5wt%。(5)测试ζ -电位:将步骤⑷中制备的电泳颗粒与IOOg四氯乙烯、2g Span85混合，超声分散60分钟；以400转/分的转速搅拌24小时，制得测试样品，取测试样品20g，测试ζ -电位。用Matec Applied的ZETA FINDER Zeta电位测试仪测试三次，取平均值为67mv。实施例四一种电泳显示颗粒，及包含该电泳显示颗粒的电泳显示液，制备步骤如下:(I)配制色浆:称取适量炭黑，加入IOOOml异丙醇中，超声分散20分钟，制成颜料颗粒含量为7.lwt%的色浆；(2)包覆氧化铝薄膜:向步骤I)的色浆中加入0.6mol/L的异丙醇铝126ml，400转/分搅拌分散10分钟；之后将由体积比为2:8:30的甲酸、水及异丙醇组成的混合溶液用蠕动泵滴加至反应体系中，将反应体系的PH值调节至6 7，超声反应10分钟，升温至50^60°C,400转/分搅拌I小时；陈化I小时，将反应体系冷却至室温；离心、洗涤，便得到包覆Al2O3的复合颜料颗粒A。(3)偶联:将步骤⑵制备的复合颜料颗粒A与800ml乙醇、200ml水混合形成复合颜料颗粒A含量为5wt%的混合物，400转/分搅拌分散20分钟，将反应体系温度恒定为300C，调节该混合物的pH值为8 10，向该混合物中加入其总质量6wt%的乙烯基苄基氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷，80°C反应I小时；之后离心、洗涤，便得到接枝有硅烷偶联剂的复合颜料颗粒B ；(4)取适量步骤(3)中制备的复合颜料颗粒B与500ml甲苯混合形成复合颜料颗粒B含量为5wt%的混合物，向其中加入单体苯乙烯lwt%，400转/分搅拌分散20分钟，通氮气20分钟后升温至60°C;保持通氮气，加入偶氮二异丁腈0.01wt%，继续反应10小时，便得到包覆有高分子聚合物的电泳显示颗粒。制得的电泳显示颗粒粒径约为530nm，偶联剂的接枝量为2.lwt%，颗粒表面包覆的氧化铝薄膜含量为2.7wt%，颗粒表面包覆的高分子聚合物的含量为7.6wt%。(5)测试ζ -电位:将步骤⑷中制备的电泳颗粒与IOOg四氯乙烯、2gSpan85混合，超声分散60分钟；以400转/分的转速搅拌24小时，制得测试样品，取测试样品20g，测试ζ-电位。用Matec Applied的ZETAFINDER Zeta电位测试仪测试三次，取平均值为66mv。
实施例五一种电泳显示颗粒，及包含该电泳显示颗粒的电泳显示液，制备步骤如下:(1)配制色浆:称取适量二氧化钛，加入IOOOml乙醇中，超声分散20分钟，制成颜料颗粒含量为23.lwt%的色浆；(2)包覆氧化铝薄膜:向步骤I)的色浆中加入0.9mol/L的正丁醇铝86ml，400转/分搅拌分散10分钟；之后将由体积比为10:30:60的甲酸、水及异丙醇组成的混合溶液用蠕动泵滴加至反应体系中，将反应体系的PH值调节至6 7，超声反应30分钟，升温至50^60°C,400转/分搅拌I小时；陈化I小时，将反应体系冷却至室温；离心、洗涤，便得到包覆Al2O3的复合颜料颗粒A。(3)偶联:将步骤⑵制备的复合颜料颗粒A与800ml乙醇、200ml水混合形成复合颜料颗粒A含量为50wt%的混合物，400转/分搅拌分散20分钟，将反应体系温度恒定为30°C，调节该混合物的pH值为8 10，向该混合物中加入其总质量10wt%的乙烯基苄基氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷，25°C反应18小时；之后离心、洗涤，便得到接枝有硅烷偶联剂的复合颜料颗粒B ；(4)取适量步骤(3)中制备的复合颜料颗粒B与500ml甲苯混合形成复合颜料颗粒B含量为50wt%的混合物，向其中加入单体苯乙烯25wt%，400转/分搅拌分散20分钟，通氮气20分钟后升温至50°C;保持通氮气，加入偶氮二异丁腈0.05wt%,继续反应20小时，便得到包覆有高分子聚合物的电泳显示颗粒。制得的电泳显示颗粒粒径约为690nm，偶联剂的接枝量为2.8wt%，颗粒表面包覆的氧化铝薄膜含量为3.3wt%，颗粒表面包覆的高分子聚合物的含量为5.7wt%0(5)测试ζ -电位:将步骤⑷中制备的电泳颗粒与IOOg四氯乙烯、2gSpan85混合，超声分散60分钟；以400转/分的转速搅拌24小时，制得测试样品，取测试样品20g，测试ζ -电位。用Matec Applied的ZETA FINDER Zeta电位测试仪测试三次，取平均值为73mv。实施例六一种电泳显示颗粒，及包含该电泳显示颗粒的电泳显示液，制备步骤如下:(I)配制色浆:称取适量炭黑，加入IOOOml乙醇中，超声分散20分钟，制成颜料颗粒含量为14wt%的色浆；(2)包覆氧化铝薄膜:向步骤I)的色浆中加入0.7mOl/L的异丁醇铝75ml，400转/分搅拌分散 10分钟；之后将由体积比为5:20:50的甲酸、水及异丙醇组成的混合溶液用蠕动泵滴加至反应体系中，将反应体系的PH值调节至6 7，超声反应30分钟，升温至50^60°C,400转/分搅拌I小时；陈化I小时，将反应体系冷却至室温；离心、洗涤，便得到包覆Al2O3的复合颜料颗粒A。(3)偶联:将步骤⑵制备的复合颜料颗粒A与800ml乙醇、200ml水混合形成复合颜料颗粒A含量为25wt%的混合物，400转/分搅拌分散20分钟，将反应体系温度恒定为30°C，调节该混合物的pH值为8 10，向该混合物中加入其总质量0.8wt%的乙烯基苄基氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷，60°C反应15小时；之后离心、洗涤，便得到接枝有硅烷偶联剂的复合颜料颗粒B ；(4)取适量步骤(3)中制备的复合颜料颗粒B与500ml甲苯混合形成复合颜料颗粒B含量为25wt%的混合物，向其中加入单体苯乙烯15wt%，400转/分搅拌分散20分钟，通氮气20分钟后升温至80°C;保持通氮气，加入偶氮二异丁腈0.05wt%，继续反应10小时，便得到包覆有高分子聚合物的电泳显示颗粒。制得的电泳显示颗粒粒径约为700nm，偶联剂的接枝量为0.5wt%，颗粒表面包覆的氧化铝薄膜含量为1.lwt%，颗粒表面包覆的高分子聚合物的含量为5.3wt%。(5)测试ζ -电位:将步骤(4)中制备的电泳颗粒与IOOg四氯乙烯、2gSpan85混合，超声分散60分钟；以400转/分的转速搅拌24小时，制得测试样品，取测试样品20g，测试ζ -电位。用Matec Applied的ZETA FINDER Zeta电位测试仪测试三次，取平均值为76mv。对比例一:制备未包覆氧化铝的电泳显示颗粒(I)配制色浆:称取适量铁黑，与800ml乙醇、200ml水混合，形成颜料颗粒含量为5wt%的混合物，400转/分搅拌分散20分钟，将反应体系温度恒定为25°C，调节该混合物的PH值为8 10，向该混合物中加入其总质量5wt%的乙烯基苄基氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷，25V反应18小时；之后离心、洗涤，便得到接枝有硅烷偶联剂的颜料颗粒a ；(2)取适量步骤(I)中制备的颜料颗粒a与500ml甲苯混合形成颜料颗粒a质量浓度为5wt%的混合物，向其中加入单体苯乙烯lwt%，400转/分搅拌分散20分钟，通氮气20分钟后升温至50°C ;保持通氮气，加入引发剂偶氮二异丁腈0.01wt%，继续反应10小时，便得到包覆有高分子聚合物的黑色电泳显示颗粒。制得的电泳显示颗粒粒径约为620nm，偶联剂的接枝量为0.7wt%，颗粒表面包覆的高分子聚合物的含量为3.7wt%。(3)测试ζ -电位:将步骤⑵中制备的电泳颗粒与IOOg四氯乙烯、2g Span85混合，超声分散60分钟；以400转/分的转速搅拌24小时，即得测试样品，取测试样品20g，测试ζ -电位。用Matec Applied的ZETA FINDER Zeta电位测试仪测试三次，取平均值为40mv。对比例二:制备未包覆氧化铝的电泳显示颗粒(I)配制色浆:称取适量二氧化钛，与800ml乙醇、200ml水混合形成颜料颗粒含量为50wt%的混合物，400转/分搅拌分散20分钟，将反应体系温度恒定为30°C，调节该混合物的PH值为8 10，向该混合物中加入其总质量10被％的Y-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基娃烧，80°C反应I小时；之后尚心、洗漆，便得到接枝有娃烧偶联剂的颜料颗粒a ；(2)将步骤⑴中制备的颜料颗粒a与500ml甲苯混合形成颜料颗粒a含量为50wt%的混合物，向其中加入单体苯乙烯25wt%，400转/分搅拌分散20分钟，通氮气20分钟后升温至80°C ;保持通氮气，加入偶氮二异丁腈0.05wt%，继续反应20小时，便得到包覆有高分子聚合物的白色电泳显示颗粒。制得的电泳显示颗粒粒径约为580nm，偶联剂的接枝量为0.6wt%，颗粒表面包覆的高分子聚合物的含量为3.5wt%。(3)测试ζ -电位:将步骤⑵中制备的电泳颗粒与IOOg四氯乙烯、2gsolspersel4960 (路博润公司)混合,超声分散60分钟；以400转/分的转速搅拌24小时，制得测试样品，取测试样品20g，测试ζ-电位。用Matec Applied的ZETA FINDER Zeta电位测试仪测试三次，取平均值为-38mv。实施例七电泳显示液的制备及电泳显示颗粒的性能检测取实施例一中的电泳颗粒80g、实施例二中的电泳颗粒180g，加入至400g四氯乙烯中，超声分散60分钟 ，制得分散液；在分散液中加入2g solsperse28000 (路博润公司)、lgsolthix250 (路博润公司),继续搅拌24小时,制得电泳显示液A。取对比例一中的电泳颗粒80g、对比例二中的电泳颗粒180g，加入至400g四氯乙烯中，超声分散60分钟，制得分散液；在分散液中加入2g solsperse28000 (路博润公司)、Igsolthix (路博润公司)250，继续搅拌24小时，制得电泳显示液B。将电泳显示液A、B分别封装在微胶囊(或微杯)中，在外界的电压驱动(18V)下，黑白粒子均能从一侧泳动到另一侧，黑白粒子的响应时间见下表1:表I
权利要求
1.一种电泳显示颗粒，其特征在于，所述电泳显示颗粒由内而外顺序地包括核心、中间层和壳层，所述核心为颜料颗粒，所述中间层为包覆在颜料颗粒表面的Al2O3薄膜，所述壳层包括高分子聚合物以及偶联所述高分子聚合物和所述Al2O3薄膜的偶联剂。
2.根据权利要求1所述的电泳显示颗粒，其特征在于，所述颜料颗粒为炭黑、铜铬黑、铜铁锰黑、铁黑、二氧化钛、锌白、硫酸钡、氧化铁红、氧化铁黄、群青、铬黄、镉红、猛紫、铬绿、铁蓝、钴蓝中的一种或两种以上的组合。
3.根据权利要求1所述的电泳显示颗粒，其特征在于，所述偶联剂为3-氨丙基三乙氧基硅烷、Y —(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、Y -(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烧、Y _疏丙基二甲氧基娃烧、N-β -(氛乙基)_ Y _氛丙基二甲氧基娃烧、乙稀基节基氛乙基氨丙基三甲氧基硅烷、异丙基三油酸酰氧基钛酸酯中的一种或两种以上的组合。
4.一种制备如权利要求1-3任一项所述的电泳显示颗粒的制备方法，其特征在于，包括如下步骤: O配制色浆:将颜料颗粒分散于溶剂I中，配制成颜料颗粒含量为7.Γ23.lwt%的色浆； 2)在所述颜料颗粒表面包覆Al2O3薄膜，制备表面包覆有Al2O3薄膜的复合颜料颗粒A； 3)偶联:将步骤2)所得的复合颜料颗粒A分散于水或乙醇或乙醇的水溶液中形成混合物，混合物中复合颜料颗粒A的含量为5 50wt%，调节该混合物的pH值为8 10，向该混合物中加入其总质量0.8 10被％的硅烷偶联剂，25 80°C反应f 18小时，之后离心、洗涤，便得到接枝有硅烷偶联剂的复合颜料颗粒B ; 4)将步骤3)所得的复合颜料颗粒B分散于非极性或低极性溶剂中，使其中所含的复合颜料颗粒B为5 50wt%，向其 中加入单体f 25wt% ;向反应体系中通氮气20分钟后，升温至5(T80°C后，加入引发剂0.0Γ0.05wt%，继续反应10 20小时，便制得电泳显示颗粒。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中按化学沉淀法或溶胶凝胶法在颜料颗粒表面包覆Al2O3薄膜。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤I)中的溶剂I为水，步骤2)按化学沉淀法包覆氧化铝薄膜，步骤包括:在3(T70°C条件下，向步骤I)的色浆中同时滴加已配好的0.Γ0.5mol/L的铝盐溶液和0.5^2mol/L的NaOH溶液，控制滴加速度，使反应体系的pH值恒定为4.5 7.5，持续滴加30 180分钟；之后陈化120 240分钟，冷却至室温，经离心、洗涤后，即得表面包覆有Al2O3薄膜的复合颜料颗粒A。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述铝盐为Al2(SO4) 3、NaA102、AlCl3、Al (NO3) 3、Al2 (SiO3) 3、明矾中一种或两种以上的组合。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤I)中的溶剂I为异丙醇、乙醇、甲苯、水中的一种或其中几种的组合，步骤2)按溶胶凝胶法包覆氧化铝薄膜，步骤包括:向步骤I)的色浆中加入0.6、.9mol/L醇铝盐，醇铝盐的加入量与溶剂I的体积比为1:100 15:100，搅拌均匀，向其中滴加由体积比为2 10:8 30:30^60的甲酸、水及异丙醇组成的混合溶液，将反应体系的PH值调节至6 7，并超声反应5 30分钟，之后升温至5(T60°C，经搅拌及陈化后，将反应体系冷却至室温；离心、洗涤，便得到包覆Al2O3的复合颜料颗粒A。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述的醇铝盐为异丙醇铝、正丁醇铝、异丁醇铝中一种或两种以上的组合。
10.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述非极性溶剂为四氯乙烯、二氯乙烷中的一种或两种的组合，所述低极性溶剂为甲苯、苯、二甲苯或氯仿中的一种或两种以上的组合。
11.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述单体为甲基丙烯酸酯、苯乙烯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸丁酯、二乙烯基苯、甲基丙烯酸十八烷基酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸二甲胺基乙酯中的一种或两种以上的组合。
12.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、过氧化苯甲酸叔丁酯或过氧化环己酮中一种或两种以上的组合。
13.—种电泳显示液，其特征在于，所述电泳显示液含有权利要求f 3任一项所述电泳显示颗粒。
14.一种电泳显示液，其特征在于，所述电泳显示液含有权利要求Γ12任一项所述的制备方法制得的电泳显示颗粒。
15.一种电泳显示涂布液，包括微胶囊和设于所述微胶囊中的电泳显示液，其特征在于，所述电泳显示液为权利要求13或14所述的电泳显示液。
16.一种电泳显示装置，其特征在于，具有如权利要求13或14所述的电泳显示液。
全文摘要
本发明提供一种电泳显示颗粒及其制备方法，所述电泳显示颗粒由内而外顺序地包括核心、中间层和壳层，所述核心为颜料颗粒，所述中间层为包覆在颜料颗粒表面的Al2O3薄膜，所述壳层包括高分子聚合物以及偶联所述高分子聚合物和所述Al2O3薄膜的偶联剂。本发明提供的电泳显示颗粒可应用于电泳显示液、电泳显示涂布液及电泳显示装置中。本发明提供的电泳显示颗粒，具有较高的ζ-电位，将其应用于电泳显示液中，具有较快的电泳速率和响应时间。
文档编号C09C1/56GK103173040SQ20131005420
公开日2013年6月26日 申请日期2013年2月20日 优先权日2013年2月20日
发明者周建林, 白世龙 申请人:广州奥翼电子科技有限公司