专利名称：用于电泳显示的微胶囊的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种用于电泳显示的微胶囊的制备方法。
背景技术：
信息科学与技术的迅猛发展呼唤着全新的薄型、轻量、低驱动电压、低功 耗的平面电子显示技术与之相适应。与电子显示技术相比，传统用普通纸张具 备优越的性能反射80%的照射光；提供满意的对比度(约20: 1);向任意方 向分散反射光；价廉、重量轻、薄、便于携带，可柔曲、折叠，能提供彩色图 像；不需要耗费能量就能长期保存图像，具有长效记忆性。但它也有缺点不 能像电子显示器那样即时变换图像，所以不能被反复利用。因此把普通纸张和 电子显示器的优点结合起来研究开发一种低成本、高性能的显示技术一直是人 们梦寐以求的，从而促进了电子纸显示技术的崛起和发展。
电泳显示器(ElectrophoreticDisplays)是基于悬浮在分散介质中的带电粒子 的电泳现象而制成的一种非发射性的装置，具有高对比度、省电、轻、薄、可 弯曲、便于携带等显著优点。微胶囊化是将电泳悬浮液包封在透明膜中，从而 抑制了电泳粒子的团聚和沉积，提高了电泳显示器的稳定性和使用寿命。Barrett Comiskey等首先利用脲醛树脂微胶囊包封电泳悬浮液，该型微胶囊具有优良的 机械强度，但柔韧性较差，囊壁较脆不耐刮、压。Nakamura等叙述了一种明胶-阿拉伯胶体系的微胶囊用于电泳显示的制备方法，该型微胶囊具有良好的柔韧 性，但其热稳定性较差，固化后微胶囊的应用范围仅仅只有10—60°C，而且阿 拉伯胶对中国来说是一种进口产品，大规模的商业用途将是一种昂贵的原料； 此外，阿拉伯胶易降解，长期使用将影响微胶囊的性能。因此，寻找一种价格 相对低廉，并且性能稳定的聚阴离子聚合物作为替代品一直是人们所感兴趣的 问题。
疏水化水溶性聚合物是一种在分子链中含有疏水基团的水溶性聚合物。在 水溶液中，此类聚合物的疏水基团相互缔合，当聚合物的浓度高于某一临界值 时,大分子链形成可逆的空间网架作用。这类聚合物与表面活性剂在溶液中发生 较强的相互作用，使得很少量的表面活性剂对其混合溶液的性能产生很大的影 响。阴离子表面活性剂可以通过疏水作用结合到聚合物的疏水集团上，从而增 强了分子链间的疏水集团缔合作用，但过量的阴离子表面活性剂可能由于电荷 排斥作用而破坏网络结构。
发明内容
本发明的目的是提供一种工艺简单的电泳显示用微胶囊的制备方法，以获 得性能稳定、粒径分布均匀的微胶囊。
本发明的用于电泳显示的微胶囊的制备方法，其制备步骤为
1) 将疏水化水溶性聚合物和表面活性剂按质量比0.001-0.1混合，溶解于 40。C-8(TC的水中，然后加入疏水性的电泳悬浮液，疏水化水溶性聚合物与疏水 性的电泳悬浮液的质量比为1:1 1: 100，乳化或分散1 100分钟，得到混合物；
2) 向混合物中加入质量浓度1-20%的明胶溶液，加入酸调节pH值，使之发 生复凝聚反应，反应温度为4(TC-8(TC;
3) 将复凝聚反应的产物降温到0-15°C，加入交联剂使之固化交联，再调节 pH值到7.5-12，加热升温到40-80"C，反应1-12小时，得到用于电泳显示的微 胶囊。
本发明中，所说的疏水化水溶性聚合物的数均分子量在1000~100000，含有
至少一种疏水单体和至少一种亲水单体，疏水单体和亲水单体的摩尔比在1:
上述疏水单体可以是苯乙烯、甲基苯乙烯、丙烯酰胺、丙烯酸甲酯或甲基 丙烯酸甲酯。亲水单体可以为丙烯酸、甲基丙烯酸、山梨酸、柠檬酸、马来酸 或含羧酸的衍生物。
本发明中，所说的表面活性剂可以采用垸基芳基磺酸盐、垸基芳基硫酸盐 或其组合物。
本发明步骤2)复凝聚反应所加的酸是质量浓度在0.05~20%的盐酸、硫酸、 醋酸、柠檬酸或酒石酸。
本发明中，所说的交联剂可以是甲醛、戊二醛或重金属盐。 本发明的优点本发明制备工艺简单，将疏水化水溶性聚合物和表面活性 剂用于电泳显示用微胶囊的合成，在两者的共同作用下，可以使电泳悬浮液油 滴的粒径分布更加均匀，并可促进与明胶发生复凝聚反应，制备出稳定的、密 封的、粒径分布更均匀的球形微胶囊。本发明既克服了阿拉伯胶易降解的缺点， 又保留了微胶囊良好的柔韧性。
图1是明胶/聚苯乙烯-马来酸钠/十二烷基苯磺酸钠微胶囊的光学显微镜图
片；
图2是明胶/聚苯乙烯-马来酸钠/十二烷基苯磺酸钠微胶囊的扫描图片。
具体实施例方式
以下结合实施例进一步说明本发明。 实施例1
1) 将10克聚苯乙烯-马来酸钠与1克十二垸基磺酸钠溶解于8(TC水中，获 得300克的水溶液。苯乙烯与马来酸钠摩尔比为1: 4，聚苯乙烯-马来酸钠数均
分子量为10000;
2) 将5克二氧化钛粒子、0.5克油溶蓝加入到300克四氯乙烯中，于40。C 下超声振荡，使之成为均匀的电泳悬浮液，取该电泳悬浮液70克，加入到上述 水溶液中，搅拌30分钟得到O/W型乳液；
3) 将20克明胶溶于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，向步骤3)产物中加入20%醋酸溶液，调pH值至4.5发生复
凝聚反应；
5) 搅拌中将步骤4)的反应产物的温度降至10°C，滴入2.5毫升37%甲醛水 溶液，使微胶囊壁交联，继续反应l小时；
6) 向步骤5)的反应产物中加入3%氢氧化钠溶液，调pH值到9，于45。C下 继续反应1.5小时，得到含电泳液的微胶囊，见图1和图2。由图1可见，微胶 囊粒径分布均匀，囊壁光学透明。由图2可见，微胶囊表面光滑，在高真空下 仍然保持完好，并表现出良好的柔韧性。
实施例2
1) 将10克聚苯乙烯-马来酸钠与0.5克十六烷基苯磺酸钠溶解于8(TC水中， 获得300克的水溶液。苯乙烯与马来酸钠摩尔比为1: 4，数均分子量为21000;
2) 将5克二氧化钛粒子、0.5克油溶蓝加入到300克四氯乙烯中，于40°C 下超声振荡，使之成为均匀的电泳悬浮液，取该电泳悬浮液70克，加入到上述 水溶液中，搅拌20分钟得到O/W型乳液；
3) 将20克明胶溶于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，向步骤3)产物中加入20%醋酸溶液，调pH值至4.5发生复 凝聚反应；
5) 搅拌中将步骤4)的反应产物的温度降至1(TC，滴入3毫升25%戊二醛水
溶液，使微胶囊壁交联，继续反应l小时；
6) 向步骤5)的反应产物中加入3%氢氧化钠溶液，调pH值到9，于45"C下继续反应5小时，得到含电泳液的微胶囊。 实施例3
1) 将10克聚苯乙烯-柠檬酸钠与0.03克十二垸基硫酸钠溶解于8(TC水中， 获得300克的水溶液。苯乙烯与柠檬酸钠摩尔比为1: 4，数均分子量为21000;
2) 将5克二氧化钛粒子、0.5克油溶蓝加入到300克石油醚中，于40'C下 超声振荡，使之成为均匀的电泳悬浮液，取该电泳悬浮液100克，加入到上述 水溶液中，搅拌50分钟得到O/W型乳液；
3) 将20克明胶溶于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，向步骤3)产物中加入20%柠檬酸溶液，调pH值至4.5发生 复凝聚反应；
5) 搅拌中将步骤4)的反应产物的温度降至15°C，滴入2.5毫升37%甲醛水 溶液，使微胶囊壁交联，继续反应l小时；
6) 向步骤5)的反应产物中加入3%碳酸氢钠溶液，调pH值到ll,于45。C 下继续反应5小时，得到含电泳液的微胶囊。
实施例4
1) 将10克聚苯乙烯-甲基丙烯酸钠与0.2克十六烷基苯磺酸钠溶解于80°C 水中，获得300克的水溶液。苯乙烯与甲基丙烯酸钠摩尔比为1: 2，数均分子 量为80000;
2) 将5克二氧化钛粒子、0.5克苏丹红加入到300克正辛烷中，于4(TC下 超声振荡，使之成为均匀的电泳悬浮液，取该电泳悬浮液100克，加入到上述 水溶液中，搅拌20分钟得到O/W型乳液；
3) 将20克明胶溶于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，向步骤3)产物中加入20%酒石酸溶液，调pH值至4.5发生 复凝聚反应；
5) 搅拌中将步骤4)的反应产物的温度降至2'C，滴入2.5毫升37%甲醛水 溶液，使微胶囊壁交联，继续反应l小时；
6) 向步骤5)的反应产物中加入3%氨水溶液，调pH值到9，于45"C下继续 反应5小时，得到含电泳液的微胶囊
实施例5
1)将数均分子量分别为10000和21000的聚丙烯酸甲酯-马来酸钠各5克与10克十二垸基硫酸钠溶解于8(TC水中，获得300克的水溶液。丙烯酸甲酯与
马来酸钠摩尔比为l: 2;
2) 将5克二氧化钛粒子、0.5克油溶红加入到300克四氯乙烯中，于40°C 下超声振荡，使之成为均匀的电泳悬浮液，取该电泳悬浮液70克，加入到上述 水溶液中，搅拌20分钟得到O/W型乳液；
3) 将20克明胶溶于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，向步骤3)产物中加入20%醋酸溶液，调pH值至4.5发生复 凝聚反应；
5) 搅拌中将步骤4)的反应产物的温度降至l(TC，滴入5.0毫升10%硫酸铜 水溶液，使微胶囊壁交联，继续反应1小时；
6) 向步骤5)的反应产物中加入3%氨水溶液，调pH值到9，于45'C下继续 反应5小时，得到含电泳液的微胶囊。
权利要求
1. 一种用于电泳显示的微胶囊的制备方法，其特征在于其制备步骤为1)将疏水化水溶性聚合物和表面活性剂按质量比0.001-0.1混合，溶解于40℃-80℃的水中，然后加入疏水性的电泳悬浮液，疏水化水溶性聚合物与疏水性的电泳悬浮液的质量比为1∶1～1∶100，乳化或分散1～100分钟，得到混合物；2)向混合物中加入质量浓度1-20％的明胶溶液，加入酸调节pH值，使之发生复凝聚反应，反应温度为40℃-80℃；3)将复凝聚反应的产物降温到0-15℃，加入交联剂使之固化交联，再调节pH值到7.5-12，加热升温到40-80℃，反应1-12小时，得到用于电泳显示的微胶囊。
2. 根据权利要求1所述的微胶囊的制备方法，其特征在于所说的疏水化水 溶性聚合物的数均分子量在1000 100000，含有至少一种疏水单体和至少一种亲 水单体，疏水单体和亲水单体的摩尔比在l: 5 5: 1。
3. 根据权利要求2所述的微胶囊的制备方法，其特征在于所说的疏水单体 为苯乙烯、甲基苯乙烯、丙烯酰胺、丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸甲酯。
4. 根据权利要求2所述的微胶囊的制备方法，其特征在于所说的亲水单体 为丙烯酸、甲基丙烯酸、山梨酸、柠檬酸、马来酸或含羧酸的衍生物。
5. 根据权利要求1所述的微胶囊的制备方法，其特征在于表面活性剂为垸 基芳基磺酸盐、烷基芳基硫酸盐或其组合物。
6. 根据权利要求1所述的微胶囊的制备方法，其特征在于步骤2)复凝聚反 应所加的酸是质量浓度在0.05 20%的盐酸、硫酸、醋酸、柠檬酸或酒石酸。
7. 根据权利要求1所述的微胶囊的制备方法，其特征在于所说的交联剂是 甲醛、戊二醛或重金属盐。
全文摘要
本发明公开了一种用于电泳显示微胶囊的制备方法。步骤为1)将疏水化水溶性聚合物和表面活性剂混合，然后加入疏水性的电泳悬浮液，乳化或分散得到混合物；2)向混合物中加入明胶溶液调整pH值进行复凝聚反应；3)加入交联剂使之固化交联，得到用于电泳显示的微胶囊。本发明制备工艺简单，将疏水化水溶性聚合物和表面活性剂用于电泳显示用微胶囊的合成，在两者的共同作用下，可以使电泳悬浮液油滴的粒径分布更加均匀，并可促进与明胶发生复凝聚反应，制备出稳定的、密封的、粒径分布更均匀的球形微胶囊。本发明既克服了阿拉伯胶易降解的缺点，又保留了微胶囊良好的柔韧性。
文档编号G02F1/167GK101417221SQ200810122390
公开日2009年4月29日 申请日期2008年11月24日 优先权日2008年11月24日
发明者刚 吴, 李炜罡, 茫 汪, 陈红征 申请人:浙江大学