专利名称：一种红色电子墨水显示材料及其制备技术的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种红色电子墨水显示材料及其制备技术，特别涉及以纳米大红粉(苯基偶氮-2-羟基-3-奈甲酰苯胺)为颜料颗粒的红色电子墨水。
背景技术：
电子墨水即微胶囊化电泳显示技术，它是指将颜料微粒和染料溶液包裹在微胶囊内，利用电泳显示原理，在微囊内实现电泳显示，从而抑制了电泳胶粒在大于胶囊尺度范围内的团聚、沉积等缺点，提高其稳定性，延长使用寿命。电子墨水是一种墨水状的悬浮物，在外电场作用下可以实现可逆、双稳态、柔性显示，是一种柔性显示材料和技术，具有良好的可视性、低功耗、信息载入能力强、携带方便、制造工艺低廉、无电磁辐射等优点。目前电子墨水只能显示黑白颜色，而其他的任意双色组合的显示还不能进行。已经有的黑白二色显示等，主要是将颜料颗粒分散于熔融的低分子量的聚乙烯中，再通过喷雾干燥的方法在颜料颗粒的表面得到一层聚乙烯薄膜，一是降低其密度，二是使颜料颗粒表面带电，并对电场做出响应。利用此方法，一方面对设备要求较高，另一方面是只能得到颗粒平均粒径在5微米以上的颜料颗粒，这在一定程度上限制了电子墨水微胶囊的尺寸(粒径为30～300微米)，从而在根本上限制了电子墨水显示器的分辨率。
发明内容
本发明目的是提供一种红色电子墨水显示材料，其颜料颗粒采用纳米大红粉，利用新的有机物成膜方法对其改性，可以获得粒径分布较小的红色颜料颗粒；同时采用原位聚合法，以脲甲醛树脂为壁材，将大红粉颗粒和有机溶剂(四氯乙烯)组成的分散体系进行包覆，制备出粒径不大于100微米的电子墨水微胶囊，从而提高电子墨水显示器的分辨率。该方法制备工艺简单易行，反应过程易于控制，对设备无特殊要求。
具体实施例方式
采用原位聚合法制备电子墨水微胶囊。用化学纯以上等级原料大红粉为颜料颗粒，四氯乙烯为有机溶剂；硫脲和甲醛水溶液(质量百分数为37％)为原料，盐酸为催化剂，在一定温度下原位聚合制备以脲甲醛树脂为壁材的微胶囊。
首先，将一定量的低分子量的聚乙烯在60℃～80℃下搅拌溶解在环己烷中，冷却后，加入大红粉颗粒及适量司本-80(Span-80)，超声分散数分钟，搅拌4～12小时，以无水乙醇为沉淀剂，将聚乙烯从环己烷溶液中重沉淀并包裹在大红粉颗粒表面，过滤并干燥，即得到聚乙烯改性大红粉颗粒。然后，将经表面改性的纳米大红粉超声分散于四氯乙烯中作为囊心溶液。将硫脲按一定摩尔比溶解于甲醛溶液中，用三乙醇胺调节pH值为7～8，60℃～90℃下反应1小时制成脲甲醛预聚体；将得到的预聚体用冰醋酸调节pH为2～6，60℃～90℃下反应得到透明或略不透明的粘稠液体缩聚物。接着，将缩聚物与2～25倍体积的蒸馏水混和，加入囊心溶液，用盐酸调节pH为1～5，在室温～90℃搅拌下反应4小时，得到包覆了纳米大红粉和四氯乙烯的微胶囊乳液。最后，将反应后的乳液高速离心10分钟，用无水乙醇洗涤、干燥、筛分，得到一定尺度范围的微胶囊。
本发明通过采用纳米大红粉制得了一种微胶囊粒径小于100微米的电子墨水。制备工艺简单易行，成本低廉，对设备无特殊要求，产品的分离过程容易实现。
本发明的具体实施由以下实施例详细说明实施例一(用脲甲醛预聚体)将0.5克硫脲溶解于1.4毫升37％的甲醛水溶液中，用三乙醇胺调节pH值为8，在80℃下反应1小时，得到预聚体。在室温下加入25毫升蒸馏水及，将囊心溶液(含3毫升四氯乙烯和20毫克大红粉)分散45分钟。调节pH值为2.5，并升温至80℃，反应3小时，冷却并搅拌四小时，得到微胶囊乳液，离心，用无水乙醇洗涤并干燥，得到胶囊粒径为0.5～4微米的电子墨水。
实施例二(用脲甲醛缩聚物)将25毫克聚乙烯在75℃～80℃下溶解于150毫升环己烷中，然后加入1滴Span-80，并将500毫克大红粉超声分散其中，室温下搅拌8小时，用无水乙醇为沉淀剂，过滤并干燥，得到改性大红粉。取6毫升四氯乙烯，并加入10滴Span-80及40毫克经表面改性的大红粉，超声分散5分钟，得到囊心溶液。将1克硫脲溶解于2.8毫升37％的甲醛水溶液中，用三乙醇胺调节pH值为8，在80℃下反应1小时，得到预聚体。再加入0.25毫升左右的冰醋酸，调节pH值为4，在75℃下反应1小时，得到缩聚物。在25毫升蒸馏水中加入4滴OP-10和3滴质量百分数为3的盐酸，待混合均匀后，再加入缩聚物得到连续相，pH值约为3。在室温下将囊心溶液与连续相混合，搅拌下升高温度至55℃，反应四小时后，冷却并搅拌四小时，得到微胶囊乳液，离心，用无水乙醇洗涤并干燥，得到胶囊粒径为1～10微米的电子墨水。
实施例三按实施例二的制备工艺过程，调节连续相中OP-10的加入量，即在25毫升蒸馏水中加入3滴OP-10，重复上述过程得到胶囊粒径为1～20微米的电子墨水。
实施例四按实施例二的制备工艺过程，调节连续相中OP-10和盐酸的加入量，即在25毫升蒸馏水中加入4滴OP-10和1滴质量百分数为3的盐酸，重复上述过程得到胶囊粒径为20～50微米的电子墨水。
权利要求
1.一种红色电子墨水显示材料及其制备技术，该材料的颜料颗粒为纳米尺度的大红粉(苯基偶氮-2-羟基-3-奈甲酰苯胺)，分散介质为四氯乙烯；微胶囊的壁材为脲甲醛树脂；其特征是选用聚合物重沉淀法对颜料实施表面改性。
2.如权利要求1所述一种红色电子墨水显示材料及其制备技术，其特征是颜料颗粒是由纳米大红粉经溶解于环己烷的聚乙烯表面改性获得，即为改性大红粉。
3.如权利要求1所述一种红色电子墨水显示材料及其制备技术，其特征是制备工艺包括以下步骤(1)选用纳米大红粉、四氯乙烯、硫脲、甲醛溶液为原料；蒸馏水为连续相；三乙醇胺、冰醋酸和盐酸为pH调节剂；OP-10和Span-80为表面活性剂；(2)按聚乙烯∶环己烷＝1∶4800(质量比)配料；大红粉∶四氯乙烯∶水硫脲∶甲醛＝0.9～1.1∶240∶1500～2500∶25∶25(质量比)配料；(3)将聚乙烯在75℃～80℃下溶解于环己烷中，然后加入Span-80，并将大红粉超声分散其中，室温下搅拌若干小时，用无水乙醇为沉淀剂，过滤并干燥，得到改性大红粉；将表面改性的大红粉超声分散于四氯乙烯中，得到囊心溶液；(4)将一定比例的硫脲溶解于37％的甲醛水溶液中，用三乙醇胺调节pH值约为8，在80℃下反应1小时，得到预聚体；再用冰醋酸调节pH值约为4，75℃下反应1小时，得到缩聚物；在蒸馏水中加入OP-10和盐酸，待混合均匀后，加入缩聚物得到连续相，pH值约为3；(5)在室温下将囊心溶液与连续相混合，搅拌下升高温度至55℃，反应四小时后，冷却并搅拌四小时，得到微胶囊乳液，离心，用无水乙醇洗涤并干燥，即得到红色电子墨水；
全文摘要
本发明一种红色电子墨水显示材料及其制备技术，特别涉及一种以纳米大红粉(苯基偶氮－2－羟基－3－奈甲酰苯胺)为颜料颗粒的红色电子墨水的显示材料及其制备技术。电子墨水即微胶囊化电泳显示材料，即将颜料微粒和染料溶液包裹在微胶囊内，利用电泳显示原理，在微囊内实现电泳显示，具有可视性强、低功耗、携带方便、制造价格低廉、无电磁辐射等优点。本发明采用重沉淀的方法在纳米大红粉表面包裹聚乙烯膜，四氯乙烯为分散介质，Span－80为表面活性剂，超声分散得到囊心溶液；以硫脲和甲醛水溶液为壁材，采用原位聚合法制备透明、坚固的脲甲醛树脂微胶囊，得到一种红色电子墨水显示材料。该方法制备的微胶囊粒径不大于100微米，可进一步提高电子墨水显示器的分辨率。
文档编号C09B67/00GK1491995SQ0213947
公开日2004年4月28日 申请日期2002年10月21日 优先权日2002年10月21日
发明者赵晓鹏, 郭慧林 申请人:西北工业大学