[发明专利]白色粒子、黑白双色电子墨水微胶囊及制备方法

说明书

本发明公开一种白色粒子、黑白双色电子墨水微胶囊及制备方法，包括制备电中性的聚甲基丙烯酸甲酯‑炭黑电泳粒子；乳液聚合法制备聚苯乙烯微球；水解钛酸四丁酯制备聚苯乙烯‑二氧化钛核壳结构粒子；包覆聚甲基丙烯酸甲酯，制备带负电的聚甲基丙烯酸甲酯‑二氧化钛‑聚苯乙烯双壳层结构电泳粒子；将黑白粒子以一定比例混合制备电泳液；使用明胶‑阿拉伯胶复凝聚法制备黑白双色电子墨水微胶囊。本发明提供的制备方法能够制备绿色环保、低成本且性能良好的黑白双色电子墨水微胶囊，不仅构建了白色粒子带负电、黑色粒子不带电的电泳粒子体系，降低了双色粒子的粒径、控制了粒子的密度，提高其分散性能，还制备了具有双壳层结构、显色优良的白色粒子。

技术领域

本发明涉及有机化合物制备领域，具体涉及一种白色粒子、黑白双色电子墨水微胶囊及制备方法。

背景技术

电泳显示(EPD)技术，是基于纳米尺度的有色带电粒子电泳现象的技术，基于电泳显示技术的研究开发，至今已走过了40多个年头。电泳原理是受外场作用的带电胶体微粒在分散剂里向电性相反的电极作定向运动的现象。根据电泳显示制得的电子纸，具有如同纸张一样的阅读体验。电子纸具有近180度的视角范围；且能够在强光直射下使用；相较于自发光的LCD、OLED，电子纸利用的是自然光的反射从而不伤眼睛；微胶囊型电子纸还具有类似纸张的柔性，在一定范围内可弯曲；文字图像具有高对比度。此外电子纸作为一项显示技术又可以和常见的液晶显示器一样不断转换刷新显示内容，且由于胶体体系具有的动力学稳定性和抗聚结稳定性，电子纸保持图像并不需要更多的能源消耗。电子纸技术是一项值得发展的绿色显示技术；众所周知，纸张是人类传统的信息表达载体，电子纸的出现势必会引起对传统纸张的革命，甚至随着技术的不断成熟，电子纸在未来是可以完全替代传统纸张的。

对于黑白双色电子墨水而言，炭黑在有机分散剂中不易分散，导致粒子聚集粒径较大。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种低成本、环保且性能良好的白色粒子、黑白双色电子墨水微胶囊及制备方法，制备方法简单可靠，反应进程易控制。本发明提供的经氧等离子体处理、聚甲基丙烯酸甲酯改性的黑色粒子的方法，提高了其在有机溶剂中的分散性，有效降低了粒径，使其表面呈电中性；提供的聚甲基丙烯酸甲酯-二氧化钛-聚苯乙烯双壳层结构白色粒子制备方法，有效降低了粒径，使其表面带负电；提供的阿拉伯胶-明胶黑白双色电子墨水微胶囊制备方法，成功包覆了黑白双色电泳粒子，且粒子分散性、显色性能良好。

为了解决以上技术问题，本发明提供了一种白色粒子、黑白双色电子墨水微胶囊及制备方法，具体包括以下技术方案：

根据本发明的第一技术方案，提供一种聚甲基丙烯酸甲酯-二氧化钛-聚苯乙烯双壳层结构白色粒子制备方法，包括：

将苯乙烯用乳液聚合得到聚苯乙烯；

将所述聚苯乙烯通过钛酸四丁酯水解包覆得到聚苯乙烯-二氧化钛核壳结构粒子；

将所述聚苯乙烯-二氧化钛核壳结构粒子利用甲基丙烯酸甲酯聚合包覆，得到聚甲基丙烯酸甲酯-二氧化钛-聚苯乙烯双壳层结构白色粒子。

进一步的，所述将苯乙烯用乳液聚合得到聚苯乙烯，包括：

将0.01～0.10g阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠加入100～140ml去离子水中，超声5～15分钟；

高速搅拌下加入10～20g苯乙烯和0.1～1.0g MAA，放置于65-75度水浴中回流，通氮气保护，加入25～35ml的0.4～0.8ω％质量分数KPS水溶液乳化15～25min，设置转速200～300rpm，反应八小时；

用氯化钠水乳液破乳，洗涤干燥，研磨后得到聚苯乙烯粒子。

进一步的，苯乙烯与甲基丙烯酸的质量比为15：0.1。