[发明专利]一种无机-有机复合电子墨水微胶囊的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子显示领域，具体涉及一种无机-有机复合电子墨水微胶囊的制备方法。

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，电泳显示技术是电子显示技术的一种。微胶囊型电泳显示器的最大优点是将电泳粒子和绝缘悬浮液封装于微胶囊内，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。

微胶囊电泳显示的工作原理是基于悬浮在分散介质中的带电粒子的电泳现象的一种反射型显示技术，它利用电泳原理使夹在电极间的带电物质在电场的作用下运动，随着外加电场方向的转换，并通过带电物质的运动导致交替显示两种或两种以上不同颜色。微胶囊可以大规模生产，显示器生产工艺相对简单并可整卷自动生产。微胶囊可以混合在液体粘合剂中采用喷墨打印、涂刷等方式涂布于基材上，因此可用于柔性显示。微胶囊型电泳显示有非常大的研究价值与应用前景。

目前常用的微胶囊制备方法有脲醛树脂包封法和明胶-阿拉伯胶复凝聚法。脲醛树脂微胶囊壁材的机械强度较大，但柔韧性较差，因此用这种材料做成的柔性电泳显示耐刮、耐压性能较差。明胶-阿拉伯胶复凝聚法生产效率高，但由于阿拉伯胶对中国来说是一种进口产品，大规模的商业应用会导致成本过高；此外阿拉伯胶易降解，长期使用会降低胶囊的阻隔性。

因此有必要寻找成本更低且来源更广泛的原料，来制备电子墨水微胶囊。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种低成本的无机-有机复合电子墨水微胶囊的制备方法。本发明还提供由上述方法制备的无机-有机复合电子墨水微胶囊。本发明进一步提供包括所述无机-有机复合电子墨水微胶囊的电子纸显示器件。

本发明制备无机-有机复合电子墨水微胶囊的方法如下：将电泳悬浮液加入到酸性纳米二氧化硅溶胶中，超声或剧烈搅拌形成乳液，升温，加入水溶性阴离子型引发剂，缓慢滴加混合单体，进行非均相聚合反应，使生成的聚合物包覆在电泳悬浮液的液滴表面，形成无机-有机复合电子墨水微胶囊。

优选地，所述酸性纳米二氧化硅溶胶使用前用水稀释，搅拌或超声处理使所述酸性纳米二氧化硅溶胶粒子分散均匀。

所述电泳悬浮液与酸性纳米二氧化硅溶胶的质量比为1～100∶1；优选地，质量比为1～85∶1；优选地，质量比为1～75∶1；优选地，质量比为1～50∶1；优选地，质量比为1～20∶1；更优选地，质量比为1～3∶1；更优选地，质量比为1～2∶1。

优选地，形成乳液后，在搅拌状态下将制得的乳液升温至50℃～80℃；更优选地，升温至60-78℃。

优选地，所述非均相聚合反应的温度为90℃～120℃；更优选地，反应温度为90℃～100℃。

优选地，所述非均相聚合反应的时间为2～5小时；更优选地，反应的时间为3小时。

本发明中所用的酸性纳米二氧化硅溶胶的粒径为5nm～150nm，优选粒径为20nm～30nm。

本发明的方法中，以所述乳液的重量份为100份计，所述混合单体的重量份为5～45份。

所述混合单体包括苯乙烯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、二乙烯基苯、乙二醇双丙烯酸酯、丁二醇双丙烯酸酯、1，6-己二醇双丙烯酸酯、二缩丙二醇双丙烯酸酯、三缩丙二醇双丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯，双季戊四醇五丙烯酸酯和双季戊四醇六丙烯酸酯中的两种或两种以上的组分。

优选地，所述混合单体包括苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、双季戊四醇五丙烯酸酯和双季戊四醇六丙烯酸酯中的两种或两种以上的组分。

更优选地，所述混合单体的组成为：1～5重量份的甲基丙烯酸甲酯、1～4重量份的甲基丙烯酸丁酯、2～5重量份的双季戊四醇五丙烯酸酯。

进一步优选地，所述混合单体的组成为：3～7重量份甲基丙烯酸甲酯、1～5重量份的苯乙烯、1～5重量份的甲基丙烯酸丁酯、1～5重量份的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。

本发明的方法中，以所述乳液的重量份为100份计，所述水溶性阴离子型引发剂的重量份为0.05-0.5份。

优选地，所述水溶性阴离子型引发剂为过硫酸钾或过硫酸铵；或者也可以使用其他水溶性阴离子型引发剂。

所述电泳悬浮液为包含有电泳粒子、染料以及助剂的四氯乙烯悬浮液。电泳粒子包括钛白粉、二氧化硅等；染料包括偶氮、蒽醌类染料；助剂为电荷控制剂，如聚异丁二酸酐等。