[发明专利]羧基丁腈/明胶与阿拉伯胶复凝聚的电泳微胶囊及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及羧基丁腈/明胶与阿拉伯胶复凝聚的电泳粒子微胶囊及制备方法，属于微胶囊制备技术领域。

背景技术

电泳显示技术是将带电微粒子分散在悬浮液体中构成胶体，当对该分散体系施加电场时，带电粒子就会在库仑力的作用下发生电泳，通过改变电压，使不同颜色的粒子定向泳动，通过透明电极构成显示。电泳显示以电子墨水为显示元素，在外加电场的驱动下实现可逆、双稳态、柔性显示。微胶囊电泳显示技术最早是由麻省理工学院(MIT)媒体实验室提出，随后由美国E Ink公司发展起来的一种电子纸显示技术。微胶囊的引入是电泳显示技术的重要突破，它将电泳液分散、禁锢在有限的体积范围内，使微粒的扩散和聚集限制在很小的范围，解决了电泳显示的不稳定性问题。

微胶囊型电泳显示器是将电泳液包覆在直径30～150μm的球状透明光滑的微胶囊中，将这些胶囊分布在胶粘剂中构成分散体系，涂布或者印刷在透明的电极板上，形成微胶囊型电泳显示。微胶囊型电泳显示器机械性能差、对环境敏感、对微胶囊制作工艺要求高且复杂。

1996年“微胶囊电泳显示”概念提出以来，美国E Ink公司的微胶囊显示器和Philips已取得了令人瞩目的成果。但国内微胶囊电泳显示技术还处于刚刚起步阶段。与国外电泳显示技术对比，国内电泳显示技术的研究主要局限于基础理论研究和设备初期设计阶段，研究的范围窄。研究的主要内容涉及到电子墨水中微胶囊的制备技术和电泳粒子的改性工作，没有涉及到电泳显示的实际应用问题。

以明胶阿拉伯胶为壁材制备微胶囊是复凝聚法的典型实例，董春玲研究了明胶的冻力值、等电点和pH值等对微胶囊形成的影响。谢建宇研究了明胶与阿拉伯胶复凝聚法制备微胶囊，考察了壁材浓度、搅拌速度、交联时间对微胶囊包覆率、表面形貌、粒径的影响，以及壁材中加入少量甲苯二异氰酸酯对微胶囊壁强度的影响，使微胶囊的破损下降。

目前制备电泳微胶囊的方法中，明胶阿拉伯胶复凝聚法得到的微胶囊壁材强度低，在微胶囊分级和涂布过程中容易破裂；而尿素甲醛原位聚合法得到的微胶囊表面比较粗糙，透明性不好。因此，研究具有较高壁材强度和韧性、表面光滑、透明性好的适用于电泳显示的微胶囊技术具有重大的理论意义和广泛的应用价值。

发明内容

本文提出羧基丁腈/明胶与阿拉伯胶复凝聚的电泳粒子微胶囊及制备方法，通过工艺及条件的改进制备出了具有规则的几何形貌、粒径分布均匀、表面光滑、规则、有良好的透明度和柔韧性，不易破裂。并将该工艺运用到双色粒子微胶囊的制备中，使该胶囊可用于电子墨水的显示技术中，能够耐溶剂、有较好的密封性，并与电泳粒子有较好的相容性。电子墨水微胶囊柔韧性好，胶囊不易破裂，使其在外电场作用下有更长的使用寿命。本发明用羧基丁腈/明胶与阿拉伯胶复凝聚法制备的电泳微胶囊在变换电压时有明显的电泳显示响应。

本发明是通过下述技术方案加以实现的。

一种羧基丁腈/明胶与阿拉伯胶复凝聚的电泳粒子微胶囊的制备方法，采用羧基丁腈/明胶与阿拉伯胶复凝聚法，步骤如下：

1)将明胶配制成浓度为2.5％～15％的水溶液，在60℃～80℃，以羧基丁腈胶乳∶明胶在100∶80～100∶120进行共混反应，加入1％～3％含量的四硼酸钠或柠檬酸，反应20min～40min，反应后共混溶液35℃～45℃保温备用；

2)将羧基丁腈/明胶共混材料和阿拉伯胶分别溶解于35℃～45℃水中，配制成质量浓度为0.5％～6％的羧基丁腈/明胶水溶液和质量浓度为0.5％～6％的阿拉伯胶水溶液；

3)在40℃～50℃水浴条件下，在600rpm～1100rpm搅拌条件下将电泳悬浮液加入到步骤1)的羧基丁腈/明胶溶液中，轻轻搅拌均匀；10min～20min后向混合溶液中加入步骤2)的阿拉伯胶溶液，继续搅拌使羧基丁腈/明胶溶液和阿拉伯胶溶液充分混合均匀，此时形成稳定的水包油乳液；再在搅拌下，滴加5％～20％醋酸溶液，调节溶液pH值在3.0～4.5，发生复凝聚反应；自体系中凝聚成囊析出，同时对溶液中分散的囊芯进行包埋形成电泳显示微胶囊。

本发明的电泳粒子微胶囊的制备方法，电泳悬浮液为黑白双色电泳悬浮液，白色电泳粒子与黑色电泳粒子的质量比为5∶1～30∶1，混合的电泳悬浮液在球磨分散下制备成均匀的黑白双色电泳分散液。

本发明的电泳粒子微胶囊，胶囊以羧基丁腈/明胶与阿拉伯胶为壁材。微胶囊中的电泳悬浮液为黑白双色电子墨水，粒径范围为50～120mm。