[发明专利]一种具有核壳结构的无机颜料电泳粒子及其制备方法

说明书

本发明公开了一种具有核壳结构的无机颜料电泳粒子及其制备方法。该无机颜料电泳粒子由核心和壳层组成，核心为硅胶，壳层为Fe³⁺、Co²⁺、Cr³⁺、Al³⁺、Ti⁴⁺的氧化物或复合氧化物之中的一种或多种，包覆在核心的表面。其中，电泳粒子的粒径为180‑300nm。本发明提供了一种具有核壳结构的无机颜料电泳粒子的制备方法。应用本发明的制备方法可制备得到红、绿、蓝等彩色无机颜料电泳粒子，彩色电泳粒子的颜色还可以根据需要改变原料的用量进行调控；电泳粒子以硅胶为核，密度合适，同时兼顾了粒子的机械强度；电泳粒子球形度良好，粒径尺寸单分散性良好，且粒子的粒径尺寸可以根据需要改变原料的用量进行调控。

技术领域

本发明涉及电泳显示技术领域，具体涉及一种具有核壳结构的无机颜料电泳粒子及其制备方法。

背景技术

电子纸是一种反射型显示器，电子墨水是应用于其中的基本材料，它是由带电粒子和分散介质包覆在微胶囊中组成的。电子纸要作为普适型显示屏，需要实现其彩色化显示，需研究红、绿、蓝三基色颜料应用于电子墨水中的显示情况。

有机颜料颜色鲜艳、色谱齐全、密度适宜，但自身颗粒形状不规则，耐溶剂性和耐候性差、机械强度差，严重影响了电泳粒子的使用寿命，经聚合物包覆后寿命可略有提高，但是还远未达到实际应用的指标。

无机颜料具有色度稳定性、光热稳定性、耐溶剂性、使用寿命长等优点。无机TiO₂和炭黑、铜铬黑常被用于制备白色和黑色电泳粒子，彩色无机颜料的研究和应用相对较少。无机颜料的缺陷在于色系少、且密度过大。李祥高等人以共聚物为核制备了具有中空结构的TiO₂作为白色电泳粒子，配合以炭黑作为黑色电泳粒子，四氯乙烯为分散介质，构建了黑白色电泳显示液（Shirong Wang, Yeming Mei, Xianggao Li, Tingfeng Tan. MaterialsLetters, 2012, 74:1-4）；采用红色Fe元素掺杂TiO₂制备了具有中空结构的红色电泳粒子，配合以白色二氧化钛电泳粒子构建了白色-红色电泳显示液（Fang Yi, Wang Shirong,Xiao Yin, Li Xianggao. Applied Surface Science, 2014, 317: 319-324）；唐方琼组采用以Fe³⁺、Cr³⁺和Co²⁺/Al³⁺掺杂具有中空结构的TiO₂来制备红、绿和蓝色电泳粒子，以期能用做电泳粒子（Xianwei Meng, Fangqiong Tang, Bo Peng, Jun Ren. NanoscaleResearch Letters, 2009, 5(1):174-179）。中空结构无机微球密度较低且比表面积较大，但其缺陷在于中空结构骨架易坍塌，粒子的机械强度较差。聚合物层也常被引入到无机颜料电泳粒子结构中。聚合物的引入能有效地降低无机颜料的密度，但是同样存在聚合物的缺陷，而且无机物与聚合物界面之间的结合力往往不足以维持颗粒结构的稳定性，进而影响颗粒的寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于电子墨水的具有核壳结构的红、绿、蓝色无机颜料电泳粒子及制备方法，该制备方法过程简单，所制备得到的彩色电泳粒子粒径均一，球形度良好，且克服了现有的无机颜料粒子密度过大的问题。

本发明是通过以下技术方案加以实现的：

一种具有核壳结构的无机颜料电泳粒子，由核心和壳层组成，核心为硅胶，壳层为Fe³⁺、Co²⁺、Cr³⁺、Al³⁺、Ti⁴⁺的氧化物或复合氧化物之中的一种或多种，包覆在核心的表面。其中，电泳粒子的粒径为180-300nm。

本发明还提供了一种具有核壳结构的无机颜料电泳粒子的制备方法，包括以下步骤：