[發明專利]用于電泳顯示的中空二氧化鈦白色電泳粒子及其制備方法

有效

• 申請號: 200710060157.3
• 申請日: 2007-12-25
• 公開（公告）號: CN101210120A
• 公開（公告）日: 2008-07-02
• 發明（設計）人: 王世榮;王彩艷;李祥高
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: C09C3/10
• 分類號: C09C3/10;C09C3/00;C09C1/36;G02F1/167
• 代理公司: 天津市杰盈專利代理有限公司
• 代理人: 趙敬

技術領域

本發明涉及電泳粒子的技術，特別是一種用于電泳顯示的中空二氧化鈦白色電泳粒子及其制備方法，應用于微膠囊電泳顯示電子紙中的白色中空電泳粒子的制備。

技術背景

微膠囊電泳顯示是目前電子紙研究的主要方向，它采用微膠囊包覆由電泳粒子、懸浮液、電荷控制劑和穩定劑等組成的電泳顯示液，利用電泳粒子在著色懸浮液中受電場作用發生電泳遷移來顯示。制備二氧化鈦電泳粒子的傳統方法是將顏料粒子用表面活性劑(陰離子表面活性劑、陽離子表面活性劑或非離子表面活性劑)進行表面改性，制備成具有親油性表面的顏料粒子。但是經由這種方法表面改性制得的電泳粒子不能改善粒子原有的表面形貌、粒徑分布和粒子表面粗糙度，也不能有效降低粒子的相對密度，電泳粒子與分散介質的密度差較大，必須選擇高密度分散介質而使得分散介質的可選擇范圍過窄，使制備的電泳分散液穩定性差，導致制備的電子紙顯示器件響應時間長，圖像對比度差，使用壽命短。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于電子紙顯示的白色中空電泳粒子及其制備方法，如規則的球形粒子、制備成中空粒子有效降低粒子的相對密度，從而可以克服傳統方法制備的電泳粒子的缺陷。本發明制備中空結構二氧化鈦球形粒子，改善了二氧化鈦粒子的表觀形貌及光學性能，降低了密度。該法制備過程簡單，所制得的電泳粒子形狀為規則的球形、表面光潔、粒徑大小均勻，粒子的中空結構使得其密度較低，具有較寬的分散劑可選擇范圍。

本發明提供一種用于電泳顯示的中空二氧化鈦白色電泳粒子，它的粒徑為40～450nm，相對密度為1.0～3.1g/cm³，比表面為40～95m²/g；它是以有機烯烴聚合物[例如：(甲基)丙烯酸酯類聚合物的種類包括(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯和(甲基)丙烯酸辛酯等)]中空微球和鈦酸酯為原料，按照有機烯烴聚合物微球與鈦酸酯比為1∶12～1∶96進行配料，其制備方法是以有機烯烴聚合物中空微球為種子，外層包覆鈦氧水合物，經烘干，焙燒制備而成。

本發明提供一種用于電泳顯示的中空二氧化鈦白色電泳粒子的制備方法包括如下步驟：

1)將中空聚合物微球粒子分散于無水乙醇中，加入鈦酸酯及少量水，10～80℃下反應30min后，于30～100℃下烘干得到白色球形的中空聚合物/二氧化鈦復合粒子。

2)將球形中空聚合物/二氧化鈦復合粒子于空氣氛圍中，在100～1800℃(最好在600～1200℃)下焙燒3～5小時，得到白色空心二氧化鈦微球。

所說的中空聚合物是丙烯酸酯類聚合物，所說的丙烯酸酯類聚合物的單體是甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸辛酯。

本發明提供的用于電泳顯示的白色中空二氧化鈦微球及其制備方法，可以克服傳統方法的缺陷。本發明用聚合物球形粒子作為載體使得制備得到的中空二氧化鈦球形粒子形狀規則、表面光潔、大小均勻且粒徑易于控制，同時中空結構使得二氧化鈦粒子的殼與空心部分具有不同的折光系數，光散射效率高于與其密度相當的實心粒子，具有優良的光散射性能，并且密度較低。本發明的優點還在于該法制備過程簡單，原料易得。

附圖說明

圖1為制得的白色空心納米二氧化鈦微球在透射電鏡下觀察的結果。

具體實施方式

實例1

①甲基丙烯酸甲酯中空聚合物微球0.10g分散于95mL無水乙醇中，加入5.10g鈦酸酯及0.90g去離子水，攪拌30min，靜置得到白色粉末，為球形中空聚合物/二氧化鈦復合粒子。

②將中空聚合物/二氧化鈦復合粒子于空氣氛圍中，在1000℃下焙燒5h，得到白色中空二氧化鈦球形粒子，粒徑大小均勻，約為180nm，相對密度為1.36g/cm³。

實例2

①取甲基丙烯酸乙酯聚合物中空微球0.25g分散于95mL無水乙醇中，加入2.98g鈦酸酯及0.16g去離子水，攪拌30min，靜置得到白色粉末，為球形中空聚合物/二氧化鈦復合粒子。

②將制備得到的得到白色中空聚合物/二氧化鈦復合粒子于空氣氛圍中，在900℃下焙燒5h，得到白色中空二氧化鈦球形粒子，粒徑大小均勻，約為320nm，相對密度為2.04g/cm³。

實例3

①取聚苯乙烯中空微球0.17g分散于95mL無水乙醇中，加入4.30g鈦酸酯及0.90g去離子水，攪拌30min，靜置得到白色粉末，為球形中空聚合物/二氧化鈦復合粒子。