[發明專利]黑色單分散聚合物微球的制備方法

有效

• 申請號: 201410448158.5
• 申請日: 2014-09-04
• 公開（公告）號: CN104194003B
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 周際東;耿瑞峰;趙玉媛;于云;許虎
• 申請（專利權）人: 鎮江愛邦電子科技有限公司
• 主分類號: C08J3/00
• 分類號: C08J3/00;C08L25/06;C08F12/08;C08F8/00
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司32252
• 代理人: 戴朝榮

技術領域

本發明屬于材料技術領域，特別涉及一種黑色單分散聚合物微球的制備方法。

背景技術

自從液晶顯示器問世以來，以其影像穩定不閃爍、畫面質量高、工作電壓低、無輻射危害、質量輕薄、純平板化大面積顯示等優點得到飛速發展，在逐漸取代傳統的熒光屏，預計會完全取代陰極射線管成為顯示屏的主流技術。隨著液晶顯示器行業對顯示器畫質、視覺效果要求越來越高，液晶顯示器正朝著大型化和彩色化的方向發展。液晶顯示器件種類繁多，雖然不同類型、用途的液晶器件結構會有所不同，但基本結構卻大同小異，其主要結構如圖1所示：兩塊透明薄板1之間為液晶材料2，其中的球體為間隔材料3。通過改變附加電壓，使液晶材料分子的排列結構或相發生變化，發生折射、散射、吸收等光學性質的變化進而顯像。液晶層厚度會影響顯示的清晰度。一般為了保證盒厚，需要在液晶材料內均勻分散尺寸合適、粒徑均一、具有高壓縮強度和彈性的聚合物微球，即液晶顯示器間隔粒子，但是普通的微球呈透明狀，微球所占部分因與電壓無關而一直顯示白色，影響顯示效果。后來研究者開發了黑色微球，先在微球表面修飾功能基，再與黑色染料分子反應或直接包埋。

目前常用的液晶顯示器件主要有TN、STN、TFT等類別，其中TFT類顯示屏只能用黑色間隔粒子，而TN、STN類一般多采用白色間隔粒子。為了提高顯示效果，STN藍膜中采用黑色間隔粒子，而TN型因為價位偏低，一般采用白色間隔粒子，雖然VTN型藍膜會采用黑色間隔粒子，但價位一般比STN類還要高。與普通間隔粒子噴粉形成的顯示屏相比，黑粉顯示屏黑白對比度更高，克服了白球一直顯示白色的缺陷，同時黑球在強光下也可以獲得清晰的觀察效果。

研究學者在普通聚合物微球的制備方法之上通過物理或化學的方法將染料或顏料連在微球內部或表面，目前有以下方法：

(1) 物理吸附法(染色法) 有色材料溶解于有機溶劑后再與微球的水分散體系混合，材料析出后被吸附于載體上的方法。制備簡單、成熟，但染料占據太多空間，既容易脫落，使檢測不準確，甚至使體系有毒，又會使微球表面的其他活性分子失活。

(2) 核殼包埋法 先將染料均分在介質中成核，再利用聚合或微膠囊反應用殼包埋，這類方法有將染料包覆在內部和外部之分。它很好的解決了染色法的缺點，但是影響了微球的性能，且微球的單分散性差。

(3) 自組裝法 利用成膜模板-膠體球的表面靜電吸附，將有機或無機染料納米顆粒交替與不同種類聚電解質組裝成膜。但這類方法步驟繁雜，不利于工業上規?；?。

(4) 共聚法 將帶有可聚合官能團的染料物質與可聚合上述官能團的單體聚合進而制備有色微球的方法。這樣制得的微球性能穩定，染料分布均勻，是研究較多的方法，常見采用乳液聚合、懸浮聚合、分散聚合、種子聚合等共聚制備。2008年，張倩等利用種子聚合法合成了帶羧基的單分散彩色(黃色、紅色、紫色)微球。

(5) 化學鍵合法 又稱化學修飾，指將帶有活性功能團 (雙鍵、羧基、羥基、酰胺基等) 的染料單體與表面帶有活性基團的微球通過化學鍵鍵合制備表面帶有有色材料的聚合物微球的方法。這類制備方法比較成熟，在制備表面功能化微球上具有很大吸引力，國內外多見報道，如軍醫大學趙小寧等通過無乳化劑乳液聚合法得到了含有酰胺基、羧基的彩色大粒徑單分散聚合物微球。

近年來研究者關于彩色微球的制備進行了大量試驗如國外Marieta Constantin等經過多年不斷的研究合成了用于藥物檢測的彩色分子印跡微球，最為成功的是在聚合中實現了功能團固定在微球上，這類微球具有穩定性好、易與有氨基的抗原或抗體反應等優點，使單分散微球具有更廣闊的應用領域。

其中通過共價反應和非共價反應對微球體進行染色聚合的常規方法可總結如下。例如，染色的微球體可通過一些方法分散聚合而制備?？梢匀鏗ovak, D.等人在JPolym. Sci., Part A, Polym. Chem., 33, 2961-2968,1995中所述，在聚合之前將染料溶解在單體中。還可以在聚合之后使用有機溶劑溶脹微粒，并將染料輸送到微球中，從而對微球體進行染色。這種染色方法的例子可參見一下文獻：Ober的美國專利第4,613,559號，Chandler等人的第6，514，295號等。