用于电泳显示器的含硅烷颜料颗粒及其制备方法技术

本发明专利技术涉及用于电泳显示器的含硅烷颜料颗粒及其制备方法。本发明专利技术涉及用于制备电泳液中颜料颗粒的硅烷处理的颜料颗粒，包含按重量计至少2.5%的附着于颗粒表面的硅烷偶联剂。本发明专利技术涉及一种处理颜料颗粒的方法，包括将TiO2核心颜料颗粒水化以增加颗粒表面羟基活性位点的密度。根据本发明专利技术生成的颜料颗粒在电场中稳定存在于溶剂中，并且提高了电泳显示器的性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及颜料颗粒、一种电泳显示液和一种利用该电泳液的电泳显示器，及它们的制备方法。
技术介绍
电泳显示器(EPD)是一种非发射性装置，基于电泳现象影响带电颜料颗粒在介电溶剂中的分散。Ero典型地包含一对间隔板状电极。通常在观看端，电极板至少之一是透明的。由介电溶剂(带电颜料颗粒分散其中)形成的电泳液包围在两个电极板之间。电泳液可以有一种类型的带电颜料颗粒分散在对比色溶剂或溶剂混合物中。在这种情况下，当在两个电极板之间施加电压差时，颜料颗粒由吸引力移动至与其极性相反的板上。因此，透明板上显示的颜色不是溶剂颜色就是颜料颗粒的颜色。板极性反转会引起 颗粒移回至相对的板，从而转换颜色。可替换地，电泳液可以有两种类型的对比色颜料颗粒并且带有相反电荷，两种类型颜料颗粒分散在清澈溶剂或溶剂混合物中。在这种情况下，当在两个电极板之间施加电压差时，在显示单元中，两种类型的颜料颗粒会移动至相对的两端(顶部或底部)。因此，在显示单元观看端会看到两种类型颜料颗粒的颜色之一。对于所有类型的电泳显示器，包含在显示器单独显示单元中的液体无疑是装置最关键部分之一。很大程度上，该液体组成决定了装置寿命、对比率、转换速率和双稳定性。在理想分散体中，在所有操作条件下，带电颜料颗粒都能保持分离，不团聚或相互粘附或粘附到电极。此外，液体中所有组分必须化学性质稳定并且与电泳显示器中存在的其它材料兼容。
技术实现思路
本专利技术第一个方面涉及用于制备电泳液中颜料颗粒的硅烷处理的颜料颗粒，该颗粒含有按重量计至少2. 5%的附着于颗粒表面的硅烷偶联剂。在一种实施方式中，硅烷处理的颜料颗粒具有的硅烷含量按重量计为约3%到约4%。在一种实施方式中，硅烷处理的颜料颗粒由TiO2核心颜料颗粒形成。在一种实施方式中，由硅烷处理的颜料颗粒制备的含聚合物颜料颗粒可以含有按重量计约7%到约20%的聚合物。在一种实施方式中，硅烷处理的颜料颗粒中TiO2核心颜料颗粒用Si02、Al203、Zr02或其任何组合预涂覆。在一种实施方式中，硅烷处理的颜料颗粒中的TiO2核心颜料颗粒比重小于4。在一种实施方式中，硅烷处理的颜料颗粒中的TiO2核心颜料颗粒吸油值(oilabsorption value)高于25。在一种实施方式中，娃烧处理的颜料颗粒中的TiO2核心颜料颗粒具有的大小范围为约O. I μ m至约O. 6 μ m。在一种实施方式中，硅烷处理的颜料颗粒中的TiO2核心颜料颗粒具有的表面积大于15m2/g。本专利技术第二个方面涉及制备含聚合物颜料颗粒的方法，该方法包括硅烷偶联反应之前对TiO2核心颜料颗粒的水化作用(水合作用，hydration)以增加颗粒表面轻基活性位点的密度。在一种实施方式中，该方法还包括用Si02、Al203、Zr02或其任意组合预涂覆TiO2核心颜料颗粒。在一种实施方式中，该方法进一步包括硅烷偶联反应和表面接枝或聚合。在一种实施方式中，用选自下列组成的组中的硅烷偶联剂进行硅烷偶联反应氨基丙基三甲氧基硅烷、缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、羟甲基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酸氧丙基二甲氧基娃烧、N--N' -(4_乙烯基节基)乙二胺盐酸盐、3_ (N-苯乙稀基甲基-2-氣基乙氣基)_丙基二甲氧基娃烧和氣娃烧。在一种实施方式中，用选自下列组成的组中的硅烷偶联剂进行硅烷偶联反应3-异氰酸酯基丙基三甲氧基娃烧(3-isocyanotopropyltrimethoxy silane)、N_(2_氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷和甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基娃烧。在一种实施方式中，用选自由聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯酸酯、聚氨酯、聚酯和聚硅氧烷组成的组中的聚合物进行表面接枝。 在一种实施方式中，表面聚合用选自下列单体组成的组中的单体进行丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸己酯、甲基丙烯酸己酯、丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸正辛酯、丙烯酸正十八烷基酯(n-octadecylacrylate)和甲基丙烯酸正十八烧基酯(n-octadecyl methacrylate)。本专利技术第三个方面涉及一种电泳液，其包含分散在介电溶剂或溶剂混合物中的含聚合物颜料颗粒。本专利技术第四个方面涉及一种包括显示单元的电泳显示器装置，其中显示单元填充有本专利技术的电泳液。附图说明图I示出了本专利技术的颜料颗粒。图2总结了本专利技术的反应流程。具体实施例方式电泳显示器依靠带电颜料颗粒在电场作用下的移动来显示图像。分散带电颜料颗粒的溶剂或溶剂混合物通常为具有低介电常数的有机溶剂。图I示出了本专利技术的颜料颗粒，其中聚合物稳定剂(12)通过硅烷偶联部分(11)附着于核心颗粒(10)的表面。由于聚合物稳定剂的存在，此种结构的颜料颗粒能很容易分散在溶剂中。为在核心颗粒表面形成聚合物稳定剂，颗粒表面首先被官能化(即预处理)，以便颗粒表面与聚合物稳定剂偶联。例如，核心颜料颗粒的表面首先用硅烷处理。然而，颗粒表面的硅烷处理很大程度上取决于颗粒表面积和活性位点密度(例如，羟基官能度)。对于正常TiO2核心颗粒(例如，杜邦Ti-纯)平均颗粒大小为O. 3 μ m并且表面积小于15m2/g，当丙烯酸硅烷(来自道康宁的Z6030)偶联到颗粒表面上时，核心颗粒表面的硅烷含量按重量计通常低于约2%。低硅烷含量必然导致更少的聚合物稳定剂附着于颗粒表面，这导致低劣的电泳性能，例如低白色反射率和低对比率。本专利技术现在已发现颜料颗粒的硅烷含量按重量计可提高到至少约2. 5%，并且优选在约3%到约4%之间。本专利技术背景中的术语“硅烷含量”，是指附着在硅烷处理的颜料颗粒表面的硅烷偶联剂的重量百分比，其中硅烷处理的颜料颗粒的重量包括核心颜料颗粒和硅烷偶联剂的重量。本文所用术语“约”是指列举数值的土 5%。适合本专利技术的核心颜料颗粒可以为任何类型的颜料颗粒。但是,优选的核心颜料颗粒是TiO2白色颗粒。更优选地,可选择地预处理TiO2白色颗粒以在颗粒表面有薄涂层。薄涂层可以由Si02、Al203、Zr02*类似物、或其任何组合形成。优选表面预涂覆的量为核心颜料颗粒重量的至少5%。在一个实例中，表面涂层可以含有按重量计至少5%的Al2O3和/或按重量计至少7%的SiO2。 薄涂层具有很多优点。例如，它使TiO2颗粒的光催化效应最小化。另外，涂层使颗粒表面积增大至大于15m2/g，从而提供了在颗粒表面增加更多活性位点的可能性。TiO2核心颜料颗粒的比重优选小于4。TiO2核心颗粒的吸油值优选高于25并且核心颗粒的大小优选在约O. I μ m到约O. 6 μ m范围内ο图2中概述了本专利技术的方法。核心颗粒表面的活性位点可能可以是羟基基团。如上所述，由于预涂覆工序，颗粒表面上一些羟基基团存在于颗粒表面上。根据本专利技术所述，核心颗粒表面的活性位点的密度可以增加，以便于增加硅烷含量。为获得高含量的活性羟基基团，在温度为约25°C至约75°C之间将TiO2核心颗粒分散在水中。水化工艺(水合工艺)在超声波浴中可选择地进行机械搅拌至少2小时。固体TiO2通过离心从水中分离。添加额外的新水至固体颗粒中并且进一步搅拌混合物，随后离心。这些步骤可以重复2-3次。所述水化工艺增加了颗粒表面的羟基含量。在水化工艺以增加核心颗粒表面的本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于制备电泳液中颜料颗粒的硅烷处理的颜料颗粒，包含按重量计至少2.5%的附着于颗粒表面的硅烷偶联剂。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：杜惠，古海燕，臧宏玫，
申请(专利权)人：希毕克斯影像有限公司，
类型：发明
国别省市：