專利名稱：電泳分散體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及能用于形成電泳分散體、尤其是氟化溶劑中的電泳分散體的顏料顆粒的制備。
背景技術(shù)：
電泳顯示器(EPD)是基于電泳現(xiàn)象的非發(fā)射性裝置，所述電泳現(xiàn)象對(duì)分散在介電溶劑中的帶電顏料顆粒產(chǎn)生影響。EPD通常包括一對(duì)間隔開的板狀電極。所述電極板中的至少一個(gè)、通常是位于觀察側(cè)的電極板是透明的。由介電溶劑和分散在其中的帶電顏料顆粒組成的電泳分散體被封閉在兩個(gè)電極板之間。電泳分散體可包含一種分散在對(duì)比色的溶劑或溶劑混合物中的帶電顏料顆粒。在這種情況中，當(dāng)在兩個(gè)電極板之間施加電壓差的時(shí)候，顏料顆粒受到與該顏料顆粒極性相反的板的吸引而遷移。因此，在透明板處顯示的顏色為溶劑的顏色，或?yàn)轭伭项w粒的顏色。 板極性反轉(zhuǎn)會(huì)導(dǎo)致顆粒遷移返回相反的板，從而使顏色反轉(zhuǎn)。或者，電泳分散體可具有兩種對(duì)比色的攜帶相反電荷的顏料顆粒，所述兩種顏料顆粒分散在透明的溶劑或溶劑混合物中。在這種情況中，當(dāng)在兩個(gè)電極板之間施加電壓差的時(shí)候，兩種顏料顆粒向顯示池(display cell)的相反端部(頂部或底部)移動(dòng)。因此， 在顯示池的觀察側(cè)看到兩種顏料顆粒中一種的顏色。對(duì)于所有種類的電泳顯示器，顯示器的單獨(dú)的顯示池中包含的分散體無(wú)疑是該裝置的最關(guān)鍵部件之一。在很大程度上，分散體的組成決定了該裝置的壽命、對(duì)比率、切換率和雙穩(wěn)性。在理想的分散體中，在所有操作條件下，帶電顏料顆粒保持分開，不會(huì)附聚或互相粘連或與電極粘連。另外，分散體中的所有組分必須化學(xué)穩(wěn)定，并與電泳顯示器中存在的其他材料相容。附圖簡(jiǎn)要描述

圖1是電荷分布圖，圖中如較高反射率所示，帶正電的白色顏料顆粒集中在“_”電極上，而黑色顏料顆粒作為透過(guò)ITO玻璃測(cè)得的背景色集中在“+”電極上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一方面涉及制備適用于電泳顯示器的顏料顆粒的方法，該方法包括a)對(duì)顏料顆粒進(jìn)行處理，在顏料顆粒的表面上結(jié)合反應(yīng)性基團(tuán)；和b)使所述反應(yīng)性基團(tuán)與氟化單體、低聚物或聚合物中的官能團(tuán)反應(yīng)，在顏料顆粒的表面上形成聚合物層。本發(fā)明的第二方面涉及制備適用于電泳顯示器的顏料顆粒的方法，該方法包括使顏料顆粒與一種化合物反應(yīng)，該化合物包含氟化主鏈以及可與顏料顆粒的表面附連的基團(tuán)。本發(fā)明還涉及包含分散在氟化溶劑中的顏料顆粒的電泳分散體，所述顏料顆粒根據(jù)本文所述的任何方法制備。所述分散體可僅包含一種根據(jù)本文所述的任何方法制備的顏料顆粒。所述分散體可包含兩種顏料顆粒，其中的至少一種根據(jù)本文所述的任何方法制備。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明涉及制備適用于電泳分散體、尤其是氟化溶劑中的電泳分散體的顏料顆粒的方法。本發(fā)明的第一方面涉及一種方法，其包括a)對(duì)顏料顆粒進(jìn)行處理，在顏料顆粒的表面上結(jié)合反應(yīng)性基團(tuán)；和b)使所述反應(yīng)性基團(tuán)與氟化單體、低聚物或聚合物中的官能團(tuán)反應(yīng)，在顏料顆粒的表面上形成聚合物層。換言之，可以對(duì)顏料顆粒的表面進(jìn)行預(yù)處理，在表面上引入反應(yīng)性基團(tuán)，使得表面能與氟化單體或大分子接枝和/或聚合，從而在顏料顆粒的表面上涂覆聚合物層。在本發(fā)明該方面的第一實(shí)施方式中，表面處理可以用硅烷材料(如Y-甲基丙烯酰氧基-丙基三甲氧基硅烷)進(jìn)行，向顏料顆粒的表面引入乙烯基反應(yīng)性基團(tuán)?？捎糜谝胍蚁┗磻?yīng)性基團(tuán)的其他試劑包括丙烯酸、乙烯基磷酸等。一般來(lái)說(shuō)，表面處理材料可根據(jù)顏料顆粒以及準(zhǔn)備在顆粒表面上聚合的氟化單體、低聚物或聚合物的種類進(jìn)行選擇。表面處理?xiàng)l件還取決于所用的材料。例如，金屬氧化物顆?？膳c硅烷偶聯(lián)劑或乙烯基酸反應(yīng)。對(duì)于硅烷處理，優(yōu)選使用氫氧化銨之類的堿作為催化劑，增大硅烷偶聯(lián)效率。但是，在乙烯基酸的情況中，催化劑并非必須；但優(yōu)選高反應(yīng)溫度和較長(zhǎng)的反應(yīng)時(shí)間，以實(shí)現(xiàn)高偶聯(lián)效率。用于在顏料顆粒表面上接枝聚合物層的氟化單體、低聚物或聚合物可以用下式表示Rf-A (式 Ia)A-Rf-A'(式 Ib)其中&是氟化部分，可以為氟化的低分子量(分子量50-1000道爾頓)基團(tuán)或氟化的聚合物或低聚物鏈，且A和A'獨(dú)立地為能與已經(jīng)在顏料顆粒表面上植入的反應(yīng)性基團(tuán)聚合的官能團(tuán)。在式Λ中，A和A'可以是相同或不同的。它們可以獨(dú)立地為丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。低分子量基團(tuán)可以是C3_4(1烷基、C6_18芳基、C6_18芳基C3_4(1烷基或C3_4(1烷基C6_18芳基。當(dāng)&是氟化的聚合物或低聚物鏈的時(shí)候，可以通過(guò)自由基聚合、縮聚、開環(huán)聚合等制備。用于制備&的合適單體包括但并不限于氟取代的丙烯酸酯、氟取代的甲基丙烯酸酯、 氟取代的苯乙烯、氟取代的乙烯基、氟取代的環(huán)氧乙烷(oxirane)、氟取代的環(huán)醚、全氟環(huán)氧丙烷和全氟呋喃。&可包含至少20重量％、優(yōu)選至少50重量％的氟。&的平均分子量(MW) 可約為300-100000，優(yōu)選約為500-30000。在一個(gè)實(shí)施例中，&可以是含氟聚醚。在另一個(gè)實(shí)施例中，&可以是全氟聚醚。用于聚合的氟化單體或大分子的結(jié)構(gòu)是很重要的，因?yàn)檫@會(huì)影響顏料顆粒對(duì)溶劑的相容性，從而影響顏料顆粒在驅(qū)動(dòng)時(shí)的穩(wěn)定性、附聚狀態(tài)和堆積密度。還會(huì)影響顯示器裝置的雙穩(wěn)性。由恰當(dāng)選擇的氟化單體或大分子形成的聚合物結(jié)構(gòu)會(huì)最大程度地減小顏料顆粒之間的附聚、不同種類的顏料顆粒之間的附聚、或顆粒與分散體中的電荷控制劑的附聚。在已經(jīng)對(duì)顏料顆粒進(jìn)行處理從而在表面上引入乙烯基基團(tuán)的情況中，可使用氟化的丙烯酸酯單體或氟化的甲基丙烯酸酯單體在顆粒表面上進(jìn)行聚合。該聚合過(guò)程通常在與常規(guī)自由基聚合相同或類似的條件下進(jìn)行。采用以上氟化的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯單體進(jìn)行的聚合可以在約50-100°C、優(yōu)選約60-80°C溫度范圍內(nèi)，在2，2'-偶氮二(異丁腈) 之類的自由基引發(fā)劑存在下進(jìn)行。顆粒表面上的聚合物接枝含量會(huì)影響氟化溶劑中的顆粒的分散性。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，為了防止顆粒附聚，接枝含量?jī)?yōu)選約為3-30重量％，更優(yōu)選約為5-20重量％，最優(yōu)選約為 10-20 重量 ％。在存在電荷控制劑時(shí)，顏料顆粒傾向于更嚴(yán)重地在氟化溶劑中附聚。因此，必須使用具有較長(zhǎng)氟碳鏈的單體來(lái)防止顆粒附聚。優(yōu)選碳原子總數(shù)約為5-30的單體。更優(yōu)選碳原子總數(shù)約為10-20的單體。還可加入交聯(lián)劑以促進(jìn)顆粒表面上聚合物層的交聯(lián)?？墒褂贸Ｓ玫慕宦?lián)劑，包括二乙烯基苯等。交聯(lián)劑的選擇明顯取決于所用的氟化單體或大分子。在第二實(shí)施方式中，用具有異氰酸酯基團(tuán)的硅烷偶聯(lián)劑(例如3-異氰酸丙酯基三甲氧基硅烷或3-異氰酸丙酯基二甲基-氯硅烷)對(duì)顏料顆粒的表面進(jìn)行預(yù)處理，從而在顆粒表面上結(jié)合異氰酸酯反應(yīng)性基團(tuán)。然后通過(guò)與準(zhǔn)備與顏料顆粒表面化學(xué)結(jié)合的長(zhǎng)鏈穩(wěn)定劑進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)行表面處理步驟。該長(zhǎng)鏈穩(wěn)定劑是氟化大分子，優(yōu)選用羥基或胺官能團(tuán)封端，將與已經(jīng)在顏料表面上植入的異氰酸酯反應(yīng)性基團(tuán)反應(yīng)。氟化的長(zhǎng)鏈穩(wěn)定劑的分子量通常約為300-4000，優(yōu)選約為1500-3000，或者是不
同分子量的氟化大分子的混合物。氟化大分子包含氟化部分，該部分可與上述&相同。例如，氟化大分子可以是羥基或胺封端的含氟聚醚。含氟聚醚可具有以下化學(xué)式F- (CF (CF3) -CF2-O) n"CF2CF3其中η可約為10-60。在第三實(shí)施方式中，表面處理和聚合步驟可以與上述內(nèi)容相同，區(qū)別在于，包括額外的偶聯(lián)劑以引入帶電基團(tuán)或可帶電基團(tuán)。包含帶電基團(tuán)或可帶電基團(tuán)的材料(或偶聯(lián)劑)的例子可包括但并不限于丙烯酸、3_(三羥基甲硅烷基)丙基甲基膦酸酯、以及具有磺酸或磺酸酯部分的分子。還可使用其他包含帶電基團(tuán)的材料，例如吡咯烷酮、酰胺或胺。第四實(shí)施方式特別適用于炭黑顏料顆粒。炭黑顆粒具有低得多的密度，使其能在氟化溶劑中形成更穩(wěn)定的分散體。炭黑顆粒的表面化學(xué)性質(zhì)也與其他種類顆粒的性質(zhì)不同。在這種情況中，通過(guò)氧化反應(yīng)進(jìn)行表面處理步驟(a)，從而在炭黑顆粒的表面上引入酸性基團(tuán)，例如酚類羥基或羧酸基團(tuán)。該氧化反應(yīng)可以用硝酸、硫酸、氯酸鹽、過(guò)硫酸鹽、過(guò)硼酸鹽、過(guò)碳酸鹽等進(jìn)行。氧化之后，發(fā)生表面處理步驟(a)，引入反應(yīng)性基團(tuán)，如乙烯基。通過(guò)使待反應(yīng)的攜帶適當(dāng)官能團(tuán)的乙烯基化合物與炭黑表面上的酸性基團(tuán)反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)乙烯基的引入。然后如以上步驟(b)所述與氟化單體或低聚物聚合，在炭黑顆粒表面上生成聚合物層。本發(fā)明的第二方面類似于本發(fā)明的第一方面，區(qū)別在于，在過(guò)程中，步驟(a)和(b)在一個(gè)步驟中進(jìn)行。換言之，本發(fā)明的第二方面涉及一種方法，該方法包括使顏料顆粒直接與一種化合物反應(yīng)，該化合物包含氟化主鏈以及可與顏料顆粒表面附連的基團(tuán)。例如，顏料顆粒可直接與一種硅烷化合物反應(yīng)，該化合物包含氟化主鏈以及可轉(zhuǎn)化為羥基的基團(tuán)(例如烷氧基，優(yōu)選是三甲氧基或三乙氧基)?？赊D(zhuǎn)化為羥基的基團(tuán)能進(jìn)行水解，然后通過(guò)縮合反應(yīng)與顏料表面結(jié)合。氟化主鏈有利于穩(wěn)定氟化溶劑中的顏料顆粒。氟化主鏈的鏈長(zhǎng)度可以調(diào)節(jié)并進(jìn)行控制，以實(shí)現(xiàn)最好的顏料分散性。合適的氟化主鏈可以是如上所述的&。在一個(gè)實(shí)施例中， 氟化主鏈可以是全氟聚醚。適用于本發(fā)明這一實(shí)施方式的硅烷化合物的一個(gè)例子是!^omblin MD407，其為具有氨基甲酸酯二甲基丙烯酸酯和氨基甲酸酯烷基三乙氧基硅烷端基的全氟聚醚(PFPE)。根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行表面改性之后，顏料顆粒在氟化溶劑中將具有優(yōu)良的分散性。粒徑可約為0. 1-1. 5微米，優(yōu)選約為0. 3-1. 0微米。根據(jù)本發(fā)明制備的顏料顆粒特別適用于氟化溶劑中的電泳分散體。在電泳分散體中使用氟化溶劑具有一些優(yōu)點(diǎn)。例如，氟化溶劑通常具有低得多的折射率，導(dǎo)致白色顆粒和溶劑之間產(chǎn)生較大的折射率不匹配。這導(dǎo)致較高的白色反光 (white reflectance) 0氟化溶劑還具有較高的密度，這有利于穩(wěn)定分散體中的無(wú)機(jī)顏料。 另外，經(jīng)常優(yōu)選氟化溶劑，因?yàn)樗鼈兪腔瘜W(xué)穩(wěn)定的。在本發(fā)明的上下文中，合適的氟化溶劑通常具有低蒸汽壓、低粘度、以及約 1. 7-30、更優(yōu)選約為1. 7-5的介電常數(shù)。合適的氟化溶劑的例子可包括但并不限于全氟溶劑，例如全氟烷烴或全氟環(huán)烷烴 (如全氟萘烷)，全氟芳基烷烴(如全氟甲苯或全氟二甲苯)，全氟叔胺，全氟聚醚如來(lái)自索爾韋索萊克斯公司(Solvay Solexis)的全氟聚醚、來(lái)自索爾韋索萊克斯公司的全氟聚醚 HT系列和氫氟聚醚(ZT系列)、來(lái)自3M公司(3MCompany, St. Paul,MN)的FC-43 ( 二十七氟三丁基胺)、FC-70 (全氟三正戊基胺)、PF-5060或PF-5060DL (全氟己烷)，低分子量(優(yōu)選小于50000、更優(yōu)選小于20000)聚合物或低聚物如來(lái)自TCI美國(guó)公司(TCI America, Portland, Oregon)的聚(全氟環(huán)氧丙烷)、聚(氯三氟乙烯)如來(lái)自Halocarbon產(chǎn)品公司 (Halocarbon Product Corp. ,River Edge,NJ)的lif碳油(Halocarbon Oil)禾口來(lái)自 Daikin 工業(yè)公司(Daikin Industries)的Demnum潤(rùn)滑油。全氟聚醚和氫氟聚醚如HT-170、HT_200、 HT-230、ZT-180(索爾韋索萊克斯公司)和三氟(三氟甲基)環(huán)氧乙烷均聚物如Κ6和Κ-7 流體(杜邦(Dupont))是特別合適的。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于任何種類的顏料顆粒。例如，可應(yīng)用于黑色顆粒，包括無(wú)機(jī)、 有機(jī)或聚合物黑色顆粒。包括例如鐵酸錳黑色尖晶石、亞鉻酸銅黑色尖晶石、炭黑、硫化鋅、 染成黑色的聚合物顆粒、或由其他顏色吸收性材料形成的顆粒。本發(fā)明還可應(yīng)用于白色顆粒，也包括無(wú)機(jī)、有機(jī)或聚合物白色顆粒。要實(shí)現(xiàn)高光散射，具有高折射率的顏料是特別合適的。合適的白色顏料顆?？砂═i02、BaS04*ai0，其中TiA是最優(yōu)選的。雖然特別提及了黑色和白色顆粒，但是應(yīng)該理解，也可根據(jù)本發(fā)明制備其他顏色的顏料顆粒。
將本發(fā)明應(yīng)用于氟化溶劑中的單顆?；螂p顆粒電泳分散體體系。換言之，本發(fā)明可涉及只包含一種根據(jù)本發(fā)明制備的分散在氟化溶劑中的顏料顆粒的電泳分散體。顆粒和氟化溶劑具有對(duì)比色?；蛘?，本發(fā)明可涉及包含兩種分散在氟化溶劑中的顏料顆粒、并且其中至少一種顏料顆粒根據(jù)本發(fā)明制備的電泳分散體。這兩種顏料顆粒帶有相反的電荷極性，具有對(duì)比色。例如，這兩種顏料顆?？梢苑謩e是黑色的和白色的。在這種情況中，黑色顆?？梢愿鶕?jù)本發(fā)明制備，或者白色顆?？梢愿鶕?jù)本發(fā)明制備，或者黑色和白色顆粒都根據(jù)本發(fā)明制備。根據(jù)本發(fā)明制備的顏料顆粒在分散在氟化溶劑中的時(shí)候具有許多優(yōu)點(diǎn)。例如，顆粒容易分散在氟化溶劑中。根據(jù)本發(fā)明制備的顆粒在雙顆粒體系中特別有優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樗鼈內(nèi)菀着c其他種類的并非根據(jù)本發(fā)明制備的顆粒相容，因此提高顯示器裝置的性能。在雙顆粒體系中，若只有一種顏料顆粒是根據(jù)本發(fā)明制備的，則另一種顏料顆粒可通過(guò)任何其他方法制備。例如，所述顆?？梢允呛?jiǎn)單的顏料顆粒，或者是聚合物包封的顏料顆粒。前者是并未進(jìn)行微囊化或涂覆的顏料顆粒。為了使顏料顆粒的密度與其中分散顆粒的氟化溶劑的密度匹配，可以對(duì)顏料顆粒進(jìn)行微囊化或用聚合物基質(zhì)涂覆，以形成聚合物包封的顏料顆粒。可使用任何已知的微囊化技術(shù)來(lái)制備這些經(jīng)過(guò)涂覆的顆粒。微囊化技術(shù)的例子如美國(guó)專利第7110162、7052766和7觀6279號(hào)中所述，這些文
獻(xiàn)的全部?jī)?nèi)容都通過(guò)參考全文結(jié)合于此。通過(guò)之前已知的技術(shù)制備的顏料顆粒也可表現(xiàn)出天然電荷，或者可使用電荷控制劑使其明確地帶有電荷，或者可以在懸浮于氟化溶劑中的時(shí)候獲得電荷。合適的電荷控制劑是本領(lǐng)域中眾所周知的；其性質(zhì)可以是聚合物或非聚合物，也可以是離子型或非離子型的，包括離子型表面活性劑，如染料、十二烷基苯磺酸鈉、金屬皂、聚丁烯琥珀酰亞胺、馬來(lái)酸酐共聚物、乙烯基吡啶共聚物、乙烯基吡咯烷酮共聚物、(甲基)丙烯酸共聚物或N，N-二甲基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯共聚物。氟化表面活性劑特別適合用作氟化溶劑中的電荷控制劑。實(shí)施例實(shí)施例1金屬氧化物黑色顏料顆粒的制備A.表面處理向1升反應(yīng)器中加入Black 444(鐵酸錳黑色尖晶石，Sh印herd，40克)、異丙醇(IPA，320克)、和γ-甲基丙烯酰氧基丙基-三甲氧基硅烷(Z-6030，道康寧(Dow Corning)，16克)。在機(jī)械攪拌條件下，在超聲波浴中，將反應(yīng)器加熱到65°C。5小時(shí)之后， 以6000rpm的轉(zhuǎn)速將該混合物離心10分鐘。將固體再分散在IPA中，離心，在真空中以50°C 干燥過(guò)夜，制得38克所需產(chǎn)物。B.形成聚合物層向250毫升燒瓶中加入步驟A中制備的經(jīng)過(guò)表面處理的顆粒0克)和1，3_ 二 (三氟甲基苯)(25克)，超聲波處理30分鐘，然后加入1H，1H，2H，2H-全氟癸基丙烯酸酯(10 克)和偶氮二異丁腈(AIBN，25毫克)。用氬氣吹掃燒瓶20分鐘，然后加熱到80°C。19小
8時(shí)之后，通過(guò)以6000rpm的轉(zhuǎn)速離心10分鐘，回收涂覆了聚合物的顆粒。將制得的固體再分散在PFS2(索爾韋索萊克斯公司(Solvay Solexis)，50克)中，并離心。該循環(huán)過(guò)程重復(fù)兩次，將固體在真空中以50°C干燥，制得1. 8克最終產(chǎn)物。實(shí)施例2制備帶負(fù)電的金屬氧化物黑色顏料顆粒A.表面處理向250毫升燒瓶中加入Black 444 (Shepherd, 10克)和異丙醇(IPA，100毫升)，超聲波處理30分鐘，然后加入Y -甲基丙烯酰氧基丙基-三甲氧基硅烷(Z-6030，道康寧(Dow Corning)，10克)。在機(jī)械攪拌條件下，將反應(yīng)器加熱到80°C。M小時(shí)之后，以6000rpm的轉(zhuǎn)速將該混合物離心10分鐘。將固體再分散在IPA (100毫升)中，離心，并在真空中以50°C 干燥過(guò)夜，制得所需的產(chǎn)物。B.加載負(fù)電荷向250毫升燒瓶中加入以上步驟A制備的顆粒(5克)、異丙醇(IPA，50毫升)、和丙烯酸(1克)，超聲波處理5分鐘。在機(jī)械攪拌條件下，將燒瓶加熱到80°C。6小時(shí)之后， 以6000rpm的轉(zhuǎn)速將該混合物離心10分鐘。將固體再分散在IPA (50毫升)中，離心，并在真空中以50°C干燥過(guò)夜，制得所需的產(chǎn)物。C.形成聚合物層向250毫升燒瓶中加入以上步驟B制備的顆粒O克)和25克1，3-二(三氟甲基苯)，超聲波處理30分鐘，然后加入1H，1H，2H，2H-全氟癸基丙烯酸酯(10克)和偶氮二異丁腈(AIBN，25毫克)。用氬氣吹掃燒瓶20分鐘，然后加熱到80°C。19小時(shí)之后，通過(guò)以 6000rpm的轉(zhuǎn)速離心10分鐘，回收涂覆了聚合物的顆粒。將制得的固體再分散在PFS2 (索爾韋索萊克斯公司(Solvay Solexis)，50克)中，并離心。該循環(huán)過(guò)程重復(fù)兩次，在真空中以50°C干燥固體，制得1. 8克最終產(chǎn)物。實(shí)施例3制備炭黑顆粒將炭黑(Regal 350R, 10克)和65%硝酸(100克)的懸浮液超聲波處理30分鐘， 在100°C攪拌M小時(shí)。冷卻到室溫之后，通過(guò)離心收集顆粒，并用去離子水洗滌。將制得的產(chǎn)物在真空中以60°C干燥，得到8克在表面上具有羧酸部分的炭黑顆粒(CB-C00H)。通過(guò)30分鐘的超聲波處理，將8克CB-C00H分散在100毫升干四氫呋喃(THF)中。 向該分散體中加入1，3-二環(huán)己基碳二亞胺0克)、隊(duì)^(二甲基氨基)吡啶(0.6克)和丙烯酸羥乙酯(5克)。用磁力攪拌棒將反應(yīng)物攪拌過(guò)夜。然后在THF和甲醇中多次離心， 純化經(jīng)過(guò)官能化的炭黑。向250毫升燒瓶中加入經(jīng)過(guò)官能化的炭黑0克)和25克1，3_ 二(三氟甲基苯)， 并超聲波處理30分鐘，然后加入1!1，1!1，2!1，2!1-全氟癸基丙烯酸酯(10克)和偶氮二異丁腈 (AIBN，25毫克)。用氬氣吹掃燒瓶20分鐘，然后加熱到80°C。19小時(shí)之后，以6000rpm的轉(zhuǎn)速離心10分鐘，回收涂覆了聚合物的炭黑顆粒。將制得的固體再分散在PFS2(索爾韋索萊克斯公司(Solvay Solexis)，50克)中，并離心。該循環(huán)過(guò)程重復(fù)兩次，在真空中以50°C 干燥固體，制得1.8克最終產(chǎn)物。實(shí)施例4
氟化溶劑中的電荷分布研究將實(shí)施例1中制備的黑色顏料顆粒和根據(jù)美國(guó)專利第7052766號(hào)制備的白色顏料顆粒分散在包含電荷控制劑的全氟化溶劑(HT200)中，制備分散體。然后將分散體注入由兩個(gè)間隙約125微米的ITO玻璃制成的ITO池中。將兩個(gè)ITO玻璃與DC電壓源連接，一個(gè)作為負(fù)極(“_”)，另一個(gè)作為正極(“ + ”)。在池中形成垂直于ITO玻璃的電場(chǎng)。在電場(chǎng)中，任何帶電物質(zhì)將向電荷極性與帶電物質(zhì)所帶電荷極性相反的電極移動(dòng)(電泳)。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，帶正電荷的白色顏料顆粒向負(fù)極移動(dòng)并集中在負(fù)極上，而黑色顏料顆粒向正極移動(dòng)并集中在正極上。隨著電壓或電場(chǎng)強(qiáng)度的增大，白色顏料顆粒在負(fù)極上堆積地更為密集， 表現(xiàn)為白度增大。在ITO玻璃兩側(cè)使用分光光度計(jì)測(cè)量反射率，相對(duì)于電場(chǎng)強(qiáng)度作圖，如圖 1中所示。該實(shí)驗(yàn)證明，使用電場(chǎng)能分離白色和黑色顏料顆粒，形成可操作的顯示器裝置。雖然本發(fā)明已經(jīng)參考其具體實(shí)施方式
進(jìn)行了描述，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在不偏離本發(fā)明真實(shí)原理和范圍的情況下進(jìn)行各種變化，對(duì)等同內(nèi)容進(jìn)行替換。 另外，可以適應(yīng)對(duì)象的具體情況、材料、組成、過(guò)程、工藝步驟，對(duì)本發(fā)明的對(duì)象、原理和范圍進(jìn)行許多修改。所有這些修改都落在所附權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種制備適用于電泳顯示器的顏料顆粒的方法，該方法包括a)對(duì)顏料顆粒進(jìn)行處理，從而在顏料顆粒的表面上結(jié)合反應(yīng)性基團(tuán)；和b)使所述反應(yīng)性基團(tuán)與氟化單體、低聚物或聚合物中的官能團(tuán)反應(yīng)，從而在顏料顆粒表面上形成聚合物層。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(a)用硅烷材料處理顏料顆粒。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述硅烷材料向顏料顆粒表面引入乙烯基反應(yīng)性基團(tuán)。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(a)用丙烯酸或乙烯基磷酸處理顏料顆粒。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述氟化單體、低聚物或聚合物具有下式 Rf-A (式 Ia)A-Rf-A'(式 Ib)其中&是氟化的低分子量基團(tuán)或氟化的聚合物或低聚物鏈，和 A和A'獨(dú)立地是能與顏料顆粒表面上的反應(yīng)性基團(tuán)聚合的官能團(tuán)。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，在式Λ中，A和A'是相同或不同的。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，A和A'獨(dú)立地是丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。
8.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述氟化的低分子量基團(tuán)是氟化的C3_4(l烷基、氟化的C6_18芳基、氟化的C6_18芳基C3_4(1烷基、或氟化的 。3-40 C6-18
9.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，&包含至少約20重量％的氟。
10.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，Rf是含氟聚醚或全氟聚醚。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，顏料顆粒的接枝含量約為3-30重量％。
12.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述硅烷材料向顏料顆粒表面引入異氰酸酯反應(yīng)性基團(tuán)。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述官能團(tuán)是端羥基或端氨基。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括用偶聯(lián)劑對(duì)顏料顆粒進(jìn)行處理，從而在顏料顆粒的表面上引入帶電荷或可帶電荷的基團(tuán)。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述偶聯(lián)劑是丙烯酸、3-(三羥基甲硅烷基)丙基甲基膦酸酯或具有磺酸或磺酸酯部分的分子。
16.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括在步驟(a)之前進(jìn)行氧化反應(yīng)，從而在顏料顆粒表面上引入酸性基團(tuán)。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述顏料顆粒是炭黑顆粒。
18.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述氧化反應(yīng)用硝酸、硫酸、氯酸鹽、過(guò)硫酸鹽、過(guò)硼酸鹽或過(guò)碳酸鹽進(jìn)行。
19.一種制備適用于電泳顯示器的顏料顆粒的方法，該方法包括使顏料顆粒與一種化合物反應(yīng)，該化合物包含氟化主鏈以及可與顏料顆粒表面附連的基團(tuán)。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，所述化合物是硅烷化合物，該化合物包含氟化主鏈和可轉(zhuǎn)化成羥基的基團(tuán)。
21.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，所述氟化主鏈?zhǔn)欠鸦蛉勖选?br> 22.一種電泳分散體，其包含分散在氟化溶劑中的根據(jù)如權(quán)利要求1所述的方法制備的顏料顆粒。
23.一種電泳分散體，其包含兩種分散在氟化溶劑中的顏料顆粒，其中至少一種顏料顆粒是根據(jù)如權(quán)利要求1所述的方法制備的。
24.一種電泳分散體，其包含分散在氟化溶劑中的根據(jù)如權(quán)利要求19所述的方法制備的顏料顆粒。
25.一種電泳分散體，其包含兩種分散在氟化溶劑中的顏料顆粒，其中至少一種顏料顆粒是根據(jù)如權(quán)利要求19所述的方法制備的。
全文摘要
本發(fā)明涉及制備適用于電泳分散體、尤其是氟化溶劑中的電泳分散體的顏料顆粒的方法。
文檔編號(hào)C09C3/10GK102443284SQ201110254118
公開日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2011年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月24日
發(fā)明者丁維和, 劉亞勇, 古海燕, 李育, 杜惠, 臧宏玫 申請(qǐng)人:希畢克斯影像有限公司