技术领域
本发明涉及一种偏二氯乙烯与二乙烯苯共聚乳液的合成方法。
技术背景
Sheridon在美国专利US 5,389,945中描述了数字化的、类似纸 张的显示器件，即电子纸，并逐步形成和完善了电子纸的概念。首先， 电子纸是一种电子显示器件，它对图像的显示呈双稳态，即在施加电 场的条件下实现显示，在电场撤去以后，显示仍然保持，因而，电子 纸具备信息存储功能，而且节能；其次，电子纸主要是反射型显示， 其对光线的反射符合朗伯反射定律，所以，电子纸拥有大视角；再次， 电子纸使用柔性导电高分子薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT) 作为电极，物理机械性能类似传统纸张，可以卷曲甚至折叠，便于携 带；最后，电子纸是可擦写型显示媒体。电泳影像显示 (Electrophoresis Image Display，EPID)是利用电泳效应来产生 预期图像的一种原理型电子纸技术。有许多的文章和专利对电泳效应 做了描述。当某种彩色的粒子悬浮于透明的或与粒子本身有强反差的 介质中并被荷电后，在外加电场作用下，向反电性的电极移动。当彩 色粒子迁移后，粒子将透明电极屏处的电介质置换，从而形成预期的 影像。
电泳粒子的选择对产生图像的质量有非常重要的影响，它应当 有合适的电荷和质量比率，这和粒子大小及表面有关系。合适的电荷 和质量比率可以提高粒子在介质中的运动速度；另外，粒子应当和悬 浮介质有相近的比重，这样迁移后的粒子可以更好地留在该位置，不 会因重力作用和电场的撤消产生不应有的移动。
为使电介质粒子和悬浮介质有强反差，一般将浅色粒子和深色 悬浮介质搭配使用或将深色粒子和浅色悬浮介质搭配使用。由于生产 黑色电介质粒子有很大难度，所以一般是用现有的浅色粒子和深色的 悬浮介质搭配使用。美国专利US 4,655,897、US 4,093,534、US 4,298,448及US 4,285,801中都公开了这样的描述，在这些专利中， 浅色粒子通常是无机粒子，其中，二氧化钛是最典型的一种，其密度 大约为4g/ml。对于任一种有机溶剂，这样的比重实在太大了，二氧 化钛会产生不可避免的沉降。针对这一问题，研究人员做了大量的研 究工作。例如，用高聚物对二氧化钛进行包覆，但效果甚微。如何获 得低密度白色有机电泳颗粒成为了一大难题。为了获得高反差、低密 度白色的有机电泳颗粒，美国专利US 5,587,242公开了一种方法， 该方法是：在乙醇(17.1g)溶剂里，将偏二氯乙烯(2.0g)与二乙 烯苯(0.1g)在偶氮化二异丁腈(0.2g)引发下，以聚乙烯吡咯烷酮 (0.6g)为稳定剂聚合，获得白色聚合物乳液。但是由该方法获得的 产物存在乳液颗粒分布状态宽(0.5-5μm)、乳液不稳定、颗粒平均 粒径大等缺点，影响了该产品的应用。
发明内容
本发明的目的是，提供一种偏二氯乙烯与二乙烯苯共聚乳液的 合成方法，使用该方法制得的乳液稳定性好、颗粒分布均匀、颗粒平 均粒径小。该方法反应条件温和，产品对环境没有污染。
本发明方法的技术方案是：
一种偏二氯乙烯与二乙烯苯共聚乳液的合成方法，将溶剂、偏 二氯乙烯、二乙烯苯、引发剂和稳定剂混合后，加入到高压反应釜中， 室温下通氮气，其特征是，向高压反应釜中加入了表面活性剂，在 40～80℃下密闭反应5～30小时，然后将产物经过超声分散及离心 沉降处理，得到白色共聚物乳液。
一种优选方案，其中所述的偏二氯乙烯与二乙烯苯共聚乳液的 合成方法是：将溶剂、偏二氯乙烯、二乙烯苯、引发剂和稳定剂混合 后，加入表面活性剂，室温下通氮气，在50～70℃下密闭反应10～ 25小时，然后将产物经过超声分散及离心沉降处理，得到白色共聚 物乳液。
一种优选方案，其中所述的溶剂为无水乙醇或正丙醇。
一种优选方案，其中所述的引发剂为偶氮二异丁腈或过氧化苯甲 酰。
一种优选方案，其中所述的稳定剂为聚乙烯醇(PVA)或聚乙烯 吡咯烷酮(PVP)。
一种优选方案，其中所述的表面活性剂为85-1、P-213、Dt-208、 7#、N-327中的一种或多种。
一种优选方案，其中所述的表面活性剂的用量为总投料量的 0.002％～0.8％(重量百分比)。
适合本发明的反应溶剂可以是乙酸乙酯、甲苯、二甲苯、无水乙 醇、丙酮、石油醚、四氢呋喃、环己烷或正丙醇等，优选无水乙醇或 正丙醇；适合本发明的引发剂可以是过氧化二碳酸二酯、过氧化苯甲 酰、叔丁基过氧化特戊酸酯、偶氮二异丁腈或二叔丁基过氧化物等， 优选偶氮化二异丁腈或过氧化苯甲酰；适合本发明的稳定剂可以是聚 乙烯醇(PVA)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)或明胶等，优选聚乙烯醇(PVA) 或聚乙烯吡咯烷酮(PVP)；适合本发明的表面活性剂可以是中国乐凯 化学品公司生产的DPS、85-1、7#、1283、CB-133等，Grease公司生 产的Ns-210、P-213、Dt-208，、No.1 industry medical公司生产的 Et-135等，Konica公司生产的N-327等。优选85-1、P-213、Dt-208、 7#、N-327中的一种或多种。
本发明中，表面活性剂的用量为总投料量的0.002％～0.8％(重 量百分比)。
本发明中，制备共聚乳液的一般反应步骤如下：
向高压反应器中加入溶剂、偏二氯乙烯、二乙烯苯、引发剂、 稳定剂，同时加入表面活性剂，在室温下通氮气赶尽反应器中的空气， 然后将温度控制在40～80℃，密闭反应5～30小时，反应完毕后， 将产物经过超声分散及离心沉降处理，得到白色共聚物乳液。
本发明所采用的原材料及产物对周围环境不会造成污染，其实 验条件比较温和，操作简单，便于生产和检测。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的描述。
对比例：
用85.5g无水乙醇溶解10g偏二氯乙烯、0.5g二乙烯苯、3g聚 乙烯吡咯烷酮和1g偶氮二异丁腈充分混合后，加入高压反应器中， 室温(20℃)下通氮气5min赶走反应器中的空气，即刻将反应器密 封，放入温度控制在60℃的水浴中反应15小时。得到白色共聚物 乳液。然后测试产物的颗粒分布，分析结果见表一。
实施例1：
用85.5g无水乙醇溶解7.5g偏二氯乙烯、0.5g二乙烯苯、0.5g 聚乙烯吡咯烷酮和1g偶氮二异丁腈充分混合后，加入高压反应器中， 同时向反应器中加入浓度为0.8％的7#无水乙醇溶液2.5g和浓度为 0.8％的N-327无水乙醇溶液2.5g。室温下通氮气5min赶走反应器 中的空气，即刻将反应器密封，放入温度控制在60℃的水浴中反应 15小时，反应完毕后，将产物经过超声分散及离心沉降处理，得到 白色共聚物乳液。然后测试产物的颗粒分布，分析结果见表一。
实施例2：
用90g正丙醇溶解7.5g偏二氯乙烯、0.5g二乙烯苯、0.5g聚 乙烯吡咯烷酮和1g偶氮二异丁腈充分混合后，加入高压反应器中， 同时向反应器中加入浓度为0.8％的P-213正丙醇溶液0.25g。室温下 通氮气5min赶走反应器中的空气，即刻将反应器密封，放入温度控 制在70℃的水浴中反应10小时。反应完毕后，将产物经过超声分散 及离心沉降处理，得到白色共聚物乳液。然后测试产物的颗粒分布， 分析结果见表一。
实施例3：
用85.5g无水乙醇溶解7.5g偏二氯乙烯、0.5g二乙烯苯、0.5g 聚乙烯吡咯烷酮和1g过氧化苯甲酰充分混合后，加入高压反应器中， 同时向反应器中加入浓度为0.8％的85-1无水乙醇溶液2.5g和浓度 为0.8％的Dt-208无水乙醇溶液2.5g。室温下通氮气5min赶走反应 器中的空气，即刻将反应器密封，放入温度控制在50℃的水浴中反 应15小时。反应完毕后，将产物经过超声分散及离心沉降处理，得 到白色共聚物乳液。然后测试产物的颗粒分布，分析结果见表一。
实施例4：
用85.5g无水乙醇溶解7.5g偏二氯乙烯、0.5g二乙烯苯、0.5g 聚乙烯吡咯烷酮和1g偶氮二异丁腈充分混合后，加入高压反应器中， 同时向反应器中加入浓度为0.8％的7#无水乙醇溶液2.5g和浓度为 0.8％的N-327无水乙醇溶液2.5g。室温下通氮气5min赶走反应器中 的空气，即刻将反应器密封，放入温度控制在60℃的水浴中反应15 小时。反应完毕后，将产物经过超声分散及离心沉降处理，得到白色 共聚物乳液。然后测试产物的颗粒分布，分析结果见表一。
实施例5：
用80.5g无水乙醇溶解7.5g偏二氯乙烯、0.5g二乙烯苯、0.5g 聚乙烯醇和1g偶氮二异丁腈充分混合后，加入高压反应器中，同时 向反应器中加入浓度为8％的7#无水乙醇溶液5g和浓度为8％的 Dt-208无水乙醇溶液5g。室温下通氮气5min赶走反应器中的空气， 即刻将反应器密封，放入温度控制在80℃的水浴中反应15小时。反 应完毕后，将产物经过超声分散及离心沉降处理，得到白色共聚物乳 液。然后测试产物的颗粒分布，分析结果见表一。
实施例6：
用85.5g无水乙醇溶解7.5g偏二氯乙烯、0.5g二乙烯苯、0.5g 聚乙烯吡咯烷酮和1g偶氮二异丁腈充分混合后，加入高压反应器中， 同时向反应器中加入浓度为0.8％的7#无水乙醇溶液2.5g和浓度为 0.8％的N-327无水乙醇溶液2.5g。室温下通氮气5min赶走反应器 中的空气，即刻将反应器密封，放入温度控制在60℃的水浴中反应 25小时。反应完毕后，将产物经过超声分散及离心沉降处理，得到 白色共聚物乳液。然后测试产物的颗粒分布，分析结果见表一。
实施例7：
用85.5g正丙醇溶解7.5g偏二氯乙烯、0.5g二乙烯苯、0.5g 聚乙烯醇和1g过氧化苯甲酰充分混合后，加入高压反应器中，同时 向反应器中加入浓度为8％的7#正丙醇溶液2.5g和浓度为8％的 Dt-208正丙醇溶液2.5g。室温下通氮气5min赶走反应器中的空气， 即刻将反应器密封，放入温度控制在70℃的水浴中反应20小时。然 后将产物经过超声分散及离心沉降处理，得到白色共聚物乳液。然后 测试产物的颗粒分布，分析结果见表一。
实施例8：
用85.5g正丙醇溶解7.5g偏二氯乙烯、0.5g二乙烯苯、0.5g 聚乙烯醇和1g过氧化二碳酸二酯充分混合后，加入高压反应器中， 同时向反应器中加入浓度为8％的CB-133正丙醇溶液2.5g和浓度为 8％的Et-1358正丙醇溶液2.5g。室温下通氮气5min赶走反应器中 的空气，即刻将反应器密封，放入温度控制在40℃的水浴中反应30 小时。然后将产物经过超声分散及离心沉降处理，得到白色共聚物乳 液。然后测试产物的颗粒分布，分析结果见表一。
实施例9：
用90g正丙醇溶解7.5g偏二氯乙烯、0.5g二乙烯苯、0.5g聚 乙烯吡咯烷酮和1g偶氮二异丁腈充分混合后，加入高压反应器中， 同时向反应器中加入浓度为0.8％的P-213正丙醇溶液0.25g。室温下 通氮气5min赶走反应器中的空气，即刻将反应器密封，放入温度控 制在70℃的水浴中反应5小时。反应完毕后，将产物经过超声分散 及离心沉降处理，得到白色共聚物乳液。然后测试产物的颗粒分布， 分析结果见表一。
表一 产物颜色 产物颗粒分布 产物平均粒径 产物稳定性 对比例 略黄 0.5-5μm 0.869μm 10天分层 实施例1 白 0.15-1.9μm 0.483μm 55天分层 实施例2 白 0.1-1.05μm 0.392μm 60天分层 实施例3 白 0.2-1.3μm 0.357μm 75天分层
实施例4 白 0.15-1.1μm 0.296μm 90天未分层 实施例5 白 0.12-1.25μm 0.365μm 90天分层 实施例6 白 0.14-1.33μm 0.331μm 90天分层 实施例7 白 0.18-1.21μm 0.343μm 80天分层 实施例8 白 0.1-1.21μm 0.375μm 70天分层 实施例9 白 0.13-1.33μm 0.380μm 65天分层
产物测试所用仪器：
Zeta电位粒度分布测试仪：Zetasizer 3000Hs(生产厂家： Malvern，Iland)。
超声分散仪：Ultrosonic Homogeni zer4710(生产厂家： Cole-Parmer Instrument Co.Chicago)。
有益效果
由表中数据可以看出，采用本发明方法所制得的白色共聚物乳 液，稳定性好，颗粒分布窄且均匀(0.15-1.9μm)，颗粒的平均粒径 小(在0.5μm以下)，解决了传统方法合成的乳液颗粒分布过宽 (0.5-5μm)，乳液不稳定，颗粒平均粒径大等问题。