一種偶氮類染料及其製備方法、油墨和電潤溼顯示器與流程
2023-05-06 23:15:01
本發明涉及電潤溼顯示器領域，尤其涉及一種偶氮類染料及其製備方法、油墨和電潤溼顯示器。
背景技術：
電潤溼顯示技術(EFD，Electrofluidedisplay)，也稱為電溼潤顯示技術，是荷蘭飛利浦公司於2003年首次研製出的以電潤溼顯示為原理的顯示器原型。該顯示原理是利用改變電壓從而控制疏水層的表面性能，改變油墨層在疏水層上的接觸角：在未加電壓時，油墨對絕緣層均勻潤溼，形成一個有色像素點；施加電壓時，電場的作用改變了疏水層的表面性能使油墨-極性液體-疏水層三相之間的界面張力發生變化，油墨被壓縮，形成透明或基板底色的像素點，從而獲得顯示圖像效果。為了實現彩色電潤溼顯示，荷蘭Liquvista公司提出了兩種可能的結構模型：單層或多層結構。單層電潤溼彩色顯示採用黑色油墨搭配彩色濾光片實現，但該方法由於採用了濾光片，對光的利用效率降低，對比度下降；而多層電潤溼彩色顯示可採用三基色(青、品、黃)的疊加而成，對光的利用效率較高，對比度高。油墨材料是電潤溼顯示色彩的專有材料，因此對染料在非極性溶劑中的溶解度、色彩飽和度、發色強度等都有較高要求。專利WO2003/071346，WO2010/031860，US2011/0226998，US20130241815中都對以蒽醌結構為主的油墨材料進行了專利保護，蒽醌結構的油墨材料用於電潤溼顯示的優勢在於其極性較低，大部分染料的耐光性能優異，但其劣勢在於發色強度較低。因此，研究者們逐步把注意力轉移到了開發具有高發色強度的偶氮類染料上，如專利US8143382對具有雙偶氮類吡唑啉酮系列的黃色染料結構進行了專利保護，專利CN103562325A對具有噻唑、異噻唑、噻吩等一系列雜環化合物的單偶氮染料進行了專利保護，該類染料結構具有發色強度高、溶解性能好等優勢。基於1,3,4-噻二唑類雜環化合物開發的分散染料具有發色強度高、光牢度好等優點，已經在紡織印染行業得以工業量產，如分散紅338。這是因為1,3,4-噻二唑類雜環化合物在受到光照等外界能量注入條件下，受到激發的染料分子可以通過強烈的分子內共振消解能量，而不至於染料結構遭到破壞。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題是提供一種偶氮類染料及其製備方法、油墨和電潤溼顯示器。本發明所採取的技術方案是：一種偶氮類染料，所述偶氮類染料的結構通式如(I)所示：其中，R1、R2、R3、R4為任意取代基，n為1-4的任意整數，當n大於等於2時，1分子中存在的多個R2可以相同也可以不同。優選地，R1為非極性基團。進一步優選地，R1為氟取代或未取代之碳原子數為1-10的烷基、氟取代或未取代之碳原子數為1-10的烷基巰基、滷原子、苯基、取代苯基中的任一種。優選地，R2為取代或未取代的碳原子數為1-20的烷基、具有取代基的碳原子數為1-20的烷氧基、-NHCOR5或-NHSO2R6，R5和R6分別獨立地選自取代或未取代的的碳原子數1-20的烷基、取代或未取代的碳原子數6-20的芳基、取代或未取代的的碳原子數2-20的雜芳基中的任一種。優選地，R3和R4分別獨立地選自碳原子數為4-20的烷基。本發明還提供了一種如上所述的偶氮類染料的製備方法，包括以下步驟：S1：取或反應得到結構式如(II)的第一中間體，其中，R1為任意取代基；S2：取所述第一中間體進行重氮化，得到重氮鹽；S4：取結構式如(III)的化合物溶於有機溶劑中，與所述重氮鹽進行耦合反應，得到結構式如(I)的偶氮類染料，其中，R2、R3、R4為任意取代基，n為1-4的任意整數，當n大於等於2時，1分子中存在的多個R2可以相同也可以不同。本發明還提供了一種油墨，所述油墨由如上所述的偶氮類染料溶於非極性溶劑中得到。優選地，所述油墨由1～30質量份的所述偶氮類染料溶於5～100質量份的所述非極性溶劑中得到。優選地，所述非極性溶劑為正十烷、正十二烷、正十四烷、正十六烷、含氟烷烴中的至少一種。本發明還提供了一種電潤溼顯示器，所述電潤溼顯示器包括如上所述的油墨。本發明的有益效果是：本發明將一系列1,3,4-噻二唑類雜環化合物經過改性後合成具有特殊結構的單偶氮染料，該類偶氮染料在非極性溶劑中的溶解性能極好，溶於非極性溶劑後可以得到一種適用於電潤溼顯示器使用的油墨，所得油墨顏色鮮豔、飽和度高、發色強度超高，將所述油墨填充到電潤溼顯示器件中，電潤溼顯示器件具有較低的開關響應時間，且在恆定電壓下無回流現象，本發明所述染料製得的油墨非常適用於電潤溼顯示。具體實施方式實施例1：1.第一中間體的合成稱取2.66g(133g/mol，0.02mol)2-氨基-5-巰基-1,3,4-噻二唑、1g氫氧化鈉和1.5g碳酸鉀溶於10mL水中，攪拌溶解。待其溶解完畢後，稱取5g(192g/mol，0.026mol)溴代異辛烷滴加到上述溶液中，升溫至40℃反應5...