[發明專利]一種類氧化石墨烯、類石墨烯和以其為基礎的珠光顏料

有效

• 申請號: 201510923967.1
• 申請日: 2015-12-12
• 公開（公告）號: CN106893370B
• 公開（公告）日: 2019-01-25
• 發明（設計）人: 謝秉昆;張易寧;曹志成;劉永川;張祥昕;陳繼威;陳素晶;苗小飛
• 申請（專利權）人: 福建坤彩材料科技股份有限公司;中國科學院福建物質結構研究所
• 主分類號: C09C1/46
• 分類號: C09C1/46;C01B32/198;C01B32/192;C09D5/36;C09D167/00;C08K3/04;C08L23/12;A61K8/19;A61Q1/00
• 代理公司: 北京卓恒知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11394
• 代理人: 唐曙暉

本發明涉及類氧化石墨烯、類石墨烯、以及以類氧化石墨烯或類石墨烯為基礎的類石墨烯基珠光顏料。本發明的類氧化石墨烯是通過以下步驟制備的：(A)用高錳酸鉀將片狀石墨粉氧化；(B)用濃硫酸將氧化后的石墨粉插層；(C)將插層后的石墨粉進行剝離，洗滌至中性，經過濾、干燥后，獲得類氧化石墨烯。通過將類氧化石墨烯還原可以制備類石墨烯。以類氧化石墨烯或類石墨烯為基礎的類石墨烯基珠光顏料具有更高的遮蓋力、色飽和度和更純正的色調，且工藝可控，廣泛應用于化妝品、合成革、塑料、紡織服裝或油漆涂料中。

技術領域

本發明屬于珠光顏料的制備領域，具體涉及一種類氧化石墨烯、類石墨烯和以其為基礎的珠光顏料，還進一步涉及它們的制備方法。

背景技術

近年來，合成云母基珠光顏料，以其高白度(銀白系列)、色彩鮮艷(虹彩及金屬色系列)、無有害微量元素、耐高溫、無放射性等優良性能而逐步得到廣泛的應用。尤其是粒徑為50～1000μm的大粒徑合成云母珠光顏料，具有超強的閃爍感，更具特別的裝飾效果。在此大粒徑范圍內，天然云母不可避免的雜色片嚴重影響到云母基珠光顏料的品質；以玻璃磷片為基材的珠光顏料，因其基材易碎和對皮膚的刺激而限制了它的使用范圍。合成云母大粒徑珠光顏料克服上述兩種基材的缺點，具有良好的韌性，同時又有極好的白度，超強的閃爍感。但在大粒徑合成云母珠光顏料的制備上有一大技術難題，即是大粒徑合成云母粉因其粒徑較大，比表面積小，碾磨時間短，表面活性差，使得水解包膜很難進行，造成包膜時，產生大量的游離體TiO₂，嚴重影響珠光顏料的品質，甚至不產生珠光效果。

石墨烯是由單層碳原子排列而成的二維平面碳納米材料，參照石墨烯的制備方法通過工藝調控制備三十層以上碳原子結構的類石墨烯及類氧化石墨烯，具有大徑厚比、高透明性、高柔韌性及高表面活性等優點，以其為基材的珠光顏料可以達到合成云母的珠光效果，而制備工藝簡單可控。將該新型珠光顏料添加于涂料、塑料、橡膠、粘合劑、油墨、水泥、纖維、陶瓷中，應用于石油、化工、建材、電子、機電、通訊、汽車、醫藥、造紙、紡織、包裝、印刷、船舶、陶瓷、航空航天、兵器等各個工業部門及人們日常生活的導電、防靜電領域，滿足市場需求，具有重要的應用價值。

發明內容

本發明的目的在于，針對現有技術存在的不足，提供一種類氧化石墨烯、類石墨烯、以及以類氧化石墨烯或類石墨烯為基礎的類石墨烯基珠光顏料。

本發明的第一個方面提供一種用于珠光顏料基材的類氧化石墨烯，其是通過以下步驟制備的：

(A)用高錳酸鉀將片狀石墨粉氧化；

(B)用濃硫酸將氧化后的石墨粉插層；和

(C)將插層后的石墨粉進行剝離，洗滌至中性，經過濾、干燥后，獲得類氧化石墨烯。步驟(A)中，高錳酸鉀的量一般是片狀石墨粉的一倍到10倍，優選400wt％～800wt％，可以任選地添加氧化助劑硝酸鈉，添加量可以是片狀石墨粉的0.5～5倍，例如0.5-1.5倍；步驟(B)中，濃硫酸(70-98.3％濃硫酸)的用量是片狀石墨粉的10～100倍，優選40-60倍；步驟(C)中，通過球磨法、超聲波法、機械剪切法、爆炸法、激光脈沖法、電化學法等來進行剝離。上述方法用于珠光顏料基材的剝離是已知的，例如以200-500rpm，優選約250rpm轉速球磨剝離3-8h，優選約5h；或者以500W功率超聲波剝離40分鐘～2小時，優選約1h；或者以5000～12000rpm，優選約8000rpm轉速機械剪切法剝離3-10min，優選約5min。

本發明還提供了一種用于珠光顏料基材的類石墨烯，其是通過以下步驟制備的：

(A)用高錳酸鉀將片狀石墨粉氧化；

(B)用濃硫酸將氧化后的石墨粉插層；

(C)將插層后的石墨粉進行剝離，洗滌至中性，獲得類氧化石墨烯；和