[发明专利]一种超亲水自清洁石墨烯基珠光颜料复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种超亲水自清洁石墨烯基珠光颜料复合材料及其制备方法。所述超亲水自清洁石墨烯基珠光颜料复合材料包括：珠光颜料、以及包覆于珠光颜料表面的石墨烯包覆层；所述石墨烯包覆层中分散有含氟碳高分子化合物；所述石墨烯的质量为珠光颜料质量的0.1～1wt%，所述含氟碳高分子化合物的质量为石墨烯和珠光颜料总质量的0.1～10wt%。

技术领域

本发明涉及一种超亲水自清洁石墨烯基珠光颜料复合材料及其制备方法，属于珠光颜料以及新功能材料技术领域。

背景技术

石墨烯基珠光颜料是一种新功能型复合珠光颜料。这种复合颜料在现有珠光颜料的基础上，通过引入高透明、多官能团、高导电的石墨烯材料，从而在保持原有珠光颜料丰富色彩的基础上，赋予珠光颜料一定的功能特性，如导电、空气净化等，可用于涂料、塑料、纺织、陶瓷等各个工业部门及人们日常生活中的功能涂料领域。

自清洁功能指的是通过空气、阳光、雨水等自然现象，自动清除基体污渍的功能。超亲水自清洁功能是指基体的水自动铺展成薄膜(理想状态下是单分子薄膜)，即与水的接触角小于5度，水的表面张力、重力和风力的共同作用下，对基体产生冲刷作用，从而实现自清洁的效果。纳米二氧化钛(TiO₂)材料具有光致双亲能力，在紫外光照射下会产生亲水作用，以及光催化降解有机污染物的能力，是自清洁涂料领域的研究热点。然而，经过多年的研究发现，纳米TiO₂材料的分散难、光利用率低、遮盖力差、与涂料兼容性差等不足严重制约了TiO₂基自清洁涂料的应用。

含氟碳高分子的氟碳表面活性剂通过引入了氟原子，全部或部分取代了传统碳氢链中的氢，形成了以氟碳链端为疏水疏油基的特殊表面活性剂，从而赋予了它优越的疏水疏油性、高的表面活性、良好的化学稳定性和热稳定性等特殊性能，较少的用量能使物质的表面张力降低至很小，能够很好地改变固体表面润湿性。而且氟原子的电负性大，所形成的键能强，通过显微结构设计，可以赋予复合材料优异的亲水、润湿性能。

发明内容

面对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种超亲水自清洁石墨烯基珠光颜料复合材料及其制备方法。

一方面，本发明提供了一种超亲水自清洁石墨烯基珠光颜料复合材料，所述超亲水自清洁石墨烯基珠光颜料复合材料包括：珠光颜料、以及包覆于珠光颜料表面的石墨烯包覆层；所述石墨烯包覆层中分散有含氟碳高分子化合物；所述石墨烯的质量为珠光颜料质量的0.1～1％，所述含氟碳高分子化合物的质量为石墨烯和珠光颜料总质量的0.1～5％。优选地，所述含氟碳高分子化合物(或称氟碳类高分子)为含有胺基、羰基、烯基、羟基和羧基中至少一种官能团的含氟碳高分子化合物，优选为全氟烷基醚氧化胺型阳离子氟碳表面活性剂、全氟聚氧乙烯醚类非离子氟碳表面活性剂、全氟烷基醚丙烯酸酯型非离子氟碳表面活性剂中的至少一种。

本发明中，超亲水自清洁石墨烯基珠光颜料复合材料包括：珠光颜料、以及包覆于珠光颜料表面的石墨烯和含氟碳高分子化合物形成的复合材料层。其中含氟碳高分子化合物的非氟基团，如，胺基、羰基、烯基、羟基和羧基等中至少一种，与石墨烯表面的羟基官能团通过化学键或者共价键相连，赋予珠光颜料表面丰富的含氟碳基团，从而使得石墨烯基珠光颜料复合材料在具有较好颜色性能的同时提高亲水性，表现出较好的润湿性、流平性和涂料的兼容性。而且，当所述含氟碳高分子化合物的质量百分含量较高，所述石墨烯基珠光颜料复合材料的与水接触角明显减小。

较佳地，所述石墨烯包覆层(复合材料层)的厚度为20～100nm。