一种石墨烯阻燃薄膜及其制备方法和应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105647549A(43)申请公布日2016.06.08(21)申请号201610005268.3(22)申请日2016.01.06(66)本国优先权数据201510834579.62015.11.25CN(71)申请人北京旭碳新材料科技有限公司地址100081北京市海淀区中关村南大街5号1区689楼1198(72)发明人王忠辉郭爱华孔令华(74)专利代理机构北京润平知识产权代理有限公司11283代理人严政刘兵(51)Int.Cl.C09K21/12(2006.01)C09K21/10(2006.01)C09K21/02(2006.01)权利要求书1页说明书8页附图1页(54)发明名称一种石墨烯阻燃薄膜及其制备方法和应用(57)摘要本发明涉及功能材料领域，公开了一种石墨烯阻燃薄膜及其制备方法和应用。该石墨烯阻燃薄膜中含有阻燃剂和石墨烯，以所述石墨烯阻燃薄膜的总量为基准，所述阻燃剂的含量为3-45重量％，所述石墨烯的含量为55-97重量％，且所述石墨烯阻燃薄膜的平均厚度为1-100微米。本发明提供的所述石墨烯阻燃薄膜热稳定性好、阻燃性能好、形变小且在600℃空气中的残留量大。具体地，本发明提供的所述石墨烯阻燃薄膜在600℃空气中能够保持≥70％的质量并维持原有的形状。CN105647549ACN105647549A权利要求书1/1页1.一种石墨烯阻燃薄膜，其特征在于，该石墨烯阻燃薄膜中含有阻燃剂和石墨烯，以所述石墨烯阻燃薄膜的总量为基准，所述阻燃剂的含量为3-45重量％，所述石墨烯的含量为55-97重量％，且所述石墨烯阻燃薄膜的平均厚度为1-100微米。2.根据权利要求1所述的石墨烯阻燃薄膜，其中，以所述石墨烯阻燃薄膜的总量为基准，所述阻燃剂的含量为8-35重量％，所述石墨烯的含量为65-92重量％；优选地所述石墨烯阻燃薄膜的平均厚度为5-50微米。3.根据权利要求1或2所述的石墨烯阻燃薄膜，其中，所述阻燃剂选自氮系阻燃剂和磷系阻燃剂中的至少一种；优选地，所述阻燃剂选自六氯环三聚磷腈、三聚氰胺和磷酸三苯酯中的至少一种；更加优选地，所述阻燃剂为六氯环三聚磷腈。4.一种制备石墨烯阻燃薄膜的方法，该方法包括：(1)在溶剂存在下，将氧化石墨烯与阻燃剂进行接触，得到溶液A；(2)将所述溶液A涂覆在基板上并进行干燥；(3)将经过步骤(2)得到的产物进行还原；其中，所述氧化石墨烯与所述阻燃剂的用量使得经过步骤(3)还原后得到的石墨烯阻燃薄膜中的所述阻燃剂的含量为3-45重量％，所述石墨烯的含量为55-97重量％。5.根据权利要求4所述的方法，其中，在步骤(1)中，所述阻燃剂选自氮系阻燃剂和磷系阻燃剂中的至少一种；优选地，所述阻燃剂选自六氯环三聚磷腈、三聚氰胺和磷酸三苯酯中的至少一种；更加优选地，所述阻燃剂为六氯环三聚磷腈。6.根据权利要求4所述的方法，其中，在步骤(1)中，所述溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺、水和四氢呋喃中的至少一种。7.根据权利要求4所述的方法，其中，在步骤(2)中，所述干燥的条件包括：温度为30-60℃，时间为24-72h。8.根据权利要求4所述的方法，其中，在步骤(3)中，所述还原的条件包括：温度为300-1000℃，时间为5-500min。9.由权利要求4-8中任意一项所述的方法制备得到的石墨烯阻燃薄膜。10.权利要求1-3、9中任意一项所述的石墨烯阻燃薄膜作为阻燃材料的应用。2CN105647549A说明书1/8页一种石墨烯阻燃薄膜及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明涉及功能材料领域，具体地，涉及一种石墨烯阻燃薄膜、一种制备石墨烯阻燃薄膜的方法以及由该方法制备得到的石墨烯阻燃薄膜、石墨烯阻燃薄膜作为阻燃材料的应用。背景技术[0002]近年以来，有关石墨烯的研究得到了广泛的关注。石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面结构，只有一个碳原子厚度的二维材料。由于其具有高导电性、高比表面积、高导热性和优异的机械性能，使得石墨烯被广泛应用于超级电容器、锂离子电池、电子元件、存储器件、防腐蚀涂层、吸波材料等领域。[0003]然而，现有的石墨烯材料很难耐受火灾的考验，石墨烯的阻燃性有待提高。[0004]在现有公开的专利申请中，石墨烯一般作为阻燃助剂添加到聚合物等材料中以提高其阻燃性能。目前，对石墨烯本身作为阻燃材料的研究比较少，Jong-BeomBaek报道了利用石墨和红磷混合球磨法制备的含有磷酸的石墨烯有较好的阻燃性。但制备出的含有磷酸的阻燃石墨烯主要以粉体形式存在，要得到形貌可控的石墨烯阻燃产品仍然比较困难；而且，该材料在空气中的热稳定性较差，在600℃空气中的残留量仅有30％左右。发明内容[0005]本发明的目的是克服