本發(fā)明涉及石墨原漿，具體地，涉及氮摻石墨烯改性石墨原漿及其制備方法。
背景技術(shù)：
石墨原漿是以導(dǎo)電石墨或者炭黑等作為主要原料，調(diào)配制成的石墨原漿廣泛應(yīng)用于通訊制品、電腦、便攜式電子產(chǎn)品、網(wǎng)絡(luò)硬件、醫(yī)療儀器、家庭電子產(chǎn)品和航天電子產(chǎn)品等。而一般的石墨原漿的導(dǎo)電性能有待進(jìn)一步的提高，另外石墨原漿的涂刷厚度也是導(dǎo)致其導(dǎo)電性不高的主要原因。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種氮摻石墨烯改性石墨原漿，該氮摻石墨烯改性石墨原漿具有很強(qiáng)的導(dǎo)電性能，且單位用量少。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種氮摻石墨烯改性石墨原漿的制備方法，包括：將氮摻石墨烯、導(dǎo)電石墨、樹(shù)脂、玻璃粉、鋅粉、乙二醇乙醚、乙基纖維素和聚乙烯基吡咯烷酮進(jìn)行攪拌得到所述氮摻石墨烯改性石墨原漿；
其中，氮摻石墨烯的制備方法如下：先將尿素加入到氧化石墨烯溶液中進(jìn)行混合，接著進(jìn)行干燥得到混合粉末；最后將混合粉末進(jìn)行煅燒得到所述氮摻石墨烯；氧化石墨烯溶液的濃度為10mg/mL，相對(duì)于100重量份的氧化石墨烯溶液，尿素的用量為100-150重量份。
為了提高制得的氮摻石墨烯改性石墨原漿優(yōu)選地，相對(duì)于100重量份的導(dǎo)電石墨，氮摻石墨烯的用量為10-20重量份，樹(shù)脂的用量為25-35重量份，玻璃粉的用量為1-5重量份，鋅粉的用量為1-5重量份，乙二醇乙醚的用量為30-40重量份，松乙基纖維素的用量為1-5重量份，聚乙烯基吡咯烷酮的用量為1-5重量份。
為了提高石墨原漿的粘結(jié)性，加入了樹(shù)脂，優(yōu)選地，樹(shù)脂選自聚丙烯樹(shù)脂、聚乙烯樹(shù)脂、脲醛樹(shù)脂或聚氨酯樹(shù)脂中的一種或多種。
優(yōu)選地，聚丙烯樹(shù)脂的重均分子量為1萬(wàn)-2萬(wàn)、聚乙烯樹(shù)脂的重均分子量為2萬(wàn)-4萬(wàn)、脲醛樹(shù)脂的重均分子量為1萬(wàn)-2萬(wàn)或聚氨酯樹(shù)脂的重均分子量為1萬(wàn)-2萬(wàn)。
為了提高石墨原漿中各原來(lái)的分散性，采用攪拌的方式進(jìn)行混合，優(yōu)選地，述攪拌的轉(zhuǎn)速為2000-3000rpm，攪拌的時(shí)間為1-2h。
在本發(fā)明氮摻石墨烯的制備過(guò)程中：為了提高其制備率，優(yōu)選地，煅燒的步驟為：自20℃開(kāi)始升溫至800℃并在800℃維持1h，其中升溫速率為5℃/min；接著以10℃/min的降溫速率降溫至30℃；其中，煅燒的氣氛為N2，N2的流量為0.001m3/h。
在本發(fā)明中，為了提高氮摻石墨烯的制備率，將尿素充分與氧化石墨烯進(jìn)行混合后采用鼓風(fēng)干燥的方式進(jìn)行干燥，優(yōu)選地，干燥的溫度為40-60℃，干燥的時(shí)間為6-10h。
本發(fā)明還提供了一種由上述制備方法制得的氮摻石墨烯改性石墨原漿。
通過(guò)上述技術(shù)方案，本發(fā)明通過(guò)以導(dǎo)電石墨為主要的原料，加入了氮摻石墨烯提高了原漿的導(dǎo)電性能同時(shí)可以減少單位用量；此外，添加了樹(shù)脂、玻璃粉、鋅粉、乙二醇乙醚、乙基纖維素和聚乙烯基吡咯烷酮等助劑提高了各原料的分散性并進(jìn)一步提高原漿的導(dǎo)電性能。該制備方法原料簡(jiǎn)單易得，工藝簡(jiǎn)單能夠批量生產(chǎn)。另外，本發(fā)明中氮摻石墨烯的制備直接以來(lái)源豐富的尿素作為氮源，利用氧化石墨在高溫處理后直接被還原成石墨烯同時(shí)在氮源存在的情況下制得了氮摻石墨烯。
本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說(shuō)明。
具體實(shí)施方式
以下對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
以下將通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
制備例1
氮摻石墨烯的制備：將100g尿素(分析純)加入到100mL的氧化石墨烯溶液中，充分?jǐn)嚢杌旌虾螅辉?0℃下鼓風(fēng)干燥10h得到混合粉末；接著將混合粉末進(jìn)行煅燒得到所述氮摻石墨烯。其中，所用的煅燒的步驟為：自20℃開(kāi)始升溫至800℃并在800℃維持1h，其中升溫速率為5℃/min；接著以10℃/min的降溫速率降溫至30℃；其中，所述煅燒的氣氛為N2，N2的流量為0.001m3/h。
制備例2
氮摻石墨烯的制備：將150g尿素(分析純)加入到100mL的氧化石墨烯溶液中，充分?jǐn)嚢杌旌虾?；?0℃下鼓風(fēng)干燥6h得到混合粉末；接著將混合粉末進(jìn)行煅燒得到所述氮摻石墨烯。其中，所用的煅燒的步驟為：自20℃開(kāi)始升溫至800℃并在800℃維持1h，其中升溫速率為5℃/min；接著以10℃/min的降溫速率降溫至30℃；其中，所述煅燒的氣氛為N2，N2的流量為0.001m3/h。
實(shí)施例1
將氮摻石墨烯、導(dǎo)電石墨、聚丙烯樹(shù)脂(重均分子量為1萬(wàn))、玻璃粉、鋅粉、乙二醇乙醚、乙基纖維素和聚乙烯基吡咯烷酮按照重量配比為：10：100：25：1：1：30：1：1在轉(zhuǎn)速為2000rpm下進(jìn)行攪拌2h得到氮摻石墨烯改性石墨原漿A1；
其中，所加的氮摻石墨烯由制備例1所制得。
實(shí)施例2
將氮摻石墨烯、導(dǎo)電石墨、聚乙烯樹(shù)脂(重均分子量為2萬(wàn))、玻璃粉、鋅粉、乙二醇乙醚、乙基纖維素和聚乙烯基吡咯烷酮按照重量配比為15：100：30：3：3：30：2：3在轉(zhuǎn)速為2500rpm下進(jìn)行攪拌1.5h得到氮摻石墨烯改性石墨原漿A2；
其中，所加的氮摻石墨烯由制備例2所制得。
實(shí)施例3
將氮摻石墨烯、導(dǎo)電石墨、脲醛樹(shù)脂(重均分子量為1)、聚氨酯樹(shù)脂(重均分子量為2萬(wàn))、玻璃粉、鋅粉、乙二醇乙醚、乙基纖維素和聚乙烯基吡咯烷酮按照重量配比為15：100：20：15：3：3：30：2：3在轉(zhuǎn)速為:3000rpm下進(jìn)行攪拌1.0h得到氮摻石墨烯改性石墨原漿A3；
其中，所加的氮摻石墨烯由制備例2所制得。
對(duì)比例1
按照實(shí)施例1的方法制得石墨原漿B1，所不同的是為加入氮摻石墨烯。
對(duì)比例2
按照實(shí)施例2的方法制得石墨原漿B2，所不同的是為加入氮摻石墨烯。
對(duì)比例3
按照實(shí)施例3的方法制得石墨原漿B3，所不同的是為加入氮摻石墨烯。
對(duì)比例4
按照實(shí)施例1的方法制得石墨原漿B4，所不同的是為加鋅粉。
檢測(cè)例1
用相同質(zhì)量的A1-A3以及B1-B4涂刷同樣大小的的絕緣板，測(cè)試石墨層的電阻大小。具體結(jié)果見(jiàn)表1。
本發(fā)明中，在石墨原漿配制過(guò)程中加入了氮摻石墨烯，由于氮摻石墨烯的不僅導(dǎo)電性很好，且氮摻石墨烯結(jié)構(gòu)酥松容易分散，使制得的氮摻石墨烯改性石墨原漿電阻明顯減小；另外，加入的樹(shù)脂、玻璃粉、鋅粉、松油醇、乙基纖維素和聚乙烯基吡咯烷酮也提高了石墨原漿的粘性，進(jìn)而進(jìn)一步提高了氮摻石墨烯改性石墨原漿的涂刷效率和使用效果。
以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡(jiǎn)單變型，這些簡(jiǎn)單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
另外需要說(shuō)明的是，在上述具體實(shí)施方式中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過(guò)任何合適的方式進(jìn)行組合，為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對(duì)各種可能的組合方式不再另行說(shuō)明。
此外，本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開(kāi)的內(nèi)容。