本發明涉及石墨原漿，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：
石墨原漿是以導電石墨或者炭黑等作為主要原料，調配制成的石墨原漿廣泛應用于通訊制品、電腦、便攜式電子產品、網絡硬件、醫療儀器、家庭電子產品和航天電子產品等。而一般的石墨原漿的導電性能有待進一步的提高，另外石墨原漿的涂刷厚度也是導致其導電性不高的主要原因。
技術實現要素：
本發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的導電性能，且單位用量少。
為了實現上述目的，本發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、導電石墨、樹脂、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行混合，接著進行干燥得到混合粉末；最后將混合粉末進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選地，相對于100重量份的導電石墨，氮摻石墨烯的用量為10-20重量份，樹脂的用量為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性，加入了樹脂，優選地，樹脂選自聚丙烯樹脂、聚乙烯樹脂、脲醛樹脂或聚氨酯樹脂中的一種或多種。
優選地，聚丙烯樹脂的重均分子量為1萬-2萬、聚乙烯樹脂的重均分子量為2萬-4萬、脲醛樹脂的重均分子量為1萬-2萬或聚氨酯樹脂的重均分子量為1萬-2萬。
為了提高石墨原漿中各原來的分散性，采用攪拌的方式進行混合，優選地，述攪拌的轉速為2000-3000rpm，攪拌的時間為1-2h。
在本發明氮摻石墨烯的制備過程中：為了提高其制備率，優選地，煅燒的步驟為：自20℃開始升溫至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行混合后采用鼓風干燥的方式進行干燥，優選地，干燥的溫度為40-60℃，干燥的時間為6-10h。
本發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。
通過上述技術方案，本發明通過以導電石墨為主要的原料，加入了氮摻石墨烯提高了原漿的導電性能同時可以減少單位用量；此外，添加了樹脂、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一步提高原漿的導電性能。該制備方法原料簡單易得，工藝簡單能夠批量生產。另外，本發明中氮摻石墨烯的制備直接以來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在氮源存在的情況下制得了氮摻石墨烯。
本發明的其他特征和優點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。
具體實施方式
以下對本發明的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本發明，并不用于限制本發明。
以下將通過實施例對本發明進行詳細描述。
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，充分攪拌混合后；在40℃下鼓風干燥10h得到混合粉末；接著將混合粉末進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，充分攪拌混合后；在60℃下鼓風干燥6h得到混合粉末；接著將混合粉末進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。
實施例1
將氮摻石墨烯、導電石墨、聚丙烯樹脂(重均分子量為1萬)、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在轉速為2000rpm下進行攪拌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。
實施例2
將氮摻石墨烯、導電石墨、聚乙烯樹脂(重均分子量為2萬)、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在轉速為2500rpm下進行攪拌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。
實施例3
將氮摻石墨烯、導電石墨、脲醛樹脂(重均分子量為1)、聚氨酯樹脂(重均分子量為2萬)、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在轉速為:3000rpm下進行攪拌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。
對比例1
按照實施例1的方法制得石墨原漿B1，所不同的是為加入氮摻石墨烯。
對比例2
按照實施例2的方法制得石墨原漿B2，所不同的是為加入氮摻石墨烯。
對比例3
按照實施例3的方法制得石墨原漿B3，所不同的是為加入氮摻石墨烯。
對比例4
按照實施例1的方法制得石墨原漿B4，所不同的是為加鋅粉。
檢測例1
用相同質量的A1-A3以及B1-B4涂刷同樣大小的的絕緣板，測試石墨層的電阻大小。具體結果見表1。
本發明中，在石墨原漿配制過程中加入了氮摻石墨烯，由于氮摻石墨烯的不僅導電性很好，且氮摻石墨烯結構酥松容易分散，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，進而進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。
以上詳細描述了本發明的優選實施方式，但是，本發明并不限于上述實施方式中的具體細節，在本發明的技術構思范圍內，可以對本發明的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發明的保護范圍。
另外需要說明的是，在上述具體實施方式中所描述的各個具體技術特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重復，本發明對各種可能的組合方式不再另行說明。
此外，本發明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本發明的思想，其同樣應當視為本發明所公開的內容。