[發明專利]氮摻石墨烯改性石墨原漿及其制備方法

有效

• 申請號: 201610805912.5
• 申請日: 2016-09-07
• 公開（公告）號: CN106448921B
• 公開（公告）日: 2018-04-10
• 發明（設計）人: 馬西健
• 申請（專利權）人: 蕪湖桑樂金電子科技有限公司
• 主分類號: H01B13/00
• 分類號: H01B13/00;H01B1/24;H01B1/18
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司11283
• 代理人: 張苗,羅攀

技術領域

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。

發明內容

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20-25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20-29重量份，聚乙二醇的用量為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