CN112358679A - 石墨烯聚丙烯复合材料、制备方法、熔喷布及过滤装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种石墨烯聚丙烯复合材料、制备方法、熔喷布及口罩。该石墨烯聚丙烯复合材料，包括如下重量含量的各原料组分制备而成：石墨烯材料5～10份、驻极体材料0.1～2份、烃类材料0.5～2份及聚丙烯85～94份；烃类材料是常温下呈液体状的烃类材料。上述石墨烯聚丙烯复合材料以聚丙烯材料为主体材料，以石墨烯材料、驻极体材料和烃类材料为助剂，该助剂之间相互配合、协同作用，实验证明，由上述石墨烯聚丙烯复合材料进一步制备而成的熔喷布的过滤效率可以达到约99.9％，即可以有效过滤掉空气中的绝大多数粉尘及细菌。

Description

石墨烯聚丙烯复合材料、制备方法、熔喷布及过滤装置

技术领域

本发明涉及导热制品技术领域，特别是涉及一种石墨烯聚丙烯复合材料、制备方法、熔喷布及过滤装置。

背景技术

口罩对人类吸入的空气具有一定的过滤作用，在呼吸道传染病流行时或在粉尘等污染的环境中作业时，佩戴口罩具有非常有效的作用。

熔喷布是口罩中的内层材料，熔喷布具有空隙多、结构蓬松以及抗褶皱能力好的优点，对于空气中的微小颗粒及病毒具有很好的过滤性和屏蔽性。目前熔喷布多以聚丙烯为主要原料，将聚丙烯经熔喷处理后形成的纤维随机分布粘结在一起以形成布料。熔喷布中的纤维直径一般在1～5μm。

一般为了提高熔喷布的机械阻隔能力，还会在制备熔喷布的聚丙烯原料中添加多种助剂，然而助剂会留存于材料整体中，有可能会导致制备熔喷布的喷头发生堵塞问题，影响生产；另外，尽管通过添加助剂使得熔喷布的机械阻隔能力提高，但也使得含有该熔喷布的口罩不透气，长期佩戴容易滋生细菌；并且，含有该熔喷布的口罩在经佩戴使用的过程中，助剂也会随着佩戴时间的增长而逐渐失效，导致难以长时间维持较高的过滤效率。

发明内容

基于此，有必要提供一种石墨烯聚丙烯复合材料及其制备方法，该石墨烯聚丙烯复合材料在制备熔喷布的过程中不易使喷头堵塞，制备所得的熔喷布的过滤效率能够得到长时间的保持且兼具抗菌效果。

根据本发明的一个实施例，一种石墨烯聚丙烯复合材料，其由包括如下重量份数的各原料组分制备而成：

所述烃类材料是常温下呈液体状的烃类材料。

在其中一个实施例中，由包括如下重量份数的各原料组分制备而成：

在其中一个实施例中，所述石墨烯材料选自氧化石墨烯。

在其中一个实施例中，所述石墨烯材料为粉体状材料，所述石墨烯材料的D50粒径为1μm～5μm。

在其中一个实施例中，所述烃类材料是液体石蜡。

在其中一个实施例中，所述驻极体材料是电气石。

进一步，一种石墨烯聚丙烯复合材料的制备方法，其包括如下步骤：

按照根据上述任一实施例所述的石墨烯聚丙烯复合材料的各原料组分进行备料，将所述聚丙烯和所述烃类材料搅拌均匀后，再将所述石墨烯材料和所述驻极体材料混合均匀后加入所述聚丙烯和所述烃类材料中进行高速搅拌混合，在所述高速搅拌混合的过程中搅拌转速≥2000r/min。

在其中一个实施例中，在所述高速搅拌混合后，还包括将所得混合物挤出的步骤，挤出温度为155℃～175℃。

进一步，一种熔喷布，其由石墨烯聚丙烯复合材料经熔喷制备所得的纤维自身粘合或加热固化形成，所述石墨烯聚丙烯复合材料是根据上述任一实施例所述的石墨烯聚丙烯复合材料，或是根据上述任一实施例所述的石墨烯聚丙烯复合材料的制备方法制备所得的石墨烯聚丙烯复合材料。

再一方面，一种口罩，其包括面层和中间层，所述中间层是根据上述实施例所述的熔喷布。

上述石墨烯聚丙烯复合材料以聚丙烯材料为主体材料，以石墨烯材料、驻极体材料和烃类材料为助剂，该助剂之间相互配合、协同作用。以极少量的液体烃类材料作为分散混合助剂，能够有效增强石墨烯材料和驻极体材料在复合材料中的分散性，而作为助剂的液体烃类材料在熔喷过程中的高温条件下会逐渐挥发，最终的残留量极少。通过引入该液体烃类材料，不仅能够有效增强石墨烯和烃类材料在复合材料整体中的分散性，还能够使驻极体材料均匀附着于石墨烯材料上，制备所得的熔喷布具备抗菌效果，且在较长使用时间内均具有极高的过滤效率。

实验证明，由上述石墨烯聚丙烯复合材料进一步制备而成的熔喷布的过滤效率可以达到约99.9％，即其可以有效过滤掉空气中的绝大多数粉尘及细菌。与现有的口罩产品相比，该熔喷布的PM2.5的过滤效率和吸油性能得到显著提高，并且表现出优异的抗菌性、静电吸附能力和力学性能。并且，由于该熔喷布中尽可能减少了填料尤其是驻极体材料的用量，因而该石墨烯聚丙烯复合材料的可纺丝性能也得到显著的改善。所制备的熔喷布在经过100h使用后仍然能够保持高于99.8％的过滤效率以及99.8％的抗菌率。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关具体实施例对本发明进行更全面的描述。具体实施例中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。本文所使用的“多”包括两个和多于两个的项目。本文所使用的“某数以上”应当理解为某数及大于某数的范围。

熔喷法是一种依靠高速、高温气流喷吹聚合物熔体使其得到迅速拉伸而制备超细纤维的方法。熔喷布的机械阻隔机理包括例如：布朗扩散、截留、惯性碰撞及直接拦截等。目前，为了提高熔喷布的机械阻隔能力，还会在制备熔喷布的聚丙烯原料中添加多种助剂，例如硅溶胶及其他无机片材等；并且为了提高助剂与聚丙烯基体材料之间的相容性，往往还需要像制备高分子材料一样添加偶联剂。

然而上述加入的各种助剂多仅仅起到机械阻挡能力，还有可能导致熔喷的过程中堵塞熔喷口。可以理解，机械阻隔能力不仅仅阻隔了灰尘和细菌，还会阻隔空气，这极其不适合于由其制备的熔喷布的日常佩戴使用。

基于上述问题，本发明提供了一种石墨烯聚丙烯复合材料，由其制备的熔喷布能够较好地避免上述问题。根据本发明的一个实施例，一种石墨烯聚丙烯复合材料，其由包括如下重量份数的各原料组分制备而成：

所述烃类材料是常温下呈液体状的烃类材料。

进一步，可选地，该石墨烯聚丙烯复合材料由包括如下重量份数的各原料组分制备而成：

发明人依据如下技术构思提出了上述石墨烯聚丙烯复合材料。如果除原有的机械阻挡作用外，使得材料同时带有静电吸附的作用，依靠库仑力作用直接吸引空气中的带电微粒并将其捕获，或诱导中性微粒产生极性再将其捕获，就可以更有效地过滤空气中的微小粒子，大大增强过滤效率。并且由于这个过程机械阻隔效果并未得到显著增强，因此空气阻力不会增加。

具体地，在上述石墨烯聚丙烯复合材料中，石墨烯材料具有独特的片层结构，能够作为机械阻隔助剂。进一步地，石墨烯表面本征地带有少量静电，因而还具有一定的静电吸附作用。

石墨烯是一种二维片层状材料，其具有纳米量级的厚度，厚度非常薄，但其片层的尺寸往往可以达到数微米，其团聚体颗粒的尺寸更是可以达到数百微米，然而熔喷布的纤维直径往往仅有数微米，因而对于熔喷工艺来说，片层尺寸过大的石墨烯会在熔喷布生产过程中形成团聚和堆积，不仅损害熔喷布的品质，并发生严重的喷头堵塞问题，影响生产。并且，进一步制成的熔喷布在日常佩戴使用过程中，空气中的灰尘颗粒、人呼吸产生的水分以及可能的细菌尸体等杂物都会堆积于熔喷布的纤维上，使得石墨烯材料的吸附性能逐渐下降，因而由其制备所得的口罩的使用寿命通常有限。因而，如何进一步提升包括石墨烯材料的熔喷布的使用寿命，是一个需要解决的技术问题。

上述实施例的石墨烯聚丙烯复合材料中不仅仅包括石墨烯材料，还包括驻极体材料。驻极体是一种自身带有电荷的电介质，且其中的电荷近乎于永久存在，其可以带有单一电荷，也可以带有等量的异号电荷。驻极体能够自发产生一定的电场，能够使得靠近其的颗粒产生电荷极化，从而吸引微小颗粒。

然而，直接将驻极体材料加入聚丙烯复合材料中制成熔喷布也面临如下问题。驻极体材料通常为颗粒材料，该颗粒材料在于聚丙烯基材混合的过程中往往嵌于聚丙烯基材之内而非位于基材表面，难以有效发挥其静电吸附效果，因而往往需要较高的添加量才能够使得其静电吸附作用较为显著。然而若增加驻极体材料的添加量，相当于增加了更多的颗粒状助剂，又会造成熔喷时的喷口堵塞，影响该聚丙烯复合材料进一步制备为熔喷布。

上述石墨烯聚丙烯复合材料中同时包括石墨烯材料、驻极体材料和烃类材料，石墨烯材料可以同时发挥静电吸附作用和机械阻隔作用，对于口罩的过滤性能具有较好的提升。烃类材料不仅具有一定的分散作用，能够有效提升石墨烯材料在石墨烯聚丙烯母粒材料中因团聚而发生的喷头堵塞问题；还具有较好的粘附作用，能够使得驻极体材料与石墨烯片层之间发生较为充分的吸附，驻极体材料能够使石墨烯片层保有较为持久的静电吸附能力，因而使得由其进一步制备所得的熔喷布的寿命得到显著提升。

在上述实施例的一个具体示例中，该石墨烯聚丙烯复合材料仅由包括如下重量含量的各原料组分制备而成：

所述烃类材料是常温下呈液体状的烃类材料。

进一步，该石墨烯聚丙烯复合材料仅有包括如下重量含量的各原料组分制备而成：

其中，石墨烯材料可以是未进行功能化的石墨烯，也可以是功能化的石墨烯，例如氟化石墨烯、氧化石墨烯、还原氧化石墨烯、氨基化石墨烯、或其他石墨烯衍生物。但在一个可选的具体示例中，石墨烯材料选自氧化石墨烯。氧化石墨烯相较未功能化的石墨烯，表面存在更多的基团，往往能够本征携带有更多的电荷。并且氧化石墨烯的分散性较强，氧化石墨烯片层之间的范德华力相对较弱，更不容易发生团聚而导致熔喷过程中堵塞喷嘴。氧化石墨烯可以是自制的氧化石墨烯，也可以是通过市场购买所得的氧化石墨烯。氧化石墨烯通常可通过采用浓硫酸和高锰酸钾对石墨进行氧化分散以及剥离后制备得到。

在一个具体示例中，石墨烯材料为粉体状材料，石墨烯材料的D50粒径为1μm～5μm。通常购买或制备所得的石墨烯材料为颗粒状材料，其为许多石墨烯片层经范德华力彼此吸附后形成的颗粒状材料，其振实密度通常为1g/cm³～20g/cm³以上不等。这样的石墨烯材料在混合的时候可能无法充分分散，因而较为优选地，可以先将颗粒状的石墨烯材料粉碎至其D50粒径为1μm～5μm的石墨烯粉体状材料。石墨烯粉体状材料经过预先的一定程度的机械剥离，其中的片层状氧化石墨烯更易于分散开来，便于其均匀分散与聚丙烯材料中以及负载驻极体粉体材料。

在一个具体示例中，其中的液体烃类材料指的是常温下为液态的烃类物质，该液体烃类材料既可以是单一一种液态的烃类物质，也可以是由多种烃类物质混合后形成的液态烃类物质，还可以是主体为液态烃类物质但仍包含有少量杂质的烃类材料。更具体地，例如液体石蜡。液体石蜡也称为矿物油，其是由多种不同碳原子数的烃类材料形成的液体状混合物材料。应当理解，液体石蜡中也有可能包括极少量含氮和含硫的杂质，然而这样的液体石蜡同样应落于“烃类材料”这一概念范围之中。上述液体烃类材料不仅可以增强石墨烯在聚丙烯基体材料中的分散作用，还能够使得驻极体材料吸附于石墨烯片层表面，提升石墨烯材料的静电吸附能力，吸附于石墨烯片层表面的驻极体材料能够持续地使石墨烯材料保有极化电荷，从而增强其过滤性能，并且提升其过滤性能的保持时间。

驻极体材料可以是导电能力极差的物体经施加强电场后形成的携带电荷的材料，也可以是一些天然的驻极体材料，例如电气石。电气石是电气石族矿物的总称，化学成分较复杂，是以含硼为特征的铝、钠、铁、镁、锂的环状结构硅酸盐矿物。电气石的主要矿种有铁电气石、镁电气石和锂电气石等。当电气石材料能够产生自发极化的电荷，使得电气石具有吸附轻小物体的能力。电气石的电效应、离子吸附性等会随着其粉体粒径的减小而呈增强趋势，并具有一系列优异的表面与界面性质，但由于粉体颗粒的比表面积大，比表面能高，在制备和加工处理过程中极易产生团聚，这使得电气石粉末难以在复合材料中分散均匀，从而影响复合材料的综合性能。而上述实施例中的烃类材料能够增强电气石的分散能力，并使得电气石能够吸附在石墨烯片层上，充分发挥电气石的静电吸附能力。

进一步地，一种石墨烯聚丙烯复合材料的制备方法，其包括如下步骤：

按照上述任一实施例所述的石墨烯聚丙烯复合材料的各原料组分进行备料，将聚丙烯和烃类材料搅拌均匀后，再加入石墨烯材料和驻极体材料进行高速搅拌混合，在该高速搅拌混合的过程中搅拌转速≥2000r/min。其中，将聚丙烯和烃类材料在搅拌机中搅拌，在加入石墨烯材料和驻极体材料进行高速搅拌混合的过程中也在搅拌机中搅拌。

在一个具体示例中，在加入石墨烯材料之前还包括将石墨烯材料粉碎成为D50粒径为1μm～5μm的石墨烯粉体状材料，例如，将石墨烯材料粉碎成为D50粒径为4μm的石墨烯粉体状材料。石墨烯粉体状材料经过预先的一定程度的机械剥离，其中的片层状氧化石墨烯更易于分散开来，便于其均匀分散与聚丙烯材料中以及负载驻极体粉体材料。

在一个具体示例中，在将聚丙烯和烃类材料搅拌均匀的过程中，搅拌转速为100r/min～200r/min，搅拌时间为3min～10min，更具体地，搅拌时间为4min～5min。搅拌时长不宜过长或过短，过短则各物料难以分开，过长则有可能会出现局部分相的情况；具体地，以使聚丙烯和烃类材料搅拌均匀为准。

在一个具体示例中，在加入石墨烯材料和驻极体材料进行高速搅拌混合的过程中，搅拌转速可以是2000r/min、2200r/min、2500r/min、2800r/min、3000r/min、3200r/min、3500r/min，或上述各转速之间的范围。

在一个具体示例中，在加入石墨烯材料和驻极体材料进行高速搅拌混合的步骤之后。还包括将所得混合物挤出的步骤。具体地，将所得混合物挤出可以采用双螺杆挤出机进行挤出。挤出过程中的温度为155℃～175℃。进一步地，双螺杆挤出机的主机转速为600r/min～800r/min。

在一个具体示例中，在将所得混合物挤出的步骤之后，还包括将挤出物通过切粒机进行造粒，再通过震动筛去除其中不规则产品的步骤。进一步地，在去除其中不规则产品之后还需要使其完全冷却并干燥，以制备石墨烯聚丙烯复合母粒。

上述母粒可以进一步通过熔喷的方法制备为熔喷布，具体地，制备方法可以如下。

将上述石墨烯聚丙烯复合材料或由上述制备方法制备所得的石墨烯聚丙烯复合材料熔融形成复合材料熔融体，将该复合材料熔融体输送至喷头，并将该复合材料熔融体通过该喷头挤出，同时施加高压热气流喷气，使从该喷头挤出的复合材料熔融体形成超细纤维。该纤维的直径可以是1μm～5μm。该纤维通过自身粘合的方式或加热固化的方式最终形成熔喷布本体。

进一步地，上述熔喷布可以进一步制备为口罩。具体地，该口罩包括面层和中间层，中间层是根据上述实施例所得的熔喷布。在一个具体示例中，面层的材料可以选自无纺布。

实验证明，由上述石墨烯聚丙烯复合材料进一步制备而成的熔喷布的过滤效率可以达到约99.9％，即其可以有效过滤掉空气中的绝大多数粉尘及细菌。与现有的口罩产品相比，该熔喷布的PM2.5的过滤效率和吸油性能得到显著提高，并且表现出优异的抗菌性、静电吸附能力和力学性能。并且，由于该熔喷布中尽可能减少了填料尤其是驻极体材料的用量，因而该石墨烯聚丙烯复合材料的可纺丝性能也得到显著的改善。所制备的熔喷布在经过100h使用后仍然能够保持高于99.8％的过滤效率以及99.8％的抗菌率。

为了更易于理解及实现本发明，本发明还提供了如下较易实施的、更为具体详细的实施例、对比例和试验例作为参考。通过下述具体实施例的描述及试验例所得的性能结果，本发明的实施例的优点也将显而易见。以下各实施例和对比例中所用原料如无特殊说明，皆可从市场常规购得。

各实施例所使用的石墨烯材料制备方法如下：取振实密度约为5g/cm³的氧化石墨烯粉体，放入空气粉碎机内进行粉碎，形成D50粒径约为4μm的氧化石墨烯粉体材料。

实施例1

按重量份数计，将聚丙烯母粒材料86份和烃类材料2份加入搅拌机中以150r/min的转速搅拌5min均匀混合，随后取氧化石墨烯粉体材料10份以及电气石粉2份混合均匀后加入上述混合后的聚丙烯母粒材料和烃类材料中，再以2000r/min的转速混合10min。混合均匀后加入双螺杆挤出机中进行挤出，双螺杆挤出机的温区均设置为165℃，主机转速为600r/min。挤出物通过切粒机进行造粒，再通过精细震动筛去除其中形状不规则的产品，通风使其完全冷却并干燥后，即得到石墨烯聚丙烯复合母粒。选取满足国标GB/T30923-2014的石墨烯聚丙烯复合母粒作为聚丙烯熔喷料进行熔喷并制备成为熔喷布，熔体质量流动速率≥1000。

实施例2

按重量份数计，将聚丙烯母粒材料94份和烃类材料0.5份加入搅拌机中以150r/min的转速搅拌5min均匀混合，随后取氧化石墨烯粉体材料5份以及电气石粉0.5份混合均匀后加入上述混合后的聚丙烯母粒材料和烃类材料中，再以2000r/min的转速混合10min。混合均匀后加入双螺杆挤出机中进行挤出，双螺杆挤出机的温区均设置为165℃，主机转速为600r/min。挤出物通过切粒机进行造粒，再通过精细震动筛去除其中形状不规则的产品，通风使其完全冷却并干燥后，即得到石墨烯聚丙烯复合母粒。选取满足国标GB/T30923-2014的石墨烯聚丙烯复合母粒作为聚丙烯熔喷料进行熔喷并制备成为熔喷布，熔体质量流动速率≥1000。

实施例3

按重量份数计，将聚丙烯母粒材料88份和烃类材料1.2份加入搅拌机中以150r/min的转速搅拌5min均匀混合，随后取氧化石墨烯粉体材料9.8份以及电气石粉1份混合均匀后加入上述混合后的聚丙烯母粒材料和烃类材料中，再以2000r/min的转速混合10min。混合均匀后加入双螺杆挤出机中进行挤出，双螺杆挤出机的温区均设置为165℃，主机转速为600r/min。挤出物通过切粒机进行造粒，再通过精细震动筛去除其中形状不规则的产品，通风使其完全冷却并干燥后，即得到石墨烯聚丙烯复合母粒。选取满足国标GB/T30923-2014的石墨烯聚丙烯复合母粒作为聚丙烯熔喷料进行熔喷并制备成为熔喷布，熔体质量流动速率≥1000。

对比例1

按重量份数计，将聚丙烯母粒材料88份和烃类材料1.2份加入搅拌机中以150r/min的转速搅拌5min均匀混合，随后取氧化石墨烯粉体材料9.8份加入上述混合后的聚丙烯母粒材料和烃类材料中，再以2000r/min的转速混合10min。混合均匀后加入双螺杆挤出机中进行挤出，双螺杆挤出机的温区均设置为165℃，主机转速为600r/min。挤出物通过切粒机进行造粒，再通过精细震动筛去除其中形状不规则的产品，通风使其完全冷却并干燥后，即得到石墨烯聚丙烯复合母粒。选取满足国标GB/T30923-2014的石墨烯聚丙烯复合母粒作为聚丙烯熔喷料进行熔喷并制备成为熔喷布，熔体质量流动速率≥1000。

对比例2

按重量份数计，将聚丙烯母粒材料88份和烃类材料1.2份加入搅拌机中以150r/min的转速搅拌5min均匀混合，随后取氧化石墨烯粉体材料9.8份以及电气石粉10份混合均匀后加入上述混合后的聚丙烯母粒材料和烃类材料中，再以2000r/min的转速混合10min。混合均匀后加入双螺杆挤出机中进行挤出，双螺杆挤出机的温区均设置为165℃，主机转速为600r/min。挤出物通过切粒机进行造粒，再通过精细震动筛去除其中形状不规则的产品，通风使其完全冷却并干燥后，即得到石墨烯聚丙烯复合母粒。选取满足国标GB/T30923-2014的石墨烯聚丙烯复合母粒作为聚丙烯熔喷料进行熔喷并制备成为熔喷布，熔体质量流动速率≥1000。

试验例

选用上述各实施例及对比例的聚丙烯熔喷料，熔融形成聚合物溶体，并使其通过喷丝头挤出，在高压热气流的喷吹作用下形成直径约为2μm的超细纤维，在接收装置上，经过热加固的方式成型形成熔喷布。测试该熔喷布对于PM2.5的初始过滤效率、初始抗菌性能以及使用超过100h后的最终过滤效率和最终抗菌性能，结果可见于表1。

表1

	初始过滤效率	最终过滤效率	初始抗菌性能	最终抗菌性能
					实施例1	99.82％	99.80％	99.99％	99.85％
实施例2	99.99％	99.88％	99.99％	99.83％
					实施例3	99.89％	99.85％	99.99％	99.86％
对比例1	97.65％	96.39％	92.22％	90.02％
					对比例2	95.55％	94.68％	98.90％	98.80％

其中，根据实施例1～实施例3记载的数据，依据本发明的实施方式制备的熔喷布具有高于99.8％的初始过滤效率和99.99％的初始抗菌性能，在使用100h后仍能够保持有99.8％以上的过滤效率和99.8％以上的最终抗菌性能。另外，由于烃类材料有效提高了石墨烯材料和驻极体材料在基体中的分散性，因而制备所得的聚丙烯熔喷料在熔喷制备过程中未出现堵口现象，制备过程顺利且连贯。

与实施例3相比，对比例1未添加驻极体材料，其初始过滤效率稍低但保持较好；然而其初始抗菌性能显著较低。对比例2添加了过量的驻极体材料，由于驻极体材料量显著较多，无法均匀分散于石墨烯片层上，在聚丙烯基体中的分散性也不好，容易导致颗粒团聚，同样容易在熔喷制备过程堵住喷头，导致整体制备所得的熔喷布过滤效率和保持率反而有所下降。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (12)

1.一种石墨烯聚丙烯复合材料，其特征在于，由包括如下重量份数的各原料组分制备而成：

所述烃类材料是常温下呈液体状的烃类材料。

2.根据权利要求1所述的石墨烯聚丙烯复合材料，其特征在于，由包括如下重量份数的各原料组分制备而成：

3.根据权利要求1～2任一项所述的石墨烯聚丙烯复合材料，其特征在于，所述石墨烯材料选自氧化石墨烯。

4.根据权利要求1～2任一项所述的石墨烯聚丙烯复合材料，其特征在于，所述石墨烯材料为粉体状材料，所述石墨烯材料的D50粒径为1μm～5μm。

5.根据权利要求1～2任一项所述的石墨烯聚丙烯复合材料，其特征在于，所述烃类材料是液体石蜡。

6.根据权利要求1～2任一项所述的石墨烯聚丙烯复合材料，其特征在于，所述驻极体材料是电气石。

7.一种石墨烯聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

按照根据权利要求1～6任一项所述的石墨烯聚丙烯复合材料的各原料组分进行备料，将所述聚丙烯和所述烃类材料搅拌均匀后，再将所述石墨烯材料和所述驻极体材料混合均匀后加入至所述聚丙烯和所述烃类材料中进行整体搅拌混合。

8.根据权利要求7所述的石墨烯聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，在所述整体搅拌混合的过程中，控制搅拌转速为2000r/min～5000r/min。

9.根据权利要求7或8所述的石墨烯聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，在所述整体搅拌混合后，还包括将整体搅拌混合所得混合物挤出的步骤，挤出温度为155℃～175℃。

10.一种熔喷布，其特征在于，由石墨烯聚丙烯复合材料经熔喷制备所得的纤维自身粘合或加热固化形成，所述石墨烯聚丙烯复合材料是根据权利要求1～6任一项所述的石墨烯聚丙烯复合材料，或是根据权利要求7～9任一项所述的石墨烯聚丙烯复合材料的制备方法制备所得的石墨烯聚丙烯复合材料。

11.一种过滤装置，其特征在于，包括面层和中间层，所述中间层是根据权利要求10所述的熔喷布。

12.根据权利要求11所述的过滤装置，其特征在于，所述过滤装置是口罩。